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早石炭世晚期开始的全球大规模构造运动和冈瓦纳大陆冰川的发育,为石炭系的地层划分和对比带来了困难。目前为止,国际地层表中石炭系内部尚有4条界线层型剖面没有确立,它们分别是:谢尔普霍夫阶、莫斯科阶、卡西莫夫阶和格舍尔阶。在前两者的候选层型研究中,以西班牙的坎塔布连山脉、俄罗斯的南乌拉尔山脉、以及华南的研究更具竞争性。这三地中,又以华南剖面的牙形刺最为丰富,演化序列也最完整、清楚。本文开展了贵州罗甸纳庆剖面Visean-Serpukhovian界线和Bashkirian-Moscovian界线的牙形刺生物地层学研究,取得了一些新的认识。
纳庆剖面Visean-Serpukhovian界线层共发现牙形刺6属28种,包括1新种(Lochriea naqingensis sp. nov.),自下而上可划分为3个牙形刺带:Gnathodusbilineatus带、Lochriea nodosa带和Lochriea. ziegleri带,并建议以Lochriea ziegleri的首现作为Serpukhovian的开始;Bashkirian-Moscovian界线层共发现牙形刺9属31种,自下而上共划分出4个牙形刺带:Streptognathodus expansus带、Diplognathodus coloradoensis带、D.ellesmerensis带和Gondolella donbassica-Gclarki带。已有的Moscovian阶界线定义的3个建议方案均存在一定的局限性,本文提出在牙形刺Diplognathodus coloradoensis-D.ellesmerensis演化谱系中,以D.ellesmerensis的首现(剖面173.Om)作为全球Moscovian阶的底界,它与Profusulinella蜓类动物群共生,具有更广泛的对比性。
纳庆剖面Visean-Serpukhovian界线层Vogelgnathus种群的首次发现具有重要意义。它在Lochriea nodosa带顶部和L.ziegleri带底部的短暂和迅速的“爆发”,恰好与中国南方石炭纪Visean晚期的一次海侵事件相吻合,证实了van denBoogaard (1992)的推论,即“牙形刺Vogelgnathus动物群的短暂迅速入侵与海平面的快速上升密切相关,并可能反映了全球性海平面上升事件”。另外,事件地层的对比结果显示,纳庆剖面的L.ziegleri牙形刺与雅水剖面的Neoarchaediscus postrugosus有孔虫的首现层位大致相当。此有孔虫的首现是莫斯科盆地Serpukhovian阶典型剖面(Zaborye采石场剖面)Serpukhovian阶的底界标志,因此,纳庆剖面L.ziegleri的首现层位,与传统的Serpukhovian阶的底界已十分接近。加之L.ziegleri较其它具强烈瘤饰的Lochriea种的数量多,易于辨认,分布于广大的欧亚地区,因此,以L.ziegleri的首现作为全球Serpukhovian阶的底界标志,无疑是目前诸多方案中的最佳方案。在纳庆剖面,牙形刺L.ziegleri的首现层位(60.60m),恰好位于维宪末期开始海侵的初始海泛面(FFS)之上0.30m,因而这一层位应是全球Serpukhovian阶十分理想的底界点位,也可较好地解决Visean-Serpukhovian界线层深水相剖面与浅水相剖面的对比问题。
因此,纳庆剖面应是全球Visean-Serpukhovian界线和Bashkirian-Moscovlan界线GSSP的最有力竞争者。
此外,纳庆剖面Visean-Serpukhovian界线层的Lochriea naqingensis sp.nov.,Gnathodus bilineatus remus,Gn.bilineatus romulus,Gn.cantabricus,Gn.delicatus,Gn.girtyi girtyi,Gn.girlyi meischneri,Gn.girtyi pyrenaeus,Lochriea costata,L.monocostata,L.saharea,L.scotiaensis,Vogelgnathus campbelli,V.postcampbelli,y.palentinus等,以及Bashkirian-Moscovian界线层的Declinognathodus marginodosus,Idiognathoides postsulcatus,Neognathodus nataliae等牙形刺在我国均是首次发现。