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...     

塔里木盆地库车河剖面有机碳同位素地层学及三叠系—侏罗系界线

三叠纪—侏罗纪之交发生了地史上五次最大规模之一的生物灭绝事件、中大西洋大火成岩省喷发、泛大陆进一步裂解导致的中大西洋开启以及大气CO₂浓度急剧升高等。然而该时期中国各板块主要发育陆相沉积,其三叠系—侏罗系界线（TJB）很难与定义于海相地层的全球层型剖面和点（GSSP）进行精细对比。应用基于C3植物的碳同位素地层学,进行了两次独立地、系统地以高等植物木质部为研究对象的采样和测试,获得了可以指示同期大气CO₂的δ13C演化和进行全球等时对比的碳同位素地层曲线。并在植物大化石和孢粉的生物地层约束基础上,首次完成了库车河剖面与海相三叠纪末期生物大灭绝事件（ETE）底界和TJB的精细对比;推测与全球其他剖面ETE等时的地层界线位于38层底部附近,与TJB的GSSP等时地层界线位于41层底部附近。海相与陆相的ETE和TJB层位附近均出现了δ13C负偏,指示全球性的碳同位素的波动,推论该时期发生了全球规模的、地表圈层的碳储库扰动。     

晚泥盆世F-F大灭绝事件研究进展

晚泥盆世弗拉期-法门期(F-F)之交的生物灭绝事件是显生宙以来五大生物灭绝事件之一,导致海洋中至少80%的物种消亡、群落结构明显更替、地史时期最大的后生动物礁系统彻底崩溃,深刻改变了地球生命的演化进程。受泥盆纪多种时间尺度作用力的综合影响, F-F生物事件的灭绝模式复杂,并非以短时间内极高的生物灭绝率为主要特征,总体上表现出一种循序的、渐进式的灭绝过程。频繁的海平面升降、海洋缺氧和泥盆纪温室地球极热条件下的气候快速变冷等多因素综合作用是造成F-F生物大灭绝的主要原因。晚泥盆世西伯利亚板块和俄罗斯地台上大规模的火山作用可能是造成地球表层系统中气候环境发生剧变的最终触发机制,同时陆地植物演化和全球构造活动在百万至千万年时间尺度上的反馈机制亦起重要作用,最终导致F-F之交全球气候异常突变、浅海区域海洋缺氧和F-F生物大灭绝。     

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.      

山西阳泉中二叠统上石盒子组中发现锯齿龙类化石

正1研究目的(Objective)锯齿龙类是一种活跃于二叠纪沃德期(Wordian)至长兴期(Changhsingian)的植食性爬行动物,是中—晚二叠世陆地脊椎动物的典型代表。来自山西保德、柳林地区的化石证据表明,多个属种的锯齿龙类在孙家沟组顶部消失,证明锯齿龙类在晚二叠世末发生了灭绝事件。这是陆生脊椎动物对二叠纪—三叠纪之交全球生物大灭绝     

古环境、古气候分析对P-T之交灭绝事件的启示——以豫西济源孙家沟组为例

二叠纪—三叠纪之交,海洋和陆地均经历了地球历史上最严重的生物危机,大灭绝事件前后沉积环境的恢复及古气候的重建是生物大灭绝事件研究的基础。济源盆地位于华北板块南缘,二叠纪—三叠纪陆相地层发育完整且接触清晰,是研究华北板块二叠纪—三叠纪之交古气候和沉积环境演化的良好区域。以豫西济源大峪镇剖面孙家沟组为研究对象,综合运用岩石学、沉积学、古生物学和地球化学方法对研究区进行了系统研究。结果表明：济源孙家沟组从下部曲流河环境逐渐过渡为滨湖环境。孙家沟组下、中段地化数据表明当时的年降水量较低,古温度与化学风化强度较高,反映了干旱—半干旱为主的气候特征,可能为全球性巨型季风影响的结果,并由此导致了“济源动物群”的消失和微生物成因沉积构造（MISS）的发育。中段沉积期末期气候向湿润转变,到上段顶部干旱气候再次占据主导地位并持续至早三叠世。整体上,孙家沟组沉积期呈湿润—干旱—半湿润—干旱的气候变化,干旱炎热的气候可能是研究区陆地生态环境遭到破坏的重要原因,环境的退化加剧了陆相生物灭绝;根据岩性特征、古气候、古环境、MISS等,综合推测P-T之交灭绝事件发生在孙家沟组沉积期早期。     

古生物学研究新进展三则

<正>1)海水酸化或为2.5亿年前海洋生物大灭绝的元凶由中国和意大利科研人员组成的团队在一项最新研究中,找到了距今约2.52亿年前海水酸化影响生物生存的证据。他们发现,在大灭绝期间部分腕足动物的钙质壳的纤维结构变小,通过大灭绝事件得以生存;大部分腕足动物的钙质壳壳质结构没有变化,最终在二叠纪末期灭绝。这一发现,为解释二叠纪末期为何会发生地球演化史上最严重的一次     

二叠纪-三叠纪之交全球海平面变化研究

二叠纪-三叠纪界线附近的全球海平面变化是当前沉积学研究的热点和难点问题,其与当时的显生宙最大规模生物灭绝事件存在一定关联,具有重要的研究意义。然而二叠纪-三叠纪界线附近的全球海平面变化存在较多争议,受单剖面或区域范围内相对海平面变化研究程度的制约,在缺乏从沉积学角度的综合对比研究的情况下,可能会影响对全球海平面变化过程与持续时间的判识。综述了二叠纪-三叠纪界线附近的海平面变化研究进展,整合了多位学者的研究剖面、主要观点及认识,梳理了全球海平面变化的主要观点（“上升论”和“下降-上升论”）,包括其各自的发展历程、代表剖面及海平面变化识别特征、海平面上升/下降的原因以及海平面变化与生物灭绝的关系等,并在此基础上,探讨了二叠纪-三叠纪全球海平面变化研究过程中产生争议的原因。本文旨在为二叠纪-三叠纪界线（PTB）附近海平面变化研究提供线索,同时为研究全球PTB地质事件发生的背景及差异性原因提供基础证据。     

晚泥盆世弗拉期-法门期(F-F)之交海洋氧化:来自华南垌村剖面碳酸盐岩Ce异常证据

晚泥盆世弗拉期-法门期(Frasnian/Famennian,以下简称F-F)之交的生物灭绝事件是显生宙以来五大生物灭绝事件之一,这次灭绝一般认为与全球海洋缺氧有关。华南广西桂林是我国F-F地层最为发育、研究程度最高的地区之一,本研究利用碳酸盐岩Ce异常指标,对桂林地区垌村剖面F-F期间的古氧化还原条件进行了重建。结果表明,F-F期间碳同位素的正漂移对应着表层海洋的氧化而非先前广泛认为的缺氧。将这一发现与先前同一地区的地球化学和古生物数据相结合并进行综合分析,我们认为气候快速波动在F-F期间生物与环境巨变中扮演了最为关键的角色。气候变冷使得海水氧溶解量增加和赤道—极地之间海水温度梯度变大,海洋表层环流和垂直翻转变得更加活跃,导致深水营养物质向海洋表层的输送量增多,有效促进表层海洋初级生产力和有机碳埋藏通量升高,进而引起全球海水碳同位素值的提高。因此,本研究支持全球气候快速变冷而非海洋缺氧导致了F-F大灭绝事件。     

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。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

不同形式诱导缝的等效强度承载性能的数值分析

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中,得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时,得到了诱导缝等效强度的变化曲线,并比较了单双向间隔诱导缝的优劣,得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论,为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

土的可恢复剪胀的一种解释

从土的各向异怀角度对土的可恢复剪胀现象进行了解释。基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各迥异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。从土体弹性剪胀角度研究了土的卸荷体缩条件，认为土体卸荷体缩取决于加载应力路径的应力增量比，给出了土体出现卸荷体缩的区域。