华南早奥陶世牙形动物的宏演化及其环境背景机制

The Great Ordovician Biodiversification Event is one of major radiation events during the Early Palaeozoic era, and has been targeted for more than 30 years. In general, there are three evolutionary faunas during the Phanerozoic time, i.e. Cambrian Evolutionary Fauna (CEF), Palaeozoic Evolutionary Fauna (PEF) and Modern Evolutionary Fauna (MEF). The Early Ordovician is one of the key intervals for investigating Ordovician Radiation, has been considered as the critical interval for analyzing the relationship between PEF and CEF. Conodonts attained an important development with its diversity and disparity increased dramatically. The present study will systematically analyze the conodont biodiversification and extinction during the Early Ordovician in South China on the basis of the detailed study of conodont systematics and biostratigraphy. Moreover, this study will investigate the palaeoclimatic and palaeoenvironmental changes in South China during the Early Ordovician by use of geochemical signals (carbon isotope, oxygen isotope of conodont apatitie ) and microfacies analysis of carbonates, and further analyze their relationship to the patterns of conodont biodiversity and extinction.

奥陶纪生物大辐射是当前国际奥陶系研究前沿和热点之一。经过近三十余年的研究，学界对该生物宏演化事件已取得了许多重要的认识和进展，并逐渐认识到：研究早奥陶世的生物宏演化型式对认识古生代演化动物群与寒武纪演化动物群之间的过渡关系具有重要意义。作为奥陶纪的重要海洋生物类群之一，牙形类在奥陶纪获得了重大发展。本申请项目拟以牙形类作为突破口，选择华南这一重要区域，基于精深系统古生物学和高分辨率牙形类生物地层学，实例分析华南早奥陶世牙形类辐射演化、灭绝事件，从而提升奥陶纪牙形类早期辐射演化研究的精度及广度；通过多学科交叉（如稳定碳同位素、牙形类磷灰石氧同位素、沉积学），深入分析华南早奥陶世的古环境、海水古温度变化，并探讨牙形类多样性演变型式与古海洋环境之间的协同关系。

研究工作严格按照项目计划进行。项目执行期间，针对华南早奥陶世地层开展了大量的野外工作，获得了大量的第一手研究资料。在华南完成5条具有不同古地理背景下奥陶统剖面的碳、氧同位素样品、牙形类样品分析测试工作；与瑞典、丹麦、德国等同行开展合作研究，完成学术论文10余篇。取得的主要研究进展和成果包括：1）通过系统分析牙形类、稳定碳同位素，建立了华南早奥陶世高分辨率牙形类生物地层框架，并得到高分辨率稳定碳同位素曲线，识别了可用于全球对比的五次碳同位素漂移事件，优化了华南扬子台地早奥陶世地层在区内、区外的精确对比。2）通过磷灰石氧同位素测试，揭示了华南早奥陶世海水古温度变化。3）对奥陶纪大辐射的早期环境背景开展了系统研究。①早-中奥陶世的扬子台地上发育过一次台地淹没事件；此次台地淹没恰好发生在华南奥陶纪生物大辐射的第一次高潮之前，赋予了这次事件重要的生态学意义。针对湖北省松滋市刘家场剖面记录了这次台地淹没事件的下-中奥陶统序列展开了详细的沉积学研究；该项研究增进了对华南奥陶纪生物大辐射的环境背景方面的理解。②对早、中奥陶世地层紫台组开展了详细的岩相、碳同位素分析，对华南扬子台地深灰海相红层的成因机制开展了深入探讨，认为该地区红层和海水氧化、铁的输入密切相关。