中二叠世是地质历史上一个非常重要的时期,全球板块构造聚合及气候环境变迁使得生物的生存处于不断的动荡之中,不仅发生了著名的Capitanian生物灭绝事件,而且还发生了一系列其他地质与环境事件,如峨眉山大火成岩省的爆发、全球性海退及海洋缺氧等。然而,关于此次生物危机及相关地质事件的响应仍存在很多争议。首先是对Capitanian生物灭绝事件成因机制的认识未能形成共识,尽管峨眉山大火成岩省的大规模火山活动及其所引发的气候-海洋环境变化被认为是导致生物灭绝的首要原因,但该时期火山活动、气候波动与海洋环境变化间的相互作用机制及地质过程仍缺乏充分的沉积地球化学证据。其次,海洋缺氧硫化的形成与发展,也被认为是导致中二叠世晚期海洋生物灭绝的重要原因,但中二叠世晚期海洋缺氧硫化的空间结构、时空演化、驱动机制及其与生物灭绝之间的因果关系缺乏深入探讨。本文选取了下扬子地区处于不同沉积环境的四个中二叠统剖面/钻井作为研究对象,通过沉积岩石学、年代地层学、有机碳同位素地层学、主微量元素地球化学、铁组分等综合分析,探讨了中二叠世晚期生物灭绝及相关地质环境事件在深水沉积环境中的响应,重建了下扬子地区中二叠世古海洋氧化还原条件的时空演化过程,分析了古气候演化对上升流系统的影响,揭示了海洋缺氧环境的形成机制,探讨了Capitanian生物-环境事件间的成因联系,主要认识如下:1.通过沉积地球化学和年代地层学研究,提出了峨眉山大火成岩省喷发及其伴随的海洋缺氧可能是导致Capitanian时期生物危机的主要原因的新认识。巢湖平顶山剖面孤峰组上部地层凝灰岩层的密集出现与峨眉山大火成岩省的初始喷发不仅在时间上（J.altudaensis带到J.xuanhanensis zone,～263-261.5 Ma）具有一致性,而且其两者在物质组成上也具有明显的亲缘性,表明该剖面凝灰岩层可能是峨眉山大火成岩省火山喷发的产物。与此同时,放射虫的突然消失、高生产力的快速降低及浅海生物的大量死亡均表明下扬子地区生物危机可能开始于Capitanian中期。峨眉山大火成岩省火山活动的大规模喷发在时间上略早于此次生物危机的发生,表明两者间可能存在因果关系。由于中二叠世晚期大规模海退发生的时间较晚,因此海退不是导致深水生物危机的直接原因,但海退所导致的浅海栖息地的丧失可能进一步加剧了浅海生物的危机。海洋缺氧与放射虫生物危机几乎同时发生,且随后硫化条件的加剧则进一步加速了生产力的降低及浅海生物的死亡。因此,峨眉山大火成岩省喷发及其伴随的海洋缺氧可能是导致生物危机的主要原因。2.结合界线凝灰岩锆石U-Pb同位素年龄和放射虫的分布特征,建立了下扬子地区（三条不同水深环境的剖面/钻孔）中二叠统地层连续的高分辨率的δ13Corg化学地层学格架。不同水深环境的δ13Corg记录具有相似的变化特征,δ13Corg值从Kungurian晚期至Roadian早期明显升高,在Wordian晚期/C apitanian早期降低,但在Roadian-Wordian界限处发生正偏。Capitanian早-中期的δ13Corg值的显著正偏,可能是对“Kumura事件”的响应。然而,δ13C-87Sr/86Sr盒子模型研究表明,该时期碳同位素的正偏可能是由于潘吉亚大陆化学风化速率的显著下降所造成的,而非全球高生产力作用的结果。Capitanian中-晚期发生了不同程度的δ13Corg负偏。陆地有机质分解的轻碳同位素的大量输入可能是造成该时期δ13Corg负偏的主要原因。3.揭示了下扬子地区在中二叠世晚期发育广泛的上升流系统,且该上升流系统以发育较高的初级生产力及氧最小带相关的缺氧水体条件为特征。和县钻孔孤峰组具有与现代上升流系统较为相似的地球化学特征:高的有机碳含量,相似的生物/氧化还原敏感微量元素、全岩沉积组成的富集系数、高的Cd/Mo比率及低的Co×Mn值等。孤峰组有机质的高度富集就是受上升流驱动的高初级生产力所控制的结果。详细的地球化学分析还揭示了中二叠世晚期上升流系统经历了三个演化阶段:在生物灭绝前的Capitanian早-中期具有间歇性硫化的缺氧条件和中-高初级生产力;Capitanian中期以更强的硫化条件及更高的初级生产力为特征;Capitanian中-晚期转变为具有低生产力的浅水氧化环境。伴随着峨眉山大火成岩省的爆发及大规模海退的发生,这种高生产力持续发展可能导致了海洋缺氧-硫化条件的加剧及扩张,从而可能使其在Capitanian中-晚期逐渐上涌至浅水区,最终导致了 Capitanian海洋生物危机。4.基于不同水深和沉积环境剖面/钻孔的高分辨率Fe-S-C-RSTEs数据研究,揭示了下扬子地区中二叠世古海洋氧化还原条件的时空演化特征。下扬子地区中二叠世的古海洋氧化还原条件整体呈现出,早-中期（Roadian-Wordian期）以缺氧-铁化水体条件为主,而晚期（Capitanian期）更加缺氧-硫化条件的特征,并显示出了一个高度分层的氧最小带式的海洋水体结构,即硫化中层水动态的共存于氧化表层水体和铁化深层水之间。这种氧最小带式的氧化还原结构及其化跃层的位置、规模均会随着时间而波动,且受海洋高活性铁及硫酸盐储库间动态平衡的控制。这种氧最小带式的氧化还原条件的剧烈波动,可能导致了下扬子地区古海洋水体在Capitanian早-中期缺氧硫化条件的加剧及扩张,这不仅制约了深水生物的演化,还威胁到底栖生物的生存。Capitanian中期之后,硫化水体在陆架至斜坡处的广泛分布,可能进一步导致了大规模的海洋生物消亡。5.探讨了中二叠世全球气候变化及其与Capitanian生物-环境事件间的联系。中二叠世呈现由冷转暖的全球气候变化趋势,可能对古上升流系统及古海洋氧化还原条件的演化产生重要影响。下扬子巢湖地区深水斜坡-盆地相沉积的地球化学综合研究表明:Roadian-Capitanian早期时,全球气候以温暖-湿润为特征,此时下扬子沿岸发育强劲的上升流系统,并具有缺氧而非硫化的深层水体条件;随着Capitanian早-中期气候的快速变暖,上升流强度显著减弱并逐渐停滞,缓慢的海洋循环导致了洋盆的局限程度加剧,进一步促进了氧最小带的扩张及水体硫化加剧。Capitanian期全球变暖可能是峨眉山大火成岩省的大规模火山活动喷发的结果,其通过全球的快速升温引发了古海洋温盐循环及大洋环流的剧烈波动,从而导致了海洋缺氧-硫化条件的加剧及扩张,最终导致了 Capitanian的海洋生物灭绝。