地球上最早的生命始于38亿年前,后生动物的出现也有了6亿年的历史,在生物演化的历史长河中,穿插了近30次大规模的生物灭绝,其中公认的规模巨大、影响遍及全球的大灭绝有五次。在五大灭绝事件中,以6500万年导致恐龙灭绝的K/T事件得到的研究最多,然而规模最大,对生物演化史影响最深刻的却是发生在2.5亿年前二叠纪末的P/Tr事件,这次事件导致海洋无脊椎动物科级灭绝率达49%,种级灭绝率高达80-90%,灭绝之后的生物复苏延缓了5-6百万年,甚至是一千万年。这次大灭绝使海洋生物的多样性降低一半,占领海洋近3亿年的主要生物从此消失、衰败,让位于发展至现代的新生物门类,生态系统也彻底更新。所以,这一大灭绝事件成为地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。二叠纪末的大灭绝不仅重创了古生代生态系,也使得沉积体系发生剧变。生态系表现为以分异度极低的广适性分子和机会分子为主导；沉积体系则以出现台地“缺礁”、盆地‘缺硅”、陆上“缺煤”及浅海“错时相”沉积广泛再现为特色。类型丰富的特殊沉积及相关沉积构造广泛出现是早三叠世沉积的显著特征,“错时相”沉积是指一类在寒武纪或更早的前寒武纪海洋环境中广泛存在,但奥陶纪之后退缩到少量缺乏后生动物的高压力环境中的特殊沉积类型及相关构造,如扁平砾石砾岩、蠕虫状灰岩、潮下皱纹构造、微生物岩、海底碳酸盐岩胶结扇和条带状灰岩等。这些沉积构造在寒武纪之后的正常浅海环境中出现被认为“在时间和空间上发生了错位”,故称为“错时相”沉积。微生物岩被认为是一些以蓝绿藻为主导的底栖微生物群落,在缺乏后生动物的捕食和扰动条件下的生物-沉积建造。皱纹构造、扁平砾石砾岩、薄层泥晶灰岩及条带灰岩被看着是经历了二叠纪末生物大灭绝之后,早三叠世海底胶结作用广泛、生物扰动减少、垂向扰动能力低下这些特异环境条件下,原始沉积成层特点得以保存的产物。海底碳酸盐胶结岩扇常形成于缺氧、高碱度、碳酸钙过饱和的海洋环境。近年来,随着不同类型的“错时相”沉积及相关构造在全球下三叠统中的发现与热点研究,地质学家们逐渐意识到“错时相”沉积的起源与古生代-中生代地质转折期的特殊海洋环境状况和生态系结构与功能相关,“错时相”沉积在正常浅海背景中的时错性再现可作为导致生物迟缓复苏的异常环境的直接标志。空间上,早三叠世‘错时相”沉积集中分布在特提斯和古大洋边缘两个区域；时间上,“错时相”沉积紧接二叠纪末灭绝事件后产生,在整个早三叠世频繁出现,一直延续至中三叠世才告结束。值得注意的是“错时相”沉积在早三叠世表现出四个泛滥时期,即二叠纪-三叠纪界线附近、格里斯巴赫末期、史密斯早中期及早三叠世末,这四个集中分布时期与碳同位素的偏移存在良好的对应关系。以微生物岩、蠕虫状灰岩、扁平砾石砾岩为典型代表的“错时相”沉积在华南不同地区的下三叠统中得以记录,它们分布于下三叠统众多层位中,而且几乎囊括了全球已报道的所有“错时相”沉积类型,这为我们研究华南早三叠世的环境状况及异常环境与生物复苏的关系提供了契机。三峡地区的微生物岩主要产于二叠-三叠系界线附近和大冶组四段,主要类型为叠层石、微生物礁和核形石,野外表现为点状、树枝状或层状。微生物岩被认为是一些以蓝绿藻为主导的底栖微生物群落,在缺乏后生动物的捕食和扰动条件下的生物-沉积建造。最新研究表明正是二叠末大灭绝造成的生态危机使得微生物群落在生态竞争中占据了主导,导致微生物岩在二叠纪-三叠纪之交和早三叠世正常浅海环境中泛滥。三峡地区的扁平砾石砾岩产于大冶组和嘉陵江组中,由板片状的泥晶灰岩碎屑和灰泥基质组成。通常情况下,野外露头上砾石长短轴的比值大于3：1,单个砾石呈棱角、次棱角状,总体呈叠瓦状、串珠状、放射状和不规则状分布,砾岩层与上下地层界面截然。被认为是处于早期成岩阶段尚未固结的薄层灰泥,被风暴或重力流作用撕裂,而以微晶灰岩砾屑的形式重新沉积成岩。蠕虫状灰岩的形成得益于高碱度海洋环境中广泛的同沉积海底胶结和弱的生物扰动,快速成岩和垂向扰动能力的低下有利于原始沉积成层特点的保存。蠕虫状灰岩是三峡地区最典型、最发育的“错时相”沉积类型之一,但国内外对其研究相对较少。本文以湖北三峡地区为例,综合岩石地层、层序地层、碳同位素、化学地层和牙形石生物地层的分析方法和手段,对其类型、时空分布、成因机制、盛衰变化、物质成分及与生物复苏的关系进行详细研究。蠕虫状灰岩在三峡地区不同剖面上的首现层位基本等时,相当于牙形石Neospathodus waageni带中下部,即Smithian早中期,对应于岩石地层大冶组二段、三段之交的层位。蠕虫状灰岩自Smithian早中期出现以后,频繁分布于下三叠统不同层位中,直至中三叠世初才完全退出地质历史记录。蠕虫状灰岩野外露头上的表现特征复杂多样,大致可分为层状或似层状、粒状、短柱状和椭球状四种类型,且四种类型在垂向序列上的分布具有明显规律：首现类型为层状、似层状或粒径较小的不规则粒状,短柱状类型直至Spathian中期(对应于岩石地层大冶组三段中上部)才出现,经历一段多种类型共存之后,最终短柱状类型成为主导。蠕虫状灰岩在早三叠世的出现、繁盛、类型变化、消失与生物复苏期的开始、复苏、结束(辐射)间存在明显的对应关系,也就是说蠕虫状灰岩的兴衰可作为识别生物复苏阶段的大体标志。、对蠕虫状灰岩成因机制的探讨由来已久,先后提出了凝聚说、机械成因说、生物扰动说等,不过前人的研究主要集中于其形成的动力机制,而忽视了其与古生代生态系向中生代生态系转变这一特殊地质背景间的紧密联系。通过近年来的详细研究,笔者更赞同蠕虫状灰岩为多成因的,是对古生代-中生代地质转折期的特殊海洋环境状况和以“蠕形动物””等机会生物为主导的特异底栖生态系面貌的体现。如短柱状类型可能是后生动物扰动的,是一种特殊的生物遗迹；斑点状类型可能是微生物或胶体凝聚的产物；层状或似层状可能为成岩分异或压实作用的结果。三峡地区的蠕虫状灰岩往往与泥晶灰岩不等厚互层产出,为了解两者的差异,笔者选择P/T界线至蠕虫状灰岩首现层位,分别对泥晶灰岩、蠕虫状灰岩的“蠕体”与“基质”进行了主量元素、微量元素、稀土元素、碳同位素及生物标志物的分析。结果表明：泥晶灰岩形成时陆源污染、火山活动等突发性灾难事件相对强烈,而蠕虫状灰岩形成时的海洋环境相对较好,不过与正常的海洋物理化学状况之间依然差距甚远。早三叠世这种恶化而不稳定的环境可能是导致生物迟缓复苏的原因之一。更为重要的是,同期沉积的“蠕体”与之间也存在明显差异,“基质”与泥晶灰岩的各项指征相近,代表了一种不利复苏的环境条件,这可能与生物对环境的改造有关。也就是说在生物复苏的过程中,环境修复极为重要,生物对环境的改造也不可忽视,生物与环境的协同演化才构造成了地质演化历史的主旋律。薄层泥晶灰岩是三峡地区下三叠统中(主要是大冶组)另一种具代表性的“错时相”沉积类型,这种薄层泥晶灰岩与通常意义的薄层泥晶灰岩不同之处在于：泥晶灰岩内部缺乏垂向生物扰动且很少存在生物化石,而层面上保存不同数量的水平遗迹。薄层泥晶灰岩的形成机制与前面提到的扁平砾石的成因基本一致,体现了一种缺乏具钙质骨骼或钙质壳的动物,而软体动物或蠕形动物发育,造迹生物垂向扰动能力低下和缺乏捕食者的生态系面貌。遗迹化石作为原地保存的生物-沉积构造,客观反映了生物生态习性和沉积环境,在缺乏钙质壳或钙质骨骼化石的下三叠统,遗迹化石成为重要的生命记录,为我们研究复苏期海洋底栖生态系状况和环境条件提供了宝贵的线索。而且,生物遗迹与“错时相”沉积,特别是蠕虫状灰岩、具水平遗迹的薄层泥晶灰岩之间存在千丝万缕的联系,所以遗迹化石的研究也是本文的重点之一。通过对三峡地区下三叠统遗迹化石的野外逐层观察和标本采集,共计鉴定出遗迹化石16属,包括Arenicolites,Chondrites,Circulichnus,Cochlichnus,Didymaulichnus,Gordia,Megagrapton, Mannillichnus,Planolites,Palaeophycus,Phycodes,Thalassinoides等。Didymaulichnus, Palaeophycus,Planolites占绝对优势,次为Chondrites,Phycodes等,其它属种占较少比例,类型单调、式样简单,以低复杂度为主导,属Cruziana遗迹相。三峡地区早三叠世的遗迹化石从始现到繁盛总体上呈现出：潜穴管直径逐渐增大；潜穴深度增加；形态结构逐渐复杂；分异度逐渐增大。揭示了造迹生物有机体的逐渐变大、生活和活动空间由单向线性向三维空间拓展、觅食效率不断提高、生态类型逐渐复杂化的演化历程。同时也反映了海洋底层环境逐渐向有利于后生动物生存的方向变化。综合全球“错时相”的已有资料,并以三峡地区为研究实例,重点对蠕虫状灰岩和薄层泥晶灰岩进行解剖,结果表明：这种特殊沉积构造紧接生物大灭绝出现,并随中生代海洋生态系的重建而退出正常浅海环境,这种耦合关系正是沉积体系对古生代-中生代地质转折时期特殊生态系和恶劣环境的自然响应,也就是“错时相”沉积、特殊环境、生态系转变之间存在必然联系。系列的环境异常事件导致了生物的灭绝和生态系、沉积体系的转变,恶化环境在早三叠世的频繁波动导致了丰富的特殊沉积持续出现和二叠纪末大灭绝后生物的迟滞复苏。特殊沉积在中三叠世初的消失可作为生态环境逐步得到改善和中生代生态系重建基本完成的标志。总之,“错时相”融合了沉积学、古生态学、古生物学、沉积地球化学、地层学及微生物学等多个学科方面的信息,为我们探索生物灭绝与复苏提供了多角度的有益启示,对其研究刚刚起步,前景广阔。