古脊椎所赵文金对中国志留系/泥盆系界线的研究取得新进展

2010-7-28 00:00 来源: 古脊椎动物与古人类研究所
收藏到BLOG

  

  图1:西秦岭普通沟剖面志留系/泥盆系界线附近地层中的主要地球化学特征变化及洲际对比

  志留系/泥盆系界线是地质界为地史时期确定的第一个纪间分界,是国际地层委员会确定的第一颗“金钉子”——GSSP。1972年该界线经国际地层委员会批准、国际地科联承认,确定以捷克Barrandian地区Suchomasty附近的Klonk剖面为界线层型。尽管在界线层型剖面上确定以笔石Monograptus uniformis、三叶虫Warburgella rugulosa rugulosa、牙形类Icriodus worschmidti worschmidti三者共同出现作为志留系/泥盆系界线标志的意见早已被国际地层古生物学工作者所采纳,但上述三种标准化石经常不在同一地区或剖面中被发现,有时即使在同一地区、同一剖面中同时产出,也常常不在同一层位中出现,出现的层位往往略有高低差别,给世界其它地区开展志留系/泥盆系界线地层学的研究,特别是海相与非海相地层的对比带来了相当大的困难。

  西秦岭地区的志留系及泥盆系相当发育,在四川若尔盖普通沟剖面和羊路沟剖面均保存有完好的连续沉积剖面,并具有古生物化石丰富、演化早、分异快、保存好、数量多等特点,与欧美传统地区的地层相比,具有得天独厚的优越地质条件,早已成为华南乃至东亚地区开展志留系-泥盆系界线附近地层学研究的重要剖面。然而近30年的研究清楚表明,在普通沟及羊路沟剖面中只见到牙形类Icriodus worschmidti worschmidti,并未见到笔石M. uniformis与三叶虫W. rugulosa rugulosa等标准化石。上述事实,导致西秦岭地区各剖面中志留系/泥盆系界线一直争论不休,各家观点差别很大,至今未能取得一致意见。因此在该地区如何精确确定不同剖面中的志留系/泥盆系界线、如何与界线层型对比已成为我国地层古生物学工作者必须解决的一道难题。

  近年来兴起的化学地层学,为不同地区重要地层界线及界线附近地层的全球对比研究提供了重要的依据和新的研究手段。化学地层学是化学、同位素地质学与地层学相结合的产物,其研究成果可在地层划分对比中弥补生物地层学的不足,是当今地层学研究领域中的重要手段之一。近10年来国际上应用地球化学手段开展志留系/泥盆系界线剖面的研究已取得一系列科研成果,研究成果表明:志留纪晚期-泥盆纪早期不仅生物界发生了显著的变化,而且有机及无机的地球化学特征、沉积环境、气候、海平面等也发生了明显的改变,所有这些变化均与发生于志留纪末期的加里东运动所引起的全球洋陆分布格局的改变密切相关。目前,国际上志留系/泥盆系界线附近化学地层学的研究主要涉及有机及无机的碳稳定同位素、有机碳总量及碳酸钙含量的变化等方面,它们不仅可以为揭示志留纪晚期-泥盆纪早期古环境的演变提供重要的信息,而且也可以为不同地区志留系/泥盆系界线的确定提供可靠的定量对比依据。

  近5年来,中科院古脊椎所赵文金博士所领导的课题组与德国于利希研究中心岩石圈化学与动力学研究所Ulrich Mann博士所领导的课题组一直致力于中国志留系/泥盆系界线剖面的研究,最近他们通过地球化学的方法和手段,探讨了西秦岭地区普通沟剖面和羊路沟剖面中的志留系/泥盆系界线,并基本上解决了该地区志留系/泥盆系界线问题。依据地球化学指标的综合对比分析, 初步确定西秦岭地区四川若尔盖普通沟剖面中的志留系/泥盆系界线大体上位于下普通沟组底部,即样品ZP09与ZP10之间(图),而羊路沟剖面中的志留系/泥盆系界线则大体上位于羊路沟组顶部,即样品ZY06与ZY07之间,这与前人依据各种古生物化石所确定的S/D界线基本吻合。志留系/泥盆系界线附近化学地层学工作的开展不仅填补了我国志留纪及泥盆纪地层学在这一研究领域的空白,而且为我国不同地区志留系/泥盆系界线的确定及界线附近地层的洲际对比提供了一套全新的解决方案,并将进一步推动当前国际上志留系/泥盆系界线地层学的研究。

  相关的研究成果已于近日在Bollettino della Società Paleontologica Italiana杂志49卷1期上发表。该项研究得到了中国科学院知识创新工程重要方向项目、国家重点基础研究发展规划项目、科技基础性工作专项及国家自然科学基金项目资助。