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A new high-resolution stratigraphic and palaeoenvironmental record spanning the End-Permian Mass Extinction and its aftermath in central Spitsbergen, Svalbard
Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology ( IF 3 ) Pub Date : 2020-09-01 , DOI: 10.1016/j.palaeo.2020.109732
V. Zuchuat , A.R.N. Sleveland , R.J. Twitchett , H.H. Svensen , H. Turner , L.E. Augland , M.T. Jones , Ø. Hammer , B.T. Hauksson , H. Haflidason , I. Midtkandal , S. Planke

Abstract Research on the Permian-Triassic boundary (PTB) along the northern margins of Pangaea (exposed today in the Arctic region) has been heavily reliant on field observations, where data resolution was consequently determined by outcrop condition and accessibility. Core drilling in central Spitsbergen allowed for a near-complete recovery of two ~90 m cores through the PTB. Analyses of the core and nearby outcrops include stratigraphic logging and sampling, XRF scanning, petrography, biostratigraphy, isotope geochemistry, and geochronology. The First Appearance Datum (FAD) of H. parvus in Svalbard places the base of the Triassic ca. 4 m above the base of the Vikinghogda Formation, and ca. 2.50 m above the End-Permian Mass Extinction (EPME) and its associated sharp negative δ13C. The PTB therefore falls within the Reduviasporonites chalastus Assemblage Zone in Svalbard. Precise U-Pb TIMS dating of two zircon crystals in a tephra layer just above the first documented Hindeodus parvus in Svalbard gives an age of 252.13 ± 0.62 Ma. High-resolution palaeoenvironmental proxies, including Si/kcps (kilo counts per second), Zr/Rb, K/Ti, Fe/K, and V/Cr, indicate a transition towards a more arid climate in the earliest Triassic, contemporaneous with prolonged bottom-water dysoxic/anoxic conditions, following an increase in volcanic activity in the Late Permian. Statistical analysis of Zr/Rb, K/Ti and V/Cr elemental ratios suggests that the system was impacted by long-eccentricity (400 kyr) cyclicity. The δ13C excursion in organic carbon (δ13Corg) record signals a large negative carbon isotope excursion (CIE) associated with the mass extinction event, but also records a second, smaller negative CIE ca. 22 m above this interval. This younger δ13Corg excursion correlates to similar CIEs in the Dienerian (late Induan) records of other sections, notably in the Tethys Ocean, which have been interpreted as recording a small biotic crisis during the post-extinction recovery. Evidence of this negative CIE in Spitsbergen suggests that the Dienerian crisis may have been global in extent. The negative δ13Corg values are associated with evidence for dysoxia or anoxia in the core, and the occurrence of tephra layers in the same interval suggests a possible connection between the Dienerian crisis and a discrete episode of volcanic activity.

中文翻译:

跨越斯瓦尔巴群岛斯匹次卑尔根中部的二叠纪末大灭绝及其后果的新的高分辨率地层和古环境记录

摘要 对盘古大陆北缘(今天暴露在北极地区)的二叠纪-三叠纪边界 (PTB) 的研究严重依赖野外观测,因此数据分辨率取决于露头条件和可访问性。在斯匹次卑尔根中部进行岩心钻探允许通过 PTB 几乎完全恢复两个 ~90 m 岩心。岩心和附近露头的分析包括地层测井和采样、XRF 扫描、岩石学、生物地层学、同位素地球化学和地质年代学。斯瓦尔巴群岛 H. parvus 的首次出现基准面 (FAD) 放置了三叠纪的底部。距 Vikinghogda 组底部 4 m 处,约 在二叠纪末大灭绝 (EPME) 及其相关的锐负 δ13C 上方 2.50 m。因此,PTB 属于斯瓦尔巴群岛的 Reduviasporonites chalastus 组合区。斯瓦尔巴群岛第一个记录在案的小印度鱼上方的火山灰层中的两个锆石晶体的精确 U-Pb TIMS 年龄为 252.13 ± 0.62 Ma。高分辨率的古环境指标,包括 Si/kcps(每秒千计数)、Zr/Rb、K/Ti、Fe/K 和 V/Cr,表明在最早的三叠纪,气候向更干旱的气候转变,同时与长期随着晚二叠世火山活动的增加,底水缺氧/缺氧条件。Zr/Rb、K/Ti 和 V/Cr 元素比的统计分析表明该系统受到长偏心率 (400 kyr) 循环的影响。有机碳中的 δ13C 偏移 (δ13Corg) 记录表明与大灭绝事件相关的大负碳同位素偏移 (CIE),但也记录了第二个较小的负 CIE 偏移 (CIE)。高于此间隔 22 m。这个较年轻的 δ13Corg 偏移与其他部分的 Dienerian(晚印段)记录中的类似 CIE 相关,特别是在特提斯洋,这些记录被解释为在灭绝后恢复期间记录了一次小型生物危机。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明迪内尔危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。但也记录了第二个较小的负 CIE 约。高于此间隔 22 m。这个较年轻的 δ13Corg 偏移与其他部分的 Dienerian(晚印段)记录中的类似 CIE 相关,特别是在特提斯洋,这些记录被解释为在灭绝后恢复期间记录了一次小型生物危机。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明迪内尔危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。但也记录了第二个较小的负 CIE 约。高于此间隔 22 m。这个较年轻的 δ13Corg 偏移与其他部分的 Dienerian(晚印段)记录中的类似 CIE 相关,特别是在特提斯洋,这些记录被解释为在灭绝后恢复期间记录了一次小型生物危机。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明迪内尔危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。这个较年轻的 δ13Corg 偏移与其他部分的 Dienerian(晚印段)记录中的类似 CIE 相关,特别是在特提斯洋,这些记录被解释为在灭绝后恢复期间记录了一次小型生物危机。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明迪内尔危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。这个较年轻的 δ13Corg 偏移与其他部分的 Dienerian(晚印段)记录中的类似 CIE 相关,特别是在特提斯洋,这些记录被解释为在灭绝后恢复期间记录了一次小型生物危机。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明狄纳利亚危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明狄纳利亚危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。斯匹次卑尔根岛的这种负面 CIE 的证据表明,迪内尔危机可能是全球性的。负的 δ13Corg 值与核心缺氧或缺氧的证据有关,并且同一间隔内火山灰层的出现表明迪内尔危机与火山活动的离散事件之间可能存在联系。
更新日期:2020-09-01
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