成果快讯 | 华北二叠纪-三叠纪过渡期古环境研究成果丰

2023.02.12 中国矿业报   

　　 《中国地质调查成果快讯》近日公布了“华北二叠纪-三叠纪过渡期古环境研究”项目取得的主要成果。

　　该项目归属于“东部山系北段盆山系统基础地质调查”项目，由中国地质调查局地质研究所承担，工作周期为2019-2021年。项目主要针对华北P-T过渡期的陆相环境地层系统、古生物和环境演化开展研究，总结地球表生环境与生命演化规律。通过研究陆相二叠纪-三叠纪过渡期沉积环境演变与生态系统的急剧崩溃和恢复之间的关系，为当时华北P-T过渡期的陆地古环境、古气候及古地理演化提供重要线索。

　　限定华北陆相PTB在孙家沟组顶部。古生物学和地球化学证据共同证实，华北陆相PTB生物大灭绝事件发生在孙家沟组顶部，以四足类爬行动物锯齿龙类（石千峰龙）的最后一次出现及生物扰动构造等同步消失为标志。同时，从孙家沟组和刘家沟组获得的最年轻锆石年龄结果，也为限定PTB提供了可靠的年代学证据，与古生物数据一致，共同限定孙家沟组地层时代为晚二叠世、刘家沟组为早三叠世早期。

　　华北陆相P-T过渡时期出现河流类型突变。研究显示，二叠纪末孙家沟组以大套浅灰色绿色含砾粗砂岩和暗红色泥岩近等厚“二元结构”韵律为特征。根据沉积学指相标志说明，孙家沟组应为曲流河沉积相，并可进一步识别出河道、砂坝与泛滥平原等沉积亚相。早三叠世早期刘家沟组则以发育大量冲刷面、指示向东南方向古水流的中大型交错层理构造砂岩为特征，构成向上变细的沉积序列，顶部为较薄层红色粉砂岩或泥岩，“二元结构”不发育。刘家沟组沉积特征与下伏的孙家沟组明显不同的特征是，中厚层砂岩中板状或楔状交错层理构造十分发育，应属于宽浅河道中的横向砂坝。根据特征表明，刘家沟组主体为辫状河沉积相。此外，刘家沟组辫状河河流沉积单元常发育上覆飘浮性界面、针条纹层、颗粒飘落/空降层和颗粒流/垮塌层等风成沉积构造，偶见可能形成于低浮起的风沙或沙丘侧面的风成波痕沉积构造。研究表明，早三叠世早期刘家沟组沉积于砂质辫状河流与风成沉积交替发育的古地理环境。华北陆相P-T过渡时期经历了二叠纪末孙家沟组曲流河-泛滥平原沉积体系，向早三叠世初期刘家沟组砂质辫状河-风成沉积体系快速过渡。

　　华北陆相P-T过渡时期出现干旱气候。沉积学研究证实三叠纪早期的刘家沟组沉积于持续干旱的古环境。刘家沟组风成沉积与辫状河舌状和横向砂坝互层的沉积特征与干旱的古气候环境相吻合，并可能揭示了一种振荡性的干旱气候。此外，古生物学证据和地球化学指标也支持华北陆相PT过渡时期干旱气候条件的持续加剧，它们共同指示晚二叠世古环境不断恶化与显著增强的干旱、风化作用密切相关。　　（朱志才）

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