钙质超微化石是中、新生代海相地层划分 及洲际对比的重要依据之一。
由于颗石藻的种类繁多,数量十分庞大,因此,在现代大洋沉积物中,钙质超微化石所 组成的钙质软泥成为大洋软泥的最主要成分。同时,颗石藻的演化十分迅速,在地质历史中 形态、总体面貌变化显著,因此,颗石藻成为 研究生物演化、生物对环境所做出的适应性变 化,以及环境变化对生物影响的研究的一个重要而有力的工具。虽然时常有中生代以前的 地层中发现该类化石报道,但确凿的颗石藻被认为出现于晚三叠世之后,并在白垩纪后 期,以及古近纪和新近纪大量繁盛,是这一时期远洋沉积物的最主要钙质组成成分之一。由于个体微小,钙质超微化石在地层中的发现是19世纪后期光学显微镜被广泛使用之后 的事,而钙质超微化石的系统研究及其在地层学上的应用,则是随着20世纪中期开始的 深海钻探计划的实施,以及海洋石油开发而兴起的。随着深海钻探(DSDP)和大洋钻探 (ODP)项目的实施,钙质超微化石除了在生物地层学中发挥着重要的作用外,在古海 洋、古气候和古环境分析和研究中也日益受到重视。
钙质超微化石的地层应用,开始于20世纪50年代。1954年美国的Bramlette和 Riedel开始把钙质超微化石用于生物地层划分,并指出中生代与古近纪、新近纪钙质超微 化石组合的明显区别。同时他们还特别指出盘星石(discoaster)在深海沉积的世界性对比 中的作用和在古近纪、新近纪地层中具有的重要意义。1967年他们又再度提出划分化石 带的建议,其后随着深海钻探(DSDP)计划的发起和实施,研究人员发现钙质超微化石 中相当一批属种在地层中的始现面或末现面在全球具有相当的同时性,依据它们可以进行 全球性对比。钙质超微化石的生物地层学价值得到了学术界的普遍认可。钙质超微化石作 为独立的重要化石门类被编入深海钻探(DSDP)的报告中,1969~1983年的70卷中就 有66卷刊登有关钙质超微化石的专题报道共120篇,另有几十篇亦有所涉及(林美华,1985),报告还附有大量的精美图版,为研究全球各大洋中的钙质超微化石提供了宝贵的 资料。大量连续的DSDP岩心富含保存良好的钙质超微生物化石,世界各地纷纷建立了钙 质超微化石带(Hay et al.,1967;Gartner,1967;Bukry,1971)并与浮游有孔虫化石带 相互对比。
钙质超微类生物演化迅速,许多属种呈全球分布,且个体微小,数量巨大,随着研究 程度的深入,很快成为侏罗纪以来海相地层划分对比的最重要的化石门类之一,并建立起 可供全球对比的钙质超微化石序列。
钙质超微化石用于生物地层分带,一是要依靠标准化石;二是要依靠属种组合的 特征。钙质超微化石组合可以很确切地鉴定地层年龄,钙质超微化石组合作为划分 地质界线的标准之一,是从20世纪60年代开始的,DSDP(深海钻探计划1968~ 1983年)的实施,掀起了跨世纪的“地学革命”,之后进行的ODP(大洋钻探计划 1983 ~2003年),以及现在仍在进行中的IODP(综合钻探计划)是这场革命的继 续。DSDP的实施,促使了古海洋学的诞生。新技术的使用和新理论的诞生,为钙质 超微化石组合界定不同的地质年代提供了广阔的空间,使之成为进行全球性的生物 地层对比的一种新标准。
侏罗纪的分带最早由Barnard et al.(1974)提出,他们对英国南部、法国北部的侏罗 纪钙质超微化石自下而上划分了21个化石带,自此之后,Thiertein(1975,1976),Hamilton(1982),Medd(1982),Roth et al.(1983)相继提出了侏罗纪、白垩纪钙质超 微化石的分带。美国Hay(1977)在《钙质超微化石》 这篇总结性论文中进一步划分出 86个钙质超微化石带,其中侏罗纪21个,白垩纪19个,并作了较为详细的描述。1978 年美国Bukry提出了热带及亚热带中、新生代地层钙质超微化石带的划分方案,共划分出 56个钙质超微化石带。钙质超微化石在生物地层及地层学中的应用价值获得了充分肯定,在地质年代确定、地层划分和区域性及全球性地层对比中都取得了良好的结果。Roth (1978)根据深海钻探资料,建立了白垩纪钙质超微化石带(Nannofossil Cretaceous Zones),简称NC带,该序列共由23个化石带组成。此前,Manivit(1971)对早白垩世 的钙质超微化石进行了分带,Thierstein(1973,1976)分别对早、晚白垩世进行了分带,将白垩纪划分为19个化石带。较详细的化石分带由Sissingh(1977)提出,他根据发现于 欧美等地的化石,建立起由26个化石带组成的白垩纪颗石藻带(Cretaceous Coccolith Zones),简称CC带。随后,Perch-Nielsen(1979,1985)在CC带序列基础上,进一步划 分出18个亚带,使得CC带化石序列更趋详细,而广为白垩纪钙质超微化石研究者使用。
下面根据Hay(1977)和Thierstein(1976)钙质超微化石的分带情况,将上侏罗统 与下白垩统的共计17个化石带(表4.1)作一简单介绍。
4.1.2.1 晚侏罗世的钙质超微化石带
(1)Diadozygus dorsetense带
定义:界于Diadozygus dorsetense的始现面(FAD)与Actinozygus geometricus(Gorka)的始现面(FAD)之间的地层体。
化石群:Watznaueria communis,Zeugrhabdotus erectus,Stephanolithion bigoti,Vekshinella quadriarculla,Podorhabdus cylindratus,Paleontosphaera dubia,Discorhabdus tubus,Ethmorhabdus gallicus,Hexapodorhabdus cuvillieri,Discorhabdus jungi,Zeugrhabdotus noeli,Discorhabdus patulus,Podorhabdus escaigi,Octopodorhabdus decussatus,Watznaueria britannica,Diadozygus asymmetricus,Diadozygus minutus及Truncatoscaphus delftensis。
作者:Barnard and Hay,1974。
年代:侏罗纪Oxfordian早期。
表4.1 上侏罗统与下白垩统钙质超微化石带
(据Hay,1977;Thierstein,1976)
(after Hay,1977;Thierstein,1976)
(2)Actinozygus geometricus带
定义:由Actinozygus geometricus的始现(FAD)到Vekshinella stradneri Rood,Hay and Barnard的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Diadozygus dorsetense带所出现者外,再加上Actinozygus geometricus。
作者:Barnard and Hay,1974。
年代:侏罗纪Oxfordian早期。
(3)Vekshinella stradneri带
定义:由Vekshinella stradneri的始现(FAD)到Stephanolithion bigoti的末现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Actinozygus geometricus带所列者外,再加上Vekshinella stradneri。而 Octopodorhabdus decussatus,Podorhabdus rahla及Diadozygus minutus在本带消减。
作者:Barnard and Hay,1974。
年代:侏罗纪Oxfordian中期到Kimmeridgian早期。
(4)Watznaueria communis带
定义:Stephanolithion bigoti的末现(FAD)到Parhabdolithus embergeri(Noel)的始现 (FAD)之间的地层体。
化石群:除了Vekshinella stradneri带所列者外,再加上少许的Stephanolithion bigoti。
作者:Barnard and Hay,1974。
年代:侏罗纪Kimmeridgian中期
(5)Parhabdolithus embergeri带
定义:Parhabdolithus embergeri的始现(FAD)到Nannoconus colomi(de Lapparent)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Watznaueria communis带所见者外,再加上Parhabdolithus embergeri。而 Crepidolithus crassus及Podorhabdus cylindratus在本带消减。
作者:Worsley,1971。
年代:侏罗纪Kimmeridgian晚期。4.1.2.2 早白垩世的钙质超微化石带
(1)Nannoconus colomi带
定义:由Nannoconus colomi(de Lapparent)的始现(FAD)到Cretarhabdus crenulatus Bramlette and Martini的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:Polycostella beckmanii Thierstein,Cretaturbella rothi Thierstein,Parhabdolithus embergeri(Noel),Watznaueria barnesae(Black),Cyclagelosphaera margereli,Diazomatolithus lehmani,Watznaueria britannica,Biscutum constans(Gorka),Nannoconus colomi,Nannoconus bronnimanni Trejo,Lithraphidites carniolensis Deflandre,Stephanolithion laffittei Noel,Polycostella senaria Thierstein,Parhabdolithus asper(Stradner),Rucinolithus wisei Thierstein,Cruciellipsis chiasta(Worsley),Cruciellipsis cuvillieri(Manivit)和Micrantholithus hoschulzi (Reinhardt)。
作者:Worsley,1971的Nannoconus steinmanni带;Thierstein,1971修正。
年代:侏罗纪Tithonian最晚期到白垩纪Berriasian晚期。
(2)Cretarhabdus crenulatus带
定义:由Cretarhabdus crenulatus的始现(FAD)到Calcicalathina oblongata(Worsley)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Nannoconus colomi带所见者外,再加上Cretarhabdus crenulatus,Bipodorhabdus roegli Thierstein,Reinhardtites fenestratus(Worsley)及Tubodiscus verenae Thierstein等,而Cretaturbella rothi则在底部附近减少其含量。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Berriasian晚期到Valanginian早期。
(3)Calcicalathina oblongata带
定义:由Calcicalathina oblongata的始现(FAD)到Lithraphidites bollii(Thierstein)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Cretarhabdus crenulatus带所列者外,再加上Calcicalathina oblongata,Glaukolithus diplogrammus(Deflandre and Fert),Rhabdolithina splendens(Deflandre),Micula Infracretacea Thierstein,Podorhabdus dietzmanni(Reinhardt),Diadorhombus rectus Worsley,Nannoconus bucheri Bronnimann和N.wassalli Bronnimann等。Rucinolithus wisei,Diadorhombus rectus和Tubodiscus verenae在本带顶部消减。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Valanginian早期到Hauterivian早期。
(4)Lithraphidites bollii带
定义:由Lithraphidites bollii的始现(FAD)到Calcicalathina oblongata的末现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Calcicalathina oblongata带所见者外,再加上Lithraphidites bollii等。而 Discorhabdus,Cruciellipsis cuvillieri,Bipordorhabdus roegli,Lithraphidites bollii 及 Calcialathina oblongata在本带顶部消减。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Hauterivian早期到Barremian早期。
(5)Micrantholithus hoschulzi带
定义:由Calcicalathina oblongata的末现(FAD)到Nannoconus colomi的末现 (FAD),Chiastozygus litterarius(Gorka)的始现(FAD)及Rucinolithus irregularis Thierstein的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Lithraphidities bollii带所列者外,再加上少许的Nannoconus colomi。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Barremian早期到Barremian晚期。
(6)Chiastozygus litterarius带
定义:由Nannoconus colomi的末现(FAD)或Chiastozygus litterarius的始现(FAD)及Rucinolithus irregularis 的始现(FAD)到Parhabdolithus angustus(Stradner)或 Lithastrinus floralis Stradner的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Micrantholithus hoschulzi带所列者外,再加上Chiastozygus litterarius (Gorka),Rucinolithus irregularis Thierstein,Podorhabdus decorus(Deflandre)及Lithastrinus septentrionalis Stradner等。而Nannoconus colomi,Micrantholithus hoschulzi,Micrantholithus obtusus,Cretaturbella rothi及Nannoconus bronnimanni在本带消减。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Aptian早期。
(7)Parhabdolithus angustus带
定义:由 Parhabdolithus angustus 或 Lithastrinus floralis的始现(FAD)到 Prediscosphaera cretacea(Arkhangel’ski)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Chiastozygus litterarius带所列者外,再加上Parhabdolithus angustus (Stradner),Lithastrinus floralis Stradner,Corollithion achylosum(Stover),Tranolithus gabalus Stover及Cretarhabdus loriei Gartner。而Nannoconus wassalli,Micula infracretacea,Cyclagelosphaera margereli,Nannoconus bucheri和Nannoconus globulus在本带消减。
作者:Manivit,1971。
年代:白垩纪Aptian晚期到Albian早期。
(8)Prediscosphaera cretacea带
定义:由Prediscosphaera cretacea的始现(FAD)到Eiffellithus turriseiffeli(Deflandre and Fert)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Parhabdolithus angustus带所列者外,再加上Prediscosphaera cretacea,Vagalapilla matalosa(Stover),Eiffellithus trabeculatus(Gorka),Cratarhabdus coronadventis Reinhardt,Broinsonia signata(Noel),Tranolithus exiguus Stover,Tranolithus orionatus (Reinhardt),Broinsonia lata(Noel),Podorhabdus orbiculofenestrus(Gartner)及 Prediscosphaera spinosa(Bramlette and Martini)。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Albian早期。
(9)Eiffellithus turriseiffeli带
定义:由Eiffellithus turriseiffeli的始现(FAD)到Hayesites albiensis Manivit的始现 (FAD)之间的地层体。
化石群:除了Prediscosphaera cretacea带所列者外,再加上Eiffellithus turriseiffeli (Deflandre and Fert),Cribosphaerella ehrenbergi(Arkhangel’ski),Corollithion signum Stradner,Broinsonia enormis(Shumenko),Scapholithus fossilis Deflandre and Fert。而 Rucinolithus irregularis,Parhabdolithus infinitus,Diazomatolithus lehmani及Braarudosphaera africana在本带消减。
作者:Thierstein,1971。
年代:白垩纪Albian中期。
(10)Hayesites albiensis带
定义:由Hayesites albiensis Manivit的始现(FAD)到Corollithion rhombicum(Stradner Adamiker and Maresch)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:Zeugrhabdotus erectus(Deflandre),Zeugrhabdus bussoni(Noel),Glaukolithus diplogrammus,Stuarolithites crux(Deflandre),Parhabdolithus embergeri,Stephanolithion laffittei,Lithastrinus septentrionalis Stradner,Lithraphidites carniolensis,Nannoconus globulus,Nannoconus wassalli,Nannoconus minutus Deflandre,Chiastozygus litteratius,Parhabdolithus angustus(Stradner),Rhabdolithina splendens,Eiffellithus turriseiffeli,Lithastrinus floralis Stradner,Thoracosphaera deflandrei Kamptner,Watznaueria parvidentata(Deflandre)及 Hayesites albiensis。
作者:Manivit,1971。
年代:白垩纪Albian中期。
(11)Corollithion rhombicum带
定义:由Corollithion rhombicum的始现(FAD)到Staurolithites matalosus(Stover)的 始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Hayesites albiensis带所列者外,再加上Sollasites horticus,Cretarhabcus decorus(Deflandre),Corollithion signum Stradner,Cretarhabdus unicornis Stover,Corollithion rhombicum,Cretarhabdus helicoides Stover,Discorhabdus ignotus(Gorka)等。而Nannoconus wassalli,Nannoconus globulus及Lithastrinus septentrionalis在本带消减。
作者:Manivit,1971。
年代:白垩纪Albian晚期。
(12)Staurolithites matalosus带
定义:由Staurolithites matalosus的始现(FAD)到Staurolithites orbiculofenestrus (Gartner)的始现(FAD)之间的地层体。
化石群:除了Corollithion rhombicum带所列者外,再加上Ocotopodorhabdus decussatus,Staurolithites matalosus,Tranolithus orionatus,Tranolithus exiguus Stover及 Watznaueria barnesae(Black)。
作者:Manivit,1971。
年代:白垩纪Albian晚期。
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