华南奥陶纪末生物大灭绝的肇端标志——腕足动物稀少贝组合(Manosia Assemblage)及其穿时分布

奥陶纪末生物大灭绝与冈瓦纳大陆冰盖的形成与消融密切关联的认识已被广泛接受;同时,赫南特贝腕足动物群(Hirnantia Fauna)常被视作这次大灭绝的肇端标志。本文通过对扬子区-全球环境巨变的一个缩影-相关层段的腕足类的研究,改变了后一认识。上扬子区五峰组(笔石页岩相)与观音桥层(介壳相)之间,以及下扬子区新开岭层之中的"混合相地层"(既产笔石,又产介壳相生物),代表奥陶纪最晚期沉积-生物-环境发生重大变化的过渡阶段,记录了南方大陆冰盖的形成对华南各地影响的开始;只因厚度小、研究少,该段地层及其所含化石群长期未被重视。根据半个世纪积累的材料,本文系统记述了该混合相地层的优势化石腕足类稀少贝(Manosia);根据保存腕螺构造的珍贵标本,证实它是无洞贝目的成员,暂归于无洞贝科;通过识别稀少贝组合(Manosia Assemblage)的基本特征和时空分布,探讨它的群落生态、环境及其标志意义。奥陶纪末的华南板块处于一个相对孤立的古地理位置,且稀少贝幼虫的漂浮能力不强,故未能"飘洋过海"离开华南板块一步;尽管如此,东西向从滇东北到苏南,南北向从陕南到黔北,它成为一个机遇泛滥属种,遍布于整个扬子海域,栖居于深水、低能、贫氧的底域(BA4-5)。稀少贝组合的地层历程从上奥陶统凯迪阶顶部(Diceratograptus mirus亚带)到赫南特阶下部(Normalograptus extraordinarius带中下部);其短暂的历程反映全球气候和海洋环境扰动对扬子海域不同地区造成的影响之开始。这里有一个"先浅水、后深水"的穿时过程:①在上扬子区浅水海域,它仅限于凯迪末期,几乎同时迁移到较深水域并延续到赫南特初期;②侵入到下扬子深水海域则是到赫南特早期并在中期灭绝。因此,华南奥陶纪末大灭绝的起步标志不是赫南特贝动物群本身,而是稀少贝组合的出现;大灭绝的肇端并非始于赫南特初期,而是凯迪末期。同时可能也指示大陆冰盖的形成对世界其他板块不同水深海域的影响也不是等时的。赫南特早中期扬子海域生物群分布状况演变得非常复杂。奥陶纪末生物大灭绝与全球气候和海洋环境的剧变相伴发生,是显生宙唯一一次与冰川活动有密切关联的特大事件。

塔中低凸起的形成和演化

根据对塔中地区及整个塔里木盆地构造 沉积特征 (构造应力场、构造格局、沉积环境及物源、火山活动、逆冲断层、地震反射特征 )的分析 ,认为塔中低凸起是塔里木板块南部与南昆仑板块在早奥陶世末相撞的产物 ,板块碰撞使塔里木板块北部的被动大陆边缘盆地与南部的弧后前陆盆地共存 ,唐古孜巴斯凹陷应属于弧后前陆盆地 ,塔中低凸起为前陆隆起 ,塔中Ⅰ号断裂为塔中前陆隆起冲断裂 ,其南部断裂为调节断裂或补偿断裂 ,此期形成的逆冲带成为后期阿尔金走滑断层活动的基础。论述了塔中前陆隆起的构造 沉积演化特点。塔中Ⅰ号断裂形成时间早 ,断距大 ,北部直接与生油凹陷相连 ,既是重要的油源断层 ,也是能改造储集层物性的重要断层 ,沿Ⅰ号断裂的潜山勘探应是今后塔中地区的重点勘探区域 ,东部的构造变形强度大于西部 ,勘探前景应好于西部。早、中奥陶世强烈的火山活动使塘古孜巴斯凹陷可能缺乏烃源岩 ,补偿断层主要在志留纪—泥盆纪形成 ,石炭纪以后基本上为稳定的整体升降 ,因此对该凹陷的勘探应格外慎重。图 4参

湖北秭归晚寒武世末期至早奥陶世早期层序地层格架

湖北秭归地区晚寒武世末期至早奥陶世早期总体上表现为一个大的海侵沉积序列。本文通过详细的露头层序地层学研究及１∶５万区域地质填图，将该区娄山关组顶部至红花园组划分为２个三级层序，总结了各层序的层序界面性质及体系域发育特征，并建立了区域地层格架，从而进一步指出：块状白云岩的形成和分布明显受海平面下降事件的控制。

塔里木盆地塔中地区海相原油中8,14-开环藿烷系列及其地球化学意义

基于色谱-质谱和色谱-质谱-质谱分析,通过对比塔里木盆地塔中地区不同原油中8,14-开环藿烷系列分布与组成特征来探讨其在油源研究中的意义。结果表明,在塔里木盆地塔中地区两类海相端元油中同时检测到C35+长链藿烷系列和3个系列的8,14-开环藿烷,且呈现出不同的分布特点,表明它们可能具有特定的地球化学意义。研究区端元油中两类标志物的存在表明它们具有原生性,而与生物降解作用无关。对比发现不同类型原油中8,14-开环藿烷系列的含量存在显著差异,A类油明显低于B类油,端元油低于相应的混源油。依据8,14-开环藿烷相对含量,结合甾烷、萜烷组成特征,可以将塔中地区不同类型原油进行区分。A类油与B类油中8,14-开环藿烷相对丰度上的明显反差说明此类标志物的形成可能需要特定的地质-地球化学条件。图10表2参44。

赫南特冰期古海洋环境转变及其成因机制研究现状

奥陶纪—志留纪转折期是地质历史时期一个重要的时间节点,形成了广为人知的赫南特冰期。该冰期的形成不仅诱发了显生宙第二大的两幕生物绝灭事件,同样使海水中的地球化学元素循环受到强烈的影响,如海洋碳酸盐与大气CO_2的循环受到扰动,全球海平面的降低促使水体逐渐富氧化,进而导致海洋水体Mo、S、U等同位素值出现波动,而冈瓦纳大陆被冰雪大面积覆盖则削弱了铝硅酸盐岩的风化作用,并限制了陆壳放射性^(187)Os、^(87)Sr同位素向海水的运移。赫南特冰期的成因一直是学界探讨的热点,被归结于风化作用、火山活动的增强或有机碳的大量埋藏等因素,但对冰期的成因机制与持续时间仍具有较多的争论,其原因很多,比如缺乏独立的生物地层单元同时能够控制浅水碳酸盐岩及深水泥页岩区,缺少转折界限处高精度的地球化学信息与全球等时地层格架下的对比,以及未能排除风化作用、成岩作用和构造热事件对古海洋与古气候重建时的扰动等。

华南与缅甸奥陶纪末赫南特贝动物群中的非铰合类腕足动物

在奥陶纪末生物大灭绝的两幕之间,海洋底域繁盛着赫南特贝腕足动物群(Hirnantia Fauna)。它数量丰富,分布广泛,历程短暂。以往国内外学者研究这个动物群时,常把铰合类腕足动物作为重点,而非铰合类只被简单描述或列出名单,整体面貌不明。非铰合类化石尽管材料有限、研究基础薄弱,但只就属的数目而言,占据了全球赫南特贝动物群总属数的近1/5,其群落、演化和环境意义不可小觑。文中专门记述上扬子区(华南古板块)观音桥层(赫南特早中期)与缅甸曼德勒地区(滇缅马苏古地体)Hwe Mawng紫色页岩段(赫南特中期)所产赫南特贝动物群的非铰合类化石,计有3目、4超科[Linguloidea(舌形贝超科)、Discinoidea(平圆贝超科)、Craniopsoidea(似髑髅贝超科)和Cranioidea(髑髅贝超科)]的10属、12种,包括5个命名属种[Plectoglossa cf.davidsoni(Barrande),Schizotretinia cf.euxina(Havlicek),Pseudopholidops partibilis(Rong),Petrocrania cribrum(Temple),Xenocrania haimei(Reed)]和7个未定种(Trematis sp.,Paracraniops sp.,Acanthocrania sp.,Petrocrania?sp.1,Petrocrania?sp.2,Pseudolingula?sp.和Orbiculoidea sp.),其中,Pseudolingula?sp.和Orbiculoidea sp.两个未定名种因标本不佳,未正式描述。还有,以Pseudopholidops最为常见,其次是Xenocrania和Petrocrania。前两属是华南、滇缅马苏、波罗的卡、阿瓦隆尼亚、佩鲁尼卡等古板块或地体赫南特贝动物群的常见分子。它们已知限于南、北纬30°之间的低纬度地区,这可能与化石采集和研究程度有关,但更可能反映奥陶纪末全球气候仍存在分异现象。研究识别了奥陶纪晚期非铰合类腕足动物7个目,可归为3个类群:灭绝目(仅神父贝目Paterinida)、消减目(多样性与丰度大幅衰减,尤其是三分贝目Trimerellida和乳孔贝目Acrotretida在Hirnantian销声匿迹)和延续目(适应能力强、忍耐阈值高,成功穿越大灾难的首幕)。这些分类单元对研究奥陶纪-志留纪交界期腕足动物群的多样性、群落生态、生物地理及宏演化等有重要意义。