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碳同位素地层学与生物地层学识别华北地台寒武系SPICE事件
2021-05-28 | 编辑: | 【

  华南寒武系主要由斜坡相沉积碎屑岩地层构成,三叶虫化石多为全球性分布的球接子类化石,便于进行全球对比。华南地区已经建立了新的寒武系年代地层框架,全球寒武纪地层划分框架也在该基础上形成。而华北寒武系主要由浅水台地相沉积碳酸盐岩地层构成,三叶虫化石多为地方性分子(区域性化石)。由于华北缺乏生物地层标志化石,加之华南、华北两个板块分属不同的沉积环境,导致两个不同相区的地层精确划分和对比长期以来存在较多困难。 

  碳同位素地层学对碳酸盐岩相区能够进行精确的全球地层对比。因此,通过碳酸盐岩的碳同位素地层学,结合浅水台地相的生物地层学,可以对两个不同相区生物地层/年代地层进行精确划分和对比。 

  依托于现代古生物学和地层学国家重点实验室开放课题,中国科学院南京地质古生物研究所孟凡巍副研究员、袁金良研究员以及美国密苏里大学Schiffbauer J D副教授等人,与临沂大学任咣营教授(特聘)进行合作,对华北地区晚寒武世的十几个剖面开展地质调查,采集了大量的化石和岩石标本。在生物地层学、岩石地层学、年代地层学和地球化学等综合研究基础上,通过对高分辨率的碳同位素地层研究,在华北地区识别出苗岭统和芙蓉统界线之间的SPICESteptoean Positive Carbon Isotope Excursion)事件。研究成果已在线发表于知名国际地层学与古生物学期Lethaia上。 

  研究发现,碳同位素正漂移记录比山东已知的δ13C漂移剖面更加完整,该曲线反映了本地区古环境/海平面的区域性变化以及与全球性变化的异同,进而解释了九龙山剖面崮山和炒米店组属于浅水台地古环境;但该剖面所代表的古环境海水较深于山东其他地区。在九龙山剖面界线层上研究人员还发现了光滑小凤凰虫Fenghuangella laevis Park and Choi, 2011,这在我国属首次发现,该化石的发现为苗岭统和芙蓉统界线的划分和对比提供了有力证据;同时,在华北地台崮山组(古丈期)初次建立了以的首现(FADthe First Appearance Datum)为标准的化石带;解决了华北台地相与华南斜坡相地层苗岭统和芙蓉统界线之间的对比难题。 

  本研究得到现代古生物学和地层学国家重点实验室(中国科学院南京地质古生物研究所)的资助。 

  论文相关信息:Ren, G., Meng, F., Pulsipher, M. A., Schiffbauer, J. D., Yuan, J., Zhao, Y., Guo, Y., Gao,J., & Chang, C., 2021. A contiguous record of the SPICE event, sea level change and the first appearance of Fenghuangella laevis in Shandong Province, North China. Lethaia, https://doi.org/10.1111/let.12425. 

图1. 华北九龙山剖面的岩石地层、生物地层和化学地层柱状图

图2. 华北九龙山和白家山剖面发现的光滑小凤凰虫化石标本 

图3. 九龙山剖面中的SPICE事件-生物带与山东、辽宁等剖面的对比图 

图4. 华北九龙山剖面与劳伦古大陆的SPICE事件的剖面对比图


 
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