百年來國內(nèi)外奧陶系研究的回顧與反思

百年來國內(nèi)外奧陶系研究的回顧與反思

2007年是人類歷史上的一個普通人。然而，對于參與奧陶系研究的地層工人來說，這是一個有價值的一年。奧陶系最終完成了三個系、統(tǒng)、階的國際標準。筆者希望在此向諸位同行報告我們的體會、看法和有幸介入的親身經(jīng)歷,以此作為對奧陶系研究歷史的回顧、現(xiàn)狀的小結(jié)和今后的展望。本文第三部分的英文全文將另行發(fā)表。一、拉普浚斯的奧陶系和志留系英國是奧陶系研究最早的國家,也是奧陶系的命名地。百年來,各國同行都以英國奧陶系的劃分標準作為國際對比標準,英國的奧陶系、統(tǒng)級單元長期都被作為國際上通用的對比單元。因此英國奧陶系的研究,代表了奧陶系研究的第一個歷史階段,功不可沒。奧陶系的研究也和其他時代的地層的研究一樣,在其啟蒙階段主要都是以特征的巖石和生物化石,按照地層層序律的原理來加以劃分的。在英國,古生代最特征的巖石地層就是老紅砂巖(OldRedSandstone),它雖然不完全屬于泥盆系,但主要歸屬泥盆紀。英國地質(zhì)學的先驅(qū)者莫企遜(Murchison)和賽其威克(Sedgwick)從1831年前后就開始研究威爾士地區(qū)老紅砂巖之下的地層。Murchison(1835)提出了志留系。三年后,Sedgwick(1838)發(fā)表了他對志留系和寒武系的不同劃分方案。被Sedgwick(1852)劃為上寒武系和中寒武系的地層,隨后又都被Murchison(1854)根據(jù)其中的三葉蟲、筆石和腕足動物化石以及與其下地層的差別而劃歸下志留系。為了解決這兩種劃分方案所造成的困難,拉普渥斯(Lapworth,1879a、b)提出了奧陶系,代表下阿倫尼格(lowerArenig)至下蘭多維列(lowerLlandovery)底之間的地層。從而解決了Murchison和Sedgwick兩人方案中的重疊部分(圖1)。Lapworth提出的奧陶系的字根(Ordovices)在英國的歷史上是有出處的。因為Sedgwick最早所研究而后被劃分為奧陶系的地層所分布的地區(qū),曾經(jīng)被一個稱為Ordovices的部落所居住。Ordovices部落名稱的意思是居住在Devi河流域邊緣的部落。這個部落是凱爾特人的一個祖先部落,并曾抵抗過羅馬壓迫者,后來又抵抗過英格蘭的占領(lǐng)者,但是他們被羅馬時代的JuliusAgricola和愛德華一世所攻陷。Lapworth以此名稱命名奧陶系也是效仿Murchison的做法,因為志留系的字根Silur也是古代凱爾特人的一個部落。雖然早在1879年Lapworth就提出了奧陶系并闡明了含義,并廣為世界各國所承認和應(yīng)用,但是奧陶系一名直至20世紀60年代才被國際地質(zhì)大會和權(quán)威機構(gòu)正式批準和立典,這不能不說國際學術(shù)界也存在著官僚作風。二、從底界到國際邊界不只是奧陶系,顯生宙的大多數(shù)系長期以來都是以英國的劃分為對比標準的,而英國的確也是地質(zhì)學發(fā)展最早的地質(zhì)強國。但是二戰(zhàn)結(jié)束以后,世界開始了和平建設(shè)大發(fā)展時期,人類對地球資源的需求大大促進了地質(zhì)學的發(fā)展,地層學作為地質(zhì)學的基礎(chǔ)自然首當其沖。各國地質(zhì)學家迫切感到歐洲(主要是英國和波羅的海沿岸諸國)、美洲(主要是美國和加拿大)和澳大利亞的地層各成系統(tǒng),難以準確對比,于是由這些發(fā)達國家的地質(zhì)學家首先發(fā)起,在20世紀的70年代成立了國際地層委員會(ICS,首任主席馬庭遜教授,A.Martinsson)和其下的各系分會。泥盆系分會在首任主席歐本(Erban)的領(lǐng)導下首先建立了泥盆系底界的全球界線層型,奧陶系分會的首任主席羅斯(R.Ross)與志留系分會主席霍蘭(C.Holland)隨之聯(lián)手建立奧陶系-志留系界線的全球界線層型,在1982年奧斯陸召開的第四屆國際奧陶系大會上成為討論的中心話題,中國的地層學家在穆恩之教授的領(lǐng)導下首次介入奧陶-志留系界線的學術(shù)競爭,在盧衍豪教授的領(lǐng)導下介入寒武-奧陶系界線的競爭。隨之,于1984年在中國召開了這兩條界線的國際討論會,盡管中國學者首次登上國際學術(shù)競爭舞臺,缺乏經(jīng)驗,研究成果尚欠成熟,加之西方部分學者對中國尚持有不同程度的保留甚至歧視,終使中國學者在奧陶-志留系界線的競爭中失敗,但是中國渾江大陽岔奧陶系底界的研究,在陳均遠教授的主持下,終于獲得突破,并成為奧陶系底界唯一的候選層型(ChenJun-yuanetal.,1988)。奧斯陸奧陶系大會后,巴恩斯(C.R.Barnes)任奧陶系分會第二任主席,他推行從地區(qū)到全球的政策,成立了各主要國家的年代地層工作組。但這種政策反而加強了地區(qū)性,各國年代地層工作組各自以己所長,提出不同年代地層單元的界線和剖面,并不逐一解決各條全球界線層型,因此,在實質(zhì)上保持了英國標準。筆者之一(陳旭)曾代表中國年代地層工作組提出以中國揚子區(qū)剖面確立“阿石極”的底界,但和其他國家一樣并無實質(zhì)性進展。奧陶系分會的第三任主席韋比(B.D.Webby)充分吸取了上兩屆開展全球?qū)有推拭婧忘c位(GSSP)工作的經(jīng)驗和教訓,決心從統(tǒng)、階的界線入手。1991年在悉尼召開的第六屆國際奧陶系大會上,他首先提出了一個為各國同行能接受的三項原則方案:1)奧陶系三分為下、中、上三統(tǒng);2)提出了9條供討論的界線;3)英國的標準按照優(yōu)先律可加予考慮。這9條界線如圖2所示。這一方案揭開了奧陶系三分,并走向建立國際標準的序幕,因此韋比是真正開啟了奧陶系年代地層研究新歷史階段的學者。在這次大會上中國的兩條剖面,即浙江常山黃泥塘以筆石U.austrodentatus的首現(xiàn)和新疆柯坪大灣溝的以N.gracilis的首現(xiàn)為界的剖面進入了奧陶系國際學術(shù)舞臺。中國在奧陶系研究的國際舞臺上再次獲得了機會,因此積極性很高,克服了當時研究經(jīng)費短缺等種種困難,將黃泥塘等6條在浙贛邊區(qū)的中奧陶統(tǒng)剖面在不到兩年的時間準備完畢,國際工作組于1993年進行聯(lián)合考察,并在1995年出版研究報告(ChenXu&Bergstr?m,1995),報告證明了黃泥塘剖面不但筆石序列發(fā)育完整,而且也有牙形刺的序列,U.austrodentatus的分布明顯優(yōu)于D.artus的分布,6條剖面的定量地層學研究的結(jié)果也很理想。因此1997年經(jīng)國際地科聯(lián)批準,成為奧陶系內(nèi)第一個、也是中國第一個全球界線層型剖面和點位(GSSP)。這一事實頗為出乎不少西方學者,特別是英國學者的意料。悉尼奧陶系大會期間對奧陶系底界的重議卻對中國不利。如上所述,中國渾江大陽岔剖面當時雖已成為唯一的候選剖面,但是部分西方研究牙形刺的學者為了維護加拿大紐芬蘭已落選的剖面,竟然變更奧陶系底界以牙形刺lindstromi的首現(xiàn)為準的原則,提出了一個分布并不廣范的牙形刺屬Iapetognathus來取而代之,不巧的是大陽岔剖面研究的領(lǐng)軍人物陳均遠教授正好又沒有出席這次大會,這樣寒武系-奧陶系界線工作組在大會期間作出了重新研究的決定。這條界線幾經(jīng)周折,在1995年美國拉斯維加斯第七屆國際奧陶系大會(美國的Finney接任第四任分會主席)期間更換寒武系-奧陶系界線工作組主席,由R.A.Cooper接任,在他主持下,推翻了中國渾江大陽岔候選剖面,使加拿大紐芬蘭剖面復出(Cooper&Nowlan,1999),并于2001年報國際地科聯(lián)批準。奧陶系底界是國際奧陶系分會花費時間最長、反復最多的一條界線。它從20世紀80年代初開始經(jīng)過20年的討論,理應(yīng)成為一條最為成熟的界線,但有的學者卻認為它反而成為了一條不斷受非科學因素干擾、最終成了一條不夠理想的界線。目前愈來愈明顯的顯示,以牙形刺Iapetognathusfluctivagus的首現(xiàn)不如以筆石Rhabdinoporaparabola的首現(xiàn)來界定奧陶系的底界。加拿大的紐芬蘭雖然獲得了奧陶系底界的“金釘子”,但是卻與奧陶系第二階的“金釘子”失之交臂。早在1991年的悉尼奧陶系大會上,以筆石T.approximatus的首現(xiàn)為標志的紐芬蘭剖面已被作為第二階的唯一候選層型剖面,但它在分會付諸表決時,被部分同行質(zhì)疑。重新研究后發(fā)現(xiàn)紐芬蘭剖面T.approximatus層位之下的筆石與之并不連續(xù),而且與T.approximatus共層的筆石表明那里的T.approximatus也并非該種的首現(xiàn),加之上下的層位均有濁積巖層,因而否定了這一候選層型,并為瑞典南部的Diabasbrottet剖面所取代(Maletzetal.,1996),后者于2001年為國際地科聯(lián)批準。上奧陶統(tǒng)底界的國際工作組從1996就已開始工作,國際工作組先后考察了中國新疆大灣溝、美國阿拉巴馬州、中國甘肅平?jīng)龊腿鸬淠喜縁?galsang等剖面。從候選剖面的條件而言,阿拉巴馬州的Calera剖面條件最好,那里的N.gracilis的首現(xiàn)層位與上下的牙形刺帶關(guān)系清楚,這兩個主要門類序列連續(xù),化石保存良好,剖面發(fā)育完整,地層厚度適中,可以說是奧陶系統(tǒng)、階的層型剖面中條件最好的,唯一可惜的是該地地處私人水泥廠采石場范圍,難以長久保持。因而最后只能選定瑞典的F?galsang剖面,而Calera剖面和中國的新疆大灣溝剖面均為輔助層型剖面。F?galsang層型剖面于2001年被國際地科聯(lián)批準(Bergstr?metal.,2000)。2003年在阿根廷圣胡安召開了第九屆國際奧陶系大會。鑒于上奧陶統(tǒng)的中間界線長期得不到解決,主要是因為筆石Dicellograptuscomplanatus和牙形刺Amorphognathusordovicicus的首現(xiàn),都因缺乏連續(xù)序列而難以確定。而正值此時,美國的Goldman(2003)提出了筆石Diplacanthograptuscaudatus的全球?qū)Ρ群妥鳛殡A一級界線的可能性,因此大會接受Finney和Bergstr?m的提議,把上奧陶統(tǒng)三分為3個階,其下部階的底界已確定為N.gracilis,而上部階的底界正好就是中國揚子區(qū)的Normalograptusextraordinarius帶的底界,而D.caudatus如果可順利通過,則上奧陶統(tǒng)三分即可成為事實。第九屆國際奧陶系大會之后,國際奧陶系分會第五任主席職位到了中國,由于國際地層委員會(ICS)要求在2008年完成全球各系層型剖面和點位的工作,因此這一屆要完成奧陶系的最后3個“金釘子”剖面。奧陶系最高的一個階赫南特階在中國宜昌王家灣等剖面研究有較長的歷史(MuEn-zhietal.,1984)。這一剖面后來又被詳細研究后重新發(fā)表并曾建議為亞階的候選剖面(RongJia-yuetal.,1999;ChenXuetal.,2000)。經(jīng)過幾年的不斷補充研究,中國赫南特階不但發(fā)表了多個詳細的地層報告,而且對筆石等重要動物群的系統(tǒng)古生物研究(RongJia-yu,1984;ChenXuetal.,2005)、赫南特階的生物集群滅絕事件(戎嘉余、方宗杰,2004;ChenXuetal.,2005)、古生物地理(RongJia-yu&Harper,1988)和古地理變遷(ChenXuetal.,2004)等多方面的研究均得到國際公認,故而國際地科聯(lián)在2006年批準了中國宜昌王家灣北赫南特階的全球界線層型剖面和點位(ChenXuetal.,2006)。上奧陶統(tǒng)中間的凱迪階的進展也較順利,除Goldman等提名美國俄克拉荷馬州BlackKnobRidge剖面為候選剖面之外,英國學者Zalasiewicz等提出的蘇格蘭Hartfelt剖面也被列為候選剖面,通過充分的討論和比較后,俄克拉荷馬州的剖面勝出,于2006年被國際地科聯(lián)批準(Goldmanetal.,2007)。奧陶系第三階即中奧陶統(tǒng)底界的研究和產(chǎn)生也經(jīng)歷了一個漫長而復雜的過程。早在1991年奧陶系分會的首屆主席Ross等就發(fā)表了建立WhiterockSeries的提案(Ross&Ethington,1991)。1995年第七屆國際奧陶系大會期間,東道國美國又組織各國與會代表參觀內(nèi)華達州Whiterock山和大盆地(GreatBasin)剖面,美國同行都十分希望把美國的Whi-terockian作為奧陶系的第三階,并界定中奧陶統(tǒng)的底界。但是Whiterock山Ibex剖面的牙形刺H.altifrons帶缺乏全球廣布而又特征的分子,牙形刺T.laevis和H.altifrons又難以獲得準確的對比方案。問題更為嚴峻的是Whiterockian之下筆石層位中的筆石動物群,經(jīng)Mitchell再研究之后,發(fā)現(xiàn)它遠不是以前設(shè)想的那樣大致相當I.victoriaelunata帶,而是遠遠高于這一層位,是一個相當澳洲Yapeenian層位的筆石動物群,其中個別分子竟然是達瑞威爾早期的產(chǎn)物(Mitchell,inpreparation),因此Whiterock作為候選層型剖面顯然已不可能。為此奧陶系分會不得不重新號召各國成員再提名候選層型剖面。阿根廷的SanJuan剖面(Albanesietal.,2003、2006)和中國黃花場剖面(WangXiao-fengetal.,2003、2005)成為了再度提名的2個候選層型剖面。經(jīng)過三年時間的進一步研究,最終因阿根廷剖面缺乏筆石,而牙形刺的對比也主要只限于勞侖大陸而被淘汰。中國宜昌黃花場剖面以牙形刺Baltoniodustriangularis的首現(xiàn)為標志,界定中奧陶統(tǒng)的底界,也即大坪階的底界。這一界線也位于筆石Azygograptussuecicus帶之內(nèi),由于宜昌B.triangularis帶牙形刺與波羅的海地區(qū)能很好的對比,并通過它與全球進一步對比,因此國際地科聯(lián)在2007年批準了這一界線層型剖面和點位。國際奧陶系分會終于在2007年在中國召開的第十屆國際奧陶系大會的前夕,全部完成了奧陶系三統(tǒng)七階的全球年代地層系統(tǒng)(圖3)?；仡櫲驃W陶系研究百余年的歷史,我們不能忘記英國作為奧陶系研究的先驅(qū)國的貢獻,也不能忘記近二十年各國奧陶系同行的共同努力,并最終使全球奧陶系研究有了共同語言。三、奧陶系的地層劃分及對比2007年6月在南京召開的第十屆國際奧陶系大會上,國際奧陶系分會宣布奧陶系三統(tǒng)七階的全球界線層型剖面和點位(GSSP)已全部完成,七個階的階名均已正式確立。結(jié)束了這一歷史階段同時又揭開了全球奧陶系研究的新篇章。為了總結(jié)國際奧陶系分會三十年來努力的結(jié)果,我們編制了兩幅奧陶系年代地層劃分及對比表作為本文的附圖(13、14頁)。其中13頁的一幅是把全球各主要區(qū)塊目前尚在使用的地區(qū)性統(tǒng)和階與國際標準進行對比,14頁的一幅則將奧陶系七個階劃分為20個全球性的間隔段(Slice)、并冠以代碼、并對比全球碳同位素變化。這就便于在全球范圍內(nèi)使用。它們的英文版將在國際地層委員會的機關(guān)刊物上發(fā)表。1各區(qū)域的區(qū)域級別1.1t.approximatu帶Fortey等重新把英國的奧陶系歸納為5個統(tǒng)(包括Tremadoc,Arenig,Llanvirn,Cara-doc和Ashgill)15個階(Stage)(Forteyetal.,2000)。但是絕大多數(shù)都基于分布狹窄的殼相動物群,它們與筆石和牙形刺為基礎(chǔ)的全球性的階的精確對比尚待建立。在英國的不少地區(qū),所謂Arenig統(tǒng)的底界都有一個明顯的地層間斷,而且沒有特征的動物群。Fortey等卻將之對比到波羅的海地區(qū)的T.phyllograptoides帶或全球弗洛階底部的T.approximatus帶(Forteyetal.,2000)。Fortey等把英國的Llanvirn統(tǒng)的底界相當于D.artus筆石帶(Forteyetal.,2000),但此帶底界的精確對比也不無問題,只能說它相當達瑞威爾階的下—中部。英國Caradoc統(tǒng)的底界和桑比階底部N.gracilis帶的底界一致,但缺少正式的參照剖面。英國的Ashgill統(tǒng)在標準地區(qū)是基于殼相動物之上建立的,和筆石帶及牙形刺帶的準確對比均成問題,甚至矛盾。最近Vandenbroucke等(Vandenbrouckeetal.,2005)基于幾丁蟲的研究認為英國Ashgill統(tǒng)下部PusgillianStage的底接近波羅的海地區(qū)的Nabala階的底,而波羅的海此階的底界與筆石帶P.linearis帶之底十分接近。以前Ashgill之底對比到P.linearis帶的中上部,但是牙形刺A.ordovicicus帶一般都對比到P.linearis帶的中部,并與北美的A.manitoulinensis筆石帶相當(Goldman&Bergstr?m,1997)。而A.ordovicicus在Ashgill統(tǒng)標準地區(qū)的首現(xiàn)在Cautleyan階的中下部。Fortey等把Ashgill統(tǒng)的底界相對上移,把Ashgill統(tǒng)包括筆石D.complanatus帶至D.anceps帶(Forteyetal.,2000),這與牙形刺和幾丁蟲的序列是有沖突的。從現(xiàn)行的國際標準來看,英國的Ashgill統(tǒng)的底界位于凱迪階的中部。1.2關(guān)于mohawkian統(tǒng)的底界北美洲奧陶系自下而上分為四統(tǒng)即Ibexian,Whiterockian,Mohawkian和Cincinna-tian(Rossetal.,1982)。前兩者的標準剖面位于猶太州和內(nèi)華達州,Mohawkian則位于紐約州和相鄰的加拿大安大略,而Cincinnatian則分布在俄亥俄州、肯特基州和印地安那州。Ibexian統(tǒng)的底界較界定奧陶系底界的牙形刺I.fluctivagus帶之底略低一些(Rossetal.,1997)。盡管在猶太州西部Ibexian的標準地點在該段地層產(chǎn)出高分異度和高豐度的殼相動物群和牙形刺動物群,但是缺乏與特馬道克階和弗洛階可對比的特征的筆石。如上所述,根據(jù)Mitchell對標準地區(qū)Whiterockian統(tǒng)底部筆石的再研究,認為筆石動物群的時代遠遠要新于以前對該層位的認識。此外,Chazyan階則相當Whiterockian統(tǒng)的頂部。Mohawkian統(tǒng)的底界以牙形刺B.gerdae亞帶為界(Rossetal.,1982)。這一層位相當筆石D.foliaceus帶之底或C.bicornis帶之底,并相當于桑比階的下中部。最近Mohawkian統(tǒng)再分為上下兩個階,即下部的Turinian階和上部的Chatfieldian階,后者的底界略低于凱迪階的底界。Cincinnatian統(tǒng)在標準地點的底界恰在大西洋型牙形刺A.superbus帶或北美中大陸牙形刺B.confluens帶的底界之上,并與筆石D.spiniferus帶的頂界接近(Bergstr?m&Mitchell,1986、1990、1994)。這一界線相當凱迪階下部。Cincinnatian統(tǒng)Richmondian階下部產(chǎn)牙形刺A.ordovicicus,它的首現(xiàn)是一個全球可對比的關(guān)鍵層位(Bergstr?m&Mackenzie,2005),此層位相當英國Cautley階下部以及波羅的海地區(qū)Nabala階的上部。北美洲Gamachian階在其標準地區(qū)加拿大安提可斯提島與該地Ellis組的底界一致,但是目前尚缺乏生物帶或可對比的動物群的資料,但碳同位素分析表明,這一界線明顯低于赫南特階之初δ13C的漂移峰值線(Bergstr?metal.,2006)。目前在Cincinnatian標準地區(qū)仍沒有Gamachian階的記錄。1.3區(qū)域間的一致性與英國和北美洲相比,波羅的海地區(qū)奧陶系地區(qū)統(tǒng)和階的劃分要穩(wěn)定的多,即使以Haljala階來代替Idavere階和J?hvi階,這一類的變化也是相對較小的變動(Jaanusson,1995)。近年來建立的愛沙尼亞奧陶系的年代地層系統(tǒng)和瑞典等波羅的海西岸地區(qū)也甚為一致。波羅的海地區(qū)的奧陶系三分為Oeland、Viru和Harju三統(tǒng),但它們的時限與國際標準甚有不同。主要是中奧陶統(tǒng),其底界相當達瑞威爾階的中部,而其頂界(即上奧陶統(tǒng)的底界)則與筆石帶的底界一致,相當凱迪階的中部。波羅的海地區(qū)奧陶系共有18個階,絕大多數(shù)都是以殼相動物群(特別是三葉蟲)為主要特征的,但也含有不少筆石層,特別在瑞典境內(nèi),因此便于作全球?qū)Ρ?。此?牙形刺動物群的分異度亦較高,共計16個帶和亞帶,對于地區(qū)性和洲際的對比均甚重要。弗洛階的底界在波羅的海地區(qū)相當Hunneberg階的中部;而達瑞威爾階的底界則相當Volkhov階的上部,桑比階的底界則與Kukruse階的底界一致,凱迪階的底界略高于Keila階的底界,而赫南特階的底界則與Porkuni階的底界持平。因此國際標準與波羅的海地區(qū)的對比清楚,其中兩個階的全球界線層型剖面和點位均來自瑞典。1.4澳大利亞澳洲奧陶系的9階30帶均基于筆石相地層(Vandenberg&Cooper,1992),這在全球?qū)Ρ确矫嫫鹆撕艽笞饔谩?.5輔助層型剖面的實踐近年來中國不少學者提出中國地區(qū)性的奧陶系分統(tǒng)建階方案(穆恩之等,1979;穆恩之,1980;張文堂等,1982;汪嘯風等,1996;ChenXu&Bergstr?m,1995)。如本文所述,特馬豆克階、弗洛階、大坪階、達瑞威爾階和赫南特階在中國都可直接運用,而其中3個就建立在華南(ChenXu&Bergstr?m,1995;WangXiao-fengetal.,2005;ChenXuetal.,2006)。上奧陶統(tǒng)底界的全球輔助層型剖面之一也建立在中國的新疆(Bergstr?metal.,2000)。目前只有2個地區(qū)性的階,即艾家山階、錢塘江階尚保留并使用。這是因為凱迪階的底界在中國大都位于殼相動物群為特征的地層中,尚難以進行全球?qū)Ρ?。艾家山階的底界以N.gracilis帶之底為界,因此與桑比階的底界一致,而錢塘江階底界相當于D.complanatus帶的底界,相當于凱迪階中部。由于中國已在最大程度上直接使用了階一級的國際標準,因此中國奧陶系的洲際對比,較上述其他大陸區(qū)塊更為容易。1.6新的奧陶系培養(yǎng)了露奧陶系在西伯利亞地臺及其鄰區(qū)廣泛分布。盡管這些地區(qū)常為沼澤和森林所覆蓋,但是沿著一些河流仍有不少良好的露頭出露(Ross&Talent,1988),Kanygin等(2006)最近發(fā)表了西伯利亞新的奧陶系的資料。在附圖中西伯利亞的柱子中除了2個特馬豆克期的單元之外,其他的單元仍和Ross與Talent(Ross&Talent,1988)發(fā)表的資料相同,在俄國的文獻中通常采用層(horizon),它相當于階(Stage)。1.7殼相動物群的“階”差異這一地區(qū)包括從歐洲的西南部和中部[伊比利亞—阿摩利卡(Ibero-Armorica)、撒丁島和波西米希]向東到巴爾干地區(qū),從北非地中海南岸到沙特阿拉伯和中東的一部分。但是這一廣大地區(qū)的奧陶系中卻很少筆石,而下、中奧陶統(tǒng)又全都不見牙形刺,大量地區(qū)性的殼相動物群的發(fā)育致使這一區(qū)域奧陶系與全球年代地層序列難以對比。Havlicek與Marek(Havlicek&Marek,1973),Guliérrz-Marco等(Guliérrz-Marcoetal.,1995,1999)發(fā)表的奧陶系區(qū)域生物地層序列主要是基于地區(qū)性的殼相動物群,并結(jié)合了少量的筆石和微體化石記錄。岡瓦納北部幾丁蟲帶(Paris,1990)對于與其他區(qū)域的對比甚有作用,與波羅的海和阿瓦龍尼(Avalonian)有關(guān)的筆石和殼相化石也有助于與一些全球的“階”相對比。特馬豆克階在全球分布均一,在岡瓦納區(qū)出現(xiàn)常見的特馬豆克期筆石、三葉蟲和palynomorphs。其上該區(qū)暫仍用阿倫尼克一名,因為其他具年代地層對比意義的特征化石在阿莫里克石英砂巖相中均難以出現(xiàn)。弗洛階的筆石和幾丁蟲甚為常見,但大坪階和達瑞威爾階下部地層在本區(qū)則缺少化石記錄。在相當于“下垂類對筆石”的Oretanian階,阿瓦龍尼的殼相動物群則被岡瓦納地區(qū)動物群所代替,僅可作區(qū)域內(nèi)的對比。其上的Dobotivian階僅產(chǎn)出少量筆石,在岡瓦納北部其頂界則以三葉蟲Neseuretus的消失為標志。再上三葉蟲Dalmanitina和Drabovi動物群出現(xiàn),并以此標志Berounian階。由于沒有Nemagraptusgracilis來界定上奧陶統(tǒng)的底界,只能以Dobrotrvian階的一些筆石和Lagenochitinanonceti帶的幾丁蟲作為相當N.gracilis帶的層位。Berounian階相當英國的卡拉道克和阿石極兩個“統(tǒng)”,在西班牙雖然其中的一些腕足動物組合與英格蘭—威爾士的有著親緣關(guān)系,但從總體上則與波希米亞和岡瓦那北部的摩洛哥和撒丁島的更為接近。Kralodvorian階以一個新的殼相動物的突然出現(xiàn)為標準,其中包含了阿瓦龍尼的分子和全球性分子。晚奧陶世Boda暖事件縮小了不同緯度帶的溫差,因而導致泥巖和陸棚相牙形刺灰?guī)r在接近南極的高緯度地區(qū)沉積(Bergstr?m&Massa,1992),但到赫南特期沉積相和動物群都發(fā)生劇烈變化,以地區(qū)性的Kosovian階(相當赫南特階)為代表。2im長期使用結(jié)構(gòu)中.Webby等在總結(jié)奧陶紀生物分異度時提出了6個一級、19個次級的單元,并稱之為時段(timeslices)(Webbyetal.,2004)。時段一名將混同于地質(zhì)年代單元,但從實用的角度出發(fā),這類單元又是需要的。為此,本文采用間隔段(slices)一名,以避免概念上的混亂。本文采用階一級內(nèi)再分的間隔段(slices),它和亞階(Substage)或超帶(Superzone)的跨度大致相當,但不是一個正式的年代地層單位或生物地層單位,而是一個對階一級單元實用的非正式再分。它們大都基于廣布的筆石或牙形刺生物帶或特別的全球性地質(zhì)事件。這些間隔段都是以代碼表示(見13頁附圖)。Tr1.代表I.fluctivagus的首現(xiàn)至牙形刺P.deltifer帶底的間隔,包括筆石R.flabelliforme、A.hunibergensis、A.tenellus和Psigraptus帶,代表特馬豆克階下部。Tr2.代表P.deltifer牙形刺帶底部至P.proteus牙形刺帶底部的間隔,后者大致相當筆石A.murrayi帶。這一間隔相當于特馬豆克階中部。Tr3.代表牙形刺P.proteus帶之底至筆石T.approximatus帶底之間的間隔,相當于特馬豆克階上部,包括筆石H.copiosus帶及A.victoriae帶上部和A.murrayi帶。Fl1.代表筆石T.approximatus帶底至牙形刺Oe.evae帶底之間的間隔。相當于弗洛階的下部,包括T.approximatus,T.fruticosus(3—4br.)和D.nitidus等3個筆石帶。相當于英國的Arenig統(tǒng)下部或澳大利亞的Lancefieldian階上部及Bendigonian階。Fl2.代表牙形刺Oe.evae帶之底至筆石D.protobifidus帶底之間的間隔,相當弗洛階的中部及Oe.evae帶的中下部。Fl3.代表筆石D.protobifidus帶之底至I.v.victoriae帶之底之間的間隔,相當于弗洛階的上部,或北美Ibex統(tǒng)的上部,澳洲Chewtonian階的上部至Castlemanian階的下部,波羅的海Billingen階的上部。Dp1.代表筆石I.v.victoriae帶之底至I.v.maximus帶之底間的間隔。此間隔段之底十分接近B.triangularis牙形刺帶之底。相當于英國Arenig統(tǒng)的中部,北美Whiterock統(tǒng)的下部,波羅的海Volkhov階的下部或澳大利亞Castlemainian階的一部分。Dp2.代表筆石I.v.maximus帶之底至Oncograptus之底間的間隔,后者大致相當牙形刺P.originalis帶。此間隔段相當大坪階的中部或澳大利亞Castlemainian階的上部。Dp3.代表筆石Oncograptus帶之底至U.austrodentatus帶之底間的間隔,相當大坪階的上部,或澳大利亞Yapeenian階,相當牙形刺P.originalis帶和B.norrlandicus帶的下部。Dr1.代表筆石U.austrodentatus帶之底至D.artus帶之底之間的間隔,相當于達瑞威爾階的下部或U.austrodentatus帶。此間隔段之頂相當英國Llanvirn統(tǒng)的底界。Dr2.代表筆石D.artus帶之底至牙形刺P.serra帶底之間的間隔,包括牙形刺L.variabilis帶的絕大部分至E.suecicus帶的頂界。Dr3.代表牙形刺P.serra帶之底至筆石N.gracilis帶之底間的間隔。此間隔段的底界大致相當于牙形刺H.kristinae帶之頂或筆石P.elegans帶的中部。因此這一間隔段相當于達瑞威爾階的上部或英國Llanvirn統(tǒng)的上部。Sa1.代表筆石N.gracilis帶之底至C.bicornis帶之底間的間隔,相當牙形刺P.anserinus帶中部至B.gerdae帶之間的間隔。因此相當桑比階的下部,相當澳大利亞Gisbornian階的下部,英國Caradoc統(tǒng)下部,波羅的海的Kukruse階的下部或中國艾家山階的下部。Sa2.代表筆石C.bicornis帶之底至D.caudatus帶之底間的間隔。相當D.foliaceus筆石帶,也相當桑比階的上部,或澳大利亞Gisbornian階的上部,北美的Mohawkian階和Chatfieldian階最下部,或波羅的海地區(qū)的Haljala階和Keila階最下部。Ka1.代表筆石D.caudatus帶之底至P.linearis帶之底間的間隔,后者大致相當北美的A.manitoulinensis筆石帶。這一間隔段相當凱迪階的下部,英國Caradoc統(tǒng)的上部,北美的Chatfieldian階至Maysvillian階,澳大利亞的Eastonian階下部,或波羅的海地區(qū)的Keila階至Rakvere階。Ka2.代表P.linearis筆石帶之底至A.ordovicicus牙形刺帶之底間的間隔。相當凱迪階中部,澳大利亞Eastonian階上部,英國Ashgill階下部或北美Cincinnatian統(tǒng)的中部。Ka3.代表A.ord