科普文章-金釘子

我們生活的地球，約有46億年的演化歷史，在層層巖石中我們可以探尋生命演化的奧秘。試想一下，如果我們把地球的年代地層，標(biāo)定成像中國的歷史朝代表諸如“唐宋元明清”一樣清晰，那我們就能讀懂每個時間地層單位內(nèi)所形成的巖石及其相關(guān)的地質(zhì)事件。

1**”金釘子“的起源**

“金釘子（Golden Spike）”的由來源于美國的鐵路修建史。1869年5月10日，美國首條全長1776英里橫穿北美洲大陸東西部鐵路勝利竣工，東西向合攏時釘住最后一塊枕木的道釘是用18k金制成的，這條鐵路的修建在美國歷史上具有劃時代的意義。為紀(jì)念這一事件，美國在1965年7月30日建立了“金釘子國家歷史遺址”。地質(zhì)學(xué)家則引用“金釘子”一詞，將其作為劃分全球年代地層單位界線層型剖面和點位的標(biāo)志，以示他們在全球地質(zhì)年代劃分上與美國修建的第一條橫穿美洲東西部鐵路具有異曲同工的劃時代意義。

國際地層委員會（InternationalCommission on Stratigraphy，簡稱ICS)規(guī)定：“全球?qū)有褪且哉焦嫉男问綖榈貙咏缇€指定的典型，在剖面上用一個特定點在特定的巖層序列中標(biāo)出，作為確定和識別兩個已命名的全球標(biāo)準(zhǔn)年代地層單位之間的地層界線的標(biāo)準(zhǔn)[1]”層型又可分為單位層型、界線層型、復(fù)合層型等多種類型。其中，以單位層型來確定年代地層單位的表示方法接受范圍最廣。國際地層委員會在制定《關(guān)于建立全球年代地層標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)則》時引入了全球標(biāo)準(zhǔn)層型剖面和層型點（Global Standard Strato-Section and Point，縮寫為GSSP）的概念。GSSP俗稱“金釘子（GoldenSpike）”，“金釘子”是定義和區(qū)別全球不同年代所形成的地層的唯一標(biāo)準(zhǔn)，以此解決全球地質(zhì)歷史的時間對比問題?？茖W(xué)家將地球46億年以來的地層單位，分為“宇、界、系、統(tǒng)、階”5級，相應(yīng)的時間單位就是“宙、代、紀(jì)、世、期”5個時期。其實每一個地質(zhì)時代“金釘子”的選取很有講究，有著非常嚴(yán)格的程序，具體體現(xiàn)在其確立必須在各級組織投票中獲得60%的多數(shù)，首先是負(fù)責(zé)選擇全球界線層型的工作組，然后是國際地層委員會的有關(guān)分會，之后由國際地層委員會全體委員投票通過，最后還要經(jīng)國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會（International Union of Geological Sciences，IUGS）執(zhí)行局核準(zhǔn)[2]?？梢哉f，一顆“金釘子”的成功獲取，標(biāo)志著一個國家在這一領(lǐng)域的地學(xué)研究成果達到世界領(lǐng)先水平。

“金釘子”一旦在世界某個地方“釘下”，該地點就變成一個地質(zhì)年代的“國際標(biāo)準(zhǔn)”，對照它，便可以對應(yīng)標(biāo)出其他巖層的“年齡”，是年代地層統(tǒng)一的“度量衡”。2018年6月，國際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會批準(zhǔn)把寒武系第三統(tǒng)（苗嶺統(tǒng)）第五階（烏溜階）的剖面和點位“釘在”貴州劍河縣巴郎村附近的烏溜-曾家?guī)r剖面。由此，我國以11顆“金釘子”成為全球獲得“金釘子”最多的國家。

**2.**中國第一顆“金釘子”——浙江常山縣黃泥塘剖面

黃泥塘“金釘子”，位于浙江省常山縣城南5km處，是常山地質(zhì)公園的核心，主要景觀是古生代標(biāo)準(zhǔn)地層。其中黃泥塘剖面（如圖2所示），是奧陶紀(jì)中部距今4.6億年前的一段全球標(biāo)準(zhǔn)地層，世界各地要確認(rèn)這一時間間隔的地層，都要跟黃泥塘剖面相對比。作為中國發(fā)現(xiàn)的第一顆“金釘子”，經(jīng)歷曲折程度非常復(fù)雜，前期工作從上世紀(jì)40年代就已經(jīng)開始了。1990年，經(jīng)過對浙江和江西交界“三山地區(qū)”（江山-常山-玉山）的考察，國際奧陶系地層分會研究論證在“三山地區(qū)”確立奧陶系內(nèi)第一個“金釘子”的可能性。奧陶系形成于距今4.88-4.44億年，地球歷史上海洋生物開始急劇多樣化的關(guān)鍵時期，全球奧陶系的“金釘子”研究工作，雖然從20世紀(jì)70年代就已開始，但因面臨諸多棘手難題而進展緩慢，毫無建樹。直到中國學(xué)者介入，最終于1997年，在南京古生物所金釘子研究集體主持下，浙江省常山縣黃泥塘剖面正式確立為奧陶系中奧陶統(tǒng)達瑞威爾階底界的“金釘子”。這里以保存完好的筆石和牙形動物群化石為特色，再現(xiàn)了地球海洋環(huán)境和生物群的演變歷史。

來源: 科普巖石力學(xué)與工程