华南奥陶纪末生物大灭绝的肇端标志——腕足动物稀少贝组合及其穿时分布

（化石网报道）据中国科学院南京地质古生物研究所：奥陶纪末大灭绝是显生宙第一次生物灾变事件，也是古生代演化动物群经长期大辐射而颇具规模后所遭受的第一次重创。它造成了海洋生物约50%属和80%种消亡，灭绝量值居于‘五大灭绝事件’中的第二位。奥陶纪末大灭绝由两幕组成，它的首幕与冈瓦纳大陆冰盖高峰期同时，通常认为始于凯迪末期到赫南特早期，新的凉水动物群占领全球许多海域；次幕发生于赫南特晚期之初，起因于冰盖消融，气候快速回暖，海平面大幅上升，凉水动物群（特别是海洋底栖优势生物腕足类和三叶虫动物群）整体消亡。在已有的研究中，第一幕后广泛出现的赫南特贝腕足动物群（Hirnantia Fauna）常被视作是这次大灭绝的肇端标志。华南扬子区富产这个动物群，大量资料记录了当时全球环境的巨变和生物群繁盛、消亡的历史。

2019年，中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余院士和黄冰研究员在《地质学报》发表论文《华南奥陶纪末生物大灭绝的肇端标志—腕足动物稀少贝组合(ManosiaAssemblage)及其穿时分布》，通过对相关层段中腕足动物群的深化研究，为华南奥陶纪末大灭绝的肇始标志提出了新的认识。

上扬子区发育大灭绝第一幕的观音桥层（介壳相）与灭绝前的五峰组（笔石页岩相）之间的以及下扬子区新开岭层之中的“混合相地层”，这段地层代表了奥陶纪最晚期沉积-生物-环境发生重大变化的过渡阶段，记录了南方大陆冰盖的形成对华南各地产生不同影响的开始。这一蕴含大灭绝开始过程的关键地层与所含化石群，因地层厚度小，研究少，长期未被重视。该研究根据半个多世纪积累的材料，系统记述了“混合相地层”的优势化石腕足类稀少贝(Manosia)，并确立了它的分类地位。

通过识别稀少贝组合(Manosia Assemblage)的基本特征和时空分布，该研究探讨了它的群落生态、环境及其标志意义。奥陶纪末的华南板块，处于一个相对孤立的古地理位置，且稀少贝幼虫的漂浮能力不强，故它始终未能“飘洋过海”、离开华南板块一步；尽管如此，东西向从滇东北到苏南，南北向从陕南到黔北，易变稀少贝（Manosia inconstanta）成为一个灭绝初始阶段的机遇泛滥属种，遍布于整个扬子海域，并栖居于相对较深、低能、贫氧的海底水域。该文根据对已知产地稀少贝地层分布的厘定和笔石化石带资料，确定稀少贝组合的地层历程是从上奥陶统凯迪阶顶部到赫南特阶下中部；其短暂的历程反映了全球气候和海洋环境大规模扰动对扬子海域不同地区造成不同影响的开始阶段。

新的研究揭示，稀少贝腕足动物组合的时空分布有一个“先浅水、后深水”的穿时过程：1）在上扬子区浅水海域，这个组合仅限于凯迪末期，几乎同时迁移到较深水域并可延续到赫南特初期；2）赫南特早期，该组合侵入到下扬子深水海域，并在中期灭绝。华南奥陶纪末大灭绝的肇端并非始于赫南特初期，而是凯迪末期；其标志不是赫南特贝动物群本身，而是稀少贝组合的出现。中国的研究成果可能指示：冈瓦纳大陆冰盖的形成对世界其他板块不同水深海域的影响是穿时的，不是瞬时的。这就表明赫南特早中期扬子海域生物群的分布与演化是非常复杂的。

奥陶纪末生物大灭绝，是显生宙唯一一次与大规模的冰川活动、全球气候强烈变冷和变暖、世界范围的海平面大幅下降和上升有密切关联的特大灾变事件。

论文相关信息：戎嘉余, 黄冰. 2019. 华南奥陶纪末生物大灭绝的肇端标志—腕足动物稀少贝组合(Manosia Assemblage)及其穿时分布. 地质学报, 93(3): 509-527.