印度Son-Mahanadi盆地Talcher煤田二叠纪-三叠纪过渡期的孢粉植物群与地球化学证据：揭示古植被、古气候与古野火的新见解

本研究针对二叠纪-三叠纪(P/T)过渡期大陆生物群演变的关键科学问题，通过多学科方法分析了印度Mahanadi盆地Talcher煤田Kamthi组地下沉积物的孢粉学、孢粉相、有机地球化学(生物标志物)、稳定同位素和木炭特征。研究确定了两个孢粉组合带(Densipollenitesmagnicorpus和Klausipollenitesschaubergeri)，揭示了晚二叠世(Lopingian)至早三叠世(Induan?)的年龄界限，发现了显著的碳同位素偏移(9.4‰)和古野火证据，为理解P/T过渡期陆地生态系统响应提供了重要数据。

　　

二叠纪-三叠纪(P/T)过渡期见证了显生宙最严重的生物大灭绝事件，约95%的海洋物种消失。虽然这一事件在海洋领域的表现已被广泛研究，但关于陆地生物群，特别是植物群如何应对这一剧变的认知仍存在诸多空白。在印度次大陆，关于这一关键时期陆地植物群响应的综合性研究尤为缺乏，这限制了对全球P/T事件陆地响应的全面理解。

针对这一科学问题，来自Birbal Sahni古科学研究所等机构的研究团队选择印度Mahanadi盆地Talcher煤田的Kamthi组(晚二叠世-早三叠世)地下沉积物为研究对象，开展了多学科交叉研究。这项发表在《Geoscience Frontiers》上的工作，通过整合孢粉学、孢粉相、有机地球化学(生物标志物)、稳定同位素和木炭分析等方法，为理解P/T过渡期陆地生态系统的演变提供了新见解。

研究团队采用了多项关键技术：孢粉学分析使用标准酸处理法从30个样品中提取微体化石；孢粉相分析基于Tyson(1995)分类系统对有机组分进行鉴定；有机地球化学通过GC-MS分析生物标志物；稳定同位素分析使用EA-IRMS测定δ¹³
C值；木炭分析采用SEM观察宏观木炭的显微结构。所有分析样品来自核心TTB-7(深度10.25-275.70m)，该钻孔位于Tribida区块，由印度地质调查所完成钻探。

研究结果部分，在"4.1. 孢粉植物群组合"中，研究人员识别出两个孢粉组合带：组合I(Densipollenitesmagnicorpus带)以Striatopodocarpites(0-55%)和Densipollenites(0-33%)为主，指示晚二叠世(Lopingian)年龄；组合II(Klausipollenitesschaubergeri带)混合了晚二叠世和早三叠世特征分子，如Playfordiaspora(0-16%)和Alisporites(0-45%)，标志着P/T过渡带。这些发现与印度其他Gondwana盆地及全球同期地层具有良好对比性。

"4.2. 孢粉相"分析揭示了五种有机质组合：组合I以水生植物来源的无定形有机质(AOM)为主(平均77.78%)，反映缺氧环境；组合III中不透明植物碎屑(OP)高达92.74%，指示氧化条件；组合IV中降解有机质(DOM)占94.15%，反映微生物降解活跃。这些变化记录了从晚二叠世到早三叠世沉积环境的显著转变。

"4.3. 生物标志物组成"研究显示正构烷烃呈双峰分布(C₁₈
/C₁₉
和C₂₃
/C₂₅
)，碳优势指数(CPI)为2.92-3.66，表明高等植物和微生物的混合输入。检测到的17,21-断藿烷等化合物证实了细菌对有机质的改造作用。

"4.4. TOC和δ¹³
C分析"发现碳同位素值(δ¹³
C)从-21.8‰变化至-31.0‰，在P/T界线处出现9.4‰的显著负偏，这与全球其他P/T界线记录一致，可能反映了大气CO₂
组成的重大变化。

"4.5. 木炭"研究首次在Talcher煤田晚二叠世地层中发现宏观木炭，SEM观察显示其具有均质化细胞壁和真菌侵蚀特征，证实了晚二叠世古野火事件的存在。木炭的解剖特征表明其可能来源于裸子植物(如Glossopteridales或松柏类)，而真菌活动痕迹则暗示火灾燃烧的是已经死亡的木材。

在讨论部分，研究人员指出这项工作的主要创新点在于：首次在印度Son-Mahanadi盆地建立了高分辨率的P/T过渡期陆地记录；多指标分析揭示了从晚二叠世潮湿环境向早三叠世相对干旱条件的转变；宏观木炭的发现扩展了对冈瓦纳大陆东部晚二叠世野火分布的认识。特别是9.4‰的碳同位素偏移与孢粉植物群更替的耦合关系，为理解P/T灭绝事件在陆地生态系统的表现提供了关键证据。

这项研究的重要意义在于：为印度次大陆P/T过渡期提供了最完整的陆地环境记录；提出的Densipollenitesmagnicorpus和Klausipollenitesschaubergeri孢粉组合带可作为区域对比的标准；发现的古野火证据补充了全球晚二叠世火灾数据库。这些成果不仅深化了对大灭绝事件陆地响应的理解，也为全球P/T界线对比提供了新的陆相参照。