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贵州晚三叠世关岭生物群集群死亡事件探秘


□ 王传尚等

王传尚 汪啸风 陈孝红 程龙

  关岭布依族苗族自治县位于贵州省西南部,隶属于安顺市,境内山脉属于乌蒙山系,山体起伏绵延。这里的碳酸盐岩分布广泛,岩溶地貌千姿百态。就在这片崇山峻岭中,蕴藏着一个精美且具有重要科学意义的古生物化石群——关岭生物群。它包含了晚三叠世(2亿2千万年前)的许多重要生物,如个体巨大的鱼龙和海婶等海生爬行动物,密密匝匝倒悬在海洋中浮木上的海百合,以及大量的双壳类、腕足类和菊石类等无脊椎动物。

  虽然这一曾经生机盎然的生物群早已灭绝,这里只有见证了那段沧海桑田变化历程的岩石仍巍然屹立,但科学家从这些晚三叠世海洋所留下的沉积物中探查到了关岭生物群演化与灭亡的蛛丝马迹,寻找到了当初它们生息繁衍和集群死亡的重要线索,为我们还原了一个2亿2千万年前的海洋世界。

  静寂的世界——缺氧事件

  在关岭三叠系小凹组地层中,最令人瞩目的沉积现象是水平层理的发育。水平层理是指示海洋环境的良好标志, 因为只有在水动力十分微弱的条件下,才有可能形成万卷书般的水平层理。那么,海洋中的什么环境存在这种水动力条件呢?人们通常的答案是:深海。但这仅仅是一种可能性,还需要更多的证据来证实。

  研究人员在小凹组地层下部还发现了铁锰结核。根据目前的相关研究,铁锰结核通常存在于大洋环境中,因此这一发现鼓舞了那些持有深海观点的研究者。然而在研究这些铁锰结核的出露情况时,研究人员发现它们均赋存于强风化岩石及其土壤中,未被风化的岩石中却不见其踪迹。科研人员由此认为这些铁锰结核是后期的风化作用改造而成的,而非原生沉积。

  王砚耕等人2004年的研究结果已经证实了这一观点。在关于上述铁锰结核的研究中,他们发现其岩石的地球化学特征无论与现代海洋比较,还是与古代海洋的铁锰结核或结壳比较,均有较大差别。这些铁锰结核应该是晚三叠世外陆棚较深水域热水沉积的铁锰质泥灰岩或钙质泥岩,在晚新生代以来地壳隆升后,经长期风化淋滤作用形成的。与南非Ryedale矿区二叠纪地层中的铁锰沉积物经新生代风化作用形成铁锰土的成因相似。

  铁锰结核作为大洋存在的证据就这样被否定了,现在,我们的研究又回到了起点。这些水平层理的形成环境会是浅海吗?如果假设这些具有水平层理的岩石是在相当浅的海盆中形成的,那么如此浅的水域如何能容得下躯体如此庞大的鱼龙在里面自由邀游?又如何能够保证这些海生爬行动物和海百合等生物死后不被海洋风暴破坏呢?

  对古代海水深度的不同观点激发着人们的探索欲望,但是直至今天,关于当时的海水深度还没有一个令人信服的结论。不过有一点可以确认,即当时的关岭海盆处于一个相当宁静的海洋环境。2003年,陈孝红等人在岩石学、地球化学和古生态学研究的基础上,提出了关岭地区当时可能处于一个局限的海湾环境且雨水充沛的观点,即当时的古气候具有热带、亚热带的特点。

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摘自:大自然
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