豫西早中三叠世陆相微生物成因构造与遗迹化石的耦合变化

As the greatest biotic catastrophe in the Phanerozoic, the Permian-Triassic mass extinction changed Earth's ecosystems fundamentally. In the aftermath of this crisis, the microbe-dominated ecosystems became prominent and widespread in the Early Triassic. Some unusual biosedimentary structures became a useful sedimentary indication of ecosystem devastation. Abundant microbially induced sedimentary structures and ichnofossils from Lower-Middle Triassic occur in Western Henan Province, and this provide a new material for improving and supplementing the relationship between the biotic recovery and palaeoenvironmental background in the Early-Middle Triassic. Based on the reaction of biological system and environmental factor and study on microbially induced sedimentary structures and ichnofossils from Early-Middle Triassic strata, Western Henan Province, combined with ichnology sedimentology and geobiology methods, this project has three goals: to analysis evolutionary regularity in sections and coupling variation of microbially induced sedimentary structures and ichnofossils; to find out the relationship of microbes and metazoan and its correlation with the environmental conditions in Early-middle Triassic; to supply evidence tempo and mechanisms of terrestrial ecosystem recovery after the Permian-Triassic crisis, and the coevolution between earth's environment and microbes and metazoan.

二叠纪末生物大灭绝是显生宙最大的灭绝事件和重大转折期，造就了早中三叠世特殊的生态类群结构、生态格局以及微生物群落的繁盛，使得这一时期的微生物相关的特殊沉积构造以及与后生生物之间相互作用成为关注的焦点和研究前沿。豫西地区下中三叠统发育有丰富的陆相微生物成因构造和遗迹化石，记录了原位的生态特征及古环境信息，为研究早中三叠世陆相生物复苏和古环境制约提供了良好的素材。本项目拟以豫西地区陆相下中三叠统为研究层位，以微生物成因构造和遗迹化石为研究对象，从生物与环境相互作用的角度，将古遗迹学、沉积学与地球微生物学相结合，分析早中三叠世的微生物成因构造与后生动物扰动构造在剖面上的演变规律以及二者之间的耦合变化关系，查明早中三叠世微生物成因构造与遗迹化石及其与环境条件的相互制约关系，为探索早中三叠世陆地生态系统生物复苏方式和机制，以及微生物、后生底栖动物与环境的协同演化提供依据。

项目以豫西地区5剖面的陆相下中三叠统为研究层位，以微生物成因构造和遗迹化石为研究对象，从生物与环境相互作用的角度，将古遗迹学、沉积学、地球化学与地球微生物学相结合，分析了早中三叠世的微生物成因构造与遗迹化石在剖面上的演变规律以及二者之间的耦合变化关系。. 在研究区下三叠统共识别出3大类、25小类微生物成因构造，认为其在豫西地区的发育受二叠纪末灾变事件、巨型季风、适宜的沉积环境和物源的供应等4个因素的影响，4个微观特征表明研究区微生物成因构造是远古时期的微生物群落参与形成的；研究区微生物成因构造、紫红色岩层、多层砾岩和钙质结核等一套以微生物相关成因构造为基础的沉积组合代表了二叠纪末大灭绝后一种典型的陆相灾后生态系统，又被称为陆相微生物生态系，它具有以微生物为主、化石稀少单调、气候炎热和土壤系统严重退化等特征。. 在研究区下三叠统鉴定出6属13种遗迹化石，认为研究区3个剖面的遗迹化石的发育特征和变化规律受二叠纪末生物大灭绝、极端的气候、沉积物的供应和沉积环境的控制，而沉积环境为最主要的控制因素。在研究区中三叠统二马营组鉴定出7属9种遗迹化石，涵盖居住迹、进食迹和爬行迹3种遗迹类型和5种形态结构设计类型，认为低-中等的遗迹多样性和较高的遗迹化石丰度为中三叠统陆相遗迹化石的一般特征，二叠纪末生物大灭绝后华北地区无脊椎动物的复苏可能已于中三叠世安尼期实现。豫西地区三叠系共发育遗迹化石12属，刘家沟组中、上部6属，和尚沟组9属，二马营组8属，油房庄组8属，椿树腰组4属，谭庄组8属；遗迹属数量呈现增加—降低—再增加的演变趋势，遗迹化石演化受多种因素影响，具有阶段性特征。. 根据济源动物群化石层位、孙家沟组中段微生物成因构造和钙质古土壤的发育、气候突变以及碳同位素负漂等证据，推测豫西地区二叠纪末灭绝事件可能发生在孙家沟组沉积期早期，其二叠系——三叠系界线可能在孙家沟组下部。