《Sedimentary Geology》：Biotic extinction and its response to marine sedimentary environment evolution in shallow-water facies across the Permian-Triassic transition in the Changxing area of Zhejiang province
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摘要洛坪期海洋生态系统的演化动态及其驱动机制是古环境研究的前沿领域。关于不同水深处底栖生物的差异性灭绝及其根本原因，全球范围内仍存在广泛的争议。本研究聚焦于南 china 下扬子江北部边缘典型的浅水微生物岩剖面——潘家庄剖面。通过整合微古生物学分析、黄铁矿碎屑大小分布以及陆源地球
摘要
洛坪期海洋生态系统的演化动态及其驱动机制是古环境研究的前沿领域。关于不同水深处底栖生物的差异性灭绝及其根本原因，全球范围内仍存在广泛的争议。本研究聚焦于南 china 下扬子江北部边缘典型的浅水微生物岩剖面——潘家庄剖面。通过整合微古生物学分析、黄铁矿碎屑大小分布以及陆源地球化学指标，我们重建了二叠纪-三叠纪过渡期间浅水平台环境中的底栖群落演替轨迹，并探讨了其与海洋环境演化之间的耦合关系。研究结果表明：（1）二叠纪末期的大规模灭绝事件在浅水碳酸盐平台上以突然、灾难性的形式发生，导致底栖生态系统迅速且不可逆地崩溃；（2）缺氧水体的垂直扩展并非浅海环境中的关键压力因素，而陆地物质的增加是该地区生态系统崩溃的主要原因。
引言
地球历史上的关键转折时期，海洋环境常常发生显著变化，随之而来的是生物界的相应响应（Wignall 和 Twitchett, 1996; Wheeley 等, 2004; Erwin, 2006; Knoll 等, 2007; Meyer 和 Kump, 2008; Knaust, 2010; Shen 等, 2011; Payne 和 Clapham, 2012; Fan 等, 2020）。二叠纪-三叠纪的过渡期发生了显生宙最严重的一次大规模灭绝事件，对全球生态系统产生了深远影响（Shen 等, 2011; Song 等, 2013; Burgess 等, 2014; Dal Corso 等, 2022）。这一事件极大地改变了陆地和海洋环境（Payne 和 Clapham, 2012; Yin 等, 2012; Song 等, 2013; Benton 和 Newell, 2014; Hochuli 等, 2017），并引发了全球范围内的生物多样性崩溃（Fan 等, 2022; Dal Corso 等, 2022）。碳和硫同位素等地球化学指标揭示了海洋环境的根本性转变，这一转变始于三叠纪早期（Xie 等, 2007; Luo 等, 2010），这种变化必然制约了海洋生物群落和沉积系统的演化。在古特提斯海的浅水碳酸盐平台上，洛坪期富含底栖化石的生物碎屑石灰岩在灭绝事件后被三叠纪早期的微生物岩沉积物所取代（例如 Zuodeng、Chongyang 和潘家庄剖面；Kershaw 等, 1999, Kershaw 等, 2002, Kershaw 等, 2007, Kershaw 等, 2012; Lehrmann, 1999; Ezaki 等, 2003, Ezaki 等, 2008; Lehrmann 等, 2003; Wang 等, 2005; Baud 等, 2007; Fang 等, 2017; Wang 等, 2019; Huang 等, 2019）。微生物岩在浅水平台上的广泛分布标志着一种独特海洋环境的形成。
南 China 拥有大面积且暴露良好的二叠纪-三叠纪海洋地层。由于其独特的古地理位置（Zhang 等, 2023），这些地层为研究生命与环境的共同演化提供了理想的条件。2001 年，浙江省的海山剖面被确立为二叠纪-三叠纪边界的全球层型剖面和点位（GSSP）（Yin 等, 2001），这促进了对该灭绝事件及其相关生物和环境变化的大量研究。研究既涵盖了连续的深水剖面（Zhang 等, 1995; Jiang 等, 2011; Shen 等, 2011; Song 等, 2013; Liu 等, 2023; Wang 等, 2023; He 等, 2024, He 等, 2025），也涵盖了富含底栖化石的浅水碳酸盐平台剖面（Yang 等, 2006; Liu 等, 2010; Kershaw 等, 1999; Lehrmann 等, 2003; Wang 等, 2005; Tian 等, 2015, Tian 等, 2019; Wang 等, 2019; Huang 等, 2019; Li 等, 2021, Li 等, 2022）。
地层序列和化石组合随水深的不同而有显著差异。浅水平台环境的特征是沉积速率高、化石丰富，并且对海平面波动非常敏感，这经常导致地层间断。相比之下，深水环境受海平面变化的影响较小，因此能够保存更连续的地层序列，尽管化石数量较少。因此，浅水平台剖面更适合进行生态地层学研究，并与深水记录进行对比。它们在阐明二叠纪-三叠纪过渡事件的性质及其在不同古地理背景下的表现中起着关键作用。
潘家庄剖面位于浙江省湖州市长兴县，距离海山 GSSP 约 15 公里（图 1C）。在晚二叠世时期，该地区属于浅水平台环境（Chen 等, 2009）。长兴组主要由富含钙藻和有孔虫的生物碎屑石灰岩组成。在三叠纪早期，典型的微生物岩开始形成，其中含有少量的后生动物化石，如介形虫、腹足类和蠕虫管。这种沉积序列最早由 Huang 等（2019）在下游扬子江地区发现并进行了初步研究，为研究微生物岩及其在不同古地理环境下的代表性提供了新的材料。通过野外调查和薄片分析，我们记录了该剖面中的生物演化过程。通过将黄铁矿碎屑大小数据与陆源地球化学元素分析相结合，我们重建了该地区的古海洋沉积环境。将我们的结果与其他剖面的结果进行比较，为了解二叠纪末期大规模灭绝期间不同海洋环境的生态演化提供了新的见解。
部分摘录
古地理与沉积背景
先前的古地理框架重建（Scotese, 2014）和对南 China 放射虫群的古生态学研究（He 等, 2005, He 等, 2008, He 等, 2011）表明，在二叠纪-三叠纪（P/T）过渡期间，南 China 块具有独特的古地理位置（图 1A）：其北部边缘接壤古特提斯海，而东南部边缘则面向泛大洋（Kershaw 等, 2007）。晚二叠世的岩相特征...
化石组合的统计分析
我们对潘家庄剖面中从晚二叠世长兴组到早三叠世银坑组的 80 个系统性制备的薄片进行了多组微化石（包括有孔虫、藻类、棘皮动物、腕足类、腹足类、介形虫、双壳类、蠕虫管和蓝细菌）的定量分析和地层分布研究。对于每个薄片，我们首先选择了成分分布均匀的代表区域...
古生物学演化特征
潘家庄剖面的化石内容见补充在线材料（SOM），化石丰度的变化总结在图 3 中。长兴组的生物碎屑石灰岩化石含量较高但多样性较低，主要由有孔虫、藻类和棘皮动物的碎片组成。相比之下，银坑组下部的微生物岩化石含量显著下降，仅包含少量...
生物演化和灭绝的模式
关于二叠纪-三叠纪过渡期间生物演化的研究长期以来主要关注中水深至深水环境的沉积记录（Jiang 等, 2011; He 等, 2013; Song 等, 2013; Wang 等, 2023）。这类剖面具有连续的沉积和相对完整的地层保存特征，为研究生命与环境的共同演化提供了全面的信息。海山剖面作为一个经典参考剖面，揭示了二叠纪末期大规模灭绝事件的高峰...
结论
定量生物碎屑分析表明，在二叠纪末期，浅水碳酸盐平台上发生了突然的灭绝事件，表现为底栖群落的系统性崩溃。灭绝边界上方广泛覆盖着早三叠世的微生物岩，其沉积特征表明，如蓝细菌等微生物群落取代了后生动物成为主要的礁构建者，反映了海洋生态系统的根本性重组。
CRediT 作者贡献声明
黄亚飞：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿撰写，研究项目的开展，资金筹措，数据分析。陈灿：资金筹措，数据管理。易志星：撰写 – 审稿与编辑。张宝民：撰写 – 审稿与编辑，资金筹措。陈林：撰写 – 审稿与编辑，资金筹措。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的会对本文所述工作产生影响的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢编辑和两位审稿人在手稿修订过程中提供的宝贵意见和建议。本研究得到了 中国地质调查局南方复杂构造区页岩油气聚集理论与工程技术创新中心开放基金（编号 SOG-202411、SOG-202501）、国家自然科学基金（项目编号 42302134）以及 中国地质调查局（项目编号 DD20240047）的支持。
Huang Yafei|Chen Can|Yi Zhixing|Zhang Baomin|Chen Lin
