华南三叠纪复苏期的古海洋化学及其对生物复苏的启示

通过对中国南方不同区域古地理背景条件下早―中三叠世地质记录中特定的古海洋化学环境标志的系统研究，分析二叠纪末大灭绝后三叠纪复苏期的"异常"海洋环境性质（海水分层滞流、缺氧及硫化程度等），重建早三叠世―中三叠世早期古海洋化学环境的演变历程，运用地球生物学关于生物与环境协同演化的原理，探索三叠纪初的生物复苏―辐射过程及其与海洋环境演变之间的因果联系，并从环境演变的角度界定生物从复苏到辐射的时间及初期辐射时生物群和生态系统的表现形式，同时也为全面揭示二叠纪末大灭绝和三叠纪初生物迟缓复苏的环境因素提供直接证据。

二叠纪-三叠纪之交的大灭绝是显生宙以来最大的生物灭绝事件，同时大灭绝之后的生物复苏也是历时最长的一次生物复苏过程，经历了整个早三叠世。目前，关于生物大灭绝和生物迟缓复苏的原因仍未得到解决，该时期的古海洋环境演化过程存在许多谜团。本项目系统地对华南扬子地区和南盘江地区不同古地理位置的二叠系-三叠系界线剖面和早-中三叠世地层开展了碳-氧-硫-锶同位素、牙形石微区微量元素、全岩常微量元素等综合地球化学分析和草莓状黄铁矿、鲕粒形貌等岩相学分析工作，全面恢复了二叠纪末至中三叠世初海洋环境的演变历程，发现海洋缺氧在二叠纪-三叠纪之交，早三叠世Griesbachian时期、Dienerian-Smithian之交、Smithian-Spathian之交以及Spathian晚期广泛发育，同时发现在二叠纪-三叠纪之交和Smithian-Spathian之交还出现了海洋硫化事件，并且对海洋缺氧事件的原因和机理进行了探讨。根据碳-硫-锶同位素的演化特征，对早-中三叠世海洋碳-硫循环和陆源风化作用的具体演变过程进行了综合探讨。与此同时，本项目还合作开展了同时期生物灭绝和复苏型式的相关研究工作，论证了二叠纪-三叠纪之交海洋生物的两幕式灭绝型式，进一步阐明了有孔虫、双壳类等门类的灭绝和复苏过程。结合生物事件和环境演化的相互关系，提出“避难带”假说，从而揭示了海水高温和海洋缺氧对二叠纪-三叠纪过渡期生物大灭绝和迟缓复苏的控制机理。本项目目前共发表标注论文24篇，其中SCI收录论文17篇，包括1篇Nature Geoscience, 2篇EPSL, 1篇GCA，获授权专利3个。