超越“金钉子”
2022-06-27 16:44:00近日,中国地质大学(北京)王训练在《科学通报》发表文章“‘金钉子’之后的《国际年代地层表》刍议”,试图寻找比单纯使用“金钉子”更加精确的地球历史时间标尺。
科学家曾经尝试用各种手段确定地球历史的时间标尺。20世纪70年代以前,人们主要以“自然事件”作为年代地层界线的划分依据,界线一般都选择在发生某些地质事件的位置上。20世纪70年代以来,国际地层委员会主张采用全球界线层型剖面和点位(Global Standard Boundary Stratotype Section and Point,缩写为GSSP,俗称“金钉子”)的概念和方法重新厘定古生代以来各个系和阶的定义,用连续的、没有间断的地层序列反映连续的时间。具体做法主要是以保存在岩石中的生物成种事件作为识别标志,即以一个选定的特定物种在地层中最早出现的位置作为年代地层界线的标志。然而对这个特定物种的选择,及其最早出现位置的选择均缺乏客观标准。
以“金钉子”概念和方法建立的《国际年代地层表》中,显生宙地层界线的定义大致完成了三分之二。从实践情况来看,几乎所有界线的定义和对比都出现了争议,有些界线的定义问题还比较突出,导致作为对比标准的界线定义近乎形同虚设。另外,目前的《国际年代地层表》时间分辨率已经无法满足地球系统科学研究对时间和空间格架精度的要求。
在这篇文章中,王训练建议将生物地层与事件地层有机结合起来,共同定义年代地层单元界线,将地质事件界面作为定义、选择和识别界线层型剖面和点位的重要参考标准。
具体操作中,可以以事件地层顶界面之上第一个广泛分布的生物带底界作为界线层型的生物地层定义(第一判别标准);以生物地层定义标准分子首现位置(FAD)与事件地层顶界面距离最短的剖面作为界线层型剖面(第二判别标准);以生物地层定义标准分子之下的事件地层顶界面作为识别和对比年代地层界线的重要参考标志。
例如,下图所示的B1、B2、B3和B4诸生物带中,生物带B1是事件地层单元顶界面之上第一个广泛分布的化石带,其底界应当被选作年代地层单元界界线的生物地层定义。

生物演化事件、海平面变化、生物地层、层序地层、事件地层之间的关系
下图中,A、B、C、D和E诸剖面中,C剖面上标准分子首现位置(FAD)与事件地层顶界面距离最短,应当被选做全球界线层型剖面。

时间带、生物带与事件地层界线之间的关系
总之,事件地层顶界面可以作为识别和对比年代地层界线的重要参考标志。这种做法将使年代地层界线标准的选择有章可循,避免随意性和主观性,还可以提高地层划分的分辨率和年代地层界线的可识别性。
本文选自《科学通报》