西伯利亚火山灰在华南地区的沉积记录

Permo-Triassic Boundary (PTB) mass extinction has been widely considered to be related with the Siberian Traps, which is based on radioactive dating of both volcanic ashes at Meishan section, South China and the Siberian Traps. This program will constrain the relative timing between PTB mass extinction and the Siberian Traps by tracing sedimentary records of mafic ashes from the Siberian Traps in South China in geochemical methods. It carries out mineralogical, geochemical, isotopic and PEGs investigation of PTB volcanic ashes and carbonates in several typical sections in South China, studies spatial distribution of immobile elements and isotopes, find sedimentary layers of the Siberian volcanic ashes in South China, aim to constrain the relative timing between the PTB mass extinction and the Siberian traps . This program not only is different from previous studies in view, method and potential result, but also provide new key evidence for discussion on the PTB mass extinction.

二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝事件被广泛认为与西伯利亚大火成岩省关系密切，这一认识主要基于对浙江煤山剖面火山灰和西伯利亚大火成岩省的同位素定年（绝对年龄）的一致性。本项目拟通过地球化学示踪手段确定西伯利亚火山灰在华南地区的沉积记录以限定其与生物大灭绝事件的相对时间关系。项目通过对华南地区的若干典型剖面上二叠纪-三叠纪之交的粘土岩和碳酸盐岩的矿物学、主微量元素、同位素以及铂族元素进行系统分析，研究这些岩石中不活性元素和同位素的空间分布规律，确定西伯利亚火山灰在华南地区PTB剖面上的沉积记录的层位，从相对时间关系（相对年龄）方面证实或者证伪西伯利亚火山灰晚于二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝事件的主灭绝线,以弥补同位素定年存在精度的制约.本课题另辟蹊径，在思路、方法和结论等与前人不同，可能为探讨二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝这一国际地学前沿问题提供新的关键证据.

西伯利亚大火成岩省被广泛认为是二叠纪-三叠纪之交（简称PTB）全球生物灭绝事件的触发因素，这一认识主要基于对浙江煤山PTB剖面火山灰和西伯利亚大火成岩省的同位素定年（绝对年龄）一致性。然而这种绝对时间上的对比是间接的，加上西伯利亚大火成岩省的基性火山岩中缺乏锆石和同位素定年精度的限制，这一科学问题还需要不同研究方法（相对时间）进行佐证。本项目通过地球化学示踪手段确定西伯利亚火山灰在华南地区的沉积记录以限定其与生物大灭绝事件的相对时间关系。项目对华南地区的7个剖面上二叠纪-三叠纪之交的粘土岩和碳酸盐岩的矿物学、主微量元素、同位素以及铂族元素进行了系统分析，结果显示华南地区PTB粘土岩主要由火山灰组成。根据地球化学特征这些粘土岩可以划分为界线粘土岩和非界线粘土岩两大类，其中界线粘土岩发育于PTB附近。非界线粘土岩为酸性火山灰，其Al2O3/TiO2 比率为50-60，Eu为0.2-0.4， Th/Sc变化值为3-3， PGE元素含量低。而界线粘土岩Al2O3/TiO2 比率为25左右；Eu为 0.6-0.7；亲铁元素（V，Cr，Co）在界线粘土岩中高度富集. Th/Sc 的比值在1.2左右。PGE元素含量高，且配分模型与西伯利亚玄武岩基本一致，元素模拟结果指出基性组分与酸性组分的比值为7：3。这些特征表明界线粘土岩为酸性火山灰与基性物质混合的特点。由于火山灰具有极高的沉积速率，界线粘土岩的基性组分可能是西伯利亚火山灰在华南地区PTB剖面上的沉积记录的层位，这从相对时间关系（相对年龄）方面证实或者证伪西伯利亚火山灰晚于二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝事件的主灭绝线,为探讨二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝这一国际地学前沿问题提供新的证据.