藏南晚二叠世至早三叠世牙形石及其对全球升温事件的响应

Rapid Global warming from Permian-Triassic is regarded to have caused the severest mass extinction in life’s history, and delayed the early Triassic biotic recovery in the following ~5Ma. However, most studies come from Paleo-equtorial regions, with the purpose of better understanding the global warming and its impact on biotic crisis, investigations in higher paleo-latitude area is essential. In late Permian-Early Triassic, South Tibet was located in the northern margin of Gondwana, and developed successive marine Permian and Triassic strata, it is an ideal location for global biostratigraphic and event stratigraphic studies of this period. Among these sediments, Selong Formation ad Kangshare Formation are the best horizons for investigating the End-Permian mass extinction and its aftermath in the Early Triassic. Permian-Triassic conodont biostratigraphy and mass extinction event in Selong section, Nyalam, South Tibet have been studied in detail but without establishing the paleotemperature. Here, we propose a systematic sampling in Selong Formation and Kangshare Formation at Selong and Gilong section from the lowermost to the top, using conodont oxgen isotope to reconstruct the paleotemperature and study the redox condition through the size distribution pyrite framboids. Furthermore, dicussion on the relationship of global warming and super-anoxic event would be given and we will bracket them with high resolution conodont biostratigraphy. The results would shed light on the understanding of the relationship between global warming and anoxia environment in global scale.

二叠纪末全球快速升温事件导致了地质历史上最大规模的生物灭绝，而之后约5Ma年的早三叠世持续高温则抑制了灭绝后生物的复苏。目前的古海水温度数据主要来自于赤道地区，全面了解升温事件及其对生物的影响，需要开展更多古中-高纬度地区的古温度重建研究。二叠纪-三叠纪之交，藏南位于冈瓦纳板块北缘，古纬度相对较高，发育有完整的二叠系和三叠系海相地层。本项目拟对聂拉木县色龙剖面和吉隆县吉隆沟剖面展开系统采样，建立研究区晚二叠世-早三叠世高精度的牙形石生物地层，识别牙形石小型化事件，通过牙形石氧同位素测试分析定量重建该区晚二叠世-早三叠世古海水温度，利用草莓状黄铁矿粒径统计研究古氧化还原状态。本项目的实施将为中高纬度地区提供详实的古海洋温度和牙形石演变数据，使之在纬向上对比成为可能。同时查明全球变暖与牙形石小型化事件和缺氧事件的内在联系，对人类认识地球环境演化规律、预测地球气候环境未来变化具有重要的意义。

二叠纪末全球快速升温事件导致了地质历史上最大规模的生物灭绝，而之后约5Ma年的早三叠世持续高温则抑制了灭绝后生物的复苏。针对目前的古海水温度数据主要来自于赤道地区，为全面了解升温事件及其对生物的影响，本项目对藏南和华南地区的牙形石开展了大量的研究工作，包括吉隆沟、聂拉木、湖南、湖北、贵州、浙江、四川等地的多条剖面，对其生物地层、古环境进行重建；并将赤道地区与中纬度地区的牙形石古地理进行对比，对牙形石个体大小变化趋势进行重建。在此基础上进一步探讨了牙形石的全球变化规律和原因。结果显示在晚二叠世华南与藏南地区牙形石分布存在较大差异，共有7属牙形石出现于该时期，分别为Hindeodus、Clarkina、Isarcicella、Vjalovognathus、Mesogondolella、Merrillina和Hadrodontina。但是藏南有独特的冷水牙形石Vjalovognathus和Mesogondolella，在晚二叠世生物大灭绝事件中遭受灭顶之灾。早三叠世，牙形石呈现全球一致性的特征，本项目首次在以藏南地区为代表的中-高纬度地区发现了牙形石小型化的现象，以Hindeodus为代表，牙形石平均面积在H. parvus带下部为1.34mm2，而在H. parvus带的上部明显减小为 0.88 mm2。而牙形石在二叠纪-三叠纪之交发生的变化事件与全球快速升温事件具有耦合性。由于全球新冠疫情的影响，原计划的牙形石氧同位素工作部分研究略受影响，但二叠纪-三叠纪之交升温事件的全球性影响是确定的，牙形石古地理，古环境研究均表明传统上所认为未受影响的牙形石在这次史无前例的生物大灭绝事件中也发生了重大的变化，通过藏南和华南不同环境下的对比研究可知，该时期牙形石的灭绝事件和小型化事件由全球升温事件引起。