安徽巢湖平頂山剖面微古植物演化研究及意義

王偉潔

【摘 要】P/T之交的生態(tài)環(huán)境演變的內(nèi)容、特點(diǎn)規(guī)模及其成因，一直是當(dāng)今地學(xué)界研究的熱點(diǎn)課題之一。本文通過(guò)安徽巢湖平頂山剖面部分層位的微古植物化石統(tǒng)計(jì)分析，研究得出作為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微古植物絕滅和復(fù)蘇早于微古動(dòng)物。同時(shí)印證了許多學(xué)者關(guān)于二疊紀(jì)末的生物大絕滅，許多生物的絕滅不是正在界線(xiàn)上，而是在界線(xiàn)以下就發(fā)生，以及二疊紀(jì)—三疊紀(jì)界線(xiàn)附近存在兩次生物危機(jī)的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】安徽巢湖地區(qū);二疊紀(jì)末期;微古植物;生物大絕滅

中圖分類(lèi)號(hào)： P618.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）26-0062-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.26.029

【Abstract】The characteristics，scale and causes of the evolution of the ecological environment at the Permian-Triassic boundary have always been one of the hot topics in the study of geosciences.Through statistical analysis of microflora fossils in some layers of the Pingdingshan section of Chaohu，Anhui Province，our result shows that，as primary producers，both the extinction and recovery of microflora is earlier than that of micro-animals.At the same time，it has been confirmed that there are two mass extinction at the end of the Permian period is happened below and at the P-T boundary.

【Key words】Chaohu City;End Permian;Microfloras;Mass extinction

1 自然地理概況

巢湖是安徽省中部的一個(gè)中型城市，與合肥市、蕪湖、南京均有高速公路相連，交通十分便利。巢湖地處江淮丘陵區(qū)的南部，三面環(huán)山，氣候溫和濕潤(rùn)，具明顯季節(jié)性，屬季風(fēng)副熱濕潤(rùn)氣候，年平均濕度攝氏15度，年平均降雨量為1200mm，無(wú)霜期230天。礦產(chǎn)資源豐富，工業(yè)發(fā)達(dá)，是安徽省重要的工業(yè)區(qū)之一。主要礦產(chǎn)有煤、磷、耐火粘土，白云巖、石灰?guī)r、為重要的水泥及化工原料。農(nóng)產(chǎn)品以水稻、小麥為主，豆、薯次之。經(jīng)濟(jì)作物有綿、麻、茶葉、油菜、芝麻、花生等;水果有花紅、桃、杏、石榴等;水產(chǎn)有魚(yú)、蝦、螃蟹等，尤以銀魚(yú)馳名省內(nèi)外。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

平頂山剖面內(nèi)出露的地層從老到新有震旦系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、第四系。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)巖漿巖。該區(qū)位于淮陽(yáng)山字型構(gòu)造帶與華夏第二隆起帶的復(fù)合部位，本區(qū)演化歷史悠久，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。褶皺主要是印支期形成的。燕山旋回雖然形成舒緩的褶皺和凹陷，但以斷裂為主。根據(jù)地層間的區(qū)域性接觸關(guān)系和沉積建造，形變特征及巖漿活動(dòng)等分析，可將本區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展過(guò)程劃分為準(zhǔn)地臺(tái)階段和大陸邊緣活動(dòng)帶階段。前者包括澄江一加里東旋回，華力西—印支旋回，后者包括燕山旋回、喜馬拉雅旋回。

3 微古植物演化研究及意義

3.1 微古植物研究

平頂山剖面基本垂直地層走向，為民工采石修路所掘，長(zhǎng)度約145m，露頭好、層序清楚、化石豐富，自下而上劃分為殷坑組、和龍山組、南陵湖組。該剖面微古植物化石的演化，大概分為下列幾個(gè)階段（如圖1）。

1）第3層硅質(zhì)泥巖段，頂部孢粉在低值基礎(chǔ)上又減少，之后又短暫富集，而后又衰落，匱乏狀態(tài)持續(xù)到3層底部，3層底部重新占領(lǐng)重要位置，而菌孢、碳屑、疑源類(lèi)在3層頂部都相當(dāng)富集，但只有疑源類(lèi)持續(xù)了一段時(shí)間，之后均迅速衰落;在第3層底部碳屑持續(xù)走低，而孢粉、菌孢、疑源類(lèi)豐度均升高，而且達(dá)到一個(gè)較高值，這個(gè)狀態(tài)持續(xù)多久不得而知，采樣沒(méi)有涉及以下的剖面，而且整個(gè)研究剖面的微古植物含量一直動(dòng)蕩變化，不好推測(cè)。

2）第4層淺黑色硅質(zhì)泥巖與深灰色泥巖交互段，下部硅質(zhì)巖段，頂部孢粉落到低值，菌孢和碳屑由上段硅質(zhì)泥段的衰落狀態(tài)上升至峰值，而疑源類(lèi)化石的含量較上段硅質(zhì)泥巖段的變化不大，仍比較富集，但是好景不長(zhǎng)，菌孢和碳屑的含量迅速回落，穩(wěn)定低值持續(xù)到此段底部，此段，孢粉和疑源類(lèi)的步調(diào)相似，頂部開(kāi)始回升之后即在中部到達(dá)峰值，又在底部迅速衰落至低值;中部硅質(zhì)巖段，頂部所有微古植物均出現(xiàn)峰值，短暫的富集之后迅速衰落，在中部立即處于最低值，尤其值得一說(shuō)的是，菌孢出現(xiàn)首次高值，但只是曇花一現(xiàn)，孢粉與疑源類(lèi)化石在底部又開(kāi)始回升到高值，但是時(shí)間是相當(dāng)短暫的，菌孢和碳屑開(kāi)始回升，但是只是出現(xiàn)一個(gè)小的峰值;上部硅質(zhì)巖段，孢粉含量處于低值，在內(nèi)部有小幅度的波動(dòng)，菌孢的保持穩(wěn)定的低值，碳屑在此段是緩慢上升而后緩慢下降的不明顯變化，在4層底部降至低值，始終有波動(dòng)的疑源類(lèi)在此段處于低谷狀態(tài)，在4層底部開(kāi)始回升。

3）5—7層泥巖段，除了疑源類(lèi)的所有微古植物化石均在一個(gè)很低的水平，孢粉含量一直處于下降的狀態(tài)在6層底部達(dá)到一個(gè)最低值;菌孢在8層達(dá)到低值后有很小幅度的回升，而后又迅速衰落;疑源類(lèi)的迅速衰退在7層上部褐黑色泥巖段到達(dá)最低，在7層底部漆黑色泥巖又有一個(gè)迅速而且短暫的富集，第6層最低之后在第5層又得到了恢復(fù)，繼而又在4、5層交界處迅速回落，處于回蕩的狀態(tài);在7層底部的漆黑色泥巖段，除疑源類(lèi)外，其他的微古植物相對(duì)于整個(gè)剖面的含量來(lái)說(shuō)均處于低值，幾乎無(wú)變化。

4）10層中部孢粉和疑源類(lèi)的發(fā)展得以繼續(xù)，到8層硅質(zhì)泥巖段中部的時(shí)候，孢粉與疑源類(lèi)，尤其是疑源類(lèi)化石含量陡然升高，幾乎達(dá)到幾個(gè)研究階段的最高值而后又是突然性的衰退，疑源類(lèi)的衰落屬于大起大落，而孢粉的衰退程度對(duì)于疑源類(lèi)來(lái)說(shuō)，就難以望其項(xiàng)背了;相比孢粉與疑源類(lèi)，菌孢和碳屑的反應(yīng)就沒(méi)有那么引人注目，碳屑在8層中部時(shí)有一個(gè)短暫性小幅度的提升，之后就迅速衰退了，而菌孢一直就沒(méi)有提升，始終處于一個(gè)很低的水平，到8層底部的時(shí)候還有一個(gè)小幅度的低落。

5）研究剖面9—11層，即上二疊統(tǒng)大隆組上部泥巖段微古植物含量普遍偏低，11層底部均達(dá)最低值，10層中部開(kāi)始孢粉、碳屑含量有一個(gè)緩慢上升的趨勢(shì)，而在11層頂部高等植物孢粉化石和疑源類(lèi)有一個(gè)突然性的繁盛，所以12層以上仍有待進(jìn)一步研究。

縱向觀察，孢粉的含量在硅質(zhì)巖段較富集，在泥巖段比較貧乏;菌孢含量總體較少，只在第4層有變化，第4層第1段泥巖底部第2段硅質(zhì)巖段頂部陡然升高，不過(guò)持續(xù)時(shí)間短暫，第2段泥巖底部第3段硅質(zhì)巖頂部又有一個(gè)小且短暫的富集，第3層泥巖底部硅質(zhì)巖頂部菌孢含量升高，并且達(dá)到研究剖面的最高值，菌孢含量泥巖段開(kāi)始富集，在底部達(dá)峰值，硅質(zhì)巖段開(kāi)始降低，在硅質(zhì)巖中含量很低;疑源類(lèi)的含量一直在動(dòng)蕩變化，但是總體情況和菌孢相似，在泥巖底部升高，在硅質(zhì)巖中降低;碳屑的情況也與菌孢有相似之處。

3.2 演化事件分析

長(zhǎng)期以來(lái)，有關(guān)二疊紀(jì)一三疊紀(jì)界線(xiàn)附近生物危機(jī)的階段性一直存在爭(zhēng)議，有人認(rèn)為是單階段，有人則主張是多階段的。藍(lán)細(xì)菌的標(biāo)志化合物和無(wú)脊椎動(dòng)物化石共同反映了二疊紀(jì)—三疊紀(jì)界線(xiàn)附近存在兩次生物危機(jī)（謝樹(shù)成，殷鴻福等，2005）。本文結(jié)果明顯支持多階段論，而且許多生物的絕滅不是正在界線(xiàn)上，而是在界線(xiàn)以下就發(fā)生了（Jin Y G等，2000;蒙有言等，2005）。

疑源類(lèi)在兩次絕滅期的表現(xiàn)，以及兩次絕滅事件中微古植物和微古動(dòng)物絕滅的先后順序，說(shuō)明兩次絕滅機(jī)制不同，第一次是由微古植物絕滅開(kāi)始，然后影響第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物，依此類(lèi)推，食物鏈原理在這次絕滅過(guò)程中起了很大的作用。第二次生物絕滅是由動(dòng)物先開(kāi)始的，然后是微古植物，由此可判斷主要因素不是食物鏈。廣西東攀剖面對(duì)應(yīng)層位，大隆組上部具有溫暖—炎熱潮濕的氣候特點(diǎn)，且火山活動(dòng)頻繁而劇烈（蒙有言等，2005），與此結(jié)果相得益彰，也就是說(shuō)這次大范圍的絕滅，對(duì)所有生物都造成了影響，但是低等植物的適應(yīng)能力稍強(qiáng)，因此存活時(shí)間較長(zhǎng)些。

4 結(jié)論

筆者通過(guò)對(duì)安徽巢湖大隆組微古植物的初步研究，得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

1）通過(guò)部分層位的微古植物化石統(tǒng)計(jì)分析，研究得出作為第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的微古植物復(fù)蘇早于微古動(dòng)物，這與現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的原理是相似的。

2）疑源類(lèi)在兩次絕滅中表現(xiàn)出來(lái)的不同表現(xiàn)，以及兩次絕滅事件中微古植物和微古動(dòng)物絕滅的先后順序，說(shuō)明了兩次絕滅的機(jī)制不同，第一次絕滅的威力無(wú)法對(duì)疑源類(lèi)產(chǎn)生致命性的影響。第二次大范圍的絕滅，對(duì)所有生物都造成了影響，但是低等植物的適應(yīng)能力稍強(qiáng)，因此存活時(shí)間較長(zhǎng)些。

【參考文獻(xiàn)】

[1]謝樹(shù)成，Richard D.Pancost，殷鴻福，王紅梅，Richard P.Ever-shed，2005，二疊紀(jì)三疊紀(jì)之交微生物變化與動(dòng)物集群滅絕的兩次耦合，Chinese Journal of Nature，Vol.27 No.3：144 [2]Jin Y G，Wang Y，Wang W，et al. Pattern of marine mass extinction near the Permian-Triassic boundary in South China.Science，2000，289（21）：432-436.

[3]蒙有言，馮慶來(lái)，何衛(wèi)紅等，廣西柳橋地區(qū)二疊系-三疊系界線(xiàn)附近黏土礦物及古氣候特征，地質(zhì)科技情報(bào)，2005，24（4）：25-30.