2.52亿年前陆地生命浩劫：来自我国东北地区的中纬度地层证据

文章简介

约2.52亿年前发生的二叠纪–三叠纪之交生物大灭绝，是显生宙最严重的全球性生态灾难。这次事件摧毁了绝大多数海洋生物，同时对陆地生态系统造成毁灭性打击。目前，学界对海洋灭绝记录认识较为充分，但陆地生态系统在不同纬度如何响应这场灾难，依旧存在大量未解难题，尤其是北半球中纬度地区，一直缺少系统完整的地质证据。近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队程成、张华等在《中国科学：地球科学》中英文版2026年第7期发表评述文章，系统建立我国东北地区乐平世–早三叠世综合地层框架，为解读中纬度陆地生物危机提供关键素材。

二叠纪–三叠纪之交，我国东北地区处于北半球中纬度，受古亚洲洋俯冲闭合的构造背景控制，广泛发育陆相河湖沉积地层并伴有频繁的火山活动，是研究中纬度陆地PTME（二叠纪–三叠纪之交生物灭绝事件）、区域火山活动效应及海陆和纬度差异对比的理想区域。但该地区经历后期多期强烈构造改造，地层破碎、出露零散，地层划分对比十分困难，长期制约着相关科研工作的推进。

研究团队系统梳理了东北地区乐平统–下三叠统的岩石地层（图1）、生物地层（图2）、年代地层以及火山活动记录，整合105件锆石年代学数据，借助火山岩夹层年龄、碎屑锆石最大沉积年龄，约束林西组、老龙头组等主要地层单元的形成时代（图3），搭建起区域乐平世–早三叠世综合地层序列。

图1东北地区乐平世–早三叠世岩石地层划分对比

图2东北地区乐平世–早三叠世生物地层

图3东北地区乐平统–下三叠统年代投图。实心为火山岩夹层年龄，空心为碎屑锆石MLA-MDA，其中林西组为55件碎屑锆石样品的加权平均值。 LX、 LLT、 XFZL、 YJG、 KST、 JFC、 SDG和KD分别指代林西组、老龙头组、幸福之路组、杨家沟组、开山屯组、寺洞沟组和柯岛群。红色虚线为二叠纪–三叠纪的界线年龄（据沈树忠等，2019）

多门类化石清晰记录了这场陆地生物危机。乐平世（晚二叠世）东北地区陆地生物繁盛，林西组产出大量安加拉植物群分子，双壳、叶肢介、介形虫、孢粉化石种类丰富（图4）。跨过二叠–三叠纪界线进入早三叠世，植物、双壳、孢粉、叶肢介等多个门类的化石丰度、分异度发生急剧下降，原有生物群落发生大规模演替。早三叠世地层中植物化石近乎消失，仅残存少量木化石；双壳、叶肢介大量属种消亡，只有少数类群得以延续；孢粉组合发生明显更替，二叠纪标志性孢粉大量消失，出现早三叠世特征孢粉类型。

图4东北地区二叠纪–三叠纪之交的火山-气候-生物多样性耦合关系。西伯利亚大火成岩省和华南弧火山喷发的时限分别据Burgess和Bowring（2015）和Wu等（2024）。红色虚线为二叠纪–三叠纪的界线年龄（据沈树忠等，2019）

生物群崩溃的同时，古气候环境也发生剧烈转变。晚二叠世东北地区沉积大量灰黑色、灰绿色湖相泥岩，代表温暖湿润的湖泊环境；进入早三叠世，地层转变为以紫红色碎屑红层为主。黏土矿物、元素地球化学、孢粉组合等多方面证据共同表明，区域气候转向炎热干旱的强氧化环境。该环境变化和我国华北、华南陆相地层记录可以相互印证，反映东北地区响应了二叠纪–三叠纪之交全球性极端气候恶化事件。

古亚洲洋俯冲闭合，让乐平世–早三叠世的东北地区迎来岩浆活动高峰，那区域火山喷发是否就是造成生物灭绝的元凶？该研究给出新认识。统计显示，这一时期区域岩浆活动以深部侵入岩为主，地表火山喷发规模总体有限，不足以成为驱动全球二叠纪–三叠纪生物大灭绝的主控因素。

不过，区域火山活动、干热化环境恶化、生物多样性衰退三者在时间上存在耦合关系（图4）。局部火山喷发释放温室气体、气溶胶，会加剧局地环境压力，有可能放大陆地生物危机，成为扩大PTME纬度差异的潜在重要因素。也就是说，全球尺度的火山活动是大灭绝主要推手，而区域火山更多扮演“放大器”角色。

文章指出，当前东北地区还缺少二叠–三叠系界线高精度定年数据，还无法精准锁定陆地灭绝事件的精确层位和持续时间。未来需要开展高精度火山灰锆石U‑Pb定年、多门类生物地层、同位素地球化学研究，进一步厘清生物危机的层位与时限及其与古气候、火山活动之间的内在联系。

文章出版信息

中文版：程成, 张渝金, 蔡垚峰, 角升林, 张华. 2026. 东北地区乐平世–早三叠世综合地层框架与生物危机. 中国科学: 地球科学, 56(7): 2520–2539

英文版：Cheng C, Zhang Y, Cai Y, Jiao S, Zhang H. 2026. Integrative stratigraphy of the Lopingian–Early Triassic and the end-Permian biotic crisis in Northeast China. Science China Earth Sciences, 69(7): 2475–2494, https://doi.org/10.1007/s11430-025-1937-6

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（本文编辑：刘四旦）

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