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.      

华南古生代末大绝灭后的生态系复苏

华南古－中生代之交连续沉积和生物演变学充列表明，古生代末大绝灭后中生代初的生态系复苏经历了近１０Ｍａ时间，而且各门类生物所经历的复苏过程和复苏所花费的时间有明显的差异，生物复苏是其生态适应和分化的结果，生存环境和生态系的状态直接影响到生物的复苏的过程。     

为层序地层学服务的生态地层学研究

生态地层学的研究能直接服务于层序地层学的目的.生境型曲线不仅有助于层序和副层序分析,而且揭示了区域上的海平面变迁历程;生物面往往与层序或体系域的界面相关或一致;时间框架内包含群落带、群落序列和生态体系域在内的生态地层格架,与沉积盆地内的层序地层格架完全对应.因此,生态地层学从单个剖面的生境型曲线的建立、生物面的识别,区域上的生态地层的对比,构筑盆地范围内的生态地层格架,为层序地层学研究和区域乃至全球的海平面变化分析提供了重要的方法和手段.     

扬子台区二叠-三叠系界线层综合地层学研究

华南二叠－三叠系界线研究一直在地学界备受瞩目．目前被广泛接受的界线标准化石为牙形石Ｈｉｎｄｅｏｄｕｓｐａｒｖｕｓ,该化石的首现位置被定义为二叠－三叠系界线层型剖面点．然而在全球研究精度最高的４个候选层型剖面中,生物地层单位的对比问题尚存在分歧,从而影响了区域高精度地层对比框架的建立．在扬子台区丰富的资料及大量二叠－三叠系界线剖面进一步研究的基础上,发现许多剖面上二叠－三叠系界线处具有相似的岩石地层特征．其基本结构为粘土岩层、灰岩或泥灰岩层及粘土岩层沉积组合．从综合地层学角度的研究表明：该套沉积组合（界线层）在岩性特征、生物群总体面貌以及其他事件标志（如同位素年龄、磁性地层、地球化学特征等）上具有一定的对比意义．认为界线层应该是等时的地层单位,是扬子台区二叠－三叠系界线处重要的标志层组,并对这套地层进行了区域性对比．这套地层的发现大大提高了扬子台区二叠－三叠系界线处地层的对比精度．     

华南早三叠世错时相沉积及其对复苏期生态系的启示

二叠纪末的大灭绝不仅重创了古生代海洋生态系,也使得海洋沉积体系发生剧变,导致灭绝之后早三叠世生物复苏期异常的生态系状况和海洋环境．丰富的特殊沉积物及相关沉积构造的广泛出现是早三叠世沉积的显著特征,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．这些特征性的沉积物在奥陶纪之前的海洋环境中曾广泛分布,但在奥陶纪后生动物大发展之后,它们一般仅见于某些极端和异常的环境中．当它们在早三叠世正常浅海环境再次广泛出现时,被认为在时间上或环境上发生了错位,故被称为错时相（anachronistic facies）．研究这些特殊沉积构造,对于探索古生代冲生代地质突变期异常的生态系状况和特殊的海洋环境具有重要作用．错时相在中国南方各地的早三叠世地层中广泛存在,分布于下三叠统众多层位中,而且囊括了全球已报道的大多数错时相沉积物,为研究华南早三叠世的海洋环境状况及其与生物复苏的关系提供了契机．“蠕虫状灰岩”是华南下三叠统中最典型、最发育的错时相沉积物,但对其研究相对较少．以湖北三峡地区的蠕虫状灰岩为例,对其类型划分、时空分布进行了重点论述．华南下三叠统中蠕虫状灰岩及其他错时相沉积构造的研究表明：错时相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,这种耦合关系正是沉积体系和生态系对古生代冲生代地质突变及其导致的“特异”环境的自然响应．因此,错时相的盛衰变化可以作为独立于化石记录分析之外的生态变化指针．     

微量磷灰石中磷酸根氧同位素分析方法

生物磷灰石壳体的磷酸根氧同位素组成是重建古温度理想指标之一,在古环境研究中具有重要意义.针对牙形石等磷灰石量极少的情况,稳定可靠的前处理方法是分析其δ18O_PO4的重要保障,目前仅有少数国外实验室已建立了相关提取分析方法.结合这些方法的优缺点对分析步骤进行改进优化,建立了微量磷灰石的磷酸根氧同位素分析方法,通过硝酸消解磷灰石并除去非磷酸根氧,利用KF溶液沉淀法分离Ca2+,采用氨缓冲溶液形式调节pH,并加入AgNO₃溶液以氨挥发法将PO₄3-转化成Ag₃PO₄结晶分离,气体稳定同位素质谱仪在线测定Ag₃PO₄氧同位素组成.结果表明,方法全流程未产生明显的氧同位素分馏,样品最低仅需0.2 mg,标准偏差小于0.2‰（1σ）,与目前国际报道的分析精度一致.      

长江三峡地区印支运动的沉积响应

长江三峡地区上三叠统王龙滩组 （ 或须家河组）超覆在下三叠统嘉陵江组、中三叠统巴东组或上 三叠统九里岗组等不同时代的地层之上,两者间存在一明显的沉积间断面。如何理解该界面的性质和发生时限, 对于正确认识印支构造运动在该区的作用形式和过程具有关键作用。近年来,在长江三峡地区开展的基础地质 调查研究工作中,对该界面的地质特征进行了全面观察和研究,对其有了更深入的认识：上三叠统与下伏地层 间的沉积间断面以发育冲刷构造和残存少量风化壳为特征,沉积间断发生在卡尼期中后期至诺利期初期(约225~26.5Ma)。受印支运动影响,卡尼期中后期,地壳整体抬升,包括研究区在内的中扬子地区漫长的海相沉积 历史结束,原有沉积遭受风化剥蚀、地形夷平;卡尼期末期-诺利期初期,地壳抬升速率骤然加剧、地形相对 高差变大、河流回春,对下伏地层快速下切。这种下切作用横向变化较大,剥蚀程度差异明显,从而形成在不 大的范围内下伏地层从无明显缺失 (王龙滩组与九里岗组接触)至大量缺失(王龙滩组与嘉陵江组接触)这一 特殊地质现象。总的看来,该沉积间断界面兼具古暴露剥蚀面、冲刷侵蚀面和河流回春作用面 3种性质,是对 印支运动第3幕(研究区内印支运动主幕)的沉积响应。