二叠纪-三叠纪之交缺氧环境的微生物和微生物岩

紫云长兴期生物礁顶部的下三叠统Hindeodus parvus带产小球状微生物化石, 其大小一般在0.15~0.30 mm, 中空, 内部一般为微亮晶方解石充填, 壁为泥晶质. 它们一般呈圆球状, 均匀散布于泥晶基质中, 数量可以密集、丰富、或极少. 没有腹足类或底栖双壳类共生, 但可以有介形虫或/和藻席共生. 岩石中细小草莓状黄铁矿的存在说明这种微生物生活于缺氧环境. 在一些剖面上, 这种微生物岩的上下地层为富含小腹足类和小虫孔化石的泥晶灰岩. 这种小球状微生物的分布严格限于发育到大绝灭开始的生物礁礁顶的浅水环境, 并且不在深水表层水体出现, 表明这种微生物是底栖生活的, 并且需要阳光进行光合作用. 其大小超过所有的球状的细菌和蓝细菌化石, 不能归入这两个门中. 根据其大小、形态、古生态特征、钙化特点, 推测它可能属于低等绿藻, 特为其建立一个新属种: Ziyunosphaeridium sinensis gen. et sp. nov.(中华紫云球藻)(新属新种). 迄今已描述的H. parvus 带的微生物岩可分为6种类型: (1)多孔泥晶结构的灰岩; (2)囊状化石的微生物岩; (3)含树枝状体的岩石; (4)小球状低等绿藻化石(紫云球藻)有关的岩石; (5)小球状蓝细菌化石有关的岩石; (6)叠层石. 紫云球藻有关的微生物岩只出现在生物礁发育到二叠纪末大绝灭开始的那种极浅水的剖面的界线地层中. 其他的微生物岩也形成于浅水环境, 但比紫云球藻微生物岩形成的水体可能要深些. 早三叠世的微生物岩与通常意义的生物礁在形成机制和环境意义上有本质的不同, 因而不应该当成生物礁岩. 那种因为早三叠世微生物岩的存在而认为二叠纪的生物礁生态系延续到中生代的看法是不正确的.     

湖南慈利康家坪剖面二叠纪-三叠纪之交的生态系演变

二叠纪-三叠纪之交的钙质微生物岩相地层序列完整地记录了该重大转折期的生物和环境突变过程。通过对湖南慈利康家坪剖面二叠系-三叠系界线附近生物地层序列、碳同位素演变、沉积微相和化石面貌研究,识别出Palaeofusulina-Colaniella带、Hindeodusparvus带和Isarcicella staeschei带。该剖面微生物岩处碳同位素出现显著负偏,并且与生物含量突然减少基本同步。识别出5种微相类型,分别是：藻-有孔虫生物碎屑灰岩、藻纹层状钙质微生物岩、鲕粒灰岩、蠕虫状泥灰岩和内碎屑粒泥灰岩。研究结果表明,慈利地区古、中生代之交由生物礁迅速演变成微生物岩相的生态演变,代表了海相生态系的主幕转变过程。     

南盘江地区二叠纪-三叠纪之交浅水台地古氧相研究

海洋缺氧被认为是导致二叠纪末生物大灭绝的重要原因之一,但是缺氧时限和缺氧程度在不同地区的差异仍未得到很好的解决.为深入探索二叠纪-三叠纪之交浅水相区海洋缺氧的演变过程和形成机理,对位于"大贵州滩"台地内部打讲剖面的二叠系-三叠系界线地层中的生物组成和关键地球化学指标进行了系统研究.大灭绝前的浅水碳酸盐岩台地表现出低硫(总硫,黄铁矿硫),低黄铁矿硫/有机碳比值(硫黄铁矿/C有机),低黄铁矿化系数(DOP)的特征,同时记录了碳同位素的负偏和硫化氢气体释放事件,表明该时期以氧化环境为主;大灭绝后的各种地球化学指标显示浅水台地开始向贫氧-缺氧环境转变,但缺氧程度不高,主要为贫氧-缺氧相.以此为基础,本文提出该时期南盘江盆地古氧相的基本演变模式,即大灭绝前频繁的火山活动释放大量CO2,SO2等气体,使得气温出现上升,导致陆地生态系统开始瓦解,陆地风化速率加快,陆源输入的增加引发碳同位素负偏;与此同时,陆源物质输入的增加还导致海洋贫氧层(OMZ)扩张.当OMZ间歇性入侵透光带时,导致H2S气体向浅水台地释放,从而引发黄铁矿埋藏脉冲式上升的现象.大灭绝后,气温急剧上升,陆地风化速率加剧,OMZ急剧扩张,"大贵州滩"浅水台地开始向贫氧-缺氧环境转变.由此可见,二叠纪末的生物大灭绝是由火山活动增强,升温事件和海洋缺氧等一系列环境因素引发的.结合最新的研究结果,笔者认为该时期的升温事件是引发生物大灭绝的主导因素,同时也是导致海洋缺氧加剧的主要原因.此外,本文新的地球化学数据进一步证实了该地区的微生物岩形成于贫氧-缺氧环境.