我國“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料采集

韓 健，張晨光，陳 陽，李秋玲

(1.國土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所，北京 100081；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

我國“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料采集

韓 健1,2,3，張晨光1，陳 陽1，李秋玲1

(1.國土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)所，北京 100081；3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，北京 100083)

作為全球地層界線的唯一標(biāo)準(zhǔn)，“金釘子”的確立內(nèi)涵豐富，意義重大，通過對(duì)“金釘子”剖面有關(guān)的實(shí)物地質(zhì)資料進(jìn)行系統(tǒng)的采集、集成和永久性館藏，全面保存“金釘子”剖面的各類具代表性的實(shí)物地質(zhì)材料和標(biāo)本，對(duì)保全“金釘子”數(shù)據(jù)材料、詮釋“金釘子”科學(xué)內(nèi)涵、助推后續(xù)研究都具有重要意義。同時(shí)，便于同期地層剖面與之進(jìn)行對(duì)比以強(qiáng)化其作為全球地層對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)的地位，并可以為地質(zhì)科學(xué)教學(xué)和科普工作起到立典和示范作用，使這一重大成果能更廣范地運(yùn)用到科研、生產(chǎn)和教學(xué)中。

金釘子;實(shí)物地質(zhì)資料;全球地層對(duì)比;標(biāo)準(zhǔn)層型剖面

0 前 言

“金釘子”是全球年代地層單位界線層型剖面和點(diǎn)位(GSSP)的俗稱[1]，是國際地層委員會(huì)和地方科學(xué)技術(shù)出版社聯(lián)合體(簡稱“國際地科聯(lián)”)，以正式公布的形式所指定的年代地層單位界線的典型或標(biāo)準(zhǔn)，是為定義和區(qū)別全球不同年代(時(shí)代)所形成的地層的全球唯一標(biāo)準(zhǔn)或樣板，并在一個(gè)特定的地點(diǎn)和特定的巖層序列中標(biāo)出，作為確定和識(shí)別全球兩個(gè)時(shí)代地層之間的界線的唯一標(biāo)志。“金釘子”確立以來的40年間，已在20個(gè)國家建立了65枚“金釘子”，其中中國就確立了10枚，是確立數(shù)量最多的國家。

中國從20世紀(jì)70年代后期開始參與全球年代地層界線的對(duì)比研究，晚于其他國家十多年的時(shí)間，重點(diǎn)在古生代地層中開展界線地層剖面研究，在寒武系底界、奧陶系底界、石炭系底界等界線地層研究中取得了重大突破，但是都功虧一簣，沒有取得“金釘子”。直到1997年，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳旭團(tuán)隊(duì)，建立了中國的第一枚“金釘子”——達(dá)瑞威爾階“金釘子”，取得中國“金釘子”的零突破[2]，自此之后，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所和宜昌地質(zhì)調(diào)查所的科學(xué)家相繼確立了我國10枚“金釘子”，樹立了我國在全球年代地層劃分標(biāo)準(zhǔn)研究中的世界領(lǐng)先地位，為中國在地層學(xué)研究中贏得了極高的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。

1 采集的重要意義

“金釘子”的確立，是地學(xué)研究領(lǐng)域一項(xiàng)極高科學(xué)榮譽(yù)，往往標(biāo)志一個(gè)國家在這一領(lǐng)域的地學(xué)研究成果達(dá)到了世界領(lǐng)先水平[3]。我國獲取的“金釘子”，標(biāo)志著我國地層學(xué)研究在國際地學(xué)領(lǐng)域占有重要的地位，是我國地質(zhì)工作者數(shù)十年科研成果的積累。

“金釘子”剖面在確立后還需要科學(xué)家繼續(xù)在該剖面的相關(guān)領(lǐng)域從事科學(xué)研究工作。但作為剖面本身，不可能無限制采樣，如何做到既保護(hù)“金釘子”剖面又能滿足科學(xué)研究，這是急需解決的矛盾。為此，國家實(shí)物地質(zhì)資料館統(tǒng)一部署完成我國十枚“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料的采集，是很有必要的，體現(xiàn)了在國家層面對(duì)“金釘子”剖面的重視，因此，采集系列完整的標(biāo)本、化石樣品等,由國家實(shí)物地質(zhì)資料館作為實(shí)物檔案永久性收藏,具有深遠(yuǎn)的意義。

1)統(tǒng)一部署，避免破壞。由國家實(shí)物地質(zhì)資料館統(tǒng)一部署，在充分考慮到不破壞剖面的前提下，盡可能采全、采好所需的樣品，所取得的樣品可以提供需要研究的科學(xué)家進(jìn)行研究，從而避免了個(gè)人亂采、亂挖對(duì)剖面的破壞。

2)保證樣品的完整性、連續(xù)性。避免了不同人由于采樣位置不同，可能導(dǎo)致的研究結(jié)果的多樣性。

3)統(tǒng)一展示，擴(kuò)大影響?！敖疳斪印逼拭媸俏覈屯鈬茖W(xué)家共同努力取得的成果，對(duì)其進(jìn)行集成、宣傳是必要的。通過本次采集，將所有與金釘子剖面有關(guān)的實(shí)物資料進(jìn)行整理、集成，將其置于具有現(xiàn)代化保護(hù)設(shè)施的實(shí)物標(biāo)本庫中，可以讓更多的人從室內(nèi)就能了解“金釘子”剖面，不僅有利于“金釘子”剖面實(shí)物資料永久保存、展示、宣傳，也有助于鞏固并加強(qiáng)我國在地層古生物領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)先地位，還能體現(xiàn)“金釘子”剖面的全球地層標(biāo)準(zhǔn)的地位。

4)助推研究，意義深遠(yuǎn)。作為全球地層界線的唯一標(biāo)準(zhǔn)，“金釘子”的確立內(nèi)涵豐富，意義重大，通過對(duì)“金釘子”剖面有關(guān)的實(shí)物資料進(jìn)行系統(tǒng)的采集、集成和永久性館藏，全面保存“金釘子”剖面的各類具代表性的實(shí)物材料和標(biāo)本，對(duì)保全“金釘子”數(shù)據(jù)材料、詮釋“金釘子”科學(xué)內(nèi)涵、助推后續(xù)研究都具有重要意義。同時(shí)，便于同期地層剖面與之進(jìn)行對(duì)比以強(qiáng)化其作為全球地層對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)的地位，并可以為地質(zhì)科學(xué)教學(xué)和科普工作起到立典和示范作用，使這一重大成果能更廣范地運(yùn)用到科研、生產(chǎn)和教學(xué)中。

2 采集的技術(shù)要求

“金釘子”采集是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的地質(zhì)工作，不但采集地點(diǎn)嚴(yán)格，采集標(biāo)本齊全，還要進(jìn)行野外專業(yè)的地質(zhì)工作和室內(nèi)分析鑒定?！敖疳斪印辈杉饕枰性凇敖疳斪印鄙暾堖^程中做過多年深入研究工作的業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場采集。實(shí)物中心專家配合做好野外采集手續(xù)的辦理、專家論證、現(xiàn)場整理與搬運(yùn)等輔助性工作。主要技術(shù)要求如下。

1)系統(tǒng)采集標(biāo)本。剖面上的每一分層，都應(yīng)采集標(biāo)本。標(biāo)本類型包括：巖石標(biāo)本，化石標(biāo)本等。

2)標(biāo)本鑒定。巖石標(biāo)本需要巖礦鑒定；化石標(biāo)本需要種屬、年代等方面鑒定，一些微體化石的鑒定還需特殊的技術(shù)處置。所有的鑒定都要出具權(quán)威性鑒定報(bào)告。

3)相關(guān)資料的收集整理。“金釘子”是經(jīng)多年工作、精細(xì)研究申報(bào)批準(zhǔn)的，已經(jīng)產(chǎn)生大量的高水平研究成果，在獲取實(shí)物的同時(shí)，應(yīng)同時(shí)收集整理相關(guān)文獻(xiàn)資料和原本檔案資料。

4)采集“金釘子”實(shí)體柱狀剖面。即全部或部分連續(xù)性的，特別是界線點(diǎn)兩側(cè)必須野外采集實(shí)體柱狀剖面，采用切割或刻槽方式，整體獲取地質(zhì)體實(shí)物實(shí)體。特殊情況下采取鉆探方法。

5)包裝運(yùn)輸。對(duì)于獲取的標(biāo)本、薄片和實(shí)體柱狀，要采用適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行包裝，力求防震、防壓、防碎。在運(yùn)輸方式上，宜采取專車運(yùn)輸。

3 采集入庫

每一枚“金釘子”的確立，對(duì)地學(xué)各學(xué)科都具有非同一般的重要意義，是科學(xué)界引以為榮的成果，是一個(gè)國家地學(xué)綜合實(shí)力和水平的標(biāo)志，代表了一個(gè)國家的榮譽(yù)。我國獲取的10枚“金釘子”，標(biāo)志著我國地層學(xué)研究在國際地學(xué)領(lǐng)域占有重要的地位，是我國地質(zhì)工作者數(shù)十年科研成果的積累(表1)。然而，作為成果之一的標(biāo)本等實(shí)物地質(zhì)資料卻無系統(tǒng)地歸檔與保存，多數(shù)標(biāo)本、薄片、化石等分散于研究者個(gè)人手中，面臨損毀遺失的危險(xiǎn)。

表1 10個(gè)“金釘子”剖面

注：據(jù)文獻(xiàn)[4]，截至2013年底。

為了搶救性采集收藏我國10枚“金釘子”，由國家實(shí)物地質(zhì)資料館作為實(shí)物檔案永久性的收藏，在大調(diào)查項(xiàng)目支持下，從2009年開始，國家實(shí)物地質(zhì)資料館開始了“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料專項(xiàng)采集實(shí)驗(yàn)研究工作，首先完成了浙江長興煤山全球二疊系-三疊系界線金釘子剖面和吳家坪階-長興階2枚金釘子剖面實(shí)物地質(zhì)資料采集與相關(guān)資料整合集成。

2011～2015年國家實(shí)物地質(zhì)資料館通過承擔(dān)由中國地質(zhì)調(diào)查局下達(dá)的《國家級(jí)巖芯標(biāo)本采集及數(shù)字化》項(xiàng)目，先后委托中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心、貴州省地質(zhì)調(diào)查院、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陸續(xù)完成大坪階、赫南特階、維憲階、古丈階、江山階、排碧階、達(dá)瑞威爾階、吳家坪階8個(gè)“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料采集工作，自此，我國10枚“金釘子”剖面實(shí)物地質(zhì)資料全部進(jìn)入國家實(shí)物地質(zhì)資料館。

3.1奧陶系達(dá)瑞威爾階“金釘子”

奧陶系達(dá)瑞威爾階“金釘子”是在1997年由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所確立。國際地層委員會(huì)、國際地科聯(lián)先后通過以筆石作為瑞威爾階的底界界線，其位于浙江省常山縣鉗口鎮(zhèn)的黃泥塘，是全球奧陶系7條界線中的第一枚“金釘子”。

3.2三疊系印度階“金釘子”

三疊系印度階“金釘子”是由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)在2001年確立，位于浙江湖州長興縣煤山鎮(zhèn)附近的煤山，地層界線為三疊系印度階和二疊系長興階。這條界線是印度階、下三疊統(tǒng)、三疊系和中生界的共同底界，被認(rèn)為是地質(zhì)歷史上三個(gè)最大斷代“金釘子”之一。它是中國確立的10枚“金釘子”中唯一同時(shí)定義界、系、統(tǒng)、階四個(gè)不同級(jí)別單位的年代地層。

3.3二疊系長興階“金釘子”

二疊系長興階“金釘子”是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2005年確立。剖面位于浙江省長興縣煤山鎮(zhèn)附近的煤山，地層界線為長興階和吳家坪階。

3.4寒武系排碧階“金釘子”

寒武系排碧階“金釘子”是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2003年確立。該剖面位于湖南省花垣縣排碧鎮(zhèn)，被國際地層委員會(huì)批準(zhǔn)為全球地層年表寒武系的首枚金釘子，也是首枚寒武系內(nèi)所確定的金釘子，定義了芙蓉統(tǒng)和排碧階兩個(gè)不同級(jí)別單位的共同底界。

3.5二疊系吳家坪階“金釘子”

二疊系吳家坪階“金釘子”是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2004年確立。剖面位于廣西省來賓縣紅水河中的蓬萊灘，地層界線為吳家坪階和卡皮敦階。它同時(shí)定義樂平統(tǒng)和瓜德魯普統(tǒng)的界線。

3.6奧陶系赫南特階“金釘子”

奧陶系赫南特階“金釘子”是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2006年確立。剖面位于湖北省宜昌市王家灣村附近。地層界線為赫南特階和凱迪階。

3.7寒武系系古丈階“金釘子”

寒武系系古丈階“金釘子”是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2008年確立。剖面位于湖南省古丈縣羅依溪鎮(zhèn)西水河。地層界線為古丈階和鼓山階。

3.8奧陶系黃花場大坪階“金釘子”

奧陶系黃花場大坪階“金釘子”是由國土資源部宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在2008年?duì)款^取得的。剖面位于湖北省宜于市夷陵區(qū)黃花鄉(xiāng)附近，這枚金釘子是奧陶系最后一枚，標(biāo)志著全球奧陶系年代系統(tǒng)的最終建立。這是中國第7枚、宜昌第2枚金釘子，距今約4.72億年。

3.9石炭系維憲階“金釘子”

石炭系維憲階“金釘子”是由中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所在2008年確立。剖面位于廣西柳州市北投鄉(xiāng)碰沖村，地層界線為大坪階和弗洛階。

3.10寒武系江山階“金釘子”剖面

寒武系江山階“金釘子”剖面是由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在2011年確立。剖面位于浙江江山縣碓邊村，地層界線為江山階和排碧階。

4 采集成果

截至目前，國家實(shí)物地質(zhì)資料館共采集入庫10枚“金釘子”共780余份標(biāo)本、16套柱狀樣和1個(gè)長約50 m采自常山黃泥塘“金釘子”巖芯樣，還入庫了大量的化石樣品和巖石、化石薄片，如筆石樣品、幾丁蟲樣品、腕足類樣品、有孔蟲薄片等。

1)以切槽、鉆孔、澆筑這三種方法完成了8個(gè)“金釘子”剖面的巖石地層采集工作，確保了每條剖面的巖石地層連續(xù)性。

2)共采集腕足化石145件、三葉蟲化石165件、頭足化石10、筆石化石210件、牙形石140件、幾丁蟲80件、有孔蟲薄片140片、疑源類化石60件，為10個(gè)“金釘子”建立了完整的生物地層序列。

3)共收集生物地層對(duì)比表4張，年代地層對(duì)比表3張，化石分布與分帶圖1張，為10個(gè)“金釘子”點(diǎn)位的全球?qū)Ρ忍峁┮罁?jù)。

4)共收集各類柱狀圖、剖面圖10幅，碳氧同位素曲線1條，為“金釘子”剖面的沉積相和層序地層、事件地層提供資料。

5)針對(duì)每個(gè)“金釘子”收集相應(yīng)的文獻(xiàn)資料，編寫相應(yīng)的采集報(bào)告，對(duì)每個(gè)“金釘子”做系統(tǒng)總結(jié)。

[1] 科普園地. 地質(zhì)學(xué)上的“金釘子”[J]. 山東國土資源，2008，24(9)：67.

[2] 彭善池. 全球標(biāo)準(zhǔn)層型剖面和點(diǎn)位(“金釘子”)和中國的“金釘子”研究[J]. 地學(xué)前緣，2014，21(2): 8-26.

[3] 陳平富. 地球年齡-“金釘子”的故事-蓬萊灘尋夢[J]. 化石，2013(3)：74-81.

[4] 彭善池. 艱難的歷程、卓越的貢獻(xiàn)：回顧我國的年代地層研究[M].杭州：浙江大學(xué)出版社，2014.

SignificanceofcollectinggeologicalcoresandsamplesfromChina’s“GoldenSpikes”sections

HAN Jian1,2,3, ZHANG Chenguang1,3, CHEN Yang1, LI Qiuling1

(1.The Cores and Samples Center, China Geological Survey，Sanhe065201, China;2.Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100081, China；3.China University of Geosciences (Beijing),Beijing100083,China)

As the only criterion of the global stratigraphic boundary, the establishment of the “Golden Spikes” is of great significance. The systemic collection, integration, and permanent storage of the representative geological cores and samples related to the “Golden Spikes” sections, are very important for preserving the data of the “Golden Spikes”, interpreting the scientific connotation of the “Golden Spikes”, as well as boosting the related follow-up research. Meanwhile, the comprehensive storage of the geological cores and samples can make it easy to do comparisons of the stratigraphic profiles in the same period to strengthen the position of the “Golden Spikes” as a global stratigraphic correlation standard. The geological cores and samples from the “Golden Spikes” sections can also play a model and exemplary role in geosciences teaching and science popularization, which can also be applied to scientific research, production and teaching.

the Golden Spikes; geological cores and samples; global stratigraphic correlation; standard stratotype section

2017-07-06責(zé)任編輯：趙奎濤

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)專項(xiàng)“全國實(shí)物地質(zhì)資料匯聚整理與服務(wù)”資助(編號(hào)：121201013000161403)

韓健(1983-)，男，漢族，山東濟(jì)南人，博士研究生，主要研究方向是實(shí)物地質(zhì)資料管理研究和第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)，E-mail:812857173@qq.com。

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：1004-4051(2017)09-0169-04