王泽九, 黄枝高, 姚建新*, 马秀兰

1)中国地质科学院, 北京 100037; 2)中国地质科学院地质研究所, 北京 100037

中国地层表及说明书的特点与主要进展

王泽九1), 黄枝高2), 姚建新2)*, 马秀兰1)

1)中国地质科学院, 北京 100037; 2)中国地质科学院地质研究所, 北京 100037

《中国地层表及说明书》由全国地层委员会组织中国地层学家编制。《中国地层表及说明书》建立了中国年代地层系统与国际年代地层系统之间的精确对比关系; 充分反映了各地质时期岩石地层的展布状况, 各地质历史阶段的地质年龄、生物地层序列(列数列各阶期的主导化石门类的组合序列)、磁性地层、地质事件及海平面升降等的变化特征; 根据最新研究进展, 对中、新元古代、寒武纪、侏罗纪—白垩纪等的地层划分方案做了一些重要调整; 为使阶名与组名尽量不重名, 对中生代和部分古生代阶名进行了重新命名。该表是具有很强实用性的全国统一多重地层表, 对了解中国地层发育整体情况, 进行国内、外和大区域的地层对比研究, 开展地学研究、地质教学、地质调查工作有重要科学意义和实用价值。《中国地层表》在第三十四届国际地质大会和第四届全国地层会议上得到国内外地质学家的高度重视和一致好评, 部分成果已经在地质调查和中国区域地质志编制中得到广泛应用, 产生了良好的社会效应。

中国; 地层表; 特点; 主要进展

地层是一部地质历史发展的真实记录。各地质时代的地层中保存了大量地质发展进程中的重要信息。可以说, 地层学是地质科学的奠基性重要基础学科。地层工作对于区域地质调查、矿产资源勘查、地质环境评价以至国土灾害监测都是必不可少的基础工作(王泽九等, 2006)。地层表代表了一个国家地层工作与地层学研究的程度和整体水平。国际地层委员会对国际地层表十分重视, 每年组织有关专家都对国际地层表进行修改和完善(顾道源等, 1993; Gradstein et al., 2012)。为适应和满足国内各部门广大地质工作者应用的需要, 并更好地与国际地层研究接轨, 2000年第三届全国地层委员会组织有关专家编制了《中国区域年代地层(地质年代)表》, 并编写了《中国区域年代地层(地质年代)表说明书》(全国地层委员会, 2002), 对中国区域年代地层(地质年代)表中的相关问题和所建各阶做了说明。

为了贯彻落实《国务院关于加强地质工作的决定》和温家宝总理对地质工作的六条重要批示,2006年4月下旬在海南省海口市召开第三届全国地层委员会第八次常委扩大会期间, 与会代表提出了编制《中国地层表及说明书》的建议, 即由全国地层委员会牵头, 组织全国相关单位的专家编制一份全国的、综合的、多重地层表, 以满足即将全面展开的全国基础地质工作的需要。中国地质调查局科技外事部对这一建议给予大力支持。2008年设立了《全国多重地层表及说明书编制》项目, 以推动中国地层表编制工作。项目由中国地质科学院和全国地层委员会主持, 中国地质科学院地质研究所、中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、中国地质大学(北京、武汉)、中国地质调查局武汉地调中心、中国地质调查局天津地调中心、中国地质调查局成都地调中心、中国地质科学院地质力学所等单位参加(表1)。

为规范中国地层表及说明书的编写, 参考《国际地层指南》(Salvador, 1994)和《中国地层指南及中国地层指南说明书》(修订版)(全国地层委员会,2001)有关规定, 制定了《编制中国地层表及说明书实施细则》, 其主要原则为: (1)以现代地质学与地层学理论为指导; (2)以《中国地层指南及中国地层指南说明书》(修订版)(全国地层委员会, 2001)中的有关规定为主要参考依据; (3)以《中国区域年代地层(地质年代)表》(全国地层委员会, 2002)的年代地层系统为基本框架; (4)以收集、消化现有(特别是2000年第三届全国地层会议后)我国地层工作正式发表成果为主; (5)尽量充分展示我国现有的最新研究成果和资料, 但要正视现状, 有多少展示多少,勿需求全。经过全体编表人员 3年的努力, 于近期完成了《中国地层表》(见插图 I)和相关说明书(专著)的编写。

表1 《中国地层表及说明书》编制主要人员Table 1 Main crew compiling The stratigraphic Chart of China and Directions

1 《中国地层表》的特点

《中国地层表》为一张全开幅的彩色掛图(插图 I), 原图的框架尺寸: 纵向为 100 cm, 横向为95 cm, 双列并排。图的格式: 每列表的横向方向分8个栏目, 依次为: 国际年代地层表、中国年代地层表(标有地质年龄)、岩石地层和生物地层(此栏目按自然地理方位划分中国北方、中国南方和青藏高原三个分栏目)、磁性地层、地质事件、海平面升降, 形成统一的对应关系表, 并配有详细的相关说明书。在2001年发布的《中国区域年代地层(地质年代)表》的基础上, 新编的《中国地层表》充分反映了十几年来我国地层学研究成果, 同时参考了国际地层学研究的最新进展。不仅按中国地质构造特点, 分别以中国北方、南方和青藏三大区列出其地层发育系统岩石地层和生物地层特征, 而且根据现有资料, 充分反映主要地层系统不同相变特征以及磁性地层、事件地层和海平面变化特征。在表的编制过程中, 尽量吸收了中国地层研究的最新成果,是具有很强实用性的全国统一多重地层表, 对进行中国区域年代地层(地质年代)系统(自太古宇至第四系)与国际年代地层系统的对比和开展地质调查工作有重要科学意义和实用价值。该成果被评为中国地质科学院2013年度十大科技进展第一名(中国地质科学院, 2014)。

2 《中国地层表》的重要进展与变化

《中国地层表》是在《中国区域年代地层(地质年代)表说明书》(全国地层委员会编著, 2002)的基础上进行编制的。在编制过程中, 尽量吸收了中国地层研究的最新成果; 并通过充分协商, 对一些有争议的地层问题进行了变通处理。其中主要进展有以下几个方面。

2.1 建立了《中国地层表》与《国际地层表》对比关系

为便于中国年代地层单位与国际年代地层单位的对比, 在《中国地层表》中并排列出了国际地层表的年代地层系统与中国的年代地层系统, 以促进我国地层研究及尽快与国际接轨。

2.2 建立了中国北方、南方和青藏高原三个地区之间生物地层和岩石地层对比关系

由于中国地域辽阔, 地层与古生物的发育因地而异, 很难列出一个代表性的地层柱和生物地层序列。因此, 根据中国地层与古生物发育发展的总体特征, 按自然地理区域分中国北方、中国南方, 青藏高原三大区分别展示各地质历史时期的岩石地层与生物地层特征和相互对比关系。三大区的基本范围为: 中国北方区, 其南界西起西昆仑、向东经阿尔金山至祁连山—秦岭—大别山—伏牛山直至长江入海口以北至国境线地区; 中国南方区, 以上述界线为北界, 其西界自祁连山向南至岷山, 再向南至三江大拐湾直至澜沧江以东地区(包括台湾岛); 青藏高原区, 包括西昆仑—阿尔金山—祁连山一线以南和中国南方区西界以西直至边界地区。

2.3 对中、新元古界、寒武系、侏罗系—白垩系界线的划分方案做了重要调整

由于近年来, 在原青白口系下部下马岭组的火山沉积夹层中测得大于1320 Ma的锆石SHRIMP的U-Pb年龄(高林志等, 2007, 2008, 2009; Gao et al.,2007, 2008, 2009, 2013), 表明下马岭组不属于新元古界的青白口系, 而应下移至中元古界。针对这一新情况, 经有关专家多次讨论, 对中元古界内的划分作了如下调整: 整个中元古界的年限仍然是1800～1000 Ma, 其中, 长城系的年限由原来的1800～1400 Ma调整为1800～1600 Ma; 蓟县系年限由原来的 1400～1000 Ma, 调整为 1600～1400 Ma;1400～1000 Ma期间(即下马岭组下移后的这段间隔),目前暂以“待建系”处理(李怀坤等, 2009)。在《中国区域年代地层(地质年代)表》中, 新元古界南华系的底界年龄确定为800 Ma, 经过近些年对南华系的研究, 在多处获得南华系的同位素年龄数据, 经相关专家综合分析研究, 将南华系的底界年龄调整为780 Ma(高林志等, 2010, 2011)。

根据寒武系研究的进展和国际上寒武系划分方案的变化(彭善池, 2006, 2008, 2009), 对寒武系地层划分方案做了调整, 删去原来传统的划分三统十阶的方案(多在台区建立); 改用国际上已通用的划分四统十阶的方案(主要在斜坡相区建立)。

以往我国对白垩系—侏罗系的界线年龄, 用插入法选用的年龄值是137 Ma。但根据国际上对侏罗系—白垩系界线研究的新进展, 《国际地层表》(最新版2013版)已将其界线年龄定为145 Ma。我国地层工作者在中国西藏地区白垩系下部也获得了142 Ma的数据(Liu et al., 2013)。根据国内、外研究的进展, 在地层表编写过程中将白垩系—侏罗系的界线年龄由137 Ma调整为145 Ma。针对这一变化,相关阶的位置亦随之作相应调整, 原属上侏罗统顶部的大北沟阶, 因所测出的年龄均小于145 Ma, 因此上移至下白垩统。而土城子阶因其中所含古生物化石既有中侏罗纪的分子, 也有晚侏罗世的分子,做出的同位素年龄多数小于 145 Ma, 也有大于145 Ma的, 土城子阶准确的归属定位目前难以决断,考虑到年代地层系统的完整性, 目前暂时仍将其作为一个晚侏罗世的阶处理。

2.4 对一些阶名进行了重新命名

为使阶名与组名尽量不重名, 在进行新的《中国地层表》编制时, 对中生代和部分古生代阶名进行了重新命名。如: 中奥陶统下部以“大坪阶”代替原“大湾阶”, 二叠纪以“罗甸阶”替代原“栖霞阶”, 栖霞只用于岩石地层单位“栖霞组”, 以“孤峰阶”替代原“茅口阶”茅口只用于岩石地层单位“茅口组”(金玉玕等, 1999), 此外, 有专家建议, 全球界线层型剖面和点位(GSSP)确立在中国的相关阶, 在新的《中国地层表》编制时, 最好采用《国际地层表》中的阶名。根据这一建议, 将下石炭统原“岩关阶”和“大唐阶”改用“杜内阶”和“维宪阶”, 三叠系底部以“印度阶”替代原“殷坑阶”等, 同时以括号列入相对应的中国阶名。另外, 对已经进入国际地层表的中国阶, 如寒武系的古丈阶、排碧阶和江山阶, 奥陶系的大坪阶, 二叠系的长兴阶和吴家坪阶则继续保留原有阶名。

2.5 展示了中国磁极性变化特征

磁性地层一栏中展示了我国自行测试并被同行专家认可且已公开发表的磁性地层研究成果。以黑色和白色柱展示磁极性变化特征, 黑色代表正向极性, 白色代表反向极性; 有多少展示多少, 目前没有资料展示的空间, 暂以灰底加斜线表示。

2.6 展示了重要地质事件在地层中的位置

事件地层一栏展示了各断代对地质历史发展及地层划分具有重大影响和作用的地质事件(如:岩浆活动、火山喷发、造山运动、外星撞击、海平面升降, 大的冰川事件等)以及重要的生物事件(包括重要生物的出现、生物的集群灭绝和生物复苏与辐射等)。这些事件均以箭头指向年代地层单位的大致发生位置, 并在箭头末端注明事件名称; 对于造山运动、缺氧事件等具时限延续性的地质事件, 其箭头自该事件的起始点向上指向其大致的终止期,并于箭头旁侧注明该事件性质及名称。

2.7 展示了海平面整体变化趋势

海平面升降一栏, 以兰色曲线展示各断代时期海平面的变化情况。各断代选择最具代表性、反映该时期海平面变化总体趋势地区的海平面变化加以展示。由于各断代编表组选择的地区不同, 引用现有资料所做出的曲线应用方法也不尽一致(有生物分析法、层序分析法、沉积相分析法等), 掌握的尺度各不相同, 因此该栏没有使用统一的标尺, 各断代间的曲线也没有彼此绝对地衔接。它只反映各断代所选地区的海平面变化情况, 不代表全国的该时期海平面变化。海水深浅变化一律向右变深, 向左变浅。

3 《中国地层表》的作用和价值

《中国地层表》反映了中国地层研究的最新成果, 是具有很强实用性的全国统一多重地层表, 其在地学研究中的作用和应用价值体现在以下几个方面。

(1)在对中国地层学研究的最新成果分析研究的基础上, 建立了国家的地层划分格架和大区域地层对比关系。

(2)为地学研究和教学、地质调查和资源勘查提供了地层划分对比的标准。2012年9月21日中国地质调查局和全国地层委员会以“中地调函[2012]295号”的形式发布了关于《中国地层表》的通知, 明确指出“《中国地层表》通过广泛征求各方面意见, 多次重大修改, 经全国地层委员会审定,现予以发布。地层表作为研究地球历史的时间标尺、地质填图的基本指南、地质调查评价的基本工具,请有关单位参照执行”。《中国地层表》划分方案还被应用于第二代《中国区域地质志工作指南》中, 对各省(市、自治区)《中国区域地质志》地层部分的编写起到了很好的指导作用。

图1 昆阳群现场研讨会野外考察Fig. 1 Field investigation seminar of Kunyang Formation

图2 双桥山群现场研讨会野外考察Fig. 2 Field inspection seminar of Shuangqiaoshan Formation

(3)《中国地层表》中文版在第四届全国地层会议、《中国地层表》英文版在第34届国际地质大会上都进行了展示, 受到国内、外广大地质学家的高度重视和一致好评, 进一步提高了中国地层学的国际地位。

(4)为解决《中国地层表》编制有争议的重要地层问题, 由全国地层委员会、中国地质调查局科技外事部牵头, 同各省地质调查局和大区地调中心在云南、四川、贵州、浙江、江西、陕西、河北、辽宁等地区组织了一系列野外现场研讨会, 通过交流和讨论在一些关键性地层问题上取得基本共识, 有力地促进了区域地层问题的解决, 例如:

2009年1月由全国地层委员会、中国地质调查局科技外事部和云南地质调查局共同组织召开了“昆阳群野外现场研讨会”(图1)。与会代表经过认真讨论和交流, 在“正八”、“倒八”关系以及东川群(位于下部)与昆阳群(位于上部)位置等问题上达成基本共识。

2009年5月, 由中国地质调查局科技外事部、全国地层委员会和江西省地质矿产勘查开发局共同组织召开了双桥山群野外现场研讨会(图2)。通过这次野外考察和研讨, 与会专家一致认为双桥山群时代为新元古代, 梵净山群、武当山群、四堡群、双桥山群之间可能存在对比关系, 使双桥山群时代归属问题得到解决。

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Characteristics and Main Progress ofThe Stratigraphic Chart of China and Directions

WANG Ze-jiu1), HUANG Zhi-gao2), YAO Jian-xin2)*, MA Xiu-lan1)
1)Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037;2)Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100037

Under the leadership of National Commission on Stratigraphy of China,The Stratigraphic Chart of China and Directionswere compiled by Chinese stratigraphers. The exact correlation between international chronostratigraphy and Chinese chronostratigraphy is established inThe stratigraphic Chart of China.The Stratigraphic Chart of Chinafully reflects the distributive status of lithostratigraphy, the characteristics of geological ages, the biostratigraphic sequence, the magnetostratigraphy, the geological events and the eustatic sea level change during every geological period. According to recent research, some schemes of stratigraphic division of Mesoproterozoic-Neoproterozoic, Cambrian, and Jurassic–Cretaceous were revised. In order to avoid the repetition of names between stage and formation, the compilers adjusted some stage names of Mesozoic and Paleozoic.TheStratigraphic Chart of Chinais possessed of important scientific significance and practical value for us to understand the development of Chinese stratigraphy, correlate stratigraphy between China and foreign countries, and unfold scientific research, geological education and geological survey. Therefore,TheStratigraphic Chart of Chinawas well

and highly praised by the 34thInternational Geological Congress and 4thNational Stratigraphic Congress. A part of achievements has been widely applied to geological survey and compilation of regional geological records, with good social benefit achieved.

China; stratigraphic chart; characteristics; main progress

K992; P285

A

10.3975/cagsb.2014.03.01

本文由中国地质调查局地质调查项目“全国多重地层表及说明书编制”(编号: 1212010811057)资助。获中国地质科学院2013年度十大科技进展第一名。

2014-03-27; 改回日期: 2014-04-11。责任编辑: 闫立娟。

王泽九, 男, 1937年生。研究员。主要从事前寒武纪地层研究。

*通讯作者: 姚建新, 男, 1953年生。研究员, 博士生导师。主要从事地层和古生物研究。E-mail: yaojianxin@cags.net.cn。