二叠纪-三叠纪之交是地球演化历史上一个重要的变革时期,不仅发生了显生宙最大的生物大灭绝事件,而且陆地和海洋的沉积系统都发生了剧烈的转变。海相沉积物最直观的特点是早三叠世早期浅水相错时相沉积的出现和深水相硅质岩消失而出现泥岩和泥质灰岩为代表的黑色岩系。这些沉积物的转变记录了海洋环境、大地构造等多方面的演化特征。华南地区是全球二叠纪–三叠纪地层发育最好的地区,本论文选择位于华南中扬子北缘同一断面不同古地理背景的三个剖面:浅水台地湖南慈利杨家湾、深水缓坡湖北赤壁、深水盆地江西瑞昌,开展沉积相、碳酸盐微相、沉积速率、碳同位素和草莓状黄铁矿等研究工作,探讨二叠纪–三叠纪之交中扬子北缘不同古地理背景的沉积演化特点以及对当时环境变化的指示。错时相主要是指反映特殊海洋环境的碳酸盐岩沉积,二叠纪末生物大灭绝后是错时相广泛分布的一个时期。在华南,不同类型错时相的出现时序具有明显的规律性。二叠纪末生物大灭绝后在华南浅水台地环境首先出现的是微生物岩,之后依次出现鲕粒灰岩和核形石灰岩,有时夹蠕虫状灰岩。不同类型错时相代表不同的沉积环境,错时相的变化序列很好地记录了二叠纪末生物大灭绝后海洋环境的变迁过程。本论文通过对湖南慈利杨家湾剖面的沉积学研究,认为大灭绝后从微生物岩到鲕粒灰岩的沉积变化与海平面上升和水动力加强有关,而从鲕粒灰岩到核形石灰岩的沉积过程则总体反映了早三叠世初海平面的快速上升。鲕粒灰岩中夹的蠕虫状灰岩则与短时期形成的局限台地环境有关。慈利剖面错时相沉积厚度约为75 m,地层对比认为其产出层位大致相当于浙江煤山界线层型剖面厚约20cm的27–28层,说明大灭绝后浅水台地环境具有比深水环境更高的碳酸盐沉积速率。如此高的碳酸盐沉积速率反映浅水台地环境高的碳酸盐饱和度。浅水台地环境碳酸盐饱和度升高可能与高温引起的强烈蒸发和深部海水上翻有关,而早三叠世初全球海平面的上升则为厚度巨大的错时相碳酸盐沉积提供了容纳空间。华南板块是位于古特提斯洋与泛大洋之间的一个中型地块,其北缘与华北板块之间存在一狭长的属于古特提斯洋一个分支的深水海槽。这里发育了从晚古生代到早三叠世最为完整的海相地层,因此清晰地记录了古、中生代之交的海洋环境及大地构造的演化历史。晚二叠世时,该海槽中沉积了富含菊石和放射虫的深水盆地相硅泥质岩,但缺乏碎屑角砾沉积,反映了十分稳定的大地构造背景。虽然二叠纪末全球性地质事件导致了海洋生物和沉积相的急剧变化,但早三叠世早期主体为碳质页岩和薄层灰岩沉积,基本继承了晚二叠世稳定的构造格局。然而,本论文最新调查发现,在华南板块北缘深水相湖北赤壁和江西瑞昌剖面早三叠世早期薄层灰岩中出现多层厚层状角砾灰岩。角砾灰岩中的许多角砾为来自浅水台地相已固结的鲕粒灰岩,其成因难以用前人认为的风暴来解释。在角砾层附近,还发现同沉积变形现象,表明这些角砾是由地震破坏产生的。由于这些来自浅水相的角砾最终沉积在台地边缘深水环境中,因此它们必然经历了长距离的搬运。考虑到华南板块北缘晚二叠世时为一缓坡,地震产生的角砾难以沿缓坡下滑到盆地中。因此,我们认为当时的地震可能造成了明显的海底陡坡,从而为地震产生的角砾通过重力作用下滑到深水盆地创造了条件。早三叠世同期地震角砾岩还广泛分布在华南板块北缘一线,表明这一地区早三叠世板块构造活化引起的地震具有广泛性。尽管华南与华北板块之间的特提斯洋分支最终在中晚三叠世的印支构造运动中闭合隆升成为当今的秦岭和大别造山带,但板块北缘带状地震角砾岩的集中出现表明印支运动的前兆和古特提斯的畏缩在早三叠世初已经开始。尽管缺少高精度的牙形石地层和沉积类型存在较大差异,但三个剖面通过生物灭绝界线、事件层、沉积相、碳同位素曲线可以进行较好地对比。赤壁剖面和瑞昌剖面都发育角砾灰岩层,但角砾灰岩的层数和灰岩角砾的特征不同。赤壁剖面角砾的特点是含有大量鲕粒灰岩和核形石灰岩角砾,而瑞昌剖面则都是微晶灰岩角砾,这说明了角砾灰岩的沉积过程与古地理背景相关。灰岩角砾从浅水搬运到更深水环境沉积,相对于深水盆地瑞昌剖面,赤壁剖面处于中层水的缓坡位置,离物源更近。赤壁剖面整个早三叠世沉积相的变化,从大冶组一段的泥质岩和泥质灰岩到二段的夹有鲕粒角砾灰岩层的薄层灰岩、三段的夹有多层核形石和鲕粒颗粒灰岩层的薄层灰岩、四段的鲕粒灰岩、嘉陵江组角砾状白云岩和微晶白云岩、再到中三叠世的陆相沉积,反映了深水缓坡不断填充到最后转海为陆,而构造活动在填充过程中起到了重要作用。三个剖面的沉积速率在大灭绝前后都发生了剧烈变化,浅水台地杨家湾剖面沉积速率在灭绝前后提高了13倍;深水缓坡相赤壁剖面提高了43倍。这种现象与全球其他同期剖面总体相似。但导致不同相区沉积速率提高的原因不同,浅水相区主要沉积错时相等碳酸盐岩,高沉积速率与极端温室气候下海洋浅水碳酸钙高饱和度有关,早三叠世早期海平面上升提供了沉积空间;深水相区主要沉积泥质岩和泥质灰岩,沉积速率与陆源风化剥蚀加强有关。碳同位素背景值与古地理相关,台地相区杨家湾剖面的碳同位素背景值较高,盆地相区瑞昌剖面的碳同位素背景值较低,而深水缓坡相区赤壁剖面碳同位素背景值居中。三个剖面的碳同位素趋势都表现出两次负漂移,尽管杨家湾剖面因为灭绝界线附近地层缺失可能使碳同位素曲线并不完整。但三个剖面之间的两次负漂移的时间不同,而且三个剖面的碳同位素值负漂移幅度也存在差异,赤壁剖面碳同位素负偏最大,可能是因为赤壁处于中层水体的缓坡环境,更容易受到OMZ位置变化的影响。三个剖面的氧化还原条件演化不同,结合其它剖面研究结果,扬子北缘深层水体生物灭绝前即出现缺氧,灭绝后反而出现短暂氧化,然后又回到缺氧;中层和浅层水体大灭绝前不缺氧,跨过灭绝界线出现缺氧,其间缺氧程度多次减弱。