华南及日本西南部三叠纪关键时期海洋酸化作用-来自牙形石钙同位素证据

The proposed study aims to sample systematically several relatively better studied, conodont-enriched Permian and Triassic sections in South China and Kamura in Southwest Japan. The newly obtained conodonts as well as previously obtained specimens will be utilized to undertake calcium isotopic analysis of apatites using the TIMS techniques, in order to reconstruct calcium isotopic evolution curves during Late Permian-Late Triassic interval. Conodonts calcium isotopes from different geological settings were discussed, coupled with previous published C-O-S isotopes, at Permian-Triassic boundary, Smithian-Spathian boundary and Mid-Carnian torrential rain period (early Late Triassic). The relationships of conodont calcium isotopes to Ca-C cycles, timing and process of seawater acidification, changes of marine chemical conditions and major biological events were also discussed. Undoubtly, it will provide new ideas to help exploiting the possible causes that triggered the biotic mass extinction and delayed recovery afterward. Successful achievement of the proposed project will provide important geochemical information for our understanding on seawater pH changes, mechanism and process of biological feedback under extreme environmental events from Late Permian to Late Triassic in paleo-Tethys and Pansalassa Ocean areas.

本项目拟对华南不同相区研究程度较高且富含牙形石化石的二叠系顶部至三叠系上部地层剖面以及日本高千穗镇北部地区的Kamura剖面系统地采集牙形石样品，同时也充分利用早前已获得的牙形石标本，采用TIMS技术对牙形石标本中钙同位素组成进行系统分析、测量，并恢复它们在晚二叠世最晚期至晚三叠世初期的海水酸碱度变化趋势。配合已发表的碳、氧和硫同位素结果，探讨研究地区内二叠纪-三叠纪界线、早三叠世史密斯阶-斯帕斯阶界线和晚三叠世中卡尼超长降雨时期不同相区中牙形石钙同位素组成与钙碳循环、海水酸碱度变化趋势时限和过程、古海洋化学条件的变化以及主要生物事件之间的耦合关系。最终，为查明引起二叠纪末生物大灭绝的元凶以及之后极其缓慢复苏的原因提供新证据。该项研究将为恢复二叠纪末期至晚三叠世早期古特提斯洋和Pansalassa泛大洋海洋酸碱度变化趋势以及生物对该时期极端环境事件反馈机制与过程提供重要的地球化学信息。

项目研究了扬子地区（如安徽平顶山西剖面、湖北峡口、甘溪和建始剖面、江西沿沟剖面）、南盘江盆地地区（如贵州甲戎、石头寨和峡口剖面、广西白沙、杨堤和南边村剖面）、日本西南部（Kamura剖面）、印度克什米尔地区（Guryul Ravine 剖面）、亚美尼亚地区（Ogbin、Chanakhchih和Vedi剖面）一系列代表性剖面的牙形石生物地层，系统的利用牙形石和全岩样品，依托MC-ICP-MS和TIMS钙同位素分析技术和实验方法对获得的二叠纪/三叠纪界线附近和三叠纪的样品进行分析测试和结果分析。系统探究了牙形石和全岩化学成分在成岩作用中的变化及其对钙同位素组成的影响，恢复了全球海洋从晚二叠世至晚三叠世的钙同位素演变曲线，探讨了这一时期海洋酸碱度或陆地风化作用强度变化的趋势、时限和幅度以及主要生物事件之间的耦合关系。这一研究为恢复二叠纪末期至晚三叠世早期古特提斯洋和泛大洋海洋酸碱度和陆地风化作用变化趋势以及生物对该时期极端环境事件反馈机制与过程提供重要的地球化学信息。