氧气是地球上生命存在的关键因素,而海洋则是生命诞生的“摇篮”。对古海洋氧化还原状况的研究有助于更好地了解生命的起源、发展和演化,也有利于更好地了解和预测现代生物与环境的演化趋势。因此,古海洋环境一直是地质学家研究的重点之一,特别是重大地质转折期时古海洋氧化还原条件的变化是认识生物灭绝和复苏的重要参数。作为显生宙最大的一次生物灭绝事件,二叠纪-三叠纪之交的古海洋氧化还原状况受到了众多地质学家的关注。然而,目前的研究多集中在浅水台地剖面或深水盆地相剖面上,斜坡相的剖面的研究尚比较少,目前主要集中在浙江煤山剖面。为了更好地了解不同水深环境的生物与环境的演化规律,本文选取位于典型斜坡相的湖北赤壁剖面为对象,研究该剖面上二叠纪与三叠纪之交的生物与古氧相演化。赤壁剖面地层序列完整,灭绝界线上没有明显的侵蚀面。研究发现,灭绝界线之下的大隆组主要为一套硅质团块灰岩。灰岩中含有晚二叠世典型的有孔虫分子Colaniella。灭绝界线之上的早三叠世大冶组早下部主要为灰黑色泥岩夹钙质泥岩或泥灰岩。泥质岩中产早三叠世的双壳分子Claraia wangi、Claraia stachei。Claraia wangi在本剖面上的首次出现在距离灭绝界线约5m之上。赤壁剖面样品的碳同位素测试分析显示,δ13Ccarb值在晚二叠纪相对稳定,至二叠纪-三叠纪生物大灭绝界线附近发生明显负偏。δ13Ccarb值由灭绝界线之下的2.21‰迅速下降至-2.51‰,其偏移量与全球其它地区的情况类似。二叠纪-三叠纪大灭绝界线之上,其值有小幅波动,并在距灭绝界线86 cm处达到最低的-2.55‰。此后,δ13Ccarb值缓慢升高,剖面终点处δ13Ccarb值为-0.05‰,接近正值。晚二叠世时,湖北赤壁位于扬子台地与北部硅质岩盆地的过渡地带。特殊的古地理位置,使该地区发育一套独特的地层沉积序列。在晚二叠世长兴期早期,本区沉积了一套中薄层状生物碎屑灰岩夹硅质条带。生物碎屑灰岩中产较丰富的有孔虫,同时含少量钙藻等底栖生物化石,但与典型浅水台地相中的钙藻和有孔虫组合明显不同,而与煤山剖面的有孔虫组合比较接近。本剖面有孔虫化石种类相对单调,不含蜓,代表台地与盆地之间的缓坡环境。在邻近灭绝界线的长兴期生物碎屑灰岩中,硅质条带的大量出现,代表火山活动的加剧。晚二叠世晚期,随着华南地区海侵的开始,灰岩中的有孔虫组合发生了明显变化,由以Globivalvulina, Glomospira等球状分子为主逐渐过渡到以直列式的Nodosaria, Dagmarita, Frondina等分子为主。通过对30个样品中4600余个草莓状黄铁矿物扫描电镜的观察统计,发现长兴晚期的灰岩中缺乏草莓状黄铁矿,反映相对正常的海洋环境。在灭绝界线附近突然出现的黄铁矿富集层,表明海洋环境发生了突变。大灭绝事件后,岩性发生急剧变化。首先出现一套黑色泥岩夹泥质灰岩沉积,产丰富的草莓状黄铁矿。统计显示,该段草莓状黄铁矿的平均粒径小于5μm,且粒径值的标准方差小于2,指示缺氧的海洋环境。黑色泥岩之上,逐渐过渡为泥质灰岩,产丰富的双壳和菊石化石。草莓状黄铁矿粒径分析显示,这一阶段粒径变化较大,大部分样品的平均粒径在4.08~6.17μm,且标准偏差不超过2.19。但是,有5个样品的平均粒径值超过7μm,对应的标准偏差也超过2.96,表明海洋环境曾在缺氧-上贫氧环境间波动,这可能与二叠纪-三叠纪界线附近处海平面的频繁变化有关。之后,海洋环境重新回到下贫氧-缺氧环境。随着泥岩的逐渐消失,剖面顶部以典型的早三叠世薄层状灰岩为特征,地层中缺乏草莓状黄铁矿,但开始出现底栖有孔虫,反映缺氧事件的暂时结束。总之,晚二叠世长兴期时赤壁地区主体维持为台盆过渡的斜坡环境,并一直持续到二叠纪末的生物灭绝界线附处。在这期间,海洋环境整体保持常氧状态。但随着灭绝界线附近火山活动的加剧,海洋环境开始恶化,但海水的氧化还原状况尚没有太大改变。在二叠纪末生物大灭绝界线之上,出现一次迅速的海退,此时,海洋中持续缺氧。早三叠世早期,随着海侵开始,海洋环境也有所好转,甚至一度回复到上贫氧环境,但持续时间极短。此后,海平面缓慢上升,海洋环境则处于持续的下贫氧至缺氧状态。研究认为,火山活动、大海退及之后海侵伴随的海洋缺氧可能是导致本剖面生物群体大幅度衰减的主要因素。