卡塔尔-法尔斯拱东缘碳酸盐岩-蒸发岩地层中二叠纪-三叠纪之交的生物地层学与古环境响应研究

本研究针对波斯湾盆地东部卡塔尔-法尔斯拱东缘二叠纪-三叠纪过渡期（PTB）碳酸盐岩-蒸发岩地层，通过微体古生物学、碳氧同位素（δ13C/δ18O）及沉积学分析，揭示了有孔虫组合带（如Paradagmarita-Paraglobivalvulina带）的阶段性灭绝模式与缺氧事件（表现为5-10 μm草莓状黄铁矿），为全球Neotethys域古生物地理对比及油气储层预测提供关键依据。

　　

论文解读
二叠纪-三叠纪之交（PTB）是地球历史上最严重的生物灭绝事件，全球约90%海洋物种消失。在波斯湾盆地，这一时期的碳酸盐岩-蒸发岩序列（Dalan组与Kangan组）蕴藏着全球50%的天然气资源，但其生物地层框架与古环境响应机制长期存在争议。例如，传统认为阿拉伯板块Khuff组与伊朗Dalan组的对比关系模糊，且PTB附近δ¹³C负偏与微生物岩的成因关联尚未明确。为此，伊朗国家石油公司（NIOC）联合美国德克萨斯大学的研究团队，对波斯湾盆地东部4口钻井（A、C、E、F）的1906米岩芯开展系统研究，成果发表于《Marine and Petroleum Geology》。

研究采用薄片显微分析（1000份样品）、碳氧同位素测试（δ¹³C/δ¹⁸O）及草莓状黄铁矿粒径统计（5-10 μm）等技术，结合区域地层对比（如Zagros山脉Surmeh-Dena露头），首次建立了PTB上下10米内的生物-化学地层标志层。

研究结果

1. 生物地层学框架：

   • Dalan组上段识别出Wuchiapingian期的Globivalvulina vonderschimitti-Paraglobivalvulina aff. mira亚带与Changhsingian期的Paradagmarita monodi-P. flabelliformis亚带，证实其时代归属。
   • Kangan组底部Microconchus-Claraia-Ammodiscus组合带（Induan期）与灾难种（如Ammodiscus kalhori）的出现，标志灭绝后生态复苏。

2. 灭绝模式：
   有孔虫在PTB下5-10米呈阶梯式灭绝，与δ¹³C负偏（-5‰）同步，支持全球性环境恶化假说。

3. 古环境证据：

   • PTB上覆10-15米处微生物岩（thrombolite）与草莓状黄铁矿（framboidal pyrite）指示缺氧条件（dysoxia），印证了海平面快速上升事件。
   • 碳同位素曲线在Well C显示PTB下5米处急剧负偏，与华南等全球记录一致。

结论与意义
该研究首次将波斯湾盆地PTB事件与Neotethys域古地理重建关联：

1. Paradagmarita属的分布证实阿拉伯板块与Cimmerian地块的古生物连通性；
2. 微生物岩与黄铁矿的组合为全球PTB缺氧模型提供直接证据；
3. K3/K4储层单元（相当于Khuff A/B段）的生物标志优化了中东天然气勘探的层位预测。
   成果不仅深化了对大灭绝机制的理解，也为波斯湾超巨型气田的开发提供了地层学基准。