华南石炭纪莫斯科阶—卡西莫夫阶界线层的牙形刺及全球对比

The subdivision and correlation of Carboniferous chronostratigraphy are problematic because of the Gondwanan glaciation and global tectonics in Carboniferous time. The Global Stratotype Sections and Points (GSSPs) of four Carboniferous stages, i. e., the Serpukhovian Stage of Mississippian, the Moscovian, Kasimovian and Gzhelian stages of Pennsylvanian, are still not established. Conodont is the leading fossil group of the subdivision of Carboniferous chronostratigraphy. Some issues of Carboniferous conodonts are still debatable, for example, the boundary markers, the lineages of important species, biozones division, international correlation and classification of debatable taxa. The international correlation of Moscovian-Kasimovian conodont biostratigraphy is difficult because of a great number of endemic species in different basins caused by the eustasy. Consequently, the definition and the GSSP of Kasimovian are still not determined. Four conodont species, I. turbatus, I. sagittalis, I. heckeli and S. subexcelsa, which were proposed as potential markers for defining lower Kasimovian, were recognized in South China. This project is focused on studying the taxonomy, evolution and global correlation of Moscovian-Kasimovian conodonts based on the materials from deep-water carbonate successions of Naqing, Fengtin, Narao and Shanglong of South China. The studies of this project will attempt to establish a high-resolution conodont zonation of the Moscovian-Kasimovian transition and recognize lineages of potential boundary markers of Kasimovian Stage. Those data are indispensable for establishing the GSSP of the Kasimovian Stage in China.

受冈瓦纳大陆冰川和全球大规模的构造运动，石炭纪年代地层划分和对比存在困难。石炭系仍有4个阶的全球界线层型（GSSPs）没有确立，分别为谢尔普霍夫阶、莫斯科阶、卡西莫夫阶和格舍尔阶。牙形刺是石炭纪年代地层划分的主导化石，但它们的演化、界线标志、洲际对比及疑难属种的分类等仍存在问题。由于莫斯科期—卡西莫夫期海平面变化频繁，各地区该时期的牙形刺均具一定的地方性，对比困难。卡西莫夫阶的界线定义和GSSP也因此未决。卡西莫夫阶潜在标志化石牙形刺I. turbatus，I. sagittalis，I. heckeli和S. subexcelsa在华南均有发现。本项目将以华南纳庆、逢亭、纳饶和上隆连续的碳酸盐岩剖面为材料，深入研究莫斯科阶—卡西莫夫阶界线层牙形刺的分类、演化和全球对比。从而在华南建立高精度的牙形刺生物地层框架、识别出潜在界线标志的演化谱系、并力争使卡西莫夫阶的全球层型落户我国。

石炭系卡西莫夫阶的全球界线层型尚未确立，目前有多个潜在界线标志化石，均为牙形石。华南贵州斜坡相石炭系产丰富的牙形石，项目拟利用这一优势，研究各潜在界线标志的系统分类、演化和全球对比，为在我国再建立界线层型努力。项目执行期间开展了4方面的研究并取得成果。.1.石炭系中间界线金钉子剖面牙形石系统分类和演化：该金钉子于1995年正式确立，但其界线层附近的牙形石动物群从未被系统介绍。本研究详细描述并图示了该金钉子界线层的牙形石，讨论了它们的演化，为全球石炭系中间界线与金钉子的对比提供了便利。.2.中国石炭系牙形石生物地层标准建立：本研究以华南贵州石炭系金钉子候选纳庆剖面为主，其它剖面为辅，系统总结了中国四十年来的研究成果，划分出39个牙形石带，建立了中国石炭系牙形石生物地层的精细框架，为区域地层对比提供了重要标准。在全球范围内，石炭系在我国华南发育最为连续、牙形石化石最为丰富，因此该研究也为全球石炭系对比和建立国际标准提供了重要参考。.3.莫斯科阶底界潜在标志化石演化序列：莫斯科阶界线定义尚未确立，主要原因是潜在定义化石的演化关系不明，本研究通过定量古生物学方法，系统研究了华南、俄罗斯南乌拉尔以及全球其它地区的材料，建立新种benderi，提出演化谱系benderi-ellesmerensis，解决了潜在的界线定义分子ellesmerensis的演化关系，为莫斯科阶金钉子的定义和建立提供了重要的参考，更为在我国建立更多金钉子提供了理论基础。.4.莫斯科阶-卡西莫夫阶界线层牙形石序列、演化谱系和生物分区：本研究在石炭系金钉子候选纳庆剖面发现了全部四个潜在界线标志，识别出其中三个的演化谱系，并通过对比各潜在标志化石的地理分布、演化谱系、系统分类、与传统界线位置的关系等方面，认为Idiognathodus heckeli是目前最合适的界线标志，为该界线定义的确立和金钉子的研究提供了重要的理论依据。本研究还通过网络分析、相关性分析等手段，识别出当时全球牙形石具有明显的生物分区，即特提斯分区和北美分区。