紫阳动物群：华南一个早奥陶世斜坡相化石库 

来源：科学通报

自Sepkoski提出奥陶纪辐射（Ordovician radiation）假说以来，十多年间国际相关专家相继对此进行了针对性的研究。尤其以IGCP 410和IGCP 503为标志，分别对大辐射的起始时限和环境背景进行了较为深入的研究。随后的IGCP 653项目，其目的在于继续综合研究寒武纪大爆发到奥陶纪多样性辐射事件（GOBE）之间的古生物事件。目前奥陶纪大辐射研究的关键科学问题主要是：奥陶纪大辐射与生物门类、生态方式、海水深度、纬度及气候关联；奥陶纪海洋生物的生态及食物网；化石记录与真实的生物多样性；奥陶纪大辐射的起因与控制因素。

三叶虫的辐射是奥陶纪生物大辐射重要内容之一。Adrain提出了Ibex三叶虫动物群与Whiterock 三叶虫动物群之间相互演替的过程。周志毅等对华南陆块三叶虫多样性变化和辐射模式进行了深入研究，精确提出华南奥陶纪三叶虫辐射的始发时间和环境。

2017年，西北大学和中国地质调查局西安地质调查中心研究团队在区域填图过程中发现了紫阳动物群，并对其进行了长期的化石采集和初步研究工作。化石点隶属华南地层大区，南秦岭－大别山地层区，高滩兵房街地层小区，化石产自权河口组下段，岩性主要为中厚层状泥质灰岩夹钙质泥岩。紫阳动物群其生物组成特点鲜明，多样性丰富，它提供了Ibex三叶虫动物群与Whiterock 三叶虫动物群相互演替早期化石证据。

图1  紫阳动物群中主要的三叶虫化石

A, B, L: Seleneceme sp.; C, D: Niobe sp.; E: Borogothus sp.; F: Degamella sp.; K: Geragnostus sp.; I: Ampyx sp.; G: Nileus sp.; J: Dividuagnostus sp.; H: Orometopidae Hupe, 1955

扬子地台在早奥陶世初期以温暖浅海地台-陆棚相沉积为特征，处于中-低纬度地区。紫阳动物群属于典型的斜坡相，为研究该区域乃至华南板块奥陶纪生物多样性辐射提供了化石新材料。该动物群主要是以三叶虫为主，同时含有笔石、腕足动物、遗迹化石等。三叶虫化石主要有Seleneceme、Niobe、Nileus、Ampyx 、Degamella、Borogothus 、Geragnostus、Dividuagnostus 等属（图1）；笔石有Tetragraptus和Paratemnograptus 等属；腕足动物常见的有Tritoechia和Lingulella 等。其中Tetragraptus approximatus Nicholson可以推断动物群的时代为弗洛阶( 图2（E, F））。该动物群腕足动物相对较少，主要是Tritoechia sp.和Lingulella sp.，个体相对较小( 图2（C, D））。

Adrain等对全球奥陶纪三叶虫作了进一步的归类，将其划分成两个主要动物群，一类为Ibex动物群（或称寒武纪演化动物群）, 另一类为Whiterock动物群（或称古生代演化动物群）。Ibex动物群起源于早寒武世，在早奥陶世显示高度分异，然后迅速衰落，并在奥陶纪末期群体灭绝事件中全部消亡，Adrain等将Ibex动物群分成Ibex I和Ibex II两个动物群，Ibex I动物群仅在特马豆克 (Tremadocian)早期繁衍发达，而Ibex II动物群则在经历了早期奥陶纪晚期的一次辐射后才走向衰落。Whiterock动物群发生于早奥陶世，在中奥陶世辐射并迅速繁衍，进而度过了奥陶纪末期群体灭绝事件难关，演化为志留纪动物群，其中部分还在泥盆纪、石炭纪或二叠纪得到发展和延续。

图 2  紫阳动物群中部分笔石、腕足动物和其他门类化石

A: Paratemnograptus sp.; B: Tetragraptus sp.; C: Tritoechia sp.；D: Lingulella sp.; E, F: Tetragraptus approximatus Nicholson; G, H, I: Phyllocarida. 比例尺=1mm

紫阳动物群的主要属种隶属于7个科，与周志毅等描述的华南陆块奥陶纪Ibex I、Ibex II和Whiterock动物群三叶虫科的年代地层分布图对比，其中属于Whiterock动物群有2科：Cyclopygidae (Degamella sp.和Niobe sp.）， Raphiophoridae（Ampyx sp.）。属于Ibex II动物群有2科: Asaphidae（Borogothus sp.）, Nileidae（Nileus sp.）；属于Ibex I动物群有3科: Agnostoidea（Dividuagnostus sp.）, Geragnostoidea（Geragnostus sp.）, Alsataspidiae（Seleneceme sp.）。根据发现三叶虫新属种（图1（L））特点应该属于Ibex I动物群。从动物群的科属组成看，Ibex动物群略高于Whiterock动物群，前者占了主要地位。从数量上看，Alsataspidiae和Asaphidae占到整个动物群的75%多，Ibex动物群占主导地位，其中Ibex I动物群动物处于繁盛的阶段。初步判断紫阳动物群处在Ibex动物群向Whiterock动物群过渡的早期阶段。

动物群组成中含有少量球接子和原尾虫类（Dividuagnostus sp., Geragnostus sp.和Degamella sp.），水体应该深于陆棚区，但又浅于寒武纪球接子代表的水深，属于典型的斜坡相动物群特征。从化石保存完整性看属于特意埋藏。

紫阳动物群属于早奥陶世典型的斜坡相三叶虫动物群，代表了重要的一次奥陶纪生物多样性事件（GOBE），也是探讨奥陶系多样性第一次峰值之前更多关键细节重要的动物群。