鄂西早三叠世南漳-远安动物群与火山物质的耦合关系

作     者：杨晨 

作者单位：中国地质科学院 

学位级别：硕士

导师姓名：牛志军;程龙

授予年度：2022年

学科分类：070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 070801[理学-固体地球物理学] 0709[理学-地质学] 07[理学] 0708[理学-地球物理学] 

主      题：南漳—远安动物群 火山活动 藻纹层 Hg/TOC 早三叠世 

摘      要：在地质历史时期地球发生过许多次的生物灭绝事件,其中有关二叠纪-三叠纪的生物灭绝事件的研究一直是其中的研究焦点之一。尽管这次生物绝灭和环境恶化的机制及起因存在诸多争论,但越来越多的证据显示火山作用与该次生物绝灭具有时间上的联系,华南二叠纪-三叠纪之交地层中的火山灰层就是最好的证据之一。另一方面,全球的生态系统在这次大灭绝之后的早三叠世经历了漫长的复苏过程,而导致早三叠世生态环境复苏缓慢的原因一直是未知的,关于早三叠世的海洋生物复苏及演化的研究尚比较缺乏。因此,对早三叠世火山作用与生物之间关系的研究,不仅可以对当时火山作用的强度和频率具有更进一步的认识,还可以据此分析在该时期的火山作用和生物曲折复苏之间的耦合关系。此次论文研究的早三叠世南漳—远安动物群,是全球最早的海生爬行动物群之一,是研究三叠纪生物复苏的重要载体。该动物群发现于鄂西南漳—远安一带的嘉陵江组二段上部的纹层状灰岩中,同时赋存地层中发育多层火山成因粘土岩,为探究火山作用和生物之间的关系提供了前提条件。为了研究该时期火山作用和动物群之间的内在联系,选取该地区出露最好的远安张家湾剖面作为研究对象,拟通过动物群赋存层位的藻纹层、化石丰度及Hg/TOC的比值等多维度的研究,揭示其规律。研究结果表明:1、海生爬行类化石大多保存于藻纹层灰岩中,且藻纹层发育略早于海生爬行类化石数,表明藻类可能为南漳—远安动物群海生爬行类的繁盛提供了条件;2、通过剖面动物群赋存层位中化石数量的精细变化曲线,根据化石数量变化将南漳—远安动物群海生爬行类的发展过程划分为初期发展期,不稳定期,再次发展期,动物群消失四个时期;3、采用Hg/TOC的比值作为火山物质指标来,将比值在地层中的变化曲线划分为四个阶段,发现第二阶段Hg/TOC的比值高并且波动较大的地层恰好对应动物群的不稳定期,动物群化石数量的较低水平。就此次研究而言,动物群中藻类和海生爬行动物自下而上的演化规律与火山物质在地层中的变化体现了南漳-远安动物群与火山物质之间存在较好的耦合关系,早三叠世晚期南漳—远安动物群中火山作用的增强可能造成了阶段性的全球变暖、海洋缺氧等环境变化,从而抑制了南漳—远安动物群中生物的生存。