古脊椎所趙文金對中國志留系／泥盆系界線的研究取得新進展

　　圖1：西秦嶺普通溝剖面志留系/泥盆系界線附近地層中的主要地球化學特征變化及洲際對比

　　志留系/泥盆系界線是地質界為地史時期確定的第一個紀間分界，是國際地層委員會確定的第一顆“金釘子”——GSSP。1972年該界線經國際地層委員會批準、國際地科聯承認，確定以捷克Barrandian地區Suchomasty附近的Klonk剖面為界線層型。盡管在界線層型剖面上確定以筆石Monograptus uniformis、三葉蟲Warburgella rugulosa rugulosa、牙形類Icriodus worschmidti worschmidti三者共同出現作為志留系/泥盆系界線標志的意見早已被國際地層古生物學工作者所采納，但上述三種標準化石經常不在同一地區或剖面中被發現，有時即使在同一地區、同一剖面中同時產出，也常常不在同一層位中出現，出現的層位往往略有高低差別，給世界其它地區開展志留系/泥盆系界線地層學的研究，特別是海相與非海相地層的對比帶來了相當大的困難。

　　西秦嶺地區的志留系及泥盆系相當發育，在四川若爾蓋普通溝剖面和羊路溝剖面均保存有完好的連續沉積剖面，并具有古生物化石豐富、演化早、分異快、保存好、數量多等特點，與歐美傳統地區的地層相比，具有得天獨厚的優越地質條件，早已成為華南乃至東亞地區開展志留系-泥盆系界線附近地層學研究的重要剖面。然而近30年的研究清楚表明，在普通溝及羊路溝剖面中只見到牙形類Icriodus worschmidti worschmidti，并未見到筆石M. uniformis與三葉蟲W. rugulosa rugulosa等標準化石。上述事實，導致西秦嶺地區各剖面中志留系/泥盆系界線一直爭論不休，各家觀點差別很大，至今未能取得一致意見。因此在該地區如何精確確定不同剖面中的志留系/泥盆系界線、如何與界線層型對比已成為我國地層古生物學工作者必須解決的一道難題。

　　近年來興起的化學地層學，為不同地區重要地層界線及界線附近地層的全球對比研究提供了重要的依據和新的研究手段。化學地層學是化學、同位素地質學與地層學相結合的產物，其研究成果可在地層劃分對比中彌補生物地層學的不足，是當今地層學研究領域中的重要手段之一。近10年來國際上應用地球化學手段開展志留系/泥盆系界線剖面的研究已取得一系列科研成果，研究成果表明：志留紀晚期-泥盆紀早期不僅生物界發生了顯著的變化，而且有機及無機的地球化學特征、沉積環境、氣候、海平面等也發生了明顯的改變，所有這些變化均與發生于志留紀末期的加里東運動所引起的全球洋陸分布格局的改變密切相關。目前，國際上志留系/泥盆系界線附近化學地層學的研究主要涉及有機及無機的碳穩定同位素、有機碳總量及碳酸鈣含量的變化等方面，它們不僅可以為揭示志留紀晚期-泥盆紀早期古環境的演變提供重要的信息，而且也可以為不同地區志留系/泥盆系界線的確定提供可靠的定量對比依據。

　　近5年來，中科院古脊椎所趙文金博士所領導的課題組與德國于利希研究中心巖石圈化學與動力學研究所Ulrich Mann博士所領導的課題組一直致力于中國志留系/泥盆系界線剖面的研究，最近他們通過地球化學的方法和手段，探討了西秦嶺地區普通溝剖面和羊路溝剖面中的志留系/泥盆系界線，并基本上解決了該地區志留系/泥盆系界線問題。依據地球化學指標的綜合對比分析, 初步確定西秦嶺地區四川若爾蓋普通溝剖面中的志留系/泥盆系界線大體上位于下普通溝組底部，即樣品ZP09與ZP10之間（圖），而羊路溝剖面中的志留系/泥盆系界線則大體上位于羊路溝組頂部，即樣品ZY06與ZY07之間,這與前人依據各種古生物化石所確定的S/D界線基本吻合。志留系/泥盆系界線附近化學地層學工作的開展不僅填補了我國志留紀及泥盆紀地層學在這一研究領域的空白，而且為我國不同地區志留系/泥盆系界線的確定及界線附近地層的洲際對比提供了一套全新的解決方案，并將進一步推動當前國際上志留系/泥盆系界線地層學的研究。

　　相關的研究成果已于近日在Bollettino della Società Paleontologica Italiana雜志49卷1期上發表。該項研究得到了中國科學院知識創新工程重要方向項目、國家重點基礎研究發展規劃項目、科技基礎性工作專項及國家自然科學基金項目資助。