上扬子区寒武系的层序地层格架——寒武纪生物多样性事件形成背景的思考

上扬子区,特别是贵州及其邻区的寒武系发育完整,是一套从黑色页岩系到碳酸盐岩的地层序列,该序列构成一个复杂而有序的层序地层格架。在时间变化方面,寒武系由两个二级层序组成,滇东统和黔东统所组成的二级层序可以进一步划分为5个三级层序,武陵统和芙蓉统所组成的二级层序可以进一步划分为7个三级层序,最终形成一个有序的海侵—海退旋回序列;在滇东统和黔东统所构成的二级层序之中,三级层序形成一个有序的垂直叠加形式:滇东统和黔东统自下而上三级层序由“凝缩段(CS)+高水位体系域(HST)”序列演变为“海侵体系域(TST)+凝缩段(CS)+高水位体系域(HST)”,层序界面类型由淹没不整合型层序界面演变为明显的暴露间断面,意味着二级层序的相序组构与三级层序存在相似性;武陵统和芙蓉统所构成的二级层序之中,厚度巨大而且化石贫乏的娄山关群白云岩自北西向南东的进积尖灭,表明该二级层序为一个总体向上变浅序列,而且其中的大多数三级层序不发育凝缩段单元,与滇东统和黔东统形成强烈的反差。在空间变化方面,从北西向南东随着古地理背景由浅变深,滇东统和黔东统厚度变薄,向东南变为一个难以进行三级层序划分的凝缩序列;武陵统和芙蓉统则从浅水台地相白云岩的向南东相变为一套陆棚相泥页岩和泥灰岩为主的地层序列。研究区域寒武系的层序地层格架不但表明了三级层序的两大属性——“空间上相序的有序性和时间上环境变化的同步性”,而且也反映出地层记录中“两种相变面和两种穿时性”。在层序地层框架内可以观察到:在第一个二级海侵作用期间,从小壳化石组合经松林生物群到与澄江动物群同时代的遵义生物群,形成了寒武纪早期最为引人注目的生物多样性事件;在第二个海侵作用期间,从台江生物群到凯里生物群,又形成了另一个显著的生物多样性事件。该事实表明,大规模的海侵作用为生物多样性事件奠定了基本的沉积背景,而海退事件是否对应着生物灭绝事件还有待于进一步研究。因此,海侵—海退事件与生物变化事件之间的复杂关系还需要更进一步的研究才能得到更加合理的阐释。