中国华南发现奥陶纪末间冰期沉积物证据

(据中国科学院南京地质古生物研究所)华南是全球上奥陶统赫南特阶底界“金钉子”所在地,是奥陶纪末生物大灭绝及其后残存、复苏与再辐射研究的经典地区之一。然而,长期认为区域内赫南特期唯一的碳酸盐岩地层(以观音桥组为代表,常分别下伏和上覆于五峰组和龙马溪组的黑色笔石页岩)代表奥陶纪末主冰期的凉水碳酸盐沉积,而缺失代表冰期后的暖水碳酸盐沉积。这使得其它奥陶-志留系界线地层以碳酸盐沉积为主的地区(主要集中在当时的中、低纬度地区)与“金钉子”地区缺乏可靠的对比,限制了对该时段一系列重要生物事件(即奥陶纪末生物大灭绝及其之后的残存、复苏)的解释。 W020160227520238043182

南京古生物所王光旭博士及其合作者近年来的研究表明,华南奥陶-志留系界线附近是广泛存在奥陶纪末主冰期后暖水碳酸盐沉积的。他们首先揭示了黔东北石阡一带的两系界线附近的碳酸盐沉积属于主冰期后的暖水沉积(即石阡组,这套地层原被归入“观音桥组”,认为代表冰期内的凉水沉积),并报道了其中丰富的壳相生物群,该成果已于2015年在国际地学期刊Newsletters on Stratigraphy上发表。

近期,通过对黔西北部毕节、仁怀一带及黔东北凤冈一带数条奥陶-志留系界线地层剖面的研究,他们进一步发现,这些地区的观音桥组顶部(在凤冈一带则为整个观音桥组)包含有志留纪色彩的暖水型珊瑚动物群,这与其下伏观音桥中下部所产典型的凉水型珊瑚动物群形成鲜明对比,因而表明研究区的观音桥组记录了代表主冰期及冰期后的完整的碳酸盐沉积序列。与此同时,暖水型珊瑚动物群伴生的腕足动物群与下伏的典型赫南特贝动物群明显不同,而且其所在层位具有典型的指示暖水环境的沉积学特征(如鲕粒的存在),这些证据都有力地支持了这一结论。此外,新认识也很好地解释了为什么当时靠近黔中古陆的黔东北凤冈一带仅发育了代表冰期后的珊瑚动物群(即这里的观音桥组仅相当于黔西北毕节、仁怀一带观音桥组的顶部),即受赫南特冰期的影响,靠近古陆的区域在冰期结束后才开始接受暖水型的碳酸盐沉积。W020160227518069347980

单条剖面上完整记录奥陶纪末冰期及冰期后的碳酸盐沉积在世界范围内实属罕见,它能够在赫南特阶“金钉子”所在地的华南得以确认,其意义更显特殊。这不仅进一步完善了区域内奥陶-志留纪过渡期碳酸盐岩沉积序列,增进壳相化石类群如何在该时段更替的了解,更为重要的是,它有助于实现以碳酸盐沉积为主的低纬度地区与华南的跨区域的精确地层对比,进而为在全球尺度上更精确地理解和评估该时段一系列生物事件及其环境背景提供重要支撑。

相关成果已于近期在国际地学期刊Canadian Journal of Earth Sciences上在线发表。本研究得到国家自然科学基金委、现代古生物学和地层学国家重点实验室的资助。

论文链接:http://www.nrcresearchpress.com/doi/abs/10.1139/cjes-2015-0197

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