-
0 引言
-
寒武纪频繁而显著的碳同位素异常事件与地球生命演化过程中的辐射事件、灭绝事件密切相关，是厘定年代地层界线的重要标准；因此，碳同位素化学地层是进行寒武系地层划分与对比中不可或缺的手段（Chang et al.，2017； Zuo et al.，2018； 樊茹等，2011）。研究显示，寒武系苗岭统鼓山阶底部碳同位素组成表现为显著的负漂移（DICE），这一现象已经在包括美国西部地区（Howley and Jiang， 2010）、加拿大 Rockie 地区（Montañez et al.，2000）、澳大利亚（Anais and Susanne，2016）、华南（Zhu et al.，2004）、华北地区（左景勋等，2020；陈泳霖等， 2022）等多个剖面识别出来。芙蓉统底部的碳同位素组成演化表现为强烈的正漂移（SPICE），这次正漂移事件几乎在全球各个大陆相应地层中都有记录（Saltzman et al.，2004； Kouchinsky et al.，2008； Woods et al.， 2011； Gerhardt and Gill， 2016； Schiffbauer et al.，2017； Li et al.，2018； Huang et al.，2019； Wang et al.，2020），SPICE的底部层位在时间上与球接子 Glyptagnostus reticulatus 的首现相对应，可以用于高精度年代地层对比。在华北地区，SPICE 事件在多个寒武系层型剖面上也均有记录，但是其漂移的幅度和规模存在着较大差异（Ng et al.，2014；左景勋等，2020； Zuo et al.，2023）。与鼓山阶底部和芙蓉统（排碧阶）底部碳同位素显著的漂移现象相比，古丈阶与鼓山阶界线附近的碳同位素组成比较稳定，δ13C 值基本维持在 0‰ 附近 （Peng et al.，2009；朱茂炎等，2019），仅在美国西部地区有比较强烈的负异常（Saltzman，2005）。近年来，有研究者在豫西登封地区发现张夏组三段和四段的碳同位素存在一个-1.5‰的负漂移（仲聪聪等，2020），经过与华南四川、湖南、浙江、以及澳大利亚、美国、西伯利亚等地区剖面的碳同位素进行对比，推测该负漂移位于鼓山阶与古丈阶的界线处，遗憾的是，文章并没有讨论研究剖面的生物地层信息，因而其准确性存在疑问。
-
本文以详细的生物地层资料为基础，对豫北林州地区后窑剖面碳酸盐岩地层的碳同位素组成进行了研究，并与世界其他地区不同剖面相同时期的稳定碳同位素组成进行了对比，确认了古丈阶底界在华北地区的点位，为华北寒武系与国际寒武系之间的地层对比提供了依据。
-
1 研究区地质背景
-
在中寒武世张夏期，华北碳酸盐岩台地分布的范围广阔，仅有两个面积不大的陆地，即伊蒙陆和吕梁陆。多个鲕粒滩分布在华北台地中，呈现出高能鲕粒滩与低能滩间海相间分布的岩相古地理模式（冯增昭等，2002a）。到晚寒武世，华北碳酸盐岩台地的整体格局并没有发生大的变化，但鲕粒滩消失了，取而代之的是竹叶状砾屑灰岩组成的竹叶滩，砾屑之间充填以灰泥质，从数量上来看竹叶滩的分布不如张夏期的鲕粒滩分布广泛。竹叶状砾屑灰岩一般为中到薄层，常与中、薄层灰岩互层。鲕粒灰岩多为潮汐滩沉积，是持续高能的产物；竹叶状砾屑灰岩多为风暴成因，为间歇高能的产物 （冯增昭等，2002b）。
-
后窑剖面位于豫北林州市东姚集镇后窑村南侧的公路旁，东经 113.970826308°，北纬3 5.944309687°。该剖面交通便利，露头良好，地层产状稳定，顶、底接触关系清晰，沉积构造丰富；自下而上，出露寒武系地层为张夏组、崮山组、炒米店组，以及三山子组的下部。
-
张夏组一段岩性比较稳定，尤其是下部的薄板状灰岩（俗称“千层饼灰岩”），识别标志十分明显，下部为深灰色泥粒灰岩，中、上部为灰色厚层状白云质灰岩、微生物岩；二段以灰色厚层状条带状鲕粒灰岩为特征，顶部以叠层石灰岩的出现与三段分界。张夏组三段下部为灰色厚层状鲕粒灰岩、白云质灰岩、夹叠层石白云岩，局部层面红色氧化膜发育，显示暴露面特征。
-
图1 研究区位置图（a）与华北寒武纪苗岭世—芙蓉世古地理环境（b）
-
1 —古陆；2—潮坪相；3—鲕粒滩；4—风暴砾屑灰岩；5—残余洋盆；6—碳酸盐岩台地；7—剖面位置
-
崮山组岩性比较单一，总体上以灰色厚层条带状鲕粒灰岩为主，夹土黄色泥晶灰岩、竹叶状灰岩。基本层序类型为灰黄色泥晶灰岩→灰色厚层条带状鲕粒灰岩，向上变厚变粗，显示海水变浅，前者常缺失。鲕粒灰岩中的鲕粒含量从5％～10％到80％ 不等，鲕粒大小也不一致，从 0.2~0.3 mm 到 0.6~1. 0 mm不等，鲕粒大小及含量由下到上呈现有规律地变化。
-
炒米店组总体上以灰色泥质条带灰岩为主，夹灰色鲕粒灰岩、灰褐色厚层砂屑灰岩、竹叶状灰岩。常见两种韵律类型，分别是灰色泥质条带状灰岩→ 灰色鲕粒灰岩和灰色泥质条带状灰岩→灰褐色厚层状砂屑灰岩，后者较少见。泥质条带灰岩厚 0.3～4.1 m，鲕粒灰岩厚 0.1～0.2 m，灰褐色厚层砂屑灰岩出现在上部，厚 0.2～1. 0 m，其上与三山子组为连续沉积。
-
三山子组可细分为 2 个岩性段：一段，岩性较为单一，为浅灰红色中薄层—薄板状细晶白云岩 A→浅灰红色中厚层状细晶白云岩 B 组成的层序，重复 3 次，上部 B 层中含较多硅质条带，顶面见有褐红色氧化膜，显示暴露特征。顶部为浅灰色中厚层角砾状细晶白云岩。二段白云岩粒度较粗，下部为厚层状中细晶白云岩、中粗晶白云岩、硅质条带中粗晶白云岩；中部为浅灰色中厚层状含燧石条带中粗晶白云岩、灰色厚层云斑状中粗晶白云岩；上部为灰红色硅质条带中粗晶白云岩、浅肉红色巨厚层状含燧石条带中粗晶白云岩，褐红色硅质层常见。
-
图2 研究剖面的岩石特征
-
a—张夏组叠层石灰岩（下部）与崮山组条纹状鲕粒灰岩（上部）接触关系；b—炒米店组竹叶状灰岩；c—炒米店组条带状白云质灰岩与竹叶状灰岩接触关系；d—条带状白云质灰岩外貌；e—鲕粒灰岩外貌；f—柱状叠层石外貌；g—残余鲕粒结构镜下特征；h—白云岩中细晶结构镜下特征；i—竹叶状灰岩镜下特征
-
2 三叶虫生物地层
-
国际标准下的寒武系苗岭统古丈阶的标准化石带均以关键球接子的首现为定义，自下而上分别为：Lejopyge laevigata 带、Proagnostus bulbus 带、 Linguagnostus reconditus 带、Glyptagnostus stolidotus 带（彭善池，2009；袁金良，2012）。古丈阶对应于传统上华北寒武系的张夏阶上部、鼓山阶以及长山阶的下部；由于华北寒武系主要由浅水台地相地层构成，因此化石带以多节类三叶虫为主，缺少斜坡相的球接子化石带，其与国际标准下的生物地层对比关系见表1。
-
在研究剖面上系统发掘了20余块化石标本，送交中科院南京地质古生物研究所，有鉴定结果的有 14 块，崮山组中下部发掘到以三叶虫 Damesella 和 Blackwelderia 组合为特征的生物化石带，为崮山阶下部重要的三叶虫带，在华北地区具有广泛的对比意义（裴放，2000）。化石证据显示该套地层对应的地质时代为苗岭世鼓山期晚期到古丈期早期。
-
3 碳同位素样品采集和测试方法
-
通过野外观察，认为后窑剖面张夏组、崮山组、炒米店组的碳酸盐岩中原生沉积构造和结构保存完好，有利于开展碳同位素采样工作（樊茹等， 2010）。碳酸盐岩样品的采集采用原位钻取：用微钻在新鲜的碳酸盐岩露头上钻取岩石样品，钻取时选择岩性均匀的部分，避开有可能发生后期蚀变的部位，如裂隙处、方解石脉发育处、发生重结晶以及溶蚀孔洞处，并尽量按照地层从老到新的顺序系统采样，并保持样品性质统一。
-
在野外观察的基础上，通过镜下观察，对部分样品微观层面的后生改造情况进一步排查，以剔除部分微观裂隙、孔洞和网脉发育的样品。核工业北京地质研究院分析测试研究中心对本批次样品进行了测试：在超净实验室称取样品粉末 100～300 μg（200目大小），并在72 C°环境中将之与过饱和磷酸完全反应，将冷却生成的 CO2导入 MAT253 进行测试，执行VPDB标准，分析过程中采用国家和国际标准样品及重复样进行监控，测试精度优于0.1‰。测试结果见表2。
-
4 结果
-
根据测试结果，后窑剖面碳酸盐岩碳同位素数据中，δ13C值最小值为-0.1‰，最大值为1.5‰，平均值为 0.53‰，主体分布于 0.45‰～0.70‰。δ18O 值最小值为-8.1‰，最大值为-3.5‰，平均值为-6.12‰，主体分布于-7.45‰～-5.20‰（图3a）。这说明碳同位素组成整体并未受到强烈的成岩作用改造，具有地层对比价值。氧同位素对于成岩作用是敏感的，常与其他稳定同位素如 H、S等共同使用，参与成矿阶段的划分（戴雪灵等，2018；余文林等，2018），因此实验测试时与 δ13C 同步得到的 δ18O 值常因成岩改造而在地层研究中失去意义，但常可用于评价δ13C值的有效性。使用R计算碳氧同位素值的pearson相关系数，r=-0. 002（图3b）；总体而言，数据点较为离散，δ13C、δ18O之值间未表现出相关性，因此，可以认为后窑剖面碳酸盐岩 δ13C 数据代表了原始沉积的海水信息。
-
图3 后窑剖面δ13C、δ18O值的分布特征及二者相关关系
-
a1—后窑剖面δ13C值分布特征；a2—后窑剖面δ18O值分布特征；b— 后窑剖面δ13C值与δ18O值的相关性
-
5 讨论
-
5.1 寒武系古丈阶底界的定义
-
寒武系苗岭统古丈阶的界线层型剖面位于湖南省古丈县，底界以球接子三叶虫Lejopyge laevigata 的首现为标准，其层位对应于花桥组内部，距离该组底界 121.3 m。备选对比标志是同为球接子三叶虫的L. calva，以及牙形刺Laiwugnathus laiwuensis的首现。该全球层型剖面和点位于 2008 年 3 月得到国际地科联的承认（Peng et al.，2009）。古丈阶底界位于华北寒武系三叶虫带 Damesella 带和 Blackwelderia带之间。
-
5.2 古丈阶碳同位素地层学
-
为揭示华北地台寒武系苗岭统古丈阶底部碳氧同位素组成的演化趋势，本文对豫北林州后窑剖面从张夏组顶部到炒米店组顶部的碳酸盐岩地层进行了系统碳同位素研究。张夏组顶部到崮山组下部δ13C值总体波动较小，整体位于0.5‰～1. 0‰，从崮山组中部开始，δ13C 值总体显示出微弱的负漂趋势，及至崮山组顶部，达到极小值-0.1‰，之后便缓慢回升至 0.5‰ 附近。这种相对稳定的 δ13C值曲线在炒米店组顶部发生变化，开始出现显著的正偏（图4）。
-
图4 后窑剖面寒武系苗岭统生物地层及δ13C曲线演化趋势
-
1—白云岩；2—白云质灰岩；3—鲕粒灰岩；4—叠层石灰岩；5—条带状灰岩；6—竹叶状灰岩；7—砂屑灰岩；8—三叶虫化石；9—螺类化石
-
δ13C值在苗岭统古丈阶底部全球界线层型剖面 —罗依溪剖面上并未表现出明显的异常，但是界线位置可以从一个更长的 δ13C 值序列中识别出来：在罗依溪剖面，δ13C 值曲线的震荡贯穿了本阶（δ13C 值-1‰～1‰），L. armata 带底部对应于一个 δ13C 值小幅正漂的峰值0.4‰，向上显示为一个小幅度负漂，至 L. laevigata首现层位，对应于这个序列中 δ13C值的负漂峰值附近，接近-0.80‰。在美国西部 Great Basin地区研究剖面上（Saltzman，2005），δ13C值表现为比较明显的负漂，古丈阶底界对应的负漂峰值为-1.2‰。在鲁西地区的唐王寨剖面上（左景勋等， 2023），δ13C 值从 Amphoton-Taitzuia 带至 Damesella paronai带顶部表现为下降趋势，从1.62‰缓慢下降为 0‰ 附近；在 Blackwelderia 带，δ13C 值分布于-0.51‰～0.16‰的低值区域，及至Blackwelderia带上部，δ13C 值达到最低值-0.51‰，并在其上的 Neodrepanura premeslini带稳定在0‰附近（图5）。
-
图5 寒武系苗岭统古丈阶底界δ13C曲线演化趋势全球对比
-
5.3 古丈阶底部碳同位素特征的地质意义
-
引发碳酸盐岩中碳同位素（12C 和13C）的相对含量发生波动的因素多种多样，这些因素包括：①生物演化事件；②生物灭绝事件；③海平面变化、火山活动等其他地质事件。目前，尚没有证据显示在鼓山期—古丈期发生过大规模生物事件，但古丈期晚期海平面的显著下降与SPICE事件可能存在密切的关联（樊茹等，2011；吴小伟等，2023；左景勋等， 2023）。
-
在后窑剖面鼓山阶上部到古丈阶下部，碳同位素曲线的演化似乎与海平面的变化存在比较显著的负相关，δ13C 值较低的层位对应于海平面的高值区域，相反，δ13C值较高的层位对应于海平面的较低值区域，频繁的小幅度的 δ13C 值的波动则对应了这一时期海平面的多次小幅度上升与下降，这一现象与作为古丈阶“金钉子”的罗依溪剖面研究成果一致（Zuo et al.，2008；房吉闯，2020）。虽然在部分地区寒武系古丈阶底部的碳同位素负漂移现象并未表现的如SPICE和DICE事件一样显著，但是由于鼓山阶、古丈阶 δ13C 曲线是一条总体较为稳定的演化曲线，古丈阶底部的 δ13C 负漂移现象可以在较长的年代地层框架下识别出来。
-
6 结论
-
（1）在豫北林州地区的后窑剖面识别出寒武系苗岭统古丈阶底部的δ13C负漂现象。发生漂移的层位位于三叶虫 Blackwelderia 带底部，δ13C 值从 0.7‰ 负偏至-0.1‰，偏移幅度0.8‰，随后，δ13C值逐渐恢复至正值（+0.5‰）。古丈阶底部的δ13C负漂现象在全球各寒武系剖面中都可以识别出来，虽然漂移的幅度存在差异，但整体的负偏演化趋势是可以对比的，因此可以作为古丈阶底部界线的标志。
-
（2）本次 δ13C 负漂移现象反映了一次全球范围的海侵事件，并可能与古丈期晚期发生的 SPICE （δ13C 正漂移）事件存在密切关联，二者共同构成了这一地质历史时期海平面大幅度的改变，这也为我们探讨SPICE事件的地质背景提供了新的角度。
-
参考文献
-
Anais P， Susanne S. 2016. Euxinia linked to the Cambrian Drumian carbon isotope excursion （DICE） in Australia： Geochemical and chemostratigraphic evidence［J］. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology， 461： 1-12.
-
Chang C， Hu W， Wang X， Yu H， Yang A， Cao J， Yao S. 2017. Carbon isotope stratigraphy of the lower to middle Cambrian on the eastern Yangtze Platform， South China［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 471： 90-101.
-
Gerhardt A M， Gill B C. 2016. Elucidating the relationship between the Later Cambrian end-Marjuman extinctions and SPICE Event［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 461： 362-373.
-
Howley R A， Jiang G. 2010. The Cambrian Drumian carbon isotope excursion （DICE） in the Great Basin， western United States［J］. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology， 296（1/2）： 138-150.
-
Huang J， Chen Y， Chu X， Sun T. 2019. The geochemistry of the late Cambrian carbonate in North China： The Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion （SPICE） record suppressed in a coastal condition［J］. Geological Magazine， 156（10）： 1805-1819.
-
Kouchinsky A， Bengtson S， Gallet Y， Korovnikov I V， Pavlov V E， Runnegar B. ， Shields G， Veizer J， Young E， Ziegler， K. 2008. The SPICE carbon isotope excursion in Siberia： A combined study of the upper Middle Cambrian-lowermost Ordovician Kulyumbe River section， northwestern Siberian Platform［J］. Geological Magazine， 145（5）： 609-622.
-
Li D， Zhang X， Hu D， Chen X， Huang W， Zhang X， Li M， Qin L， Peng S， Shen Y. 2018. Evidence of a large δ13Ccarb and δ13Corg depth gradient for deep-water anoxia during the Late Cambrian SPICE event［J］. Geology， 46（7）： 631-634.
-
Montañez I P， Osleger D A， Banner J L， Mack L E， Musgrove M. 2000. Evolution of the Sr and C isotope composition of Cambrian Oceans［J］. Gsa Today， 10（5）： 1-5.
-
Ng T W， Yuan J L， Lin J P. 2014. The North China Steptoean Positive Carbon Isotope Event： New insights towards understanding a global phenomenon［J］. Geobios， 47（6）： 371-387.
-
Peng S C， Babcockr L E， Zuo J X， Lin H L， Zhu X J， Yang X F， Robison R A， Qi Y P， Bagnoli G， Chen Y A. 2009. The Global Boundary Stratotype Section and Point （GSSP） of the Guzhangian Stage （Cambrian） in the Wuling Mountains， Northwestern Hunan， China［J］. Episodes， 32（1）： 41-55.
-
Saltzman M R. 2005. Phosphorus， nitrogen， and the redox evolution of the Paleozoic oceans［J］. Geology， 33（7）： 573-576.
-
Saltzman M R， Cowan C A， Runkel A C， Runnegar B， Stewart M C， Palmer A R. 2004. The Late Cambrian Spice （13C） Event and the Sauk II-SAUK III Regression： New Evidence from Laurentian Basins in Utah， Iowa， and Newfoundland［J］. Journal of Sedimentary Research， 74（3）： 366-377.
-
Schiffbauer J D， Huntley J W， Fike D A， Jeffrey M J， Gregg J M， Shelton K L. 2017. Decoupling biogeochemical records， extinction， and environmental change during the Cambrian SPICE event［J］. Science advances， 3（3）： e1602158-e1602158.
-
Wang Z P， Chen J T， Liang T T， Yuan J L， Chao H， Liu J Y， Zhu C L， Zhu D C， Han Z Z. 2020. Spatial variation in carbonate carbon isotopes during the Cambrian SPICE event across the eastern North China Platform［J］. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 546： 109669.
-
Woods M， Wilby P， Leng， M， Rushton A， Williams M. 2011 . The Furongian （late Cambrian） Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion （SPICE） in Avalonia［J］. Journal of the Geological Society， 168（4）： 851-862.
-
Zhu M Y， Zhang J M， Li G X， Yang A H. 2004. Evolution of C isotopes in the Cambrian of China： Implications for Cambrian subdivision and trilobite mass extinctions［J］. Geobios， 37（2）： 287-310.
-
Zuo J X， Peng S C， Qi Y P， Zhu X J， Bagnoli G， Fang H B. 2018. Carbon-Isotope Excursions Recorded in the Cambrian System， South China： Implications for Mass Extinctions and Sea-Level Fluctuations［J］. Journal of Earth Science， 29（3）： 479-491.
-
Zuo J X， Peng S C， Zhu X J， Qi Y P， Lin H L， Yang X F. 2008. Evolution of carbon isotope composition in potential global stratotype section and point at Luoyixi， South China， for the base of the Unnamed Global Seventh Stage of Cambrian System［J］. Journal of China University of Geosciences， 19（1）： 9-22.
-
Zuo J X， Zhu X J， Chen Y L， Zhai W J. 2023. Carbon isotope from shallow marine system in North China： Implications for stratigraphical correlation and sea-level changes in Cambrian［J］. Journal of Earth Science， 34（6）： 1777-1792.
-
陈泳霖， 王玺， 王艳慧， 姚帅， 白国典， 方怀宾. 2022. 豫北林州地区鼓山阶底部碳同位素组成及演化趋势［J］. 地质科技通报， 41（5）： 132-140， 149.
-
戴雪灵， 邓湘伟， 刘继顺. 2018. 杭带锡田合江口锡钨矿床流体包裹体和稳定同位素特征［J］. 矿产勘查， 9（6）： 1134-1144.
-
樊茹， 邓胜徽， 张学磊. 2010. 碳酸盐岩碳同位素地层学研究中数据的有效性［J］. 地层学杂志， 34（4）： 445-451.
-
樊茹， 邓胜徽， 张学磊. 2011. 寒武系碳同位素漂移事件的全球对比性分析［J］. 中国科学： 地球科学， 41（12）： 1829-1839.
-
房吉闯. 2020. 寒武系古丈阶和江山阶全球界线层型剖面旋回地层学研究［D］. 北京： 中国地质大学（北京）.
-
冯增昭， 彭勇民， 金振奎， 鲍志东. 2002a. 中国中寒武世岩相古地理［J］. 古地理学报， 4（2）： 1-11.
-
冯增昭， 彭勇民， 金振奎， 鲍志东. 2002b. 中国晚寒武世岩相古地理［J］. 古地理学报， 4（3）： 4-13.
-
裴放. 2000. 河南省华北型寒武纪生物地层单位划分与对比［J］. 河南地质， 18（2）： 97-106.
-
彭善池. 2009. 华南斜坡相寒武纪三叶虫动物群研究回顾并论我国南、北方寒武系的对比［J］. 古生物学报， 48（3）： 437-452.
-
任咣营， 袁金良， 孟凡巍， 高健， 赵艳， 郭颖， 杨飞. 2020. 华北地台东部寒武系崮山组（古丈阶）研究新进展［J］. 地层学杂志， 44（3）： 310-325.
-
吴小伟， 纪冬平， 陶朴. 2023. 陕西汉中地区磷矿地球化学特征及成因探讨［J］. 矿产勘查， 14（3）： 459-470.
-
肖飞. 2020. 华北地台中东部寒武系层序地层与岩相古地理研究［D］. 北京： 中国地质大学（北京）.
-
余文林， 廖华， 张伟， 葛文胜， 卢树东， 胡卫星， 王全乐， 李磊. 2018. 新疆西准噶尔提依尔金矿床氢、氧、硫同位素地球化学研究［J］. 矿产勘查， 9（4）： 589-595.
-
袁金良. 2012. 山东及邻区张夏组（寒武系第三统）三叶虫动物群［M］. 北京： 科学出版社.
-
仲聪聪， 王敏， 李凯楠， 樊钰超， 彭深远. 2020. 豫西登封地区寒武系苗岭统张夏组碳同位素组成特征及其地层学意义［J］. 河南理工大学学报（自然科学版）， 39（1）： 37-46.
-
朱茂炎， 杨爱华， 袁金良， 李国祥， 张俊明， 赵方臣， Ahn S Y， 苗兰云. 2019. 中国寒武纪综合地层和时间框架［J］. 中国科学： 地球科学， 49（1）： 26-65.
-
左景勋， 朱学剑， 陈泳霖， 翟文建. 2023. 华北寒武纪苗岭世晚期δ13C演化及生态环境特征［J］. 沉积学报， 41（1）： 289-302.
-
左景勋， 朱学剑， 方怀宾， 陈泳霖. 2020. 华北寒武系芙蓉统底界附近的碳同位素组成演化特征［J］. 地球科学， 45（3）： 728-738.
-
摘要
近年来，有研究者在豫西登封地区发现张夏组三段和四段的碳同位素存在一个-1. 5‰的负漂移，经过对比推测该负漂移位于鼓山阶与古丈阶的界线处，但没有讨论研究剖面的生物地层信息，因而其准确性存在疑问。为了研究华北地台寒武系苗岭统内部年代地层格架，本文针对豫北林州地区寒武系张夏组、崮山组、炒米店组碳酸盐岩进行了碳同位素学、三叶虫生物地层学和沉积学综合研究。结果显示，苗岭统内部碳酸盐岩δ13C组成相对稳定，基本保持在0. 5‰附近，但在张夏组顶部到炒米店组底部存在一个较小幅度的碳同位素负漂移，δ13C值从1. 3‰逐渐减小到-0. 1‰，漂移的峰值对应于三叶虫Blackwelderia的首现层位。通过对比华南、美国、澳大利亚和西伯利亚等地区同时期地层的碳同位素演化曲线，确认该次碳同位素负漂移具有普遍性，指示了苗岭统古丈阶的底界。
Abstract
In recent years， a negative shift of carbon isotope of -1. 5‰ has been found in the 3rd and 4th member of Zhangxia Formation in Dengfeng area of western Henan Province. The negative shift is presumed to be located at the boundary between Gushan stage and Guzhang Stage by comparison. However， the biostratigraphic information of the study section has not been discussed， so its accuracy is doubtful. In order to study the internal chronostratigraphic framework of Miaolingian， Cambrian in North China Platform， a comprehensive study of carbon isotope， trilobite biostratigraphy and sedimentology has been carried out on the carbonates of Zhangxia Formation， Kushan Formation and Chaomidian Formation in Linzhou area of northern Henan. Results show that the δ13C composition of the internal carbonate rocks of the Miaolingian is relatively stable， basically maintaining around 0. 5‰， but there is a small amplitude of negative carbon isotope shift from the top of the Zhangxia Formation to the bottom of the Chaomidian Formation， and the δ13C value gradually decreases from 1. 3‰ to -0. 1‰. The peak value of the shift corresponds to the first occurrence of the trilobite Blackwelderia. By comparing the carbon isotope evolution curve of the strata in South China， the United States， Australia， Siberia and other regions at the same time， it is confirmed that this negative carbon isotope shift is universal， indicating the bottom of the Miaoling Series Guzhangian stage.
Keywords
carbon isotope ； Kushan Formation ； Cambrian system ； Northern Henan region
