二疊紀(jì)是古生代的最后一個(gè)紀(jì),也是重要的成煤期。
二疊紀(jì)開始于距今約2.99億年,延至2.5億年,共經(jīng)歷了4500萬年,分早、中、晚三個(gè)世。
1841年英國地質(zhì)學(xué)家在烏拉爾山脈西坡發(fā)現(xiàn)一套發(fā)育完整,含有化石較多的地層,可以作為二疊紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)剖面,并依出露地點(diǎn)卡瑪河上游的彼爾姆地區(qū)命名為Permian系。英文Permian即源于俄文的音譯,中譯二疊系是根據(jù)二分性明顯的德國地方性名稱Dyas的意譯而來。德國二疊紀(jì)地層可明顯地分為兩部分,下部為紅色砂巖,稱赤底統(tǒng)(陸相),上部為鎂質(zhì)灰?guī)r,稱鎂灰?guī)r統(tǒng)(海相)。
二疊紀(jì)的地殼運(yùn)動(dòng)比較活躍,古板塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加劇,世界范圍內(nèi)的許多地槽封閉并陸續(xù)形成褶皺山系,古板塊間逐漸拼接形成聯(lián)合古陸(盤古大陸,又稱泛大陸)。陸地面積的進(jìn)一步擴(kuò)大,海洋范圍的縮小,自然地理環(huán)境的變化,促進(jìn)了生物界的重要演化,預(yù)示著生物發(fā)展史上一個(gè)新時(shí)期的到來。
二疊紀(jì)是生物界的重要演化時(shí)期。海生無脊椎動(dòng)物中主要門類仍是筳類、珊瑚、腕足類和菊石,但組成成分發(fā)生了重要變化。節(jié)肢動(dòng)物的三葉蟲只剩下少數(shù)代表,腹足類和雙殼類有了新的發(fā)展。二疊紀(jì)末,四射珊瑚、橫板珊瑚、筳類、三葉蟲全都絕滅;腕足類大大減少,僅存少數(shù)類別。
脊椎動(dòng)物在二疊紀(jì)發(fā)展到了一個(gè)新階段。魚類中的軟骨魚類和硬骨魚類等有了新發(fā)展,軟骨魚類中出現(xiàn)了許多新類型,軟骨硬鱗魚類迅速發(fā)展。兩棲類進(jìn)一步繁盛。爬行動(dòng)物中的杯龍類在二疊紀(jì)有了新發(fā)展;中龍類游泳于河流或湖泊中,以巴西和南非的中龍為代表;盤龍類見于石炭紀(jì)晚期和二疊紀(jì)早期;獸孔類則是二疊紀(jì)中、晚期和三疊紀(jì)的似哺乳爬行動(dòng)物,世界各地皆有發(fā)現(xiàn)。
早二疊世的植物界面與晚二疊世相似,仍以節(jié)蕨、石松、真蕨、種子蕨類為主。晚期有較大變化,鱗木類、蘆木類、種子蕨、柯達(dá)樹等趨于衰微、滅絕,代之以較耐旱的裸子植物,出現(xiàn)了銀杏、蘇鐵、本內(nèi)蘇鐵、松柏類等裸子植物,開始呈現(xiàn)中生帶的面貌。
二疊紀(jì)有豐富的礦產(chǎn)資源,最重要的有巖鹽、鉀鹽、磷、銅、錳等。
蒸發(fā)巖類主要見于美國西部得克薩斯州、德國的鎂灰?guī)r盆地以及荷蘭、英國、丹麥和波蘭等地。巖鹽多分布于白俄羅斯、俄羅斯。二疊紀(jì)的煤,不論質(zhì)和量均居重要地位,主要產(chǎn)地有西伯利亞中、北部,中國,印度,澳大利亞,南非,津巴布韋和剛果。西半球在此時(shí)期無重要煤礦。
石油和天然氣主要產(chǎn)于美國的俄克拉何馬州和得克薩斯州,俄羅斯的歐洲部分,荷蘭和德國等地。
磷礦見于美國的蒙大拿州、愛達(dá)荷州、懷俄明州等地,俄羅斯烏拉爾山西部,中國東南部的江蘇、浙江和福建等地。
銅礦見于德國的含銅頁巖層。中國西南地區(qū)亦有與玄武巖關(guān)系密切的沉積銅礦。
錳礦見于中國南方陸表海的淺水含錳硅質(zhì)巖層中。
二疊紀(jì)末發(fā)生了有史以來最嚴(yán)重的大滅絕事件,估計(jì)地球上有96%的物種滅絕,其中95%的海洋生物和75%的陸地脊椎動(dòng)物滅絕。三葉蟲、海蝎以及重要珊瑚類群全部消失。陸棲的單弓類群動(dòng)物和許多爬行類群也滅絕了。這次大滅絕使得占領(lǐng)海洋近3億年的主要生物從此衰敗并消失,讓位于新生物種類,生態(tài)系統(tǒng)也獲得了一次最徹底地更新,為恐龍類等爬行類動(dòng)物的進(jìn)化鋪平了道路。
二疊紀(jì)--三疊紀(jì)滅絕事件的過程與成因仍在爭(zhēng)議中。根據(jù)不同的研究,這次滅絕事件可分為一至三個(gè)階段。第一個(gè)小型高峰可能因?yàn)榄h(huán)境的逐漸改變,原因可能是海平面改變、海洋缺氧、盤古大陸形成引起的干旱氣候;而后來的高峰則是迅速、劇烈的,原因可能是撞擊事件、超級(jí)火山爆發(fā)、或是海平面驟變,引起甲烷水合物的大量釋放,持續(xù)時(shí)間約6萬年。
總結(jié)一下這場(chǎng)滅絕事件中的災(zāi)難因素為:20000立方千米的碎巖;數(shù)萬億立方千米,覆蓋整個(gè)陸地的巖漿、二氧化硫、二氧化碳、甲烷等有毒氣體;全球氣溫高達(dá)70攝氏度;連下數(shù)萬年的酸雨;40萬年的長夜、極低的含氧量,缺氧的海洋、蒸發(fā)的海水……這些因素疊加在一起,構(gòu)成了地球發(fā)生過的最嚴(yán)重災(zāi)難--西伯利亞暗色巖滅絕事件。
一次次的滅絕事件是十分慘烈的,然而每次的大滅絕都為下一次生物進(jìn)化鋪平道路,也是不爭(zhēng)的事實(shí)??茖W(xué)界普遍認(rèn)為,二疊紀(jì)末的大滅絕事件是地球歷史從古生代向中生代轉(zhuǎn)折的里程碑。其它各次大滅絕所引起的海洋生物種類的下降幅度都不及其1/6,也沒有使生物演化進(jìn)程產(chǎn)生如此重大的轉(zhuǎn)折。