地質(zhì)學(xué)

湖北宜昌志留系龍馬溪組幾丁蟲及其年代和生物復(fù)蘇意義

陳孝紅，危凱，張淼，等

摘要：目的：為厘定或完善志留系Llandovery統(tǒng)內(nèi)部埃朗階底界界線標(biāo)志，確定奧陶紀(jì)生物大絕滅之后，志留紀(jì)幾丁蟲生物復(fù)蘇過程和機(jī)制，本文調(diào)查分析了位于湖北省宜昌市分鄉(xiāng)的一口志留系鉆孔的幾丁蟲生物地層序列及其年代意義，幾丁蟲復(fù)蘇過程及其與環(huán)境變化的關(guān)系。方法：幾丁蟲樣品主要采于龍馬溪組下段和上段底部的碳質(zhì)泥巖和泥巖，樣品按照20 cm的間隔進(jìn)行采集，五峰組和龍馬溪上段適當(dāng)放寬至30～50 cm，共采集樣品313件。全部樣品在實(shí)驗(yàn)室破碎至黃豆大小后，采用鹽酸、氫氟酸和硝酸對樣品順序處理、鏡檢后，在其中165件樣中發(fā)現(xiàn)有保存完整有幾丁蟲化石。對樣品中幾丁蟲標(biāo)本個(gè)數(shù)進(jìn)行挑樣統(tǒng)計(jì)，獲得每一個(gè)樣品中幾丁蟲標(biāo)本個(gè)數(shù)代表樣品指示幾丁蟲化石的豐度。挑選完整個(gè)體，采用掃描電鏡對幾丁蟲進(jìn)行了觀察、掃描，獲得化石掃描照片917面。微量元素和有機(jī)質(zhì)碳同位素分析樣品的采集與幾丁蟲樣品采集同步，但采樣間隔放寬至40 cm和1 m不等，共采集微量元素樣品139件。微量元素分析在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，儀器為 ICP-MS（Aglient 7500a），分析誤差小于5%。結(jié)果：基于幾丁蟲的地層分布延限和共生特征，宜昌分鄉(xiāng)鉆孔龍馬溪組下段至上段下部幾丁蟲自下而上劃分為Bolonechitina postrobsta，Conochitina alargada，Armoricochitinasp.和Conochitina emmastensis4個(gè)幾丁蟲帶。每一個(gè)幾丁蟲生物帶均以帶化石的最初出現(xiàn)位置為底界?；谝酝堮R溪組筆石生物地層序列，以及上述幾丁蟲序列與拉脫維亞、加拿大魁北克Anticosti島同期幾丁蟲序列的對比研究，本文認(rèn)為Conochitina alargada的始限位置與筆石Monograptus triangularis的始限位置接近，可以作為宜昌地區(qū)志留系埃朗期底界界線劃分的生物化石參考標(biāo)志之一。幾丁蟲的豐度和分異度與同期地層中U/Th和Ce/Ce*比值顯示的沉積環(huán)境揭示，在環(huán)境處于強(qiáng)烈還原狀態(tài)的魯?shù)て诔跗趲缀鯖]有幾丁蟲發(fā)現(xiàn)，宜昌地區(qū)志留系最低層位的幾丁蟲出現(xiàn)在環(huán)境趨于改善的魯?shù)て谥衅?，并在那里出現(xiàn)有全球性分布分子B. postrobusta，此后，伴隨沉積環(huán)境的改善，幾丁蟲的豐度和分異度逐步提高，并在埃隆期中期達(dá)到其頂峰。結(jié)論：（1）宜昌地區(qū)志留系龍馬溪組下部產(chǎn)有與拉脫維亞和加拿大魁北克Anticosti島同期地層可對比的幾丁蟲序列，自下而上劃分為Bolonechitina postrobsta，Conochitina alargada，Armoricochitinasp.和Conochitina emmastensis4個(gè)幾丁蟲帶，其中Conochitina alargada的始限位置與筆石Monograptus triangularis的始限位置接近，可以作為宜昌地區(qū)志留系埃朗期底界界線劃分的生物化石參考標(biāo)志之一。志留紀(jì)龍馬溪組幾丁蟲多樣性最早發(fā)生在路丹期末期，在埃朗期晚期幾丁蟲豐度和分異度同步達(dá)到其頂峰。由于微量元素組成的環(huán)境意義顯示龍馬溪組下段下部黑色頁巖與下段上部深灰色頁巖和上段下部黃綠色頁巖均形成于氧化環(huán)境，龍馬溪組下段下部黑色頁巖中幾丁蟲屬種稀少不是環(huán)境所致，而是奧陶紀(jì)生物大絕滅之后，志留紀(jì)幾丁蟲生物復(fù)蘇之前幾丁蟲生物殘存復(fù)蘇階段的產(chǎn)物，暗示奧陶紀(jì)大絕滅之后志留紀(jì)幾丁蟲生物復(fù)蘇開始于路丹期末期，并在埃朗期晚期完成。

來源出版物：地質(zhì)學(xué)報(bào), 2017, 91(12)： 2595-2607

入選年份：2017