海相红层是下古生界重要的组成部分与研究对象。奥陶系、志留系海相红层有明显的时间和空间分布特征,与区域及全球古海洋、古气候、古构造、古地理演变和生物宏演化关系密切。华南奥陶系、志留系海相红层有长期的研究历史。然而,因相关地层的关键化石缺失,导致洲际对比困难。例如,浙皖地区的志留系红层,因厚度大、化石少,时代划分长期属于啃不动的“硬骨头”。上述情况限制了对这类特殊沉积物成因及潜在地质意义的理解。
最近,中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余、张小乐、唐鹏、詹仁斌、王怿、黄冰、陈中阳、魏鑫等,联合中国地质大学(武汉)纵瑞文等科研人员,基于大量地质剖面资料,构建了多门类化石数据库,在华南志留系下部、奥陶系上部海相红层时代、横向对比和古地理意义等研究中取得一系列进展。
对华南志留系第一套海相红层,张小乐、戎嘉余等发现:
1.华南志留系第一套海相红层总体位于兰多维列统埃隆阶中部到特列奇阶下部(约436~439Ma),相当于笔石Lituigraptus convolutus带(LM7),Stimuloraptus sedgwickii带(LM8), Spirograptus guerichi带(LM9)和S. turriculatus带(LM10)(图1)。
2.华南志留系第一套海相红层的顶界在各地具体位置不尽相同,但都位于产特列奇中期秀山动物群的地层之下。它的底界呈现出明显的穿时性,总体表现为从东到西、自南向北逐渐升高,由埃隆阶中部穿时至特列奇阶下部(图2)。
3.在全球热带海域发生海水氧化的大背景下,华南志留系第一套海相红层时空发育的模式反映了埃隆期-特列奇期界线前后约3Ma时间内,浅水海域的缺氧、半缺氧水体逐渐向外海退却,氧化水体占据统治地位的过程。这与广西运动期间华夏古陆向西北方不断扩展,引起海域底部快速、持续隆升密切相关(图3)。
对奥陶系上部红层,戎嘉余等系统梳理浙西、赣东北上奥陶统地层时代及定义,指出以往归于赫南特期的红家坞组海相红层因产几丁虫Tanuchitina laurentiana、缺失赫南特贝动物群分子,是凯迪晚期的产物。赫南特早中期的生物群在研究区内的缺失可能与华夏古陆强烈隆升、全球海平面大幅骤降密切相关(图4)。
华南志留系下部、奥陶系上部海相红层时间框架的建立,为由点至面、深入理解地质历史中类似沉积物的深层含义提供了基础。文章强调,学科发展的新形势促使研究者追求高精尖成果,但生物地层等基础研究始终是认识与解读重大生物、环境、地质事件的基石,不应忽略与轻视。
文章出版信息:
1. 张小乐, 戎嘉余, 唐鹏, 詹仁斌, 王怿, 陈中阳, 纵瑞文, 黄冰, 魏鑫. 2025. 华南志留系第一套海相红层的时空分布、穿时性及其古地理意义. 中国科学: 地球科学, 55(8): 2638~2654. https://doi.org/10.1360/SSTe-2024-0332.
Zhang X, Rong J, Tang P, Zhan R, Wang Y, Chen Z, Zong R, Huang B, Wei X. 2025. The first set of Silurian marine red beds in South China: Spatiotemporal distribution, diachronism and paleogeographic significance. Science China Earth Sciences, 68(8): 2527~2544. https://doi.org/10.1007/s11430-024-1606-2.
2.戎嘉余,王怿,唐鹏,张小乐, 盖志琨, 魏鑫, 詹仁斌, 汪隆武, 燕夔, 黄冰. 2023. 华南东部浙皖苏志留系唐家坞组、康山组和举坑组的时代问题. 地层学杂志, 47(3): 237~267. https://doi.org/10.19839/j.cnki/dcxzz.2023.0015.
3.戎嘉余, 唐鹏, 詹仁斌, 张小乐, 黄冰, 魏鑫, 王怿. 2025. 浙西、赣东北上奥陶统上部地层的时代问题. 地层学杂志, 49(2): 125~141. https://doi.org/10.19839/j.cnki.dcxzz.2025.0010.
图1 各研究片区典型剖面志留系第一套海相红层的时代划分及依据。不同颜色圆形及方块示不同门类或动物群
图2 华南志留系第一套海相红层的时空分布态势与华夏古陆隆升方向(绿色箭头)的关联
图3 广西运动期间华南板块古地理格局的转变及不同颜色沉积物分布形势示意图
图4 浙江西部和江西东北部上奥陶统上部地层对比图并示全球重大地质和生物事件
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