对国际地层委员会前寒武纪划分参考方案的简介及评述

国际地层委员会最近公布了 2 0 0 4年全球地质年代表 ,并专门讨论了 2 0 0 4～ 2 0 0 8年前寒武纪划分参考方案。参考方案指出“应该根据唯一客观的物理标准——现存的岩石记录 ,对前寒武纪地质年表重新进行界定。前寒武纪的地层界线应标定于地层记录中的关键事件或转变点上 ,以突出反映地球系统演化的巨变。文中建议采用类似显生宙地层研究过程中所使用的“金钉子”法来确定前寒武纪界线。由于该文将对前寒武纪划分和整个前寒武纪研究工作带来重大影响 ,因此本文首先介绍了《参考方案》中有关前寒武纪划分原则和具体划分方案的新思路 ,对《参考方案》中值得商榷的问题进行了初步讨论 ,并对我国前寒武纪年代表制定中有关重点提出了建议。

大火成岩省与大规模黑色页岩沉积的成因联系及其意义

大火成岩省对全球性大气-海洋环境的巨变及生物灭绝有非常重要的影响。已有研究结果表明,显生宙(即寒武纪以来)大火成岩省与全球大洋缺氧与生物灭绝有明显的成因联系,显生宙国际地质年代表中多个金钉子均与以大火成岩省、黑色页岩及生物灭绝为代表的全球性地质事件相对应。但由于对前寒武纪,特别是“地球中年期”(18~8亿年,“枯燥的10亿年”)大气氧浓度、海洋的氧化-还原状态及生物门类及演化认识的局限性,关于前寒武纪大火成岩省与环境的影响及其与黑色页岩沉积的成因联系一直很不清楚。通过对全球哥伦比亚(奴那)超大陆中约13.8亿年全球性大火成岩省及黑色页岩沉积时空分布的研究,发现这些大火成岩省及黑色页岩的分布有明显的规律。约13.8亿年大火成岩省广泛分布在北美、格陵兰、西伯利亚、波罗地、卡拉哈里、刚果、西非、亚马逊、南极及西澳大利亚等大陆上;而同期的黑色页岩在华北及北澳大利亚克拉通广泛分布,在西伯利亚、巴西及印度等克拉通也有分布。根据这些黑色页岩在超大陆重建图中的空间分布,提出了哥伦比亚(奴那)超大陆中这些广泛分布的约13.8亿年黑色页岩可能沉积于连通的大型海相盆地,而不是以往所认为的局部封闭的小盆地。通过约13.8亿年大火成岩省与黑色页岩内火山灰(斑脱岩)年龄的对比,进一步提出约13.8亿年存在一次与全球性大火成岩省有关的大洋缺氧事件,以此期大火成岩省与黑色页岩为代表的全球性地质事件为中元古代盖层系与延展系提供了精确的界限年龄为1383Ma。初步的研究结果还显示,“地球中年期”可能还有多期的大火成岩省与黑色页岩沉积有时空联系,有望为晚前寒武纪地质年代表划分提供新的事件约束。

地球系统科学时代的高分辨综合地层学

高分辨年代地层系统是地球系统科学研究的基础。高分辨综合地层学试图建立分辨率小于一个生物带的地层单元并使地层对比的误差小于一个生物带。本文将目前用于建立年代地层系统的方法划分为三类:生物地层学、现代地层学的不同分支学科和同位素年代地层学,讨论了不同地层学方法的优势和不足。任何一种地层学方法的分辨率都是有限的,综合地层学为实现地层高分辨划分和高精度对比提供一个有效的途径。生物地层建立可信的相对年代地层格架,现代地层学手段有助于实现高分辨划分和高精度对比,同位素年代地层学赋予生物地层界线和其他地层界线绝对年龄。三者结合共同构成了高分辨综合地层学。

国际前寒武纪地质年代表划分方案研究进展

传统的前寒武纪地质年代表划分方案以全球标准地层年龄(GSSA)为基础,不代表任何特殊的岩石实体,仅以推测的绝对测年值为界线进行单元划分,脱离了客观的岩石记录和地球演化系统,不利于对前寒武纪地球系统的研究。2004年—2008年前寒武纪划分参考方案,以反映地球历史阶段特征的"关键事件"为界线,创建前寒武纪地层划分的"金钉子",建立客观的、"自然的"前寒武纪地质年代表,并且通过全球一级事件群把前寒武纪划分为5个宙,即创世宙、冥古宙、太古宙、过渡宙和元古宙。另外,经过综合分析建议将埃迪卡拉纪归到显生宙。因此,对前寒武纪的研究实际上变为对"前埃迪卡拉纪"的研究,使术语"显生宙"在内涵和应用上更加一致。虽然"参考方案"在一定程度上还仅仅是一个理论框架,需要大量的研究去充实和细化,但是对这两种划分方案的系统研究和对比,可以给我国前寒武纪工作者提供重要的研究思路和方向。

“国际地层表”(2008)简介

简要介绍"国际地层表"(2008)对"国际地层表"(2004)作出的一些修改:恢复了第四系,完善了下古生界与前寒武系的年代地层单位系统,增加了14枚金钉子,更新了一些同位素年龄数据。为了使读者了解更多磁性地层学与全球海平面变化的情况,在刊出"国际地层表(International Stratigraphic Chart)"(2008)的同时还附上了"地质年代表(Geologic Time Scale)"(2008)。

尚未完成的地质年代表——第四纪悬而未决的前程

第四纪是以气候变化、人类出现和现生生物物种占优势为特征的最新地质时期。第四纪的地层多以松散沉积物为主,是人类赖以生存居住的主要场所。鉴于第四纪研究对地质学,地球系统科学和全球变化科学的贡献,近几十年来学术界和公众对其产生极大兴趣和更加重视。为了回应2 0 0 4年春国际地层委员会提出的“国际地层表”( 2 0 0 4 ) ,详细地介绍了国际第四纪联合会为争取第四纪在地质年表中的合理地位所作的努力以及目前争论的结果:今年比利时最终定论。呼吁我国广大的第四纪工作者积极加入到支持国际第四纪联合会保留第四系作为独立地层单元的行列中。同时简略地介绍了第四纪(系)术语的来由。

从关键地质事件看华南的前寒武系划分

2004年的《国际地层表》与以往“国际地层表”的最大不同是对前寒武系的划分原则,即:以保存在地质记录中的地球系统巨变中的关键地质事件作为划分地层单位的界线,并据之建立“自然的”前寒武纪地质年表。在这一思想指导下,本文以川滇赣三省为重点,重新审视华南的前寒武系资料,分中太古—新太古代、跃迁期、古元古—中元古代和新元古代四大阶段阐述了关键地质事件并讨论了其在大陆岩石圈形成和演化中的构造意义。这四大阶段的主要构造面貌分别是:片麻岩基底和绿岩带盆地,古陆壳的形成与裂解,第一个超级大陆即哥伦比亚(或称努纳)超大陆的形成与离散,板块构造体制下罗迪尼亚超大陆的汇聚与离散,反映了大陆岩石圈的形成和由低级向高级的演化,因而每一阶段都有不同于前一阶段的沉积建造、火成岩类型及组合、变质作用、构造样式、构造线方向、变形方式和成矿作用。基于这些事件介绍了前寒武系的分布,列述了若干条相对连续的地质剖面上所见的这四大阶段的代表性地层序列及其对比方案。文章认为“参考方案”对前寒武系研究有推动和导向作用,并探讨了地层研究具体操作中关于事件的内容、事件与过程、现存地质记录的残破不全等问题。

“金钉子”之后的国际年代地层表刍议

国际年代地层表是地质学研究的一个纲领性文献,为地质学研究提供了时间格架,对现代地质学的诞生和发展作出了重要贡献.关于用生物标志还是用事件标志定义年代地层界线的争议由来已久.20世纪70年代以前主要以"自然事件"作为年代地层单位的划分依据,界线一般都选择在发生某些地质事件的位置上,即"自然界线"或"发生过事件"的界线[1,2].这种方法注重自然界线,重视各类地层单位之间的普遍联系和统一性.其不足之处在于忽视了事物普遍联系的多样性和不同类型地层单元界线之间的本质差别,忽视了一些地质事件发生非等时性、分布的区域性和表现的多样性,不恰当地用代表时间间断的沉积不连续面等自然界线定义年代地层界线,使年代地层界线和地质年代表无法稳定,因而受到后来许多学者的强烈反对.