广西来宾蓬莱滩二叠纪瓜德鲁普统—乐平统界线剖面元素和同位素地球化学研究及地质意义

广西来宾蓬莱滩二叠系瓜德鲁普统-乐平统界线剖面已被国际地质科学联合会确定为国际界线层型标准剖面,在该界面附近发生了一次重要的全球性生物绝灭事件。蓬莱滩剖面样品采自乐平统合山组底部(由硅质岩和透镜状灰岩组成)和瓜德鲁普统茅口组上部来宾灰岩(由硅质灰岩、灰岩和少量硅质岩组成)。它们具有高的SiO2含量(除3个样品低于10%以外,其余样品均大于17%,平均为43.44%)、m值(>50)与Sr/Ba值(>1.0)和低的MgO/CaO(绝大部分低于02)与 V/(V+Ni)值(<046); Ce和Eu亏损明显。这些地球化学特征反映它们是在相对氧化的浅海环境中形成的,硅的来源非常丰富。样品的εNd(t)值(-7.5~-3.3)和(87Sr/86Sr)i值(0.70705~0.70739)都位于全球大洋Nd、Sr同位素演化曲线晚二叠纪时期区域内。有机碳的δ13Corg值变化明显(-26.7‰~-23.2‰),尤其是在瓜德鲁普统与乐平统以及茅口组与合山组界线附近发生显著的负漂移(达34‰),而且与无机碳的δ13C值呈现大致平行的变化趋势,证实在该界线附近发生过生物绝灭事件。虽然对瓜德鲁普统—乐平统交替时期发生的生物绝灭事件已提出过包括海平面下降在内的多种假设,但本文认为,由地幔柱上升引起的、以峨嵋山玄武岩喷发为代表的超级火山活动以及由此引起的环境效应是该时期生物绝灭的主要原因。     

瓜德鲁普统(Guadalupian)-乐平统(Lopingian)全球界线层型剖面和点(GSSP)

乐平统底界全球界线层型(GSSP)已经被确定在中国广西来宾县的蓬莱滩剖面,这一界线以牙形类化石Clarkina postbitteri postbitteri Mei&Wardlaw的首次出现为标志,位于蓬莱滩剖面的茅口组顶部来宾灰岩的6k层之底,层型剖面点位于C.postbitter hongshuiensis至C.dukouensis的演化谱系内,大致与阿布萨罗卡巨层序(Absaroka Megasequenses)的中部与上部之间的界线相当。层型剖面点位所在的来宾灰岩代表了一套界于茅口组和合山组之间的低水位沉积,在这一界线附近,类、腕足类、珊瑚类和菊石类等动物群均发生了重大更替;同时,δ13C值和87Sr/86Sr同位素比值也有一个明显的降低。从瓜德鲁普世晚期的磁性正常极性带向吴家坪早期反向极性带的转变也发生在这一界线附近,因此,这一界线可以很好地用于进行全球海陆相地层的对比。     

广西来宾蓬莱滩剖面G-L界线草莓状黄铁微晶粒径特征及其氧化还原意义

在瓜德鲁普统末期发生了一次大规模生物灭绝事件,多类生物均遭受重创。关于此次生物灭绝事件成因,有学者认为海洋缺氧是主要的直接原因之一,但瓜德鲁普统-乐平统（G-L）过渡时期海洋的氧化还原条件的研究开展得较少,缺少直接证据证明海洋缺氧和瓜德鲁普统末期生物灭绝的关系。草莓状黄铁矿粒径是指示沉积水体氧化还原条件的少数可靠的指标之一。由于微晶粒径大小与草莓状黄铁矿粒径大小密切相关,草莓微晶粒径大小同样也可以作为沉积水体的氧化还原指标。本文通过研究蓬莱滩剖面卡匹敦阶茅口组和吴家坪阶合山组下部草莓状黄铁矿微晶粒径特征,从而分析沉积环境的氧化还原状态。研究结果表明蓬莱滩剖面茅口组和合山组微晶粒径多数分布在0.4～1.2 μm之间,大部分样品微晶粒径分布相对较窄,部分样品分布较宽。茅口组-合山组界线处间歇性出现微晶粒径很小且分布范围窄的样品,其平均微晶粒径一般小于0.7 μm,最大值一般不超过1.2 μm,很可能指示硫化-缺氧的环境。茅口组和合山组大部分样品平均微晶粒径分布在0.7～1.0 μm之间,最大值一般不超过3.3 μm,很可能指示的是氧化-贫氧环境。蓬莱滩剖面硫化至缺氧环境对应着瓜德鲁普末期生物灭绝事件层位,说明这两者很可能存在因果关系。海洋的硫化缺氧很可能是瓜德鲁普末期生物灭绝的主要原因之一。     

华南中-晚二叠世之交碳酸盐岩磁学特征及环境意义

磁学参数作为可靠的古气候和古环境指标, 能为全球环境变化、气候过程研究提供有价值的资料.对广西来宾铁桥剖面瓜德鲁普-乐平统界线地层进行详细岩石磁学研究, 结果表明, 铁桥剖面样品中主要磁性矿物是顺磁性矿物以及少量磁铁矿、赤铁矿.在瓜德鲁普-乐平统界线附近, 岩石磁学特征发生显著变化, 磁化率先增大再减小, 携磁矿物成分呈硬磁性矿物(赤铁矿)→软磁性矿物(磁铁矿)→硬磁性矿物(赤铁矿)的变化趋势, 这些转变仅在界线上下大约4m的岩层内完成, 与中二叠世晚期的海平面变化、古海水温度变化同步.中-晚二叠世之交碳酸盐岩磁学参数的变化显著, 反映磁性矿物在各圈层之间的运移和转换发生了转变, 这一转变起因于当时的气候环境变化.瓜德鲁普世晚期和乐平世早期, 海平面较高, 来宾地区物源少, 铁桥剖面的携磁矿物主要来自粉尘赤铁矿; 中-晚二叠世之交短暂的大规模海退作用使华南古陆面积大幅度增加, 同时陆生植物大规模灭绝, 地表侵蚀加剧, 来宾地区物源增多, 此时, 铁桥剖面的携磁矿物主要来源于河流输入的磁铁矿.      

瓜德鲁普统-乐平统全球界线层型剖面沉积相和层序地层

瓜德鲁普统与乐平统的全球界线层型剖面-蓬莱滩剖面及其辅助剖面-铁桥剖面位于广西来宾地区,两剖面沿红水河两岸连续出露,是开展沉积相和层序地层研究的理想剖面。在两剖面的瓜德鲁普统茅口组与乐平统合山组中共识别出14种沉积相,组成4类沉积相组合,分别为盆地相、下斜坡相、上斜坡相和台地边缘相。依据这些沉积相及相组合垂向演化样式和横向分布特征,识别出6个主要的海侵-海退层序（TR）,并具有高分辨率牙形石带的约束,分别为:TR1 (J. nankingensis  zone)、TR2 (J. aserrata to J. shannoni zone)、TR3 (J. shannoni zone to early C. p. postbitteri zone)、TR4 (C. p. postbitteri zone to early C. transcaucasia zone)、TR5 (C. transcaucasia zone to C. orientalis zone)和TR6 (C. orientalis zone to C. inflecta zone)。基于两剖面的海侵-海退层序,开展了本地区高分辨率（等时）层序古地理恢复,这对厘定这一时期海平面下降、峨眉山玄武岩喷发、生物灭绝等重要事件之间联系可能具有重要的指示意义。     

广西来宾二叠系瓜德鲁普统-乐平统界线蓬莱滩剖面沉积微相演变及其对生物灭绝事件的响应

在中二叠世(瓜德鲁普世)末期发生了一次全球范围的生物灭绝事件,大约有34%的海洋无脊椎动物消失,同时发生了全球规模的海退事件。该事件在中国反应为东吴运动,致使华南大部分地区瓜德鲁普统—乐平统之交产生不整合。广西来宾地区位于扬子地台南缘,在中—晚二叠世时期处于滇黔桂盆地的东部。由于其独特的古地理位置,来宾地区发育了连续的中—晚二叠世海相沉积,是研究此次生物大灭绝和环境演变的绝佳位置。本文对广西来宾蓬莱滩瓜德鲁普统—乐平统(G—L)界线剖面沉积微相和生物化石进行了综合研究。研究表明,该剖面1～7层共发育5种主要的沉积微相组合,既礁基相组合、礁核相组合、覆礁相组合、礁滩相组合和深水斜坡相组合,生物礁发育于一个海退序列中。生物碎屑的丰度和类型在7a层突然急剧降低,与该剖面碳同位素的负偏和汞异常的出现一致,但实际上在这一层位只有个别牙形石和菊石消失,生物屑丰度的剧变并不能代表灭绝线,而是对海平面剧变的沉积响应。     

乐平统底界定义和广西来宾蓬莱滩剖面点位的讨论

Clarkina Postbitteri的首现不适合作为乐平统底界的定义，蓬莱滩剖面上6j的底界也不适合作为乐平统底界的全球界线层型剖面点（GSSP），乐平统底界的定义应是Clarkina postbitteri-C.dukouensis连续的演化系列中C.dukouensis的首次出现，精确的位置在蓬莱滩剖面6k之底。     

瓜德鲁普末期生物灭绝是由峨眉山大火成岩省(LIP)引起的吗?

瓜德鲁普统末期生物灭绝是发生在二叠末期生物灭绝之前的一次独立的生物灭绝事件。该次生物灭绝事件对当时海洋底栖生物危害的严重性曾被认为可与五大生物灭绝事件对生物的影响程度相提并论。近年来,随着地层年龄数据的逐渐增多,地层的年代归属逐渐明朗,瓜德鲁普末期生物灭绝的严重性受到越来越多的质疑。同时,曾被认为是该次生物灭绝的主要原因--峨眉山大火成岩省(LIP)也受到质疑。峨眉山LIP是否仍是该次生物灭绝的主要原因？为了阐明上述问题,文章综述了瓜德鲁普末期生物灭绝、峨眉山LIP的喷发、卡匹敦阶碳、锶同位素变化以及引起该次生物灭绝的主要原因。结合研究数据认为:①瓜德鲁普末期生物灭绝事件对浅海底栖生物的影响不是特别严重,生物多样性减少幅度比五大生物灭绝事件要小;②瓜德鲁普统-乐平统(G-L)界线附近碳同位素负偏受成岩作用和相变的影响较大,卡匹敦阶碳同位素比值的变化存在两次负偏,第一次发生在卡匹敦中期(幅度约为1.0‰至1.5‰),第二次发生在G-L界线(幅度约为1.4‰至2‰);③该次生物灭绝的主要原因很可能不是峨眉山大火成岩省,而可能是大规模海退和海洋缺氧。     

国际二叠纪年代地层划分新方案

国际二叠纪地层分会已就二叠系的统和阶的划分,命名及下界的层位达成统一意见,提出新的二叠系年代地层表,该表由３个最佳的区域性地层序列组成,即代表下二叠统的俄罗斯和哈萨克坦乌拉尔地区的乌拉尔统（ＣｉｓｕｒａｌｉａｎＳｅｒｉｅｓ）上二叠下部和上部的美国西南部的瓜德鲁普统（ＧｕａｄａｌｕｐｉａｎＳｅｒｉｅｓ）和中国华南地区的乐平统（ＬｏｐｉｎｇｉａｎＳｅｒｉｅｓ）。新表为建立二叠系内部界线的全球层型及点位     

伊朗Kashan区块库姆组含烃流体来源的地球化学示踪

通过对Kashan区块上库姆组碳酸盐围岩与裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O和δ^13C对比研究,确定含烃流体的可能来源。裂缝或晶洞充填方解石的^87Sr／^86Sr,δ^18O／‰（PDB）和δ^18O／‰（PDB）分别为：0．7074～0．7087,-12．7～-6．214和0．630～1．883。方解石的。^87Sr／^86Sr,δ^18O特征和流体包裹体较高的均一温度（120℃～217℃）,说明舍烃流体为来自休罗系Shemshak组的贫锶贫氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7074,δ^18OPDB=-12．17‰）、富锶富氧流体（^87Sr／^86Sr=0．7087,δ^18OPDB=-6．214‰）及这两种流体混合形成的混合流体。     

贵州乐康二叠／三叠系界线剖面的有机碳同位素异常及其意义

本文研究了贵州望谟乐康深水槽谷相二叠／三叠系界线剖面的有机碳同位素记录。研究结果表明,乐康剖面上二叠统δ13Corg值的变化幅度不大,越过第34层进入第35层以后,在WL－16号样品层位上,δ13Corg值突然从WL－15号样品的-25．419‰降低到-28．235‰,衰减幅度达到近3‰;其后δ13Corg值逐渐回升,并进入下三叠统。根据δ13Corg值的突然衰减正好发生在第34,35层的界线过渡层内这一事实,我们认为乐康剖面的P／T界线应划在第35层的WL－16号样品层位上。由于沉积有机物的碳同位素组成与海洋生物原始生产率（primaryproductivity）密切相关,因此,贵州乐康二叠／三叠系界线剖面的有机碳同位素变化曲线,不仅可以作为精确划分地层界线的一种新的有效手段,而且反映了海洋原始生产率的变化情况。     

塔里木盆地蓬莱坝剖面寒武系第二统-第三统界线处碳同位素负异常及其地质意义

塔里木盆地柯坪地区蓬莱坝剖面是研究寒武系地层的典型剖面,而迄今未有第二统一第三统界线处碳同位素演化研究.本研究对该剖面第二统吾松格尔组一第三统沙依里克组过渡区碳酸盐岩进行系统取样,分析了18件样品的碳、氧同位素组成.结果表明,δ13C(V-PDB)和δ18O(V-PDB)值分别分布于-4.2‰～0.8‰之间和-7.4‰...     

前乐平世海洋动物灾变事件在硅质岩系中的响应

在广西钦州地区小董镇大虫岭层状硅质岩剖面中,发现在乐平统底界附近,稀土元素地球化学Ce/ Ce*值的高异常带、稀土元素分布模式中Ce正异常层段(背景为负异常)以及岩性特征的明显变化段,与放射虫动物群的突然变化层位相吻合。这一研究结果说明,前乐平世海洋动物灾变事件在本剖面中有很好的响应。这一事件发生的原因是由于瓜德鲁普世末期全球性海退引起的,事件持续的时间较长,相当于卡匹敦期的晚期。     

广西中-上泥盆统界线附近的化学地层学特征

中国广西是世界上泥盆系发育最好的地区之一 ,沉积相齐全、出露良好 ,是进行地层学及沉积相研究的理想地区。大乐剖面与马鞍山剖面直线距离约为 7km,根据生物地层学的研究 ,两剖面中 -上泥盆统 (D2 - D3 )界线附近发生了明显的穿时现象。化学地层学的研究表明在这两条剖面上的界线附近 disparilis带内碳同位素组成发生了明显的两次负向波动 ,波动幅度分别可达 1.1‰和 0 .8‰ (马鞍山军田剖面 )和 1.5‰和 1.3‰ (大乐剖面 ) ;两条剖面上该牙形石化石带内及上下地层中元素锶 (Sr)的含量波动趋势同样可以很好地对比 ,本研究结果显示了岩石地层学界线的穿时现象并纠正了以往用岩石地层学特征划定 D2 - D3 界线的错误     

二叠系乐平统底界全球层型剖面和点位问题

乐平统被正式接纳为二叠统的国际标准年代地层单位后，其底界的全球层型剖面和点位（GSSP）亟待确定。经金玉干等多年研究，广西来宾县蓬莱滩剖面被公认为乐平统底界层型的最佳侯选剖面；该剖面牙形类化石（Clarkina postbitteri带或Clarkina dukouensis带之底均可作为乐平统底界的候选层位。C.postbitteri由Jinogondolella granti (Mei and Wardlaw)演化而来，其首次出现的点位（FAD）可在蓬莱滩剖面得到精确确定。1998年，以C.postbitteri带之底作为平统底界的方案被国内外牙形类化石专家一致接受，为国际二叠纪地层分会通过投票正式决定蓬莱滩剖面C.postbitteri带之底为全球层型剖面和点位铺平了道路。令人遗憾的是在此关键时期王成源声称，在原定界线之下3米处理3米处发现C.postbitteri，并转而提出以C.dukouensis带之底为界线的另一方案，导致一次无谓的争端，延误了在中国建立乐平统底界的全球层型的进程。后经Hendwerson重新研究有关样品证明，在原定界线之下3m处并未发现C.postbitteri，从而使牙形类化石专家达成新的共识。乐平统牙形类化石的演化以Clarkina属为主导，属内各种的鉴别应以居群（population）为基础。锯齿型式被证明是最能反映该属居群特征的较为稳定的鉴定标志。而齿台轮廓等其它形态性状在一个居群内变化较大，如作为Clarkina各种的主要鉴定特征， 常常将同一居群内的不同形态类型鉴定为不同的种，以致在一个样品内鉴别出Clarkina的10多个种，同时也会将不同居群的异质同形的个体归属同一种。结果使属内各种的演化关系模糊，延展时限人为地拉长，失去应有的地层价值。依据这种分类确定的种和地层界线，在为数很少的牙形类化石专家中都很难达成共识，更难为广大地质工作者应用。     

湖北宜昌峡东地区震旦系屋型剖面化学地层特征及其国际对比

全球末元古系建系研究是当前国际地层学研究的重要课题之一。我国宜昌峡东地区震旦系沿江剖面研究历史悠久，已有相当深入的岩石地层、生物层及层序地层研究，并被推荐为国际未元古系候选层邓剖面之一。为进一步提高其研究精度，本文系统地研究了震旦系沿江剖面碳酸盐岩同位素化学地层，研究结果表明，陡山沱组底部“碳酸盐岩帽”的δ^13C－3．1‰－3－3．7‰，向上为正偏移，至层序Ⅲ（DS3）最大值达＋6．7‰。陡山沱组顶部（DS6）再次出现偏移－2．5‰，构成一个完整的变化周期。同时，^87Sr/^86Sr值表现出向上增大的变化，由陡山沱组度部（DS1）的0．707743逐渐增高陡山沱组顶部（DS6）的0．707965；灯影组蛤蟆井段（DS7）的δ^13C值变化在－2．45‰－＋5‰之间（DS8），至石板滩段中部再降至＋1．7‰（DS），而后基本保持在＋1．7‰－3．6‰之间平衡变动。白马沱段顶部δ^13C再次降至＋0．5‰，并有向负偏移的趋势。灯影组的^87Sr/^86Sr值依然出现由老至新递增的趋势（0．708244－0．708993）与当前国际末元古系剖面的化学地层特征基本一致。     

鄂西新滩二叠纪腕足类的群落演变与环境关系

系统研究了湖北省西部新滩剖面亚丁斯克阶至长兴阶的腕足动物群落演替过程.通过研究区与华南地区及特提斯区域进行比对分析,结合前人对碳、氧同位素的研究结果,分析了二叠纪腕足类群落演替的规律和区域差异.结果表明:除二叠纪末的灭绝事件,在乌拉尔统与瓜德鲁普统界限附近及乐平统中共识别出两次腕足类种群的显著分异度变化,且其演替时间都...     

中国煤山剖面二叠／三叠系事件界线地层中石膏的负硫同位素异常

中国煤山剖面二叠系／三叠系(P／T)事件界线地层以赋存白粘土和黑粘土著称。本文采用六氟化硫方法经质谱测定发现，白粘土中的自形晶石膏、白粘土中的全溶提取石膏和黑粘土中的全溶提取石膏，其s同位素均呈显著负值：δ^34Sv-CDT均值依次为一9．2‰、-10．7‰和～15．6‰；δ^33Sv-CDT均值依次为-4．6‰、-5．5‰和-8．2‰。P／T事件界线地层中硫酸盐(石膏)s同位素如此极端负异常在煤山剖面尚属首次发现；在其他P/T剖面乃至在与生物灭绝议题相关的全球其他重要地层界线剖面，迄今也未见类似报道。本文还测定出与白粘土密切相关并紧邻的似黄铁矿的铁硫化物(FeS)，其S同位素的δ^34Sv-CDT均值为 1．3‰和δ^33Sv-CDT均值为 0．7‰，且研究中未见任何生物或有机成因黄铁矿痕迹。这在相当大的程度上排除了这里的极轻硫石膏的生物或有机次生来源的可能性。因此，本文揭示的显著负硫同位素石膏很可能在自然界中也是罕见的，值得进一步积累数据和深入研究。另一方面，煤山剖面P／T事件界线层原本富含石膏，其极轻硫同位素特征的发现很可能成为一个重要突破口，有利于从新的角度认识和探索P／T转折期的灾变与环境变化。     

四川盆地东部海相下—中三叠统界线的锶同位素年龄标定

中国西南地区海相下—中三叠统以火山碎屑岩为其直观界线,该年龄的标定可为区域地层年表和国际地层委员会全球标准年表研究提供重要的下—中三叠统界线年龄参考值.基于此,本文测试了四川盆地东部华蓥山下—中三叠统界线火山碎屑岩附近的石膏和硬石膏样品87Sr/86Sr比值,以及相应的Si、Ca、Mg、Mn、Sr以及SO42-的含量,根据锶同位素地层学的原理,尝试对下—中三叠统界线进行了年龄标定;同时评估了样品的成岩蚀变性、对海水信息的代表性以及年龄标定结果的可靠性.火山碎屑岩附近5个样品的87Sr/86Sr比值变化在0.708243~0.708391之间,标定的年龄值在240.5~242.5Ma的范围内,2个紧靠火山碎屑岩样品的年龄值在242Ma左右(分别为241.9Ma和242.5Ma),从而为华南地区以火山碎屑岩作为海相下—中三叠统界线的合理性提供了重要的化学地层学依据,也为全球下—中三叠统界线提供了一个新的年龄值.     

广西西北部二叠系——三叠系界线碳、氧同位素组成异常及其意义

我国广西西北部平果太平剖面二叠系－三叠系界线处为保存良好的海相碳酸盐岩沉积，根据牙形石化石带推断，该剖面在二叠系－三叠系界线处的连续沉积性良性。在该界线附近处，碳同位素组成发生了突然的负向波动，δ^13C从1．3‰－2．2‰（PDB）降至－0．9‰－－0．2‰，波动范围达2．8‰，进入下三叠统后一直呈负向发展；氧同位素组成波动虽不与碳同位素组成同步，但趋势相同，在二叠系－三叠系界线处达到最小值－8．2‰，下降幅度达2‰。这种同位素组成的波动已在我国西藏，浙江等的同时代的沉积中发现，此外，还在中东，北美洲，欧洲等地的二叠系－三叠系界线处发现，因此，它可以成为大区域及至洲际之间的二叠系－三叠系界线对比标志，这同时表明，二叠纪末期的重大地质事件发生的时间短，影响范围大，几乎是全球性的。