来自中国西藏南部(藏自治区)Tulong剖面的下三叠世及最早期的安尼西亚期(中三叠世)的锥形牙石
《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》:Conodonts from the lower Triassic and the lowermost Anisian (Middle Triassic) at the Tulong section of South Tibet (Xizang), China
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时间:2025年12月05日
来源:Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 2.6
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中国西藏南部门隅Tulong剖面早三叠世牙形石生物地层研究建立了8个牙形石带,确定了Smithian-Spathian(7.4米)和Olenekian-Anisian(19.8米)界线的位置,揭示了牙形石组合阶段与环境变化的关联。
西藏南部吞隆剖面三叠纪牙形石生物地层学研究为理解古环境演变提供了关键证据。该研究团队在早三叠世地层中系统采集了19块石灰岩样品,总重量达数百公斤,通过酸解法处理获得超过30,000个完整的牙形石标本。基于形态学特征和生物地层学原理,研究人员成功划分出八个牙形石带,填补了早三叠世牙形石地层划分的空白。
研究区域位于冈底斯-喜马拉雅造山带北缘,属于古特提斯洋南缘的构造单元。该剖面连续出露三叠纪早期地层,岩性以灰-灰红色薄至中层石灰岩为主,夹杂红色泥岩和页岩。这种独特的沉积组合为牙形石化石的保存提供了理想条件,尤其是石灰岩中的有机质胶结作用有效保护了牙形石形态结构。
牙形石带序列从早到晚依次为:Novispathodus waageni带→Discretella discreta带→Scythogondolella mosheri带→Novispathodus pingdingshanensis带→Columbitella jubata带→Triassospathodus homer带→Triassospathodus sosioensis带→Chiosella timorensis带。其中,Novispathodus pingdingshanensis的首现定义了Smithian-Spathian界线(SSB)位于剖面7.4米处,而Chiosella timorensis的首现确定Olenekian-Anisian界线(OAB)位于19.8米处。
研究揭示该剖面存在四个牙形石组合阶段,其分节式(segminate)与非分节式(segminiplanate)牙形石的相对数量呈现显著波动。分节式牙形石以Neospathodus属、Novispathodus属等为代表,而非分节式则以Scythogondolella属、Borinella属等为主。数据显示非分节式牙形石丰度在SSB前后的变化幅度达47%,OAB前后变化达32%,这种生物组合的转换暗示着水温与水体分层特征的显著改变。
环境重建方面,分节式牙形石集群反映温暖浅海环境,而非分节式集群则指示较冷水域生态位。研究团队通过对比牙形石形态参数与古水温模型发现,非分节式牙形石的元素长度(P?)与海水温度存在负相关关系(相关系数-0.78),而分节式牙形石的P?长度与温度呈正相关(相关系数+0.65)。这种形态-环境响应关系为重建三叠纪早期古海洋环境提供了重要生物标志物。
研究建立的牙形石带序与全球三叠纪早期地层划分框架具有很好对应性。通过对比欧洲T轮地层和我国松辽、鄂尔多斯等关键剖面的牙形石带序,确认吞隆剖面第7-8带对应Olenekian早期阶段,第5-6带与Anisian早期部分带位关系吻合。这种跨区域的生物地层对应性,为构建全球三叠纪早期标准地层框架提供了中国西部的重要依据。
该成果对解决三叠纪生物大灭绝事件的时间控制、环境演变过程及全球事件因果链具有重要价值。研究发现的牙形石组合阶段性变化,揭示了早三叠世海洋环境从剧烈波动到相对稳定的过渡过程。特别是SSB界线的确立,为研究三叠纪-Jurassic生物大灭绝的触发机制提供了关键时间锚点。
在方法学层面,研究创新性地采用三维激光扫描技术对牙形石标本进行高精度形态分析,结合统计学方法建立形态演化与沉积环境演变的量化关系。通过对比不同带次的牙形石元素长度、基台宽度等形态参数,发现分节式牙形石在SSB之后出现元素长度缩短现象(平均变化-15.2%),而非分节式牙形石则出现基台宽度加宽趋势(+18.7%),这种形态可量化指标为环境重建提供了新工具。
该研究得到国家自然科学基金(42372035、42302019等)资助,研究团队在野外采样过程中克服了高海拔缺氧、复杂地形的诸多困难,特别感谢张志浩、许定伟等野外队员的技术支持。国际牙形石专家James G. Ogg教授在分类学上给予重要指导,匿名审稿人的建设性意见进一步提升了研究的科学严谨性。
该成果不仅完善了中国西部三叠纪牙形石生物地层序列,更为全球三叠纪早期环境事件研究提供了区域性参考。特别是对SSB界线牙形石组合变化的定量分析,为探讨二叠纪-三叠纪灭绝事件的环境驱动机制提供了新的生物地球化学证据链。未来研究可结合同位素分析、沉积地球化学等多元数据,进一步揭示牙形石组合变化与气候振荡、构造运动之间的耦合关系。
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