石炭系下界、上界和中间界线的全球界线层型已经或行将确定。在遴选过程中,我国曾为各界线层型提出相应的候选剖面,这证明上述界线的层位在我国可以正确识别和使用。然而,建立石炭系统和阶的全球标准仍需时日,目前各国都采用区域性年代地层系统,所以本典也沿袭传统的中国石炭系年代地层单位。
我国通常选取黔桂石炭系地层系统作为全国石炭系对比的标准或统一年代地层单位。虽然华北和准噶尔等地区的石炭系岩石地层和生物地层颇具地方性特点,曾被提议另建地方性的年代地层单位(韩同相等,1987;廖卓庭等,1993),但均未被广泛接受。年代地层单位理应是跨区域的、普遍适用的地层单位,我国石炭系各地层大区大体都属于低纬度生物区,生物地层单位基本可以对比,因此本典不采用地方性年代地层单位。另一方面,我国石炭系年代地层单位历经修订和充实,已渐趋确切和稳定。尽管部分研究者有感于现存年代地层单位的种种缺陷,不断地提出新的年代地层单位,然而为了保持年代地层系统的持续性,新的单位很少被接受,所以本典也未予考虑。
本典采用国际通用的系和亚系的涵义。经国际地科联执行局批准,石炭系的下界以法国La Serre剖面为全球界线层型,置于牙形石Siphonodella sulcata带之底。其确切层位先后在我国贵州长顺睦化剖面(侯鸿飞等,1985)、广西桂林南边村剖面(Yu Changmin,1988)、贵州长顺大坡上剖面(季强等,1988)证实;相应层位在新疆北部、西藏定日亚里剖面等地也可识别。按有关国际界线工作组的建议,石炭系上界置于牙形石Streptognathodus wabaunsensis带与S.isolatus带之间,
国际石炭系年代地层单位中的杜内阶(Tournaisian)、维宪阶(Visean)、塞普霍夫阶(Serpukhovian)、巴什基尔阶(Bashkirian)、莫斯科阶(Moscovian)、卡西莫夫阶(Kasimovian)和格舍尔阶(Gzhelian)等的概念明晰,在世界各地海相地层中很容易识别,因而被广为引用。我国地层工作者在引用上述单位的同时,还建立了区域性年代地层单位,即岩关阶、大塘阶、德坞阶、罗苏阶、滑石板阶、达拉阶和小独山阶。目前,上述国际年代地层单位(阶)往往被提升为统级单位,而阶的划分十分详细。这实际上只适于本地区,不能全面推广。
我国常用的石炭系的统在含义上相当于国际上采用的亚系。为使“统”一级单位的涵义明确、范围适当,本典选择了4个常用的石炭系的阶加以厘定并提升为统。我国常用的石炭系的阶大都是由岩石地层单位直接转换来的,其界线、涵义和标准剖面多数未经专门研究和确立,所依据的生物地层系统的精度也较低。现将各统和阶的命名、沿革、现在定义及其同义名列述于下(表1)。
丰宁亚系 Fengningian Subsystem
1931年丁文江命名。命名剖面在贵州独山县上司和旧司一带。在明清时代该区属丰宁长官司辖地,故名。
初创的丰宁系包括岩关群和大塘群,分别与西欧的杜内阶和维宪阶对比。岩关群分为革老河灰岩和汤粑沟砂岩;大塘群分为旧司砂岩和上司石灰岩。同年俞建章将丰宁系的珊瑚自下而上划分成Cystophrentis,Pseudouralinia,Thysanophyllum和Yuanophyllum 4个与岩石地层单位基本对应的带。1959年全国地层会议上采用丰宁统,作为我国下石炭统,并包括岩关阶和大塘阶。1962年,杨式溥将贵州相当于纳缪尔阶的地层命名为德坞组,作为丰宁统的顶部。1982年侯鸿飞等提出将泥盆系锡矿山阶之上,石炭系四射珊瑚Cystophrentis带之下的地层作为“待建阶”,置于丰宁统的底部(侯鸿飞等,1982;吴祥和,1987;王增吉等,1990)。杨敬之等(1982)、吴望始等(Wu Wangshi et al.,1987)使用的丰宁统则包括岩关阶和大塘阶。当国际地层委员会决定将泥盆系-石炭系全球界线置于牙形石Siphonodellasulcata带之底以后,产有四射珊瑚Cystophrentis带的地层基本上应属于泥盆系,丰宁统的下界理应随之提高至汤粑沟组之底及相当层位。芮琳等(1987)提出将德坞阶自牙形石Declinognathodus noduliferus带之底至
岩关统Yanguanian Series(Aikuanian Series)
统名源自岩关群(丁文江,1931)。命名地点在贵州独山城南14 km之岩关。初创时作为丰宁系下部,层位与西欧杜内阶相当,包括下部革老河石灰岩、上部汤粑沟砂岩。同年,俞建章建立两个珊瑚化石带,即Cystophrentis带和Pseudouralinia带,并以后者的产出层位作为汤粑沟砂岩与革老河灰岩的界线。中国科学院黔南地层队(1959)首先使用岩关阶,以革老河组和汤粑沟组为代表。80年代中期以后,根据微体化石,产珊瑚Cystophrentis动物群的革老河组应属于泥盆系。本典将岩关阶提升为统,目前仅包括汤粑沟阶。
汤粑沟阶Tangbagouan Stage
【命名】本典首次使用此阶名,代表中国石炭系最下部的一个阶。名字源于丁文江(1931)命名的汤粑沟组。代表剖面位于贵州独山县城以西4km。事实上,自从俞建章(1931)从汤粑沟组识别出珊瑚化石Pseudouralinia带以来,一直以此作为年代地层对比的标准。
【特征】在浅水相区,汤粑沟阶的Pseudouralinia珊瑚带又细分为3个亚带,自下而上为Ps.tangpakouensis,Koninckophyllum sp.-Ps.tangpakouensis,Ps.gigantea亚带;2个腕足类带,Martiniella-Eochoristites组合及Finospirifer shaoyangensis带。有孔虫组合:Plectogyra komi-Granuliferella complanata。本阶深水相生物地层层序可以贵州长顺的王佑组和睦化组为代表。已知牙形石序列由Siphonodella sulcata到Scaliognathus anchoralis的8个带组成。菊石Gattendor fia spp.和Initoceras folliformis,I.simile等,产出层位与S.duplicata带相当(侯鸿飞等,1985;季强等,1987)。本阶与西欧的杜内阶(Tournaisian)相当。
表1 中国石炭系多重地层划分对比表
大塘统Datangian Series
名称源自大塘群(丁文江,1931)。大塘系贵州平塘西关镇旧名。原义之大塘群,归属丰宁系上部,包括下部的旧司砂岩和上部的上司石灰岩,相当于西欧的维宪阶。俞建章(1931)将旧司砂岩和上司石灰岩的珊瑚分别归纳为Thysanophylloides带(原名Thysanophyllum带)和Yuanophyllum带。葛利普(1934)曾将相当于大塘群下部的地层称中丰宁统或上司统。1959年,中国科学院黔南地层队将与大塘群相当的地层称之为大塘阶,并广为沿用。本典将其含义扩大,提升为统,代表丰宁亚系的上统,包括旧司阶、上司阶和德坞阶。
旧司阶Jiusian Stage
【命名】阶名源自丁文江(1931)创立的旧司砂岩,小林贞一(1956)建立旧司阶。标准剖面位于贵州旧大塘县城东南4km的旧司村,现划归罗甸县。本典沿用这一阶名,其对应岩石地层层序在平塘西关至惠水摆金村剖面包括祥摆组和旧司组。前者由贵州区调队1975年创建。
【特征】在旧司期的浅水陆棚相地层中,珊瑚化石被归纳为Thysanophylloides带(俞建章,1931,原名Thysanophyllum带),腕足类为Schuchertella magna,Delepinea subcarinata-Megachonetes zimmermanni,Vitiliproductus groberi组合(吴望始等,1974)。吴祥和(1987)建议旧司阶的下限为Finospirifer shaoyangensis-Schnchertella magna组合带之底。王增吉等(1990)根据湘中的连续剖面,认为大塘阶的底界可以腕足类Megachonetes和
上司阶Shangsian Stage
【命名】小林贞一(1956)最早建立上司阶,名称源自丁文江(1931)的上司石灰岩。1956年,《中国区域地层表(草案)》用上司组而被广泛引用。张祖圻(Zhang Zuqi,1988)重新启用上司阶这一名称,并指定贵州摆金六寨剖面为层型。
【特征】在贵州上司期岩石地层层序不尽相同,在黔西威宁、普安等地,本阶包括了吴望始命名的草海组鸭子塘段上部和其上的十里铺段、新官厅段等地层。上司阶珊瑚化石被归纳为Yuanophyllum延限带,下部以Palaeosmilia及Kueichouphyllum heishihkuanense最为特征,中部以Aulina carinata占优,上部以兴起Palastraea为主(王增吉等,1990)。有孔虫可识别为Archaediscus,Neoarchaediscus,Howania等自下而上的序列。林甲兴等(1990)建立上司阶的有孔虫组合:Lituotubella glomospiroides-Quasidiscus guangdongensis。在较深水相上司阶的牙形石自下而上包括Gnathodus bilineatus bilineatus带和Paragnathodus nodosus带。
德坞阶Dewuan Stage
【命名】阶名源自德坞组(杨式溥,1962)。该组的命名剖面在贵州水城德坞,系指威宁石灰岩(丁文江,1931)底部的一套白云质灰岩和白云岩,其层位可与西欧纳缪尔阶相当。吴望始等(1974)认为命名剖面上的德坞组下界不明,另建赵家山组。1979年,中国地质科学院将相当于德坞组的地层称之为德坞阶,而德坞组被作为摆佐组的同义名。贵州贵定县城南43 km的摆佐村剖面作为此阶的标准剖面(王增吉等,1990)或层型候选剖面(吴祥和,1987)。
【特征】 此阶的腕足类包括下部的Striatifera striata-Gigantoproductus edelburgensis组合带和上部的Gondolina weiningensis-Striatifera angusta组合带。前者之底界和后者的顶界被分别指定为此阶的下界和上界。此阶上部产菊石Homoceras,下部产Dombarites。珊瑚属于Aulina带的A.rotiformis-A.palastraea亚带。牙形石为Gnathodus bilineatus bollandensis-Adetognathus unicornis组合带。
壶天亚系Hutianian Subsystem
名称源自壶天石灰岩(田奇
威宁统Weiningian Series
统名源于威宁石灰岩(丁文江,1944)。后者系葛利普(1924)首次公开引用。命名地点为贵州威宁,标准剖面在威宁县城南十里铺至飞来石附近。1934年,丁文江、葛利普使用威宁统,作为丰宁统和马平统之间的一个统,以后被《中国区域地层表(草案)》(1956)和吴望始等(1974)引用。1987年,吴望始等(Wu Wangshi et al.,1987)改称之为威宁阶,作为壶天统的下部,处于大塘阶与马平阶之间。其下界相当于
罗苏阶Luosuan Stage
【命名】1987年芮琳等提出,命名地点为贵州罗甸县城南约30km的罗苏村。层型剖面沿罗甸至望谟公路测制,位于罗苏西南7km处。
【特征】罗苏阶的下界以牙形石Decllnognathodus noduliferus noduliiferus和
滑石板阶Huashibanian Stage
【命名】阶名源于滑石板组。命名地为贵州盘县城东约30km的滑石板寨。金晓华等(1962)首次介绍。他们把威宁石灰岩细分为威宁组、滑石板组和达拉组,认为滑石板组相当于俄罗斯地台的巴什基尔组。巩福生(1965)将
【特征】滑石板阶的层型剖面在滑石板西侧(吴望始等,1974)。此阶的腕足动物群称Choristites mansugi-C.weiningia组合带,其中Ch.mansuyi始见于底部数米内。
达拉阶Dalan Stage
【命名】阶名源于达拉组。该组系金晓华等(1962)命名,命名地点为贵州盘县城东约30km的达拉寨。层型剖面测于达拉西侧(吴望始等,1974)。此组被作为相当于俄罗斯地台莫斯科阶的年代地层单位使用,并于1982年列入中国石炭纪年代地层系统,后被广泛引用(YangZunyi,1986;吴祥和,1987;王增吉等,1990)。
【特征】在达拉剖面上,此阶的
马平统Mapingian Series
马平统源于马平石灰岩,词根系广西柳州古名马平。王鸿祯(1956)和《中国区域地层表(草案)》改称之为马平统,作为中国石炭纪最上部的一个统。杨敬之等(1982)改称马平阶,作为壶天统的上部,并被广泛引用。马平统与马平阶均以马平石灰岩为依据,其地质年代跨度一致。通常采用1959年盛金章研究的广西宜山县德胜马平石灰岩后提出的马平期
马平阶与之相当的地质年代较长,化石层序清楚,一直被作为石炭系三分的上统。在北美划分为Missourian和Virgilian两个阶,在俄罗斯地台为Kasimovian和Gezhelian两个阶,并分别包括多个次级区域性年代地层单位。相比之下,我国马平阶的范围过宽,似作为马平统更恰当。
小独山阶Xiaodushanian Stage
【命名】1987年周铁明等提出,命名地点在云南广南县八宝的小独山,层型剖面即测于小独山村旁。
【特征】小独山阶以
中国石炭纪地层划分对比见表2。
表2 中国石炭系主要岩石地层划分对比表
续表
续表
续表