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四川沐川地區中三疊統凝灰巖鋯石U-Pb 年代學、地球化學特征及地質意義*

2022-07-06 12:22任光明龐維華趙俊興
礦床地質 2022年3期
關鍵詞:沐川拉丁凝灰巖

文 俊,任光明,龐維華,趙俊興

(1 成都理工大學沉積地質研究院,四川成都 610059;2 四川省地質礦產勘查開發局二零七地質隊,四川樂山 614000;3 四川省地質礦產勘查開發局張金元勞模創新工作室,四川樂山 614000;4 中國地質調查局成都地質調查中心,四川成都 610081)

自顯生宙以來,地球生物經歷了5 次滅絕,其中,二疊紀—三疊紀之交的生物滅絕事件導致了全球絕大多數的生物滅絕(任光明等,2019),至中三疊世生物才逐步得到復蘇,三疊系研究是地學研究的熱點之一(Martin et al.,2001;Lehrmann et al.,2006;Hu et al.,2011;Luo et al.,2017;Keeble et al.,2018)。

國際地層委員會三疊系分會于1991 年正式確定將三疊系劃分為3統7階(童金南等,2019),隨后,三疊紀年代地層學研究工作主要集中于各階年代地層界線層型(GSSP,俗稱“金釘子”)的選定上。由于全球各地三疊系差異較大,三疊系各階GSSP選定工作困難重重。中國南方的浙江長興煤山在2000 年被確定為三疊系底界(印度階)的GSSP(Yin et al.,2001)。隨后,拉丁階和卡尼階的GSSP 也分別在2005 年和2008 年被正式確定,其中,拉丁階的底界層型選定為意大利阿爾卑斯地區的Bagolino 剖面,以菊石Eoprotrachyceras curionii 的FAD(首現點)為標志,輔助標志牙形石是Budurovignathus praehungaricus。但這些菊石和牙形石在中國至今都還未發現,也未在拉丁階底界附近識別出具有特征性的環境事件,碳同位素在該界線附近沒有顯著波動,因此,國際上定義拉丁階底界標志化石在中國難以運用,在一定程度上影響了中國的相關地層學和地質學研究工作(童金南等,2019)。因此,中國拉丁階的底界層型剖面的選定對中國三疊系劃分及與國際標準的統一是至關重要的。目前,貴州羅甸關刀剖面被選定為中國的拉丁階層型剖面,但發現的菊石化石非常稀少,還沒有找到作為拉丁階底界定義的菊石標志化石??梢?,菊石標志化石的識別可為拉丁階層型剖面的建立提供重要古生物依據。但由于不同地區沉積古地理格局和沉積體系存在一定的差異,制約著古生物的分布,進而影響全球及中國區域地層對比。

中國西南地區早-中三疊世之交的雷口坡組或關嶺組下部及底部普遍發育多層斑脫巖化凝灰巖或水云母黏土巖,因其層面上常分布分布大小不等的黃褐色扁豆狀硅質結核顆粒,故該黏土巖又名“綠豆巖”,其厚度一般0.30~2.50 m,分布較穩定。其底部的凝灰巖常作為劃分中三疊統與下三疊統的標志層(T2/T1),眾多學者對其年齡進行了研究(Lehrmann et al.,2006;Ovtcharova et al.,2006;鄭連弟等,2010;謝韜等,2013;孫艷等,2017;馬圣鈔等,2019;任光明等,2019;王寧祖等,2019;李宸等,2020),均發現底部的凝灰巖年齡與國際地層年代表(2020版)建議的下三疊統奧倫尼克階/中三疊統安尼階(Olenekian-Anisian)界線年齡247.2 Ma 高度吻合。馬圣鈔等(2019)在四川廣安市謝家灣村中三疊統雷口坡組剖面采集凝灰巖樣品獲得的鋯石U-Pb 年齡為(242.5±0.7)Ma,此年齡值與最新國際地層年代表(2020 版)界定的中三疊統安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)較為接近,但馬圣鈔等(2019)將其解釋為早-中三疊世晚階段火山噴發沉積活動的記錄。本次在沐川地區雷口坡組下部(非底部)獲得的凝灰巖年齡為(242.5±1.2)Ma,接近于中三疊統安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma),本次獲得的凝灰巖年齡為更加深入的研究中三疊統安尼階-拉丁階界線時限提供了資料。因此,開展沐川地區中三疊統拉丁階底界凝灰巖鋯石U-Pb 年代學、地球化學研究,對研究中國三疊系劃分方案,特別是對中國中三疊世地層劃分對比及中三疊統安尼階-拉丁階界線層型剖面的建立,和研究三疊紀生物復蘇與輻射等方面都具有重要意義。

1 地層概況及采樣層位

沐川地區位于揚子陸塊西緣、四川盆地西南緣(圖1a)。自古生代以來,四川盆地整體處于被動大陸邊緣環境,以沉積海相碳酸鹽地層為主(汪澤成,2002),廣泛發育三疊紀地層。本次在沐川地區建和鄉河口村測得中三疊統完整剖面,其中,雷口坡組厚度為450 m,與下伏地層嘉陵江組呈整合接觸,與上覆地層上三疊統須家河組呈平行不整合接觸(黃涵宇等,2002)(圖1b)。

沐川地區的雷口坡組主要為一套灰色、灰黃色白云巖夾膏溶角礫巖及灰巖,通常在中三疊統雷口坡組底部穩定分布一層灰綠色沉凝灰巖(俗稱“綠豆巖”),其層厚0.34~1.44 m,底部的灰綠色凝灰巖與下伏嘉陵江組灰黃色白云巖夾膏溶角礫巖呈整合接觸(圖1c),本次在沐川地區雷口坡組下部(底部的沉凝灰巖之上)新發現了一層灰綠色沉凝灰巖(圖1d)。本次針對沐川地區河口剖面中三疊統雷口坡組下部(非底部)的凝灰巖采集了一系列樣品(具體層位見圖1c)。該層凝灰巖厚度約1.20 m,具塊狀構造(圖1e、f),呈淺灰綠色、灰白色(圖1g),鏡下可見凝灰質結構、火山灰結構,大部分火山碎屑蝕變為黏土礦物,主要由黏土礦物組成,有少量火山玻璃和石英(圖1h)。

2 樣品制備及分析方法

本文采集的沐川地區的約10 kg 的凝灰巖和5件相對新鮮的凝灰巖樣品(具體層位見圖1c)進行鋯石分選和全巖碎樣,首先將用于鋯石U-Pb 年代學測試的凝灰巖樣品破碎至100 目,經浮選和電磁選后,經淘洗、挑選出單顆粒鋯石。之后,手工挑出晶形完好和色澤度好的鋯石用環氧樹脂固定于樣品靶上。樣品靶表面經研磨拋光,直至磨至鋯石晶體近中心新鮮切面。對靶上鋯石進行鏡下透射光、反射光照相后,再對鋯石進行陰極發光(CL)圖像分析,鋯石CL 實驗是在北京離子探針中心掃描電子顯微鏡實驗室完成。最后根據陰極發光照射分析結果選擇典型的巖漿鋯石來進行鋯石U-Pb測年分析。

圖1 沐川地區構造位置圖(a,據文俊等,2022)、沐川地區區域地質簡圖(b)、沐川地區雷口坡組與嘉陵江組界線附近地層柱狀圖(c,峨眉山雷口坡組底部凝灰巖年齡數據據李宸等,2020)、沐川地區雷口坡組下部凝灰巖野外露頭(d,g)、沐川地區雷口坡組下部凝灰巖標本(e,f)與顯微照片(h)Fig.1 Structural location map of Muchuan area(a,after Wen et al.,2022),regional geological sketch map of Muchuan area(b),stratigraphic histogram near the boundary between Leikoupo Formation and Jialingjiang Formation in Muchuan area(c,age data of tuff at the bottom of Leikoupo Formation in Emeishan after Li et al.,2020),field outcrop of tuff at the lower part of Leikoupo Formation in Muchuan area(d,g),tuff specimen(e,f)and micrograph(h)at the the lower part of Leikoupo Formation in Muchuan area

鋯石U-Pb 測年工作是在中國地質科學院礦產資源研究所國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室完成,儀器為Finnigan Neptune 型MC-ICP-MS和Newwave UP 213 激光剝蝕系統。激光剝蝕所用束斑直徑為25 μm,頻率為10 Hz,能量密度約2.5 J/cm2,以He 為載氣。LA-MC-ICP-MS 激光剝蝕采用單點剝蝕的方式,數據分析前用鋯石K-1 進行調試儀器,使之達到最佳狀態,鋯石U-Pb定年以鋯石K-1為外標,w(U)、w(Th)以鋯石M127(w(U)為923×10-6,w(Th)為439×10-6,Th/U=0.475)為外標進行校正(Nasdala et al.,2008)。測試過程中每測定5~7 個樣品前后重復測定2個鋯石K-1對樣品進行校正,并測量1 個鋯石Plesovice 標準物質,以保證測試的精確度。最后數據處理采用ICPMSDataCal 程序(Liu et al.,2010),測量過程中204Pb由離子計數器檢測,204Pb含量異常高的分析點可能受包體等普通Pb 的影響,在計算時剔除。鋯石年齡諧和圖采用Isoplot 3.0 程序作圖,詳細作圖過程可參見文獻(侯可軍等,2009)。本次實驗以測試過程中離子信號穩定、鋯石測點Th-U 量在有效檢測范圍內、207Pb/235U和206Pb/238U 年齡諧和度大于95%為條件,確定參與年齡計算的有效數據。

將5 件巖石樣品進行碎樣至200 目以下用于測試主量、微量、稀土元素。主量、微量、稀土元素分析測試是在澳實分析檢測(廣州)有限公司完成的,測試方法如下:采用荷蘭生產的PANalytical PW2424型X 射線熒光光譜儀測量主量元素。首先稱取兩份試樣,一份試樣中加入含硝酸鋰的硼酸鋰-硝酸鋰熔融助熔劑,充分混合后,高溫熔融。熔融物倒入鉑金模子形成扁平玻璃片后,再用X 射線熒光光譜儀分析主量元素含量。同時另一份試樣放入馬弗爐中,于1000°C 灼燒,冷卻后稱重,樣品加熱前后的重量差即是燒失量。采用美國生產的Agilent 5110 型電感耦合等離子體發射光譜與Agilent 7900 型電感耦合等離子體質譜測量微量元素,試樣用高氯酸、硝酸、氫氟酸和鹽酸消解后,用稀鹽酸定容,再用電感耦合等離子發射光譜進行分析,若Bi、Hg、Mo、Ag、W 元素含量較高,需要做相應稀釋,再用等離子體發射光譜與等離子體質譜進行分析,元素之間的光譜干擾得到矯正后,即是最后的分析結果。采用美國生產的Agilent 7900 型電感耦合等離子體質譜測量稀土元素,往試樣中加入硼酸鋰(LiBO2/Li2B4O7)熔劑,混合均勻,在熔爐中于1025°C 熔融。待熔融液冷卻后,用硝酸、鹽酸和氫氟酸消解并定容,然后用等離子體質譜儀分析得到稀土元素含量。澳實分析檢測(廣州)有限公司采用上述測試方法、儀器和流程能夠保證樣品測試精度。主量元素分析精度和準確度優于5%,微量、稀土元素分析精度和準確度均優于10%。

3 分析結果

3.1 鋯石U-Pb年齡

凝灰巖樣品中鋯石的陰極發光和透射光照片見圖2。大部分鋯石呈無色透明,多呈長-短板狀晶形,自形-半自形晶,具有環帶結構,鋯石粒徑長×寬一般為(80~400)μm×(50~100)μm,鋯石顆粒邊緣沒有變質成因的增生邊,顯示為巖漿成因鋯石。從鋯石的陰極發光圖像來看,鋯石具有典型的巖漿震蕩環帶,部分鋯石核幔結構清楚,如點MC-3、MC-5、MC-7、MC-19、MC-28、MC-34、MC-35,核部顏色較深,內部有一定的環帶結構,與邊緣界線清楚,顯示巖漿鋯石結構特征(圖2)。鋯石測點w(Th)、w(U)范圍分別為57.4×10-6~2040×10-6和142×10-6~2300×10-6,Th/U之比為0.19~1.40,表現出鋯石都具有巖漿成因的特點(表1)。

圖2 川南沐川地區雷口坡組下部凝灰巖鋯石陰極發光圖像Fig.2 Zircon cathodoluminescence image of tuff from lower Leikoupo Formation in Muchuan area,southern Sichuan

從表1 鋯石U-Pb 測年分析結果中可以看出,沐川地區雷口坡組凝灰巖(MC01)37 個鋯石測點數值中,僅有MC-6(捕獲鋯石)在242 Ma 之外,206Pb/238U年齡值為1103.0 Ma,記錄了區域上晉寧期巖漿活動。其余36 個鋯石測點均在242 Ma 附近,242 Ma附近的鋯石年齡做諧和圖,鋯石均落入諧和曲線及其附近(圖3),表明其數據較為可靠。206Pb/238U 加權年齡為(242.5±1.2)Ma(MSWD=0.93,n=22)(圖3),代表沐川地區雷口坡組下部凝灰巖的噴發沉積年齡。

圖3 沐川地區雷口坡組下部凝灰巖鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和加權年齡平均值(b)Fig.3 Zircons U-Pb ages concordant diagram(a)and weighted average age(b)of tuff from lower Leikoupo Formation in Muchuan area

表1 沐川地區雷口坡組下部凝灰巖鋯石U-Pb測年分析結果Table 1 Zircon U-Pb dating results of tuff from lower Leikoupo Formation in Muchuan area

3.2 巖石地球化學特征

從表2 可以看出,沐川地區凝灰巖主量元素w(SiO2)為62.46%~63.12%(平均62.74%),具中酸性巖特征;w(TiO2)為0.21%~0.26%(平均0.23%),w(Al2O3)為14.63%~15.23%(平均14.89%),w(TFe2O3)為1.42%~1.49%(平均1.46%),w(MgO)為6.53%~6.66%(平均6.60%),w(CaO)為0.45%~0.49%(平均0.47%),w(Na2O)為0.03%~0.05%(平均0.04%),w(K2O)為7.80%~7.94%(平均7.87%),w(P2O5)為0.18%~0.21%(平均0.20%)??傮w上研究區的凝灰巖具有富硅、鋁、鉀、鎂,貧鐵、鈉、磷、鈦的特征。

5 件樣品稀土總量ΣREE 介于119.24×10-6~125.15×10-6,輕、重稀土元素比值LREE/HREE 為3.92~4.10,稀土元素配分圖解(圖4a)顯示略右傾的曲線,且輕稀土元素傾斜(LaN/SmN=2.11~2.21),重稀土元素相對平緩(TbN/YbN=1.61~1.73),LaN/YbN為4.26~4.45,具有極明顯負Eu 異常(δEu=0.14~0.16)。另外,凝灰巖沒有明顯的負鈰異常(δCe=1.06~1.09),也證實其火山灰沉積的特征。

從表2 可以看出,沐川地區凝灰巖微量元素w(Th)為30.9×10-6~31.4×10-6(平均31.2×10-6),w(Hf)為4.90×10-6~5.30×10-6(平均5.10×10-6),w(Zr)為157×10-6~172×10-6(平均165×10-6),w(U)為10.2×10-6~11.0×10-6(平均10.6×10-6),w(Rb)為257×10-6~260×10-6(平均259×10-6),w(Nb)為13.1×10-6~13.6×10-6(平均13.3×10-6),w(Ta)為1.30×10-6~1.50×10-6(平均1.40×10-6),w(Li)為402×10-6~410×10-6(平均406×10-6),Li 元素較為富集。從微量元素蛛網圖(圖4b)中可以看出,Li、Rb、Th和U 等大離子親石元素明顯富集,Ba、Nb、Sr等高場強元素相對虧損。

表2 沐川地區雷口坡組下部凝灰巖主量元素(w(B)/%)和微量元素(w(B)/10-6)分析結果Table 2 Analysis results of major elements(w(B)/%)and trace elements(w(B)/10-6)in tuff of lower Leikoupo Formation in Muchuan area

圖4 沐川地區雷口坡組下部凝灰巖稀土配分圖(a)和微量元素蛛網圖(b)(稀土、微量元素標準化數值據Sun et al.,1989)Fig.4 REE distribution map(a)and trace element cobweb map(b)of tuff in the lower part of Leikoupo Formation in Muchuan area(standardized values of rare earth and trace elements after Sun et al.,1989)

4 討論

4.1 中三疊統安尼階-拉丁階界線年齡及雷口坡組沉積時代

國際地層委員會三疊系分會(STS)于2005 年將拉丁階的底界層型選定為意大利阿爾卑斯地區的Bagolino剖面,以菊石Eoprotrachyceras curionii 的FAD 為標志,輔助標志牙形石是Budurovignathus praehungaricus,但這些菊石和牙形石在中國至今都還未發現(童金南等,2019)。目前,中國將早三疊世—中三疊世生物和環境演變研究經典的貴州羅甸關刀剖面作為拉丁階的底界層型剖面,但在此剖面上還沒有找到作為拉丁階底界定義的菊石標志化石,也未在拉丁階底界附近識別出具有特征性的環境事件,碳同位素在該界線附近沒有顯著波動,因此,不具進行地層識別和對比的潛力(童金南等,2019)。綜上所述,拉丁階的底界層型剖面在中國的選定和運用較為艱難。

Mundil等(1996)在南阿爾卑斯層型剖面所在地區拉丁階底界之下的N.secedensis 帶下部兩層火山凝灰巖的同位素測年結果為(241.2+0.8/?0.6)Ma,估算拉丁階的底界年齡為241 Ma。由于N.secedensis帶略晚于E.curionii 帶(Brack et al.,2005),因 此Mundil等(1996)估算的拉丁階底界年齡(241 Ma)略晚于最新國際地層年代表(2020 版)界定的安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)。Wotzlaw 等(2018)根據新的高精度同位素測年并結合旋回地層學研究,更精確地估算出該界線的年齡值為241.464 Ma,同樣略晚于最新國際地層年代表(2020 版)界定的安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)。Liu 等(2018)在山西西部二馬營組上段中部和銅川組二段底部2 個鋯石U-Pb 年齡分別為(243.53±0.21)Ma 和(241.48±0.07)

Ma,與意大利拉丁階層型剖面地區同位素測年結果比較,這2 個年齡值都很接近于拉丁階的底界。四川廣安市謝家灣村中三疊統雷口坡組剖面的凝灰巖樣品獲得的鋯石U-Pb 加權平均年齡為(242.5±0.7)Ma(馬圣鈔等,2019),此年齡值與最新國際地層年代表(2020 版)界定的安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)較為接近。

本次獲得雷口坡組下部(非底部)凝灰巖的鋯石U-Pb 年齡為(242.5±1.2)Ma(MSWD=0.93,n=22),雖說其精度誤差沒有TIMS法高,這主要是由于分析方法不同所導致的,其年齡值與最新國際地層年代表(2020 版)建議的安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)以及Mundil 等(1996)獲得的拉丁階的底界年齡(241 Ma)和Wotzlaw 等(2018)獲得的拉丁階的底界年齡(241.464 Ma)在誤差范圍內基本一致,顯然雷口坡組下部為與安尼階相近的地層,雷口坡組上部跨入拉丁階,沐川地區雷口坡組沉積時代為中三疊世安尼期和拉丁期,與前人得到的雷口坡組底部凝灰巖為下三疊統奧倫尼克階/中三疊統安尼階(Olenekian-Anisian)界線的認識相一致。同時,沐川地區雷口坡組下部凝灰巖年齡的獲得及該火山事件的識別,為研究中國三疊系劃分方案、中三疊統安尼階-拉丁階界線的時代、區域地層對比,以及探索三疊紀生物復蘇與輻射等熱點進一步提供年代學依據。已有研究顯示,在中三疊世240 Ma 左右,哀牢山洋向東西兩側俯沖,在洋盆東側的華南地塊西緣發育火山弧和弧后盆地,隨著洋殼的俯沖消減,洋盆于晚三疊世(230 Ma)最終關閉,導致陸-陸碰撞(Xu et al.,2019)。而本次在沐川地區雷口坡組下部發現凝灰巖并獲得其年齡,進一步確定了晚二疊世末期到中三疊世拉丁期華南地塊西南緣存在強烈的多期火山活動,其可能與華南西南緣陸塊的裂解與匯聚有關。

4.2 中三疊統拉丁階底界附近凝灰巖的成因

研究區凝灰巖具高硅、鋁、鎂、鉀,低鐵、鈦,與中酸性巖漿巖的化學成分相似(路風香等,2012);TiO2/Al2O3比值介于0.014~0.018,均小于0.02,表明凝灰巖屬于酸性火山灰成因(陳好壽,1994);具有極明顯負Eu異常(δEu=0.14~0.16),也證實其為酸性火山噴發物(Liu et al.,2017)。在Zr/TiO2-Nb/Y 圖解(圖5a)中,研究區拉丁階底界附近凝灰巖樣品及西南地區的T1/T2界線凝灰巖樣品均落入英安巖區,表明研究區拉丁階底界附近凝灰巖的形成可能與中酸性巖漿作用有關。李宸等(2020)、劉建清等(2021)分別對峨眉山雷口坡組和鹽津地區關嶺組(與雷口坡組層位相當)凝灰巖進行研究發現,均具有長英質火山巖的特征,表明可能與中酸性巖漿活動有成因聯系,均與本文的認識相符。

研究區位于華南板塊西北部,中三疊統屬于典型的海相碳酸鹽巖臺地環境,火山噴發物質在沉積成巖過程中其化學組分會發生變化,而Nb、Ta、Zr、Hf、Th、Sc、REE 等化學活動性較弱,能夠保存原始火山物質的化學成分特征,可作為凝灰巖物源屬性的判別依據(Taylor et al.,1985)。在Ti-Zr 圖解(圖5b)中,研究區拉丁階底界附近凝灰巖樣品及西南地區的T1/T2界線凝灰巖樣品全部落入長英質弧巖漿范圍內。另外,樣品的REE 配分模式為右傾型,相對富集輕稀土元素(LREE)和大離子親石元素(LILE),虧損高場強元素(Nb、Ta 等),具有明顯的Eu 負異常,表現出與大洋俯沖消減作用有關得到島弧/陸緣弧火山巖相似的地球化學特征(Condie,1985;He et al.,2014)。綜上所述,筆者認為拉丁階底界附近凝灰巖的原巖應該是火山活動產生的中酸性火山物質?;鹕絿姲l的中酸性火山灰經過搬運后,在海相碳酸鹽臺地環境下沉積,在富鎂的環境下水解風化形成黏土礦物,又在富鉀的地下水作用下轉變成以蒙脫石、水云母為主的黏土巖。

圖5 沐川地區雷口坡組下部凝灰巖Zr/TiO2-Nb/Y 圖解(a,據Winchester et al.,1977)和Zr-Ti 圖解(b,據Pearce,1982)重慶溫泉鎮及四川廣安市謝家灣凝灰巖數據來自馬圣鈔等,2019;貴州黔西縣凝灰巖數據來自王寧祖等,2019;右江盆地敢南凝灰巖數據來自向坤鵬等,2019Fig.5 The Zr/TiO2-Nb/Y diagram(a,after Winchester et al.,1977)and Zr-Ti diagram(b,after Pearce,1982)of claystone samples from the lower part of the Leikoupo Formation in the Muchuan areadata of Wenquan town tuff in Chongqing and Xiejiawan tuff in Guang'an City,Sichuan after Ma et al.,2019;data of Qianxi County tuff in Guizhou Province after Wang et al.,2019;data of Gannan tuff in Youjiang Basin after Xiang et al.,2019

4.3 火山活動對中三疊紀生物復蘇及中國安尼階-拉丁階界線層型剖面選擇的影響

二疊紀—三疊紀之交的全球性生物滅絕事件(PTB 生物滅絕事件)導致了90%以上海洋生物和70%的陸生脊椎動物及大多數植物屬種滅絕(Stanley et al.,1994),直到中三疊世全球生態系統才得以復蘇(Hu et al.,2011)。生物滅絕事件從晚二疊世(260 Ma)延續到了中三疊世初期(247 Ma),持續時間達13 Ma(殷鴻福等,2013)。已有研究表明,中三疊世安尼期是PTB生物滅絕事件之后生物全面復蘇與輻射的重要時期(Hu et al.,1994;黃金元等,2010),生物系統經歷了5~7 Ma 之久才實現了完全復蘇(童金南等,2009;周長勇等,2017),這正好是生物遲滯復蘇的表現(童金南等,2005)。探索三疊紀生物遲滯復蘇的原因一直是國際地學界的研究熱點。近年大量研究資料表明,多期次的火山活動因巖漿脫氣作用釋放出CO2、SO2等氣體(Self et al.,2006)、巖漿與富含有機質沉積巖或油氣發生接觸熱變質作用產生CO2、CH4等氣體(Svensen et al.,2004)、火山灰(Robock,2000)及火山作用引發的黑炭事件(Shen et al.,2011)等加劇了全球氣候及生態環境惡化。PTB 生物滅絕后,中三疊世—晚三疊世生態環境普遍出現間歇性環境惡化事件(Tong et al.,2007)和生物群遲滯復蘇及不連續性演化現象(Payne et al.,2004),該時期被稱為突變期(童金南等,2014),可能與多期次火山活動存在某種特殊的聯系(任光明等,2019)?;鹕交顒有纬苫鹕?沉積地層時,可能會導致氣候及生態環境惡化,進而使生物演化變得緩慢甚至滅絕。中三疊世安尼期是生態系統得到全面復蘇與輻射的時期,羅平生物群是三疊紀生物全面復蘇與輻射的標志性生物群,它是以食物鏈頂端的海洋爬行動物為主而重建的正常海洋生態系統(Hu et al.,2011;張杰等,2018)。國際地層委員會三疊系分會(STS)將拉丁階的底界層型選定為意大利阿爾卑斯地區的Bagolino剖面,以菊石Eoprotrachyceras curionii 的FAD 為標志,輔助標志牙形石是Budurovignathus praehungaricus,但這些菊石和牙形石在中國至今都還未發現(童金南等,2005)。這是否與安尼期末期或拉丁階初期的火山活動導致的環境惡化有關?本次在沐川地區雷口坡組下部發現了噴發時代為(242.5±1.2)Ma 的凝灰巖,另外在四川廣安市謝家灣村中三疊統雷口坡組也同樣存在噴發時代為(242.5±0.7)Ma的凝灰巖(馬圣鈔等,2019),證實了四川地區安尼期-拉丁期交替時期又發生了火山活動。安尼期-拉丁期交替時期發生的火山活動可能影響了生物的演化,甚至導致了部分生物死亡絕滅,故而難以尋找到標志化石劃分中國中三疊統安尼階-拉丁階界線,但也有可能在受火山活動影響較小的和平區域可以尋找到標志化石,建議加深對中三疊世火山活動的研究,為中國三疊系劃分方案、中三疊世地層劃分對比及探索三疊紀生物演化-復蘇等提供資料。

5 結論

(1)獲得沐川地區中三疊統安尼階拉-丁階界線年齡為(242.5±1.2)Ma(MSWD=0.93,n=22),在誤差范圍內與最新國際地層年代表(2020版)建議的安尼階-拉丁階界線年齡(242 Ma)完全吻合,說明雷口坡組下部為與安尼階相近的地層,雷口坡組上部跨入拉丁階,沐川地區雷口坡組沉積時代為中三疊世安尼期和拉丁期,與前人得到的雷口坡組底部凝灰巖為下三疊統奧倫尼克階/中三疊統安尼階(Olenekian-Anisian)界線的認識相一致,為研究中國三疊系劃分方案、中三疊世地層劃分對比進一步提供年代學依據。

(2)沐川地區中三疊統安尼階-拉丁階界線附近的凝灰巖顯示出明顯富K2O、MgO,明顯負銪異常的特征,其物源可能來自古特提斯洋俯沖作用形成的大陸巖漿弧。多期次的火山活動可能是導致早-中三疊世生態環境間歇性惡化和生物遲滯復蘇的重要原因,安尼期-拉丁期交替時期發生的火山活動可能影響了生物的演化,故而難以尋找到標志化石劃分中國中三疊統安尼階-拉丁階界線,加深對中三疊世火山活動的研究,可為中國三疊系劃分方案、中三疊世地層劃分對比及探索三疊紀生物演化-復蘇等提供資料。

致 謝衷心感謝審稿專家對本文提出了寶貴的修改意見。

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