“中国的乐平统及二叠纪末生物大灭绝研究”获2010年度国家自然科学二等奖

<正>由已故金玉玕院士领导的,沈树忠、王向东、王玕、曹长群研究员等参与完成的"中国的乐平统和二叠纪末生物大灭绝"获得2010年度国家自然科学二等奖。这项成果属于地球科学领域关于地质历史时期重大生物演化事件及其环境背景的国际前沿性基础研究。在整个地质历程中发生了5次生物大灭绝事件,二叠纪末期(2.5亿年前)的生物大灭绝代表显生宙地球生态系统     

三叠纪末期全球生物大灭绝事件研究综述

三叠纪末期生物大灭绝是全球地质历史时期5大生物灭绝事件之一,它致使海洋生态系统中约53%的属和80%的种灭绝。显著灭绝的生物包括菊石亚纲、牙形类、放射虫目和陆地四足动物,发生部分灭绝的生物包括腕足动物门、介形亚纲、双壳纲和珊瑚纲等。中大西洋火成岩省(CAMP)的爆发与三叠纪末期生物大灭绝在时间上具有较高的一致性,其火山的高强度和大面积喷发被认为是导致此次灭绝事件发生的主要原因。CAMP爆发释放出大量的CO₂、SO₂和CH₄等气体,一方面温室效应促使海平面升高,物种栖息地面积减少、海洋酸化和海洋缺氧等事件直接威胁着海洋和陆地生物的生存环境;另一方面温室效应亦会引发全球性森林火灾,造成陆地植物减少,大量植物碳屑注入海洋使其发生富营养化,又因伴随海洋酸化作用(碳酸化和硫酸化),海洋古生产率发生崩溃。不同地质时期生物大灭绝的发生往往伴随着剧烈的环境变化,在三叠纪末生物大灭绝期,这些变化多表现为古大气成分和古气温动荡、古火灾频繁、海洋酸化、海平面升高和海水缺氧等,它们之间的综合作用最终导致三叠纪末期全球生态系统失稳。在全球多个三叠...     

晚二叠世海洋生物大灭绝的新假说

正二叠纪大灭绝事件发生在距今约2.5亿年前的二叠纪末期,是有史以来最严重的生命大灭绝事件,造成了地球上96%的物种灭绝,包括90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物。长期以来,对造成生命大灭绝事件的原因众说纷纭,先后提出过"陨石撞击说","大规模火山喷发说"等多种假说。最近,一个由德国莱布尼茨研究所的科学家Martin Schobben领导的跨国研究小组通过对伊朗两个晚古生代地层剖面的研究,提出了晚二叠世生命大灭     

火山大爆发造成二叠纪大灭绝

地质学家发现在２．５亿年前的火山大爆发喷发的岩浆所覆盖过的面积，比以前所知的大两倍，这有可能是造成地球史上最大灭绝事件的二叠纪大灭绝之主因．二叠纪末期，有８５％的海洋生物和７０％的陆生生物从此永远从地球上消失．该灭绝事件之壮观前所未见，就算是白垩纪末期的恐龙大灭绝也只不过是其三分之一的规模而已．与此同时，西伯利亚被上百万平方公里的岩浆淹没．科学家早已怀疑两者间的关联．这种可能性不小，因为据《自然科学进展》（NatureScienceUpdate，２００２－０６－０７）报道，英国Leicester大学的AndrewSaunder等人发…     

中国科学院南京地质古生物研究所举行建所60周年庆祝活动之一古生物学和地层学前沿学术讨论会

中国科学院南京地质古生物研究所在建所60周年庆典活动时举办了＂古生物学和地层学前沿学术讨论会＂,报告人与报告题目如下：沈树忠：精确定时二叠纪末生物大灭绝;袁训来：蓝田生物群;詹仁斌：华南奥陶纪腕足动物大辐射;张元动：笔石研究的现状与发展趋势;王永栋：     

地质动态两则

1　火山大爆发造成二叠纪的生命大灭绝地质学家发现 ,发生在 2 50Ｍａ前的火山大爆发喷发出的岩浆所覆盖过的面积 ,比以前所知的大两倍 ,这有可能是造成地球史上最大灭绝事件的二叠纪大灭绝之主因。二叠纪末期 ,有 85%的海洋生物和 70 %的陆生生物从此永远在地球上消失。该灭绝事件之壮观前所未见 ,就算是白垩纪末期的恐龙大灭绝也只不过是其三分之一的规模而已。与此同时 ,西伯利亚被上百万平方公里的岩浆淹没。科学家早已怀疑这两者间的关联。这种可能性不小 ,因为据《自然科学情报》(ＮａｔｕｒｅＳｃｉｅｎｃｅＵｐｄａｔｅ,0 6 0 7 2…     

二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝与残存

当今人类正在面临大气二氧化碳浓度升高、全球变暖、海洋酸化等一系列气候环境问题,有科学家提出这可能导致第6次生物大灭绝.类似的灾难事件在地质历史上多次发生,因此以史为鉴、以古示今才能更好地认识、应对和解决这些问题.显生宙最大的一次生物灭绝事件发生在2.52亿年前的二叠纪-三叠纪之交,超过90%的海洋物种永久消失.此次生物灭绝的过程和原因一直是科学家关注和致力解决的关键科学问题之一.近年来的研究表明当前人类面临的这些极端的气候环境事件在2.52亿年前也都有发生,而且更为严重.本文重点围绕近年来有关二叠纪-三叠纪之交的生物和环境事件研究进展,结合化石和环境指标的地质记录以及生物与环境之间的相互作用关系,总结生物灭绝的过程和形式及相关环境因子的贡献,并探讨残存生物能够躲过这次灾难事件得以延续和发展的内在机制和外界原因.      

三叠纪末期全球生物大灭绝事件研究综述

三叠纪末期生物大灭绝是全球地质历史时期五大生物灭绝事件之一,它致使海洋生态系统中约53%的属和80%的种灭绝。显著灭绝的生物包括菊石类、牙形类、放射虫类和陆地四足动物,发生部分灭绝的生物包括腕足类、介形类、双壳类和珊瑚类等。中大西洋火成岩省（CAMP）的爆发与三叠纪末期生物大灭绝在时间上具有较高的一致性,其火山的高强度和大面积喷发被认为是导致此次灭绝事件发生的主要原因。CAMP爆发释放出大量的CO2、SO2和CH4等气体,一方面温室效应促使海平面升高,物种栖息地面积减少、海洋酸化和海洋缺氧等事件直接威胁着海洋和陆地生物的生存环境;另一方面温室效应亦会引发全球性森林火灾,造成陆地植物减少,大量植物碳屑注入海洋使其发生富营养化,又因伴随海洋酸化作用（碳酸化和硫酸化）,海洋古生产率发生崩溃。不同地质时期生物大灭绝的发生往往伴随着剧烈的环境变化,在三叠纪末生物大灭绝期,这些变化多表现为古大气成分和古气温动荡、古火灾频繁、海洋酸化、海平面升高和海水缺氧等,它们之间的综合作用最终导致三叠纪末期全球生态系统失稳。在全球多个三叠纪—侏罗纪之交（TJB）剖面均可以识别出3次明显的碳同位素负偏移,最显著的1次发生于瑞替期末,早于TJB。上述情况说明,三叠纪末期生物大灭绝虽然是全球性事件,但并不是1次发生的,具有分阶段性、非同步性、区域性和有选择性等特点。     

二叠纪—三叠纪之交凝块石（微生物岩）的沉积成岩过程——以华南广西百色地区作登剖面为例

二叠纪末大灭绝之后,在我国华南地区广泛发育了一套钙质微生物岩,这套微生物岩以凝块石为主,代表了大灭绝事件后特殊环境下的生物沉积建造。早期对凝块石的分布以及沉积特征有详细研究。通过镜下显微观察,阴极发光照相,背散射成像以及探针元素分析,对凝块石的显微特征进行了详细研究。通过对凝块石中化石的分布,矿物组成以及元素分布规律观察,对比现代凝块石沉积成岩过程总结了二叠纪末凝块石的沉积成岩过程,即早期生长阶段,沉积阶段,早期成岩阶段和后期成岩阶段。清晰的凝块石的沉积成岩过程为解析该时期微生物沉积建造打下基础。     

东秦岭陕西聂家沟剖面二叠纪—三叠纪之交沉积特征及其古环境意义*

东秦岭陕西镇安聂家沟地区二叠纪—三叠纪之交发育一套海相碳酸盐岩沉积序列,较完整地记录了二叠纪末生物大灭绝事件前后浅海碳酸盐岩台地相生物群落演替及环境变化等信息,是研究二叠纪末生物大灭绝事件前后生态环境变化与沉积响应的理想区域。通过碳酸盐岩微相分析方法,对陕西镇安聂家沟剖面二叠系—三叠系界线附近的碳酸盐岩生物组合和微相类型进行了详细分析,共识别出11个微相类型: 斑点状凝块石、叠层石灰岩、鲕粒—纹层状叠层石灰岩、有孔虫颗粒灰岩、藻—海百合泥粒灰岩、含有被包壳和被磨蚀骨屑颗粒的粒泥灰岩、鲕粒颗粒灰岩、集合颗粒灰岩、含鲕粒的粒泥灰岩、泥晶灰岩和泥岩。根据碳酸盐岩微相特征及沉积相标志,在二叠系—三叠系界限附近划分出台地边缘、开阔台地和局限台地3种沉积相,其反映了二叠纪—三叠纪之交频繁的沉积相带变更的特点。该剖面碳酸盐岩微相反映的古生态和生物群落演替特征与中国华南同时期其他剖面具有较好的一致性,即二叠纪末生物大灭绝事件之后,早三叠世正常浅水碳酸盐岩台地生物类型和丰度极低,仅含有少量的双壳类、海百合等,灭绝事件界线附近以微生物碳酸盐岩等特殊微生物沉积构造占主导,之后微生物岩等消失,又出现了以双壳类为首的生物碎屑石灰岩。研究结果为了解二叠纪末生物大灭绝事件中生物和环境的协同演化提供了新的材料和认识。     

东秦岭陕西聂家沟剖面二叠纪—三叠纪之交沉积特征及其古环境意义*

东秦岭陕西镇安聂家沟地区二叠纪—三叠纪之交发育一套海相碳酸盐岩沉积序列,较完整地记录了二叠纪末生物大灭绝事件前后浅海碳酸盐岩台地相生物群落演替及环境变化等信息,是研究二叠纪末生物大灭绝事件前后生态环境变化与沉积响应的理想区域。通过碳酸盐岩微相分析方法,对陕西镇安聂家沟剖面二叠系—三叠系界线附近的碳酸盐岩生物组合和微相类型进行了详细分析,共识别出11个微相类型: 斑点状凝块石、叠层石灰岩、鲕粒—纹层状叠层石灰岩、有孔虫颗粒灰岩、藻—海百合泥粒灰岩、含有被包壳和被磨蚀骨屑颗粒的粒泥灰岩、鲕粒颗粒灰岩、集合颗粒灰岩、含鲕粒的粒泥灰岩、泥晶灰岩和泥岩。根据碳酸盐岩微相特征及沉积相标志,在二叠系—三叠系界限附近划分出台地边缘、开阔台地和局限台地3种沉积相,其反映了二叠纪—三叠纪之交频繁的沉积相带变更的特点。该剖面碳酸盐岩微相反映的古生态和生物群落演替特征与中国华南同时期其他剖面具有较好的一致性,即二叠纪末生物大灭绝事件之后,早三叠世正常浅水碳酸盐岩台地生物类型和丰度极低,仅含有少量的双壳类、海百合等,灭绝事件界线附近以微生物碳酸盐岩等特殊微生物沉积构造占主导,之后微生物岩等消失,又出现了以双壳类为首的生物碎屑石灰岩。研究结果为了解二叠纪末生物大灭绝事件中生物和环境的协同演化提供了新的材料和认识。     

新观点与新发现

<正>二叠纪末生物大灭绝持续约6万年中国科学院南京古生物研究所沈树忠研究员与美国麻省理工学院的研究人员,对浙江长兴煤山剖面的火山灰进行了精细的高精度定年和碳同位素分析。结果表明,在煤山剖面中,标志生物大灭绝开始的25层火山灰为251.941百万年,而标志大灭绝结束的28层火山灰为251.88百万年,这意味着二叠纪末导致近95%的海洋生物和约     

二叠纪-三叠纪之交的古海洋水化学条件变化证据--以贵州织金剖面为例

基于贵州织金剖面的二叠系-三叠系界线附近的岩石薄片鉴定及古生物化石识别,划分出了2种碳酸盐岩沉积相、2种亚相和5种微相;有机质碳同位素组成测试结果表明晚二叠世时期有机质的δ13C_org值（-27.7‰）向早三叠世时期的δ13C_org值（-28.3‰）逐渐偏负,反映了有机质类型由高等植物向低等微生物变化的过程;全岩的δ13C_rock值由晚二叠世（-24.2‰）向早三叠世（-20.9‰）变大,反映了二叠纪末期生物大灭绝事件造成了海洋生物的消失,进而引起12C在海洋中强烈富集;Fe-_HR/Fe-_T、Fe_py/Fe-_HR以及微量元素V/（V+Ni）与V/（V+Cr）比值大小,反映了二叠纪末期该区域的海水为氧化环境或弱还原环境,而三叠纪初期海水处于还原与铁化环境,在盆地内部没有发生硫化作用;V/Ni的值从晚二叠世的0.97~1.97向早三叠世的1.67~7.33明显变大,表明水体逐渐加深的过程,该结论与沉积微相变化相符;在生物演化上,从二叠纪末期的有孔虫-藻屑-三叶虫生物组合演变到三叠纪初期小型介壳-微生物组合,反映了该时期中国南方统一的两幕式生物灭绝与演化样式。     

古海洋氧化还原条件的遗迹化石定量表征特征:以华南二叠纪末生物大灭绝事件为例*

地质历史时期的重大生物—环境事件往往伴随着古海洋海水氧化还原条件的改变,而遗迹化石作为原位保存的生物成因沉积构造,对于解读古海洋氧化还原条件具有显著的优势。通过对前人常用的遗迹学参数进行分析总结,发现遗迹化石多样性、生物扰动强度、潜穴直径、特征遗迹化石组合这4项定量参数可以表征古海洋氧化还原条件的变化。文中以华南二叠系乐平统遗迹化石及生物扰动构造作为研究对象,系统分析了二叠纪末生物大灭绝事件前后遗迹化石参数表征的古海洋氧化还原条件变化特征:自吴家坪期晚期华南古海洋开始出现缺氧,然而该缺氧状态在长兴期不具有持续性,而是呈现出周期性缺氧/贫氧→富氧/有氧的波动特征;在二叠纪末生物大灭绝之前,煤山剖面高精度的定量遗迹学参数指示长兴组24e层顶部存在缺氧事件,并与大灭绝事件有着良好的对应关系。这一实例具体展示了遗迹学参数在古海洋水体氧化还原条件重建中应用前景广阔。     

贵州罗甸二叠纪末生物大灭绝事件后沉积的微生物岩时代和沉积学特征

二叠纪末期发生的显生宙以来最大的生物绝灭事件,使海洋生态系统和陆地生态系统均受到重创之后,微生物岩广泛分布于全球正常浅海地区。研究认为,扬子地台在二叠纪末期存在一次海平面降低的事件,造成研究区二叠纪地层与早三叠世微生物岩之间存在沉积间断或剥蚀,并使三叠纪牙形石混入二叠纪末期的沉积物中。二叠-三叠系界线位于微生物岩层的底界;微生物岩形成于早三叠世最早期,相当于Hindeodus parvus带,是早三叠世最早期开始的海侵事件为其提供生长所需的可容纳空间。在Isarcicella staeschei带-I. isarcica带早期再次发生相对海平面降低事件,之后海平面开始快速上升。研究区早三叠世早期的微生物岩以凝块构造发育为特征,具有斑状、层状、枝状和网状凝块构造4种典型中型构造。结合前人的工作,认为微生物群落通过生物沉积和物理沉积作用形成球状体,球状体汇聚形成不同的中型凝块构造。研究扬子地台早三叠世凝块石的确切时代和结构、构造类型特征,为准确恢复生物大灭绝事件前后的环境变迁以及生物演化事件与环境变化的相互作用关系提供重要的证据。     

川东卧龙河地区长兴晚期自然伽马异常及其环境启示意义

目前研究表明,深水环境缺氧团向浅水扩散是导致二叠纪末生物危机事件的重要诱因,然而其作用过程仍存在较大争议。四川盆地东部晚二叠世长兴期主要为台地环境,通过对研究区内卧龙河构造连续沉积的井剖面对比研究发现,在二叠纪末生物大灭绝界线之前的碳酸盐岩地层中自然伽马值整体出现异常正偏。当碳酸盐岩地层中泥质含量、钍和钾的含量相对较少时,自然伽马主要反映铀含量变化,进而指示海水氧化还原条件。长兴晚期区内台地环境显现出不同程度的缺氧效应,并持续发展直至生物大灭绝的来临。区内长兴组自然伽马值异常记录了长兴晚期海洋氧化还原过程,同时也见证了重大地质转折期将至时环境的不稳定性。     

论上扬子区南部中奥陶统大沙坝组

中奥陶统上部大沙坝组的命名地点在四川长宁双河附近 ,岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主 ,夹钙质结核和灰岩透镜体 ,分布在川东南的长宁—兴文—叙永—古蔺一带 ,其中笔石和壳相化石经常交互出现 ,均比较丰富 ;笔石动物属于上层下垂对笔石动物群 ( Didymograptus artus Fauna) ,据此 ,大沙坝组的地层时代可定为中奥陶世达瑞威尔期 (相当于兰维恩期 ) ;腕足动物可称作 Saucrorthis- Parisorthis动物群。大沙坝组的岩性和其中所含的动物群均明显有别于在黔北和黔东北广泛分布的、大致同期的以钙质泥岩和钙质粉砂岩为主的十字铺组。四川北部平武县水柏乡的中元古代大沙坝组 ,由于命名在后 ,应予以废弃。     

太原东山晚石炭世至早三叠世早期地层研究

通过对太原东山本溪组、太原组发育特征、腕足动物和宝类地层分布的研究,论述了石炭、二叠系间界线位置,认为腕足动物的大繁盛和?类Chalaroschwagerina的出现与Pseudoschwagerina的出现近于同时,对没有发现Pseudoschwagerina的地区,以腕足动物的大繁盛和Chalaroschwagerina的出现作为二叠纪开始的辅助生物标志是可靠的。太原东山石炭工曾乐界线划于洞道沟灰岩之底,太原组时代属晚石炭世至早二叠世早期。      

湖南慈利礁相二叠系-三叠系界线地层及其对大灭绝事件的启示

湖南慈利康家坪长兴组礁相地层上直接覆以大冶组"错时相"钙质微生物岩、鲕状灰岩、蠕虫状灰岩等沉积物。岩相、生物地层和碳同位素演变表明大灭绝事件处地层连续;剖面上长兴期末的化石分布呈现一种单幕式灭绝型式和过程;占据大灭绝后浅水碳酸盐相的是一种以微生物主导的"异常生态系"。     

内蒙古早二叠纪火山熔岩痕量元素地球化学

本文报道了内蒙古东部早二叠纪火山岩的痕量元素地球化学特征,讨论了该区火山岩的源区特征,结果表明,内蒙古东部早二叠纪火山岩是不同性质组成的地幔不同程度部分熔融的产物。基性熔岩主要是具有亏损地幔性质的E－MORB高度部分熔融的产物,而中酸性火山岩的源区物质具有OIB特征。具有OIB型富集地幔特征的中酸性火山岩的源区可能是循环到地幔与海水发生强烈作用的古洋壳物质。这一结果表明,中晚古生代时期中朝板块与西伯利亚板块拼合后,俯冲到地幔中的古洋壳在早二叠纪以火山作用的方式返回到地壳环境中。