中地數媒 2020-01-19

殷保安 譚建政 陸濟璞 唐專紅 李玉坤 徐志賢

（廣西區域地質調查研究院，桂林 541003）

20 世紀 80 年代以前，國際上泥盆紀地層並無統一階名，一些國家均有各自的年代地層專有名稱，如德國、比利時等國。我國華南地區泥盆紀地層發育，具有區域性特色，研究程度甚高，自 60 年代初提出華南泥盆系建階（王鈺、俞昌民，1962），1974 年 “華南泥盆系討論會”建立了比較完整的年代地層表（中國地質科學院地質礦產研究所，1978）以來，並經過王鈺、俞昌民等（1974）、侯鴻飛（1978）、楊式溥等（1979）、鮮思遠等（1980）、白順良等（1982）、侯鴻飛、王士濤等（1988）、白順良等（1992）眾多學者多方面研究、補充、提高，逐步趨於完善，並帶動了相關古生物、地層等研究的進展。《中國地層典·泥盆系》（全國地層委員會、侯鴻飛等，2000）， 《中國區域年代（地質年代）表說明書》（全國地層委員會，2002）等，則總結性地集中體現了這一時期有關地層研究方面的進展。在這個研究過程中，中泥盆統東崗嶺階亦被廣泛認知、接受、應用。然而由於受當時歷史條件所限，建階時，尚無目前通行研究年代地層的 “界線層型、點位”等理念。為此，全國地層委員會立項開展中國地層建階工作，要求對我國的階進行修訂、完善和新建，並結合做好與其相關的地層、對比等研究。“東崗嶺階研究”即是其任務之一。

東崗嶺階典型地區在我國廣西象州、武宣地區，自樂森 1928 年將豐產腕足類 Stringocephalus 動物群的碳酸鹽巖沉積命名為 “東崗嶺層”至今，並未有一個統一的底界定義和界線層型，乃至後來者有的將其下伏長村段（組）歸屬東崗嶺階，有的則不是，且引起象州東崗嶺剖面東崗嶺階完整不完整的不同看法，等等。此類劃分不統一在非典型地區更顯紛雜。遺憾的是，象州、武宣地區東崗嶺組底部泥灰岩層段至今尚未發現 Stringocephalus，也未分析出牙形石、竹節石化石，這給確定東崗嶺階界線定義、界線層型和不同門類化石對比等，相應地也給不同相區地層對比、巖相古地理等研究帶來了一定的困難。

廣西橫縣六景地區是華南泥盆系研究經典地區之一，其中中泥盆統民塘組既含底棲生物（王鈺、俞昌民、方大衛，1965），又含浮游生物（穆道成，1978； 白順良等，1982），這為研究東崗嶺階定義和界線層型、點位提供了十分有利條件。1985 年蘇一保、王成源在該地民塘組中發現 5 個牙形石帶：①Tortodus kockelianus kockelianus 帶； ②Polygnathus xylus ensensis 帶； ③Polygnathus varcus 帶； ④Schmid-tognathus hermanni—Polygnathus cristatus 帶； ⑤Palmatatoepis disparilis 帶。1992 年白順良等更詳細地研究了這個組的生物地層，其中牙形石帶在上述 2 帶與 3 帶之間增加了 Polygnathus hemiansatus 帶。孫元林（1992）研究指出，在民塘組底部存在一個艾菲爾階—吉維特階界線層的腕足動物群，並且 Stringo-cephalus 已經出現。1999 年孫元林、A。J。Boucot 進一步認為腕足類 Stringocephalus burtini 從 S。gubiensis演化而來（孫元林等，1999）。缺氧的 otomari 事件層在廣西德保都安四紅山剖面、橫縣六景剖面等被識別出來，它位於牙形石 Tortodus k。kockelianus 帶與 Polygnathus hemiansatus 帶之間，富含竹節石 Nowa-kia otomari，並且腕足類 Stringocephalus gubiensis 產於其中。

歷年來我國廣大地質工作者關於中泥盆世地層方面的研究成果，尤其是全國地層委員會（2002）首次提出 “東崗嶺階的底界以腕足類 Stringocephalus 的首現為標誌”的定義，以及國際地層委員會泥盆系分會在 1992 年將中泥盆統吉維階（Givitian Stage）界線定義為 Polygnathus hemiansatus 首次出現，這些都為研究東崗嶺階界線定義和層型點位奠定了實際和理論基礎。本文將結合生物地層、事件地層、層序地層等方面的研究，提出東崗嶺階底界定義和界線層型。

1 東崗嶺階及其名稱的由來

東崗嶺階為王鈺、俞昌民1962 年建立，由東崗嶺層（樂森 ，1928）演變而來，代表中泥盆世晚期地層。命名地點在廣西象州縣城東斗篷嶺（又名東崗嶺）。該地岩石地層單位東崗嶺組頂、底齊全，其下伏地層為長村（段）組，上覆地層為榴江組。

2 東崗嶺階底界界線定義

東崗嶺階底界界線定義從以上的敘述中可知有 3 個方案可供以選擇，其一是腕足類 Stringocephalusgubiensis 初次出現，其比 S。burtini 出現要早（圖 1 ），共生的 牙 形 石 Polygnathus hemiansatus 是 從 Polygnathuspseudofoliantus 演化而來的過渡型別，已具有下斜的外前齒臺邊緣形成一個似勺子狀構造，儘管勺子狀構造還未變得更為明顯； 第二是牙形石 Polygnathus hemiansatus 開始出現； 最後是竹節石 Nowakia otomari 帶之底，亦即標誌著 otomari 事件開始，前述的 Stringocephalus gubiensis 也包含在 otomari 事件層的夾層之中。比較之下，筆者選擇後者。

圖 1 圖示 S。gubiensis 演化至 S。burtini（據孫元林等，1999）

本文建議東崗嶺階底界界線定義為： 竹節石 Nowaki-aotomari 的首次出現。

定義的優越性在於：

（1）竹節石 Nowakia otomari 分佈於廣大盆地相矽泥質、碳酸鹽巖沉積與臺地邊緣相碳酸鹽巖地層； 個體數量多、屬種易鑑定。

（2）Nowakia otomari 的出現，亦即 otomari 事件的開始（Walliser，1985，1995），具全球事件的等時性意義。

（3）牙形石 Polygnathus hemiansatus 和腕足類 Stringo-cephalus gubiensis 的首次出現，其接近 Nowakia otomari 初次出現的事件層底界，因此可以前兩者作為識別東崗嶺階底界的輔助標誌。

（4）腕足類 Stringocephalus 的出現及其延限都包含在東崗嶺階內部。

（5）從層序地層學方面判斷，廣西象州東崗嶺組底部泥灰岩層之底，可對比為產 Nowakia otomari 帶或 Strin-gocephalus gubiensis 帶岩層底界，故與傳統的東崗嶺階含義相一致。

（6）東崗嶺階界線附近岩石特徵明顯，易於野外工作判別，並利於不同相區地層對比。

3 東崗嶺階界線層型參考剖面

廣西橫縣六景和德保都安四紅山中泥盆世地層，代表了兩種不同沉積型別，剖面出露完整，化石甚為豐富，易觀察地質現象和採集樣品。交通十分方便，可驅車直達剖面，利於後來者進行研究工作。建議選擇這兩地的地層剖面作為我國中泥盆統東崗嶺階界線層型、點的參考剖面。

3。1 廣西德保都安四紅山中泥盆統平恩組剖面（據廣西地礦局，1982，略修改； 牙形類化石系王成源鑑定）

3。1。1 地理位置

四紅山剖面位於德保至靖西主公路邊（北緯 23°17‘27″，東經 106°29’40″），距德保 18 km，汽車可達剖面地點（圖 2）。

圖 2 廣西德保都安四紅山平恩組剖面（部分）

3。1。2 剖面描述

平恩組（部分）

中國主要斷代地層建階研究報告：2006～2009

中國主要斷代地層建階研究報告：2006～2009

3。1。3 東崗嶺階底界點位

上述剖面平恩組 26 層頂部產牙形石 Tortodus kockelianus kockelianus； 27 層產竹節石 Nowakiaotomari； 28 層產牙形石 Polygnathus hemianstus（圖 3 ），圖中所示牙形石為 Bultynck 所定（Bultynck，1987），26 層泥質條帶灰巖與 27 層矽質泥岩接觸處層面平整，27 層之底便是東崗嶺階底界界線點位，亦即 otomari 事件的開始（圖 4）。

圖 3 28 層岩石特徵與所產 Po。hemiansatus（牙形石引自 Bultynck，1987）

圖 4 27 層之底為東崗嶺階底界界線點位

東崗嶺階底界界線點位正處於巖性分介面，不僅德保都安四紅山剖面如此，其他很多地區也位於巖性分介面上，如廣西那坡三叉河等剖面，產 Nowakia otomari 為矽、泥質岩層，其下伏為薄—中層灰巖； 南丹黃江、芒場、羅富等剖面，產 N。otomari 是黑色泥岩層，下伏地層則是砂岩層； 象州及桂林地區東崗嶺組或唐家灣組底部，大致相當於 N。otomari 初次出現的泥灰岩層，其下伏地層為泥岩層； 以及橫縣六景、田陽坡洪、上林等地剖面均可以巖性識別。這說明確定東崗嶺階底界，參考岩石特徵也是可行的方法之一。

3。2 廣西橫縣六景中泥盆統民塘組剖面（據孫元林，1992，略修改）

3。2。1 剖面位置

剖面位於廣西橫縣六景以東1 km 的小山包（北緯 22°52‘，東經 108°52’）可驅車直達剖面點（圖 5，圖6）。

圖 5 廣西橫縣六景民塘組剖面位置示意圖

圖 6 廣西橫縣六景民塘組剖面（部分）

3。2。2 剖面描述

民塘組（部分）

中國主要斷代地層建階研究報告：2006～2009

中國主要斷代地層建階研究報告：2006～2009

下伏地層 那叫組灰白色厚層白雲岩

3。2。3 東崗嶺階底界界線點位

上述剖面 1 層產牙形石 Tortodus kockelianus kockelianus； 2 層產竹節石 Nowakia cf。otomari； 3a 層則出現腕足類 Stringocepalus gubiensis 和 Polygnathus pseudofoliatus→Polygnathus hemiansatus； 4 層之上常見Nowakia otomari。由於 2 層含鐵含泥生物屑灰巖明顯重結晶，致使竹節石難以精確鑑定。儘管如此，但據 1 層、3a 層所產牙形石帶，加之 4 層之上便含有 Nowakia otomari，相距不足 1 m 厚，可以說 2 層是Nowkia otomari 首現層位； 從 2 層到 3b 層巖性可確定是 otomari 事件層。所以東崗嶺階底界界線點位定在 2 層之底，其亦是 otomari 事件層之底（圖 7 ～ 圖 9）。

圖 7 遠視東崗嶺階底界界線點位（2 層之底）

圖 8 otomari 事件層（2 層到 3b 層）

圖 9 東崗嶺階底界界線點位（2 層之底）

由於腕足類 Stringocephalus gubiensis 幾乎與竹節石 Nowaki otomari 同時出現，因此在野外可以用Stringocephalus gubiensis 作為識別東崗嶺階底界的輔助標誌。

4 東崗嶺階對比

4。1 東崗嶺期生物地層

中泥盆世早期末，華南乃至全球海平面發生了急劇的變化，隨著大落大起的海平面降升，生存空間及其相關環境的改變，導致了一次生物事件的產生，如床板珊瑚、四射珊瑚與腕足動物等明顯地發生了屬種更替（廖衛華、馬學平，2008），由此中泥盆世晚期（東崗嶺期）生物面貌與中泥盆世早期生物面貌迥異。東崗嶺期底棲生物和浮游生物化石均十分豐富，透過多年來古生物學家研究，對於它們的時空變化有了詳盡的瞭解，同時逐步建立了化石帶（組合）。現擇主要化石門類化石帶（組合）列表概述如下（表 1，表 2）。僅補充： 從剖面顯示腕足類 Stringocephalus gubiensis 帶延續時限，幾乎與牙形石 Polygnathus hemiansatus 帶時限相當； Stringocephalus burtini 的出現是從下 Polygnathus varcus 帶開始，據此可將 Stringocephalus 分為下部 Stringocephalus gubiensis 帶，上部 Stringocephalus burtini 帶。

表 1 中泥盆世東崗嶺期浮游生物化石帶（組合）劃分對比表

表 2 中泥盆世東崗嶺期底棲生物化石帶（組合）劃分對比表

Stringocephalus gubiensis 的特徵為： 輪廓近圓形，側視扁透鏡狀，腹緣後突，直； 直傾型後轉面（Orthocline）； 肉莖孔大，卵圓形，向後延伸，背殼內部具低矮的中隔板，高度不超過鉸板的基部； 成年體標本具高大的，但末端二分叉的主突起，並被高大的腹中隔板插入； 但在幼年標本上，主突起為一對分離的棒狀突起。與 Stringocephalus burtini 比較： 輪廓二者近似，但 Stringocephalus burtini 側視呈比較厚的透鏡狀，腹喙略微彎曲，因此後轉面輕微前傾（anacline）。

4。2 主要岩石地層單位

由於海口運動的影響，中泥盆世早期開始發生海退，且大致在該期早時與晚時之間，海平面下降造成了華南地區岩石地層單位之間的假整合接觸，出現了具濱岸相特徵的碎屑岩地層。從中泥盆世晚期（東崗嶺期）開始，快速的海平面上升，巖相再度分異，各種沉積型別都有，隨之各地均建立了具有區域特色的岩石地層單位名稱。近年來各省（區）進行了系統總結，有專著出版，不再一一敘述。現僅以圖 10 示意，說明華南地區中泥盆世東崗嶺期各岩石地層單位之間關係的一般規律。

圖 10 廣西不同相區中泥盆世晚期岩石地層單位組合序列示意圖

4。3 層序地層

華南海盆在中泥盆世東崗嶺期的時候，在空間上沿古陸周圍從陸緣至海盆中心沉積相的展布，總是依次為濱岸碎屑岩相、臺地相、臺地邊緣相、斜坡相、盆地相，以及盆地相中孤立臺地相。具有同時期不同沉積型別的地層，對於層序地層的劃分，建立年代地層和岩石地層格架提供了有力的支援。東崗嶺期地層最明顯的是可劃分 3 個三級層序，第一個層序底界跨入中泥盆世早期晚時，底界為Ⅰ型層序介面（圖 11，圖 12），第二和第三個層序呈Ⅱ型層序介面（圖 13，圖 14）。

第三個層序伸入晚泥盆世初期，頂面也為Ⅱ型層序介面（圖 15a，b）。

圖 11 貴州羅甸羅蘇火烘組過石橋砂岩海底扇下伏地層、上覆地層均為黑色泥岩（遠視）

圖 12 廣西南丹芒場大山砂岩海底扇特徵（據李孝全等，1989）

圖 13 廣西陽朔楊堤唐家灣組東崗嶺期第一層序頂部白雲岩暴露面特徵

圖 14 廣西陽朔楊堤唐家灣組與巴漆組分界線，亦即第二層序與第三層序介面

圖 15a 廣西陽朔白沙巴漆組東崗嶺期第三層序頂部岩層向上變淺特徵

圖 15b 廣西陽朔楊堤巴漆組與榴江組界線，亦為東崗嶺期第三層序頂界介面（鐵錘所在位置）

4。4 與國際年代地層對比

國際地層委員會泥盆系分會將中泥盆統吉維階底界定義為牙形石 Polygnathus hemiansatus 首次出現，東崗嶺階則以竹節石 Nowakia otomari 首次出現為底界，二者相比較區別在於前者 otomari 事件層在其下，後者 otomari 事件層在其上； Nowakia otomari 稍早於 Po。hemiansatus 出現，相距地層厚度僅 1 ～3 m。

4。5 地質事件分析

東崗嶺期可識別出一次重要的沉積事件，屬於全球性事件即 otomari 事件（Wallser，1987）。otomari 事件是一次缺氧事件，在廣西橫縣六景剖面（2 層到 3b 層）這一事件層頂峰表現特徵甚為明顯，巖性為含鐵含泥生物屑灰巖為主，含竹節石，風化後往往成為褐紅色泥質物； 岩石顯微鏡下觀察，明顯的重結晶，方解石呈自形—半自形，菱面體往往有一層褐鐵礦包繞，極少褐鐵礦呈粒狀產出，可能是黃鐵礦假晶，尚可見褐鐵礦沿竹節石個體由外壁向內充填（圖 16）； 在廣西德保都安四紅山剖面，otomari 事件層由矽質泥岩、矽質岩組成； 廣西南丹羅富、芒場剖面，廣西南寧五象嶺剖面，ototmari事件層為黑色泥岩構成； 廣西大新、隆安等地 otomari 事件層由薄層微晶灰巖夾矽質岩構成，上覆地層、下伏地層為中厚層生物灰巖、砂屑灰巖； 廣西田陽坡洪由薄層含碳微晶灰巖、腕足類介殼灰巖組成 ototmari 事件層，夾於唐家灣組下部坡洪藻紋層—藻疊層石灰岩段之中（圖 17a，b）。

圖 16 含鐵含泥生物屑灰巖

圖 17a 廣西田陽坡洪中泥盆統唐家灣組下部坡洪藻紋層 － 藻疊層石灰岩段特徵

圖 17b 箭頭和鐵錘處所示為含炭微晶灰巖、腕足類介殼微晶灰岩層

這次事件是一次大規模、快速海平面上升造成的，是層序地層中的最大海泛期。該事件發生在牙形石 Tortodus kockelianus kockelianus 帶與 Polygnathus hemiansatus 帶之間，與全球 otomari 事件相一致。

致 謝 筆者在工作期間及本文撰寫過程中，得到中國地質科學院地質研究所侯鴻飛研究員，中國科學院南京地質古生物研究所俞昌明、廖衛華、王成源、穆道成研究員，北京大學孫元林、馬學平教授，貴州省地礦局吳祥和教授級高階工程師等，熱情指導、幫助，並提供有關資料，致使本文得以完成，在此表示衷心的感謝。

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