全球二叠系-三叠系界线层型剖面和点确立在我国的浙江省长兴县煤山

2001年3月7日,从国际地质科学联合会传来一个振奋地学界的消息:全球二叠系一三叠系界线层型剖面和点位被正式确定在我国的浙江省长兴县煤山.这不仅是我国几代地学工作者数十年艰辛努力奋斗的结晶,而且是我国地学界的一大荣耀.

湖南慈利江垭剖面二叠系-三叠系界线层序的沉积微相类型、沉积环境和海平面变化

本文对湖南慈利江垭剖面二叠系-三叠系界线层序(大隆组顶部9.4m和大冶组底部7.5m)进行了详细的沉积微相分析,划分出八种微相类型,并结合露头和光面上的沉积特征,对每种微相的成因和沉积环境进行了分析和讨论。在此基础上,研究了界线附近的沉积环境和相对海平面变化。大隆组顶部层序沉积于相对海平面持续上升阶段,随着相对海平面的上升,沉积环境逐渐由盆地边缘向盆地内部迁移。在大隆组最顶部,相对海平面有一快速的大幅度下降,沉积环境由深水盆地突然转变为浅水台地。之后自大冶组底部向上,相对海平面又逐渐上升,沉积盆地依次经历了滞流盆地、半循环盆地和循环盆地的转换;在距离大冶组底部约7m处,相对海平面开始下降,气候变得极为干燥,沉积盆地转变为蒸发盆地。值得指出的是,大隆组-大冶组界线处的快速海退面正好对应于二叠纪末生物灭绝面,从而表明大海退很可能是造成二叠纪末生物大灭绝的重要原因。

全球二叠系-三叠系界线层型剖面和点

国际地球科学联合会(IUGS)将二叠系-三叠系界线(PTB)全球层型剖面和点(GSSP)正式确定在中国南部的浙江省长兴县煤山D剖面及其27c层之底,即牙形石Hindeodus parvus的首现(FAD)处。

重庆二叠系-三叠系界线地层微生物岩新认识

通过对重庆老龙洞二叠系-三叠系界线附近的微生物岩的研究,认为微生物岩的树枝状构造的形成有两种控制因素:(1)成岩作用,成岩流体对碳酸盐沉积物颗粒之间的孔隙及化石内部的孔隙的胶结作用,以及碳酸盐沉积物组分的重结晶作用,使受成岩作用影响的区域因晶体较粗在露头上表现为深颜色的树枝状和斑点状构造;(2)微生物的影响。在微生物富集的地方,微生物死亡腐烂后形成孔隙,成岩流体易于在这些区域运移,在孔隙中形成胶结物,使这些区域成为露头上颜色较深的树枝状和斑点状构造。岩石中的微生物化石形态不规则,在薄片上呈蝴蝶状、云朵状、不规则圆形的或者新月形等形状,大小在100～600μm之间,内部被方解石胶结物充填,没有保存任何内部构造。根据形态和大小,推测这种化石可能是某种细菌的菌落形成的。

浙江长兴县煤山剖面二叠系-三叠系界线层序的沉积特征

二叠系-三叠系界线全球层型剖面和点位置于浙江煤山D剖面第27层内Hindeodusparvus的首现面.第27层通常被视为均质的粉砂质灰岩,界线上下的沉积特征没有发生变化.深入研究界线层序的结果表明,第27层内二叠系-三叠系界线之下约2cm处有典型的发育Glossifungites遗迹相的固结基底(firmground)构造,在此构造面之上,不仅二叠纪生物碎屑的含量显著降低,碳酸盐沉积也由碳酸钙为主突然转变为白云石为主.本固结基底标志着二叠纪最末期快速海侵的到来及沉积环境和古气候的重大转变.这一海侵淹没面也见于华南浅水台地相的浙江黄芝山剖面、下斜坡-盆地边缘相的湖南江垭剖面和深水盆地相的安徽平顶山剖面,以及冈瓦纳大陆北缘的西藏色龙剖面,代表了二叠纪-三叠纪之交一次全球性快速海侵的开始.

浙江省长兴县煤山剖面二叠系-三叠系界线层序的沉积微相特征及层序地层划分

通过对浙江煤山剖面二叠系-三叠系界线层序新鲜露头的仔细研究后发现,长兴组顶部岩层(层22—层24)主要由3种微相构成:生物碎屑粒泥灰岩、富有机质生屑泥粒灰岩和含生屑或生屑质高有机质泥状灰岩—粒泥灰岩,其间夹有少量硅质骨针灰岩薄层或条带。殷坑组底部泥岩段(层30—层37)也主要由三种基本微相组成:灰绿色白云质泥岩、黑色白云质泥岩和灰白色瘤状白云质灰岩,其间夹有5层灰绿色火山灰层。界线附近的层25—层29的岩性及生物变化较为独特和复杂,属于以上两者的过渡部分。根据沉积微相组合特征和生物面貌纵向上的变化特征,将界线层序归为斜坡上部、斜坡下部和盆地环境3个沉积相带,并组成一个跨越界线的三级层序,层序底界位于层22中部(层22-11底面)。

浙江长兴二叠系-三叠系界线层型剖面面临的新问题

长兴煤山P/T界线在27层中间,H.parvus带之上应为I.staeschei带,不是I.isarcica带。H.parvus带厚仅4cm,可能包括H.parvus和I.lobata两个化石带的时间间隔;界线层不仅高度浓缩,而且有硬底构造,缺失一些牙形刺分子,很可能在界线层中有小的沉积间断。

中国南方二叠-三叠系界线及其附近粘土层稀土元素地球化学研究

本文对广泛发育于中国南方,连续的二叠-三叠系海相界线及其附近粘土层(蒙脱石—伊利石粘土岩)进行了稀土元素地豫化学的研究。查明了REE分布特征;REE沿粘土层垂向上的变化,比较了界线粘土与非界线粘土在REE分布上的差异。讨论了界线粘土的成因,根据稀土模式所作的综合分析,提出了由中酸性山火山岩和代表冲击溅射产物的上部地壳物质组合的混合新模式。

大兴安岭南部二叠系-三叠系界线及沉积环境演化

北方陆相二叠系-三叠系界线研究是界线地层研究的重要问题之一,对采自内蒙古巴林右旗幸福之路组二段建组剖面的安山质岩屑晶屑凝灰岩开展锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,结果为(255.5±1.1)Ma,火山岩上部多个层位粉砂质泥岩中发现孢粉化石,计17属20种,时代为晚二叠世-早三叠世,推断幸福之路组的时代为晚二叠世-早三叠世,大兴安岭地区二叠系-三叠系界线在幸福之路组内部,二者为整合接触。幸福之路组以红层做为划分标志,岩性为正常沉积碎屑岩夹火山岩,见大量泥灰岩夹层、钙质结核及干裂现象,反映了炎热、干燥及强氧化条件的气候环境,大兴安岭地区晚二叠世晚期(幸福之路组二段下部)就已出现反映干旱气候的红层沉积,与相邻的华北及新疆准噶尔盆地相似。

二叠系—三叠系界线全球层型剖面——回顾和进展

综合评述了5年来对二叠系—三叠系界线(PTB)全球层型剖面——煤山D剖面的研究进展。简要介绍剖面的研究历史、地理和地质背景,叙述了世界上最完整的二叠纪长兴期至三叠纪格里斯巴赫期的牙形石和菊石带,并简短讨论了Otoceras的年代。叙述了煤山与其他剖面长兴期至格里斯巴赫期磁性地层学的对比。介绍了δ13C和δ34S的化学地层学最新研究进展,特别是在PTB附近多个δ13C负漂移的发现。两项重要的分子地层学研究显示了基础生态系统的深刻变化——微生物生态系的灾变和在二叠纪—三叠纪生态系之交严重缺氧事件期间透光带的静海相环境。文章报道了自2001年以来PTB年代测定的进展。PTB之下14cm处火山成因的粘土层25层的年代,现在定为(252·4±0·3)Ma(Mundil等,2004)。文章还讨论了事件地层学,认为尽管在25-26层有一个主事件,煤山PTB附近的事件是多幕式的,并且开始于事件层25-26层之前。因此,PTB大绝灭主因是外星撞击导致的可能性是不大的。

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．

江西修水二叠系—三叠系界线地层树枝状微生物岩状岩石成因初解

江西修水二叠系—三叠系界线地层有一段特殊构造的地层,下部为灰色部分和红色部分组成的斑状构造,上部为灰色部分和黄色部分组成的树枝状构造。这种树枝状构造的岩石与前人报道自重庆老龙洞剖面的微生物岩非常相似。岩石薄片观察表明,树枝状构造的暗色部分为残留的灰泥岩;浅色部分为灰岩经过重结晶、白云石化—去白云石化作用改造而成。在暗色的残留灰岩里有保存很好的丰富的球状微生物化石。研究认为,岩石中暗色部分和浅色部分的原始组分是同时沉积的;是成岩作用控制了浅色部分的形成。这一成果应当对认识老龙洞剖面树枝状微生物岩的成因有借鉴作用。

新疆吉木萨尔大龙口非海相二叠系—三叠系界线层段古地磁特征

通过对吉木萨尔县大龙口非海相二叠系—三叠系界线上下地层磁性特征的研究,在梧桐沟组—锅底坑组共发现78个极性异常,其中以负极性为主,间隔了一系列的正极性和过渡极性。梧桐沟组上部以负极性为主,间隔了2个正极性和过渡极性。这可与巴基斯坦盐岭和四川广元上寺的大隆组下部对比,即相当于Da段。梧桐沟组顶部和锅底坑组底部,正、负极性变化频繁,极性特征可与巴基斯坦盐岭和四川广元上寺大隆组中部对比,即相当于Db段。锅底坑组下部以负极性为主,间隔了2个正极性段,可与四川广元上寺大隆组中上部对比,即相当于Dc段。锅底坑组中下部以负极性为主,上部夹1个正极性段,可与四川广元上寺大隆组上部磁性特征对比,即相当于Dd段。锅底坑组中上部以负极性为主,间隔了4个正极性段,可与四川广元上寺飞仙关组下部对比,即相当于Fa段。根据磁性段的划分对比,将二叠系—三叠系界线置于Fa和Dd之间,即本次研究测制剖面的41层和42层之间。根据各岩组的古地磁特征求得岩组形成时的古地磁极:梧桐沟组79.1°N,238.1°;锅底坑组72.3°N,322.2°;下三叠统77.5°N,320.8°。古纬度基本一致,为32°～35°N。

安徽巢湖二叠系—三叠系界线微生物岩研究

文章对安徽巢湖地区二叠系—三叠系界线微生物岩进行了化学成分和矿物组合分析,同时探索了盐酸溶解法分离样品中不同种类碳酸盐矿物的方法。结果表明,界线微生物岩成分均一,具有较高的Si、Al和Mn含量,主要由方解石、石英、黏土矿物和铁白云石组成,岩性上为泥质、白云质灰岩;岩石中的铁白云石自形程度较高,截面呈正三角形或菱形,晶粒大小在10μm左右;采用0.3%HCl(固液质量比1∶50)可以有效区分微生物岩中的方解石和铁白云石(前者溶解,后者不溶)。研究认为:二叠系—三叠系界线层微生物岩形成于缺氧条件下;微生物促进了黏土矿物的生成,对碳酸盐矿物的生成无影响;铁白云石的生成经历了含铁碳酸盐沉积—碳酸盐去Mg、Fe作用—铁白云石化过程。

黔西威宁岔河陆相二叠系—三叠系界线粘土岩研究——基于X射线衍射、扫描电镜分析

利用X射线衍射、扫描电镜等分析方法,对黔西威宁岔河陆相剖面二叠系—三叠系界线附近的粘土岩进行了研究。在界线粘土岩中,粘土矿物组合为伊—蒙混层矿物+蒙脱石+绿泥石;碎屑物质中有六方双锥石英和锆石,无球粒;多种化学成分在界线粘土岩中出现了异常。据此得出岔河剖面的二叠系—三叠系事件地层界线确定在第66f层比较合适;第66f和68a这两层粘土岩为此剖面的界线粘土岩;自第66f层底部至第68a层顶部这一段地层为二叠系—三叠系的界线层(组);界线粘土岩的成因可能是由于火山喷发、火山灰降落伴随正常沉积物沉积形成的。

湖北兴山大峡口浅海相二叠系—三叠系界线附近粘土岩研究

利用X射线衍射、扫描电镜、能谱等鉴定分析方法,对湖北兴山大峡口剖面二叠系—三叠系界线附近的8层粘土岩研究发现,各层粘土岩中的主要粘土矿物均为伊/蒙混层矿物,并且各层中均含有数量不等的六方双锥石英和黄铁矿,非粘土矿物为石膏,个别层位中还含有粘土微球粒。该8层粘土岩均为火山物源成因,联系相应的火山事件记录表明该地区在二叠系—三叠系之交经历了多次火山活动。这些火山事件与同时段牙形石的绝灭和延缓复苏呈现一致性。频繁的火山活动是造成二叠纪—三叠纪之交生物及生态系重大转折的主导事件之一。

黔桂地区深水相二叠系—三叠系界线附近黏土岩研究

对贵州断杉、纳水以及广西柳桥3条深水相剖面上的二叠系—三叠系界线附近黏土岩的研究结果表明,在断杉、柳桥剖面黏土岩中的黏土矿物主要由伊-蒙混层、蒙脱石和高岭石组成,碎屑物质中存在六方双锥石英、锆石等与火山活动有关的矿物;在纳水剖面黏土岩中未发现与火山活动有关的迹象。由此可知华南大部分地区在晚二叠世曾受强烈的火山作用影响,但也有少部分深水相地区未受影响或影响很小。同是深水相P-T界线剖面附近的黏土岩以及同一剖面不同层位的黏土岩中的黏土矿物和碎屑物质存在较大的差异,其原因可能是与火山作用的强弱、离火山活动中心的远近以及所处地理位置有关。

陆相二叠系—三叠系界线研究进展

着重介绍了几个目前陆相二叠系—三叠系界线 (TPTB)研究的重点剖面及其生物地层学研究进展 ;分析了陆相二叠系—三叠系界线综合地层学研究现状 ,包括生物地层学、事件地层学、同位素年代学、磁性地层学和层序地层学等 ;剖析了陆相二叠系—三叠系界线地层学研究中存在的问题及进一步的研究方向。生物地层方面 ,陆相二叠系—三叠系界线附近存在晚二叠世与早三叠世生物混生的层位 ,其中不同类别生物的时间界线常不一致 ,又由于陆相界线地层中含脊椎动物化石的层位一般较少 ,以脊椎动物化石 (Lystrosaurus)为标准的精确界线常不确定 ,因而需重新寻找并确定陆相三叠系底界的标准化石。事件地层标志可能会成为连结海、陆相二叠系—三叠系界线地层高精度对比的纽带。