新疆塔城西准噶尔地区中—晚泥盆世一些代表性植物化石。    图片来源：中国科学院南京地质古生物研究所

约3.72亿年前的晚泥盆世弗拉期-法门期之交发生了地史五大灭绝事件之一的晚泥盆世生物大灭绝，致使海洋和陆地生物多样性急剧降低。由于该时期陆相沉积和化石记录稀少，因而关于该事件对陆地生态系统影响的研究较少。另外，一些陆相地层区域的弗拉期-法门期界线位置也长期存在争议。

近日，中国科学院南京地质古生物研究所现代陆地生态系统起源与早期演化研究团队研究员徐洪河与香港大学博士郑大燃等合作，对新疆塔城西准噶尔地区中—晚泥盆世数条陆相剖面进行了详细的古生物学和同位素年代学研究，取得了该区域古环境变化的新认识。相关成果在线发表于国际地学期刊《三古》。

研究团队对西准噶尔地区四条富含植物化石的朱鲁木特组地层剖面（251山、布龙果尔、萨尔巴和干那仁剖面）开展了详细的地质调查、化石采集和同位素年代学研究。朱鲁木特植物群包含有晚泥盆世森林中典型的树型植物化石，其主要由石松类，古羊齿类和枝蕨类三类植物构成，这三类植物化石是构建中—晚泥盆世森林的典型树木类型，它们在西准噶尔地区的广泛分布，表明该地区森林存在的范围。

新疆塔城西准噶尔地区萨尔巴剖面野外照片。       图片来源：中国科学院南京地质古生物研究所

他们对萨尔巴剖面植物化石层进行了高精度的锆石铀-铅（U-Pb）定年，将朱鲁木特植物群的时代限定在弗拉期最早期（371.5 ± 0.9 Ma），与海相弗拉期-法门期界限（约372 Ma）同时或略晚于后者。该年代表明朱鲁木特植物群是我国目前已知最早的森林，该森林的形成时间与弗拉期—法门期界线一致。此外，研究团队还对251山剖面呼吉尔斯特植物群的同位素年代进行了重新处理和计算，获得了更为精确的年代，将该植物群限定在约382.4 Ma-380.4 Ma。

该团队还分析对比了西准噶尔地区呼吉尔斯特和朱鲁木特植物群的面貌，根据两个植物群面貌所发生的变化，提出了植物群转变与弗拉期—法门期大灭绝事件之间的潜在联系。同时，精确的定年结果也解决了西准噶尔地区弗拉期—法门期界线位置的长期争议，并将该界线确定在朱鲁木特组上部，而非洪古勒楞组底部。

该研究得到中国科学院战略重点研究计划，香港大学基础研究种子基金和国家自然科学基金的支持。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.109749