近日,《人民日报》“院士讲科普”栏目刊登的《“金钉子”,“钉”住地球记忆》一文提到,“金钉子”是定义和区别全球不同年代所形成的地层“锚点”,是用来划分全球地质年代的界线。
文中的图表介绍了我国11颗“金钉子”的分布情况,其中第9颗“金钉子”——石炭系维宪阶底界就在柳州。那么柳州“金钉子”具体位置在哪里?又是怎么被发现的?近日,记者深入山沟探秘柳州“金钉子”。
藏在山沟里的“金钉子”
海拔342.5米的梳庄岭是柳北区第一高峰,从岭上沿着道路下坡,便可来到梳庄村湴冲屯。屯中有一处山沟,竹林掩映间依稀可见裸露的石灰岩地层,这便是柳州“金钉子”所在之处。
“金钉子”核心区观景台立着一块石碑,一面刻着“全球维宪阶金钉子 2008 VISEAIAN GSSP”,另一面刻着中英文标识“石炭系维宪阶全球标准层型剖面和点位”。落款显示,该石碑由自治区人民政府、柳州市政府、全国地层委员会于2015年7月共同设立。
站在观景平台上望去,石灰岩层错落层叠,岩层上标注着83、94、95、100等数字编号,共标记有120层。“这些岩层编号是剖面测量过程中根据不同的岩性、化石等划分出的岩层及顺序编号。”广西壮族自治区地球物理勘察院副总工程师兼总工办主任马文富解释道,在岩层上刻着分层编号,目的是提供一个精确标识和永久记录,方便后续的科学研究、教育和科普展示等。
据了解,柳州“金钉子”剖面是迄今世界上所发现的较为良好的晚石炭纪地球历史记录,也是世界地层研究中最具有代表性的典型剖面之一。2007年,经国际石炭系地层委员会表决,以全票(21票)通过,2008年获得国际地层委员会和国际地科联批准,湴冲剖面当选为石炭系维宪阶全球界线层型剖面和点位。这是全球石炭系第一个“阶”级“金钉子”,也是我国获得的第9颗“金钉子”。
寻找石炭系“金钉子”
那么藏在山沟里的柳州“金钉子”是如何被发现的呢?
上世纪80年代后期,中国地质科学院地质研究所研究员侯鸿飞作为中方项目负责人,参与了政府间合作项目“中比泥盆—石炭系过渡沉积研究”,在我国石炭系地层发育良好的华南地区开展工作。
侯鸿飞带领一支由中国和比利时组成的地质科考队,先后在湖南、贵州、云南等地开展区域调查和大规模的剖面调查研究,对多个剖面进行系统的采样分析,但没有发现沉积连续且有孔虫发育的理想剖面。
而广西桂林拥有典型的喀斯特地貌,也是我国石灰岩发育最完善的地区之一,非常有利于“金钉子”科考研究。于是,地质科考队把桂林作为广西考察的第一站。但是桂林地区地层剖面和沉积存在缺失、不连续,不符合地质科考队寻找“金钉子”的标准要求。
确定“金钉子”的主要条件首先是剖面连续,地层出露好,岩石性质单一;其次要求构造简单,不能出现断层、缺失,好比一本书不能缺页一样;最重要的是化石丰富,具有连续谱系演化关系,尽可能多样性和世界分布。
发现柳州“金钉子”
地质科考队的考察工作一度陷入僵局。随后,几张早期的地质剖面图让考察工作出现了转机。
近日,在广西壮族自治区地球物理勘察院,马文富向记者展示了上世纪80年代绘制的“广西柳州市湴冲村下石炭统鹿寨组—寺门组”实测剖面图以及柱状图,图上记录了湴冲“金钉子”最初的勘测岩层基础信息:
20世纪80年代,原广西石油地质大队在柳州地区开展区域地质调查,首次发现湴冲剖面并开展剖面测量工作,将湴冲地区鹿寨组划分为3个岩性段,下段和上段为灰黑色岩薄层含炭质硅质泥岩,中段为薄—厚层生物屑灰岩夹页岩,含牙形石及有孔虫化石。“柳州‘金钉子’就位于鹿寨组中段(也有专家称为‘湴冲’段)。”马文富说,这些剖面信息为柳州“金钉子”的发现提供了重要的原始依据。
地质科考队根据这些已完成的地质剖面信息,经过反复对比和筛选,最终把考察重点放在柳州。上世纪90年代末,地质科考队来到了长塘镇梳庄村湴冲屯,在一条溪流的上游发现了大量硅质泥岩,这些硅质泥岩的存在,证明了当时该地处于深水环境,可能存在有孔虫。
“大概是在2000年,村里跟我们说有北京的教授和一群外国人要来村里‘找石头’。”老屋就在“金钉子”核心区旁的湴冲屯村民张行超、刘福仁夫妇回忆道。刘福仁说,核心区这片剖面原来是一条冲沟,水从上游流下来,经常年冲刷,冲沟裸露出部分岩石,冲沟两边则是大片竹林。为了方便考察,地质科考队将冲沟两边的竹林进一步开挖,露出了更多的基岩。张行超等村民经常去帮忙挖土、取样。
而后,地质科考队在溪流的下游惊喜地发现了岩石性质单一且沉积连续性非常好的石灰岩。他们对湴冲剖面100多米的石灰岩地层进行采样,专业技术人员把这些拳头大小的石头切成薄块、磨成1毫米左右的薄片,在显微镜下进行观察、鉴定,最终在采集的样品里发现了古拟史塔夫属有孔虫化石。在此之前,世界上还从没有发现过这样丰富的古拟史塔夫属有孔虫化石的连续剖面,湴冲石灰岩剖面完全符合“金钉子”的研究标准。
这一重大发现,为后续维宪阶的认定和研究提供了有力的支持。
全媒体记者 雷媛媛 刘心蕊