中奥陶统大坪阶“金钉子”湖北宜昌黄花场剖面

朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还。

 

两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山。

 

乾元二年（公元759年），我国唐代大诗人李白用一首《早发白帝城》记述了他从白帝城（今重庆奉节）到江陵（今湖北荆州）的一段旅程，全诗空灵飘逸，畅快豪爽，为千古之绝唱；尤其是诗中描绘的七百里三峡，水急流速、舟行若飞，引人遐想。长江三峡风光奇绝，北魏著名地理学家郦道元在《水经注》中描述其重岩叠嶂、清荣峻茂、趣味良多。

 

然而，三峡地区不仅以她雄伟壮丽的山川美景闻名于世，而且其广为出露的埃迪卡拉系至第三系地层及其丰富的动植物化石，也是全国，乃至全球的地质瑰宝。奥陶系中奥陶统大坪阶全球标准界线层型剖面（俗称“金钉子”）——湖北宜昌黄花场剖面，就是其中一颗闪亮的明珠。

 

图1 奥陶-志留系国际年代地层表及大坪阶的位置

 

一、区域概况

 

长江三峡地区的奥陶系广泛出露于黄陵背斜周围，是一套以碳酸盐岩为主夹部分细碎屑岩的混合沉积，其中腕足类、三叶虫等底栖介壳化石与笔石等浮游化石交替出现，多样性高、丰富度大，是开展地层学和古生物学研究的理想地区。早在上个世纪20年代，李四光、谢家荣、赵亚曾等老一辈地质学家就在此开展了开拓性的研究工作。之后至今100 年间，宜昌三峡地区都是我国华南早古生代地层研究的经典地区，相关成果汗牛充栋、堆案盈几。黄花场剖面位于宜昌市夷陵区黄花镇以西宜兴公路沿线。自西向东依次出露奥陶系西陵峡组（部分）、南津关组、分乡组、红花园组、大湾组、牯牛潭组、庙坡组、宝塔组、临湘组、五峰组、观音桥层和龙马溪组（底部），是上扬子区奥陶系最好的剖面之一。大坪阶底界“金钉子”位于大湾组内。黄花场金钉子地层剖面距今约4.70 亿年，是世界第66枚、中国第7枚、湖北第2枚“金钉子”，黄花场金钉子是奥陶系最后一颗，标志着全球奥陶系年代系统的最终建立。

 

宜昌城北地层分布简图及黄花场剖面的地理位置

 

二、剖面研究简史

 

黄花场剖面最早由中国科学院南京地质古生物研究所穆恩之等（1979）测制，之后由中国地质调查局武汉地质调查中心（原地质矿产部宜昌地质矿产研究所）在此开展了大量的研究工作（曾庆銮等，1987；汪啸风等，2005）。2006年12月，汪啸风所率领的国际团队提议的，以黄花场剖面建立奥陶系“第三阶”和中奥陶统共同底界的“金钉子”提案，在国际奥陶系分会的表决中以94%的支持率获得通过，2007年4月其又在国际地层委员会的表决中以89%的支持率获得通过。2008年3月，国际地科联正式批准宜昌黄花场剖面为大坪阶“金钉子”，这也是奥陶系的最后一枚“金钉子”。

 

宜昌黄花场剖面金钉子纪念碑

 

三、地质意义

 

黄花场剖面大坪阶底界的层型点位位于大湾组（下段）的页岩夹瘤状灰岩层段中，向下距离大湾组底界10.57米。该界线以三角波罗的海牙形刺（Baltoniodus. triangularis，图9）的首现为划分依据，同层出现的还有Periodon sp. A。界线上下发育了完整的波罗的海牙形刺谱系演化序列（B. protriangularis→B. triangularis→B. navis），还有Trapezognathus, Periodon和Microzarkodina等牙形刺谱系佐证（Wanget al., 2009）。进一步研究表明，界线之下依次为Microzarkodina russica、Periodon flabellum和Oepikodus evae（狭义）三个牙形刺带；界线层之上0.2 米处首次出现的Microzarkodina flabellum亦可作为划分中奥陶统底界的辅助标志。同时，该界线与Azygograptus suecicus笔石带上下组合之间的界线接近，与Belonechitina cf. henryi几丁虫带底界几乎一致，较Lagenochitina combazi首现层位低0.5 米；多种生态类型的化石在该剖面共同出现，使其在全球浅水碳酸盐相和深水页岩相中均能准确地识别和对比。此外，在界线之下0.6 米处所显示的从高位到低位的层序转换面和碳同位素正偏移，可作为识别该界线的物理和化学标志。

 

黄花场剖面大坪阶底界金钉子的位置

 

黄花场剖面大坪阶金钉子剖面（图片来源于网络）

 

黄花场剖面红花园组与大湾组的分界线

 

黄花场剖面大湾组下段瘤状灰岩夹页岩

 

大坪阶底界标准化石三角波罗的海牙形刺Baltoniodus. triangularis(Lindström)（详见汪啸风等，2013）

 

黄花场剖面中/下奥陶统界线上下牙形刺演化序列（Wanget al., 2009）

 

四、大坪阶的由来

 

现代地层学研究主要起源于欧洲。“奥陶系”一名即由英国地质学家C. Lapworth在1879年提出，至今已有一百四十余年的历史。在1974年国际地层委员会奥陶系分会成立之后，数十年来，其一直致力于奥陶系国际年代地层表和系、统、阶全球界线层型的建设工作。在国际上，大坪阶相当的层位原属于英国传统奥陶系地层标准中的阿伦尼克阶（Arenig）的一部分。在2007年6月国际奥陶系分会通过了汪啸风等提交的“大坪阶（Dapingian或Daping Stage）”为全球中奥陶统下部正式阶名的建议，2008年3月国际地科联执行委员会也正式认可了这一结果。大坪阶一名来源于黄花场“金钉子”剖面东北5公里的大坪村，名称简洁，易于拼写，而且接近于“金钉子”剖面最重要的辅助参考剖面——陈家河剖面；其作为中国所建议的阶名第一次登上国际奥陶系年代地层表，现已被广泛采用。除此之外，寒武系苗岭统的乌溜阶和古丈阶，芙蓉统的排碧阶和江山阶，二叠系乐平统的吴家坪阶和长兴阶，这些“统”与“阶”的名称也均来自中国，彰显了我国地层学研究的巨大进步与成果，也激励着一代代地质人继续奋发努力。

 

研究生在宜昌黄花场剖面参观学习，学生背靠地层为大湾组中段紫红色薄至中厚层含生物泥晶灰岩

 

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编辑：郭俊丽

校对：张   凡

审核：梁   忠

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