貴州安順地區(qū)P-T之交巖性特征及其牙形刺

方 靜, 韋燕利, 關(guān) 鍵

(1.湖北省城市地質(zhì)工程院,湖北 武漢 430074; 2.陜西地礦漢中地質(zhì)大隊(duì) 實(shí)驗(yàn)室,陜西 漢中 723007;3.陜西地礦漢中地質(zhì)大隊(duì) 地勘院,陜西 漢中 723007)

二疊紀(jì)代表地球歷史上的一個(gè)特殊階段,此時(shí)全球各大陸聯(lián)成一體,形成貫通兩極的超大陸,經(jīng)歷了顯生宙最廣泛的冰川活動(dòng)和干熱的氣候、海平面下降幅度最大的海退、規(guī)模最壯闊的玄武巖噴溢活動(dòng)，以及導(dǎo)致90%海洋生物的消亡而對(duì)生物演化影響最深遠(yuǎn)的大絕滅。

中國(guó)地質(zhì)工作者在浙江長(zhǎng)興煤山發(fā)現(xiàn)的“牙形刺化石”作為劃分古生界和中生界的標(biāo)準(zhǔn)化石,以此確定古生界和中生界的分界線[1]。牙形刺作為高精度生物地層對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)化石,廣泛應(yīng)用于生物地層界線的標(biāo)定。國(guó)際上,二疊紀(jì)年代地層的劃分均是以牙形刺為標(biāo)準(zhǔn)建立的。二疊紀(jì)牙形刺長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為是古地理分區(qū)不明顯的化石。隨著近年來(lái)研究的深入、分類的完善和資料的積累,牙形刺的古地理分區(qū)已日趨明朗。通過(guò)盡可能地全面收集前人的資料,結(jié)合更為仔細(xì)的分類研究,一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)二疊紀(jì)牙形刺可明顯地分為北方?jīng)鏊畢^(qū)、環(huán)赤道溫區(qū)和南方岡瓦納涼水區(qū)三個(gè)大區(qū)。

中國(guó)南方二疊紀(jì)地層廣泛分布,為研究二疊紀(jì)生物地層提供了良好的條件。在晚二疊世古地理上,貴州安順轎子山剖面以深水盆地邊緣相為主,發(fā)育一套硅質(zhì)泥巖及泥巖[2-3],通過(guò)對(duì)硅質(zhì)泥巖中生物的分析研究,可以推斷當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境,進(jìn)一步驗(yàn)證環(huán)境變化對(duì)生物特征的影響。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)選取的轎子山剖面位于貴州中南部,在晚二疊世古地理上屬于深水盆地相邊緣,代表著深水相沉積環(huán)境。

安順地區(qū)上二疊統(tǒng)地層分區(qū)隸屬黔南區(qū)的三岔河區(qū),安順—大隆分區(qū);三疊系屬于揚(yáng)子區(qū)的黔中分區(qū)。在晚二疊世初期,地殼普遍上隆接受剝蝕,形成二疊系上、中統(tǒng)之間的不整合面。隨后,發(fā)生大規(guī)模的大陸溢流拉斑玄武巖。它以玄武質(zhì)熔巖為主,并常伴有超淺成玄武質(zhì)次火山巖,在轎子山東北及三岔河局部產(chǎn)出玄武巖。大部分地區(qū)在吳家坪期普遍接受海陸交互相含煤碎屑巖沉積。長(zhǎng)興期則出現(xiàn)深水相硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖與深水碳酸鹽巖并存的狀況,局部地區(qū)還有陸源碎屑和濁流沉積。長(zhǎng)興晚期的硅質(zhì)巖相(大隆相),反映紫云、安順之間可能存在的同源斷裂,使得安順一帶下降為臺(tái)盆。安順晴隆之間亦可能有同源斷裂,但坡降較緩。二者共同的效應(yīng)造成安順轎子山地區(qū)局限盆地的格局,成為沉積中心[4-6]。

1.2 區(qū)域地層

研究區(qū)為轎子山剖面,出露地層主要為二疊系和三疊系,分布廣泛且發(fā)育完整。

1.2.1 二疊系(P)

貴州二疊系分布廣泛,發(fā)育完整,沉積類型多樣,歷來(lái)是中國(guó)地層古生物研究的重要地區(qū)之一。本系中二疊統(tǒng)主要為碳酸鹽巖,巖相及生物相呈現(xiàn)近東西向分布;上二疊統(tǒng)則主要為碎屑巖和灰?guī)r,相帶分布呈近南北向,兩統(tǒng)地層區(qū)劃的差異甚大。

1.2.2 三疊系(T)

貴州三疊系分布廣泛,發(fā)育良好,化石豐富,以海相沉積為主,既有臺(tái)地相淺水碳酸鹽巖地層,又有深水廣海盆地陸源碎屑巖。貴州三疊系分屬揚(yáng)子和右江兩個(gè)地層區(qū)。揚(yáng)子區(qū)主要為淺水碳酸鹽巖,底棲型生物豐富,沉積厚度大,總厚5 600 m以上;按沉積環(huán)境和巖石組合的差異,分為黔西—黔北和黔中兩個(gè)分區(qū)。右江區(qū)主要是深水陸源碎屑濁積巖和鈣屑重力流沉積,生物以特提斯型菊石和浮游型雙殼類為主,黔西南的微細(xì)型金礦主要產(chǎn)于本區(qū);厚4 000 m左右。研究區(qū)屬于黔中分區(qū)。

2 轎子山剖面地層巖性及其生物特征

2.1 轎子山剖面地層描述

轎子山剖面位于貴州省安順市北約20 km處,研究剖面所在地為安順市普定縣新民村。本區(qū)出露的是晚二疊統(tǒng)和早三疊統(tǒng)地層,分布廣泛且發(fā)育完整,其地層自下而上依次是大隆組和羅樓組,大隆組是由層狀炭質(zhì)和硅質(zhì)巖中薄層泥?；?guī)r夾有粘土層組成,并且硅質(zhì)巖中存在大量化石,包括牙形刺、放射蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)、介形蟲(chóng)、腕足、雙殼、菊石及藻類等。保存較完整;羅樓組以泥巖為主。

研究剖面地層出露完整,產(chǎn)狀近乎水平狀,且比較連續(xù),層與層之間的界線明顯,可以看到完整的二疊系—三疊系界線露頭(見(jiàn)圖1)。

圖1 轎子山剖面二疊系—三疊系地層露頭Fig.1 Permian-Triassic strata outcrop of Jiaozishan profile

轎子山剖面地層具體描述如下:

三疊系羅樓組(T1l)

JZS 6-6 灰黑色泥巖,底部為約 1cm黑色頁(yè)巖,具水平層理。

未見(jiàn)頂

JZS 6-5 灰綠色泥巖。

0.06 m

JZS 6-4 灰黑色泥巖,頂部為0.8 cm的褐色黏土層。

0.15 m

JZS 6-3 底部為約0.5 cm褐色粘土層,往上為褐色粉砂巖,頂部亦有約0.5 cm的褐色粘土層。產(chǎn)雙殼。

0.10 m

JZS 6-2 褐黃色粘土巖。

0.15 m

JZS 6-1 黃綠色薄層狀含泥質(zhì)粉砂巖,夾灰白色頁(yè)巖,風(fēng)化后呈黃褐色,具水平層理,含黃鐵礦和磷鐵礦的球粒。

0.19 m

JZS 5-6 淺灰綠色粘土巖,底部有一層0.1 cm的黑色有機(jī)質(zhì)。

0.02 m

JZS 5-5-2 底部為黃綠色厚層狀泥巖,向上過(guò)渡為灰綠色泥巖,上部為黃綠色粉砂質(zhì)泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。綠灰色鈣質(zhì)泥巖,具水平紋理。

0.08 m

JZS 5-5-1 綠灰色鈣質(zhì)泥巖。

0.16 m

JZS 5-4 淺灰綠色粘土巖。

0.09 m

JZS 5-3-4 黑色炭質(zhì)泥巖,污手。

0.01 m

JZS 5-3-3 深灰色硅質(zhì)泥巖,具水平紋理,產(chǎn)牙形石。

0.03 m

JZS 5-3-2 深灰色硅質(zhì)泥巖,具水平紋理,含菊石化石。

0.07 m

JZS 5-3-1 深灰色硅質(zhì)泥巖,具水平紋理,產(chǎn)牙形石。

0.08 m

JZS 5-2 淺灰綠色凝灰?guī)r(粘土巖)。

0.05 m

JZS 5-1-3 深灰—黑灰色硅質(zhì)泥巖,含牙形石。

0.06 m

JZS 5-1-2 黑色炭質(zhì)泥巖,產(chǎn)牙形石。

0.02 m

JZS 5-1-1 淺綠灰色凝灰?guī)r(粘土巖)。

0.02 m

整合接觸

二疊系大隆組(P3d)

JZS 4-11 下部為灰黑色硅質(zhì)粉砂巖,底層為兩個(gè)極薄灰白色粘土所夾,往上為灰黑色中厚層鈣質(zhì)泥巖。

0.35 m

JZS 4-10-4 深灰—黑灰色硅質(zhì)泥巖,頂?shù)撞烤鶠?.5 cm厚的灰黑色粘土。

0.03 m

JZS 4-10-3 深灰—黑灰色硅質(zhì)泥巖,中間含有菊石化石。

0.06 m

JZS 4-10-2 深灰色—綠灰色凝灰?guī)r,凝灰質(zhì)砂狀結(jié)構(gòu)。

0.04 m

JZS 4-10-1 淺綠灰色凝灰?guī)r(粘土巖)。

0.05 m

JZS 4-9-4 深灰色硅質(zhì)泥巖。

0.05 m

JZS 4-9-3 淺灰色粘土巖。

0.01 m

JZS 4-9-2 黑灰色泥巖含硅質(zhì)結(jié)核,具有腕足化石。

0.05 m

JZS 4-9-1 底部為粘土巖,向上逐漸變?yōu)樯罨疑斜訝罟栀|(zhì)泥巖。

0.05 m

JZS 4-8 主要為硅質(zhì)泥巖夾玻屑凝灰?guī)r,底部為黑色頁(yè)巖夾1 cm厚的黃綠色玻屑凝灰?guī)r,往上為灰黑色薄層狀硅質(zhì)泥巖,往上為黃綠色玻屑凝灰?guī)r,再往上為灰綠色、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖,至頂部漸變?yōu)榛液谏栀|(zhì)泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)、牙形石。

0.25 m

JZS 4-7 下部為灰黑色中—薄層狀硅質(zhì)泥巖夾灰?guī)r透鏡體,頂部硅質(zhì)泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.23 m

JZS 4-6 灰黑色薄層狀硅質(zhì)灰?guī)r與硅質(zhì)泥巖互層。富含生物化石,底部為一泥巖薄層,頂部泥質(zhì)含量變高,逐漸為黃色泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.15 m

JZS 4-5 灰黑色中層狀硅質(zhì)灰?guī)r,具水平層理。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.10 m

JZS 4-4 灰黑色硅質(zhì)灰?guī)r,具水平層理。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.06 m

JZS 4-3 底部灰色中層狀硅質(zhì)灰?guī)r,上部灰色硅質(zhì)泥巖,由下至上硅質(zhì)含量增加。產(chǎn)牙形石。

0.28 m

JZS 4-2 灰黑色、灰色中層狀硅質(zhì)泥巖,中夾2 cm灰黑色頁(yè)巖薄層,頂部為1 cm灰色頁(yè)巖;該小層由兩個(gè)硅質(zhì)泥巖、頁(yè)巖序列組成,含水平層理。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.24 m

JZS 4-1 黃綠色玻屑凝灰?guī)r夾綠豆巖層,底部為黃綠色頁(yè)巖,具水平層理,向上過(guò)渡為黃綠色頁(yè)巖、灰黑色頁(yè)巖,頂部灰黑色頁(yè)巖中含生物碎屑。產(chǎn)含雙殼、菊石、三葉蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)。

0.30 m

JZS 3-4 灰黑色中厚層硅質(zhì)泥巖或硅質(zhì)灰?guī)r夾灰黑色、灰綠色頁(yè)巖,富含生物碎屑,底部為一黃綠色、灰綠色頁(yè)巖薄層。產(chǎn)雙殼、菊石。

0.72 m

JZS 3-3 灰黑色中厚層硅質(zhì)灰?guī)r,含大量生物碎屑,底部硅質(zhì)泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)、牙形石。

0.73 m

JZS 3-2 灰黑色薄層狀硅質(zhì)泥巖,頂部為黃色泥巖薄層。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.08 m

JZS 3-1 底部為8 cm黃綠色中?！?xì)粒凝灰?guī)r,向上變?yōu)?0 cm黑色頁(yè)巖,頁(yè)巖中夾1 cm黃色粘土巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.18 m

JZS 2-13 灰黑色中薄層泥灰?guī)r。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.19 m

JZS 2-12 灰黑色薄層泥灰?guī)r夾泥巖。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.32 m

JZS 2-11 灰黑色中薄層硅質(zhì)泥巖,向上變?yōu)?0 cm厚灰黑色鈣質(zhì)泥巖,頂部為一薄層泥巖。含菊石、牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.23 m

JZS 2-10 巖性與2-9相同,底為灰黑色、灰綠色頁(yè)巖,含生物碎屑、菱鐵礦,向上變?yōu)槟鄮r,泥巖厚7 cm,上部為灰黑色中厚層泥灰?guī)r,風(fēng)化后為褐色。產(chǎn)有孔蟲(chóng)、牙形石。

0.25 m

JZS 2-9 底部為灰黑色中薄層硅質(zhì)(鈣質(zhì))泥巖,向上變?yōu)橹泻駥踊疑⒒液谏嗷規(guī)r,底部鈣質(zhì)泥巖厚20 cm,上部泥灰?guī)r厚23 cm。產(chǎn)牙形石。

0.53 m

JZS 2-8 底部為深黑色頁(yè)巖、黃綠色頁(yè)巖,往上漸變?yōu)榛液谏鄮r。發(fā)育水平層理,含生物碎屑。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.21 m

JZS 2-7 灰黑色中層狀硅質(zhì)泥巖,向上變?yōu)殁}質(zhì)泥巖夾灰?guī)r透鏡體。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.28 m

JZS 2-6 由兩個(gè)泥巖—鈣質(zhì)泥巖旋回組成,下旋回厚11 cm,上旋回厚6 cm。旋回的上部為灰黑色鈣質(zhì)泥巖石,下部為黃綠色、灰綠色鈣質(zhì)頁(yè)巖。見(jiàn)三葉蟲(chóng),產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.17 m

JZS 2-5 底部黃綠色薄層狀頁(yè)巖,往上漸變?yōu)榛液谏⒕G黑色中層狀鈣質(zhì)泥巖,含生物碎屑。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.30 m

JZS 2-4 灰黑色中薄層硅質(zhì)泥巖與黃綠色鈣質(zhì)泥巖,底部為黃色粘土薄層,距離3 cm處有一層1 cm厚的黑色頁(yè)巖。產(chǎn)菊石、有孔蟲(chóng)。

0.43 m

JZS 2-3 綠黑色薄層硅質(zhì)泥巖,中夾頁(yè)巖薄層。產(chǎn)菊石、雙殼、有孔蟲(chóng)。

0.25 m

JZS 2-2 灰綠色、灰黑色硅質(zhì)泥巖。產(chǎn)有孔蟲(chóng)。

0.12 m

JZS 2-1 灰綠色中薄層鈣質(zhì)泥巖,底部為泥巖。產(chǎn)牙形石、有孔蟲(chóng)。

0.13 m

JZS 1-9 底部為灰綠色、黃綠色玻屑凝灰?guī)r,向上漸變?yōu)辄S綠色、綠色泥巖—黑色頁(yè)巖,凝灰?guī)r中底部粒度較粗,向上變細(xì)。

0.12 m

JZS 1-8 有兩個(gè)灰綠色硅質(zhì)泥巖向下漸變?yōu)榛液谏?、灰綠色泥巖的旋回組成?；揖G色泥巖中含豐富的生物碎屑。產(chǎn)菊石、有孔蟲(chóng)。

0.12 m

JZS 1-7 灰綠色中—薄層狀硅質(zhì)泥巖,頂部夾灰?guī)r透鏡體。

0.48 m

JZS 1-6 灰綠色—灰黑色中薄層含鈣質(zhì)泥巖,中夾一層灰?guī)r透鏡體。產(chǎn)牙形石。

0.42 m

JZS 1-5 灰黑色—灰綠色中薄—薄層泥巖,富含遺跡生物碎屑,發(fā)育水平層理,含黃鐵礦結(jié)核,夾灰黑色灰?guī)r透鏡體,透鏡體含黃鐵礦顏色變化:底部灰黑色,向上漸變?yōu)榛揖G色。

0.53 cm

JZS 1-4 黃色—灰綠色頁(yè)巖。

0.09 m

JZS 1-3 灰綠色—灰黑色中—薄層含鈣質(zhì)泥灰?guī)r,水平層理,含黃鐵礦顆粒,含生物碎屑,含灰?guī)r透鏡體;產(chǎn)牙形石。

0.44 m

JZS 1-2 灰黑色中—薄層鈣質(zhì)泥巖夾深灰色泥灰?guī)r透鏡體。

0.30 m

JZS 1-1 灰黑色中—厚層狀鈣質(zhì)泥巖,發(fā)育水平層理,富含化石。

0.23 m

2.2 轎子山剖面的巖性特征

轎子山剖面巖性多樣(圖2、圖3),有炭質(zhì)泥巖、硅質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥巖、頁(yè)巖、玻屑凝灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和粘土,主要以硅質(zhì)巖為主。

貴州轎子山剖面形成了一套層狀硅質(zhì)巖,展布廣、層位穩(wěn)定、厚度較大,主要為深灰色、綠黑色、灰黑色薄層—中厚層,致密堅(jiān)硬。目前還沒(méi)有對(duì)該套硅質(zhì)巖進(jìn)行深入研究,只有對(duì)該套硅質(zhì)巖的大致描述。通過(guò)野外系統(tǒng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)硅質(zhì)巖具有穩(wěn)定的沉積序列,主要有兩種形態(tài):一種是以隧石團(tuán)塊或結(jié)核的形式出露,灰綠色、綠黑色厚度不一;另一種為層狀硅質(zhì)巖,呈層狀,暗色,單層厚幾—幾十厘米不等。硅質(zhì)巖主要發(fā)育于大隆組中上部,與頁(yè)巖和薄層灰?guī)r互層。

2.3 轎子山剖面硅質(zhì)巖生物特征

生物硬體經(jīng)波浪、潮汐作用破碎、搬運(yùn)、磨蝕之后再沉積下來(lái)的顆粒狀物質(zhì)稱生物碎屑,通常不能完整地保留生物化石的形態(tài),但根據(jù)其顯微結(jié)構(gòu)特征,可鑒別出大的門類。

生物碎屑在轎子山剖面廣泛分布,大部分巖層中均有產(chǎn)出,生物碎屑種類包括類、有孔蟲(chóng)、藻類、腕足類、腹足類、棘皮類、珊瑚、菊石、牙形刺等,均為正常海相底棲生物,植物化石含量較高。由于硅化比較嚴(yán)重,很多生物化石缺失了生物構(gòu)造,較難判斷。

圖2 轎子山剖面巖性特征Fig.2 Lithologic characteristics of the Jiaozishan profilea.JZS2層灰黑色薄層泥灰?guī)r夾泥巖;b.JZS3-3層灰黑色中厚層硅質(zhì)灰?guī)r;c.JZS5-1底部黃綠色薄層粘土巖,向上漸變?yōu)楹谏?yè)巖,頂部為鈣質(zhì)泥巖;JZS5-2灰綠色蒙脫石粘土巖;JZS5-3灰黑色鈣質(zhì)泥灰?guī)r漸變頁(yè)巖;d.JZS6-6灰黑色泥巖,底部為黑色頁(yè)巖;JZS6-5灰綠色泥巖;JZS6-4灰黑色泥巖,頂部為褐色粘土巖;JZS6-3底部褐色粘土巖,往上為褐色粉砂巖,頂部有褐色粘土層。

圖3 轎子山剖面巖石鏡下特征Fig.3 Characteristics under the rock mirror of Jiaozishan profilea.JZS2-7硅質(zhì)泥巖;b.JZS2-9-1鈣質(zhì)泥巖;c.JZS2-11硅質(zhì)泥巖;d.JZS3-3-2硅質(zhì)灰?guī)r;e.JZS5-3-3微—細(xì)晶硅質(zhì)泥巖;f.JZS6-1粉砂質(zhì)泥巖。

3 轎子山剖面P-T之交牙形刺的分帶

3.1 轎子山剖面牙形刺分帶

在轎子山研究剖面中,共獲取了45個(gè)牙形刺個(gè)體標(biāo)本,鑒定出了2 個(gè)屬(Clarkina屬和Hindeodus屬)13 個(gè)種。根據(jù)所發(fā)現(xiàn)牙形刺的描述特征及牙形刺分子在剖面地層中的分布,確認(rèn)了5個(gè)可與鄰區(qū)對(duì)比的牙形刺帶,自下而上可分為:Clarkinazhangi帶、Clarkinayini帶、Clarkinameishanensis帶、Clarkinataylorae帶和Hindeodus.parvus帶。由下而上描述如下:

(1)Clarkinazhangi帶。以Clarkinazhangi的首現(xiàn)層為底界面和以C.yini的首現(xiàn)為頂界所限定的生物地層單元標(biāo)定為Clarkinazhangi帶。它上覆于C.parasubcarinata帶,下伏于C.yini帶。在現(xiàn)今剖面由JZS1-3層開(kāi)始,延續(xù)至JZS3-3層底。除首現(xiàn)種Clarkinazhangi之外,本牙形刺帶還產(chǎn)C.changxingensis,C.tulongensis,C.postwangi,C.parasubcarinata。

(2)Clarkinayini帶。以C.yini的首現(xiàn)層為底界面和以C.meishanensis的首現(xiàn)為頂界所限定的生物地層單元標(biāo)定為C.yini帶。在現(xiàn)今剖面推測(cè)為JZS3-3層底界—JZS4-3層底界的地層單元。此帶內(nèi)只產(chǎn)豐度較低的C.yini,C.changxingensis和C.tulongensis。

(3)Clarkinameishanensis帶。以C.meishanensis的首現(xiàn)層為底界面和以C.taylorae的首現(xiàn)為頂界所限定的生物地層單元標(biāo)定為C.meishanensis帶。 在現(xiàn)今JZS4-3層底—JZS5-1層底部。在本帶內(nèi)產(chǎn)有C.meishanensis之外,還有C.yini和C.changxingensis。

(4)Clarkinataylorae帶。以Clarkinataylorae的首現(xiàn)層為底界面和以Hindeodusparvus的首現(xiàn)為頂界所限定的生物地層單元標(biāo)定為Clarkinataylorae帶。分布在該剖面的JZS5-1層—JZS5-3層頂部,此帶牙形刺豐度分異度均較高,有C.parasubcarinata,C.changxingensis,C.yini,Clarkinazhangi,C.tulongensis,Clarkinazhejiangensis,C.meishanensis,Hindeoduseurypyge和Hindeoduschangxingensis。

(5)H.parvus帶。以Hindeodusparvus首現(xiàn)層為底界,而向上未發(fā)現(xiàn)牙形刺,根據(jù)粘土層的位置,暫將其頂界劃定在JZS5-3-4層頂。分布在該剖面的JZS5-3-3層—JZS5-3-4層頂部。該帶還含有牙形刺Hindeoduseurypyge和Hindeoduslatidentatus。

3.2 轎子山剖面牙形刺系統(tǒng)描述

所有化石的處理在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室微體古生物分析室完成,所有化石標(biāo)本保存在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。牙形刺描述主要參考Nicoll,Kozur,紀(jì)占勝,江海水,陳軍,梅仕龍,田樹(shù)剛等已發(fā)表的部分文獻(xiàn)[7-11]。

牙形刺的形態(tài)變化多樣,一般分為單錐形、復(fù)合型和平臺(tái)型。晚二疊世牙形刺大部分屬于平臺(tái)型分子。一般認(rèn)為平臺(tái)型牙形刺由復(fù)合型演化而來(lái),大部分有較寬平的齒臺(tái)和片狀的前齒片。齒臺(tái)上有齒脊、肋脊、橫脊、近脊溝、瘤齒、齒垣、吻脊等構(gòu)造;反口面有基腔和龍脊。種的鑒定一般以口面的齒臺(tái)特征為主。

本文所描述的牙形刺是Clarkina屬和Hindeodus屬,共13個(gè)種,均產(chǎn)于轎子山剖面。

3.2.1 Clarkina屬

模式種Gondolellaleveni。

描述:Pa分子,齒臺(tái)前部沒(méi)有橫脊裝飾,絕大多數(shù)有自由齒片,通常有后邊緣,齒臺(tái)最寬處常位于中部,由此向后慢慢收縮,向前收縮通常很突然;反口面龍脊呈“V”字形凹,龍脊后端位于反口面后端,基腔位置靠近龍脊后端,前齒片特別高,齒脊上的鋸齒從后端向前通常變大變高,與齒脊融合。

圖4 Clarkina parasubcarinata

描述:Pa分子,齒臺(tái)相對(duì)較寬,末端突然收縮。齒臺(tái)后端不對(duì)稱,齒脊和后傾主齒之間的小齒瘤細(xì)小,其尺寸和高度向后變小,主齒彎曲至齒臺(tái)后端突起(圖4)。

產(chǎn)出層位:JZS1-6層,JZS2-1層,JZS4-8層,JZS5-1-2層和JZS5-3-1層。

鑒定特征:齒臺(tái)較寬較長(zhǎng),呈伸長(zhǎng)的橢圓形,齒臺(tái)末端呈窄圓或尖圓形,前端錐形,具自由齒片;齒脊對(duì)稱或亞對(duì)稱分布,小齒瘤細(xì)小,低融合,其尺寸和高度向后逐漸變小,小而直立或稍向后伸。主齒一般較大,略伸出齒臺(tái)外。近脊溝較明顯,中等深度(圖5)。

產(chǎn)出層位:JZS2-8層,JZS3-3層和JZS5-1-2層。

圖5 Clarkina changxingensis

圖6 Clarkina taylorae

描述:齒臺(tái)略寬平,后端圓形,在中部于齒臺(tái)后部1/2～1/3處間最寬,向前向后緩緩收縮,整個(gè)輪廓一般呈透鏡狀,少數(shù)分子近水滴狀。前齒片較低,中部齒脊由分離的瘤齒組成,且間距較大。后部有一較突出的主齒,不大,但分立于齒脊之外,有狹窄的邊緣包圍。近脊溝較深,齒臺(tái)口面具網(wǎng)格狀紋飾(圖6)。

產(chǎn)出層位:JZS5-1-2層和JZS5-1-2層。

鑒定特征:Pa分子,齒臺(tái)修長(zhǎng),近對(duì)稱,呈水滴型輪廓,最寬處在后部約1/3處,末端寬圓或圓形,齒脊為不對(duì)稱分布,后端偏斜,齒脊上小齒瘤密集分布,時(shí)常相互融合,形成中等—低的融合齒脊,僅淺部小齒較為分離。主齒中等大小,直立,略向后傾斜,與齒脊最后小齒之間有一間隙(圖7)。

產(chǎn)出層位:JZS3-3層,JZS5-1-2層,JZS5-1-3層和JZS5-3-1層。

圖7 Clarkina yini

描述:齒臺(tái)呈中等長(zhǎng)度的橢圓形,齒臺(tái)后端呈寬圓形,最大寬度位于齒臺(tái)中部,向齒臺(tái)前端和后端逐漸變窄,但在齒臺(tái)前端的1/5～1/6處急劇變窄。齒臺(tái)兩側(cè)近平行,不具自由齒片,但前齒片較高,由3、4個(gè)細(xì)齒半融合而成,向后細(xì)齒逐漸變小、變低,齒脊中后部的細(xì)齒分離,主齒顯著,與最后一個(gè)細(xì)齒融合在一起,且與倒數(shù)第二個(gè)細(xì)齒之間有較大的間隔。主齒后端有一明顯的后邊緣。近脊溝較淺但很寬。反口面隆脊低,主齒之下基坑較小,隆脊占整個(gè)反口面的1/3左右(圖8)。

產(chǎn)出層位:JZS5-1-2層。

圖8 Clarkina zhejiangensis

描述:齒臺(tái)中等寬度,后部近方形,較寬,最寬處在后部,向前逐漸收縮,輪廓似楔形。一側(cè)邊緣輕微或劇烈扭曲。齒脊大部融合,在后部分叉,有時(shí)分叉不明顯,但出現(xiàn)次級(jí)齒脊,次級(jí)齒脊有時(shí)僅由一個(gè)細(xì)齒組成。近脊溝較淺,齒臺(tái)口面具網(wǎng)格狀紋飾(圖9)。

產(chǎn)出層位:JZS2-8層,JZS3-3層和JZS5-1-2層。

圖9 Clarkina tulongensis

描述:齒臺(tái)狹長(zhǎng),最寬部在后部,后端圓形,向前逐漸變尖,似矛尖形輪廓。前齒片高,齒脊由分離的鋸齒組成,不高,主齒大,位于末端,高聳直立有時(shí)斜立向后傾斜。近脊溝較深,齒臺(tái)口面具網(wǎng)格狀紋飾。反口面龍脊較窄(圖10)。

產(chǎn)出層位:JZS1-3層,JZS5-1-3層,JZS5-1-2層和JZS5-3-1層。

圖10 Clarkina zhangi

描述:齒臺(tái)梭形,齒脊瘤(小齒)分離、高大、直立,齒脊對(duì)稱或?qū)ΨQ分布。齒脊中部小齒分布相對(duì)精密,向后段小齒略變小并變得更稀疏,向前小齒變高則分布稀疏,自由齒片較長(zhǎng),主齒較小,直立和遠(yuǎn)離齒脊的最后小齒,時(shí)常被邊緣包圍(圖11)。

比較:與C.wangi對(duì)比,以齒臺(tái)梭形和齒脊的小齒分離為特點(diǎn);與C.changxingensis對(duì)比,也以小齒分布稀疏和高大為特點(diǎn)。

產(chǎn)出層位:JZS2-1層和JZS2-10層。

圖11 Clarkina postwangi

描述:Pa分子,齒臺(tái)窄長(zhǎng),兩面凸起對(duì)稱。齒臺(tái)最寬處在后部寬圓處,側(cè)緣近似平行;近脊溝窄而深,自由齒片高,除頂端以外由3～4個(gè)小齒組成;除自由齒片外,齒脊上的小齒在高度和尺寸上向突起的主齒一端逐漸變小,主齒直立稍傾斜,截面圓形,高大,和附近的小齒分離(圖12)。

產(chǎn)出層位:JZS4-3層,JZS5-1-2層和JZS5-3-1層。

圖12 Clarkina meishanensis meishanensis

3.2.2 H.indeodus屬

早三疊世牙形刺以復(fù)合型分子為主。齒片較高,有數(shù)目不定的一列細(xì)齒,細(xì)齒大多數(shù)是不規(guī)則的。主齒往往明顯,較高。齒脊下方基腔明顯,發(fā)育基底齒槽。

模式種Hindeoduscristulus。

圖13 Hindeodus changxingensis

描述:主齒較大,但有時(shí)也僅略大于其后細(xì)齒,其后跟著2～4個(gè)細(xì)齒,細(xì)齒排列緊密,頂端尖圓。齒脊中部由細(xì)齒大部融合而形成一段光滑的齒脊,也被稱為mid-blade,該段光滑齒脊高度上低于前面的細(xì)齒,向后齒脊逐漸降低,開(kāi)始降低處光滑齒脊結(jié)束,而后齒脊由較緊密排列的2～4細(xì)齒構(gòu)成,細(xì)齒頂端尖圓。后緣低,基腔膨大,基腔上方口面光滑(圖13)。

比較:本種與Hindeodusjulfensis形態(tài)相近,其主要不同之處在于后者光滑齒脊結(jié)束處緩緩弧形下降,而前者明顯下降。

產(chǎn)出層位:JZS5-1-2層。

圖14 Hindeodus eurypyge

描述:主齒高大,其后跟有3～10個(gè)細(xì)齒,形成齒脊,高度近一致。細(xì)齒排列緊密,細(xì)齒頂端青年個(gè)體時(shí)為三角形,成熟后為鑿形。齒體后端寬圓,似加厚,后緣高,陡立?；慌虼?基腔上方口面光滑(圖14)。

比較:本種與Hindeodusparvus形態(tài)相近,不同之處在于后端更寬圓,加厚,且生熟個(gè)體的細(xì)齒為鑿形,而后者則尖圓。

產(chǎn)出層位:JZS5-1-2層和JZS5-3-3層。

圖15 Hindeodus parvus

描述:齒體一般短高,長(zhǎng)高比略>1,主齒高大,有時(shí)異常高大,呈直立狀,其后跟著4～8個(gè)細(xì)齒。細(xì)齒頂端尖圓,大小相近,高度近于一致,排列較緊,但可見(jiàn)三角形間隔于其中。后緣高,突然下降,近直立?；慌虼?基腔上方口面光滑(圖15)。

比較:本種與Hindeoduseurypyge形態(tài)相近,不同之處在于后者后端更寬圓,加厚,且生熟個(gè)體的細(xì)齒為鑿形,而本種則尖圓。

產(chǎn)出層位:轎子山剖面羅樓組底部JZS5-3-3層,印度階的早期。

圖16 Hindeodus latidentatus

描述:整個(gè)齒體側(cè)視近三角形,齒體長(zhǎng)高比約3∶2。主齒中等大小,后跟4～6個(gè)細(xì)齒,細(xì)齒頂端尖圓。有兩種形態(tài):一種細(xì)齒之間間隔向后逐漸增大,最后部幾個(gè)細(xì)齒間間隔為U形,齒脊高度向后逐漸降低;另一種細(xì)齒之間間隔先是向后逐漸增大,到最后兩個(gè)細(xì)齒間間隔又變小,呈V形,齒脊到后緣突然斜立或近直立降低。基腔較大,上方口面光滑(圖16)。

比較:本種與Hindeoduspraeparvus的不同點(diǎn)在于后者細(xì)齒間排列緊密,而本種細(xì)齒之間間隔較大。

產(chǎn)出層位:JZS5-3-3層。

4 結(jié)論

本文以貴州轎子山剖面為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)其巖性、生物特征和牙形刺的細(xì)致分析,系統(tǒng)描述了該剖面的地層巖性、生物碎屑和牙形刺分布特征以及結(jié)構(gòu)特征,分析了該剖面的沉積環(huán)境,取得的主要認(rèn)識(shí)和成果總結(jié)如下:

4.1 觀察了研究區(qū)巖性特征及生物碎屑

轎子山剖面巖性多樣,有炭質(zhì)泥巖、硅質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥巖、頁(yè)巖、玻屑凝灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和粘土,主要以硅質(zhì)巖為主。生物碎屑也廣泛分布,大部分巖層中均有產(chǎn)出,如類、有孔蟲(chóng)、藻類、腕足類、腹足類、介形蟲(chóng)、放射蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)、菊石和牙形刺等,均為正常海相底棲生物,植物化石含量也較高。

4.2 鑒定了牙形刺的種屬并對(duì)其進(jìn)行了分帶

本文共鑒定出2個(gè)屬(Clarkina屬和Hindeodus屬),13個(gè)種:C.parasubcarinata,C.zhangi,C.changxingensis,C.postwangi,C.yini,C.meishanensis,C.tulongensis,C.zhejiangensis,C.taylorae,H.eurypyge,H.changxingensis,H.parvus,H.latidentatus,根據(jù)所發(fā)現(xiàn)牙形刺的描述特征及牙形刺分子在剖面地層中的分布,在該剖面上識(shí)別出5個(gè)可與鄰區(qū)對(duì)比的牙形刺生物帶,自下而上依次為:Clarkinazhangi帶、Clarkinayini帶、Clarkinameishanensis帶、Clarkinataylorae帶和Hindeodusparvus帶。

4.3 擬定了研究區(qū)的P-T界線

在研究剖面的JZS5-3-3層頂部發(fā)現(xiàn)了Hindeodusparvus牙形刺,由于Hindeodusparvus對(duì)二疊系—三疊系界線的劃分具有標(biāo)志性的意義,因此,擬定剖面P-T界線在5-3-3層。

4.4 分析了轎子山剖面的沉積環(huán)境

轎子山剖面硅質(zhì)巖中含有很多生物碎屑,卻并不含有大量的放射蟲(chóng),而存在Clarkina屬和Hindeodus屬的牙形刺和一些海相生物碎屑,地層沉積連續(xù),呈水平狀產(chǎn)出,推測(cè)屬于一種深水相沉積類型。

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