在晚三叠世至早侏罗世(即距今大约2 Ma以前)，中部大西洋岩浆省的系列密集火山爆发先喷出了一部分SO2和其他火山挥发物，引起海水的初步酸化并形成了短暂的干冷气候；随后，火山活动释放的巨量CO2导致长期且强烈的温室效应，加剧海水酸化，同时带动洋底甲烷水合物的失稳，从而释放出大量甲烷，之后氧化成CO2排放到空气中，进一步促进温度的提高及海水酸化。
前人研究表明，该地质转折时期温度上升了3 ℃～4 ℃[1-4]。海平面变化表现为一个迅速的海退后接着上升速率至少为每百年0.5 cm的海进旋回[5]。温度变化及水体环境改变导致陆相植被的更替及大规模的海相生物灭绝。
除此以外，大量火山喷发的CO2及其他气体也扰乱了全球碳循环，造成了碳同位素值的负偏移现象[2]。
目前，国际上已经综合利用古生物学、有机碳同位素分析及其他化学元素分析方法界定三叠系—侏罗系界线位置，恢复古地理环境及古气候变化。在高纬度的北美洲、欧洲地区海相剖面分布点，该研究已经十分详细，但在低纬度地区以及亚洲地区该研究仍然十分匮乏。
迄今为止，中国仅见刘兆生等针对西藏地区、准噶尔地区及四川地区展开了相关研究[6-11]。全球范围内需要更多的研究区域和剖面来完善关于三叠系—侏罗系研究，且中国方面的数据有不可或缺的作用.
因此，本文通过总结国际上研究该的相关进展及常用方法，以期为国内学者研究三叠系—侏罗系地层学提供参考，并为全球三叠系—侏罗系界线的研究提供相关证据。
1 三叠纪—侏罗纪之交研究现状
目前，三叠系—侏罗系界线的研究主要集中在古环境变化上，包括气候变化、海平面变化、生物种群变化等。
1.1 构造活动
三叠纪—侏罗纪全球性最重要的构造有：古特提斯洋闭合，泛大陆亚洲部分汇聚；泛大陆开始在未来中部大西洋区域分裂，并由裂谷活动向漂移运动转变；中部大西洋岩浆省(CAMP)发生了广泛的火山活动[12-13](图1)。总的来看，全球形成了特提斯和大西洋两大构造域。大西洋构造域以拉伸性构造活动为主，而特提斯构造域以挤压性构造活动为主。
图件引自文献[14]图1 全球三叠系—侏罗系界线及海相剖面大致古地理位置分布Fig.1 Approximate Paleolocation Distribution of Global Triassic-Jurassic Boundary and Marine Profiles
在特提斯构造域，古特提斯洋关闭和泛大陆亚洲部分的汇聚形成了泛大洋火山链，其发育于早二叠世，在其后各个时期具有活跃表现。在大西洋构造域，伴随着泛大陆的分裂活动，中部大西洋岩浆省出现并在三叠纪—侏罗纪火山活动强烈，被认为最有可能导致三叠纪—侏罗纪之交生物灭绝的发生[4]。
中部大西洋岩浆省以拉斑玄武岩为主，面积大于7×106km2，分布于4个大陆之上。由于后期风化侵蚀效应，现存面积小于1×106km3，以岩墙、岩盖为主[15]。
1.2 大气和气候变化
图件引自文献[1]、[17]、[20]～[23]图2 三叠纪—侏罗纪之交全球环境、生物种群及有机碳变化Fig.2 Variation of Global Environmental, Biological Species and Organic Carbon During Triassic-Jurassic
晚三叠世另外一个显著的气候特征表现为巨型季风性，这与晚三叠世古地理格局有关。晚三叠世地球上所有大陆聚集在一起，形成几乎以赤道对称分布的泛大陆，周围被泛大洋所包围，同时特提斯洋在泛大陆中部形成了狭长的海道。巨型季风性气候产生以下效应：丰沛极端的季节性降水主要集中在夏季和北半球；泛大陆赤道区气候相对干旱，高纬度地区和特提斯滨海域气候相对湿润；全球性气候分带不明显[24]。
1.3 海平面变化
Hallam曾根据三叠系—侏罗系界线下伏地层顶部存在沉积间断及其与上覆地层岩性的显著不同，提出三叠纪—侏罗纪之交在包括欧洲、南美洲、北极、加拿大等地区，海平面变化表现为一个海退-海进旋回，并计算出海平面上升速率至少为每百年0.5 cm[25]，之后很多学者通过不同剖面研究也证实了这个观点。
但在中国西藏及其附近地区未发现明显相变，未见海平面下降的证据，Greene等认为海平面的迅速下降可能只是局部现象，主要发生在临近中部大西洋岩浆省火山活动的地区[12]。关于引发海平面变化的因素目前众说纷纭：多数学者提出三叠纪—侏罗纪海平面先短期下降后持续上升，并与中部大西洋岩浆省火山活动有关；而Hesselbo等提出三叠纪—侏罗纪海退-海进旋回是由全球海平面升降引发的，是一个长期的变化，在界线处实际不存在短期并且剧烈的海平面变化[1]；Honig等认为古赤道区的阿拉伯海域海平面升降是由全球海平面变化及局部构造活动造成的[26]。
海平面变化受多种因素影响，构造、气候、天文周期均可影响海平面变化，关于三叠纪—侏罗纪之交海平面变化(尤其是局部海平面变化)的控制因素研究可能对古环境探讨更具有揭示意义(图2)。
1.4 生物种群灭绝及灭绝原因
1.4.1 灭绝
受中部大西洋岩浆省火山活动的影响，晚三叠世的生物种群发生大规模灭绝，海、陆生物种群均受到影响。其具体表现为陆地植物从木质松柏科植物逐渐演替成草本蕨类植物[27-28]，同时伴随种子蕨类Dicroidium和Peltasperm群的重大损失[24,29]；海洋生物受到的影响则更加严重，其中大约53%的属和23%的科遭受灭绝，严重程度超过了白垩纪末灭绝，其中菊石、双壳、珊瑚和介形虫遭受灭绝程度最为严重[29]。
Tanner等发现海洋生物中牙形石、双壳类及菊石类生物均表现为渐进式灭绝，放射虫在科的水平上没有展示重大灭绝，但是在种的水平上出现重大转折[4]。海洋光合浮游植物总体由红藻类转变为绿藻类，其中钙质微型浮游生物和颗石藻灭绝，青绿藻和疑源类爆发[28,30-32]。
值得注意的是，此次生物灭绝具有选择性。礁类居住者比水底居住者灭绝率高；近滨灭绝率大于远滨灭绝率；喜碳酸盐基底者灭绝率高于喜硅质基底者；低纬度地区灭绝率高于高纬度地区；内生文石壳类灭绝率高于表生滤食钙质壳类[33-34]。另外，不同地区生物灭绝时期不同。例如，东、西特提斯洋菊石灭绝表现为穿时性特征[10]，而古赤道温暖的海水可能持了文石的过饱和状态，生物在中部大西洋岩浆省火山活动初期仍可以生存[26,35]。
此外，关于海、陆生物灭绝的时间先后问题也引发了探讨。尽管Palfy等根据海、陆三叠系—侏罗系剖面同期火山物质定年结果对比，认为陆地生物灭绝可能早于海洋生物灭绝至少0.7 Ma[36]，但陆地三叠纪孢粉消失与海洋生物灭绝同时，表明海、陆生物灭绝同步[27,37]。同时，Schaltegger等利用火山灰中锆石测定三叠系—侏罗系界线的时代大约为201 Ma，再次印证了海洋生物灭绝时间与中部大西洋岩浆省火山活动时间相吻合[38](图2)。
1.4.2 灭绝原因
(1)温度降低。Guex等认为灭绝与火山SO2的喷发而导致气候变冷有关[18]，这一观点受到孢粉研究的支持。但是气候变冷是否为全球性值得探讨，在中国西藏剖面生物特征就不支持这一观点[10]。
(2)海平面波动与海水缺氧。海平面变化会影响浅海生物栖息范围和浅海沉积基底、盐度等。这种情况在缺乏礁类建造的碳酸盐岩缓坡尤为显著，轻微的海平面变化都会导致沿海地区大面积的暴露和淹没。在三叠系—侏罗系界线，海平面变化在多地表现为一个海退-海进旋回。资料显示，海平面下降期出现了菊石和浅水双壳类灭绝，海平面上升期出现了放射虫变化和牙形虫的最后灭绝[18,39]。但单凭海平面波动很难造成大型生物灭绝，而且海平面波动也无法解释陆地生物灭绝。
在地质历史时期，许多明显的海平面波动并不伴随重要的生物变动。基于一些研究剖面中沉积有黑色页岩，海水缺氧被提出作为生物灭绝原因之一[18]。晚三叠世全球温室效应及海平面上升可能导致海水水体交换受阻，分层性加强，有利于出现海水缺氧现象。但是，三叠系—侏罗系界线海水缺氧现象缺乏全球性表现，一些剖面氮同位素和微量元素研究表明氧化状况得到改善[41]。另外，生物选择性灭绝也不完全支持海水缺氧作为生物灭绝原因。
(3)海水盐度降低及循环受阻。海洋是个动力系统，表面水体主要受风力驱动，深部水体运动与温盐差有关。晚三叠世升高的CO2浓度和加强的季节性气候促进陆地风化侵蚀作用，大量淡水和陆源物质向滨海区域输入，使沿海地区盐度降低，一部分古微生物(有孔虫及介形虫)灭绝[20]。由于气候变暖，海水分层性加强，水体循环受阻，整个海洋活动受滞。
海水营养物质循环同样受阻，深部生物体分解所产生的营养元素无法向表层生物供应，尤其是元素N，即使有陆源输入也无法弥补，这无疑会对海洋初始生产率造成重大影响，从而固氮菌藻类爆发。Kasprak等指出三叠系—侏罗系界线在泛大洋东北处出现光合区停滞现象[42]。
(4)海水酸化及碳酸盐饱和度降低。火山活动或天然气水合物失稳会产生大量CO2并融入到海水之中，从而使海水pH值减小，产生海水酸化现象[43]。晚三叠世和早侏罗世，海水中主要沉积的碳酸盐矿物为文石，海水酸化现象会降低碳酸盐饱和度，对分泌文石的海相生物种群造成损害。
实验表明，碳酸盐饱和度降低的情况下，原本分泌文石的藻类开始分泌低Mg方解石，这不利于文石生物的繁殖和竞争力[44]。同时，在高CO2浓度和海水酸化条件下，生物倾向于方解石沉淀，这也可以解释文石生物的选择性灭绝现象[40]。
图件引自文献[14]图3 理想条件下三叠系—侏罗系界线的沉积剖面类型Fig.3 Idealized Sedimentary Profile Types of Triassic-Jurassic Boundary
1.5 岩石地层情况
很多学者认为受大量CO2释放导致的海水酸化影响，三叠纪—侏罗纪之交沉积的碳酸盐岩剖面中存在着一个全球性的沉积间断(碳酸盐岩含量(质量分数，下同)不同幅度的下降)，并与碳同位素值的负偏移相对应，这也从侧面印证三叠纪—侏罗纪海水酸化导致碳酸盐不饱和的结果，但是在碎屑岩沉积剖面中不会有受海水酸化影响的痕迹。现有的三叠系—侏罗系界线的岩石记录大致可以分为3种。
