汪嘯風(fēng)， STOUGE Svend， MALETZ J?rg， 王傳尚， 閻春波

(1. 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心， 湖北 武漢　430205； 2. 哥本哈根大學(xué)丹麥自然歷史博物館， 丹麥 哥本哈根； 3. 柏林自由大學(xué)地質(zhì)研究所，德國 柏林)

全球奧陶系底界的“金釘子”問題及我國特馬豆克階(Tremadocian)的劃分與對比

汪嘯風(fēng)1， STOUGE Svend2， MALETZ J?rg3， 王傳尚1， 閻春波1

(1. 中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心， 湖北 武漢430205； 2. 哥本哈根大學(xué)丹麥自然歷史博物館， 丹麥 哥本哈根； 3. 柏林自由大學(xué)地質(zhì)研究所，德國 柏林)

摘要：對全球寒武系與奧陶系界線層型剖面和點位(GSSP)——西紐芬蘭綠岬(Green Point)剖面和我國吉林白山(原渾江)大陽岔小洋橋原全球寒武系與奧陶系界線候選剖面的對比研究表明，綠岬“金釘子”剖面所指定的界線生物標志——波動古大西洋牙形石(Iapetognathusfluctivagus)并不存在于所指定的界線生物層和點位上，而且在分布和分類上是均存在爭議的物種，更遺憾的是，所展示的大部分牙形石和筆石標本圖片以及碳氧同位素異常數(shù)據(jù)也并非來自該“金釘子”剖面，因而完全違背了選擇金釘子剖面的原則和要求，有必要進行重新的評估。小洋橋寒武系與奧陶系界線剖面交通方便、環(huán)境優(yōu)美，寒武系與奧陶系界線地層系由一套深水且未變質(zhì)的黑色、黃綠色頁巖與灰色薄層瘤狀灰?guī)r所構(gòu)成的韻律沉積組成，并保存了完整的具有廣泛代表性牙形石和筆石序列，在詳細研究的34 m界線間隔中，自下而上保存了完整的Cambrostodus、Codylodusproavus、C.intermedius、C.lindstromi和C.angulatus等5牙形石生物帶，在C.intermedius帶上部至C.angulatus帶之間，還依次出現(xiàn)3層筆石，歸屬于重新厘定的Rhabdinoporaparabola和Anisograptusmatanensis等2個筆石帶， 此外還有大量三葉蟲和介形類化石共生，結(jié)合高精度同位素地球化學(xué)的研究，筆者等建議，以全球廣泛分布的牙形石C.intermedius的首現(xiàn)，取代Iapetognathusfluctivagus，作為寒武系與奧陶系界線劃分對比的標志，其層位與原來所指定的界線層幾乎一致或接近，界線之上所記錄的最大碳同位素異常和首次出現(xiàn)的最早的浮游正筆石——R.parabola(含R.praeparabola)，可作為該界線劃分的輔助標志。

關(guān)鍵詞：奧陶紀; 年代地層； 特馬豆克階； 劃分與對比； 牙形石； 筆石

自1989 年以來，國際地層委員會奧陶系分會(ISOS)一直按照國際地層委員會(ICS)的建議，致力于全球奧陶系統(tǒng)一或通用年代地層系統(tǒng)的研究，其目標就是在對世界各地有可能成為相關(guān)年代地層單位界線層型剖面調(diào)查與研究基礎(chǔ)上，建立易于在全球范圍內(nèi)適用的奧陶系年代地層單位(即統(tǒng)和階) 的劃分系統(tǒng)與對比標準[1]，借以改變長期以來把先期建立的區(qū)域性地質(zhì)年表視為全球奧陶系劃分和對比的標準, 并由此引發(fā)的不同大陸之間地層對比的矛盾和混亂( 表1)，以期用全球統(tǒng)一時間標尺和紐帶，即共同的語言，去連接和解釋不同大陸之間和地學(xué)各個學(xué)科之間的時代對比關(guān)系，共同破譯我們星球——地球在奧陶紀時期的演變歷史。該目標在歷經(jīng)近30 多年的探索和研究后，隨著我國湖北宜昌黃花場剖面于2008 年3 月被國際地科聯(lián)執(zhí)行委員會批準和認定為奧陶系第3個階，即大坪階的“金釘子”[2-4]而成功的實現(xiàn)了。表1 展示了全球統(tǒng)一或者通用的奧陶系年代地層系統(tǒng)與英國傳統(tǒng)的、過去多視為對比標準的和最近修訂的統(tǒng)或階的對比[5]，以及與全國地層委員會[6]所公布的區(qū)域年代地層系統(tǒng)的對比；表中的同位素年齡來自國際地層委(ICS)(2013)[7]在網(wǎng)上公布的最新年齡數(shù)據(jù)。

從表1中可見，全球通用奧陶系地質(zhì)年代表系由下、中、上3個統(tǒng)和7個階組成[7-11]。它們的全球界線層型剖面和點位(GSSP)，即“金釘子”，分別位于加拿大紐芬蘭Green Point剖面, 瑞典Diabasbrottet剖面,我國宜昌黃花場剖面，浙江常山黃泥塘剖面, 瑞典F?gels?ng剖面, 美國俄克拉荷馬州南部Black Knob Ridge剖面以及我國湖北宜昌王家灣北剖面。值得注意的是， “金釘子”剖面的建立僅僅為全球統(tǒng)一年代地層劃分與對比奠定了良好的基礎(chǔ)，但絕不意味該項研究的終結(jié)。隨著對“金釘子”剖面研究的不斷深入，必然引伸出一些更深層次的、以往尚未重視或意識到的問題；同時也會發(fā)現(xiàn)某些“金釘子”剖面，譬如西紐芬蘭特馬豆克階的“金釘子”剖面和所確定的界線標志和點位并不能作為全球相關(guān)界線的對比標準，需要重新研究和解決(表1)，否則，就違背了研究和建立“金釘子”的初衷。筆者結(jié)合近年來對我國寒武系與奧陶系界線的研究，聯(lián)系西紐芬蘭全球奧陶系下界“金釘子”剖面所暴露的問題，討論奧陶系特馬豆克階底界的劃分與對比問題。

表 1　全球及中國奧陶紀年代地層劃分與對比Table 1　Global and China Ordovician chronostratigraphic classification and correlation

1全球奧陶系底界暨特馬豆克階 (Tremadocian)的界線層型和點位問題

Terfelt 等[12]最近的研究表明，由 Cooper等[13]等建議、并為國際寒武系與奧陶系界線工作組1999年通過、國際地層委和國際地科聯(lián)2000年批準的全球奧陶系底界暨特馬豆克階底界的金釘子剖面——加拿大紐芬蘭綠岬剖面(Green Point section) 所指定的界線層和點位(即綠岬組Martin Point 段101.8 m處的23層)(Bed 23)內(nèi)部，并無所指定的界線生物標志——波動古大西洋牙形石Iapetognathus fluctivagus存在，所見到的乃是其先驅(qū)Iapetognathus preaengensis，該研究成果一經(jīng)發(fā)表[12]，立即引起全球地質(zhì)界的關(guān)注，雖然某些主張選擇Iapetognathusfluctivagus的提名人仍然堅持他們原來建議的有效性[14]，并且不接受上述關(guān)于波動古大西洋牙形石在分類鑒定和層位上的問題。然而，近十多年的實踐表明，選擇一個剛剛建立、分布并不普遍、尤其是當(dāng)時尚未經(jīng)歷長期實踐檢驗的新種——Iapetognathus fluctivagus[15]作為寒武系與奧陶系界線劃分的生物標志，顯然不夠慎重，此乃是當(dāng)時的國際寒武系—奧陶系界線工作組所作出的倉促且無奈選擇，因為多數(shù)寒武系與奧陶系界線工作組成員，自1974年開始，在經(jīng)歷了25年對全球寒武系與奧陶系界線層型和點位的調(diào)查研究、反復(fù)討論、而依然未果的情況感到厭倦，希望盡快結(jié)束這一曠日持久的調(diào)查與討論。因此通過重新研究發(fā)現(xiàn)綠岬寒武系與奧陶系金釘子剖面在生物標志和點位方面的問題并不令人感到驚訝。實際上Miller本人在1988年[16]的文章中就曾標出該種在北美地臺上產(chǎn)于Codylodus lindstrom牙形石生物帶的上部，與 Terfelt 等[12]最新研究結(jié)果一致；同時也暗示波動古大西洋牙形石(Iapetognathus fluctivagus)的產(chǎn)出層位受巖相控制，在分布和產(chǎn)出層位上是穿時的。綠岬“金釘子”剖面地層倒轉(zhuǎn)， 據(jù)Terfelt 等[12]的研究，該剖面所指定的界線標志I.fluctivagus實際上并不是出現(xiàn)在距底101.8 m處的23層內(nèi)部[13]，而是出現(xiàn)在26層(Bed 26)，較該界線劃分的輔助標志——最早的浮游筆石Rhabdinoporapraeparabola？(=R. parabola)始現(xiàn)層位高出2 m多；后者產(chǎn)于界線之上4.8 m，即距底106.4 m處的第25層(Bed 25)鈣質(zhì)礫巖層之上的灰黑色頁巖夾層之中(圖1A，圖2)。令人感到遺憾的是，Cooper等[13]所指定的劃分綠岬“金釘子”剖面寒武系與奧陶系界線的生物標志, 即本文圖1C所展示的牙形石標本，不包括該圖中的標本1,4,6,7和圖1B所展示筆石的標本(除其中的筆石標本a-d)，均非采自綠岬剖面；所展示的化學(xué)地層δ13C異常曲線，也不是來自綠岬剖面的數(shù)據(jù)，而是20世紀90年代初依據(jù)北美長堤(Long Beach)等剖面資料所綜合的曲線。值得注意的是，圖1C[13]所展示的牙形石標本1，4，6，7雖采自綠岬剖面，經(jīng)進一步研究表明，它們并不是所指定的界線標志Iapetognathus fluctivagus，而是Iapetognathus preaengensisLanding，1981[12]；所附筆石標本圖片，圖1B所展示的筆石標本，乃是Erdtmann[17，18]]1985年采自綠岬剖面奧陶系最低層位，距底106.4 m處的筆石標本(圖3)。筆者等在Erdtmann教授支持下，曾對這些筆石以及挪威奧斯陸附近Naersner 寒武系與奧陶系界線剖面所采筆石標本(圖4A, B)進行過再研究[19]，結(jié)果表明它們多系Rhabdinopora parabola的幼年復(fù)體(圖4A-C)。在綠岬剖面該層中還有個別枝細，似“Staurogrptid”幼年期的筆石共生(圖4D)。另據(jù)Azmy等[20]新近獲得的高精度化學(xué)地層研究數(shù)據(jù)，綠岬剖面δ13C 和δ18O最大異常也不是發(fā)生在所指定的界線層中，而是與牙形石C. intermedius的首現(xiàn)層位接近， 即22層上部(圖1A,圖2)。

以上生物和化學(xué)地層的再研究成果遺憾的表明，紐芬蘭綠岬(Green Point )寒武系與奧陶系界線剖面并不符合全球界線層型剖面和點位，即“金釘子”剖面的要求。近10多年的實踐還表明，作為綠岬剖面寒武系與奧陶系界線劃分的生物標志,牙形石Iapetognathus fluctivagus在分類上存在巨大的分歧，在分布上也不普遍，僅限于北美地區(qū)[12]，其首現(xiàn)層位還可能是穿時的；另一方面，該界線劃分的輔助標志——Rhabdinopora praeparabola?, 在分類與鑒定上也需進一步研究，它們在綠岬剖面與所指定的牙形石生物標志在層序上不相吻合，而且尚難以肯定它們在該剖面產(chǎn)出層位確實代表奧陶紀最低層位的浮游筆石，目前還不能排除其下還有更低層位的浮游正筆石式樹形筆石的出現(xiàn)，據(jù)此有必要對全球寒武系與奧陶系界線，即奧陶系底界的“金釘子”剖面進行重新評估。

2我國寒武系與奧陶系界線劃分與對比問題

我國存在3種類型的寒武系和奧陶系界線，即臺地相、盆地相以及臺緣-斜坡相，其中尤以臺緣-斜坡相的寒武系和奧陶系界線易于劃分與對比。

(1)在我國南方，穆恩之[21]曾建議用新廠階一名作為我國奧陶系最低層位年代地層單位，命名剖面位于廣東臺山新廠。該剖面在構(gòu)造古地理位置上處于華夏地塊的深水盆緣或島弧相區(qū)(圖5)，自下而上被劃分為Staurograptus-Anisograptus(X1),Aletograptus- Triograptus(X2) 和Adelograptus-Clonograptus(X3) 等3個筆石帶, 與原始含義的特馬豆克階對比。嗣后的研究表明[22，23]，在該剖面寒武系與奧陶系界線間隔中，筆石序列不完整，穆恩之[21]所劃分X1并非代表奧陶系最低層位的浮游筆石組合，在X1之下和X3之上均缺乏連續(xù)的筆石系列證據(jù)，其時限難以準確限定，故此筆者等在新編的全國區(qū)域地質(zhì)年表中，采用國際通用的用特馬豆克階一名取代區(qū)域性“新廠階”，以便于我國奧陶系底界，即寒武系與奧陶系界線的精確劃分和全球?qū)Ρ取?/p>

圖 1　綠岬剖面柱狀圖和所標注的寒武系與奧陶系界線劃分的生物標志、輔助標志及其產(chǎn)出層位(據(jù) Cooper[13])Fig.1　The column of the Green Point section and its bio-markers and auxiliary sign indicated fordefining the Cambrian-Ordovician boundary and their horizon (after Cooper[13])

圖 2　西紐芬蘭綠岬全球寒武系與奧陶系界線層型剖面的層序與問題(據(jù)Cooper et al., 2000[13], Terfelt et al., 2012[12]修訂)Fig.2　Sequences and problems of the GSSP for the Cambrian-Ordovician boundary at the Green Point section, West Newfoundland(Modified from Cooper et al., 2000[13], Terfelt et al., 2012[12])

圖 4　A-B.采自奧斯陸附近Naersner 剖面的 Rhabdiopora praeparabola (=R. parabola的幼年期復(fù)體)； C-D. 加拿大綠岬剖面106.4 m處所發(fā)現(xiàn)的最低位的浮游筆石; C.Rhabdiopora praeparabola(=R. parabola的幼年期復(fù)體);D.cf.“Staurograpyus” sp.；E-F.白山大陽岔小洋橋剖面奧陶紀最低層位的 Rhabdinopora parabola (= R.praeparabola)，E. 成年期附體，F(xiàn). 幼年附體(比例尺與錢幣：20 mm)Fig.4　A-B.Rhabdiopora praeparabola (=R. juvenile rhabdosome of R. parabola), taken from the Naersner profile in Oslo nearby; C-D. The lowest Ordovician planktonic graptolites found at 106.4 m level of the Green point section, Canada; C. Rhabdiopora praeparabola (=R. juvenile rhabdosome of R.parabola), D. cf. “Staurograpyus” sp.; E-F. Rhabdinopora parabola (=R.praeparabola) collected from the lowest Ordovician beds of Xiaoyangqiao section, E. adult rhabdosome, F. young rhabdosome (scale and coins: 20 mm)

圖 5　中國奧陶紀構(gòu)造-古地理輪廓及吉林白山大陽岔剖面古地理位置Fig.5　The Ordovician tectono-paleogeographic outline in China with paleogeographic location of the Dayangcha section, Baishan, Jilin NC 華北(中朝)地塊、Tarim(塔里木)地塊、YC(揚子)和CTH(華夏)地塊。海南島作為漂移地體當(dāng)時可能屬海南-印支地塊陸緣區(qū)一部分，西藏可能屬撣泰(或滇緬馬泰)地塊陸棚區(qū)一部分；天山-興安分屬西伯利亞和哈薩克斯坦板塊陸緣的一部分NC North China (Sino-Koren) block, Tarim block, YC (Yangtze) and Cathathyia Blocks. Hainan Island as drift terrene would belongs to the continental margin of Hainan-Indochina block; Tibet may be one part of continental shelf of the Shan-Tai (or Subumasu) block; Tian shan-Xingan region might belong to parts of continental margin of theSiberia and Kazakhstan plates

在我國南方揚子地塊臺緣-斜坡相的寒武系與奧陶系界線剖面中，Dong 等[24]曾報道在湘西桃源瓦爾崗剖面奧陶系底部盤家嘴組Cordylodus lindstromi牙形石帶上部發(fā)現(xiàn)Iapetognathus fluctivagus，較綠岬“金釘子”剖面所限定的該種的點位高。由于作者的文章中未標出該化石的圖片和進行剖面描述，因而無法肯定該種在瓦爾崗剖面中的具體產(chǎn)出層位；如果化石鑒定無誤，瓦爾崗剖面寒武系與奧陶系界線則應(yīng)置于Cordylodus lindstromi帶及其下伏產(chǎn)三葉蟲Hysteroleus的層位之下，精確位置還需進一步研究。此外，在湖南常德、桃江，江西武寧等地亦有屬揚子地塊江南臺緣-斜坡相的寒武/奧陶系界線剖面出露。2013年本文前兩位作者與 Bagnoli G.等曾對常德里公崗剖面進行了牙形石采樣和分析，但化石稀少，值得進一步注意。在湖南桃江[25]和江西武寧[26]奧陶系最下部均發(fā)現(xiàn)有劃分奧陶系底界的輔助標志Rhabdinopora parabola(=R. praeparabola)存在，相比之下，江西武寧剖面易于揭露，進一步工作后有可能發(fā)現(xiàn)位于其下的奧陶紀最低層位的牙形石。Wang 和 Wang[19]曾對金玉琴、汪嘯風(fēng)[25]所報道的湖南桃江白水溪組底部所發(fā)現(xiàn)筆石再研究后指出，R. praeparabola與他們所描述的Rhabdinopora taojiangensis同義，但后者命名在前?，F(xiàn)在看來此兩者均應(yīng)歸屬于Rhabdinopora parabola的幼年期類型。在白水溪組與該種共生的還有個體細小、原鑒定為“Staurograptus”的筆石，看來也是Rhabdinopora parabola的幼年期復(fù)體，所描述的差異實際上系受壓和保存方向所致。此外，浙江江山—常山一帶奧陶系底界的確切的位置，究竟應(yīng)劃在印諸埠組下部或是西陽山組頂部，還需要進一步研究。

我國南方揚子碳酸鹽巖臺地相的奧陶系下界多劃在湖北宜昌黃花場剖面西陵峽組Hirsutodontus simplex之下[27]，后者與Cordylodus intermedius帶下部相當(dāng)，較Terfelt 等[12]厘定后的真正的I. fluctivagus首現(xiàn)層位低。有鑒于此，在全球奧陶系下界的點位尚未重新厘定之前，宜昌黃花場剖面奧陶系底界大致落在西陵峽組上部。

目前華夏地塊邊緣島弧或盆地相奧陶系下界多劃在八村群頂部或贛南崇義爵山溝組Staurograptus筆石帶底部，前者缺少化石證據(jù)，后者的界線可能較標準的奧陶系下界高一些，確切的界線位置尚需進一步研究。

(2)與上述我國南方所發(fā)現(xiàn)的寒武系與奧陶系界線剖面相比，我國北方吉林白山江源(即原渾江)大陽岔小洋橋寒武系與奧陶系界線剖面發(fā)育最好(圖6,圖7)，研究也最為詳細[28-31]，在奧陶系與寒武系界線間隔中生物序列完整。 Wang 等[31,32]和Chen 等[29]都曾建議用渾江階一名取代“新廠階”作為我國區(qū)域奧陶系最下部年代地層劃分與對比的標準，其與下伏寒武系的界線曾建議定在牙形石Codylodus intermedius生物帶或C. lindstromi底部[29]。前者位于小洋橋剖面產(chǎn)最低層位(BD27)浮游筆石Rhabdinopora parabola(含R.praeparabola)生物帶的黃綠色頁巖(圖6 D-E)之下3.8 m左右(22層底部)(圖7);后者位于該筆石帶之下2.23 m[28,29]。

除吉林大陽岔小洋橋寒武系與奧陶系界線剖面外，在華北地塊上出露較好的寒武系—奧陶系界線剖面主要分布在唐山和遼西太子河一帶。根據(jù)與大陽岔小洋橋剖面的對比，唐山趙閣莊和遼西太子河等地寒武/奧陶系界線應(yīng)從原先所劃分的冶里組Rhabdinopora flabelliformis帶底部，下移至原視為寒武紀三山子組底部(山西)或原鳳山階炒米店組頂部(河北—山東)。根據(jù)Zhou 等[33]所提出的華北地臺Codylodus lindstromi牙形石生物帶下部與相關(guān)三葉蟲生物帶的關(guān)系及其與小洋橋剖面牙形石、筆石和三葉蟲生物帶的對比，華北地臺寒武系與奧陶系的界線似應(yīng)置于Pseudokoldinioidia perpeltis(即原Missisquoia perpeltis)帶和Yosimuraspis帶之間，后者在小洋橋剖面最早見于含最低層位浮游筆石Rhabdinopora parablola(含R.“praeparabola”) 的黃綠色頁巖之上30 cm, 較Codylodus intermedius牙形石生物帶高4.1 m[28,29]。

在塔里木地塊，屬于深水斜坡-盆地相寒武系與奧陶系界線以新疆霍城果子溝剖面為代表[34]，界線應(yīng)劃在該地新二臺組下部三葉蟲Hysterolenus帶底部，與大陽岔剖面Codylodus intermedius生物帶下部大致相當(dāng)。

圖 6　吉林白山江源縣大陽岔小陽橋寒武系與奧陶系界線剖面Fig.6　The Xiaoyangqiao Cambrian-Ordovician boundary section near Jiangyuan, Baishan, JilinA. 白山江源大陽岔小洋橋寒武系與奧陶系界線剖面； B. 含Anisograptus matanensis 帶筆石的灰綠色薄層粉砂質(zhì)頁巖； C. 產(chǎn)最低層位浮游正筆石 R. parabola( 含 R.praeparabola 黃綠色頁巖(Bed 27))； D. 示產(chǎn)最低層位浮游正筆石與所建議的寒武系—奧陶系界線間的地層，鐵錘處為25層(Bed 25); E. 小洋橋寒武系—奧陶系界線剖面界線上下的地層， 黃線示界線接近22層底部(Bed 22)A. Xiaoyangqiao Cambrian-Ordovician boundary sections near Jiangyuan, Baishan; B. Indicating the gray green thin-bedded salty shale bearinggraptolites of the Anisograptus matanensis Zone; C. Showing the horizon bearing the lowest Ordovician planktonic graptolites R. parabola (with R.praeparabola) in yellow-green shale interbeds(Bed 27); D. The photo shows the strata between the beds with the lowest Ordovician planktonicgraptolites and the Cambrian-Ordovician boundary proposed, the locality with a hammer is Bed 25; E. The Xiaoyangqiao Cambrian-Ordovicianboundary suggested and closed to the lowest Bed 22 indicated by a yellow line

圖 7　小洋橋寒武系-奧陶系界線地層Fig.7　Xiaoyangqiao Cambrian-Ordovician boundary intervalA. 示所建議的寒武系—奧陶系界線之上的頁巖夾薄層灰?guī)r(BD23)； B. 界線位于22層底部，以Cordylodus intermedius首次出現(xiàn)為標志，鐵錘與黃線示初步確定的界線位置A. Yellow green shale with thin bedded limestone (Bed 23) above the boundary suggested; B. The Cambrian-Ordovician boundary defined bythe FAD of Cordylodus intermedius close to the lowest Bed 22. hammerand yellow line showing the boundary preliminary determined

塔里木地塊臺緣斜坡相的寒武系與奧陶系界線，以新疆柯坪大灣溝剖面蓬萊壩組研究較好，該剖面保存了較完整的特馬道克期牙形石生物帶。據(jù)周志毅等[35，36]、陳旭等[37]、張師本等[38,39]的研究，自下而上分為Monocostatus sevierensis帶，Chosonodina herfurthi-Rossodus manitouensis帶,Glyptoconus quadraplicatus帶和T. proteus- P. deltifer帶牙形石，易于與特馬豆克階對比，那里的寒武系與奧陶系界線似應(yīng)置于Monocostatus sevierensis帶之下。

3小洋橋剖面——全球寒武系與奧陶系界線層型候選剖面

吉林渾江大陽岔小洋橋(原稱小陽橋)寒武系與奧陶系界線剖面位于小洋橋國家重點古生物化石保護區(qū)內(nèi)(圖6，圖7)，距白山市(原渾江)57 km，江源縣約10 km，大陽岔鎮(zhèn)2.5 km(42°3′40″N，126°42′25″E， 屬長白山脈西延部分，海拔650 m，交通方便。剖面沿山邊小溪出露完美、地層連續(xù)、環(huán)境優(yōu)美、各門類化石豐富、研究詳細[28-32,40])。在1992年澳大利亞悉尼舉行的國際奧陶系討論會上，與加拿大西紐芬蘭綠岬寒武系—奧陶系界線剖面一起，均被奧陶系分會列為全球奧陶系底界界線層型候選剖面之一?；谖骷~芬蘭綠岬寒武系—奧陶系“金釘子”剖面的上述問題, 為了重新評估全球寒武系與奧陶系界線劃分，筆者等最近與吉林大學(xué)地層古生物中心的同行們一起，又對小洋橋剖面和綠岬剖面進行了詳細的對比研究。小洋橋剖面形成于華北克拉通北東臺緣浪基面以下外陸棚較深水環(huán)境，寒武系與奧陶系界線地層系由一套具連續(xù)韻律的黑色、黃綠色、灰紫色頁巖與灰色薄層瘤狀或碎屑灰?guī)r互層組成，在巖相和沉積環(huán)境方面與加拿大紐芬蘭綠岬(Green Point)剖面相似，但海水相對較淺，在界線間隔中二者均產(chǎn)完整牙形石、筆石系列，但小洋橋剖面所含化石的豐度和多樣性更高，共生的還有大量三葉蟲、介形類化石。在所詳細測量的厚34 m的寒武系與奧陶系界線地層中(即從Codylodus proavus-C. angulatus牙形石生物帶底部)(圖6，圖7)，自下而上可以識別出Cambrostodus、Codylodus proavus、C. intermedius、C.lindstromi和C. angulatus等5牙形石生物帶[28]；通過對C. intermedius牙形石帶上部依次發(fā)現(xiàn)3層筆石的詳細采集和研究表明，此3層筆石應(yīng)歸屬于重新厘定的Rhabdinopora parabola和Anisograptus matanensis等兩個筆石帶中[30，31])(表2)。根據(jù)對Erdtmann[17,18]最初從綠岬剖面、挪威奧斯陸附近Naersner 剖面所采筆石標本的再研究(圖1A-D)，以及對小洋橋剖面原劃為R. praeparabola？筆石帶所發(fā)現(xiàn)筆石的研究，并與我國湖南桃源九溪[25]相當(dāng)層位筆石群的對比，筆者等認為，R. praeparabola與R.parabola應(yīng)屬同一個生物種群，尤其是在小洋橋剖面原劃為最低層位的R. praeparabola帶中亦發(fā)現(xiàn)大量R. parabola存在，因而不應(yīng)分割為兩個筆石生物帶，盡管在小洋橋剖面此兩層之間存在大約5 m的間距；另外，系統(tǒng)分類的研究表明，R. praeparabola與R.parabola在筆石體始部發(fā)育上完全一樣, 均屬于胎管頂端具線管、營假浮游生活的下垂式樹形筆石式正筆石類，它們的始部均由3個原始枝組成、呈4分(quadriradiate)的發(fā)育形式(圖4 C,E,F)，不同之處僅在于前者個體較小，橫耙較少，這正好暗示R. praeparabola乃是R. pa-rabola未成熟的幼年期類型。此外，金玉琴、汪嘯風(fēng)[25]曾經(jīng)報道的Rhabdinopora taojiangensis和Staurograptussp.也應(yīng)歸屬于R. parabola種群之中的幼年期類型。加拿大紐芬蘭綠岬剖面上所報道的R. praeparabola系Erdtmann[17，18]1985年從該剖面106.4 m透鏡狀灰?guī)r之上的一單層頁巖夾層中所采的標本(圖4 C,D)，亦應(yīng)屬于R. parabola的未成年類型。Rhabdinopora parabola(包括R. praeparabola與R. parabola)首現(xiàn)于大洋岔小洋橋剖面Codylodus intermedius帶頂部，并上延至Codylodus lindstromi牙形石帶；在上層R.parabola筆石群之上2.5 m 的薄層泥質(zhì)粉砂中產(chǎn)大量Anisograptus matanensis帶的筆石，層位與C. angulatus牙形石帶相當(dāng)。 Chen 等[29]曾報道上述最低層位的Rhabdinopora parabola(包括R. praeparabola與R. parabola)首現(xiàn)層位較C. intermedius牙形石帶底界高5.28 m，但據(jù)其插圖2所示，二者之間的厚度不超過3.5 m,因此有關(guān)它們之間的確切厚度還需進一步確定。

表 2　我國寒武與奧陶系界線劃分及主要生物帶對比Table 2　Cambrian-Ordovician boundary subdivision in China and correlation of its principal bio-zones

與綠岬剖面相同，小洋橋剖面Cordylodus intermedius帶中即無牙形石Iapetognathus fluctivagus存在，所發(fā)現(xiàn)的乃是與其密切相關(guān)的Iapetognathusjilinensis, 產(chǎn)出層位與最低層位的R.parabola相當(dāng)。考慮牙形石Cordylodus intermedius在全球分布廣泛，它們首現(xiàn)層位與所指定特馬豆階下界GSSP層位幾乎一致或接近，其下部還與廣泛分布的牙形石Hirsutodontus simplex共生，因而易于在全球識別和對比。陳均遠等[41]對小洋橋剖面碳同位素和稀有元素及稀土元素釔(Y)、鈰(Sr)、鉻(Cr)等進行了詳細的地球化學(xué)研究，結(jié)果表明它們的最大正異常均主要發(fā)生在Hirsutodontus simplex帶，即本文的Cordylodus intermedius牙形石帶下部，與加拿大綠岬剖面新近獲得的高精度地球化學(xué)結(jié)果基本一致[20]。Jing 等[42]曾對我國塔里木柯坪地區(qū)寒武系與奧陶系界線地層，蓬萊壩組的碳同位素異常進行了研究，其結(jié)果表明，最大的碳同位素正異常亦發(fā)生在Hirsutodontus simplex帶上部，與小洋橋剖面一致。

綜上所述，筆者同意Terfelt 等[12]和Azmy 等[20]最近的建議，以牙形石C. intermedius的首次出現(xiàn)(FAD)作為全球以及我國奧陶系下界的劃分標志;在小洋橋剖面，該界線生物層之上所出現(xiàn)的筆石Rhabdinopora parabola可作界線劃分的輔助標志。牙形石Codylodus lindstromi雖然也曾考慮作為寒武系與奧陶系界線劃分標志，但與C. intermedius相比，該種在分類上還有爭議，產(chǎn)出層位與地球化學(xué)異常的層位也不相吻合。在我國南方，如揚子碳酸鹽巖臺地，有的地方可能沒有發(fā)現(xiàn)C. intermedius，但H. simplex帶常見，可以后者底界為劃分標準，層位與與C. intermedius帶底界基本一致(表2)。

4結(jié)語

基于對全球寒武系與奧陶系界線層型剖面和點位(GSSP, 即俗稱的“金釘子”)以及我國有代表性的寒武系與奧陶系界線剖面的對比研究指出，國際地層委和國際地科聯(lián)所批準的加拿大西紐芬蘭綠岬剖面[13]，在經(jīng)歷了10多年的檢驗后發(fā)現(xiàn)，在該剖面的界線層和點位中并無所指定的劃分寒武系與奧陶系界線的生物標志存在，理應(yīng)進行重新選擇和厘定。我國吉林白山大陽岔小洋橋剖面曾經(jīng)是全球寒武系與奧陶系界線層型剖面和點位(GSSP)最具代表性的候選剖面之一，交通方便，地層出露完美，并發(fā)育了完整、豐富、多樣和易于全球識別與對比的牙形石和筆石序列，并有三葉蟲、介形類化石共生。

建議以小洋橋剖面冶里組底部牙形石Cordylodus intermedius的首現(xiàn)(FAD)作為我國、乃至全球寒武系與奧陶系界線劃分的生物標志；界線附近所出現(xiàn)的地球化學(xué)異常，以及界線之上所出現(xiàn)的以R. parabola為代表的最早浮游筆石可作為該界線劃分的輔助標志；所建議的界線標志易于在全球識別和對比。我國南方和北美大陸奧陶系底部常見的牙形石Hirsutodontus simplex生物帶底部與C. intermedius帶底部基本相當(dāng)。

致謝：衷心感謝吉林省國土資源局環(huán)境處、白山市和江源區(qū)國土資源局領(lǐng)導(dǎo)和同仁對該項研究的支持和幫助，在野外工作期間，承蒙吉林大學(xué)地層古生物研究中心孫春林教授的指導(dǎo)與幫助、郎嘉彬博士參與野外工作，在此一并致謝。本文作者之一(汪嘯風(fēng))還要感謝Erdtmann B D 教授慷慨提供他所采的有關(guān)標本和圖片。

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On the Problem of Global Ordovician Lower Boundary “Golden Spike”and Tremadocian Subdivision and Correlation in China

WANG Xiao-feng1, STOUGE Svend2, MALETZ J?rg3, WANG Chuan-shan1， YAN Chun-bo1

(1.WuhanCenterofChinaGeologicalSurvey,Wuhan,Hubei430205,China; 2.NaturalHistoryMuseumofDenmark,

UniversityofCopenhagenUniversity,Copenhagen,Denmark; 3.InstituteofGeology,FreeUniversityofBerlin,Germany)

Abstract:Correlative studies of the Cambrian and Ordovician global boundary stratotype section and point (GSSP)-western Newfoundland Green Point section with the former GSSP candidate for the Cambrian and Ordovician boundary, Xiaoyangqiao section in Dayangcha, Baishan (formerly Hunjiang), Jilin, China indicate that the conodont speciesIapetognathusfluctivagusis not present in the specified boundary layer and point at Green Point section (i.e. Bed 23)，and it is a disputed species both in distribution and taxonomy. The most of the conodont and graptolite specimens as well as carbon and oxygen isotopic data submitted in the original proposal, unfortunately, are not from the "Golden Spike" section. This is totally incompatible with the principles and requirement for selecting GSSP and necessary for reassessment. The Xiaoyangqiao Cambrian-Ordovician boundary section is easy accessibility and well-exposed along beautiful rivulet. The Cambrian-Ordovician boundary interval is comprised of unmetamorphic deep water black, grey and green shale intercalated with thin-bedded gray nodular limestone, bearing complete and well represented conodont and graptolite succession from uppermost Cambrian to lowest Ordovician. In 34 m interval, 5 conodont biozones can be recognized in ascending order: theCambrostodus,Codylodusproavus,C.intermedius,C.lindstromiandC. angulatusand in turn three graptolite-bearing beds, referred to 2 graptolite biozones, theRhabdinoporaparabolabiozone withR. “praeparabola” and theAnisograptusmatanensisbiozone from the upperC. intermediustoC.angulatusconodont biozones. There are also a plenty of trilobite coexisting with ostracoda fossils. Combining high-resolution carbon and oxygen isotope studies the present authors suggest that the Cambrian-Ordovician boundary would be better to be defined by the first appearance (FAD) of widespread conodontC.intermedius, instead of the FAD of the controversial and rareIapetognathusfluctivagusas boundary biomarker for the base of the Ordovician System. This boundary proposed, however, is close-if not identical-to the level specified at the GSSP section and easily recognized and correlated anywhere in the world. The maximum carbon isotopic excursion recorded above the boundary layer and appearance of the earliest planktonic graptolites—R.parabola(includingR. “praeparabola”, can be make as an auxiliary signs for determination of the boundary.

Key words:Ordovician;chronostratigraphy; Tremadocian;subdivision and correlation; conodont; graptolite

作者簡介：汪嘯風(fēng)(1939—)， 男， 研究員， 博士生導(dǎo)師， 長期從事地層古生物學(xué)研究。 Email: ycwangxiaofeng@163.com。

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查“三峽地區(qū)代表性寒武-奧陶系界線研究(編號:1212011120142)”、 科技部科技基礎(chǔ)工作項目“吉林白山大陽岔全球寒武系與奧陶系界線金釘子候選剖面的研究(編號：2015FY310100)”項目聯(lián)合資助。

收稿日期：2015-02-23； 改回日期： 2015-03-07。

中圖分類號：P 535; P534.42

文獻標志碼：A

文章編號：2095-8706(2015)05-0014-13