中国主要块体奥陶纪达瑞威尔期(Darriwilian)晚期—凯迪期(Katian)早期海相红层及其构造意义

根据中国主要块体奥陶纪达瑞威尔期地层学、古生物学和岩石学的特点,本文主要论述了中国9个块体,其中包括5个主要块体(扬子克拉通、中朝克拉通、塔里木克拉通、拉萨地块和喜马拉雅北坡)中达瑞威尔晚期—凯迪期早期海相红层的分布、岩性特征和古动物群。它们的岩性特征:如红色灰岩;古生物群特征:如牙形石Pygodus serra动物群,P.anserinus动物群和Hamarodus europaeus动物群,珊瑚Yohophyllum动物群,以及头足类Sinoceras chinense动物群均十分相似或相同。这就充分阐明,中华古陆块群(包括扬子、中朝和塔里木克拉通等)与冈瓦纳古陆北缘古陆块群(包括拉萨地块和喜马拉雅北坡等)之间的关系十分密切,可能在此之前它们同属于冈瓦纳古陆。这对于阐明中华古陆块群与冈瓦纳古陆之间的关系具有重要意义。此外,还将海相红层分为两类:陆棚红层和大洋红层。陆棚红层主要见于寒武纪至三叠纪,大洋红层主要见于白垩纪至现代。

川南—黔北地区晚奥陶世凯迪期早期与凯迪期晚期岩相古地理

晚奥陶世凯迪期早期与凯迪期晚期之交,是沉积演化和盆山转换极为关键的时期,在这个短暂时期内,川南—黔北地区几乎全部从碳酸盐沉积转换为碎屑岩沉积,详细研究这一转换时期的沉积特征及其岩相古地理变迁对探讨该区的沉积演化和盆地演化具有重要的意义。为了良好地揭示凯迪期早期与凯迪期晚期之交这一沉积转换关键时期的岩相古地理变化,采用层序岩相古地理编图思路,以凯迪阶涧草沟组与五峰组之间的界面作为编图的等时界面,编制了凯迪期早期涧草沟组顶部与凯迪期晚期五峰组底部2幅岩相古地理图,凯迪期早期涧草沟组顶部古地理面貌表现为古隆起、古暴露区、古剥蚀区、潮坪、局限台地、开阔台地和浅滩7个古地理单元;凯迪期晚期五峰组底部古地理面貌表现为古隆起、潮坪、浅水陆棚、深水陆棚和浅滩5个古地理单元。首次恢复了暴露区及其分布范围,更加客观地反映了凯迪期早期与凯迪期晚期之交岩相古地理格局及其演化过程。

湖南地区晚奥陶世桑比期—凯迪期早期沉积特征及沉积模式

湖南地区地处扬子陆块和华夏陆块之间,根据沉积地层的岩石学特征、古生物特征及其他沉积特征变化,将湖南地区晚奥陶世桑比期—凯迪期早期的沉积相,划分为开阔台地相、浅海陆棚相、深水盆地相和陆架边缘—斜坡相。开阔台地相以沉积"龟裂纹"灰岩和瘤状灰岩为特征,浅海陆棚相转为沉积砂质板岩,板岩并夹有粉砂岩及泥灰岩透镜体。深水滞流盆地发育黑色碳质页岩及含放射虫硅质页岩,沉积厚度很小,代表了一个相对缺氧还原的欠补偿深水环境;陆架边缘—斜坡相则为岩屑石英粉—细砂岩,长石石英粉—细砂岩及砂质板岩、板岩的韵律互层,沉积厚度超过1000m,具浊流沉积特征。晚奥陶世桑比期—凯迪期早期,湖南地区总体表现为由西北和东南方向往中部逐渐变深,湘中南一带为水体最深地区。

利用GBDB数据库与GIS技术绘制高精度古地理图

进入21世纪,随着互联网、数据库和地理信息系统(GIS)技术的快速发展,古地理学研究及古地理图的绘制也面临新的机遇与挑战,逐渐从定性走向定量,从基于单因素、单学科信息到基于多因素、多学科综合信息。新一代基于数据库和GIS技术的高精度古地理图的绘制,与传统的定性或手工绘制的古地理图相比,涵盖的学科信息广、涉及的数据量大、图件精度高、可叠加各种定量分析的结果,是未来古地理图绘制的主流方向,并将成为定量古地理研究的重要辅助手段。GBDB数据库庞大的地层学和古生物学数据资源,以及以剖面为核心的数据结构,使其成为目前最适合开展定量古地理研究和古地理图绘制的开放数据平台。作者收集、整理了华南435个剖面的综合地层数据,通过数据的标准化和专家厘定,绘制得到了华南奥陶纪凯迪晚期的高精度古地理图。研究表明,凯迪晚期,扬子地台上广泛发育五峰组黑色页岩沉积;扬子地台的西北缘、西南缘、湖南中南部、下扬子地区等沉积了其他岩相地层;华南南部大范围地区、四川中部等均已抬升暴露,缺失本期地层。总体来看,该时期华南呈现了三面古陆环绕的浅水台地这一古地理格局。

湖南晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积相及岩相古地理

湖南晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积的地层在湘西北区为五峰组、观音桥组;湘中区为五峰组;湘南区为天马山组和苏水冲组。根据其岩性特征、沉积构造及古生物特征,将湖南地区晚奥陶世凯迪晚期—赫南特期沉积相划分为局限浅海相、潮坪相、深水盆地相、陆棚边缘—斜坡相等类型。凯迪期晚期,由于华夏陆块向扬子陆块不断挤压碰撞,黔中隆起、川中隆起等边缘古隆起面积不断增大,此时海平面相对上升,湘西北区变为被各古隆起围限的沉积了黑色碳、硅质页岩及泥灰岩的局限浅海环境,湘中地区主要为黑色碳、硅质页岩、粉砂质页岩的深水盆地环境,而湘南地区由于两陆块挤压隆升而沉积了陆棚边缘—斜坡相的砂板韵律;赫南特期随着全球冰川事件的发生,整个南方地区发生大规模海退,湘西北永顺—张家界—慈利一线以北抬升成湘鄂隆起,该线以南的湘西北区水体继续变浅,主要沉积了厚度仅十几厘米的观音桥组泥灰岩,湘中湘南地区沉积格局基本未变。

扬子台地西缘上奥陶统白云岩的时代及分布规律

扬子台地西缘(康滇、川中和滇黔桂古陆之间)在晚奥陶世沉积了华南板块的浅水相地层,其中一套白云岩相地层因是重要的油气储层而备受关注。近些年,随着我国油气资源勘探和地质基础研究的进一步开展,大量钻井和露头剖面资料显示,这套白云岩相地层不仅沉积在康滇古陆东缘(即大箐组),还出现于川中古陆南缘和滇黔桂古陆北缘。通过野外露头和钻井剖面的综合对比研究,结合生物地层和化学地层资料,本文为这套上奥陶统白云岩的地层年代研究提供了更多的证据,并完善了这套地层的时空分布模式。该白云岩相带主要沿三大古陆(康滇、川中和滇黔桂古陆)边缘展布,以康滇古陆东缘及海湾内发育最好,主要以大箐组和王家河坝组的白云岩(桑比阶顶部—凯迪阶)沉积为特征;而川中古陆南缘和滇黔桂古陆北缘主要发育镇雄组(类型A)白云岩、灰质白云岩和白云质灰岩(凯迪阶下部),且厚度较薄。

扬子台地西缘晚奥陶世凯迪晚期地层划分对比与古地理

扬子台地西缘(今昆明—西昌—成都之间)晚奥陶世凯迪晚期地层的划分、对比与空间分布等方面仍存在诸多的不确定。本文综合新的研究成果和前人的资料,认为研究区这段地层可划归近岸白云岩相、近岸灰岩相、过渡混积相和远岸较深水相4个相带,并据此修订了前3个相带的地层框架,以实现与远岸较深水沉积(以临湘组和五峰组为代表)更高精度的对比。近岸白云岩相带以下部深灰色薄层硅质白云岩、上部薄至厚层白云岩夹含笔石碎屑岩为特色,以修订后的王家河坝组称之。近岸灰岩相带的该段地层下部为深灰色薄层硅质灰岩,上部为薄至厚层灰岩、白云质灰岩,常发育含笔石碎屑岩夹层,本文以修订后的铁足非克组称之。在过渡混积相带内,下部为深灰色薄层泥晶灰岩,常发育垂向管状遗迹化石,创名莲峰组;上部为灰岩与泥页岩不等厚互层,化石丰富,沿用大渡河组一名。同时,本文认为王家河坝组下段、铁足非克组下段和莲峰组均对比于临湘组;王家河坝组上段与五峰组可部分对比;铁足非克组上段和大渡河组均可与五峰组完全对比。在新的地层框架下,本文通过系统总结已有的资料,尝试对研究区凯迪晚期的古地理进行更高精度的复原。

陕西富平金粟山组放射虫动物群及其时代

安太庠等(1985)把金粟山组分成4段,其中2-4段产有较丰富的牙形类化石Tasmanognathus动物群,当时定其时代为Caradocian期。后来,崔智林等(2000)在该组的第二段硅质岩和灰岩中发现放射虫也认为是Caradocian期的。这次,我们在第4段中找到了一个以Secuicollacta ornata为主的放射虫动物群,Noble和Aitchison(2000)在讨论早古生代放射虫动物群时提出把Secuicollacta的首现作为凯迪期的开始,并把其归属到他们建立的大门孔同心状球形放射虫带1中。因此,金粟山组有可能是凯迪期的。同时,我们对崔智林等(2000)发现的放射虫动物群进一步研究后发现,这个动物群是以Secuicollacta,Kalimnasphaera,Protoceratoikiscum,Palaeoephippium和Haplotaeniatum等属为特征,其时代也是凯迪期的。根据王志浩等(2011)最新研究,金粟山组的2个牙形类化石带,即上部的Tasmanognathus gracilis-T.multidentatus带和下部的T.shichuanheensis带分别可以同王志浩等(1996)建立的晚奥陶世凯迪期Phragmodus andatus带和Beodina compressa-Microcoelodus symmetricus带上部带对比。因此,金粟山组应该是凯迪期的,而不是过去认为桑比期的。文中共描述放射虫9属18种,其中有一个新种,归属5目7科。这个组的放射虫可以建立一个组合带二个亚组合带,即Secuicollacta ornata组合带,下部的Protoceratoikiscum chinocrystallum-Kalimnasphaera maculosa亚组合带和上部的Haplentactinia baltica-Inanibigutta aculeata亚组合带。下亚组合带与澳大利亚新南威尔士Malongulli组,美国内华达Hanson Creek组和俄罗斯西伯利亚Gorny阿尔泰Tekhten组,由于产有许多相同的凯迪期的放射虫属种而可以互相对比;上亚组合带同爱沙尼亚,德国北部,波兰北部冰川漂砾中的放射虫动物群成分相似,都含有Haplentactinia baltica和Inanibigutta aculeata等,两者也可以互相对比。同时,这些冰川漂砾很可能来自当时的古亚洲洋。

生长标度——腕足动物异速生长研究中的定量指标

"生长标度"定义了在研究腕足动物异速生长时所需的个体生长发育定量指标,其数值大小受到壳长、壳宽、壳厚以及相对应权重的共同控制。将腕足动物待研究性状的测量值与其生长标度作为两个变量进行二元回归分析,可判断该性状是否存在与腕足动物个体发育不等的生长速率,即异速生长。该指标对凯迪期(Katian)(晚奥陶世)腕足动物无洞贝类Rongatrypa xichuanensis的定量分析表明,该种腕足动物的壳宽与个体发育保持同步,壳长呈负异速生长,壳厚呈正异速生长,指示出该种生物在生长过程中总体向横宽方向伸展,并伴随着壳体的加快增厚。