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  • 重大突破!中国钉下第11枚“金钉子”! 世界排名第一!

    近日,国际地质科学联合会(国际地科联)以全票的表决结果,批准把全球寒武系第三统和第五阶共同底界的标准层型剖面和点位(“金钉子”)建立在中国贵州省黔东南州剑河县。

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    这是我国继2011年后获得的第11个“金钉子”,标志着我国成为全球“金钉子”最多的国家。

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    中国超过意大利成为全球“金钉子”最多的国家,彰显了中国地质学研究在世界的领先地位。

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    那么“金钉子”是啥?“金钉子”的由来,要追溯到1869年的美国,首条横穿北美洲大陆的铁路,东西向合拢时钉下的最后一块枕木的道钉,是用18k 金制成的,以此纪念北美大陆东-西贯通这一历史性时刻,意义重大。在地质学家看来,GSSP 在地质年代划分中的意义与这颗“金钉子”的历史意义和象征意义有异曲同工之处,弥足珍贵。于是,“金钉子”的概念便被地质学家借用了。

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    它的成功获取标志着一个国家在这一领域的地质学研究成果达到世界领先水平,其成果不亚于奥运会金牌。

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    钉在贵州的这枚“金钉子”研究历时28年,由贵州大学资源与环境学院赵元龙教授牵头联合与中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院地理和自然资源研究所、美国俄亥俄州立大学、中国石油大学、西班牙马德里大学等单位专家参与的国际团队研究完成。

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    这也是首次由高校牵头研究完成的“金钉子”。图为赵元龙教授(前排右二)和研究团队。

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    地质学研究中用“金钉子”(Global Boundary Stratotype Section and Point,简称GSSP)是划分和定义全球地质年代和地层的国际通用标准,是为定义和区别全球不同年代所形成的地层的全球唯一标准或样板,并在一个特定的地点和特定的岩层序列中标出,作为确定和识别全球两个时代地层之间的界线的唯一标志。

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    全球寒武系第三统和第五阶的全球层型剖面为贵州省剑河县八郎村附近的乌镏—曾家岩剖面,该剖面主要由细碎屑岩地层组成,岩石出露完好,化石丰富,易于到达,又在黔东南苗岭国家地质公园的范围之内,受到当地政府的妥善保护。

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    赵元龙团队自90年代开始,对该剖面做了岩石、生物、年代、化学、层序地层等多学科的深入研究。

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    据赵元龙教授介绍,与中国其他“金钉子”不同,剑河“金钉子”不仅含有丰富的、以掘头虫类为主的三叶虫动物群,还在紧接“金钉子”点位之上的凯里组下部的地层中,发有布尔吉斯页岩生物群类型的全球乌镏统凯里生物群。

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    国际地科联秘书长Stan Finney教授签发的寒武系苗岭(第三统)和乌溜阶(第五阶)“金钉子”批准书。

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    苗岭统和乌溜阶在寒武系地层表中的位置。

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    这个特殊保存的生物群,包含10个化石门类,120余个化石属,具有重要的科学意义。

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    据了解,全球寒武系第三统和第五阶的全球层型剖面为贵州省剑河县八郎村附近的乌溜—曾家岩剖面。

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    该剖面主要由细碎屑岩地层组成,岩石出露完好,化石丰富,易于到达,又在黔东南苗岭国家地质公园的范围之内,受到当地政府的妥善保护。

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    赵元龙团队自90年代开始,对该剖面做了岩石、生物、年代、化学、层序地层等多学科的深入研究。

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    据赵元龙教授介绍,与中国其他“金钉子”不同,剑河“金钉子”不仅含有丰富的、以掘头虫类为主的三叶虫动物群,还在紧接“金钉子”点位之上的凯里组下部的地层中,发有布尔吉斯页岩生物群类型的全球乌溜统凯里生物群。

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    “金钉子”的价值。地球形成46亿年以来,在原始的地壳上,慢慢覆盖起层层叠叠的岩石,为地球演变发展留下了一部石头做成的“万卷书”。在地质学中,这些岩石便是地层,每一个地层都有其相应的地质年代。

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    如何去准确地标定地层的“年龄”?在科学家的孜孜探索下,“金钉子”这一定义应运而生。四十余年来,全球科学家在苍莽大地的岩层中,钉下了许多颗“金钉子”。后来居上的中国,目前,以11颗“金钉子”位居金牌榜首(2017年意大利“金钉子”达到10颗)。

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    “金钉子”是全球年代地层单位界线层型剖面和点位(GSSP)的俗称。一旦在某地方钉下“金钉子”,该地就变成一个地质年代的“国际标准”,对照它,便可以对应标出其他岩层的“年龄”,是地层年代统一的“度量衡”。

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    2017版国际年代年代表(地层界线间的“钉子”标志代表已经确立了的“金钉子”)

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    中国成为世界上拥有“金钉子”最多的国家。“金钉子”的确立和审批并不是件容易的事。这是个相当严格的过程,极其严谨和漫长。但凡某国确立了“金钉子”,便能体现该国在地学研究的综合实力和水平是得到了国际同行认可的,所以这也普遍被各国学者视为国家荣誉。图为上世纪90年代在国内第一个“金钉子”剖面考察时的场景。

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    赵元龙教授(右二)在野外工作。

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    由于历史原因,我国1977年才加入到全球“金钉子”研究,比国际上晚了十余年。1997年,由中国科学院南京地质古生物研究所陈旭院士率领的国际团队在浙江常山黄泥塘确立了中国的第一颗“金钉子”,此次贵州剑河“金钉子”是我国的第11颗“金钉子”,使得中国再次成为世界上拥有“金钉子”最多的国家。

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    第一颗“金钉子”——奥陶系达瑞威尔阶“金钉子”。1997年国际地科联通过以中国浙江常山县黄泥塘剖面作为奥陶系中奥陶统达瑞威尔阶“金钉子”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成,是我国获得的第一颗“金钉子”。

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    黄泥塘“金钉子”——1997年批准的浙江常山县奥陶系达瑞威尔阶达瑞威尔阶层型剖面; 黄泥塘“金钉子”剖面园区,以早中奥陶纪地层剖面和保存完好的笔石和牙形刺动物群化石为特色,再现了距今4.35亿-5.1亿年间地球海洋环境和生物群的演变历史,是我国获得国际地科联组织确认的首枚“金钉子”,具有极高的地学科考价值,被誉名“地质史上的活教材”。

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    第二颗“金钉子”——三叠系印度阶“金钉子”。2001年国际地科联通过以中国浙江长兴县煤山D剖面作为三叠系下三叠统印度阶“金钉子”,这同时也是二叠系-三叠系的界线和古生界-中生界的界线的国际标准。该“金钉子”研究由中国地质大学(武汉)和南京古生物所共同完成。

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    长兴灰岩“金钉子”——2000年批准的浙江长兴县煤山二叠-三叠纪层型剖面; 地质学界100多年来,一直沿用耳菊石化石作为古生界末期(二叠纪)和中生界早期(三叠纪)的划分标志,但由于耳菊石分布的局限性,无法充分解释全球范围内的地质现象。1986年,中国地质大学殷鸿福院士提出,将我国地质工作者在浙江长兴槐坎发现的“牙形石化石”作为划分古生界和中生界的标准化石,以此确定古生界和中生界的分界线。

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    花垣排碧“金钉子”——2001年批准的湖南花垣县排碧乡中-上寒武统(排碧阶)层型剖面; 位于湖南省花垣县排碧乡的“金钉子”,被国际地层委员会批准为全球地层年表寒武系的首枚“金钉子”。它也是寒武系确定的第一颗“金钉子”。

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    第三颗“金钉子”——寒武系排碧阶“金钉子”。2003年国际地科联通过以中国湖南花垣县排碧剖面作为寒武系芙蓉统排碧阶“金钉子”,并正式将全球寒武系第4统命名为“芙蓉统”,其最下部的阶命名为“排碧阶”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    第四颗“金钉子”——二叠系吴家坪阶“金钉子”。2005年国际地科联通过以中国广西来宾县蓬莱滩南岸剖面作为二叠系乐平统吴家坪阶“金钉子”,同时来宾向斜西翼的铁桥剖面被确定为辅助参考剖面。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    蓬莱滩“金钉子”——2004年批准的广西来宾市蓬莱滩乐平统底界层型剖面; 在地球的形成过程中,二叠纪(史前3亿至2.5亿年)上下界限的沉积普遍缺失,研究其连续沉积和寻找其最佳自然界限的国际地质学家面临的难题。目前,世界上二叠纪中、上统界限附近沉积连续的剖面寥寥无几,而蓬莱滩剖面记录着丰富的地质信息,研究该剖面对于了解地球历史生物大灭绝、统一大陆形成的原因和模式具有重要的意义。

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    第五颗“金钉子”——二叠系长兴阶“金钉子”。2005年国际地科联通过以中国浙江长兴县煤山D剖面作为二叠系乐平统长兴阶“金钉子”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    长兴“金钉子”——2005年批准的浙江长兴县煤山长兴阶-吴家坪阶层型剖面;浙江省长兴县,与长兴P-T金钉子比邻,二叠系长兴阶底界。

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    第六颗“金钉子”——奥陶系赫南特阶“金钉子”。2006年国际地科联通过以中国湖北宜昌市王家湾北剖面作为奥陶系上奥陶统赫南特阶 “金钉子”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    王家湾“金钉子”——2006年批准的湖北宜昌王家湾奥陶纪赫南特阶层型剖面; 由中国科学院南京地质古生物研究所牵头取得的王家湾奥陶系赫南特阶的金钉子,是宜昌境内第1枚“金钉子”。地点位于宜昌市夷陵区分乡镇王家湾村,距今约4.56亿年。

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    第七颗“金钉子”——寒武系古丈阶“金钉子”。2008年国际地科联通过以中国湖南古丈县罗依溪剖面作为寒武系芙蓉统古丈阶“金钉子”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    古丈“金钉子”——2007年批准的湖南古丈县寒武系第七阶(古丈阶)层型剖面“金钉子”; 寒武系古丈阶层型的揭牌仪式在湖南省古丈县举行,古丈“金钉子”地层剖面填补了全球年代地层表寒武系第3统第7阶的空白,具有重大的科学价值和深远的科学意义。

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    第八颗“金钉子”——奥陶系大坪阶“金钉子”。2008年国际地科联通过以中国湖北宜昌市黄花场剖面作为奥陶系中奥陶统大坪阶“金钉子”。该“金钉子”研究由武汉地质矿产研究所主持完成。

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    黄花场“金钉子”——2007年批准的湖北省宜昌黄花场奥陶系第三阶底界层型剖面; 黄花场“金钉子”地层剖面确立于2007年7月,位于宜昌夷陵区黄花镇黄花场社区宜兴公路旁,距今约4.72亿年,是世界第66枚、中国第7枚、湖北第2枚“金钉子”,黄花场“金钉子”是奥陶系最后一颗,标志着全球奥陶系年代系统的最终建立。其剖面由国土资源部地质调查局宜昌地质调查中心完成,被确立为中、下奥陶统的分界点位。

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    第九颗“金钉子”——石炭系维宪阶“金钉子”。2008年国际地科联通过以中国广西柳州市碰冲剖面作为石炭系维宪阶“金钉子”。该“金钉子”研究由中国地质科学院地质研究所主持完成。

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    碰冲“金钉子”——2008年批准的广西柳州市碰冲石炭系维宪阶层型剖面; 位于中国广西柳州的碰冲剖面经国际石炭纪地层委员会表决,以全票21票当选为国际石炭纪维宪阶“金钉子”,这是全球石炭纪首个"阶"级的“金钉子”,也是中国科学家取得的第9颗“金钉子”。

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    第十枚“金钉子”——寒武系江山阶“金钉子”。2011年国际地科联通过以中国浙江江山市碓边剖面作为寒武系芙蓉统江山阶 “金钉子”。该“金钉子”研究由南京古生物所主持完成。

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    江山“金钉子”——2011年批准的浙江江山市寒武系第九阶(江山阶)层型剖面; 2011年8月12日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,我国第十枚“金钉子”——寒武系江山阶“金钉子”经过该所专家团队的深入研究,正式在浙江江山确立。此次确定的“金钉子”位于我国浙江江山市碓边村附近的碓边B剖面,以该县县名命名,它是南京地质古生物研究所确立的第七枚“金钉子”,也是南京地质古生物研究所彭善池研究员及其团队继创立芙蓉统、排碧阶、古丈阶之后,以我国地名所命名的第四个全球年代地层标准单位。

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    第十一枚“金钉子”——寒武系乌溜阶“金钉子”。2018年国际地科联通过以中国贵州剑河县八郎村乌溜—曾家岩剖面作为寒武系苗岭统乌溜阶 “金钉子”。该“金钉子”研究由贵州大学、南京古生物所等共同完成。

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    全球年代地层单位界线层型剖面和点位在地质年代划分上的意义与美国铁路修建史上“金钉子”的重要历史意义和象征意义具有异曲同工之处,因此,“金钉子”就为地质学家所借用。

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    后来,地质学家借用这一含义,利用“金钉子”作为划分地层界线的关键,成为地层和地质年代的划分标准,学名GSSP。

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    7月6日,在贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县八郎村拍摄到的剑河县八郎村“金钉子”地层立柱标识。

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    7月6日,在贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县八郎村拍摄到的剑河县八郎村“金钉子”地层立柱标识。

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    7月6日拍摄的贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县八郎村“金钉子”附近的岩石地貌。

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    7月6日拍摄的贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县八郎村“金钉子”附近的岩石地貌。

  • 重大突破!中国钉下第11枚“金钉子”! 世界排名第一!

    7月6日,贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县“金钉子”研究团队成员在八郞村“金钉子”处查看化石。

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    7月6日,贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县“金钉子”研究团队成员在八郞村“金钉子”处查看化石。

  • 重大突破!中国钉下第11枚“金钉子”! 世界排名第一!

    7月6日,贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县“金钉子”研究团队成员在八郞村“金钉子”处查看化石。

  • 重大突破!中国钉下第11枚“金钉子”! 世界排名第一!

    7月6日,贵州省黔东南苗族侗族自治州剑河县“金钉子”研究团队赵元龙教授(右一)向人们介绍剑河县八郞村“金钉子”研究情况。

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