二叠纪末生物礁生态系绝灭的方式

二叠纪末生物礁生态系的绝灭是怎样发生的? 一蹴而就, 还是分几步发生的? 对贵州紫云长兴期生物礁顶二个二叠纪-三叠纪界线地层(PTB)剖面的研究表明: 礁生态系的绝灭是分二幕进行的. 第一幕是钙质海绵、蜓等狭适性生物的完全绝灭, 发生在Clarkina yini带内. 此后的生物群是由小腹足类、一些介形虫以及某些小型钻孔生物组成的简单生物群, 或仅由藻席组成. 在Hindeodus parvus带开始的时候, 生物礁顶部变成缺氧环境. 原来以小腹足类或藻席为主的简单生物群发生绝灭(此为第二个绝灭幕), 代之以小球状的疑源类微生物为主的特化生物群. 以后在环境变成有氧时, 这个特化生物群又被微小腹足类为主的简单生物群取代, 代表海洋生态系的初步复苏. 此后随着海洋环境的进一步改善, 这个生物群被正常大小的菊石、双壳类、腹足类组成的较为多样性的生物群取代, 代表海洋生态系的进一步恢复. 谈陆寨剖面是目前所知的唯一的生物礁发育到二叠纪最晚期并遭受大绝灭事件影响的剖面. 与煤山金钉子剖面和意大利Dolomites的Tesero剖面的对比表明, 非礁生态系有一个和礁生态系相同的第一幕绝灭事件. 发生缺氧事件的非礁生态系, 有一个和礁生态系相似的第二幕绝灭事件.     

煤山二叠-三叠界线地层姥鲛烷相对富集及其碳同位素负偏的地球化学意义

对煤山P/Tr界线地层进行了分子及碳同位素地球化学研究, 给出了长兴组至殷坑组底部的异戊二烯烷烃分子及有机碳同位素地球化学剖面, 揭示了事件界线层附近存在着δ¹³C_kero与δ¹³C_mole的强烈变化及姥鲛烷相对富集的异常特征. 对界线附近姥鲛烷相对富集的成因提出一可能机制: 由相对富集姥鲛烷的海洋动物脂类及其代谢产物在某些特殊条件下(如动物集群快速绝灭及/或缺氧条件发育)得到保存并在有利相带聚集而形成. 对地质历史时期其它重要海洋缺氧沉积(与晚奥陶纪、泥盆纪末、早侏罗世及晚白垩世重要生物绝灭事件相关)富集异戊二烯烷烃及高Pr/Ph值的发现在一定程度上支持了上述关于P/Tr界线姥鲛烷富集机理的解释. 煤山剖面由24~26层δ¹³C_mole,δ¹³C_kero及δ¹³C_carb的一致性强烈负漂移, 指示了二叠纪末大气-海洋系统碳源在低幅快速变化的过程中存在一个陡然而强烈的变化阶段; 姥鲛烷相对富集与δ¹³C_mole及δ¹³C_kero负偏的耦合, 可能指示了甲烷水合物释放和海洋缺氧过程在二叠纪末生物大绝灭过程中的重要作用.     

华北二叠纪末集群绝灭前的裸子植物及其生存对策

二叠纪末集群绝灭(terminal Permian mass extinction)是显生宙最大规模的生物绝灭事件,一般认为这次事件是渐进的(gradual),持续了数百万年,表现复杂,具有多重性质,在这次事件中,陆地生态系统濒临崩溃;植被显示严峻的退化演替(regressive succes-sion)趋势;树木凋零,菌毒麇集成灾,导致全球性“缺煤事件”,那些在石炭纪时期十分繁盛的植物,大部分绝灭了,唯有裸子植物例外,它们进入二叠纪以后,迅速辐射扩散并完成了古一中植代过渡,成为植物群的主要成分,不过在这次事件的打击下,也只有少数续存于中生代.据Cleal统计全球二叠纪20个裸子植物科级分类中,仅2～3科穿过了二叠三叠纪(以下简称P-Tr)界线,也正是这些幸存者的后裔成为中生代植物群的主体.     

贵州中三叠世生物礁的再研究——三叠纪钙结壳的发现

分布于贵州的中三叠世拉丁期生物礁横贯于贵州全省,并镶边于中三叠世碳酸盐台地的边缘,代表台地边缘的堤礁。这一堤礁呈为拉长的S形,东起玉屏,西南止于兴义。通常又称为相变带。受此堤礁的阻隔,使两侧的沉积物迥然不同。堤礁之西北属于典型的碳酸盐台地沉积,而其东南则属于深水盆地相沉积。此外,在盆地相沉积内尚出现孤立分布的罗甸板庚环礁。     

重庆老龙洞二叠系-三叠系界线地层中的管状蓝细菌化石及其意义

二叠纪末生物大绝灭后出现的微生物群落是一个异常极端环境下的产物, 不同的地区微生物的类型也不同. 研究了重庆附近著名的二叠系-三叠系界线地层连续出露地区——老龙洞的界线剖面, 在发生生物大绝灭之后的地层内, 一段以管状蓝细菌化石为主的微生物群落的地层. 根据薄片观察, 管状蓝细菌化石的长度一般在1 mm以下, 粗端直径最大0.08 mm, 几乎所有的管状化石都是向一端逐渐变细的, 管状体比较柔软, 管体的壁由隐晶到微晶的方解石组成, 横切面为圆形, 几乎所有的管状化石的内部都是空的, 并被泥晶方解石或细亮晶方解石充填. 总体上分布无规律, 但在若干视野中见到它们有呈放射状或束状排列的趋向. 通过综合对比研究认为, 该化石与蓝细菌门的胶须藻科(Rivulariaceae)的胶须藻很相似, 但是该化石是胶鞘钙化的种类, 而胶须藻科的Rivularia属种是不钙化的. 考虑到该化石保存的其他可供进一步分类的特征非常有限, 因此将其归入胶须藻Rivularia, 描述为Rivularia sp.[胶须藻(未定种)]. 因为蓝细菌是一种光合自养生物, 可以适应贫氧环境, 大绝灭后首先出现蓝细菌的群落可能说明环境是贫氧的. 由于光合作用需要浅水环境, 蓝细菌的存在也说明当时的水体是比较浅的.     

二叠纪-三叠纪之交微生物变化与动物集群灭绝的两次耦合

在地球历史中，动物集群灭绝后出现的微生物繁盛现象，主要是根据地层中保存下来的微生物进行研究的，包括其中的钙质微生物岩和微生物有机个体。但是，当保存状态很差时，微生物群落的定量研究就会遇到困难。为了避免这个问题，我们采用了类脂物生物标志化合物来研究中国煤山二叠纪-三叠纪界线附近的微生物群落变化。在此，我们报道一条反映微生物阶段性变化的生物标志化合物记录，它与高分辨率的无脊椎动物灭绝相耦合。     

广西桂林垌村上泥盆统碳同位素正偏移与全球一致性的记录

目前的研究显示, 欧、美等大陆晚泥盆世地层中普遍存在碳同位素δ¹³C的正偏移, 这种偏移已被推测为全球海洋有机碳埋藏速率快速增加的结果, 并与晚泥盆世弗拉阶(Frasnian)-法门阶(Famennian)之交发生的生物集群灭绝事件(简称F-F事件)密切相关. 华南上泥盆统是研究F-F事件理想地层之一, 其中是否存在δ¹³C正偏移, 直接关系到全球范围内是否存在与F-F事件有关的有机碳埋藏增强的问题.对广西桂林垌村具有生物地层控制的晚泥盆世剖面进行了高分辨率的碳酸盐稳定同位素分析, 结果表明: δ¹³C在F-F转换时期总体呈逐步增加趋势, 这种趋势由两次明显的d13C正偏移组成: 第1次正偏移出现在linguiformis带的底界, δ¹³C增加幅度达1.5‰; 第2次正偏移出现在triangularis/linguiformis带(F-F)的界线, 增幅达2.1‰. 与世界其他地区的同位素记录对比发现, 在生物地层时限上, 垌村剖面第1次出现的δ¹³C正偏移较晚, 而发生在F-F界线的第2次正偏移, 无论在生物地层上还是在变化幅度上都是基本一致的, 支持F-F时期全球性的有机碳埋藏增强的观点.     

北方造山带内蒙古中、东部地区二叠纪放射虫的发现及意义

华北北部边缘区的二叠纪地层过去多认为是海相浅水沉积. 从内蒙古中部哲斯地区和东部锡林浩特地区二叠纪哲斯组泥岩中发现的放射虫化石等证据表明, 该区中二叠统主体应为深水海相沉积. 北方造山带内蒙古中、东部地区中二叠世深水海相地层的确定, 进一步证实华北板块与西伯利亚板块的最终拼合至少发生在瓜德鲁普世末之后, 同时根据含放射虫地层的分布和相关生物群的古地理分区推断拼合的位置应位于贺根山蛇绿岩带以南的林西地区.     

西菲律宾海第四纪钙质超微化石及微玻陨石地层学

对西菲律宾海MD06-3047 和MD06-3050 两个柱状样第四纪沉积物进行了钙质超微化石和微玻陨石分析. 经过鉴定统计, 识别出自2.36 Ma 以来的7 个钙质超微化石地层学事件, 分别是Discoaster brouweri 的末现、Calcidiscus macintyrei 的末现、Large Gephyrocapsa的初现、Large Gephyrocapsa 的末现、Pseudoemiliania lacunosa 的末现、Gephyrocapsacaribbeanica 的快速增长、以及Emiliania huxleyi 的初现. 同时, 在MD06-3050 柱状样岩芯1340~1374 cm 层位发现大量微玻陨石. 通过氧同位素年代曲线对比, 得出这些钙质超微化石生物学事件和微玻陨石事件的年龄.     

离石丰义剖面2.50 MaB.P.前后稳定同位素组成的变化及其意义

2.50MaB.P.是地球历史上一个重要的界线,在此前后,全球环境发生了明显的变化.最近我们在离石丰义剖面上,在该界线上下,发现黄土和红粘土中碳酸盐的氧碳同位素组成有明显的变化,这可以做为研究古气候变化的主要标志.1 研究剖面和样品采集研究剖面位于山西省离石县丰义镇.该剖面总厚123m,由第四纪黄土和上新世红粘土组     

峡东震旦系陡山沱组宏体化石的新发现

报道峡东地区震旦系陡山沱组的两个宏体化石新层位. 化石发现在湖北省秭归县三斗坪镇新测制的南华系-震旦系剖面的陡山沱组中. 化石点分别位于陡山沱组下部及中部黑灰色钙质及泥质页岩夹层中, 包括大量Chuaria和Tawuia等宏体化石, 是层位低于“庙河生物群”的宏体化石新层位. 这表明南沱冰期以后宏体多细胞生物的“复苏”和“辐射”是逐步实现的, 最初以Chuaria等简单盘状宏体化石为主, 逐步发展最终达到陡山沱晚期以多门类宏体化石辐射为特征的庙河生物群的水平. 峡东地区震旦系陡山沱组宏体化石的新发现为相关地层的对比提供了新依据.     

中国奥陶纪生物礁的类型和造礁生物群的演替

低纬度的华南、塔里木、华北三大陆表海的大部分区域在奥陶纪长期维持海水覆盖状态,在远岸区形成了大规模碳酸盐岩台地和不同时空背景下的各类生物礁.古生代动物群辐射演化背景下,重要造礁生物门类的起源和在特定海区繁盛的时差是决定礁群落基本生态结构的历史因素,早奥陶世早期的藻礁、早奥陶世晚期至中奥陶世早期的Calathium-硬海绵-藻礁、苔藓虫礁、晚奥陶世早期的珊瑚-层孔虫-藻礁可诠释为幕式群落演替,这或许是古生代演化动物群起源及早期演化并逐渐取代寒武纪演化动物群的几个阶段,特别是后者(珊瑚-层孔虫-藻礁)代表了古生代演化动物群中典型格架礁群落,奠定了之后近100Ma动物格架礁最常见的生态组合方式,呈现出礁群落结构由简单到复杂的宏演化脉络.中国的实例基本吻合于全球奥陶纪生物礁宏演化趋势,特殊之处表现为:(1)湘西张家界特马豆克早期南津关组和塔里木巴楚达瑞威尔期一间房组的Calathium-藻礁分别定位成此类生物礁的先驱和孑遗;(2)中扬子区特马豆克晚期分乡组苔藓虫礁为当时独有的类型;(3)早期的珊瑚-层孔虫-藻礁分布特别局限;(4)奥陶纪末冈瓦纳冰川初期扬子区西缘的藻礁是极端环境造礁的实例.     

广西东罗二叠-三叠系界线Ni-Ir异常与(竹蜓)类的绝灭

自W.Alvarez首次利用铱异常解释白垩-第三纪撞击事件及生物大量绝灭以来,在全球已发现了70处以上的白垩-第三系Ni-Ir异常.而比白垩第三纪生物绝灭更大的二叠-三叠纪之交是否也发生过类似的事件,引起了人们的重视     

甲烷渗漏构造、水合物分解释放与新元古代冰后期盖帽碳酸盐岩

甲烷水合物是地球沉积圈最大的可交换碳储库, 在全球变暖和海平面变化期将大规模分解释放, 对全球气候和环境产生重大影响. 新元古代极端寒冷的冰期之末可能发生了地史上最大的甲烷水合物分解释放事件. Marinoan冰后期(约635 Ma)盖帽碳酸盐岩中广布的甲烷渗漏构造、特殊的同位素标识、低硫酸盐浓度、海相重晶石沉积以及短暂而显著的碳同位素负漂(δ ¹³C≤−5‰)提供了新元古代晚期冰川消融和海进过程中甲烷释放的有力证据. 甲烷释放可能导致了全球变暖, 促进了全球冰川迅速融化; 而甲烷氧化导致的海洋缺氧和大气含氧量波动可能是新元古代末后生动物演化的重要环境驱动因素. 该事件有待进一步研究的问题包括: 甲烷水合物分解释放的诱发因素、甲烷最初释放与海洋缺氧事件发生的时间及其与生物演化之间的关系、反映甲烷氧化的地球化学信号、盖帽碳酸盐岩的区域和全球等时性等. 华南陡山沱组底部的盖帽碳酸盐岩提供了研究这些问题的良好实例.     

恐龙蛋壳化石的痕量元素分布特征

全球性生物绝灭、特别是发生在白垩纪末期的恐龙绝灭事件是地学及至是整个科学界的难解之谜.“超新星爆发”和“星体碰撞”造成恐龙绝灭的假说都引起了科学界的极大关注.80年代中期,中德科学家研究了广东南雄盆地的K/T界线及所采集的恐龙蛋化石,分析了其中的微量元素和稳定同位素认为,“严重的干燥气候和微量元素的污染可能是恐龙绝灭的主要因素”.     

广西东罗二叠-三叠系界线Ni-Ir异常与(竹蜓)类的绝灭

<正>自W.Alvarez首次利用铱异常解释白垩-第三纪撞击事件及生物大量绝灭以来,在全球已发现了70处以上的白垩-第三系Ni-Ir异常.而比白垩第三纪生物绝灭更大的二叠-三叠纪之交是否也发生过类似的事件,引起了人们的重视.     

选择全球界线层型剖面点(GSSP)的一个重要参考标准

几个地层界线全球层型剖面上生物地层与层序地层的关系研究表明,界线层型剖面点选择在层序的初始海泛面（ＦＦＳ）之上第１个广泛分布的化石带底界最为合理,提出层序的初始海泛面应是选择全球界线层型剖面点的一个重要参考标准。由于定义界线的首要标准类群化三氏界不会低于其所在层序的初始海泛面,因此初始海泛面可作为识别和对比年代地层界线的重要标志。     

华南新的寒武纪生物地层序列和年代地层系统

生物地层和年代地层是地球科学中最常用的划分地层的方法和地层对比的标准. 简要回顾了1978年以来我国华南斜坡相寒武纪生物和年代地层的研究. 介绍了1988年以来逐步形成的华南寒武纪生物地层序列和年代地层系统, 并对两者做了新的修订. 修订后的华南生物地层序列包含36个生物带和一个“贫化石带”, 所有生物带的底界都用单个物种(带化石)的首现定义; 修订后的华南年代地层系统由4统10阶组成, 其中包含了在湘西北建立的“芙蓉统”、“排碧阶”和“古丈阶”3个全球年代地层单位, 2个“金钉子”和2个被国际地层委员会寒武系分会接受的、定义全球寒武系阶的底界的“国际纽带点”. 华南的生物和年代地层系统是目前被国内外接受的中国划分标准. 对今后进一步完善这两套地层系统也提出了研究建议.     

中国南方震旦系陡山沱组Sm-Nd同位素年龄测定

越来越多的证据证明,末元古代是地质发展史和生物发展史上一个极其重要的历史阶段,末元古代地层目前正成为国际上地层学研究的“热点”之一.然而,由于晚元古界目前缺乏明确可靠的化石带序列,并且研究人员对末元古代地层的同位素地质年龄数据有较大的分歧和争议,因而当前未元古界研究面临的一个突出问题就是解决全球地层对比和关键界线层位的时序标准.晚震旦世陡山沱期是南沱冰期后第一次生物爆发期,又是我国南方重要的磷、锰和重晶石等矿产形成期,是末前寒武纪的重要时期之一.     

牙形石稀土元素的环境意义:来自湖北宜昌黄花场奥陶系牙形石的证据

利用LA-ICP-MS对系统采自华南奥陶系标准剖面——宜昌黄花场剖面的牙形石进行了高分辨率微区分析.结果表明随着沉积环境水体加深、量能减小,牙形石稀土元素存在(La/Yb)N与(La/Sm)N值减小,而??Ce值变大的趋势.伴随沉积环境由浅水碳酸盐台地-台地边缘向广海陆棚-陆棚盆地演化,牙形石的REE配分曲线由右倾斜型逐步变为平坦型、左倾斜型和帽型.从而不仅证明牙形石稀土元素(REE)的组成特征以及配分模式具有重要的古环境指示意义,而且为牙形石等磷酸盐生物壳体的稀土元素在古环境重建中的应用提供了可靠的依据.