晚二疊世生物大滅絕事件（EPME）是顯生宙最嚴(yán)重的一次生物滅絕事件，導(dǎo)致了超過80%海洋生物種的消失，同時重創(chuàng)了陸地生態(tài)系統(tǒng)。浙江長興縣煤山剖面主要為淺海相-斜坡相生物碎屑灰?guī)r，完整記錄了晚二疊世海相生物滅絕過程；該剖面包括了二疊紀(jì)-三疊紀(jì)界線（PTB）和長興階-吳家坪階界線兩個“金釘子”（ GSSP）（圖1），因此在國際晚二疊世生物大滅絕研究中至關(guān)重要。在過去三十多年，國內(nèi)外學(xué)者在煤山剖面做了大量工作，包括高精度CA-ID-TIMS U-Pb定年、磁性地層、化學(xué)地層、生物地層以及旋回地層，為全球海相地層對比提供了依據(jù)，深化了對晚二疊世生物大滅絕的認(rèn)識。
最近，地球與行星物理院重點實驗室地磁場與生物圈演化學(xué)科組博士研究生章敏與導(dǎo)師潘永信研究員、何況博士，巖石圈演化國家重點實驗室古地磁學(xué)科組秦華峰副研究員、侯祎斐研究生、鄧成龍研究員和朱日祥研究員，與南京大學(xué)沈樹忠教授、南京地質(zhì)古生物研究所鄭全峰研究員、長興“金釘子”自然保護區(qū)何燕等合作，對煤山“金釘子”剖面開展高分辨率的磁性地層學(xué)研究，建立了煤山剖面可靠的磁極性序列，為晚二疊世長興階-印度階海相地層和陸相地層對比提供新的對比依據(jù)，并為該時期地磁極性年表提供了重要參考。
圖1 （A）華南地區(qū)古地理簡圖及煤山剖面的位置；（B）煤山剖面露頭；（C）煤山剖面綜合巖性地層柱
研究人員在煤山D剖面和C剖面共采集649塊定向古地磁樣品。實驗最大的挑戰(zhàn)在于灰?guī)r的天然剩磁極弱（<1×10-5A/m）。使用古地磁與年代學(xué)實驗室最新自主研發(fā)的TD-PGL-100熱退磁爐（爐內(nèi)殘余場<5nT）進行系統(tǒng)熱退磁實驗，利用高靈敏度Rapid 2G低溫超導(dǎo)磁力儀測量剩磁。在煤山剖面長興階和印度階早期共識別5個正極性帶（命名為MS1n~MS5n）和5個負(fù)極性帶（命名為MS1r~MS5r）（圖2）。煤山剖面印度階早期由兩個磁極性帶組成，頂部為負(fù)極性帶MS5r，底部為正極性帶MS5n；長興階以正極性帶為主，在底部和上部存在四個短期的負(fù)極性帶（MS1r~MS4r）?？梢?，在海相地層中，晚二疊世生物大滅絕事件（EPME）及二疊紀(jì)-三疊紀(jì)界線（PTB）均位于正極性帶MS5n底部，長興階-吳家坪階界線位于正極性帶MS1n中。
圖2 浙江長興煤山剖面磁性地層結(jié)果
基于煤山剖面高精度的CA-ID-TIMS U-Pb絕對年齡數(shù)據(jù)（S.Z. Shen et al.，2011；Burgess et al.，2014）、牙形石帶（Yuan et al.，2014）以及δ13C（Shen et al.，2011），將煤山剖面磁性地層結(jié)果與全球其他地區(qū)磁性地層結(jié)果進行對比（圖3）。在不同剖面中，EPME及PTB均位于正極性帶的底部，表明多個剖面的研究結(jié)果一致，也表明晚二疊世末期海相、陸相地層中生物大滅絕事件可能基本同時發(fā)生。然而，南非Karoo盆地陸相生物滅絕事件要遠早于海相生物滅絕事件（Viglietti et al.，2021），這可能是由于陸相地層中化石記錄稀缺、不完整所致，有待于更多相關(guān)研究。
圖3 晚二疊世煤山剖面與南阿爾卑斯剖面、中歐地區(qū)和南非Karoo盆地磁性地層結(jié)果綜合對比
研究成果發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Geology（章敏，秦華峰，何況，侯祎斐，鄭全峰，鄧成龍，何燕，沈樹忠*，朱日祥，潘永信*. Magnetostratigraphy across the end-Permian mass extinction event from the Meishan sections, southeastern China: Geology, 2021, 49. DOI: 10.1130/G49072.1）。