末前寒武系年代地层研究:问题,进展与建议

在讨论当前全球末前寒武系和中国震旦系年代地层划分中存在问题的基础上 ,根据三峡地区震旦纪和寒武纪生物地层学、层序地层学和年代地层学的综合研究 ,作者认为 :( 1 )中国传统的震旦系底界和后来建立的陡山沱阶和灯影峡阶的底界是不合适的 ,前者位于不整合面上 ,而后二者的底界分别位于相对动荡的低位域的开始和由海退所形成的高位域的开始 ,不仅横向变化大 ,而且很难保存和发现可供对比的生物和化学标志。 ( 2 )建议将中国震旦系的底界上移到陡山沱组第 2段近底部 ,即靠近陡山沱组第 2段黑色页岩与第 1段灰白色白云岩之间的界线 ,以出现分异度高、个体较大、构造复杂的疑源类为标志 ,该界面与南沱冰期后所形成的海侵生物面基本一致 ;同时主张将原灯影峡阶的底界要么下移到陡山沱组第 4段产庙河生物群的黑色页岩底部 ,要么上移到灯影组产文德生物群的石板滩段黑色页岩夹炭质灰岩底部 ,因为这两个界面分别与南沱冰期后形成的层序 2和层序 3的最大海泛面基本一致。 ( 3)根据同位素年代学研究 ,指出陡山沱组第 4段 ,即庙河生物群的 Rb-Sr等时线年龄为 ( 6 85± 9) Ma,而水井沱组底部含三叶虫的黑色页岩的 Rb-Sr等时线年龄为 ( 5 30± 8) Ma     

三峡地区震旦系碳酸盐岩碳氧同位素特征

本文对三峡地区秭归庙河陡山沱组第一段至第三段，宜昌棺材崖陡山沱组第三段上部至灯影组底部以及四溪灯影组石板滩段和白马沱段碳酸盐岩碳氧同位素组成特点的研究结果表明，三峡地区震旦系碳同位素组成与全球新元古代广布的后Martinoan冰期地层δ^13C的分布模式基本一致，本文还讨论了地层中碳同位素组成与生物演化和地层层序发展的关系，指出陡山沱组一段白云岩中δ^13C的负异常可以作为震旦系底界划分的标志，最晚Varanger冰期在三峡地区由陡山沱组三段上部出现的三级层序界面所替代，震旦系内部陡山沱组一段和三段可能形成于Marinoan冰期之后，伊迪卡拉生物分异发展之前，而陡山沱组四段及上覆灯影峡组则大致与国外伊迪卡拉期地层对比。     

四川盆地及周缘地区震旦(埃迪卡拉)系划分与对比

通过对四川盆地及周缘十余条露头剖面和覆盖区数十口油气探井的研究,将四川盆地及周缘震旦(埃迪卡拉)系划分为雅安—南江、峨边—仪陇、威远—开县、宜宾—石柱、雷波、龙门山、城口—巫溪、桐梓—恩施和沿河—大庸等9个地层小区,对其中在油气勘探中较重要的4个小区的地层基本特征作了阐述。将震旦系划分为下部的陡山沱组/喇叭岗组和上部的灯影组,后者进一步分为4个岩性段。把灯影组中上部的一套碎屑岩视为一个标志性的岩性段;并将原归于灯影组顶部,以麦地坪段为代表,含早寒武世小壳类化石的地层从该组中分出,作为寒武系底部的一个组一级岩石地层单位。依据最新的中国震旦系年代地层划分标准,将震旦系底界置于陡山沱组盖帽白云岩之底,顶以麦地坪组底平行不整合为界;陡山沱组相当于震旦系下统到上统下部,即包括下统九龙湾阶、陈家园子阶和上统下部吊崖坡阶,而喇叭岗组只相当于吊崖坡阶,灯影组则仅相当于上统上部灯影峡阶。以岩性、古生物、稳定碳同位素、放射性同位素测年以及测井曲线等为依据建立了四川盆地及周缘震旦系的对比关系,并与湖北峡东地区震旦系标准剖面进行了对比。     

就马槽园组及其相当层位的确立论震旦系下界及其有关问题

长江峡区震旦系剖面是李四光教授于1924年建立的,自下而上划分为南沱组(包括南沱砂岩及南沱冰碛层)、陡山沱组和灯影组三个岩组,以南沱砂岩与其下变质地层的不整合面为其底界。1924年以来,此种意见广为沿用。1963年刘鸿允先生将南沱组两个段上升为组,分别称莲沱组(原砂岩段)和南沱组(原冰碛层),上下统的界线移至冰碛层底部,仍以莲沱组底面为震旦系下界。然而,自1965年江西省区测队提出莲沱组之下,尚存在一个地层单位——落可(山东)组并归属震旦     

峡东地区上埃迪卡拉系岩石、生物、层序和碳同位素地层及其年代学意义

本文系统研究了峡东灯影峡上埃迪卡拉系陡山沱组上部至灯影组石板滩段及其区内与之同期不同相区(或古地理部位)地层岩石、生物、层序和碳同位素地层,结果发现峡东埃迪卡拉系陡山沱组—灯影组界线附近地层横向上存在台地相、高陡边缘台地边缘相和盆地相多种沉积相类型,灯影组的底界和内部划分明显受沉积相的制约,以白云岩出现为标志的灯影组底界是一个明显的穿时面。与灯影组中部存在的两次海进—海退旋回相对应不仅发生了两次δ13C的上升和下降,而且发生了两次重要的生物辐射事件,在石板滩段下部和上部分别出现了具有全球广泛对比意义的叶状埃迪卡拉动物和管状Cloudiniids动物。据此可以将峡东灯影组划分出两个可以进行全球对比的年代地层单位泗溪阶和龙灯溪阶。由于龙灯溪阶上部,继Cloudiniids消失之后,小壳化石出现之前发生了δ13C的震荡下降,并在灯影组白马沱段底部出现了最小δ13C达到-12‰的碳同位素强烈负偏离。因此,生物和碳同位素组成变化特点及其全球对比显示长江三峡地区寒武系的底界应大致与灯影峡剖面上灯影组石板滩段与白马沱段界线一致。     

湖北秭归庙河震旦系陡山沱组—灯影组界线层内微球粒的发现？…

在湖北秭归庙河震旦系剖面陡山沱组－灯影组界线层内首次发现了微球粒。这些微球粒多为黑色、浅褐色,呈圆球形,椭球形,直径５０～１００μｍ。通过波谱分析,微球粒主要为石质球,即磷灰石球和硅质球。扫描电子显微镜照片显示出微球粒复杂的显微构造特征。一般认为微球粒有地外和地内两种成因。庙河地区微球粒的发现,为研究界线时期地质事件提供了新的资料。     

湖北庙河—莲沱地区灯影组管状化石及遗迹化石

在湖北秭归庙河灯影组白马沱段及水井沱组底部分别采获Sinotubulites及小壳化石,在宜昌莲沱长江两岸灯影组石板滩段下部发现遗迹化石Planolites。上述生物群的发现不仅极大地丰富了我国震旦系典型剖面的生物群内容,而且对研究地史早期生物演化具有一定意义。     

峡东地区震旦系层型剖面的界定与层序划分

通过震旦系研究历史的回顾,在前人研究的基础上,结合近年来综合地层研究的成果,试图建立可供全球对比的中国末元古系层型剖面。我国震旦系研究历史悠久,典型剖面经历南北之争,数十年来存在多种界定意见。通过近十年的研究,笔者依然认为峡东地区震旦系剖面沉积最为连续,出露完整,具有生物演化特征明显和形态多样的特点,可与世界各地的末元古纪地层进行广泛对比。目前,其上界定位于峡东地区灯影组天柱山段小壳化石带之下(即相当云南晋宁梅树村剖面震旦—寒武系界线小壳化石带B点,年龄为539±34Ma),而底界的厘定在国内一直存在多种意见。本文通过对峡东地区震旦系剖面的综合地层研究,结合生物地层学、年代地层学、层序地层学、C/O同位素研究以及沉积相等方面的综合分析,认为震旦系底界应划定在南沱冰期之后的陡山沱期沉积的下界,重申应选定峡东地区剖面为震旦系的层型剖面。     

贵州江口震旦系陡山沱组沉积层序和沉积环境分析

通过对贵州江口桃映及邻区的坝黄、石竹溪的陡山沱组剖面的沉积序列研究,将陡山沱组划分为2个海侵-海退层序,并根据层序对比认为陡山沱期的生物群均产于陡山沱期第二次海平面开始上升之后形成的沉积中.从晚震旦世陡山沱期的第二次海侵开始是多细胞藻类、后生动物的第一次"爆发".桃映陡山沱组剖面产庙河生物群分子的沉积为局限滞流海盆沉积,进一步证明了庙河生物群型宏体生物的生存、保存环境模式仅限于局限滞流海盆中,为贫氧环境.     

长江三峡地区埃迪卡拉(震旦)系锆石U-Pb新年龄对庙河生物群和马雷诺冰期时限的限定

首次报道应用高分辨率、高精度离子微探针(SHRIMPⅡ)定年方法,对采自三峡地区黄陵背斜西翼湖北省秭归县九曲脑剖面震旦系灯影组与陡山沱组界线和陡山沱组底部的凝灰岩锆石进行的U-Pb定年研究.分析结果,灯影组与陡山沱组界线的凝灰岩锆石测点形成2组,较年轻的一组由16个测点组成,舍去偏离较大的1个点,给出的206Pb/238U比值年龄加权平均值为549.9 Ma±6.1 Ma(MSWD=1.48),代表该层位的实际年龄并限定了庙河生物群的最小年龄.采自陡山沱组底部的另一样品测点同样分为2组一组由3个点组成,给出784Ma±15Ma(MSWD=0.05)的继承年龄值;另一组由15个测点组成,给出206Pb/238U比值年龄加权平均值为628.3Ma±5.8Ma(MSWD=0.86).这一定年结果是目前中国震旦(埃迪卡拉)系陡山沱组底部首次获得的SHRIMp锆石U-Pb年龄.采样点紧邻作为震旦系底界的"盖帽碳酸盐岩"之上,基本可以限定震旦系的底界年龄.该结果与国际地层委员会2004年发布的<国际地层表>中埃迪卡拉系(Ediacaran)的底界年龄630 Ma非常接近,表明中国修订后的震旦系/南华系界线年龄应为630Ma左右.