2.52亿年前的二叠纪—三叠纪过渡时期（PTB）发生了显生宙规模最大的生物灭绝事件，华南地区陆地生态系统的崩溃以华夏植物群和煤层的突然消失为主要特征，并伴随着与火山活动有关的环境恶化现象，比如野火频发、土壤侵蚀加剧、酸雨腐蚀等。细粒碎屑岩的化学风化指数被广泛应用于地质历史时期风化作用重建研究，通常其值越高，表明化学风化越强。前人对华北、澳大利亚悉尼盆地、南非Karoo盆地等多地的陆相PTB剖面研究，发现化学风化作用在二叠纪—三叠纪过渡期显著增强。

古生物研究院陈剑波博士等基于云南昭通桃树井上二叠统至下三叠统的钻孔岩芯与野外露头的对比研究发现，常见的化学风化指数，例如CIA、CIW、PIA等受到不同程度和不同过程等成岩作用影响。其中野外露头样品尽管在采样时使用了深部挖掘，但依然存在明显的元素K富集以及后期因暴露近地表而遭受的改造。钻孔岩芯样品相对新鲜，但是前人广泛使用的CaO校正方法因无法有效扣除非硅酸盐组分的影响，因而也会导致其化学风化指数的显著低值。通过采用更正的新指标（CIX和CPA），同时结合贵州赫章冷清沟剖面相同层位的钻孔岩芯研究，发现晚二叠世早期的吴家坪期存在化学风化减弱的趋势，提出该趋势可能与峨眉山玄武岩大量风化造成的气温下降有关；而在二叠世最晚期的二叠纪—三叠纪过渡时期，化学风化作用受到当时全球气温急剧升高、陆地生态系统崩溃、季节性干旱频发、土壤侵蚀加剧等因素影响，逐渐转变为物理风化作用为主。

本研究是首次对同一剖面钻孔岩芯与野外剖面的化学风化指数进行的对比研究，结果表明野外露头采样方法可能会导致化学风化指数出现较大偏差，需要利用沉积岩岩石学、地球化学、粘土矿物学等多指标综合评估。

该成果近日在线发表于国际核心学术期刊Global and Planetary Change，古生物研究院陈剑波博士为论文的第一作者兼第一通讯作者，冯卓研究员为论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、第二次青藏科考、国家留学基金委、云南省科技厅等联合资助。

论文信息：

Jianbo Chen*, Yun Guo, Haibo Wei, Hangyu Liu, Rongyao Ma, Zhuang Xiao, Zhuo Feng*. 2022. Evaluation of chemical weathering proxies by comparing drilled cores versus outcrops and weathering history during the Permian-Triassic transition. Global and Planetary Change. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103855.

图1 研究剖面所在位置与地层划分情况（本文研究的云南昭通桃树井剖面钻孔岩芯TK-1、贵州赫章冷清沟钻孔岩芯HK-1见红色五角星所示）

图2 云南昭通桃树井剖面钻孔岩芯TK-1与野外露头样品化学风化指数对比

图3 云南昭通桃树井剖面钻孔岩芯TK-1与贵州赫章冷清沟钻孔岩芯HK-1的化学风化指数在晚二叠世的波动及早三叠世的物理风化增强过程