晚古生代大冰期的消退是地球有植被覆盖以来唯一有记录的大冰期向温室期的转变，这次大冰期向温室期的转变与现今可能的全球变暖有很多相似之处。研究该时期地球气候和环境变化与生物演化之间的关系，对认识当前气候变化和人类生存条件有重要的指示意义。
华北地区二叠纪海陆过渡相和陆相地层中保存了丰富的植物化石和脊椎动物化石，为上述研究提供了丰富的材料。但由于陆相植物大化石组合带和孢粉组合带的地层对比分辨率较低，且缺乏高精度绝对年龄的约束，华北地区的二叠纪陆相地层仍然缺乏可靠的时间框架。这阻碍了对这一关键时期重要地质事件、气候变化和生态系统演化等相互关系的深入解读。
近期，中国科学院南京地质古生物研究所张华研究员等与南京大学沈树忠院士、吴琼博士及合作者在华北二叠系高精度时间框架研究方面取得重要进展。研究成果发表于国际地学领域顶级期刊《地质学》（Geology）。
研究团队在我国华北板块北部保德地区二叠纪海陆过渡相和陆相地层中发现数层火山灰层，通过利用化学剥蚀-同位素稀释-热电离质谱(CA-ID-TIMS)方法对这些火山灰进行了高精度锆石铀-铅同位素年代学研究，共获得7个火山灰锆石高精度铀-铅年龄。首次为华北北部地区二叠纪地层建立了系统的时间框架，颠覆了该地区陆相地层时代以往的划分和对比方案，并为深入解读华北宏观构造背景、生物演化和气候环境变化历史等提供时间约束。
研究发现：华北北部地区上石盒子组顶部与孙家沟组底部之间存在约2千万年（约280 Ma至260 Ma）的地层缺失，推测可能与古亚洲洋强烈的俯冲或闭合有关。华北地区从早二叠世阿瑟尔期开始气候湿度显著降低，该气候变化趋势与同纬度欧美地区气候干旱化同步，表现出中低纬地区的全球性气候干旱化。同时，二叠纪早期大规模火山活动的时间与大气CO2浓度显著上升、晚古生代大冰期显著消退、中低纬地区气候显著干旱化的时间呈现高度吻合，进而表明长期大规模的火山活动可能在晚古生代大冰期消退和中低纬气候干旱化中起重要作用。
南京古生物所张华研究员和南京大学沈树忠院士为共同通讯作者，南京大学吴琼博士为论文第一作者。本研究得到了中科院先导科技专项B的资助。
论文相关信息：Q. Wu, J. Ramezani, H. Zhang*, J. Wang, F. Zeng, Y. Zhang, F. Liu, J. Chen, Y. Cai, Z. Hou, C. Liu, W. Yang, C. M. Henderson, S. Shen*,2021, High-precision U-Pb age constraints on the Permian floral turnovers, paleoclimate change and tectonics of North China. Geology 49, 677–681. doi:10.1130/G48051.1
图1 华北地区二叠系时间框架、植物演化、气候变化和构造事件以及同时期大规模火山活动和全球气候环境变化事件
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