牙形石和几丁虫的分类

■不同相区中/下奥陶统界线的精确对比及相关笔石、牙形石和几丁虫的分类、分带和对比问题的研究

项目来源:国家自然科学基金委员会

起止时间:2007年

项目负责:王传尚

主要完成人:王传尚，陈孝红，汪啸风，李志宏

成果概况:湖北省宜昌黄花场剖面在2007年5月得到国际地质科学联合会正式批准，成为全球中奥陶统暨奥陶系第3个阶（大坪阶）底界界线层型剖面和点位（GSSP）。项目组在以往研究工作的基础上，按计划完成了本项目的各项任务，并取得了预期的成果。

1.在几丁虫研究方面

开展了宜昌地区两条重要的奥陶系剖面——黄花场剖面和陈家河剖面几丁虫生物地层学研究，共描述8属29种（含3个新种），从弗洛阶上部—达瑞威尔阶下部共划分出4个几丁虫带:Conochitina raymondii带，Clavachitina langei带，Lagenochitina combazi带和Sagenachitina dapingensis带。可以为开展区域高分辨层序地层对比提供精确的时间框架。

2.在笔石研究方面

基于对宜昌黄花场剖面及邻近的兴山建阳坪剖面笔石动物群的详细采集与研究，描述了7属12种笔石化石，并综合我国华南同期地层笔石动物群的研究成果，对华南下/中奥陶统界线附近的下垂对笔石的分类进行了研究，研究认为:①protobifidus和bifidus始端发育形式相同，笔石枝的扩展曲线一致，二者之间的差别在统计学上微不足道，因此，protobifidus应是bifidus种内变异的结果，不应再作为单独的种而存在；②D.protoartus，D.diapason和D.macilentus应作为bifidus的同义名，从种群的观点来看，D.diapason是该类笔石中成年后的个体较大者；在城口翁溪沟剖面，该类型的笔石出现的层位在小个体大量出现的层位下部，这和Williams和Stevens（1988）在Cow Head和Western Brook Pond剖面中发现的情况类似，而D.macilentus模式标本保存较差，以之建立新种，稍显不足；③D.subtilis和D.wudangensis两种，Cooper ＆Fortey（1982）推测是protobifidus种群和bifidus种群之间的过渡类型，但前者的始端发育型式与Bifidus有较大的差别，因此，穆恩之等（1979）据此建立新种是可行的，而后者的笔石体形态与bifidus有较大的差别，亦可暂予保留；④D.cf.flagellifer曾被作为protobifidus的同义名（穆恩之等，2002），鉴于后者是bifidus种内变异的类型，现将该种归于bifidus中；⑤eobifidus的性状特征与bifidus十分接近，th¹₁为出芽于胎管顶端，但前者th¹₁为双芽胞管，同样的现象还见于D.exilis Ni（穆恩之等，1979），这种始端发育应属变异的artus型，因此，下垂对笔石的始端发育型式将增加为4种（图1），eobifidus和exilis应归于尚未命名的新属或新亚属。

在上述研究的基础上，选择了华南地区奥陶系台地相、盆地相和位于二者之间的过渡相等不同沉积相区5条典型地层剖面，开展了华南下/中奥陶统界线附近笔石动物群的图形对比研究。通过该项研究，进一步明确了华南奥陶系下/中奥陶统界线附近笔石动物群的延限和不同相区笔石动物群的精确对比关系，为开展不同相区之间地层的精确对比奠定了基础。

图1　下垂对笔石的始端发育方式［（a），（b），（c）参见Riva（1994）；（d）根据穆恩之等（1979）推测］

3.在牙形石研究方面

在前期研究工作的基础上，对采自宜昌黄花场剖面的91件灰岩样品中所获得的17 560枚保存完好的牙形石进行了系统的研究，并描述了其中20个重要的牙形石种，对该剖面牙形石带进行了重新厘定。

4.在同位素地球化学研究方面

通过对宜昌黄花场剖面和宜昌陈家河剖面大湾组83件样品和陈家河剖面红花园组2件样品的碳、氧同位素测试，分析了奥陶纪大坪期海水表面温度的变化，及其对笔石动物群地理分布的影响，证实以下3个方面的内容:①以往作为典型冷水型的笔石动物群可以适应较高的海水表面温度；②古地磁的最新资料显示，以往被划归中高纬度的地区事实上处于中低纬度，纬度分带的理论赖以形成的基础资料需要重新加以评估；③不同纬度地区，如江南过渡带和南秦岭过渡带笔石动物群具有很高的相似性。

（王传尚　编）