地质学“金钉子”综述

1、地质学金钉子 人综述一、金钉子，的由来地质学上的金钉子“实际上是全球年代地层单位界线层 型剖面和点位（GSSP）的俗称。名源于美国的铁路修建史。1869年5月20日，美国首条横穿 美洲大陆的铁路钉下了最后一颗钉子，这颗钉子是用18k金制成, 它宣告了全长1776英里的铁路胜利竣工。鉴于这条铁路的修建在美国历史上具有里程碑的意义，对美国政 治、经济、文化的影响极其深远，特别是对于美国西部开发战 略的实施具有举足轻重的作用。为纪念这一事件,美国在1965年 7月30日建立了 “金钉子国家历史遗址。全球年代地层单位 界线层型剖面和点位在地质年代划分上的意义与美国铁路修建 史上”金钉子”的重要历史意义

2、和象征意义具有异曲同工之处， 因此”金钉子”就为地质学家所借用。二、金钉子，的含义要了解全球界线层型剖面和点位（GSSP）（即通常所称的 金钉子“）及其意义，首先要懂得什么是年代地层单位。就像历 史学家把人类的历史划分为不同时期（如我国的唐、宋、元、 明、清）那样,地质学家按地球所有岩石形成时代（时间）的先 后，建立一套年代地层单位系统，并依次称为太古宇（宙）、元 古宇（宙）、古生代（界）、中生代（界）和新生代（界），每 一个代的时间内，又进一步划分出次一级的年代地层单位（如系、 统、阶）。类似每一个人类历史时期都占据人类历史的一定时 间间隔或段落，包含一走的人类活动内容和事件那样，每一个时

3、间地层单位则包括在这个时间间隔内在地球上所形成的所有岩 石和与其相关的地质事件（表1）。表1地质年代与地球演化历史阶段地质时代新元山代儿打宙H&.JK I敌值 (GJi q 现住0.011-815.3323.0333.955865.5145.5199.6251.0299.0359.2416.0443.748&3542.063085010001600250028003200360046001浪地质M件解体刁 KPA板块形成也始板块I 形成RL核形成 F地光形成k耍构诳运动牛物演化阶段人类出现近代叨乳动物出现焦山运动印支运劝海|肖运动加叽动运动Infrififi 动R咙运动被产桶物出现恐龙廉就勺类

4、出现哺扎动物出现N fhal物出现代fj 动物出理两Ift 灿I现律嵌柚物出现V%类出现无做类山现物出现裸舄动 物出现KIHltWI : Ha生M现 “金钉子,， 的意义全球层型剖面和层型点（GSSP ）是指特走地区内”特走岩层序列中的一个专有的标志点，藉此构成两个年代地层单位之间界线的定义和识别标准。金钉子是全世界科学家公认的,全球范围内某一特定地质时代划分对比的标准，因此，它的成功获取往往标志着一个国家在这一领域的地学研究成果达到世界领先水平,其意义绝不亚于奥运金牌。四、“金钉子”研究现状1977年于捷克确立的全球志留系/泥盆系界线层型剖面和点（GSSP）是全球第一枚金钉子。目前，全球已建

5、立55枚金钉子“Z我国获得了 7枚。其中宜昌地区占有两枚。一个是由国土资源部宜昌地质矿产研究所牵头取 得的黄花场全球中和下奥陶统蜃奥陶系第三个阶的金钉子；另 一个是由中国科学院南京地质古生物研究所牵头取得的王家湾 奥陶系赫南特阶的金钉子。在一个不大的范围内能够树立两个 全球界线层型剖面和点位，这在世界上是极为少见的，这是几代 地质学家和地层古生物学家长期努力、执着追求和不断创新的 结果，说明我国奥陶系的研究水平已挤入世界先进水平。同时” 通过金钉子剖面的研究也衍生出更高层次的科学问题需要我们 继续攀登。五、如何选择和确定“金钉子,，每一个时代的全球界线层型和点位（金钉子）的选取，都必须在对全球

6、包含这个时代地层序列（即界线剖面）进行调查，并 组织有关专家对所申报的有可能成为该代年代地层单位界线金 钉子剖面的建议和相关研究成果进行详细研究、检验和讨论的 基础上,由国际地层委员会下属的有关地层分会的各国专家通过 投票的方式产生，然后报国际地层委和地科联批准公布。六、为什么要建立全球界线层型剖面和点位（GSSP ）（金钉子）按国际地质科学联合会（简称地科联）（IUGS ）和国际地层委员会（地层委）（ICS ）的规走，全球统一地质时代（年代）表要通过建立全球不同时代（年代）地层单位界线层型和点位（GSSP ）（俗称金钉子）的方式来建立，以便于按统一时间（时代）标准 去理解、解释、分析和研究世

7、界不同地区同一时间内发生的或形 成的各类地质体（岩石、地层等）及地质事件及其相互关系。所 以Z年代地层单位界线层型和点位（金钉子）是国际地层委和地 科联，以正式公布的形式所指定的年代地层单位界线的典型或标 准。是为走义和区别全球不同年代（时代）所形成的地层的全球 唯一标准或样板，并在一个特走的地点和特定的岩层序列中标出 作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。七、湖北宜昌黄花场“金钉子”简介湖北宜昌黄花场剖面，于今年5月被国际地质科学联合会 （IUGS ）批准为全球中/下奥陶统和第三个阶界线层型剖面和点 位（GSSP，即通常所称的金钉子）。这是由国土资源部、中国地质 调查局宜昌地质

8、矿产研究所（即宜昌地质调查中心）牵头所获得 的首枚金钉子，也是我国至今所 获得的第7颗金钉子。宜昌黄花场剖面位于宜昌北东22公里宜昌至兴山公路旁的 黄花乡。其地理坐标为：北纬N30。5133.78;东经1112228.44。该剖面既是我国大湾阶的界线层型剖面，也是全球最完美中下奥陶统界线剖面。界线位于距大 湾组之底10.57米处Z以三角波罗的牙形石的首次出现为划分和 对比的标志。界线上下发育了极为丰富的牙形石动物群，展示了 多个完整的牙形石演化系列，不仅如此，该剖面还产有包括笔石、 几丁虫、腕足类、三叶虫、疑源类等重要生物群在内的多门类生 物群，同时，在界线附近，还发现有碳氧同位素的异常现象，

9、不 仅为全球中下奥陶统界线的划分和精确对比，而且也为研究距 今4.7亿年前后我国华南板块古生物地理、古气候以及生物多样 性事件提供了重要依据。黄花场剖面具有长期的研究历史，自穆恩之教授等老一辈地 层古生物专家于1979年首先报道该剖面以来，宜昌地矿所地层古 生物工作者曾对其进行了长达30年研究和积累，一直认为是我国 奥陶系划分对比的典型剖面之一,在全球奥陶系划分对比中也占 有一定的地位。2004年初正式向国际地科联奥陶系地层分会提 交了 中国宜昌宜昌黄花场剖面一全球中/下奥陶统界线层型的 建议。详细介绍和讨论堇花场剖面详细的生物、层序、事件和 化学地层研究成果的基础上，明确指出黄花场剖面完全具

10、备了成 为全球中/下奥陶统和第三个阶的界线层型(GSSP,即金钉子)的 条件，发育了世界上最完整的牙形石生物演化序列,进而通过对分 布在世界不同地区Z包括美洲、欧洲、澳大利亚等中/下奥陶统 界线地层的分析和对比后指出,所建议的界线生物层和点位易于 在全球识别和进行精确对比。此后Z国际奥陶系地层分会在所办 的网站上，对黄花场和阿根廷尼吉威尔(NiqiVil)这两个全球中 /下奥陶统界线层型候选剖面Z进行了长达一年多的讨论与评述。 2006年10月对此两个剖面举行了投票，黄花场剖面因获得大多 数选举委员的赞同,而成为全球唯一一个中/下奥陶统界线层型候 选剖面，从而取得了最终选为该界线GSSP的绿卡

11、。按国际地 层指南委员会(ICS)的所制走的选择GSSP的程序,2006年11月 国际奥陶系地层分会选举委员最后一轮投票,宜昌黄花场以压倒 多数的赞成票(94%,17票赞成,1票反对)，被国际奥陶系地层 分会批准为全球中/下奥陶统和第三个阶界线层型，并上报国际 地层委员会(ICS)和国际地科联(IUGS) O国际地层委员会于2007 年4月表决通过Z国际地质科学联合会于2007年5月正式批准 和认定：中国湖北省宜昌黄花场剖面（北纬N30。51#37.8;东 经HO。2226.5 ”）为全球中奥陶统及奥陶系第三个阶（大坪阶） 底界界线层型剖面和点位（GSSP），界线点位于距大湾组底界10.57米处 以三角波罗的牙形石首次出现为划分 和对比的标志。这个在地