安徽巢湖平顶山剖面上二叠统大隆组有机质富集的地球生物学模式

安徽巢湖平顶山地区上二叠统大隆组主要为硅质泥岩和泥岩互层沉积。通过对该剖面微体古生物化石丰度的统计分析发现,其演化可划分出4个阶段:Ⅰ(繁盛阶段)→Ⅱ(衰亡阶段)→Ⅲ(恢复阶段)→Ⅳ(大衰亡阶段)。利用微量元素Cu、Ni和Zn估算了巢湖平顶山剖面古生产力,其平均值为1.48gC/m2d,与北美二叠系黑色页岩的古生产力平均值(1.40gC/m2d)和现代海洋大陆架的初级生产力(如委内瑞拉大陆架为1.50gC/m2d)较为一致。大隆组中有机碳质量分数为0.26%～5.49%,有机质富集程度和古生产力大小与岩性关系密切:泥岩和粉砂质泥岩里有机质最为富集且古生产力较高;而在硅质泥岩中,两者含量相对较低。分析了有机质富集过程(从生物物质到沉积有机质,再到埋藏有机质)中各环节的主要影响因素,表明海洋古生产力是有机质富集的主导因素和前提条件,直接影响沉积物中的有机质含量,而海洋表层初级生产力的大小受上升流、营养盐和海水深度等环境因素综合影响;在埋藏有机质阶段,其主控因素为沉积环境中的氧含量和沉积速率等。综合研究表明,本剖面中有机质富集为生产力模式,即:岩石中有机质的富集受古生产力的影响最大,其次为沉积环境中的氧含量。其中,古生产力由生产者贡献,但是受消费者的丰度影响较大。     

古海洋生产力地球化学指标的研究

寻求反映古海洋生产力变化的指标是古海洋学研究的重要内容.主量元素地球化学与微量元素地球化学以及相关的同位素指标已成为追溯古海洋生产力演化的有力工具.从古生产力替代指标的示踪原理和应用的角度,综述了主量元素(A1、Fe、P),微量元素(Ba、Cu、Zn、Ni、Cd、Sr/Ca、Mo),同位素(碳、氮同位素)等在古生产力研...     

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。     

广西桂林杨堤晚泥盆世弗拉期-法门期之交上、下 Kellwasser事件的差异与海洋生产力变化

对广西桂林晚泥盆世弗拉期-法门期(Frasnian-Famennian,简称F-F)之交杨堤剖面的碳酸盐岩碳同位素、生物成因 Ba、Al、Si和氧化还原指标的综合分析,表明该地区F-F之交生产力较低,且两次Kellwasser事件具有不同特点:下Kellwasser (LKW)事件时期并未出现明显缺氧环境,生态系统中初级生产力和最终生产力均相对较高,δ13C小幅度正偏是由生产力上升 引起;上Kellwasser(UKW)事件时期海平面上升,陆源输入物极少,氧含量急剧下降,初级生产力有所增加,最终生产力锐减, 此时的δ13C大幅正偏是由于缺氧条件下有机碳缓慢积累埋藏保存所致.      

二叠纪末扬子海盆及其周缘动物群的 特征和古地理、古构造启示

二叠纪-三叠纪之交生物灭绝主要受古环境演变的控制.然而,古地理、古构造背景和生物自身因素(如生物的生理特 征)也影响着生物的演化规律及空间分布.从沉积学、放射虫古测深以及生物组合等方面对扬子海盆及其周缘的古地理特征进 行了详细研究,重建其古地理和古构造背景,为华南古-中生代之交生物和环境演化的全球可对比性提供了古地理依据.研究 表明:(1)扬子海盆北缘,从南往北,水体逐渐变深,面向东秦岭-大别深海;扬子海盆南缘深水盆地,从北往南,水体也是逐渐 变深,面向古特提斯洋盆.扬子海盆边缘面向广海表明扬子海盆二叠纪末生物和环境演化具有区域上广泛的代表性甚至全球 意义.(2)扬子海盆北缘盆地的古水深普遍小于南缘深水盆地的古水深.(3)华北板块与华南板块的最终碰撞发生在二叠纪以 后;钦防地区晚古生代为洋盆环境(古特提斯的分支小洋盆),该洋盆一直延续到二叠纪末甚至三叠纪,因此,扬子和华夏古构 造体系西南段的最终碰撞和拼合可能发生在二叠纪末甚至三叠纪.      

贵阳花溪地区下三叠统大冶组沉积微相分析

二叠纪-三叠纪之交贵阳花溪地区处于碳酸盐岩台地环境。二叠纪末的全球事件在该区改毛剖面的沉积微相和生物演化上均留下了较为清楚的记录。通过测制改毛剖面,野外考查沉积构造、岩性特征及采集化石标本,结合镜下显微观察,对大冶组各层进行微相分析,初步划分为4种沉积相、6种微相,反映该地区大冶组底部海侵期为浅海台地边缘环境,发展至大冶组中部为海平面相对上升的台缘下斜坡半浅海环境,之后又恢复至大冶组顶部台地前缘斜坡浅海环境。     

川南地区晚奥陶-早志留世沉积环境与古气候的地球化学特征

奥陶-志留纪之交的地表环境异常活跃,全球冰川事件、海洋缺氧事件以及生物灭绝等事件频发。为了解扬子地区晚奥陶世海洋沉积环境与古气候之间的关系,对四川盆地的双河剖面进行了主元素、微量元素分析。古生产力指标(Ba/Al、Ni/Al)表明晚奥陶世扬子海域初级生产力较高,氧化还原指标(V/Cr、U/Th和U-Mo协变模式)指示凯迪期(五峰组)海水氧化还原条件由早期次氧过渡为厌氧还原条件,赫南特冰期发生氧化,鲁丹期(龙马溪组)则再次缺氧还原。五峰组和龙马溪组的化学风化指数(ICIA)平均值分别为71和72,指示温暖潮湿气候条件,赫南特期观音桥段平均值为61,指示寒冷干旱气候特征。同时,晚奥陶世δ13Corg正偏表明气候变化可能是有机质埋藏和黑色页岩广泛发育的结果。     

湖北崇阳二叠纪—三叠纪之交生物灭绝和沉积微相演化

二叠纪—三叠纪之交,湖北崇阳地区处于浅水碳酸盐岩台地环境.二叠纪末的全球事件在该剖面的沉积微相和生物演化上均留下了清楚的记录.二叠纪末生物大灭绝之前,崇阳地区为典型的正常浅海台地环境,生物种类多样,数量丰富,主要生物化石有钙藻、有孔虫、腕足、棘皮类和海绵等.生物大灭绝之后,钙藻、(筳)类、棘皮类、海绵、绝大部分有孔虫开始消失,取而代之的是个体微小的腹足、介形虫和大量的蓝细菌化石.大灭绝界线之上,首先出现的是25 cm厚的纹层状的微生物岩,含较丰富的种类单调的有孔虫化石.之后逐渐相变为花斑状微生物岩和穹隆状微生物岩,厚度分别为6.4,2.3m.不同类型微生物岩在结构构造和生物组成上存在差别.微生物岩沉积结束之后,则相变为浅滩相鲕粒灰岩.共划分出3种沉积相,即开阔台地相、潮坪相和浅滩相.崇阳剖面的生物灭绝和沉积微相变化是二叠纪—三叠纪之交浅水台地环境生物与环境过程的典型代表,为认识二叠纪末浅海沉积相演化和全球事件提供了新材料.     

镉同位素在古环境重建中的应用:以晚泥盆世弗拉期-法门期生物灭绝事件为例北大核心CSCD

磷(P)是海洋初级生物不可或缺的营养元素,现代海水中溶解态镉与磷的含量线性关系极好,表明镉可能作为海洋初级生物的营养元素而被利用。浮游生物优先摄取轻的镉同位素,使得海水中的镉同位素变化与海洋初级生产力的变化紧密相关。目前镉同位素已成功应用于二叠纪-三叠纪之交古海洋初级生产力的重建。广西桂林晚泥盆世弗拉期-法门期(Frasnian-Famennian,F-F)之交杨堤剖面的镉同位素数据显示,在F-F灭绝事件前,δ114Cd总体偏重(0.03‰~0.49‰),指示当时海洋具有较强的初级生产力;F-F之交,δ114Cd呈现负偏(-0.44‰^-0.01‰),表明这一时期海洋初级生产力显著下降;F-F灭绝事件后,δ114Cd又逐渐增大(-0.04‰~0.13‰),反映灭绝事件后海洋初级生产力的恢复。海洋初级生产力的下降,导致了海洋生态系统中的食物链受到破坏,从而引发了F-F之交的生物灭绝事件。     

镉同位素在古环境重建中的应用:以晚泥盆世弗拉期-法门期生物灭绝事件为例

磷(P)是海洋初级生物不可或缺的营养元素,现代海水中溶解态镉与磷的含量线性关系极好,表明镉可能作为海洋初级生物的营养元素而被利用。浮游生物优先摄取轻的镉同位素,使得海水中的镉同位素变化与海洋初级生产力的变化紧密相关。目前镉同位素已成功应用于二叠纪-三叠纪之交古海洋初级生产力的重建。广西桂林晚泥盆世弗拉期-法门期(Frasnian-Famennian, F-F)之交杨堤剖面的镉同位素数据显示,在F-F灭绝事件前,δ~(114)Cd总体偏重(0.03‰～0.49‰),指示当时海洋具有较强的初级生产力;F-F之交,δ~(114)Cd呈现负偏(-0.44‰～-0.01‰),表明这一时期海洋初级生产力显著下降;F-F灭绝事件后,δ~(114)Cd又逐渐增大(-0.04‰～0.13‰),反映灭绝事件后海洋初级生产力的恢复。海洋初级生产力的下降,导致了海洋生态系统中的食物链受到破坏,从而引发了F-F之交的生物灭绝事件。