滇西就康地区芒汇河组厘定:来自锆石U-Pb年龄和双壳化石的证据

滇西云县—景洪一带广泛分布的火山-沉积地层不仅是南澜沧江构造带的重要组成部分,同时也赋存着丰富的铜(银)矿,其划分对比一度存在争议,制约了对南澜沧江构造带演化和铜矿成矿地质背景的认识。在景谷县就康剖面下部晶屑凝灰岩中,获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄加权平均值为237.9±1.1 Ma,在剖面上部首次采获了大量晚三叠世双壳化石,包括7个属,16种,可以建立Cardium-Schafhaeutlia-Unionites?组合,时代为卡尼中期—瑞替期,可与黔西南、滇东南、桂北相应时期的双壳类序列进行对比。综合晶屑凝灰岩锆石U-Pb同位素年龄和双壳化石生物地层学证据,将该套地层对比为芒汇河组,时代主体为晚三叠世,并非前人认为的早侏罗世。研究结果不仅对认识存在长期争议的南澜沧江带火山-地层时代、划分和区域对比具有重要意义,还可以为探讨南澜沧江带构造演化与铜矿成矿地质背景研究提供新资料。

滇西南忙怀组时代的限定:基于叶肢介化石和锆石U-Pb年龄

1研究目的(Objective)滇西云县—景洪一带广泛分布的火山地层是古特提斯构造域南澜沧江构造带的重要组成部分,其时代的准确限定对理解古特提斯大洋俯冲、闭合以及陆内造山等演化过程具有重要意义,但是区域上对该套火山地层的时代和岩石地层划分仍存在争议。前人在限定该火山地层时代时,多是利用火山岩的锆石U-Pb年龄,而未对其上下层位的沉积岩开展生物地层研究,致使该套火山岩及其赋存地层因长期缺乏有效的生物地层证据而争议不断。为此本研究将高精度的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年与叶肢介生物地层学研究相结合,以期准确限定该火山地层时代。

新疆南、北天山克拉玛依组植物化石

在新疆天山南北两侧的吉木萨尔大龙口剖面和吐鲁番桃树园剖面克拉玛依组中发现了植物化石17属28种。首次在克拉玛依组下部发现了Pleuromeia sp.和Annalepis cf.zeilleri。同时在上部发现了大量晚三叠世分子。克拉玛依组植物面貌属于Danaeopsis-Bernoullia植物群。通过对克拉玛依组植物群组成、特征及生境的分析,并根据植物化石的组成及分布规律的研究,探讨了克拉玛依组的时代,认为克拉玛依组下部为中三叠世地层,上部为晚三叠世地层,不宜将上部单独建组。

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.

古生代-中生代之交的水循环演变及驱动机制

水循环是连接大气圈、水圈、岩石圈和生物圈的重要物质循环过程.本文根据地质记录和深时气候模拟等数据总结了古生代-中生代之交的水循环演变.结果表明,水循环在晚古生代、早中生代发生了重大变化:(1)地质记录恢复的气候带显示,当时全球的干旱带发生了明显扩张,蒸发岩面积从中-晚二叠世开始扩张,到早三叠世达到顶峰,中三叠世恢复至中-晚二叠世的水平,晚三叠-早侏罗世继续收缩;(2)全球年平均降水量在晚石炭、早侏罗世较高,中-晚二叠世和早三叠世较低,呈现为“V”字形变化,显示出一次重大的波动;(3)全球大陆的聚合可能导致泛大陆巨型陆面风和特提斯区域跨赤道风的形成,进而构成全球性的超级季风;(4)热带辐合带摆动的纬度位置在志留纪-石炭纪以及侏罗纪-现代较低,在二叠纪-三叠纪时期向高纬度大幅度漂移.根据事件发生的时间,这些水循环的重大变化与泛大陆的聚合、华力西造山、晚古生代冰期的结束以及大量碳释放和升温事件吻合,这些因素与当时的大气环流和水循环的变化存在密切联系:泛大陆的聚合改变了当时水储量的空间分布,同时改变了大气环流和“季风”,进而导致中-晚二叠世干旱带开始扩张,降水量减少;晚古生代末期华力西造山运动的减弱增强了热带辐合带的摆动,促进了超级季风的发展;碳释放驱动的升温事件改变了能量传输,影响了大气环流;同时植物面貌的转变影响了碳释放,进而影响水循环.由此可见,古生代-中生代之交水循环的强烈波动可能是该重大地质历史转折期岩石圈(地球深部过程)、大气圈(大气过程)、水圈(水循环)及生物圈(生命活动)相互作用的重要体现.

显生宙古海洋环境和气候波动与特提斯演化

气候和环境是影响生物演化和人类生存发展最为关键的自然因素,恢复古海洋环境条件和古气候演变历史并揭示其内在驱动机制是研究地质历史时期地球宜居性的重要内容.本文系统整理了重建古温度、古海洋氧化还原条件和酸碱度的地质记录指标和定量模拟结果,建立了长时间尺度下古气候-古环境的演变规律:古生代早期大气氧含量低、古海洋广泛缺氧;泥盆纪的温室气候和石炭纪-二叠纪冰期是古生代中期最为主要的古气候特征,古海洋氧化程度和碱度都较高;在冰期消解之后,古生代晚期较高pCO_(2)为主导的温室气候基本上贯穿了整个中生代,期间发生了多次极端高温和缺氧硫化事件;一直到新生代中晚期,温室气候向冰期气候转变,各种环境和气候条件逐渐演变到现代水平.综合现有数据和规律后发现,特提斯的主要演化阶段与古气候及古环境变化密切相关:(1)原特提斯演化阶段全球古高程较低,大气氧含量处于较低水平,该时期的构造活动导致明显的海侵-海退旋回,但对古气候及古环境影响可能较弱;(2)古特提斯演化阶段伴随着潘基亚超大陆(也被译为盘古大陆)的形成,该时期造山活动剧烈,全球大陆面积和海拔增加,导致风化作用加强、生产力升高,进而驱动大气pCO_(2)下降、氧气含量上升,促进了晚古生代冰期的形成,海洋开始富氧;(3)新特提斯阶段伴随着潘基亚超大陆裂解,大陆海拔下降,风化作用减弱,导致中生代较高的大气pCO_(2)水平和温室气候,海洋缺氧事件频发;(4)在新特提斯洋闭合与阿尔卑斯-喜马拉雅山脉形成时,全球大陆平均海拔上升,风化固碳作用增强,大气pCO_(2)下降,东亚季风和北大西洋深水层驱动模式建立,促使晚新生代冰期启动.现有的长时间尺度古气候与古海洋环境演变模式显示,造山运动通过改变海陆格局和大陆高度影响风化作用强弱来影响大气pCO_(2),可能是显生宙长时间尺度下,大地构造控制古气候和古海洋环境条件变化的主要机制.特提斯区域是构造运动、火山活动、重大环境和生物事件的交汇场,其演化贯穿整个显生宙,因而特提斯演化的气候和环境效应与生物响应研究是未来地球科学发展的一个重要方向,可以为揭示地球宜居性的演变过程提供重要信息.

中国三叠纪综合地层和时间框架

中国三叠系分布广泛,海、陆相地层同时发育,既有典型的南海北陆空间分异,也有下海上陆的时间转变,地层结构十分复杂.中国南方拥有三叠系底界的全球年代地层界线层型(GSSP),而中国大部分地区的三叠系(尤其中三叠统之上及陆相地层)具有显著的地方性,难以进行全球对比.因此,中国的三叠系既有国际研究的热点,也有地层学研究的科学难题.文章通过系统总结和分析中国三叠纪地层学相关资料,从年代地层、生物地层、磁性地层和化学地层等方面,初步建立中国的三叠纪综合地层框架,并以此为基础,对中国三大构造古地理区的岩石地层序列提出一个框架性的地层对比关系.综合分析表明,虽然经典的三叠纪生物和年代地层学研究是以菊石作为基础的,但牙形石在年代地层界线研究中更具有优势.中国仍具有竞争奥伦尼克阶底界和安尼阶底界GSSP的潜力.借助于二叠纪-三叠纪"过渡层"及相关生物-环境事件标志,结合叶肢介、脊椎动物、古植物等生物地层学研究,能够建立海、陆相二叠系-三叠系界线地层对比关系.碳同位素已成为三叠纪海相地层的有效对比手段,而氧同位素(其所反映的温度变化)和锶同位素则可能是建立海、陆相地层联系的重要桥梁,但目前尚无陆相地层对照研究.鉴于中国三叠系大部分层段以及陆相地层尚难进行国际对比,当前提出的中国三叠纪海、陆相地层建阶方案,对中国三叠纪地层学及相关研究工作还是必要的,但需要在概念上尽量与国际接轨,并尽快加强研究,完善其定义.

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.

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.

黔西地区卡以头组叶肢介动物群

黔西地区发育良好的陆相二叠系-三叠系界线地层,近年来该地区的二叠纪-三叠纪过渡期陆相生物群研究较多,主要包括植物化石和孢粉化石。文中研究了产自该地区卡以头组的叶肢介动物群,并对部分标本采取电镜扫描来研究其微细结构,共分类描述2属11种及3个未定种,其中Euestheria属有5种和2个未定种,Palaeolimnadia属有6种和1个未定种。该研究既丰富了黔西地区二叠纪-三叠纪之交的生物群面貌,对于探讨这一重大地质突变期陆相生物群演变具有指示作用,也为陆相二叠系-三叠系界线的划分和对比提供了重要参考依据。

南澜沧江带中三叠世叶肢介化石的发现及形态学研究

三叠纪火山-沉积岩是南澜沧江带的重要组成部分,长期缺乏可靠的生物地层学研究.首次报道了该地区忙怀组叶肢介化石,包括3个种和1个未定种:Euestheria minuta、Euestheria yipinglangensis、Euestheria dazuensis和Euestheria sp..对保存较好的叶肢介个体进行了8个特征参数的测量,并对叶肢介化石进行了定量和半定量描述.将获得的壳体长度和宽度进行压轴回归(RMA)线性拟合,发现二者具有明显的线性相关性.简单线性测量数据主成分分析和壳体轮廓傅里叶系数主成分分析结果均表明,E.minuta、E.sp.、E.yipinglangensis和E.dazuensis有较大程度的种内变化.结合化石组合和同位素测年结果,认为南澜沧江带忙怀组上部时代已延伸至中三叠世拉丁期.

陕西渭北二叠纪-三叠纪之交叶肢介化石及其地层对比

陆相二叠纪-三叠纪地层划分与对比对全面认识该时期全球性重大生物与环境突变事件具有重要意义,也是当前国际古生物学与地层学研究的重点和难点.选择陕西渭北为重点研究区域,通过对该地区石川河剖面和后周公庙剖面的叶肢介化石进行系统的分类学研究,恢复了叶肢介化石的面貌和组合特征,从而利用叶肢介化石组合来进行该地区二叠纪-三叠纪之交的生物地层划分和对比.其中,石川河剖面共产出叶肢介化石4属8种,后周公庙剖面共产出叶肢介化石2属3种.据此,该地区二叠纪-三叠纪之交的叶肢介化石由老到新可划分为3个组合,分别是晚二叠世晚期的Pseudestheria minutaPseudestheria xinjiangensis组合,二叠纪-三叠纪过渡期的Euestheria gutta-Palaeolimnadiopsis vilujensis组合和早三叠世早期的Magniestheria subcircularis-Cornia germari组合,并且通过这些叶肢介化石组合可以大致建立不同沉积区之间的生物地层对比关系.另外,两条剖面上都存在叶肢介化石与海相化石同层产出的现象,认为通过研究陕西渭北地区由于多期次海泛事件所导致的海、陆混合生物群,有望建立二叠纪-三叠纪之交该地区与海相地层的生物地层对比关系.

贵州威宁金钟二叠系-三叠系界线剖面生物地层及其对比

二叠纪—三叠纪之交发生了显生宙最大的生物灭绝事件,同时发生了复杂的环境变化.由于陆相二叠系-三叠系界线附近生物化石记录没有海相记录完整,同时也缺乏其他可靠的年代地层标志,所以如何标定陆相剖面的二叠纪—三叠纪界线一直是研究热点和难点.贵州威宁金钟地区二叠纪—三叠纪之交位于康滇古陆的东侧,毗邻海陆过渡相区,可以与同期的浅海碎屑岩相、海陆过渡相、陆相剖面进行由海到陆"追索式"的生物地层对比,是我国研究海、陆相二叠系-三叠系界线及对比的关键研究区之一.研究区的金钟二叠系-三叠系界线剖面中化石丰富,共发现双壳类化石4属6种,叶肢介2属4种,植物化石9属及腕足类化石1属,为海、陆相地层对比提供了桥梁.依据叶肢介Euestheria gutta-Palaeolimnadia xuanweiensis组合、植物Annalepis-Peltaspermum组合以及双壳类Pteria ussurica variabilis-Neoschizodus orbicularis组合的生物化石时代归属讨论,识别出金钟剖面的二叠系-三叠系界线应该在卡以头组下部.通过与邻区不同相剖面的对比,提出双壳类Pteria ussurica variabilis-Neoschizodus orbicularis组合以及陆相的叶肢介Euestheria gutta-Palaeolimnadia xuanweiensis组合可以作为三叠纪最早期的识别和对比标志.

贵州紫云猫场剖面二叠纪-三叠纪之交有孔虫的灭绝过程

本研究通过对贵州紫云地区猫场剖面长兴组上部及二叠系-三叠系界线附近地层进行高密度采样和系统切片,获得有孔虫化石标本1 178枚,共鉴定出有孔虫37属65种,包括类有孔虫4属7种。其中35属63种有孔虫消失在生物碎屑灰岩与微生物岩界线之下,包括所有的类有孔虫,其种级和属级灭绝率分别为96.9%和94.6%。这与华南其它微生物岩剖面类似,进一步表明浅水相有孔虫的灭绝发生在长兴期末期。猫场剖面长兴组生物碎屑灰岩中Dagmarita和Cribrogenerina两属非常丰富,其个体数量分别为209枚和126枚,占总数量的28.4%,是该动物群的优势分子,称为Dagmarita-Cribrogenerina组合。猫场组微生物岩中仅发现有孔虫Earlandia和Postcladella两个属,称为Earlandia-Postcladella组合。

湖南慈利康家坪剖面二叠纪末类有孔虫的灭绝过程

湖南慈利地区二叠系-三叠系界线附近地层非常发育,是探讨二叠纪-三叠纪之交生态系转变的良好区域。本研究通过对该地区康家坪剖面长兴组上部与大冶组下部地层进行系统采样、切片研究,在长兴组上部地层中发现278个类有孔虫,共鉴定出4属11种(含2个未定种)。这些类有孔虫在地层中的分布表明类有孔虫在二叠纪末经历了一次突变式的灭绝过程,其灭绝层位位于长兴组顶部的生物碎屑灰岩与大冶组底部的微生物岩之交界线处。该研究不仅丰富了康家坪剖面在这一关键时期的生物群面貌,而且也为二叠纪末的生物灭绝事件的深入研究提供了新的材料。

黔西滇东地区二叠纪-三叠纪之交有机碳同位素和生物地层对比

二叠纪-三叠纪之交海、陆相地层对比研究对陆相二叠系-三叠系界线的定义以及全面认识该全球性重大生物与环境突变事件具有重要意义,是当前国际古生物学与地层学研究的重点和难点.选择贵州六盘水仲河二叠系-三叠系界线剖面为研究对象,系统研究了该剖面的化石面貌和有机碳同位素演变特征.结合黔西滇东地区二叠纪-三叠纪之交良好的陆相、海陆过渡相和浅海碎屑岩相地层记录,初步搭建了海、陆相生物地层与有机碳同位素地层对比框架.值得关注的是,综合已有研究的陆相和海陆过渡相剖面植物有机碳同位素和海相剖面无机碳同位素数据,发现均存在相同的碳同位素演变特征,且与生物地层对比方案一致.据此,认为高分辨率的有机碳同位素化学地层是实现海-陆相地层对比的有效手段之一.

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1340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.

中国三叠纪岩石地层划分和对比

中国的三叠系海、陆相同时发育,沉积类型齐全,分布广泛,但其分布和发育很不均衡,总体呈现为"南海北陆、东简西杂、下全上缺"的格局。中国南方(包括青藏高原)海相三叠系的基本生物-年代地层框架中,下三叠统直到上三叠统卡尼阶具有区域对比意义,部分标志甚至具有全球对比意义。中国陆相生物-年代地层框架可作为区域陆相地层对比的参照系。在童金南等(2019)对中国三叠纪年代地层、生物地层、磁性地层和化学地层等归纳总结的基础上,本文对中国三叠纪各区域岩石地层划分和对比进行系统的补充和完善。中国三叠纪地层分区显著受控于区域构造古地理格局和沉积古地理分异,前者可作为地层区的划分标志,后者着重作为地层分区界线的参考。据此,本文将中国的三叠系划分为10个地层区和若干地层分区,以各地层分区代表性岩石地层序列为基础,借助各地层区综合生物-年代等地层对比标志,结合区域岩相和沉积相演变趋势的关系,建立各地区岩石地层对比关系。本文的地层-岩相-沉积相对比表,不仅完好地表达了印支运动在中国南、北地块间的演变历程,而且也示踪了青藏高原各构造活动带及其间夹的一系列小地块在三叠纪时期的构造活动状态。最后,论文就三叠纪岩石地层对比中的几个问题进行了探讨,认为岩石地层也应重视其生物-年代属性。