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三疊紀
來源:互聯網

三疊紀(Triassic)是中生代的第一個紀,其時間劃分為251.902±0.024Ma-201.4±0.2Ma,前為二疊紀,后為侏羅紀,歷時5000萬年,共分為三統七階,已建立3個“金釘子”,即下三疊統印度階(三疊系底界)、中三疊統拉丁階和上三疊統卡尼階,其余四個階的“金釘子”暫未確立。底界劃分來自同位素測年為251.902±0.024Ma的三疊系下三疊統底界“金釘子”——印度階“金釘子”,頂界劃分來自同位素測年為201.4±0.2Ma的侏羅系下侏羅統底界“金釘子”——赫塘階“金釘子”。

三疊紀處于海西構造階段之后聯合古陸發展的頂峰時期,全球板塊格局可以簡要概括為“一陸和一洋”,“陸”指的是超級泛大陸,“洋”指的是貫穿整個三疊紀的泛大洋。早三疊世海侵規模不大,中三疊世開始逐漸加大,除地槽區被海水占據外,也侵入到大陸邊緣的沉陷帶,出現了地臺型的淺海、濱海瀉湖或海灣型沉積。在中-晚三疊世大海退之后,全球普遍發育海陸交互相沉積,出現大量煤系地層

三疊紀時期氣候大概分為兩大階段,三疊紀前期與晚二疊世差別較小,以干燥炎熱為主要特征,到了后期轉變為了溫暖潮濕氣候,出現了大片森林。全球各地情況不一,例如在早、中三疊世時期,可以大致劃分出三個不同的氣候帶,特提斯海域屬于熱帶亞熱帶氣候;中歐、東歐和中國華北和華南等地區屬于干燥氣候帶;西伯利亞地區、庫茲涅茨等地則屬于溫濕氣候帶。

三疊紀的開始和結束均伴有大規模的生物集群滅絕事件,即二疊紀三疊紀之交和三疊紀-侏羅紀之交的大滅絕事件,這兩次事件對海洋和陸生生物的演替造成了重大影響。在二疊紀-三疊紀之交的生物大滅絕事件后,古生代演化動物群大量滅絕,以軟體動物門和四足動物為主導的現代演化生物群開始大量繁衍。三疊紀脊椎動物以海生爬行動物的繁衍為特征,出現多門類的海生爬行動物、陸生爬行動物在晚三疊世開始大量出現。三疊紀陸生植物則以裸子植物中的松柏蘇鐵、銀杏類及蕨類中真蕨綱最為繁盛。

命名

“Triassic”這一名稱來自于德國南部,最初由德國學者馮·阿爾伯特(von Alberti)于1834年命名,意指在德國和歐洲西北部廣泛分布的一套可明顯三分的地層組合(tri-意為“三”),上部為紅色泥灰巖,屬陸相和潟湖相,稱考依波統(Keuper);中部為海相的介殼大理石,稱介殼灰巖統(Muschelkalk);下部為陸相的雜色砂頁巖,稱斑脫砂巖統(Buntsandstein),簡稱斑砂統。因而被命名為三疊系(Trias),又因這套地層發現于德國的孚日山(Voges),于是又將這個以陸相為主的三疊系稱為德國式或孚日山式三疊系。

時期劃分

國際地層年代表

國際地層委員會三疊系分會(STS)于1991年表決通過了三疊系“三統七階”的年代地層劃分方案,隨后被國際學者廣泛采用。三疊系地層系統中自下而上依次為三疊系下三疊統(印度階、奧倫尼克階);三疊系中三疊統(安尼階、拉丁階);三疊系上三疊統(卡尼階、諾利階、瑞替階)。在三疊系“三統七階”中,三個階的“金釘子”已建立,其余四個階的“金釘子”研究工作仍在進行中。

中國地層表

中國地質調查局和全國地層委員會組織實施下,經原國土資源部批準(國土資[2014]374號)出版發行了《中國地層表(2014)》,《中國地層表》《中國地層指南及中國地層指南說明書》是中國地質行業標準規范重要內容之一,在參考國際地層學研究的基礎上編制了中國地區的地層年代表。雖然《中國地層表》中使用的是海相地層建階方案,但由于中國三疊紀同時有海、陸相沉積,且“南海北陸”分區明顯,因此中國的三疊系地層的劃分還包括了一套陸相地層的劃分。具體而言,海相三疊系采用“三統六階”的劃分方案,陸相三疊系采用“三統七階”的劃分方案。

地史特征

全球構造

三疊紀時期,全球板塊格局可以概括為“一陸和一洋”,“陸”指的是超級泛大陸,“洋”指的是貫穿整個三疊紀的泛大洋。海相沉積主要延大陸邊緣發育,在泛大洋和特提斯洋之間的島鏈上也有發育,大陸內部主體發育陸相沉積。海西運動以后,在阿爾卑斯以北的歐洲地區、烏拉爾山區、北美東部及喜馬拉雅山以北的亞洲地區,許多古晚生代的地槽轉變成為了穩定區。

陸地

三疊紀時期,地球上的所有板塊已合并成一個超級大陸,即泛大陸(Pangea)。泛大陸覆蓋了整個地球的四分之一,以赤道為中線幾乎對稱分布,延伸至北緯85°至南緯90°之間,形成了一條經度約60°的狹窄地帶。北半球是一個完整的勞亞大陸南半球是另一個完整的岡瓦納大陸。勞亞大陸大致是由現今北美、歐洲亞洲的大部分地區組成,而南部的岡瓦納大陸則主要是由現今的非洲、阿拉伯、印度、澳洲組成。地球上其余的地方則是“泛大洋”,因此,泛大陸外圍被泛大洋環繞,沿著泛大陸周緣形成了一系列的俯沖帶,弧后盆地廣泛發育。

進入三疊世以來,泛大陸開始緩慢地進行逆時針旋轉,并逐漸向北漂移。三疊紀早期是西伯利亞地區主要的構造和巖漿活動期,發育西西伯利亞、皮亞西納-哈坦加(Pyasina-Khatanga)和南喀拉海裂谷系,三疊紀中期之后,北美洲東部、歐洲中、西部及非洲西北部,發育了中大西洋裂谷系。至中-晚三疊世,泛大陸開始逐漸裂解,南部岡瓦納大陸裂解成南美洲板塊非洲板塊、印度板塊、南極洲板塊和澳大利亞板塊,北部逐漸裂解為北美洲板塊歐亞大陸板塊,長久聚集的陸地邁向分裂。由于華北、揚子以及基默里陸塊群不斷向北漂移,三疊世中期時華北和揚子陸塊發生碰撞。晚三疊世中期時古特提斯洋關閉,基默里陸塊群與歐亞大陸碰撞導致在歐亞大陸南緣發生造山作用。

海洋

隨著板塊的漂移和連接,歐洲、非洲、澳大利亞以及華南、華北地區等大陸(塊)中間形成了一個新的大洋——特提斯洋,呈現出西部狹窄甚至封閉的狀態,東部則較為遼闊。圍繞泛大陸的是泛大洋(Panthalassa),大約占據地球表面70%的面積,其西部延伸至泛大陸中間,與特提斯洋相連。特提斯洋主要的范圍在南緯30°至北緯30°之間,屬于熱帶亞熱帶區。由此可見,當時的海相沉積僅分布在特提海區和環太平洋海區的周圍,其余地區基本都是陸相和海陸交替相沉積。

地層及地理特征

三疊紀是中生代的第一個紀,早三疊世海侵范圍相對不大,陸相紅層和海相地層中膏鹽沉積發育。海侵范圍在進入中三疊世后開始增大,海水入侵到大陸架形成陸表海等,在一些地區形成聚煤環境。在中-晚三疊世大海退之后,全球普遍發育海陸交互相沉積,出現大量煤系地層。

礦產

三疊紀礦產主要有石油、天然氣、石膏、煤、石鹽、鐵等沉積礦產。礦產的產生與當時的氣候環境關系頗為密切,其中以煤、石油、天然氣、石膏與鹽類、鐵最為重要。

三疊紀早期、中期全球氣候炎熱干燥,聚煤作用幾乎終止,而晚三疊世其后轉為潮濕,華南聚煤域為熱帶亞熱帶潮濕氣候區,聚煤作用強烈。以中國為例,川滇盆地、湘贛粵盆地發育近海型海陸交互相含煤巖系,含煤豐富,儲量較大,煤質較好,成為晚三疊世重要聚煤區;華北、西北和東北地區晚三疊世廣泛分布了陸相含煤盆地,但媒質較差。

石油與天然氣

中國北方陸相三疊系中的含油地層,有準噶爾盆地的克拉瑪依組、陜甘寧盆地的銅川組等層位。早三疊世晚期嘉陵江組是有名的天然氣儲集層,川中、川西北的雷口坡組、須家河組,也見有具備工業意義的石油天然氣,上三疊統多產油母頁巖,且南方和北方均有產出。

揚子淺海的川東北地區,下三疊統上部嘉陵江組是中國的天然氣儲集層。松遼盆地的松花江群是著名大慶油田的生油層和儲油層,也是世界上有代表性的陸相大型油田。塔里木西南緣的英吉莎群代表濱淺海型重要油田。

石膏與鹽類

揚子淺海在早三疊世至中三疊世普遍出現咸化潟湖環境,形成石膏礦產。在上揚子海盆的川中地區,還共生有鹽巖和鹵水,是尋找鉀鹽的遠景區。

金屬礦

金屬礦與巖漿活動有關,如中國秦嶺和華南各省的部分鎢錫等多金屬礦床;羌塘高原有銅、鋅、石棉礦床等。

氣候環境

三疊紀期間的全球氣候條件似乎比現在更加均勻,沒有極地冰。赤道和兩極之間的溫差較為溫和,并不極端,這將導致生物棲息地的多樣性減少。據推測,由于泛大洋的體積很大,三疊紀期間的海洋環流模式相對簡單,由每個半球的巨大單環流組成。

三疊紀時勞亞大陸(北方大陸)位于北半球特提斯海大致處于赤道附近,存在熱帶亞熱帶氣候,岡瓦納大陸(南方大陸)大部分處于南半球。根據古氣候標志的特質可以認為三疊紀的氣候為干燥溫暖,無冰川沉積,且無論是在低緯度還是高緯度地帶都普遍有砂巖和紅層巖沉積,煤層很少。晚三疊世時北方干燥氣候帶顯著縮小,說明氣候已轉潮濕。三疊紀的情況大致可以被分為前后兩個階段:三疊紀前期是晚二疊世氣候的延續,以干燥炎熱為主,廣泛出現紅層、蒸發巖類和耐旱的植物;三疊紀后期轉變為溫暖潮濕氣候,普遍形成含煤地層。相比較三疊紀早期和晚期的研究,對于三疊紀中期的氣候情況研究較少。

放眼全球,各地情況也有所差異。在早、中三疊世時期,大致可以劃分出三個不同的氣候帶。一為特提斯海域的熱帶亞熱帶氣候,廣泛發育三疊紀大理石,某些地區出現了生物礁;二為干燥氣候帶,包括中歐、東歐、中國華北和華南等地區,紅層和蒸發巖類廣泛分布;三為溫濕氣候帶,包括西伯利亞地區、庫茲涅茨等地,三疊系含煤沉積發育。在晚三疊世時,北方干燥氣候帶明顯縮小,中國華北、華南等地出現含煤沉積,說明當時氣候已轉為潮濕。

生命發展

二疊紀到三疊紀,也是從古生代進入中生代,生物界發生了重大變化。許多二疊紀末期的生物種類滅絕,例如三葉蟲、四射珊瑚等滅絕,大量腕足動物門減少。植物界同樣有明顯變化,裸子植物大量增加。

脊椎動物

早、中三疊世脊椎動物是晚二疊世類型的延續與發展,迷齒兩棲綱和爬行類中的二齒獸下目十分繁盛。三疊世中晚期則出現了陸生恐龍類和返回海洋生活的恐龍類,以及最原始的似哺乳類(摩根尖齒獸、三尖齒獸類等),分布于世界各地,標志著爬行綱進入一個新的演化階段。三疊世后期出現在海洋生活的魚龍目,并在侏羅紀成功占據海洋領域。三疊世后期的魚類則以全骨魚為主。

無脊椎動物

三疊紀期間,海生及陸生無脊椎動物均十分繁盛。海生無脊椎動物包括菊石亞綱瓣鰓綱六射珊瑚等類別;淡水無脊椎動物最重要的則是雙殼類,以蚌科為主,多集中于晚三疊世,同時介形亞綱和葉肢介亦有所發育,往往具地方性特征。

植物類

三疊紀以裸子植物松柏、蘇鐵、銀杏及蕨類植物中真蕨類繁盛為特征。古生代高大的石松門至三疊紀僅存矮小得分肋木(Pleuromeia),該屬在世界各地的早三疊世廣泛分布,生在在近海環境中,已成為重要的標準化石。

從全球范圍看,三疊紀早期,北美和歐洲大陸氣候干旱,森林植物僅生長在有限的地區,如在北半球沼澤區中,草本石松植物肋木(Pleuromeia)與木賊新蘆木(Neocalamites)共生。晚三疊世時,北半球北方出現北帶植物群。在哈薩克西部,有以丁菲羊齒(Thinnfeldia)、麗羊齒、鱗羊齒(Lepidopteris)、魚網葉(Sagenopteris)、擬丹尼蕨(Dan-aeopsis)等組成的植物群。北半球南帶則具有大量蘇鐵植物和雙扇蕨科的植物群,其中蘇鐵植物包括蕉羽葉(Nillsonia)、側羽葉(Pterophyllum)等,雙扇蕨包括網脈蕨(Dictyophyllum)、奇葉蕨(Thaumatopheris)等。南半球的植物群,在三疊紀以具有種子蕨門(Dicroidium)為特征,早期在此區舌羊齒屬有所發育,有時與裂鞘葉、匙葉伴生。晚期種子蕨和鱗羊齒較為常見。

在中國,早三疊世前期繼承了了晚二疊世的干旱氣候,出現了以肋木和伏脂杉為代表的植物群;中三疊世由于干熱、半干熱的氣候向溫濕氣候轉變,植物趨向繁榮,出現典型的中生代類型;晚三疊世時,北方區已處于亞熱帶溫帶環境,植物更趨繁盛,其中真蕨綱極為繁盛,有著重要的地層和古氣候學意義。

以古天山(或古昆侖山脈)—古秦嶺—古大別山一線為界,中國可劃分為南北兩個植物地理區,北方區也被稱為內陸植物區。

三疊紀大滅絕

二疊紀-三疊紀生物滅絕事件

二疊紀-三疊紀生物滅絕事件,也被稱為晚二疊世滅絕事件,是地球上已知最嚴重的滅絕事件,形成了二疊紀和三疊紀地質時期之間的邊界,也是古生代新生代的轉折點。以往科學家認為跨越二疊紀-三疊紀邊界的巖石序列太少,并且包含太多的間隙,科學家無法可靠地確定其細節,但現在已有研究表明該大滅絕事件發生在251.941±0.037和251.880±0.031萬年前,持續時間為60±4.8萬年。

二疊紀三疊紀生物滅絕事件的成因存在多種可能,包括缺氧、氣候變暖、外星撞擊及其他潛在原因。

在這次事件中,海洋生態系統中超過90%的生物物種滅絕,古生代占主導地位的許多生物門類都遭受到重創甚至完全消失,如腕足動物門、三葉蟲、四射珊瑚等,原本不占主導地位的類群在此次事件后迅速崛起,成為海洋中主要生態空間的主人翁,如軟體動物門瓣鰓綱腹足類動物等。在陸地上,四足類和植物在二疊紀—三疊紀邊界的多樣性顯著降低,僅有30%的陸生脊椎動物存活到三疊紀。

三疊紀末生物滅絕事件

三疊紀末生物滅絕事件是發生在三疊紀末期(約2.52億至2.01億年前)的全球滅絕事件,其嚴重程度在跨越地質時間的五次主要滅絕事件中排名第四。

與二疊紀—三疊紀生物滅絕事件一樣,三疊紀末生物滅絕事件的發生原因存在多種說法,包括海洋酸化與缺氧、溫室效應、野火作用等。

這次滅絕事件對部分生物門類影響極大,如軟體動物門中的瓣鰓綱菊石亞綱牙形石腕足動物門等,都發生了大規模的滅絕和演替。其中,在三疊紀占主導地位的齒菊石類全部滅絕,雙殼類近半數的屬和大部分種在此次事件中消失,古生代和三疊紀重要的地層標志分子——牙形刺全部滅絕,珊瑚中約96%的屬級分類單元小時,重創生物礁生態系統。而一些海生動物,如腹足類動物和多數脊椎動物等,則沒有產生明顯的變化。

參考資料 >

國際地層表.International Commission on Stratigraphy.2024-04-23

《中國地層表(2014)》正式實施.中國地質調查局.2024-04-23

三疊紀.中國大百科全書.2024-04-23

幻龍類.中國古生物化石保護基金會微信公眾號.2024-04-24

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Anoxia as a cause of the Permian/Triassic mass extinction: facies evidence from northern Italy and the western United States.Elsevier.2024-04-24

Onset of environmental disturbances in the Panthalassic Ocean over one million years prior to the Triassic-Jurassic boundary mass extinction.Science Direct.2024-04-24

WIDESPREAD UPPER TRIASSIC TO LOWER JURASSIC WILDFIRE RECORDS FROM POLAND: EVIDENCE FROM CHARCOAL AND PYROLYTIC POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS.BioOne Digital Library.2024-04-24

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