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我国是全球地层“金钉子”最多的国家


□ 许汉奎

  2011年7月9日, 国际地质科学联合会(下称“国际地科联”)执行委员会通过了国际地层委员会提交的我国寒武系江山阶底界为全球标准层型剖面点位(俗称“金钉子”)的议案,并由国际地科联主席李卡迪( Riccardi)教授签署批准。这是位于中国的第10枚“金钉子”,它的确立使我国成为拥有全球地层“金钉子”最多的国家。

  这枚“金钉子”位于浙江省江山县礁边村附近,层型剖面(礁边村B剖面)点位就在晚寒武世晚期江山阶底界,即以三叶虫化石——东方拟球接子“(Agnostotesonentalis)——在此地层中首次出现为准。不久之后,这里将竖起一座意义深远的永久性标志或纪念碑。

  什么是层型剖面和点位

  地层是远古时期的沉积物逐渐沉积下来,并经成岩作用后形成的,它和化石一样,都是地球地质历史的见证者。地质学家通过分析地层的岩石成分和沉积特征等,可以了解沉积物形成的年代以及当时的古地理、古气候和古环境特点,并进一步分析某地区经历的沧海桑田般的地史变迁,甚至可分析不同时期的地壳运动特点以及是否有沉积矿床等。由此可见,地层研究是地质科学研究的基础。

  地球有46亿年的历史,在如此漫长的时间里,有些地区可能形成几万米厚的沉积,那么该如何研究呢?地质学家将漫长的时间由老到新划分为太古宇(46亿至25亿年前)、元古宇(25亿至5.42亿年前)和显生字(5.42亿年前至今),与此对应的时间里沉积的地层就被称为太古代、元古代,因显生字期间地球已经出现大量生命,所以分得更细些,与其对应的地层从老到新划分为古生代、中生代和新生代。每个代又进一步划分为纪,如古生代包括寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪,相对应的沉积地层单位称为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系:纪又细分为早、中、晚三世,如早寒武世、中寒武世和晚寒武世,相对应的地层单位称为上寒武统、中寒武统和下寒武统;世又可细分为期,相对应的地层单位为阶:阶进一步可划分为组。由于组一级地层单位在各国甚至世界各地的变化都很大,对比非常困难,因此国际上地层对比的最基本单位是阶。

  尽管上述划分方案是各国学者在长期实践中总结出来的,也得到了一定范围内的公认,但由于地质情况复杂,各地的地层特征、所含的化石内容都存在很大差异,加上各国学者的判断标准也很不一致,因此在地层界线的划分上往往存在很大分歧,这就给各国、各地的地层对比研究造成很大障碍,甚至引起混乱。就像秦始皇统一度量衡之前的情况,各诸侯国使用的重量和长度标准不一致,因而难以沟通。所以,1960年,国际地层委员会应运而生,其首要任务就是建立地层划分的国际统一标准。但要推进这一工作并不容易,因为各地的地层特征变化很大,何种标准才适用于各国各地呢?

  据中国科学院南京地质古生物研究所(下称“南古所”)彭善池研究员介绍:直到1972年,国际地质委员会下属的志留系一泥盆系界线工作组才在长达12年研究的基础上,提出用“界线层型”的概念来确定年代地层界线。他们在捷克首都布拉格西南40千米处一个叫Klook地点的地层剖面中找到一种单笔石化石——一致单笔石(Monograptus umforrms),并以它的首次出现作为泥盆系的底界。因为这种化石尚未见于志留系,但在泥盆系中数量较多、分布较广,因而易于寻找和确定,故将其在地层中的首次出现作为泥盆纪地层界线标志。这项开创性的研究及其确立地层界线的原则很快得到国际地层委员会的认可,并上报给国际地科联。1972年在加拿大蒙特利尔举行的第24届国际地质大会上,Klook地层剖面被国际地科联批准为全球志留一泥盆系界线的“层型剖面”(过去曾称为“标准剖面”)。也就是说,全球志留系一泥盆系界线的划分标准是以此剖面上首先出现一致单笔石化石的点位为泥盆系的起点。层型剖面及其点位原则的确立极大地推动了全球地层学的研究,具有深远的意义。

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摘自:大自然
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