广西凭祥剖面Guadalupian(中二叠统)底界附近的凉水和温水混生牙形石动物群.docx

1、第27卷第5期2008年9月GeologicalScienceandTechnologyInformationVol.27No.5Sep.2008广西凭祥剖面GuadalupianC中二叠统)底界附近的凉水和温水混生牙形石动物群尚海，张宁、夏文臣b(中国地质大学a研究生院；b.地球科学学院，武汉430074)摘要：详细研充了广西凭祥剖面下一中二叠统界线(即Guadalupian统底界)附近的牙形石动物群，发现了M.idahoensislam-bertiJ.nankingensisnankingensis化系列和M.idahoensis.idahoensisJ.nankingensisgraci

2、lis化系列混生现象。前者与温水型牙形石分子M.siciliensis,M.rustagensis和Sweetgnothussubasymmelricus共生，后者与凉水型牙形石分子M.pro-longata和M.phosphoriensis共生。两个演化系列中温水型牙形石分子Jnankingensisnankingensis和凉水型牙形石分子J.nankingensisgracilis首现在同一层位，从而准确地将Guadalupian统底界面标定在剖而中的第918层之底。在Guadalupian统底界附近的一套硅质灰岩标本中同时鉴别出混生的牙形石动物祥，这说明在早一中二叠世转换期，来自高纬度

3、区的凉水洋流上涌事件曾经发生并侵入到处于亚热带的扬子板块之中。关键词：牙形石；演化系列;Guadalupian统底界;凭祥丧而中图分类号：P534.46文献标识码:A文章编号：1000-7849(2008)05-0047-07收稿日期：2008-03ll编辑：杨勇基金项目；国家自然科学基金项目“华南陆内硅质岩模式及对二叠纪硅质岩事件的响应”(40572068)作者简介'尚海»(1981-)，女，现正攻读矿物学、岩石学、矿床学专业硕士学位，主要从事沉积岩岩石学研究。IUGS批准的Guadalupian统底界全球层型剖面和点(GSSP)以及与之一致的Roadian阶底界位于美国德

4、克萨斯州瓜德鲁普山国家公园南部的StratotypeCanyon西侧，具体层位为Cutoff组底界以上42.7mF。GSSP位于赤道温水区域，以牙形类MesogondolellaidahoensislambertiJinogon-dolellanankingensis演化系列中的Jinogondolellanankingensis的首现为标志”6o为进一步验证Guadalupian统底界GSSP的准确性与普遍性，很多研究者在中国南部、伊朗、阿曼和加拿大展开了一系列的对比工作口M。Mei等提出全球范围内每个古地理分区在Guadalupian统底界的标定上具有各自不同的牙形石演化系列，赤道温水区(

5、EWWP)的演化系列为MesogondollellaidahoensislambertiJinogondolellanankingensis；而高纬度凉水区(NCWP)的演化系列为M.idahoensisidahoensisJ.nankingensisgraciliso笔者在广西西南部的凭祥剖面，对于Guadalu-pian统底界附近的牙形石进行了深入的研究，在Guadalupian统底界面附近的42个样品中，同时获取了凉水型牙形石分子演化系列和温水型牙形石分子演化系列混生的牙形石动物群。笔者将详细描述这一混生牙形石动物群的特征并试图讨论它们的生物地层和古地理环境意义。1地层学特征凭祥剖面(N

6、22°07.7821',E106°48.055')位于中国广西壮族自治区的凭祥市那哮村(图1)。剖面的下部为厚层状海绵礁灰岩和礁块砾屑灰岩，中部为薄一中层状含海绵骨针和放射虫的粒泥灰岩夹枕状玄武岩，上部为含生物碎屑泥粒灰岩与气孔一杏仁状玄武岩互层。沉积微相和生物特征的垂向变化表明，剖面中的中二叠统沉积于扬子板块南缘的防港城市了、)广西包上思县/4崇左市龙州县©)凭祥市C上思县宁明县©1钦州、/'1Z©-El广西凭祥剖面地理位置示意用Fig.1SketchmapofthePingxiangsectionlocality,G

7、uangxi海底火山熔岩溢出活动发育的碳酸盐岩缓坡环境之中,2,3o在中部的海绵骨针一放射虫粒泥灰岩序列中发现了共生的温水型牙形石演化序列和凉水型牙形石演化序列，不仅为鉴别凉水型碳酸盐岩缓坡环境提供了依据，而且准确地证实了Guadalupian（中二叠统）底界面的位置。2两种牙形石动物群及其分带应用常规的化学分离法，对凭祥剖面第917层的45块样品系统地进行了牙形石分离、挑样、扫描电镜照相、种属鉴定；从321个牙形石个体标本中，鉴定出了3个属（Mesogondolella,Szueet-gnothus和JinoRondolella属）、9个种的牙形石分子。所鉴定的牙形石分子明显可区分出温水型和

8、凉水型两个演化系列和它们各自派生出的牙形石化石带（图2）,现描述如下。2.1温水型牙形石演化系列及分带Mesogondolella属和Jinogondolella属的温水型分子以齿台开阔、主齿低、前齿相对偏高而融合为特点。凭祥剖面共产出5个种的温水型牙形石分子，它们分别属于Mesogondolellainogondolella和Sweetgnothus属。根据温水型牙形石种首现的先后顺序,标定出了Guadalupian统底界附近的3个标准牙形石带（图2）o（1）Mesogondolellasiciliensis带温水型牙形石Vws=uH.sMepuoDCosvs凉水型牙形石带.!2s£

9、;=u-sstsoxuolojds蟾.!3，=uax#£xcwat:f巴m硅质岩FvV|玄武岩a.2dn«p«no螭.5KKlx.E*K!DK:s|断层开耳硅成灰岩3IWM、02广西凭祥剖面Guadalupian统底界线附近的牙形石地层及生物带Fig.2Conodontstratigraphicrangesandbiozonationnearthebase-GuadalupianboundaryintervalatthePingxiangsection»Guangxi此带以MesogondolellasiciliensisKozur（图3-1）的首现为底

10、界,以M.idahoensislambertiMeiS3广西凭样制面第96层至第918层牙形石照片Fig.3PhotographyofconodontsfromPingxiangsection(fromlayer9-6to9-18),Guangxi所有照片皆为扫描电镜照片，线条比例尺均为100/im.每一标本编号均为产出层位号.l,7.ll,12.14,】5.McogondolellasiciliensisiA.PNV9-6；7.PNV9-15；11,12.PNV9-18；14.15.PNV9-19)；2,9.Mesogondolellarusta-gmsis(2.PNV9-4；9.PNV9-

11、18)；36.MesogonJoZrZ/uidahoensisidahoensis(3.PNV9-8i6.PNV9-12)；413.Mesogondolellaidahoensislamberti.PNV9-8;5.PNV9-9;13.PNV9-19)16»17.Jinogondolellanankingensisgracilis(8.PNV9-18i16.PNV9-19；17.PNV9-2O)>10.Jinogondolella(PNV9-18)andHenderson的首现为顶界。在凭祥剖面，仅在第9-1层到第9-7层中发现该带上部的M.Siciliessis（图3T）和M

12、.rustagensisMeiandHenderson（图32）,该带上部被小断层截断。（2）Mesogondolellaidahoensislamberti带此带介于Mesogondolellaidahoensislamberti的首现点和Jinogondolellanankingensisnankin-gensisChing的首现点之间,为乌拉尔统（下二叠统）Kungurian阶最顶部的牙形石带哥】。此带的温水型分子属于两个种：首现分子Mesogondolellaidahoensislamberti（图3-4,5）;演化分子M.si-ciliensisC图3-7）；与这两个种共存的还有凉水

13、图牙形石分子：M.idahoensisidahoensis（图3-3,6）。此带见于剖面的第9-8层之底至第9-18层之底。（3）Jinogondolellanankingensis带此带发育完整时，以Jinogondolellanankingensis的首现为底界，以JuserrataClarkandBenhken的首现为顶界。就凭祥剖面而言，指示底界面的牙形石分子J.nankingensisnankingensis（图3-10）首现在第9-18层底，伴生的温水型分子还有演化种：M.siciliensisC图3-11,12,14,15；图4-6,7,13）yM.rustagensis图3-9

14、；图4-2,3）和M.z*-hoensislamberti（图3-13;图44,8）,另有Sweet-gnothussubasymmetricusC图4-18）o共生的凉水型牙形石分子有：J.nankingensisgracilis（图3-8,16,17；图4T）和M.prolongata（图49,16,17）。值得注意的是，由Kungurian阶顶部演化来的温水型牙形石分子M.siciliensisrustagensis和M.idahoensislamberti仅仅在此带的下部出现，往上部该3个温水种逐渐消失。2.2凉水型牙形石演化系列及分带Mesogondolella属的凉水型牙形石分子以

15、齿台修长、主齿高和前齿相对低而相互分离为特点。在凭祥剖面的Guadalupian统底界面附近鉴定出了Mesogondolella属的4个凉水型牙形石分子。按其首现的先后次序，至少可以划分出2个可与凉水区牙形石带口°对比的化石带。（1）Mesogondolellaidahoensis带此带的底界和顶界分别以M.idahoensisidahoensisYoungquist,HawleyandMiller和J.nankingensisgracilisClarkandEthington的首现为划分标志。在德克萨斯GSSP,此带出现在M.idahoensislamberti的下带。而在凭祥剖面

16、.标志化石M.idahoensisidahoensis（图3-3,6）与温水型04广西凭祥剖面第9-27层至第17层牙形石照片Fig.4PhotographyofconodontsfromPingxiangsection(fromlayer9-27to17)Guangxi所有照片皆为扫描电镜照片,线条比例尺均为100ptm.每一标本编矽均为产出层位G。1.Jinogondolellanankingensisgraci-Zts(PNV9-27)；23.Mesogondolellarustagensis(2.PNV9-27；3.PNV10-1)；4*8,MesogondoleIlaidahoens

17、islamberti(4.PNV10-1；8.PNV1O-2)；5,1O,11.12,14,15.Mesogondolellaphosphoriensis(5.PNVU1,10,11.PNV11；12.PNV14-1;14.PNV14-4；15.PNV15)；6,7.13.Mesogondolellasiciliensis.PNV10-1；7.PNV10-2；13.PNV14-4)；916,17.Meso-gondolellaprolongata(9.PNV11；16.PNV16;17.PNV17)；18.Sweetgnothussubasyrnmetricus(.PW17)04广西凭祥剖面第

18、9-27层至第17层牙形石照片Fig.4PhotographyofconodontsfromPingxiangsection(fromlayer9-27to17)Guangxi所有照片皆为扫描电镜照片,线条比例尺均为100ptm.每一标本编矽均为产出层位G。1.Jinogondolellanankingensisgraci-Zts(PNV9-27)；23.Mesogondolellarustagensis(2.PNV9-27；3.PNV10-1)；4*8,MesogondoleIlaidahoensislamberti(4.PNV10-1；8.PNV1O-2)；5,1O,11.12,14,15

19、.Mesogondolellaphosphoriensis(5.PNVU1,10,11.PNV11；12.PNV14-1;14.PNV14-4；15.PNV15)；6,7.13.Mesogondolellasiciliensis.PNV10-1；7.PNV10-2；13.PNV14-4)；916,17.Meso-gondolellaprolongata(9.PNV11；16.PNV16;17.PNV17)；18.Sweetgnothussubasyrnmetricus(.PW17)牙形石M.idahoensislamberti带共存。（2）Jinogondolellanankingensisg

20、racilis带此带底界以Jinogondolellanankingensisgracilis的首现为开始，直至凉水型牙形石分子的消失而结束。除了产出首现分子J.nankingensisgra-3-8,16,17：图41）外，还含有凉水型牙形石分子M.prolongata（图4-9.16,17）和M.phos-phoriensisf.图4-5,10,11,12,14,15）以及前面在.nankingensis带描述的共生温水型牙形石分子。在凭祥剖面中»J.nankingensisgracilis与J.nankin-gensisnankingensis同时首次出现在第9T8层。3凉水和

21、温水牙形石带混生的地质意义Mei等$认为Guadalupian统底界定在EWWP和NCWP.分别以2个不同演化系列的初始转折点来标定。在EWWP区，以祖先分子M.idahoensislamberti向首次分异分子Jnankingensisnankin-gensis的原始转折点为Guadalupian统底界；而在NCWP区，以M.idahoensisidahoensisJ.nankingensisgracilis演化系列中的原始转折点为界限点。在凭祥剖面中,鉴别出了同步演化的温水型和凉水型系列，温水型系列的祖先分子M.idahoensislamberti向首现分子J.nankingensisna

22、nkingensis的原始转折点和凉水型系列的祖先分子M.idahoensisidahoensis向苫现分子J.nankingensisgracilis的原始转折点同时出现在第9-18层底，这种结果不仅精确可靠地再现了Guadalupian统底的标准界面点，而且证明了来自高纬度区的凉水洋流上涌事件对全球古地理环境都有影响。前人已经证实了扬子板块在二叠纪时位于赤道温水区（EWWP）5mJ,凭祥剖面位于扬子板块的南缘，因而，在凭祥剖面中发现温水型牙形石动物群是无可非议的。为何在该剖面中，同时又出现了可以与北纬的凉水区对比的凉水型牙形石动物群呢？比较合理的解释是在由Cisuralian世向Guada

23、lupian世转变的时刻，来自高纬度区的凉水洋流随海平面上升而上涌并侵入赤道区陆块的边缘海盆地，凉水洋流带来了凉水型牙形石动物群并在相关盆地中再繁殖，同时原来的温水型牙形石动物群也会幸存下来。因此，产生了外来的凉水区牙形石动物群与幸存的温水区牙形石动物群共存的混合牙形石动物群。迁移至板块内部碳酸盐岩盆地（如广西罗甸剖面）时，海水变浅，水温增高，凉水型牙形石动物群就逐渐消失，在相应层位只有温水型牙形石动物群出现。由此得出结论：二叠纪的凉水洋流上涌具有全球性影响，陆块边缘带Guadalupian统底界附近的凉水沉积层序是寻找该界面的重要物理标志之一。4重要化石种属描述Mesogondolellas

24、iciliensisKozur1975(图3T,7,11,12,14,15；图4-6,7,13)Gondolellarosenkrantzi(Bender等)Gondolellasiciliensis(Kozur)Meogo?idolellasiciliensissaraciniensis(Ko-zur,617)MeogondolellaidahoensisYoungquist,HawleyandMiller(Kozurl6j)MeogondolellaphosphoriensisYoungquist,HawleyandMiller(Kozur)MeogondolellaslovenicaRa

25、movs(Kozurlb'19)Meogondolellazsuzsannae(Kozur2321j)MeogondolellasiciliensisKozur(Mei等刃，Henderson等)描述：Pa分子的齿台较宽，呈水滴状，齿台最宽处位于中部。具有一个相对较小的主齿，其大小与后面的细齿相差无几或者稍大一点，常有较窄的后边缘，前齿片上的细齿高旦融合，齿眷后端的小齿间距较前端细齿要大些。产出:Kozur将该牙形石分子作为Guadalupian统的标志化石口62。22-2町，但Henderson等在中国华南、美国德克萨斯州、阿曼的研究中发现，该牙形石分子应属于上Kungurian阶。

26、在凭祥剖面，该分子在Kungurian阶的最上部繁盛，并向上延伸到Roadian阶的最下部。产出层位为第96层至第919层、第10-1和第10-2层。MesogondolellaidahoensisidahoensisYoungquist,HawleyandMiller1951(图3-3,6)Gondolellaidahoensis(Youngquist等Neogondolellaidahoensis(Youngquist等,Behnken等巳曲,Wardlaw等就Mesogondolellaidahoensis(Youngquist等K,Lambert等)Mesogondolellaidah

27、oensisidahoensisYoungquistHawleyandMiller1951(Mei,Hender-son等)描述:Pa分子的齿台修长，后至中断的齿台边缘平行，齿台后终端呈方形。具有一个大的主齿，至少比后面的细齿大3倍，从后端的第一个细齿开始向前不同程度地减少，前端细齿相互分离，间距较大。齿台边缘向上弯曲，临脊沟宽而浅。产出：该牙形石分子产出于Kungurian阶的上部。在凭祥剖面产出层位为第9-8层至第9-12层。MesogondolellaidahoensislambertiMeiandHenderson2002（图3-4,5,13；图4-4,8）Neogondolellai

28、dahoensisYoungquist,HawleyandMiller1951（Behnken25-19Orchard等,Wardlaw'翌-33一Lambert等）Neogondolellaidahoensisn.subsp（Orchard等】）M.aff.J.nankingensisKing1960（Mei等34-35）Mesogondolellasiciliensisn.subsp（Mei等）Mesogondolellaidahoensislambertisubsp.nov（Mei等）Mesogondolellaidahoensislamberti（Mei等昌9Henderson

29、等）MesogondolellalambertiMeiandHenderson（Lambert等）描述：Pa分子的齿台较长，后至中部矩形，两边缘平行，前段锥形收缩，主齿小，仅仅比后端的细齿大一点，前齿片上较中后端细齿融合。比较：该种与M.siciliensis在齿型上非常相似,但其不同之处是前端齿片部分融合稍低。中一后端齿台边缘近平行，而不像M.siciliensis那样最宽处位于中部，主齿的后边缘不明显。产出：该牙形石分子首次出现于Kungurian阶的最底部，并向上延伸至Roadian阶早期。在凭祥剖面产出层位为第9-8层至第9-19层、第10-1和第10-2层°Jinogond

30、olellanankingensisnankingensisChing1960（图3-10）Gondolellaserrata（Clark等京Kozurl39j）NeogondolellaserrataClarkandEthington（Clark等mi,Wang*',Clark等以汀,Wardlaw等皿】）NeogondolellaserrataserrataClarkandEth-ington（Behnken20）XaniognathusabstractusClarkandEthington（Wardlaw等皿）Mesogondolellananki?igensisChing（Wa

31、rd-law例）JinogoJidoLellanankingensisChing（Lambert等30）inogondolellanankingensisnankingensisCh-ing（Mei等"，Henderson等.订）描述：Pa分子共同的特征是在齿台前部具有横脊，齿台宽，前端急剧收缩，齿台有一个钝的或方的andandand后终端，主齿小,后端细齿分离，中部细齿较融合，前端细齿高但分离，齿脊后端不偏移。齿台边缘上翘,临脊沟深一中深。产出：该牙形石分子在中国华南和美国德克萨斯州均首现于Roadian阶的最底部，并向上延伸于整个Roadian阶、Wordian阶和Capitan

32、ian阶的下部。在凭祥剖面产出于第9-18层底。JinogondolellanankingensisgracilisClarkandEthington1962(图3-8,16,17,图4-1)Gondolellagracilis(Clark等")NeogondolellaserrataClark(Behnken'",Wardlaw等制)NeogondolellaserrataClarkgroup(Orchard等-)NeogondolellagracilisClark(Behnken等函Wardlaw''*)inogondolellanankinge

33、nsisandEthington(Mei等京)描述:Pa分子齿台细长，后端变窄或呈圆形，中端侧边近平行，主齿高大，有时向后倾，细齿大部分比较短小，相互分离度高，前持片稍变高且部分融合。齿台侧面向上翻拱，临脊沟较深。产出：该牙形石分子在凭祥剖面中与Jmnk-ingensisnankinensis同时首现在第9-18层底，但它的延续层位较Jnankingensisnankingensis低，只局限于Roadian阶的下部，即产出于第9-18层至第9-20层和第9-27层。EthingtonEthingtonandEthingtongracilisClark参考文献：1JGlenisterBF,Bo

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