中国南方盐源盆地晚三叠世卡尼期降雨事件记录

《Sedimentary Geology》：Record of Carnian Pluvial Episode (Late Triassic) in the Yanyuan Basin, South China

　　

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  筇竹寺盆地的一个海相地层序列记录了卡尼洪积事件（CPE）。
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  δ¹³C_org曲线记录了卡尼期期间至少六次负偏移。
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  在CPE期间，微生物颗粒在碳酸盐工厂中显示出间歇性的恢复。
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  CPE的表达反映了全球气候强迫与局部沉积过程的耦合作用。

引言

卡尼洪积事件（Carnian Pluvial Episode，CPE）是晚三叠世（234–232 Ma）的一次重大气候事件。急剧的增温和湿度增大使原本干旱的沉积环境发生了根本性转变（Simms and Ruffell, 1989; Preto et al., 2010; Dal Corso et al., 2018; Baranyi et al., 2019）。该时期的地质记录与下伏及上覆地层存在显著差异，可作为全球对比和追踪的标志层，主要表现为：(1) 特提斯洋边缘的浅水碳酸盐沉积因陆源碎屑输入的增多而被多层黑色页岩和硅质碎屑岩层所中断，指示了多阶段的湿润脉冲（Simms and Ruffell, 1989; Roghi et al., 2010; Dal Corso et al., 2015）；(2) 碳酸盐补偿深度上升，而碳酸盐生产力急剧下降（Rigo et al., 2007; Gattolin et al., 2015）；(3) 记录了多次显著的负碳同位素偏移（NCIEs）（Dal Corso et al., 2015，Dal Corso et al., 2018；Sun et al., 2016；Miller et al., 2017）。在CPE期间，发生了重大生物更替，包括陆生喜湿植物群落的扩张（Roghi et al., 2010）以及影响海洋和陆生生物的多阶段灭绝事件，其峰值时代被精确限定在CPE（Benton, 1986；Dal Corso et al., 2020）。此外，CPE在时间上与诸多重大地质事件高度吻合，包括Wrangellia大火成岩省的火山活动以及恐龙的早期辐射（Greene et al., 2010; Dal Corso et al., 2012; Bernardi et al., 2018; Jin et al., 2023）。

目前，关于CPE的海相沉积记录和主要集中于西特提斯域（例如欧洲阿尔卑斯地区）（图1A）。该区域的经典剖面积累了相对完善的沉积学与地球化学数据集（Schlager and Sch?llnberger, 1974; Simms and Ruffell, 1989; Preto and Hinnov, 2003; Gianolla et al., 2003; Roghi, 2004; Hornung and Brandner, 2005; Hornung et al., 2007a; Stefani et al., 2010; Kozur and Bachmann, 2010; Rostási et al., 2011; Dal Corso et al., 2012，Dal Corso et al., 2015，Dal Corso et al., 2018；Lukeneder et al., 2012; Arche and López-Gómez, 2014; Soua, 2014; Miller et al., 2017; Baranyi et al., 2019）。相比之下，东特提斯域的CPE记录则相对稀少。关于沉积相、地球化学示踪以及古生物地层年代学数据的详细描述，仅见于中国南方扬子地块的四川盆地西北部与南盘江盆地北部（Lehrmann et al., 2005; Sun et al., 2016，Sun et al., 2018；Zhang et al., 2018b；Shi et al., 2019; Jin et al., 2018，Jin et al., 2020，Jin et al., 2022；Zhao et al., 2022; Li et al., 2026a，Li et al., 2026b）。两者之间的主要差异在于有机碳负偏移的模式。西特提斯的海相地层序列通常表现出至少四次离散型NCIE（Dal Corso et al., 2018），而东特提斯域已报道的海相记录则多显示为单一的、持续较长时间的负偏移（图1B）（Sun et al., 2016；Shi et al., 2019）。鉴于此前的讨论有限，这一差异被初步归因于区域有机碳库的变化（Sun et al., 2016）。最近关于东特提斯域陆相地层的研究，特别是富含有机质的湖相页岩，已揭示出多次NCIE（例如Li et al., 2022；Chen et al., 2023；Lin et al., 2024）。这些发现表明，该区域卡尼期经历了更为复杂的古环境演化，同时也凸显出对该时段碳循环动力学过程的认识仍然有限。

为解决上述问题，需要来自东特提斯域的新连续海相记录。本文报道了上扬子克拉通西南缘筇竹寺盆地的一个卡尼期海相剖面（图1C）。通过综合沉积学、地球化学（碳同位素和氧同位素）以及锥形牙石-有孔虫生物地层学的分析，对CPE期间的沉积演化进行了限定。在基于锥形牙石的生物地层框架下，我们评估了碳同位素记录，并将其与西特提斯同期地层序列以及中国陆相记录进行了对比。这些数据为CPE表达的区域差异提供了新的认识，并有助于阐明全球环境扰动是如何在不同沉积体系中被记录的。

节选片段

地质背景

上扬子地块位于华南板块的西北部。其北部边界以秦岭-大别造山带为界与华北地块分隔。其西部和西南缘分别与三江造山带及松潘-甘孜地块相接，而东部和东南部则与来自下扬子地区的江南-雪峰古陆相接（Zhang et al., 1990；Munteanu et al., 2013）。从新元古代到早中生代，该地区的

方法

黄草剖面厚约200 m，已进行测量和取样，共获得145个样品，用于薄片岩相学、锥形牙石和有孔虫生物地层学以及稳定同位素地球化学研究。标准薄片制作于成都理工大学沉积地质研究院。所有的显微观察与显微摄影工作均在成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室完成。

岩石的

沉积学

在黄草剖面中，石蟆龙组出露良好（图3）。尽管局部存在小范围的覆盖段和断层，但野外并未识别出明显的地层不整合，说明该剖面至少在地表露头尺度上保存了较为连续的地层记录（图3）。

从宏观岩相角度而言，黄草剖面中的石蟆龙组以中—厚层状或块状泥质砂屑灰岩为主，局部

研究剖面中石蟆龙组的年代

筇竹寺盆地的生物地层学研究有限。目前的认识主要基于20世纪80年代开展的区域地质调查，其提供的限定较为粗略（四川省地质局，1987）。文献资料表明，晚三叠世石蟆龙组中的化石组合较为复杂，通常表现出卡尼期与诺利期类群的混合。由于缺乏具有生物地层诊断意义的指标准化石，高分辨率的

结论

本研究探讨了黄草剖面在卡尼期期间一个碳酸盐缓坡体系的沉积学与地球化学响应。δ¹³C_org记录显示至少六次显著的负偏移，表明黄草剖面记录了CPE期间多次离散的NCIE。然而，这些偏移与特提斯域同期记录的对应关系较差，暗示受到了局部沉积过程的强烈改造。

基于生物地层学

CRediT作者贡献声明

张翔：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，调查研究，数据整理，概念构思。史志强：撰写——审阅与编辑，验证，资源获取，调查研究，经费获取，形式分析，概念构思。Luka Gale：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法学。Rossana Martini：撰写——审阅与编辑，方法学。杜逸星：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，方法学，调查研究。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文所述工作的已知竞争经济利益或个人关系。

致谢

感谢成都理工大学沉积地质研究院彭世玉博士在野外工作期间提供的协助。同时感谢湖北省地质科学研究所高级工程师吴凯在部分锥形牙石样品制备方面提供的帮助。我们真诚感谢匿名审稿人提出的深刻见解和建设性建议，这些意见极大地提高了本文质量。我们亦感谢编辑Marcello Caggiati的

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