三叠纪年代地层与生物复苏

二叠纪末大灭绝之后，三叠纪初残存期和复苏期生态系研究成为当今热点。这也是2005年5月在安徽巢湖召开的“三叠纪年代地层与生物复苏国际学术会议”上的主导论题。逐一介绍了会议学术报告的主题内容，以期提炼相关领域的学术关键和学科发展趋向。学术主题之一是早三叠世年代地层格架，尤其是印度阶―奥伦尼克阶界线层型；第二是二叠纪―三叠纪之交灭绝和环境事件的表现形式和过程；第三是二叠纪―三叠纪之交及早三叠世微生物岩及其代表的特殊生态系；第四是灭绝事件后三叠纪初一些关键生物类别的演变历程；第五是中生代初生态系复苏过程和型式；第六是早三叠世生物迟滞复苏的原因。     

二叠纪-三叠纪之交双壳类的灭绝与复苏过程

为了建立早-中三叠世双壳类的残存-复苏模式及深入探讨双壳类迟缓复苏的原因,对全球范围内该时期双壳类属的 时限分布进行了统计.总体来看,3个亚纲(Pteriomorphia、Palaeotaxodont和Heteroconchia亚纲)和5种生活方式(外栖活动 类、外栖固着类、半内栖类、内栖浅掘穴类和内栖深掘穴类)的双壳类均展示出了一致的规律,属级分异度直到中三叠世Anisian 期才恢复到晚二叠世末生物大灭绝之前的水平.二叠纪残存类型在早-中三叠世双壳类中所占的比例逐步降低,从占过 渡层的77.3%降低到了中三叠世Anisian期的33.7%,指示双壳类的缓慢复苏过程.而在整个早三叠世的漫长复苏期中,双壳 类仅遭受背景灭绝,表明双壳类的迟缓复苏受限于长时期的高压环境,随着海洋环境的逐步好转,才逐渐出现新的类型.      

湖北兴山峡口早三叠世双壳类生物地层及古群落分析

湖北兴山峡口剖面位于早三叠世中扬子碳酸盐缓坡较深水区域, 是我国海相二叠系-三叠系典型剖面之一.根据该剖面下三叠统大冶组地层中双壳类的垂直分布, 结合区域资料, 将该地区早三叠世早期双壳类划分为4个生物地层单位, 自下而上依次为: (1) Claraiastachei-C.griesbachi带; (2) Claraia concentrica-C.hubeiensis带; (3) Eumorphotis multiformis-E.in-aequicostata带; (4) Posidoniacircularis-P.cf.wengensis带.为了探讨生物群面貌与环境演变之间的关系, 根据双壳类的产出特征及其赋存岩石的沉积特征, 建立了3个化石群落: (1) Claraiaconcentrica-C.aurita群落; (2) Eumorphotis inaequicostata-E.multiformis群落; (3) Posidonia circularis群落.早三叠世早期双壳类群落演替, 反映了该地区早三叠世早Dienerian期海水曾一度变浅, 之后随着海侵的扩大, 水体逐渐加深.二叠纪末生物大灭绝后海洋环境动荡, 可能是早三叠世海洋生态系复苏过程延长的重要原因.      

早三叠世生物复苏期的特殊沉积——"错时相"沉积

经历了对二叠纪末大灭绝及相关地质灾变事件的多年热点研究后,近年来科学家们将注意力转移到灭绝后的事件效应上,即生态系和沉积体系状况。但紧随二叠纪末灭绝事件之后的早三叠世生态系以分异度极低的广适性分子和机会分子为主,这就突显沉积记录的重要,也使得下三叠统地层中的特殊沉积及相关构造——“错时相”沉积,如扁平砾石砾岩、蠕虫状灰岩、潮下皱纹构造、微生物岩、海底碳酸盐胶结岩扇、薄层灰岩和条带灰岩等,成为研究灭绝—残存—复苏领域的学科前沿。作为地质历史环境一次大跃变后的直接产物,“错时相”沉积紧接生物大灭绝后出现,并随中生代海洋生态系的重建而退出正常浅海环境,这种耦合关系表明沉积体系、生态系、生物灭绝与复苏、异常环境之间存在必然的联系。对于化石保存单调稀少的下三叠统地层,“错时相”沉积的研究,为探索二叠纪末生物灭绝与复苏提供了宝贵的材料和全新的视角。     

贵州水城仲河剖面二叠纪-三叠纪之交底栖群落的物种多样性与功能多样性转变

为了定量化恢复晚二叠世末期生物大灭绝对底栖群落的物种多样性和功能多样性的影响,对浅海碎屑岩台地相区的贵州水城仲河剖面开展宏体化石采集和分析,识别和划分古群落,选择优势度、香农指数、均匀度等代表物种多样性指数,生态功能群数量和功能均匀度代表功能多样性指数. 共采集1 340枚化石标本,经鉴定得到30属33种,其中双壳类可归纳为两个生物带:晚二叠世长兴期的Hunanopecten exilis顶峰带和早三叠世Griesbachian早期的Pteria ussurica variabilis顶峰带. 根据化石属种的地层分布、保存状况,结合聚类分析方法识别出3个古群落:Astartella obliqua-Tethyochonetes quadrata群落、Pteria ussurica variabilis-Claraia wangi群落和Pteria ussurica variabilis-Unionites canalensis群落. 自晚二叠世长兴期末期至早三叠世Griesbachian早期,古群落的优势度上升、香农指数降低、均匀度下降,功能群丰富度降低,功能均匀度上升,这指示晚二叠世末生物大灭绝对浅海碎屑岩相区的底栖群落的组成和功能均有显著的破坏. 此外,结合华南浅海和深海相区的古群落数据,发现底栖群落的物种多样性指数和功能多样性指数在晚二叠世末生物大灭绝中均遭受损失,但是浅海底栖群落受影响较高.      

早三叠世海洋异常的碳-氮-硫同位素记录

早三叠世作为显生宙最大生物灭绝之后的一段特殊地质历史时期,不仅见证了海洋生物的迟缓复苏,而且记录了极其动荡的海洋环境变化,该时期异常的生物环境事件及其机制已经成为当前国际地质学者关注的重大科学问题之一.近些年来,研究学者在早三叠世的碳-氮-硫异常循环研究中取得了许多重要的进展,这对深入理解该时期的环境演变及其对生物复苏的影响十分重要.重点回顾近年来关于早三叠世古海洋碳-氮-硫循环方面的研究进展,对当前存在的科学问题及发展趋势进行分析和总结.      

大兴安岭南段陆相二叠系-三叠系界线地层序列及其意义:来自锆石U-Pb年代学和生物地层学的证据

陆相二叠纪-三叠纪地层划分与对比研究对认识该时期全球性重大生物和环境事件具有重要意义.以大兴安岭南段阿鲁科尔沁旗坤都地区新发现的下三叠统老龙头组为研究对象, 重点对二叠系-三叠系接触关系开展详细调查研究, 系统采集了界线上下的古生物化石, 对老龙头组火山岩进行了锆石U-Pb同位素测试分析, 并确定了老龙头组与下伏林西组呈平行不整合接触关系, 两者之间存在短暂沉积间断.生物地层显示林西组时代为晚二叠世晚期, 老龙头组古生物匮乏, 可能与二叠系-三叠系之交的生物灭绝事件有关.而老龙头组中3个同位素年龄值分别为251.5±2.2 Ma、249.7±2.5 Ma和249.5±1.8 Ma, 时代指示为早三叠世, 然而二叠系-三叠系界线的准确位置还需进一步研究.大兴安岭南段普遍存在可能与古亚洲洋闭合有关的早三叠世岩浆事件, 古亚洲洋沿着西拉木伦河缝合带发生碰撞闭合, 其闭合时限至少持续至早三叠世, 老龙头组是两大板块拼贴碰撞作用的产物.      

安徽巢湖地区下三叠统综合层序

印度阶一奥伦尼克阶界线的全球层型候选剖面之一位于安徽巢湖地区;巢湖地区的下三叠统也是国际上同期地层中生物地层序列最有代表性、多重地层学手段应用齐备、研究效果最好的地层序列之一。根据巢湖地区3条代表性下三叠统剖面的岩石地层、生物地层和碳同位素地层的最新研究成果归纳出本区早三叠世综合地层序列,作为区域地层对比研究的标准．巢湖的下三叠统明确包含8个牙形石带和6个菊石带。它们具有区域甚至全球对比意义;巢湖地区早三叠世碳同位素δ^13Ccarb的演变呈现2个显著的漂移周期,这种有特色的碳同位素漂移,不仅具有地层学价值,而且可能对于三叠纪初的生物复苏和生态系演变具有指导意义．在综合地层序列基础上,将3条剖面的古地磁学研究成果链接,形成了巢湖地区完整的早三叠世磁性地层序列,包括5个主要的正向极性带和5个反向极性带,这也是目前在本区乃至华南获得的最完整的早三叠世磁极性序列之一．这些为该区域乃至全球相关地层研究树立了一个基本格架。     

粤中地区晚三叠世——早株罗世地层划分新认识

粤中地区晚三叠世－早株罗世岩石地层，自下而上为小坪组、金鸡组和桥源组，它们在区域上分布稳定，具有可填图性。小坪组的沉积演化序列与粤北的艮口群相似，其中含双壳类组合，介形虫组合和植物组合，地层时代属于晚三叠世卡尼期－诺得期，金鸡组中，凌云山段含介形虫组合，石塘段含菊石带、双壳类组合，地质时代属于早株罗世。凌云山段与下小伏小坪组马安段呈平行不整合接触，三叠系与株罗系的分界宜划在凌云山段之底。     

巢湖地区早三叠世碳氧同位素地层对比及其古生态环境意义

二叠纪-三叠纪之交的环境恶化事件不但导致了生物大绝灭，而且造成了自然界正常的碳循环崩溃。为了研究三叠纪早期生物复苏过程中的环境特征、碳氧同位素演化上的地层学意义，对巢湖平顶山西坡剖面下三叠统碳酸盐岩取样分析。研究结果表明，巢湖平顶山西坡剖面早三叠世碳氧同位素地层曲线与已知的平顶山北坡剖面碳氧同位素地层曲线相似。δ^13C值在Indian阶、Olenekian阶底部首先表现为大幅度负漂，随后呈上升趋势。δ^18O值除了表现出l Ma的周期性波动之外，与δ^13C低值区对应处也具负偏趋势。δ^13C、δ^18O值的演化趋势反映了早三叠世海洋环境恶化、生物复苏十分缓慢。     

贵州扬子地层区晚三叠世双壳类生物地层

根据贞丰龙场，毕节青场等上三叠统剖面上双壳类的垂直分布：结合区域资料，对贵州扬子地区晚三叠世双壳类划分为８个生物地层。自上而上为：１．Ｈａｌｏｂｉ ｋｕｉ“Ｄａｎｅｌｌａ”ｂｉｆｕｒｃａｔａ组合带２．Ｈａｌｏｂｉａ ｒｕｇｏｓｏｉｄｅｓ延限带；３，Ｈａｌｏｂｉａｒｕｇｏｓｏｉｄｅｓ－Ｃｏｓｔａｔｏｒｉａ ｋｗｅｉｃｈａｗｅｎｓｉｓ间隔带；４，Ｃｏｓｔａｔｏｒｉａ ｋｗｅｉｃｈｏｗｅｎｓｉｓ延限带。     

贵州青岩中三叠世安尼期琥珀及其意义

中-晚三叠世是现代型生态系统构建的关键时期,系统研究该时期生物与环境的协同演变过程对揭示生物复苏机制和生态系统重建规律具有重要意义.琥珀是探讨中-晚三叠世植物演化和古气候演变的重要载体.对青岩剖面雷打坡段的琥珀和伴生的植物化石开展研究,并将全球的中-晚三叠世琥珀的分布与湿润事件进行对比分析.结果发现青岩琥珀是由松柏类植物伏脂杉生产,琥珀的出现与松柏类植物的辐射演化有关.菊石生物地层表明含有琥珀的地层属于中三叠世安尼期Pelsonian亚期.认为琥珀的产出与湿润事件具有对应性,说明湿润事件可能是中-晚三叠世琥珀频繁出现的重要原因.     

豫西宜阳地区晚二叠世晚期—早三叠世沉积记录及其对古气候变化的响应

晚二叠世-早三叠世宜阳地区位于东特提斯低纬度地区的华北板块南缘,发育一套连续且沉积特征显著的陆相碎屑 岩相沉积,是研究陆相晚二叠世-早三叠世古环境与古气候变化的理想地层。本文在前人研究与野外实测的基础上,采用 岩石学、沉积学、古生物学方法综合分析研究区的沉积记录,识别出宜阳地区在该时期由陆源近海的滨湖沉积环境向河流 沉积环境过渡的古环境,重建了晚二叠世晚期-早三叠世宜阳地区的古地理面貌。沉积特征显示,此期整体气候条件为炎 热-半干旱,并且在长兴期末期与奥伦尼克期早期出现了极端干旱气候,可能是受到当时全球性巨型季风环流的影响。这 一时期的古气候与古环境的变化可能对二叠纪末陆地大灭绝事件起到了推动作用,并抑制了早三叠世生物复苏的进展。     

广西右江盆地北部晚三叠世海相双壳类化石的发现及意义

在广西右江盆地北部中—上三叠统黑苗湾组中首次采获了晚三叠世卡尼期双壳类化石Halobiacf.planicosta,Costatoriacf.nazeensis,Schafhaeutliacf.sphaerioides。它们可以划分为两个生物组合,并可与黔西南、滇东南相应时期的双壳类序列进行对比。这一发现对广西右江盆地晚三叠世的构造属性和印支运动的消亡时间,提供了较为确切的古生物地层及其年代学依据。     

贵州关岭下三叠统永宁镇组碳同位素化学地层与海洋氧化事件

提要：贵州关岭永宁镇下三叠统上部永宁镇组碳同位素化学地层及其对比研究表明早三叠世晚期特提斯洋曾发生了稳定碳同位素组成（δ13C）的强烈波动,且这一δ13C波动具有分布广泛和不受沉积相控制的特点。笔者分析和讨论了永宁镇组碳同位素化学地层与岩石地层、生物地层、层序地层和微量元素地球化学特征的关系,指出特提斯地区下三叠统上部地层碳同位素组成受全球海平面变化、洋流循环模式和生物复苏等多因素的共同影响,早三叠世晚期δ13C的强烈正异常是洋流循环模式改变引起大洋氧化和与此相关的生物复苏的结果。     

豫西宜阳地区晚二叠世晚期—早三叠世沉积记录及其对古气候变化的响应

晚二叠世—早三叠世宜阳地区位于东特提斯低纬度地区的华北板块南缘，发育一套连续且沉积特征显著的陆相碎屑 岩相沉积，是研究陆相晚二叠世—早三叠世古环境与古气候变化的理想地层。本文在前人研究与野外实测的基础上，采用 岩石学、沉积学、古生物学方法综合分析研究区的沉积记录，识别出宜阳地区在该时期由陆源近海的滨湖沉积环境向河流 沉积环境过渡的古环境，重建了晚二叠世晚期—早三叠世宜阳地区的古地理面貌。沉积特征显示，此期整体气候条件为炎 热—半干旱，并且在长兴期末期与奥伦尼克期早期出现了极端干旱气候，可能是受到当时全球性巨型季风环流的影响。这 一时期的古气候与古环境的变化可能对二叠纪末陆地大灭绝事件起到了推动作用，并抑制了早三叠世生物复苏的进展。     

豫西济源地区中下三叠统遗迹网络分析

豫西济源地区下三叠统和尚沟组和中三叠统二马营组均为陆相河湖相沉积,本研究在和尚沟组和上覆二马营组中下段分别识别出遗迹化石5属6种和7属9种,这些化石材料成为探究大灭绝事件后陆地造迹生物复苏的良好材料。运用遗迹网络分析方法构建了和尚沟组和二马营组中下段遗迹网络,相关参数显示自早三叠世和尚沟组沉积期至中三叠世二马营组中下段沉积期,遗迹网络节点增加,平均度、平均加权度和图密度有所降低,网络直径、平均聚类系数和平均路径长度呈明显增加趋势,遗迹网络复杂化以及造迹生物对恶劣环境适应性的增强,这些可能是二叠纪—三叠纪之交灭绝事件(Permian-Triassic Mass Extinction, PTME)后生物复苏的潜在标志。推测PTME后华北地区生物复苏和生态恢复可能遵循着类似的模式,但后续研究仍需陆相实体化石证据的佐证与补充。     

西藏色龙西山二叠系-三叠系界线剖面稳定碳同位素特征

古生代-中生代之交的生物灭绝过程和原因一直是科学家关注和致力解决的关键古生物学问题之一.色龙西山剖面的牙形石分带工作取得了重要进展,为认识该地区地层序列和沉积历史提供了新的证据.全岩碳同位素分析表明,在长兴阶与印度阶附近该剖面存在着碳同位素负偏,可以同我国华南多个剖面进行对比,揭示了古生代-中生代之交的碳同位素变化和生物灭绝模式具有全球对比性.新识别出的奥伦尼克阶底部（Neospathodus waageni带底部）碳同位素值大幅度负偏及之后的正偏,与华南等地的变化规律一致,反映了二叠纪末期到早三叠世长期的、复杂的生物和环境变化过程.      

贵州遵义地区早—中三叠世双壳类生物地层研究

遵义地区位于扬子板块上扬子台地中部,下、中三叠统发育良好,夜郎组、茅草铺组、松子坎组及狮子山组地层出露齐全。其中遵义巷口剖面是扬子台地区的经典下-中三叠统地层剖面之一,其产双壳类化石尤为丰富,是该沉积相区生物地层和生态系演化研究的关键剖面。迄今已发现双壳类15属55种(亚种)(本次研究鉴定出12属35种),多数属为世界性的分布类型,由下向上可划分出6个双壳类化石带:Pteriaussurica varibilis-Eumorphotis venetiana组合带,Claraiaconcentrica-Claraia wangi组合带,Eumorphotis multiformis顶峰带,Entolium discites microtis顶峰带,Myophoria(Costatoria)goldfussi mansuyi-Asoellaillyrica组合带和Plagiostoma radiata-Palaeoli ma subcostata组合带。其双壳类生态类群的演变与华南其他地区具有一致性。     

贵州紫云四大寨早三叠世地层初步研究

贵州紫云四大寨剖面下三叠统发育较齐全,化石较丰富。在此剖面上发现了大量牙形石、双壳类、菊石等生物化石,其中牙形石在该剖面上为首次发现,并识别出了早三叠世Neospathodusdieneri带、Neospathoduscrista-galli带、Neospathoduswaageni带和Neospathodushomeri-Neospathodustriangularis带的重要牙形石分子或带化石,可与国际同期地层中相应的牙形石化石带进行较好的对比;同时还发现了Claraiagriesbachi-C.concentrica组合和Claraiastachei-Claraiaaurita组合带的双壳类代表性分子。通过对这些化石综合分析,大致拟定了本剖面下三叠统格里斯巴赫亚阶(Griesbachian)、亭纳尔亚阶(Dienerian)、斯密斯亚阶(Smithian)和斯派斯亚阶(Spathian)的年代地层单位界线。