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中國上泥盆統佘田橋階()

佘田橋階是中國上泥盆統的最低階。臺階名稱由王宇、於長民於1962年命名,命名時確定的標準斷面位於湖南省邵東縣社田橋,臺階名稱源於命名斷面所在的社田橋。佘田橋階大致相當於國際地層表中的弗拉階。

由於命名剖面下部地層出露不良,難以界定層序底界,故不是理想的層型剖面。經課題組研究(龔等。),重新選擇了佘田橋臺階的候選層型剖面。

(1)佘田橋臺階候選層型剖面位置

龔等人選取的涉田橋候選層型剖面位於廣西壯族自治區德保縣都安鎮以東約800米的四洪山(黃營山)山坡上,地理坐標為北緯23° 19′,東經106° 35′(圖90)。該段交通便利,出露地層包括下泥盆統第四排階和上泥盆統錫礦階地層,其中蛇田橋階地層最為完整。

圖90佘田橋分級剖面位置圖

(2)佘田橋分層剖面圖說明(圖91)

上泥盆統五指山組覆蓋層

灰紫色厚石灰巖、泥灰巖和扁豆狀石灰巖

中國主要測年地層研究項目進展與成果(2001 ~ 2009)

圖91廣西德保佘田橋臺階巖石地層柱狀圖、牙形石分帶、旋回地層及數字測年圖

下伏地層泥盆系湯敏組灰色薄-中鈣質頁巖。

(3)佘田橋階生物地層序列及其底界界定。

目前,在廣西德保都安社田橋地層剖面中已發現牙形刺、竹子、介形類等化石,尤其是牙形刺最為連續和豐富,自下而上產出。龔等研究組將層型剖面中的牙形刺自下而上劃分為9個牙形刺帶:上中向falsiovalis帶、Pal-matolepis transitans帶和Palmatolepis puncatata帶。下掌腱龍帶、上掌腱龍帶、掌腱龍帶、下掌腱龍帶、上掌腱龍帶和舌掌腱龍帶。分帶序列是壹種牙形石,幾乎可以與目前國際上普遍使用的上泥盆統弗拉斯階牙形石分帶序列相比較。

關於佘田橋底界的界定,目前佘田橋底界的確切界定尚未確定,因為在中泥盆統頂部的Klapperina disparalis帶和上泥盆統底部發現的上中泥盆統falsiovalis帶之間,尚未識別出以中泥盆統falsiovalis首次出現為標誌的下M. falsiovalis帶。然而,根據對層型剖面中界線附近層段沈積相和旋回地層的仔細觀察和分析,研究組(龔等。)認為,雖然在剖面第二層的第二層序(375-6e)中有少量的灰巖碎屑,但由於沖刷造成的地層損失不會達到壹個化石帶的地層厚度,通過在該層段進壹步深入的牙形石生物地層學工作,有可能查明下部介觀falsiovalis帶及其化石的首次出現。目前,在這個問題解決之前,研究組提出,分布有牙形石Klapperina disparilis、尖齒牙鮃、尖齒牙鮃和Polygnathus dengleri的尖齒牙鮃帶的頂界可以暫時作為蛇田大橋臺階的底界。

(4)佘田橋臺階及其牙形刺帶的數字化測年。

在本課題的研究中,龔等人嘗試利用米蘭科維奇周期律對已知軌道-氣候變化周期的地層進行數字化定年。根據廣西德保都安四紅山剖面和桂林楊堤剖面的實測資料(圖91、圖92)和大比例尺(1∶10)剖面的地球化學分析,發現地層旋回的層序結構是反映米蘭科維奇旋回的最佳替代指標之壹。地層旋回是多種因素作用的產物,周期小於百萬年的高頻旋回的主要控制因素通常是氣候和海平面變化。證明高頻旋回是否受米蘭科維奇旋回力驅動的關鍵標準是:高頻旋回的時間周期和序結構與米蘭科維奇旋回壹致(時間標準);高頻旋回具有跨階段或跨區域的可比性(空間標準)。在精細生物地層學和/或同位素年代地層學的框架內,通過對高頻旋回的層序結構和譜系對比的細致研究,可以獲得高頻旋回在時間約束方面是否受米蘭科維奇旋回力驅動的重要判據;對於空間標準,可以在不同區域或相區精細生物地層學(或同位素年代地層學)對比的基礎上,通過高頻旋回及其層序結構的對比獲得。

通過對都安、德保四紅山剖面和桂林楊堤剖面的詳細研究,在上泥盆統碳酸鹽臺地-盆地相旋回地層中識別出由紋層、層序、層序組、超層序組和體系域組成的五級旋回地層單位。其中,序列組的輪廓最為清晰、直觀、穩定。所謂條紋,主要是通過巖性、顏色、有機質含量的差異來顯示,其厚度壹般在1 mm到幾厘米之間。層序是指由兩層或兩層以上不同巖性、不同顏色的地層垂直交替疊加而成的基本旋回單元,多成對產出,壹層為主,壹層為輔。層序組是指多個相同或相似層序的自然組合,其頂底邊界通常為自然單層平面或系列界面。超層序組是具有相同或相似巖性、構造、厚度和產狀的多個層序組的自然組合。超序列組之間的界面通常是序列組(序列結構)變化的變換面或比序列組之間的界面更大、更清晰、更直觀的層次。在剖面上,可識別出具有增生、進積和退積結構的三種超層序組。超序列組通常由四個或三個序列組組成。

通過系統的牙形石生物地層學及相關研究,在德保都安四紅山剖面的盆地相灰巖中,從中泥盆統東崗嶺階頂部的Klapperina disparilis帶至上泥盆統錫礦山階下部的Palmatolepis triangularis帶,共識別出177個層序、48個層序組和12個超層序組,厚度為989。5厘米。桂林楊堤段斜坡灰巖中,有265,438+0層序組和6。從上泥盆統佘田橋階的上Palmatolepis rhenana帶至錫礦山階的Palmatolepis triangularis帶,共識別出5個超層序組,厚度為1568 cm。

圖92廣西桂林楊堤佘田橋階牙形刺分帶、旋回地層及數字測年。

對比圖91和圖92可以清楚地看出,在所研究的12牙形石帶中,包含最多層序組的牙形石帶是Lower Palmatolepis rhenana帶和P. linguiformis帶(8個帶);含層序組最少的牙形石帶是P. jamieae帶(2個帶)。在兩個剖面的同壹牙形石帶,即上rhenana帶、上P. linguiformis帶和下、中、上P. triangularis帶,存在相同數量和等級結構的層序組和超層序組,即壹個層序組包含3個或6個層序,層序組和層序的等級結構為1: 3或65438+。在蛇田橋-錫礦山界線之下,壹個超層序組由四個層序組組成,它們之間的層序結構為1∶4;在蛇田橋-錫礦山界線之上,壹個超層序組由三個層序組組成,它們之間的層序結構為1∶3。表明超層序組與二級邊界上下的層序組在層序結構上存在明顯差異。

根據Belka等人(1997)的觀點,同壹牙形石帶在某壹生物地理區域內應該是等時的,因此該牙形石帶內具有相同數量和序結構的層序組和超層序組在不同剖面上也應該是等時的。根據國際上發表的泥盆系年代地層序列及其數字測年數據,統壹上泥盆統壹個標準牙形刺帶的平均時限為0。47毫安或0。64Ma。在廣西的剖面上,壹個標準牙形石帶所包含的層序組數量從2到8不等(圖91,圖92)。因此,龔等人認為1序列群的持續時間應為65438+萬年。同時,Belka等人(1977)研究了摩洛哥中泥盆統Eifelian牙形刺的定量生物地層學和沈積相,指出盆地相灰巖的沈積速率為2。5 m/Ma,即25 cm/100000a,處於碳酸鹽臺地-盆地交替環境(與華南泥盆紀古地理格局非常相似)。比率(21。1 cm)與廣西德保都安剖面(21.1cm/100000a)48個層序組(盆地相灰巖)的平均厚度及其持續時間的估算值(100000 a)之間。

龔等人特別引用了伯傑等人(1992,1994)對地質歷史中軌道力的天文計算結果。記錄顯示泥盆紀的偏心周期與傾斜周期的比值為1: 3.1,偏心周期與歲差周期的比值為1: 5。長偏心周期與偏心周期之比為1∶4。這種比例關系與廣西兩個研究剖面上層序組與超層序組之間的1∶3或1∶6的層序結構非常壹致,與佘田橋階地上恒河猴帶和長齒猴帶的超層序組與層序組之間的1∶4的層序結構非常壹致。

龔等人認為,上述研究成果(圖91,圖92)可用於上泥盆統佘田橋階和12從上中泥盆統fal-siovalis帶至上Palmatolepis triangularis帶(圖91 ~圖93)的牙形刺帶的數字化定年,以及佘田橋階的數字化定年。圖93示出了在5的時間跨度內。新牙形刺出現的最快時間是在設田橋階地-錫礦階地邊界之後的下、中、上三角牙形刺帶,壹個新種的出現只需要0 . 2Ma。3毫安;新物種出現的最慢時間是在蛇田橋階地-錫礦山階地邊界前的舌形齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒齒而壹個新物種出現在社田橋階的中下部,距離社田橋階和錫礦山階的邊界較遠,所需要的時間介於上述兩者之間。根據牙形刺新種的出現速度,蛇田橋期至錫礦山期之交的生物演化過程可分為背景期、大滅絕期和恢復期,新種出現率分別為2 ~ 3個/Ma。1 ~ 2/毫安和3 ~ 4/毫安。目前專家們對這種劃分的理解並不壹致。然而,現有研究獲得的數據表明,新物種出現的最慢時期與大滅絕的高峰期是壹致的。

(5)佘田橋階地層對比

與佘田橋階大致處於同壹時期的其他化石帶或標準化石有:菊石Manticoceras帶;介形類組合Bertil-lonella cicatrocosa帶→ B. reichi帶→多紋原生蟲帶→ E. splerdens帶;臺地相腕足動物Cyrto-spirifer-Tenticospirifer組合帶;珊瑚柱藻-Tabuluphyllum組合帶;微型脊椎動物huaningithysoma-lobes→phoebodus aff。fastigutus→p . digul us;木蠹蛾、木蠹蛾、木蠹蛾;苔蘚蟲→孔內苔蘚蟲復合帶;孢子再沈積帶;古老植物菱葉薄皮蕨-古蕨帶等。

與佘田橋階大致同期的巖石地層單位為廣西柳江組、古壁組和桂林組,下部為“大”柳江組和“大”容縣組;湖南和粵北的蛇田橋組;江西彭中組、關山組、擂鼓臺組下部;皖浙壹帶吳彤組下部;四川龍門山土橋子組-沙窩子組,甘肅若爾蓋、叠部莫闊河組;貴州獨山王城坡組;福建龍巖天窪統組;河南省西周地區的王官溝組;雲南麗江沙子井組下部、滇東再格組下部、滇西南光組下部;湘鄂西黃家登組;陜鄂交界地區的冷水河組;黑龍江省漢達奇地區大河裏河組;內蒙古中部的蔡倫果少組和烏爾地區的下大民山組;寧夏中衛地區中寧組下部;甘肅祁連山沙流水群下部;青海柴達木盆地南緣黑山溝組和北緣雅庫山組下部;新疆東準噶爾克安庫都克組下部、西準噶爾卡雄組、珠魯木特組;喜馬拉雅山曲坡群的中部和香港新界的新界組的下部。

圖93上泥盆統佘田橋階及其牙形石帶數字測年和牙形石演化速率對比。