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高分辨率牙形类化石序列约束乐平统综合地层框架
2018-12-07 | 编辑: | 【

  二叠-三叠系之交生物大绝灭事件和前乐平统生物大绝灭事件是地质历史时期两次重要的生物集群绝灭事件,长期以来都是国际地学领域研究的热点问题之一,而与这两次集群绝灭事件密切相关的乐平统地层也是众多学者关注的焦点。我国华南地区发育有全球最完整的乐平统地层,与其相关的3GSSPs(俗称金钉子)分别建立在浙江长兴煤山D剖面和广西来宾蓬莱滩剖面,并分别采用了牙形类化石属种的首现作为界线标志。近二十年以来,牙形类化石也一直被用作全球二叠系地层划分和对比的标准化石门类,因此华南地区乐平统高分辨率牙形类生物地层的研究对建立全球乐平统综合地层框架有着十分重要的意义。 

  而前人的研究工作主要集中于两次大绝灭和3GSSPs所在层位,所以目前应用的二叠系乐平统综合地层框架是由多个剖面多个层段的研究成果复合而成的。随着两次集群绝灭事件研究的不断深入,为探索长尺度环境背景的变化与集群绝灭事件之间的耦合性,迫切需求高分辨率时间框架对相关地层序列的约束,而主要针对于界线层位的GSSPs研究已经很难满足这一要求,所以基于单一连续剖面的多学科数据进行多重地层学的对比研究就显的格外重要。 

  近期,中国科学院南京地质古生物研究所袁东勋博士等,与加拿大卡尔加里大学Charles Henderson教授、中国科学院广州地球化学研究所陈军博士和中国地质大学(北京)吴怀春教授,通过对四川广元上寺剖面的长期研究,建立了单一剖面的乐平统高分辨综合地层框架,这一成果发表于地学领域国际顶级期刊《地球科学评论》(Earth-Science Reviews 

  此次研究基于对上寺剖面中二叠世晚期到早三叠世早期高分辨率牙形类化石序列的识别,结合前人已发表的高精度U-Pb同位素测年、磁性地层学、旋回地层学和化学地层学等数据,用Monte Carlo405-kyr旋回周期两种计算方法约束每个牙形类化石带和磁极性带的底界及延限,为乐平统综合地层框架提供了多重绝对时间标尺。通过讨论二叠-三叠系之交生物大绝灭事件的绝灭类型,结合最新的牙形类、菊石类和双壳类研究,更准确的限定了上寺剖面二叠-三叠系界线。 

  定量地层学研究方法之一的单元组合法,曾在二叠-三叠系之交牙形类生物地层划分中应用,并引起了煤山剖面三叠系底界定义位置是否需要改变的激烈争论,本次研究在整个乐平统应用了这一方法,建立了连续的单元组合带,并与传统化石带进行详细对比,讨论了造成两种方法存在差异的可能因素。新的综合地层框架更正了前人建立的乐平统磁性地层框架的时限,并尝试借助于磁性地层学和旋回地层学把这一新的多重地层框架应用于海、陆相地层对比研究。最后通过对牙形类化石带首现时间的约束,提供了最新的乐平统底界和长兴阶底界的绝对年龄。其中,上寺剖面长兴阶底界的绝对年龄,用旋回地层学约束结果是253.430 Ma,用Monte Carlo方法是253.68±0.07 Ma;乐平统底界的绝对年龄用旋回地层学约束结果是 259.636 Ma 

  此项研究得到中科院战略性先导科技专项(B类)、中科院前沿科学重点研究计划项目和国家自然科学基金委的资助。 

论文详细信息:Yuan D.X.*, Shen S.Z., Henderson C.M., Chen J., Zhang H., Zheng Q.F., Wu H.C., 2019. Integrative timescale for the Lopingian (Late Permian): A review and update from Shangsi, South China. Earth-Science Reviews, 188: 190-209. DOI: https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.11.002.

高分辨率牙形类化石序列约束乐平统综合地层框架

二叠系乐平统高分辨率综合地层框架

上寺剖面远景图和二叠-三叠系界线层位

上寺剖面远景图和二叠-三叠系界线层位






 
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