论文部分内容阅读
二叠纪-三叠纪之交发生了显生宙最大的生物大灭绝事件,不仅海洋生态环境系统受到了重创,造成了90%的海洋生物物种的灭绝,同时期陆地也发生了一系列严重的地质事件,造成了70%的陆地生物物种灭绝。大量的科学研究表明当时的生态系遭受了各方面复杂而恶劣的环境因子的共同作用,晚二叠世末期的全球变暖事件也被认为是造成该次生物大灭绝的主要原因之一,磷灰石氧同位素、锶同位素及其它陆源风化指标等许多研究证据也证实了二叠纪末期发生的一次升温事件对该次生物灭绝的影响较大。但目前对二叠纪-三叠纪古气候环境和古温度证据主要来自海洋环境,对同时期陆地环境和气候的变化情况知之甚少。二叠纪-三叠纪之交陆相气候环境变化情况仍是目前亟待解决的重要问题之一,也正是本研究所要探讨的核心内容。本研究主要依托我国华北地区典型的近海陆相且具有连续的二叠系-三叠系沉积记录的陕西石川河剖面和河南义马岩芯剖面,利用可以指示风化条件和气候变化的一系列地球化学风化指标,主要包括CIA、CIW、PIA、WIP、log(Al/Ca)等,恢复了陆相二叠系-三叠系风化变化过程。并从物质来源、岩石钾化作用、后期成岩等几个方面对结果进行了可行性分析。此外,结合化学风化指标及其与古温度之间的函数关系,利用本文获取的华北陆相二叠纪-三叠纪之交地球化学风化指标结果恢复了二叠纪-三叠纪之交陆相气候环境的变化情况。为陆相地层剖面的研究打下基础,同时为二叠纪-三叠纪之交海陆相环境事件对比补充了基础研究。结果显示在石川河剖面晚二叠世植物灭绝线(EPPE)之下CIA由70.5迅速增至75.3,并在EPPE之上至孙家沟组的顶部一直稳定在较高值域范围内;在义马剖面,EPPE之下CIA由62.6迅速增至78.7,同样在EPPE之上至孙家沟组的顶部一直稳定在较高值域范围内,证明晚二叠世末期发生一次快速的风化加剧事件并一直持续到早三叠世。该结论与前人针对海相地层的研究揭示的风化趋势较为一致。此外,本文利用Yang et al.(2014)提出的CIA-温度之间的函数关系首次建立了陆相二叠纪-三叠纪之交的温度变化曲线,结果显示石川河剖面EPPE之下陆地温度快速上升了8.2℃,由14.9℃增至23.1℃,在EPPE之上温度相对稳定并保持在相对较高的值;义马剖面EPPE之下陆地温度快速上升了9.1℃,由9.3℃增至18.4℃,在EPPE之上温度相对稳定并保持在相对较高的值。该研究结果与海相地层记录的结果较为一致,进一步证实了升温事件是导致二叠纪-三叠纪之交陆相和海相生物灭绝的一个主要原因。