季　強(qiáng)，王旭日

(中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京100037)

中國晚泥盆世晚期“階”和“亞階”的劃分與對比

季強(qiáng)，王旭日

(中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京100037)

摘要：簡要回顧了中國晚泥盆世晚期地層“階”和“亞階”劃分的歷史沿革，闡述了劃分的基本原則，即在全球性或大區(qū)域性關(guān)鍵地質(zhì)事件和生物進(jìn)化事件研究的基礎(chǔ)上，“階”和“亞階”的底界應(yīng)置于地質(zhì)事件之后某一或某些主導(dǎo)生物門類譜系演化的分支點(diǎn)上，且以主導(dǎo)生物門類的某一新分子在譜系中首次出現(xiàn)來定義。根據(jù)地層的分布和發(fā)育特征，擬將中國晚泥盆世晚期地層分為2階：錫礦山階和邵東階。錫礦山階可分為冷水江亞階(亞階I)和新化亞階(亞階II)，邵東階又可分為邵陽亞階(亞階III)和新邵亞階(亞階IV)。冷水江亞階的底界與錫礦山階的底界相一致，也與國際上法門階的底界相一致，以牙形類Palmatolepistriangularis的首次出現(xiàn)為標(biāo)志；新化亞階的底界以牙形類Palmatolepisrhomboidea的首次出現(xiàn)為標(biāo)志；邵陽亞階的底界與錫礦山階的頂界和邵東階的底界相一致，以牙形類Palmatolepisrugosatrachytera的首次出現(xiàn)為標(biāo)志；新邵亞階的底界以牙形類Bispathodusaculeatus的首次出現(xiàn)為標(biāo)志，頂界與邵東階的頂界相一致，也與國際泥盆系—石炭系界線一致，以牙形類Siphonodellasulcata的首次出現(xiàn)為標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：晚泥盆世；法門期；錫礦山階；邵東階；中國

中圖分類號：P534.44；Q915.2+3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-3636(2015)02-0171-10

收稿日期：2015-04-25；編輯：詹庚申

基金項(xiàng)目：中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目“全國陸相地層劃分對比及海相地層階完善”(1212011120142)

作者簡介：季強(qiáng)(1951—), 男, 研究員, 博士, 博士生導(dǎo)師, 地層古生物專業(yè), 主要從事晚古生代牙形刺生物地層及晚中生代古脊椎動物研究工作, E-mail: jirod@cags.ac.cn

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2015.02.181

0引言

我國晚泥盆世晚期(法門期)地層十分發(fā)育，分布廣泛，沉積類型齊全，化石豐富多彩，尤其是華南地區(qū)一直是研究法門期地層古生物的經(jīng)典地區(qū)。中國晚泥盆世晚期地層“階”和“亞階”的劃分與對比研究歷史較為悠久，最早可追溯到20世紀(jì)20年代。

20世紀(jì)50年代之后，在區(qū)域地質(zhì)填圖或科研工作中開始使用錫礦山組一名或錫礦山階一名。在相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)，對于這些地層單位的概念和含義含糊不清，導(dǎo)致這些地層單位的劃分與對比、時(shí)代歸屬等方面的分歧較大。

侯鴻飛(1978)、趙汝璇等(1978)和王根賢等(1986)誤將錫礦山組當(dāng)成了錫礦山階，認(rèn)為其代表了晚泥盆世晚期的全部沉積，與西歐的法門階相當(dāng)。

侯鴻飛等(1988)使用了錫礦山階一名，包括了長龍界頁巖、兔子塘灰?guī)r、瑪牯腦灰?guī)r、歐家沖砂巖及邵東組，認(rèn)為可以與西歐的法門階對比。

20世紀(jì)80—90年代，我國學(xué)者研究了華南晚泥盆世牙形刺生物地層，探討F-F巨大生物絕滅事件和弗拉斯階—法門階界線，取得了較大進(jìn)展(季強(qiáng)，1985a；季強(qiáng)等,1985a，1985b；Hou et al,1988；Ji et al,1993a)。其中，季強(qiáng)研究了湖南錫礦山老江沖剖面，將原先的長龍界頁巖分為2組：下部稱為老江沖組，代表晚泥盆世早期(弗拉斯期)沉積；上部稱為長龍界組，時(shí)代為法門階早期。將第4層的黑色頁巖和硅質(zhì)巖命名為陡崖坳層(厚0.75 m)，代表了F-F巨大生物絕滅事件層(季強(qiáng)，1991，1994；Ji,1988,1989a)。

邵東階由楊式溥等(1980)建立，當(dāng)時(shí)定義為“晚泥盆世錫礦山階之后，早石炭世珊瑚Cystophrentis帶出現(xiàn)前一段時(shí)間的地層。湘中地區(qū)主要含腕足類：Cyrtospirifer，Mesoplecata，‘Camarotoechia’；珊瑚Caninia，Zaphrentites。”他們將邵東階歸于早石炭世。

邵東階一名系由邵東組一名演變而來。

1962年，樂森璕等(1962)首次提及了“邵東段”一名。

侯鴻飛(1965)對邵東段的巖性和化石作了詳細(xì)介紹，描述了該段產(chǎn)出的腕足類，明確指出該段是由孟公坳組中劃分出來的，以不含珊瑚Cystophrentis為特征，下界不清，兩者之間可能尚存在輕微侵蝕間斷，并將邵東段歸于早石炭世，不過同時(shí)也指出該段的腕足類具有濃厚的泥盆紀(jì)色彩。

黃大信(1978)詳細(xì)描述了湖南冷水江錫礦山歐家沖—竹山煤礦剖面，將歐家沖組代表了介于錫礦山組瑪牯腦段與含珊瑚Cystophrentis的孟公坳段之間的所有沉積。他將歐家沖組分為2段：下段以黑色、黃綠色頁巖或粉砂質(zhì)頁巖為特征，向上碎屑成分逐漸增多，產(chǎn)豐富的植物及魚類化石，不含典型的海相化石，代表海水退縮時(shí)的陸緣濱海相沉積；上段從中、厚層狀石英砂巖開始，向上泥質(zhì)、鈣質(zhì)增多，頂部常見泥灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r等夾層，盛產(chǎn)各種海相化石，反映出一種海侵逐步擴(kuò)大、海水不斷加深的環(huán)境。根據(jù)筆者對其歐美描述的理解，1—18層應(yīng)歸于歐家沖組的下段，而19—32層為歐家沖組的上段。

從黃大信(1978)提供的剖面描述來看，歐家沖組實(shí)際包括了邵東組的沉積，其上段明顯與邵東組相當(dāng)，是一套海進(jìn)序列(退積序列)的產(chǎn)物，產(chǎn)有珊瑚Caniniacornucopiae、腕足類Tenticospirifersp.，Cyrtospirifersp.，Camarotoechiakinlingensis等；下段代表了Annulata事件之后低位體系域的產(chǎn)物(陸緣濱海相沉積)，以產(chǎn)出豐富的植物和魚類化石為特征。有鑒于此，筆者將黃大信命名的歐家沖組上段歸于邵東階帽子峰組，而將歐家沖組一名保留給原先歐家沖組的下段。

季強(qiáng)曾經(jīng)(1978—1981年)研究了湘南江華縣晚泥盆世和早石炭世的牙形刺，在含珊瑚化石Cystophrentis的地層中發(fā)現(xiàn)了牙形刺Apatognathusvariansethingtoni，A.primigenus，Bispathodusa.aculeatus，B.a.plumulus，Hibbardella(H.)plana，H. (H.)macrodentata，Hindeodellauncata，H.germana，Icriodusobovatus，Polygnathusc.communis，Po.c.collinsoni，Protognathodusmeischneri，Spathognathodusstabilis，Sp.planiconvexus等；在含珊瑚化石Caniniadorlodoti的地層中發(fā)現(xiàn)了牙形刺Apatognathusvariansethingtoni，A.scalenus，A.petilus，Bispathodusa.aculeatus，Hindeodellamagnidentata，B.subtilis，B.uncata，F(xiàn)alcodusveeversi，Ozarkodinahomoarcuata，Polygnathusc.communis，Po.perplexus，Polylophodontasp.，Spathognathodusstabilis，Sp.crassidentatus，Sp.planiconvexus等，其中Icriodusobovatus、Polylophodontasp.和Polygnathusperplexus是晚泥盆世法門階晚期的常見分子，而且僅限在法門階地層中分布。根據(jù)這些牙形刺的地層分布，提出中國產(chǎn)珊瑚化石Caniniadorlodoti和Cystophrentis的地層均應(yīng)歸于上泥盆統(tǒng)上部，在珊瑚化石Cystophrenti帶與Pseudouralinia帶之間建立了Cystophrenti-Pseudouralinia間隔帶，泥盆—石炭系界線應(yīng)置于珊瑚化石Cystophrenti帶與Pseudouralinia帶之間(季強(qiáng)，1987a)。

吳望始等(1981)把邵東段提升為組，并劃分了2個珊瑚組合帶：下部Ceriphyllumelegantum帶，上部Caniniadorlodoti帶。值得提及的是，吳望始等(1981)與侯鴻飛(1965)研究的剖面分別位于同一背斜的東西兩側(cè)，不過吳望始等的研究剖面是一個連續(xù)完整的剖面，而侯鴻飛研究的剖面被斷層切割，含珊瑚Cystophrentis的孟公坳組直接與“岳麓砂巖”相觸。這意味著侯鴻飛研究的邵東段是廣義孟公坳組內(nèi)部的地層，而不是含珊瑚Cystophrentis地層之下的沉積(圖1)。

圖1　侯鴻飛(1965)描述的湖南界嶺孟公坳組“邵東段”剖面Fig.1　Profiles of Shaodongian member in Menggongao Formation of Jieling, Hunan described by Hou (1965)(a)　Shangshuitang；(b)　Xiashuitang

季強(qiáng)(1986)報(bào)道了湘中界嶺地區(qū)邵東組的牙形刺，進(jìn)行了牙形刺生物相分析，將邵東組的時(shí)代定為法門階晚期。

季強(qiáng)(1987b)討論了中國淺水相泥盆系與石炭系的分界問題，再次強(qiáng)調(diào)將泥盆—石炭系界線置于珊瑚化石Cystophrentis-Pseudouralinia間隔帶之底，與國際泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)標(biāo)準(zhǔn)牙形刺帶進(jìn)行了對比。

同年，王成源(1987)討論了珊瑚化石Cystophrentis的時(shí)代，同樣認(rèn)為產(chǎn)珊瑚化石Cystophrentis的地層的時(shí)代為晚泥盆世晚期。

20世紀(jì)80年代是我國研究泥盆—石炭系界線的高潮時(shí)期，我國學(xué)者做了大量的研究工作，先后推薦了睦化剖面、南邊村剖面和大坡上剖面作為國際泥盆—石炭系界線層型候選剖面，引起了國際同行的廣泛關(guān)注(季強(qiáng)等，1984，1987，1988，1990；季強(qiáng)，1985b，1987c，2004；侯鴻飛等,1985；秦國榮等,1988；蘇一保等，1988；桑德伯格等，1989；趙汝璇等,1990；Hou et al，1984；Ji,1987，1989b；Ziegler et al,1988；Ji et al,1993b，1993c)。

侯鴻飛(2008)論述了邵東階的研究歷史、界線定義、層型剖面和界線點(diǎn)。他推薦廣西桂林額頭村剖面為邵東階下界的層型剖面，以有孔蟲Eoendothyra系統(tǒng)發(fā)育中E.communis-E.regularis演化譜系中E.regularis的首次出現(xiàn)為標(biāo)志。額頭村剖面應(yīng)該是一條淺水碳酸鹽臺地相剖面，產(chǎn)有豐富的有孔蟲，偶見珊瑚和介形蟲，其中四射珊瑚僅見Cystophrentis。在剖面描述中，珊瑚Cystophrentis最早出現(xiàn)于76層，與有孔蟲E.regularis共生；有孔蟲E.regularis最早出現(xiàn)于額頭村組最底部73層，沒有其他化石與其共生。其下的融縣組(東村組)為淺灰色厚層砂屑灰?guī)r、藻紋層灰?guī)r，不產(chǎn)任何化石。這意味著額頭村剖面不能顯示有孔蟲Eoendothyra系統(tǒng)發(fā)育中E.communis-E.regularis譜系演化關(guān)系，該剖面73層所產(chǎn)的E.regularis可能僅是地層中的最低產(chǎn)出，而不是譜系演化中的首次出現(xiàn)。另一方面，侯鴻飛在對比表中明確指出，有孔蟲E.regularis帶與珊瑚Ceriphyllumelegantum組合帶及腕足類Trifidorostellumlonghuiensis組合帶基本相當(dāng)，而有孔蟲Quasiendothyrakonensis帶與珊瑚Cystophrentis帶相當(dāng)。但在剖面描述中，珊瑚Cystophrentis實(shí)際也與有孔蟲E.regularis共生在一起，說明晚泥盆世晚期有孔蟲化石帶與其他生物化石帶對比的可靠性值得商榷。

殷保安(2008)提議在錫礦山階與邵東階之間建一個新階——陽朔階，推薦廣西陽朔白沙剖面和桂林鐵山剖面為界線層型參考剖面，并給出了這2條參考剖面的詳細(xì)描述，建議該階底界以牙形類Palmatolepisrugosatrachytera的首次出現(xiàn)為標(biāo)志，包括3個牙形類帶：trachytera帶、postera帶和下expansa帶，認(rèn)為可與有孔蟲Eoendothyrabella帶和E.communis帶對比。筆者仔細(xì)閱讀了這2條剖面的描述，結(jié)果所列的牙形類名單矛盾很大。例如，陽朔白沙剖面第11層所產(chǎn)的牙形類有Palmatolepisrugosatrchytera，Pa.gl.glabra，Pa.gr.gracilis，Pa.m.minut等。這些牙形類中，Pa.rugosatrachytera的地層分布時(shí)限是早trachytera帶—晚trachytera帶；Pa.r.rugosa的地層分布時(shí)限是早expansa帶—晚expansa帶；Pa.gl.glabra的地層分布時(shí)限是早rhomboidea帶—早marginifera帶；Pa.gr.gracilis的地層分布時(shí)限是晚rhomboidea帶—中praesulcata帶；Pa.m.minuta的地層分布時(shí)限為中crepida帶—晚rhomboidea帶，明顯可見，除Pa.gr.gracilis外，Pa.rugosatrachytera不可能與其他牙形類分子共生在一起。同理，桂林鐵山剖面第7層所產(chǎn)的牙形類有Pa.rugosatrachytera，Pa.r.rugosa，Pa.gl.glabra，Pa.gl.pectinata，Pa.perlobataschindewolfi，Pa.m.minuta，Pa.gr.gracilis等，除Pa.gr.gracilis外，Pa.rugosatrachytera也不可能與其他牙形類分子共生在一起。這種情況的出現(xiàn)一般有2種可能：一是化石鑒定有誤，將不同時(shí)期的化石名單列在一起；二是分析不慎將不同層位的樣品混在一起。

1“階”和“亞階”劃分與建立的原則

“階”和“亞階”的劃分與建立宜遵循下列原則。

1.1　地質(zhì)事件

眾所周知，弗拉斯階末期發(fā)生了主要由持續(xù)快速海平面下降引起的巨大生物絕滅事件，即F-F事件，在西歐表現(xiàn)為KW黑色頁巖，在中國桂林陽朔白沙也發(fā)現(xiàn)了這層黑色頁巖。

在法門階中期發(fā)生了1次較大規(guī)模的地質(zhì)事件，歐洲稱其為Annulata事件，中國學(xué)界則視為法門階內(nèi)部事件(Mid-Famennian Event)。在德國萊茵片巖山區(qū)的Hemeberg層中發(fā)育了2層黑色頁巖;在中國廣西桂林鐵山也發(fā)現(xiàn)了2層黑色頁巖;在湖南冷水江市錫礦山表現(xiàn)為：歐家沖組底部(1層)巖性為灰黑色至灰綠色含云母粉砂質(zhì)頁巖夾黑色灰質(zhì)頁巖，下部夾黑色泥灰?guī)r(黃大信，1978)。Annulata事件影響范圍較廣，在歐洲、亞洲、北美、北非、澳洲、烏拉爾等地均可識別，主要表現(xiàn)為出現(xiàn)了豐富的以板海神石類菊石為代表的特定類型的菊石，牙形類Palmatolepisrugosatrachytera演化譜系的中斷和淺水相牙形類分子Scaphignathusvelifer的豐富產(chǎn)出；中國主要表現(xiàn)在腕足類Yunnanella-Yunnannellina動物群的消亡。關(guān)于這次地質(zhì)事件的性質(zhì)，有人認(rèn)為黑色頁巖是海平面上升(最大海泛面)的產(chǎn)物，不過也有人認(rèn)為是海平面突然下降(低位體系域)的產(chǎn)物。從牙形類研究來看，Palmatolepisrugosatrachytera演化譜系的中斷和淺水相牙形類分子Scaphignathusvelifer的豐富產(chǎn)出，應(yīng)當(dāng)表明存在1次海平面突然下降事件。

法門階晚期也曾發(fā)生1次影響不大的地質(zhì)事件，在歐洲稱為Dasberg事件，表現(xiàn)為在中expansa帶(牙形類)底部發(fā)育1層黑色頁巖(Dasberg shale)。

最后一次全球性的地質(zhì)事件是發(fā)生在泥盆紀(jì)末期的D-C事件，導(dǎo)致菊石Wocklumenia動物群的消亡與Gattendorfia動物群的興起，珊瑚Cystophrentis動物群的消亡與Pseudouralinia動物群的興起，腕足類Cyrtospirifer-Tenticospirifer動物群的消亡，牙形類Palmatolepis和Icriodus動物群的消亡與Siphonodella動物群的興起，在世界各地深水盆地相區(qū)沉積了以德國Hangenberg黑色頁巖為代表的事件沉積。

綜上所述可以看出，在晚泥盆世晚期主要有3次地質(zhì)事件可以考慮作為“階”和“亞階”劃分以及建立的參考因素：F-F事件、Annulata事件和D-C事件，基本可以一分為二，建立2個階較為合適。

1.2　生物標(biāo)準(zhǔn)

傳統(tǒng)上，系、統(tǒng)、階的界線都選擇在地質(zhì)事件之后、與傳統(tǒng)界線最為接近的點(diǎn)位，而且選擇演化快、分布廣、易識別的生物門類中某一分子在譜系演化中的首次出現(xiàn)來確定界線。例如，弗拉斯階—法門階界線就是選擇在F-F事件層之上牙形類下triangularis帶之底，以Palmatolepistriangularis在譜系演化中的首次出現(xiàn)來確定的。再如，泥盆系—石炭系界線是選擇在D-C事件層之上牙形類sulcata帶之底，以Siphonodellasulcata在譜系演化中的首次出現(xiàn)來確定的。因此在本次研究中，無論是“階”還是“亞階”，它們的界線或界線位置都以上述3條標(biāo)準(zhǔn)來選擇實(shí)施。

此外，為了保證全球性或大區(qū)域性地層劃分與對比，傾向于在一段較長的地質(zhì)時(shí)期，盡可能選用某一生物門類的演化譜系作為“階”和“亞階”劃分及建立的標(biāo)準(zhǔn)。除非萬不得已才選用其他生物門類。筆者認(rèn)為在中國選用牙形類演化譜系來劃分和建立晚泥盆世晚期“階”和“亞階”是十分合適的。

1.3　沉積特征

在進(jìn)行“階”和“亞階”的研究中，應(yīng)當(dāng)考慮沉積方面的各種因素，如沉積旋回、沉積界面性質(zhì)、巖性等。在華南地區(qū)，晚泥盆世晚期地層基本有2個較大的沉積旋回構(gòu)成:從長龍界組至歐家沖組為一個旋回;從帽子峰組至孟公坳組為另一個旋回，二分的格局十分明顯，表明可以建2個階。第一個旋回又由2個次級旋回組成:第一個次級旋回(次級旋回I)從長龍界組底部至兔子塘組泥塘里鐵礦層；第二個次級旋回(次級旋回II)從兔子塘組上部至歐家沖組頂部。第二個旋回也由2個次級旋回組成:第一個次級旋回(次級旋回III)從帽子峰組底部至該組頂部，第二個次級旋回(次級旋回IV)從孟公坳組底部至該組頂部。這4個次級旋回基本構(gòu)成了建立4個“亞階”的格架。另一方面，無論是“階”還是“亞階”，它們的界線不可能選擇在沉積界面或沉積結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換面上，而是選擇在其后沉積連續(xù)、巖性單一的地層中。

2國際晚泥盆世晚期“階”和“亞階”研究現(xiàn)狀

各國對于晚泥盆世晚期地層“階”的認(rèn)識相當(dāng)一致，因此國際泥盆紀(jì)地層分會早就決定僅設(shè)法門階(Famennian)1階，以代表晚泥盆世晚期的所有地層。但是，各國專家對法門階的再分和“階”的定義分歧較大。

俄羅斯專家主張法門階二分(下法門亞階和上法門亞階)，但也可以考慮三分(Yolkin，1998)。

德國專家主張法門階三分(下法門亞階、中法門亞階和上法門亞階)，但對于中法門亞階的認(rèn)識不一致。Becker(1998)將中法門亞階的底界置于菊石UDⅢ帶之下，以菊石Prolobites的出現(xiàn)和豐富產(chǎn)出為標(biāo)志，與牙形類marginifera帶的上部對比。他將上法門亞階的底界置于菊石UDⅣ之C帶的底部或置于菊石UDⅤ之A帶的底部，認(rèn)為相當(dāng)于牙形類expansa帶底部或其內(nèi)部(表1)。Ziegler(1998)強(qiáng)烈主張將中法門亞階底界置于牙形類marginifera帶之底，上法門亞階底界置于牙形類expansa帶之底。

表1提出的法門階亞階劃分方案與菊石帶和牙形類帶的對比

Table 1Proposed subdivision of Famennian Stage and correlation of ammonite zone and conodont zone

注：據(jù)Becker，1998

比利時(shí)專家(Streel et al，1998)根據(jù)孢子化石的研究，主張法門階四分(下法門亞階、中法門亞階、上法門亞階和最上法門亞階)，這樣有利于海、陸相地層的對比。他們將孢子K.dedaleus的首次出現(xiàn)作為識別下法門亞階底界的標(biāo)志，與牙形類下triangulais帶的底界相一致；將孢子G.famenensis的首次出現(xiàn)作為識別中法門亞階的標(biāo)志，但該界線僅與牙形類上rhomboidea帶的底界相一致；將孢子R.macroreticulata的首次出現(xiàn)作為識別上法門亞階的標(biāo)志，問題在于該分子僅限分布于最上marginifera帶。如果選擇其首次出現(xiàn)來定義界線，上法門亞階的底界則與牙形類最上marginifera帶底界相一致；如果選擇其最終消亡來定義界線，上法門亞階的底界則與牙形類下trachytera帶底界相一致；將孢子R.lepidophyta的首次出現(xiàn)作為識別最上法門亞階的標(biāo)志，但該界線僅與牙形類中expansa帶底界相一致；將孢子R.lepidophyta的最終消亡作為識別法門階頂界，即泥盆—石炭系界線的標(biāo)志，但該分子僅限分布于牙形類上praesulcata帶。他們提出的四分方案有些可取之處，但過分強(qiáng)調(diào)了孢子化石的地層分布，而且各條界線的定義也不一致，有時(shí)采用某個孢子化石的首次出現(xiàn)來定義界線，有時(shí)采用某個孢子化石的最終消亡來定義界線(表2)。

表2法門階亞階劃分方案與牙形類帶和孢子帶的對比

Table 2Subdivision of the Famennian Stage and

correlation of conodont zone and spore

注：據(jù)Streel et al，1998

3中國晚泥盆世晚期“階”和“亞階”的劃分與建立

從以上討論可以看出，中國晚泥盆世晚期地層具有比較明顯的區(qū)域特色，而且 “階”的研究具有較長的歷史和一定的基礎(chǔ)。根據(jù)該期地層的發(fā)育特征，結(jié)合前人的工作，擬將我國晚泥盆世晚期地層分為2階4亞階，具體劃分如下。

3.1　錫礦山階(Xikuangshanian stage)

該階的底界以牙形類Palmatolepistriangularis的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，頂界以牙形類Pa.rugosatrachytera的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，包括長龍界組(狹義)—帽子峰組下部的所有地層，以產(chǎn)有豐富的腕足類Yunnanellina，Yunnanella，Hunanospirifer等為特色。錫礦山階自下而上可分為2個亞階：冷水江亞階和新化亞階。

3.1.1冷水江亞階(Lengshuijiangian substage)冷水江亞階是中國晚泥盆世晚期的第一個亞階(Substage I)，底界與錫礦山階的底界一致，以牙形類Palmatolepistriangularis的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志(圖2)，包括長龍界組—兔子塘組泥塘里層的所有地層，以產(chǎn)豐富的腕足類Yunnanellina、Hunanospirifer等為特征。

圖2　牙形類Palmatolepis triangularis(口面視)Fig.2　Oral view of Palmatolepis triangularis (conodonts)

3.1.2新化亞階(Xinhuaan substage)新化亞階是中國晚泥盆世晚期的第二個亞階(Substage II)，底界以牙形類Palmatolepisrhomboidea的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志(圖3)，包括兔子塘組上部—帽子峰組下部的所有地層，以產(chǎn)豐富的腕足類Yunnanellina、Yunnanella等為特征。

圖3　牙形類Palmatolepis rhomboidea(口面視)Fig.3　Oral view of Palmatolepis rhomboidea(conodonts)

3.2　邵東階(Shaodongian stage)

該階的底界以牙形類Pa.rugosatrachytera的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，頂界以牙形類Siphonodellasulcata的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，包括帽子峰組—馬欄邊組下部的所有地層，以產(chǎn)豐富的菊石Wocklumeria，腕足類Tenticospirifer、Cyrtospirifer，珊瑚Ceriphyllum、Caninia、Cystophrentis，有孔蟲Eoquasiendothyra、Eoendothyra、Septabrunsiina、Glomospiroides、Laxoendothyra、Tournayella等為特征。邵東階自下而上可分為2個亞階：邵陽亞階和新邵亞階。

3.2.1邵陽亞階(Shaoyangian substage)邵陽亞階是中國晚泥盆世晚期的第三個亞階(Substage Ⅲ)。底界以牙形類Pa.rugosatrachytera的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志(圖4)，頂界以牙形類Bispathodusaculeatus的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，包括帽子峰組下部—孟公坳組下部的所有沉積，以產(chǎn)豐富的腕足類Mesoplecta、Acanthoplecta，珊瑚Ceriphyllum、Caniniadorlodoti，有孔蟲Eoendothyraregularis等為特征。

圖4　牙形類Palmatolepis rugosa trachytera(口面視)Fig.4　Oral view of Palmatolepis rugosa　　trachytera (conodonts)

3.2.2新邵亞階(Xinshaoan substage)新邵亞階是中國晚泥盆世晚期的第四個亞階(Substage Ⅳ)。其底界以牙形類Bispathodusaculeatus的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志(圖5);頂界與邵東階的頂界和泥盆—石炭系界線相一致，以牙形類Siphonodellasulcata的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志(圖6)。該階包括孟公坳組下部—馬欄邊組下部的所有地層，以產(chǎn)豐富的菊石Wocklumeria，腕足類Ptychomalatoechiakinlingensis、Yanguania、Plicochonetes，珊瑚Cystophrentis、Eocaninophyllum，有孔蟲Quasiendothyraradiata、Q.kobeitusana、Q.konensis等為特征。

圖5　牙形類Bispathodus aculeatus(內(nèi)側(cè)面視和外側(cè)面視)Fig.5　Inside and outside view of Bispathodusaculeatus (conodonts)

圖6　牙形類Siphonodella sulcata(口面視)Fig.6　Oral view of Siphonodella sulcata (conodonts)

4結(jié)論

(1)中國晚泥盆世晚期地層可分為2階：錫礦山階和邵東階，及4亞階：冷水江亞階、新化亞階、邵陽亞階和新邵亞階(表3)。

(2)以牙形類譜系演化研究為基礎(chǔ)，給出了2階4亞階底界的界線定義：冷水江亞階底界，即錫礦山階底界，以牙形類Palmatolepistriangularis的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志；新化亞階底界可以牙形類Palmatolepisrhomboidea的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志；邵陽亞階底界，即錫礦山階頂界或邵東階底界，則以牙形類Pa.rugosatrachytera的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志；新邵亞階底界可以牙形類Bispathodusaculeatus的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志，新邵亞階頂界，即邵東階頂界，則以牙形類Siphonodellasulcata的首次出現(xiàn)作為識別標(biāo)志。

表3　中國晚泥盆世晚期“階”和“亞階”劃分對比表

注：“*”表示“最上”之意

(3)冷水江亞階包括下triangularis帶、中triangularis帶、上triangularis帶、下crepida帶、中crepida帶、上crepida帶及最上crepida帶7個牙形類帶，腕足類Yunnanellina-Hunanospirifer組合帶；新化亞階包括下rhomboidea帶、上rhomboidea帶、下marginifera帶、上marginifera帶、最上marginifera帶及下trachytera帶6個牙形類帶，腕足類Yunnanellina-Yunnanella組合帶；邵陽亞階包括上trachytera帶、下postera帶、上postera帶及下expansa帶4個牙形類帶，腕足類Mesoplecta-Acanthoplecta組合帶，珊瑚Ceriphyllumelegantum-Caniniadorlodoti組合帶；新邵亞階包括中expansa帶、上expansa帶、下praesulcata帶、中praesulcata帶及上praesulcata帶5個牙形類帶，菊石Wocklumeria帶，珊瑚Cystophrentis帶，腕足類Ptychomalatoechiakinlingensis-Plicochonetes組合帶，有孔蟲Quasiendothyrakolaoheensis帶、Q.konensis帶和Q.detata帶。

致謝:

研究成果系中國地質(zhì)調(diào)查局和全國地層委員會項(xiàng)目成果之一，特別是王澤九、劉鳳山和姚建新研究員對于該項(xiàng)研究的大力支持，在此一并致謝。

參考文獻(xiàn)：

侯鴻飛. 1965. 湘中界嶺早石炭世孟公坳組腕足類兼論石炭系下界//地質(zhì)部地質(zhì)科學(xué)研究院論文集: 乙種,第一號. 北京：地質(zhì)出版社，111-158.

侯鴻飛. 1978. 中國南部的泥盆系//中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所.華南泥盆系會議論文集. 北京：地質(zhì)出版社，214-231.

黃大信. 1978. “雪峰山砂巖”的劃分意見和對“邵東段”概念的補(bǔ)充//中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所. 華南泥盆系會議論文集. 北京：地質(zhì)出版社，90-97.

侯鴻飛，季強(qiáng). 1985. 貴州睦化泥盆—石炭系界線. 北京：地質(zhì)出版社.

侯鴻飛，王士濤，高聯(lián)達(dá)，等. 1988. 中國的泥盆系. 北京：地質(zhì)出版社.

侯鴻飛. 2008. 中國南方泥盆系邵東階綜合研究報(bào)告：中國地質(zhì)調(diào)查局專報(bào)(2007001). 北京：地質(zhì)出版社.

季強(qiáng)，侯鴻飛，吳祥和，等. 1984. 牙形類Siphonodellapraesulcata帶和S.sulcata帶在我國的發(fā)現(xiàn)及其地層意義. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，58(2)： 106-113.

季強(qiáng). 1985a. 廣西鹿寨寨沙榴江群頂部晚泥盆世牙形刺動物群. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所刊，(11)： 39-45.

季強(qiáng). 1985b. 牙形類Siphonodella的演化、分類、分帶及生物相. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所刊，(11)：52-78.

季強(qiáng)，陳宣忠. 1985a. 廣西寨沙上泥盆統(tǒng)五指山組的非臺型牙形類和底棲有孔蟲//中國地質(zhì)科學(xué)院地層古生物論文集編委會. 地層古生物論文集. 北京：地質(zhì)出版社，(12)：74-86.

季強(qiáng)，劉南榆. 1985b. 廣西寨沙晚泥盆世牙形類及其分帶//中國地質(zhì)科學(xué)院地層古生物論文集編委會. 地層古生物論文集. 北京：地質(zhì)出版社，(14)： 16-31.

季強(qiáng). 1986. 湘中界嶺邵東組的牙形刺及其生物相//中國地質(zhì)科學(xué)院地層古生物論文集編委會. 地層古生物論文集. 北京：地質(zhì)出版社，(15)：73-79.

季強(qiáng)，張振賢，陳宣忠，等. 1987. 廣西鹿寨寨沙泥盆—石炭系界線研究.地層學(xué)雜志， 11(3)：213-217.

季強(qiáng). 1987a. 湘南江華晚泥盆世和早石炭世牙形類//中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究生論文集. 江蘇南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，(1)： 225-284.

季強(qiáng). 1987b. 從牙形類研究看中國淺水相泥盆系與石炭系分界. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，61(1)：10-20.

季強(qiáng). 1987c. 湖南江華早石炭世牙形刺及其地層意義：兼論巖關(guān)階內(nèi)部事件. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所刊，(16)：115-141.

季強(qiáng)，魏家庸，王洪第，等. 1988. 貴州長順睦化泥盆—石炭系界線層型研究的新進(jìn)展：介紹大坡上泥盆—石炭系界線剖面. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，62(2)：97-110.

季強(qiáng)，秦國榮，趙汝旋. 1990. 廣東樂昌大賽壩剖面牙形刺生物地層.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所所刊，(22)： 111-127.

季強(qiáng). 1991. 華南弗拉斯階—法門階界線層牙形刺生物地層研究：兼論弗拉斯期—法門期生物絕滅事件. 中國地質(zhì)科學(xué)院院報(bào)，(23)：115-127.

季強(qiáng). 1994. 從牙形類研究論華南弗拉斯—法門階生物絕滅事件//中國地質(zhì)科學(xué)院地層古生物論文集編委會.地層古生物論文集. 北京：地質(zhì)出版社，(24)：79-107.

季強(qiáng). 2004. 泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)之交的牙形類動物群演替與界線層型研究. 地層古生物論文集，(28)：111-124.

樂森璕，侯鴻飛. 1962. 中國南部泥盆石炭系分界問題的探討. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，8(3)：276-285.

秦國榮，趙汝旋，季強(qiáng). 1988. 粵北晚泥盆世和早石炭世牙形石的發(fā)現(xiàn)及其地層意義.微體古生物學(xué)報(bào)，5(1)：57-71.

蘇一保，韋仁彥，鄺國敦，等. 1988. 廣西宜山拉利多多靈山泥盆—石炭系界線層的牙形刺的發(fā)現(xiàn)及其地層意義. 微體古生物學(xué)報(bào)，5(2)：183-194.

桑德伯格，齊格勒，王成源，等. 1989. 關(guān)于重新考慮泥盆—石炭系界線層型的緊急提案.貴州地質(zhì)，6(3)：278-282.

吳望始，趙嘉明，姜水根. 1981. 華南地區(qū)邵東組的珊瑚化石及其地質(zhì)時(shí)代. 古生物學(xué)報(bào)， 20(1)：1-14.

王根賢，景元家，莊錦良，等. 1986. 湘中錫礦山地區(qū)泥盆紀(jì)—早石炭世地層系統(tǒng). 湖南地質(zhì)，5(3)：48-65.

王成源. 1987. 論Cystophrentis帶的時(shí)代. 地層學(xué)雜志，11(2)：120-125.

王成源. 1999. 泥盆系的亞階：國際地層委員會泥盆系分會當(dāng)前工作重點(diǎn). 地層學(xué)雜志，23(4)：316-320.

王成源. 2003. 國際泥盆系亞階研究的進(jìn)展. 地層學(xué)雜志，27(1)：77-79.

王成源. 2004. 泥盆系法門階四分已成定局. 地層學(xué)雜志，28(2)：185-190.

楊式溥，侯鴻飛，高聯(lián)達(dá)，等. 1980. 中國的石炭系. 地質(zhì)學(xué)報(bào)，56(3)：167-175.

殷保安. 2008. 中國上泥盆統(tǒng)“待建階”(陽朔階)綜合研究報(bào)告//第三屆全國地層委員會. 中國主要斷代地層建階研究報(bào)告(2001—2005)：中國地質(zhì)調(diào)查局專報(bào)(2007001). 北京：地質(zhì)出版社，345-356.

趙汝璇，張采凡，夏志芬，等. 1978. 湖南的泥盆系. 北京：地質(zhì)出版社.

趙汝璇，秦國榮. 1990. 論粵北的“帽子峰頁巖”. 地層學(xué)雜志，14(1)：1-14.

BECKER R T. 1998. Prospects for an international substage subdivision of the Famennian. SDS Newsletter, 15: 14-17.

HOU HONGFEI, JI QIANG, XIONG JIANFEI, et al. 1984. A possible stratotype of Devonian-Carboniferous boundary in Guizhou Province, South China. Cour Forsch-Inst Senckenberg, (67): 193-205.

HOU HONGFEI, JI QIANG, WANG JINXING. 1988. Preliminary report on Frasnian-Famennian events in South China//MCMILLAN N J, EMBRY A F, GLASS D J. Devonian of the World: Proceedings of the 2nd International Symposium on the Devonian System, Memoir 14, Volume III: Paleontology, Paleoecology and Biostratigraphy. Calgary, Albert, CAN: Canadian Society of Petroleum Geologists, 63-69.

JI QIANG. 1987. New results from Devonian-Carboniferous boundary beds in South China.Newsletter on Stratigraphy, (17): 155-167.

JI QIANG. 1988. A preliminary report on the Frasnian-Famennian extinction event in South China. Cour Forsch-Inst Senckenberg,(102): 243.

JI QIANG. 1989a. On the Frasnian-Famennian mass extinction event in South China . Cour Forsch-Inst Senckenberg, (117): 275-301.

JI QIANG. 1989b. The Dapoushang section: An Excellent Section for the Devonian-Carboniferous Boundary Stratotype in China. Beijing: Science Press.

JI QIANG, ZIEGLER W. 1993a. Middle and Upper Devonian conodonts from the Licun section, Yongfu county, Guangxi, China. Cour Forsch-Inst Senckenberg, (154): 223-252.

JI QIANG, ZIEGLER W. 1993b. Phylogeny, speciation and zonation ofSiphonodellaof shallow-water facies in China. Cour Fors-Inst Senckenberg, (154): 149-178.

JI QIANG, ZIEGLER W. 1993c. The Lali section: An excellent reference section for Upper Devonian in South China. Cour Fors-Inst Senckenberg, (157): 1-183.

STREEL M, LOBOZIAK S. 1998. Proposal of boundaries for subdivision of Famennian Stage: miospore implication. SDS Newsletter, 15: 46-47.

ZIEGLER W, JI QIANG, WANG CHENGYUAN. 1988. Devonian-Carboniferous boundary: Final candidate for a stratotype section. Cour Fors-Inst Senckenberg, (100): 15-19.

On the subdivision and correlation of late Upper Devonian Stages and Substages in China

JI Qiang, WANG Xu-ri

(Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China)

Abstract：This paper introduces the research history of late Late Devonian stages and substages in China and the basic principles of their subdivision. On the basis of the studies on global and regional critical geo- and bio-events, the basal boundaries should be placed at the stratigraphic levels above the event beds and defined by the first appearance of new elements within the phylogenetic lineages of one or some leading taxa. The stratigraphic development and distribution of Upper Devonian in China suggest that, the late Upper Devonian in China can be divided into two stages: the Xikuangshanian Stage (lower)and the Shaodongian Stage (upper). The Xikuangshanian Stage can be subdivided into two substages: the Lengshuijiangian Substage and the Xinhuaian Substage, and the Shaodongian Stage can be subdivided into two substages: the Shaoyangian Substage and the Xinshaoian Substage. The lower boundary of the Lengshuijiangian Substage corresponds to that of the Xikuangshanian Stage, and also agrees with the lower boundary of the international Famennian Stage, which is defined by the first appearance ofPalmatolepistriangularis(conodonts). The lower boundary of the Xinhuaian Substage is marked by the first appearance ofPalmatolepisrhomboidea(conodonts). The lower boundary of the Shaoyangian Substage corresponds to the upper boundary of the Xikuangshanian Stage and the basal boundary of the Shaodongian Stage, and is characterized by the first appearance ofPalmatolepisrugosatrachytera(conodonts). The lower boundary of the Xinshaoian Substage is recognized by the first appearance ofBispathodusaculeatus(conodonts), and its upper boundary corresponding to that of the Shaodongian Stage, also consistent with the international Devonian-Carboniferous boundary, is defined by the first appearance of Sihonodella sulcata (conodonts).

Keywords：Late Devonian; Famennian Stage; Xikuangshanian Stage; Shaodongian Stage; China