我國“金釘子”剖面實物地質資料采集

韓 健，張晨光，陳 陽，李秋玲

(1.國土資源實物地質資料中心，河北 三河 065201；2.中國地質科學院地質力學所，北京 100081；3.中國地質大學(北京)，北京 100083)

我國“金釘子”剖面實物地質資料采集

韓 健1,2,3，張晨光1，陳 陽1，李秋玲1

(1.國土資源實物地質資料中心，河北 三河 065201；2.中國地質科學院地質力學所，北京 100081；3.中國地質大學(北京)，北京 100083)

作為全球地層界線的唯一標準，“金釘子”的確立內涵豐富，意義重大，通過對“金釘子”剖面有關的實物地質資料進行系統的采集、集成和永久性館藏，全面保存“金釘子”剖面的各類具代表性的實物地質材料和標本，對保全“金釘子”數據材料、詮釋“金釘子”科學內涵、助推后續研究都具有重要意義。同時，便于同期地層剖面與之進行對比以強化其作為全球地層對比標準的地位，并可以為地質科學教學和科普工作起到立典和示范作用，使這一重大成果能更廣范地運用到科研、生產和教學中。

金釘子;實物地質資料;全球地層對比;標準層型剖面

0 前 言

“金釘子”是全球年代地層單位界線層型剖面和點位(GSSP)的俗稱[1]，是國際地層委員會和地方科學技術出版社聯合體(簡稱“國際地科聯”)，以正式公布的形式所指定的年代地層單位界線的典型或標準，是為定義和區別全球不同年代(時代)所形成的地層的全球唯一標準或樣板，并在一個特定的地點和特定的巖層序列中標出，作為確定和識別全球兩個時代地層之間的界線的唯一標志。“金釘子”確立以來的40年間，已在20個國家建立了65枚“金釘子”，其中中國就確立了10枚，是確立數量最多的國家。

中國從20世紀70年代后期開始參與全球年代地層界線的對比研究，晚于其他國家十多年的時間，重點在古生代地層中開展界線地層剖面研究，在寒武系底界、奧陶系底界、石炭系底界等界線地層研究中取得了重大突破，但是都功虧一簣，沒有取得“金釘子”。直到1997年，中國科學院南京地質古生物研究所陳旭團隊，建立了中國的第一枚“金釘子”——達瑞威爾階“金釘子”，取得中國“金釘子”的零突破[2]，自此之后，中國科學院南京地質古生物研究所、中國地質大學(武漢)、中國地質科學院地質研究所和宜昌地質調查所的科學家相繼確立了我國10枚“金釘子”，樹立了我國在全球年代地層劃分標準研究中的世界領先地位，為中國在地層學研究中贏得了極高的學術聲譽。

1 采集的重要意義

“金釘子”的確立，是地學研究領域一項極高科學榮譽，往往標志一個國家在這一領域的地學研究成果達到了世界領先水平[3]。我國獲取的“金釘子”，標志著我國地層學研究在國際地學領域占有重要的地位，是我國地質工作者數十年科研成果的積累。

“金釘子”剖面在確立后還需要科學家繼續在該剖面的相關領域從事科學研究工作。但作為剖面本身，不可能無限制采樣，如何做到既保護“金釘子”剖面又能滿足科學研究，這是急需解決的矛盾。為此，國家實物地質資料館統一部署完成我國十枚“金釘子”剖面實物地質資料的采集，是很有必要的，體現了在國家層面對“金釘子”剖面的重視，因此，采集系列完整的標本、化石樣品等,由國家實物地質資料館作為實物檔案永久性收藏,具有深遠的意義。

1)統一部署，避免破壞。由國家實物地質資料館統一部署，在充分考慮到不破壞剖面的前提下，盡可能采全、采好所需的樣品，所取得的樣品可以提供需要研究的科學家進行研究，從而避免了個人亂采、亂挖對剖面的破壞。

2)保證樣品的完整性、連續性。避免了不同人由于采樣位置不同，可能導致的研究結果的多樣性。

3)統一展示，擴大影響。“金釘子”剖面是我國和外國科學家共同努力取得的成果，對其進行集成、宣傳是必要的。通過本次采集，將所有與金釘子剖面有關的實物資料進行整理、集成，將其置于具有現代化保護設施的實物標本庫中，可以讓更多的人從室內就能了解“金釘子”剖面，不僅有利于“金釘子”剖面實物資料永久保存、展示、宣傳，也有助于鞏固并加強我國在地層古生物領域內的領先地位，還能體現“金釘子”剖面的全球地層標準的地位。

4)助推研究，意義深遠。作為全球地層界線的唯一標準，“金釘子”的確立內涵豐富，意義重大，通過對“金釘子”剖面有關的實物資料進行系統的采集、集成和永久性館藏，全面保存“金釘子”剖面的各類具代表性的實物材料和標本，對保全“金釘子”數據材料、詮釋“金釘子”科學內涵、助推后續研究都具有重要意義。同時，便于同期地層剖面與之進行對比以強化其作為全球地層對比標準的地位，并可以為地質科學教學和科普工作起到立典和示范作用，使這一重大成果能更廣范地運用到科研、生產和教學中。

2 采集的技術要求

“金釘子”采集是一項專業性很強的地質工作，不但采集地點嚴格，采集標本齊全，還要進行野外專業的地質工作和室內分析鑒定。“金釘子”采集，主要需要委托在“金釘子”申請過程中做過多年深入研究工作的業務團隊現場采集。實物中心專家配合做好野外采集手續的辦理、專家論證、現場整理與搬運等輔助性工作。主要技術要求如下。

1)系統采集標本。剖面上的每一分層，都應采集標本。標本類型包括：巖石標本，化石標本等。

2)標本鑒定。巖石標本需要巖礦鑒定；化石標本需要種屬、年代等方面鑒定，一些微體化石的鑒定還需特殊的技術處置。所有的鑒定都要出具權威性鑒定報告。

3)相關資料的收集整理。“金釘子”是經多年工作、精細研究申報批準的，已經產生大量的高水平研究成果，在獲取實物的同時，應同時收集整理相關文獻資料和原本檔案資料。

4)采集“金釘子”實體柱狀剖面。即全部或部分連續性的，特別是界線點兩側必須野外采集實體柱狀剖面，采用切割或刻槽方式，整體獲取地質體實物實體。特殊情況下采取鉆探方法。

5)包裝運輸。對于獲取的標本、薄片和實體柱狀，要采用適當的方式進行包裝，力求防震、防壓、防碎。在運輸方式上，宜采取專車運輸。

3 采集入庫

每一枚“金釘子”的確立，對地學各學科都具有非同一般的重要意義，是科學界引以為榮的成果，是一個國家地學綜合實力和水平的標志，代表了一個國家的榮譽。我國獲取的10枚“金釘子”，標志著我國地層學研究在國際地學領域占有重要的地位，是我國地質工作者數十年科研成果的積累(表1)。然而，作為成果之一的標本等實物地質資料卻無系統地歸檔與保存，多數標本、薄片、化石等分散于研究者個人手中，面臨損毀遺失的危險。

表1 10個“金釘子”剖面

注：據文獻[4]，截至2013年底。

為了搶救性采集收藏我國10枚“金釘子”，由國家實物地質資料館作為實物檔案永久性的收藏，在大調查項目支持下，從2009年開始，國家實物地質資料館開始了“金釘子”剖面實物地質資料專項采集實驗研究工作，首先完成了浙江長興煤山全球二疊系-三疊系界線金釘子剖面和吳家坪階-長興階2枚金釘子剖面實物地質資料采集與相關資料整合集成。

2011～2015年國家實物地質資料館通過承擔由中國地質調查局下達的《國家級巖芯標本采集及數字化》項目，先后委托中國地質調查局武漢地質調查中心、貴州省地質調查院、中國科學院南京地質古生物研究所陸續完成大坪階、赫南特階、維憲階、古丈階、江山階、排碧階、達瑞威爾階、吳家坪階8個“金釘子”剖面實物地質資料采集工作，自此，我國10枚“金釘子”剖面實物地質資料全部進入國家實物地質資料館。

3.1奧陶系達瑞威爾階“金釘子”

奧陶系達瑞威爾階“金釘子”是在1997年由中國科學院南京地質古生物研究所確立。國際地層委員會、國際地科聯先后通過以筆石作為瑞威爾階的底界界線，其位于浙江省常山縣鉗口鎮的黃泥塘，是全球奧陶系7條界線中的第一枚“金釘子”。

3.2三疊系印度階“金釘子”

三疊系印度階“金釘子”是由中國地質大學(武漢)在2001年確立，位于浙江湖州長興縣煤山鎮附近的煤山，地層界線為三疊系印度階和二疊系長興階。這條界線是印度階、下三疊統、三疊系和中生界的共同底界，被認為是地質歷史上三個最大斷代“金釘子”之一。它是中國確立的10枚“金釘子”中唯一同時定義界、系、統、階四個不同級別單位的年代地層。

3.3二疊系長興階“金釘子”

二疊系長興階“金釘子”是由中國科學院南京地質古生物研究所在2005年確立。剖面位于浙江省長興縣煤山鎮附近的煤山，地層界線為長興階和吳家坪階。

3.4寒武系排碧階“金釘子”

寒武系排碧階“金釘子”是由中國科學院南京地質古生物研究所在2003年確立。該剖面位于湖南省花垣縣排碧鎮，被國際地層委員會批準為全球地層年表寒武系的首枚金釘子，也是首枚寒武系內所確定的金釘子，定義了芙蓉統和排碧階兩個不同級別單位的共同底界。

3.5二疊系吳家坪階“金釘子”

二疊系吳家坪階“金釘子”是由中國科學院南京地質古生物研究所在2004年確立。剖面位于廣西省來賓縣紅水河中的蓬萊灘，地層界線為吳家坪階和卡皮敦階。它同時定義樂平統和瓜德魯普統的界線。

3.6奧陶系赫南特階“金釘子”

奧陶系赫南特階“金釘子”是由中國科學院南京地質古生物研究所在2006年確立。剖面位于湖北省宜昌市王家灣村附近。地層界線為赫南特階和凱迪階。

3.7寒武系系古丈階“金釘子”

寒武系系古丈階“金釘子”是由中國科學院南京地質古生物研究所在2008年確立。剖面位于湖南省古丈縣羅依溪鎮西水河。地層界線為古丈階和鼓山階。

3.8奧陶系黃花場大坪階“金釘子”

奧陶系黃花場大坪階“金釘子”是由國土資源部宜昌地質礦產研究所在2008年牽頭取得的。剖面位于湖北省宜于市夷陵區黃花鄉附近，這枚金釘子是奧陶系最后一枚，標志著全球奧陶系年代系統的最終建立。這是中國第7枚、宜昌第2枚金釘子，距今約4.72億年。

3.9石炭系維憲階“金釘子”

石炭系維憲階“金釘子”是由中國地質科學院地質研究所在2008年確立。剖面位于廣西柳州市北投鄉碰沖村，地層界線為大坪階和弗洛階。

3.10寒武系江山階“金釘子”剖面

寒武系江山階“金釘子”剖面是由中國科學院南京地質古生物研究所在2011年確立。剖面位于浙江江山縣碓邊村，地層界線為江山階和排碧階。

4 采集成果

截至目前，國家實物地質資料館共采集入庫10枚“金釘子”共780余份標本、16套柱狀樣和1個長約50 m采自常山黃泥塘“金釘子”巖芯樣，還入庫了大量的化石樣品和巖石、化石薄片，如筆石樣品、幾丁蟲樣品、腕足類樣品、有孔蟲薄片等。

1)以切槽、鉆孔、澆筑這三種方法完成了8個“金釘子”剖面的巖石地層采集工作，確保了每條剖面的巖石地層連續性。

2)共采集腕足化石145件、三葉蟲化石165件、頭足化石10、筆石化石210件、牙形石140件、幾丁蟲80件、有孔蟲薄片140片、疑源類化石60件，為10個“金釘子”建立了完整的生物地層序列。

3)共收集生物地層對比表4張，年代地層對比表3張，化石分布與分帶圖1張，為10個“金釘子”點位的全球對比提供依據。

4)共收集各類柱狀圖、剖面圖10幅，碳氧同位素曲線1條，為“金釘子”剖面的沉積相和層序地層、事件地層提供資料。

5)針對每個“金釘子”收集相應的文獻資料，編寫相應的采集報告，對每個“金釘子”做系統總結。

[1] 科普園地. 地質學上的“金釘子”[J]. 山東國土資源，2008，24(9)：67.

[2] 彭善池. 全球標準層型剖面和點位(“金釘子”)和中國的“金釘子”研究[J]. 地學前緣，2014，21(2): 8-26.

[3] 陳平富. 地球年齡-“金釘子”的故事-蓬萊灘尋夢[J]. 化石，2013(3)：74-81.

[4] 彭善池. 艱難的歷程、卓越的貢獻：回顧我國的年代地層研究[M].杭州：浙江大學出版社，2014.

SignificanceofcollectinggeologicalcoresandsamplesfromChina’s“GoldenSpikes”sections

HAN Jian1,2,3, ZHANG Chenguang1,3, CHEN Yang1, LI Qiuling1

(1.The Cores and Samples Center, China Geological Survey，Sanhe065201, China;2.Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing100081, China；3.China University of Geosciences (Beijing),Beijing100083,China)

As the only criterion of the global stratigraphic boundary, the establishment of the “Golden Spikes” is of great significance. The systemic collection, integration, and permanent storage of the representative geological cores and samples related to the “Golden Spikes” sections, are very important for preserving the data of the “Golden Spikes”, interpreting the scientific connotation of the “Golden Spikes”, as well as boosting the related follow-up research. Meanwhile, the comprehensive storage of the geological cores and samples can make it easy to do comparisons of the stratigraphic profiles in the same period to strengthen the position of the “Golden Spikes” as a global stratigraphic correlation standard. The geological cores and samples from the “Golden Spikes” sections can also play a model and exemplary role in geosciences teaching and science popularization, which can also be applied to scientific research, production and teaching.

the Golden Spikes; geological cores and samples; global stratigraphic correlation; standard stratotype section

2017-07-06責任編輯：趙奎濤

中國地質調查局地質礦產調查評價專項“全國實物地質資料匯聚整理與服務”資助(編號：121201013000161403)

韓健(1983-)，男，漢族，山東濟南人，博士研究生，主要研究方向是實物地質資料管理研究和第四紀地質學，E-mail:812857173@qq.com。

P5;G272

：A

：1004-4051(2017)09-0169-04