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中国二叠纪综合地层和时间框架

已有 583 次阅读 2018-11-8 16:18 |个人分类:《中国科学》论文|系统分类:论文交流

 二叠纪是古生代的最后一个纪,底界以牙形类Streptognathodus isolatus的首现为标志,绝对年龄为(298.9±0.15)Ma;顶界以牙形类Hindeodus parvus的首现为标志,绝对年龄为(251.902±0.024)Ma。二叠纪期间发生了一系列全球性的重大生物演化与环境剧变事件。南方冈瓦纳大陆与北方劳亚大陆之间拼合形成泛大陆,伴生了大规模火山喷发活动,包括峨眉山玄武岩以及西伯利亚玄武岩和华南的大规模火山活动。晚古生代大冰期在早二叠世达到高峰,在冈瓦纳大陆及其周边形成大规模的冰川沉积。全球发生大规模海退,在二叠纪中期海平面降到了地质历史时期的最低点,导致全球范围内的地层缺失。与这些地质和环境巨变相伴随的是两次重大生物灭绝事件,其中二叠纪末的生物大灭绝是地质历史时期最大的一次生物灭绝事件。


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 贵州罗甸纳饶二叠系剖面


建立高精度的年代地层格架是阐明这些重大生物与环境演变事件时空关系及其原因的关键。中国科学院南京地质古生物研究所的沈树忠院士等人在《中国科学:地球科学》发表评述文章,系统总结了中国二叠系在生物地层、地质年代、磁性地层、化学地层学方面的研究现状,并对中国二叠系的主要地层大区做了对比,形成中国二叠纪综合地层和时间框架。

国际二叠纪年代地层系统分为3统(乌拉尔统、瓜德鲁普统、乐平统)9阶。牙形类化石是二叠纪高分辨率生物地层的划分基础,是目前所有已经建立和计划建立的二叠纪全球界线层型剖面和点位(GSSP,俗称“金钉子”)的标志。二叠系在中国可识别出35个牙形带,特别是华南的二叠系瓜德鲁普统和乐平统牙形类化石带可作为国际对比的标准。乐平统所涉及的三个“金钉子”均在华南确立,因此依据华南建立的乐平统牙形类生物地层框架即代表了国际标准序列。除牙形类以外,作者在本文中还详细归纳了䗴类、放射虫、菊石、腕足类、珊瑚类等二叠纪重要化石门类的研究现状。从磁性地层的角度,二叠纪磁极性分为两个明显不同的阶段。其前半段是Kiaman超级反向极性带,后半段称为二叠-三叠纪超级混合极性带。二者的界线为Illawarra反转中的第一个正极性带底部,位于沃德阶中部。因此,利用磁性地层学手段进行二叠纪的高精度对比定年主要应用于沃德阶及其以上的地层。化学地层方面,d13Ccarb的结果表明在二叠纪最末期有一次3—5‰的快速负漂。牙形类d18Oapatite的变化趋势表明在二叠纪末又一次8—10℃的快速升温。锶(87Sr/86Sr)比值在二叠纪显示先降低后升高的总体趋势,其转折点位于卡匹敦期晚期。


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野外剖面(长兴阶)

二叠纪经历了显生宙以来最大的冰期到最大的生物灭绝的全过程,见证了古生代向中生代的转变。中国华南的乐平统是二叠纪研究程度最高的阶段,是全球对比的标准。相比之下,基于乌拉尔地区地层建立的乌拉尔统和基于美国德克萨斯地区建立的瓜德鲁普统的研究还有待加强。前者的三个“金钉子”尚未建立,后者虽建立了“金钉子”,但由于后期研究不足的原因尚不能确定精确的演化序列,需要重新研究。华南地区乌拉尔统和瓜德鲁普统地层序列出露完整,化石丰富,其高精度综合地层和事件框架的建立和完善将会使得国内外同行越来越多地使用华南的二叠系作为国际对比的标准。


出版信息

中文出版信息:沈树忠, 张华, 张以春, 袁东勋, 陈波, 何卫红, 牟林, 林巍, 王文倩, 陈军, 吴琼, 曹长群, 王玥, 王向东. 2018. 中国二叠纪综合地层和时间框架. 中国科学: 地球科学, doi: 10.1360/N072017-00265

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/N072017-00265?slug=full%20text


英文出版信息:Shen S Z, Zhang H, Zhang Y C, Yuan D X, Chen B, He W H, Mu L, Lin W, Wang W Q, Chen J, Wu Q, Cao C Q, Wang Y, Wang X D. 2018. Permian integrative stratigraphy and timescale of China. Science China Earth Sciences, doi: https://doi.org/10.1007/s11430-017-9228-4


往期回顾

1. 中国白垩纪综合地层和时间框架

2. 中国新近纪综合地层和时间框架

3. 中国第四纪综合地层和时间框架



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