【摘要】：在二疊紀-三疊紀之交發(fā)生了地球生物史上最嚴重的一次生物大滅絕事件,大約有75%的陸生生物和95%海洋生物種類滅絕。因此作為當今國際地質(zhì)學(xué)研究的熱點和前沿方向,深入地研究二疊紀末期生物與環(huán)境的協(xié)同演化、生物大滅絕形成的機制以及影響早三疊世生物大復(fù)蘇的主要原因,對理解當今整個地球生物系統(tǒng)都具有極其重要的指導(dǎo)意義。牙形石因其快速的演化和廣泛的分布,在二疊紀-三疊紀之交重大轉(zhuǎn)折期生物與環(huán)境的協(xié)同演化研究中起著至關(guān)重要的作用。華南揚子臺地從晚二疊世到早三疊世具有眾多完整的海相層序,牙形石生物地層得到了廣泛的研究。然而,近幾十年來,華南雖說已有大量有關(guān)二疊-三疊紀之交牙形石生物地層的報道,但這些研究主要都集中在揚子地區(qū)淺水碳酸鹽巖臺地相剖面,以深水成因硅質(zhì)巖為主的盆地相剖面研究相對較少,這主要是因為深水盆地相相硅質(zhì)巖中相對難以建立較為系統(tǒng)的牙形石生物地層。但深水相剖面往往在二疊紀-三疊紀之交記錄了更全面的信息,因此加強深水盆地相剖面牙形石及其它門類生物地層研究顯得尤為重要。鄂西地區(qū)晚二疊世時期為中揚子地區(qū)東北部邊緣的臺內(nèi)裂陷盆地,廣泛發(fā)育以硅質(zhì)巖為主的深水沉積的大隆組地層,是研究二疊紀-三疊紀之交深水相生物與環(huán)境的協(xié)同演化的理想場所。本文通過系統(tǒng)研究二疊紀-三疊紀之交鄂西地區(qū)湖北宜昌五峰竹橋剖面、重慶奉節(jié)十里溝剖面和湖北建始奇羊壩剖面深水盆地相上二疊統(tǒng)大隆組及二疊-三疊系界線牙形石生物地層以及竹橋剖面和十里溝剖面無機碳同位素地球化學(xué)特征,取得以下主要結(jié)論:(1)根據(jù)竹橋剖面、十里溝剖面和奇羊壩剖面的主要巖性和沉積特征,認為研究區(qū)大隆組下部硅質(zhì)巖段,為缺氧的深水盆地沉積環(huán)境;大隆組上部灰?guī)r段,為盆地邊緣相;大冶組灰?guī)r段為碳酸鹽臺地斜坡相。(2)從竹橋剖面識別出3屬10種牙形石P_1分子,包括Clarkina orientalis、C.guangyuanensis、C.transcaucasica、C.liangshanensis、C.wangi、C.meishanensis、C.orchardi、Hindeodus parvus、H.pisai、Isarcicella isarcica。在該剖面共建立5個牙形石帶,自下而上分別為:C.orientalis帶、C.wangi帶、C.meishanensis帶、H.parvus帶和I.isarcica帶;(3)從十里溝剖面識別出3屬7種牙形石P_1分子,包括C.orientalis、C.wangi、C.subcarinata、C.changxingensis、C.yini、C.deflecta、H.aff.parvus。在該剖面共建立5個牙形石帶,自下而上分別為:C.orientalis帶、C.wangi帶、C.subcarinata帶、C.changxingensis帶和C.yini帶。(4)在奇羊壩剖面識別出1屬4種牙形石P_1分子,包括C.wangi、C.subcarinata、C.changxingensis和C.yini。在該剖面共建立3個牙形石帶,自下而上分別為:C.wangi帶、C.subcarinata帶和C.yini帶。(5)基于竹橋剖面牙形石生物地層,我們把竹橋剖面吳家坪階-長興階界線放在25a層10.85m處,把十里溝剖面吳家坪階-長興階界線放在第6層底部7.24m處。同時,將竹橋剖面二疊系-三疊系界線定義在27層底部11.74m處,將十里溝剖面二疊系三疊系界線限定在17層底部35.39m處。(6)依據(jù)竹橋剖面大隆組建立的C.orientalis帶、C.wangi帶和C.meishanensis帶,十里溝剖面大隆組建立的C.orientalis帶、C.wangi帶、C.subcarinata帶、C.yini帶和奇羊壩剖面大隆組建立的C.wangi帶、C.subcarinata帶和C.yini帶,我們認為鄂西地區(qū)大隆組的時代為晚二疊世吳家坪晚期到長興期。(7)竹橋剖面大隆組25a層C.wangi帶,25b-26層為C.meishanensis,相對于浙江煤山剖面和華南其它剖面缺失了C.subcarinata、C.changxingensis和C.yini這3個牙形石帶。這可能是由于竹橋剖面大隆組以硅質(zhì)巖為主,較難獲得牙形石。也可能是因為在24和25a層之間存在沉積間斷。(8)竹橋剖面和十里溝剖面無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))在吳家坪階-長興階界線和二疊系-三疊系界線附近都存在一次負偏。竹橋剖面吳家坪階-長興階界線無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))的負偏發(fā)生在C.orientalis帶內(nèi),平均值為-1.08‰,緊接著在界線處存在短暫的正峰值期(+0.51‰-+0.84‰)。在十里溝剖面,吳家坪階-長興階界線無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))的負偏發(fā)生在C.orientalis帶和C.wangi帶內(nèi),然后從C.subcarinata帶快速恢復(fù)到穩(wěn)定期,并一直延伸到C.yini帶底界,平均值為0.64‰。二疊系-三疊系界線附近無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))的負偏在竹橋剖面從C.meishanensis帶延伸到了I.isarcica帶。在十里溝剖面,二疊系-三疊系界線附近無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))值從C.yini底界開始逐步降低,在C.yini帶頂部有一次約為3.62‰快速的負偏移,緊接著在早三疊世處于穩(wěn)定的負值期,平均值為-0.80‰。研究區(qū)無機碳同位素的負偏是生物與環(huán)境共同作用的結(jié)果。(9)通過本文的研究,對鄂西地區(qū)以硅質(zhì)巖為主的大隆組及二疊-三疊系界線牙形石生物地層和無機碳同位素(δ~(13)C_(carb))變化特征有了系統(tǒng)的認識,可以與華南浙江煤山、四川上寺等經(jīng)典剖面進行很好的對比。為研究鄂西地區(qū)大隆組的時空分布、鄂西盆地的演化和吳家坪階-長興階及二疊系-三疊系界線提供了有力的牙形石生物地層證據(jù),為研究二疊紀末期生物大滅絕進程提供了新的無機碳同位素證據(jù)。進而為二疊-三疊紀重大轉(zhuǎn)折期深水相生物與環(huán)境的協(xié)同演化提供了新的材料。
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q915
【圖文】：

圖 1-1 華南晚二疊世古地理分區(qū)圖（據(jù)馮增昭，1997 和 Yin et al.,2014 修改）。MS=浙江煤山剖面；PDS=安徽平頂山剖面；NS=安徽牛山剖面；HZS=浙江黃芝山剖面；HS=湖北黃石剖面；DXK=湖北大峽口剖面；JS=湖北建始剖面；GX=湖北甘溪剖面；JZS=湖北毽子山剖面；SS=四川上寺剖面；CT=四川朝天剖面；DJG=重慶戴家溝剖面；LFY=重慶涼風(fēng)埡剖面；GH=湖南高化剖面；YG=江西沿溝剖面；GM=貴州改毛剖面；XM=貴州新民剖面；BYN=貴州邊陽北剖面；DJ=貴州打講剖面; DW=貴州大文剖；WZ=廣西五轉(zhuǎn)剖面；PJ=廣西坡掘剖面; DL=廣西達拉剖面；DP=廣西東攀剖面，所涉及剖面參考文獻在文中都有標注。同時牙形石生物地層同時還為研究二疊紀-三疊紀之交生物大滅絕的滅絕形式和時機提供了精準的地層對比，目前關(guān)于這次大滅絕的滅絕形式主要有單幕式，其滅絕層位對應(yīng)浙江煤山剖面 25 層 C. meishanensis 帶(Rampino and C. Adler, 1998;Jinetal.,2000)；雙幕式，認為大量生物種類的滅絕主要對應(yīng)浙江煤山剖面 25 層 C.meishanensis 帶和 28 層 I. staeschei 帶兩個層位(Xie et al., 2007; Song et al., 2013;Shenetal.,2016)；多幕式，認為二疊紀末期生物大滅絕是一個復(fù)雜的過程，包括滅絕開始期、主滅絕期和滅絕結(jié)束期，分別對應(yīng)煤山剖面 24e 層 C. yini 帶頂部，25-26 層 C. meishanensis 帶到 H. changxingensis 帶和 28 層 I. staeschei 帶(Yin et al.,2007); 主幕式，認為生物大滅絕是一個短暫和持續(xù)的過程，從浙江煤山剖面 24e 層

第二章 研究區(qū)概況和剖面介紹2.1 交通概況竹橋剖面位于湖北省宜昌市五峰縣五峰鎮(zhèn)竹橋村北部 2 公里處竹橋水電站旁邊，十里溝剖面位于重慶市奉節(jié)縣興隆鎮(zhèn)環(huán)山旅游公路邊，屬重慶市和湖北省交界地帶，奇羊壩剖面位于湖北省建始縣奇羊壩村北部 1 公里處國道 G209 旁�？傮w都屬于屬鄂西地區(qū)，研究區(qū)東部毗鄰宜都市和松滋市，西部抵利川縣，南部與湖南省石門縣接壤，北部與重慶巫溪和湖北省恩施巴東縣連接。研究區(qū)內(nèi)貫穿國道 G318、國道 G209，省道 S325 和 S201 等，水系發(fā)育，長江和清江貫穿全域、宜昌火車站、三峽機場等環(huán)繞其四周，總體交通較為便利(圖 2-1）。

2010)。表 2-1 為鄂西地區(qū)二疊紀-三疊紀之交地層劃分表，各組地層巖性簡述如下：圖2-2 鄂西地區(qū)二疊紀地層分布圖★十里溝面位置，●奇羊壩剖面位置▲竹橋剖面位置（據(jù)湖北1:5萬火燒坪等4幅區(qū)調(diào)報告修改）二疊系（P）梁山組（P2l）：本組以灰白、灰黑色中厚層石英巖狀砂巖夾灰色中厚層石英粉砂巖、泥巖，常見灰黑色煤層。棲霞組（P2q）：巖性為深灰色厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)條帶瘤狀灰?guī)r及灰黑色中薄層泥晶灰?guī)r與灰色中-薄層鈣質(zhì)泥巖組成的不等厚韻律層�；�?guī)r中發(fā)育硅質(zhì)條帶與硅質(zhì)結(jié)核。茅口組（P2m）：主要以中厚層生物碎屑灰?guī)r為主，下部為瘤狀灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥巖。12

【參考文獻】

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