华北鄂尔多斯盆地中三叠统延长组7段氧化还原条件的时空演变及其对生物复苏与烃源岩形成的启示

本研究针对鄂尔多斯盆地中三叠统延长组7段（Chang 7）烃源岩形成机制与古环境恢复的关键科学问题，通过黄铁矿莓球体统计、硫同位素（δ34Spy）与元素地球化学等多指标分析，首次系统揭示了该时期湖盆氧化还原条件的时空分异规律。研究发现Chang 73亚段发育阶段性缺氧环境（平均TOC达11.02 wt%），为理解二叠纪末大灭绝（EPME）后陆相生态系统复苏提供了重要证据。

　　

2.5亿年前的地球刚刚经历了一场生物大灭绝——二叠纪末大灭绝事件（EPME）导致超过90%的海洋物种和70%的陆地物种消失。在这场灾难之后，三叠纪成为了生态系统重建的关键时期，被学者们称为"现代世界的黎明"。然而，与海洋环境相比，我们对陆地生态系统复苏过程的认识仍存在巨大空白。在中国北方广袤的鄂尔多斯盆地，一套富含有机质的黑色页岩——中三叠统延长组7段（Chang 7）记录了这段重要的地质历史。这些地层不仅蕴藏着中国重要的页岩油资源（面积达56,000 km²），更保存了包括植物、介形类、昆虫和鱼类在内的丰富化石群，展现了EPME后最早发育的复杂湖泊生态系统。

长期以来，科学家们面临一个关键难题：Chang 7段沉积时期的古湖泊氧化还原条件如何影响有机质保存和生物复苏？以往研究多局限于单一指标或局部区域，难以揭示整个盆地的时空演变规律。为此，中国地质大学（武汉）的研究团队联合多家机构，首次对鄂尔多斯盆地5口钻井的Chang 7段开展了系统研究，相关成果发表在《Marine and Petroleum Geology》上。

研究人员采用了四项关键技术：黄铁矿莓球体（framboidal pyrite）粒径统计分析（30个样品）、硫同位素（δ³⁴S_py）测试、主微量元素地球化学指标（V/Cr、V/(V+Ni)等）测定以及脂类生物标志物分析。所有数据均来自盆地不同沉积相带的钻井岩心，其中B522井的数据为本研究新获取，其余四口井数据引自前期工作。

氧化还原条件的时空分异
通过黄铁矿莓球体分析发现，Chang 7₃亚段（下部）沉积时，鄂尔多斯古湖泊深水区呈现从低氧（dysoxic）向缺氧（anoxic）过渡的特征。莓球体平均粒径6-12 μm，分布模式指示水体分层明显。而Chang 7₂亚段（中部）则以波动性低氧-含氧（dysoxic-oxic）环境为主，至Chang 7₁亚段（上部）则完全转变为含氧环境。这种演变与古湖泊水深变化密切相关。

有机质保存与生产力
地球化学数据显示，Chang 7段TOC含量平均达11.02 wt%，其中Chang 7₃亚段峰值达35.8 wt%。Pr/Ph（姥鲛烷/植烷）比值和TOC/P（总有机碳/磷）比值共同证实，高有机质富集与阶段性缺氧环境直接相关。特别值得注意的是，这种环境为各类生物化石的保存提供了理想条件。

生物复苏启示
研究首次系统论证了中三叠世（Ladinian期）鄂尔多斯古湖泊已具备完整的营养级结构，支持了"中生代湖泊革命"的理论。相对缺氧的底水环境（特别是Chang 7₃亚段）不仅促进了烃源岩形成，更为EPME后陆相生态系统的快速复苏提供了独特案例。

这项研究的意义在于：建立了陆相盆地氧化还原条件演变的高分辨率指标体系；阐明了古湖泊水深对有机质保存和生物多样性的控制机制；为全球三叠纪陆相生态系统复苏研究提供了中国案例。研究成果不仅对页岩油勘探具有指导价值，更填补了二叠纪-三叠纪转折期陆地环境演化研究的重要空白。正如论文通讯作者Zhong-Qiang Chen教授指出："鄂尔多斯盆地的记录表明，到中三叠世晚期，中国北方已经形成了生产力极高的湖泊生态系统，这为理解全球生物复苏的时空差异性提供了关键证据。"