科研进展

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Biology | 海洋反复且长期缺氧促成二叠纪—三叠纪危机后生物复苏受阻

作者:袁博维,李文浩 审核人: 责任编辑: 发布时间:2026-10-16 浏览次数:10

二叠纪—三叠纪危机之后,早三叠世海洋生态系统的恢复过程漫长而曲折。海洋缺氧是否以及如何影响生物复苏,仍缺少连续地层记录的约束。英国365集团官网李文浩副教授及学生袁博维以安徽巢湖地区北平顶山剖面为研究对象,综合黄铁矿含量、黄铁矿硫同位素、有机碳同位素和V/(V + Ni)比值等指标,重建海洋氧化还原环境变化,并分析其与生物复苏的关系。

研究人员采集了覆盖中二叠统孤峰组至下三叠统南陵湖组的42件样品。结果显示,研究区早三叠世海洋反复且长期缺氧;进入斯帕斯期后,最早斯帕斯期和斯帕斯期早期晚段分别出现短暂含氧阶段。孤峰组、龙潭组、大隆组、殷坑组和和龙山组样品的黄铁矿含量普遍较低,而南陵湖组黄铁矿含量明显波动,反映海洋氧化还原状态发生多次变化。

图1 巢湖地区北平顶山剖面黄铁矿含量、V/(V + Ni)比值及碳、硫同位素记录

研究识别出的第一次含氧阶段发生在史密斯期/斯帕斯期界线附近。斯帕斯期最底部δ¹³Corg正向偏移约4‰,与约25‰的δ³⁴S正向偏移和较低的V/(V + Ni)比值(0.42)同时出现,并对应显著的生物复苏。作者认为,这一时期的海洋含氧条件有助于生物复苏;界线附近的气候冷却增强了全球海洋环流,也可能促进复苏。

第二次含氧阶段出现在斯帕斯期早期晚段,但生物复苏未能持续。中斯帕斯期δ¹³Corg约4‰的负向变化与δ³⁴S约30‰的负向变化同时出现,指示缺氧或硫化缺氧再次发展。研究人员据此指出,频繁的环境扰动以及海洋反复、长期缺氧限制了早三叠世生态系统的持续恢复。同时期其他剖面也记录到相似的碳同位素变化。

图2 二叠纪—三叠纪生物危机期间全球代表性剖面δ¹³C记录对比

该研究将黄铁矿、微量元素和碳硫同位素记录结合起来,揭示了海洋氧化还原变化与生物复苏之间的阶段性联系:短暂的海洋氧化有助于启动复苏,而持续、反复的缺氧环境则妨碍复苏延续。这些结果为认识二叠纪—三叠纪生物危机后的海洋环境变化及生态恢复过程提供了新的地球化学证据。

研究成果发表于国际期刊《Biology》,论文第一作者和通讯作者为李文浩副教授,主要从事非常规油气地质、油气成藏和地球化学等研究;第二作者为袁博维,参与结果讨论和论文修改。该研究得到国家自然科学基金项目资助。

论文信息:Wenhao Li; Bowei Yuan. Recurrent and Long-Term Oceanic Anoxia Contributed to Aborted Biotic Recovery Following the Permian–Triassic Crisis. Biology. 2026; 15(3):237. https://doi.org/10.3390/biology15030237