湖南益阳奥陶系五峰组—志留系周家溪群笔石

2021-11-06 02:40杨振京邓丽婷
现代地质 2021年5期
关键词:图版剖面标本

黄 莫,李 明,杨振京,邓丽婷

(1.河北地质大学 地球科学学院,河北 石家庄 050031;2.中国地质科学院地质研究所,北京 100037;3.中国地质科学院水文地质环境地质研究所,河北 石家庄 050800)

0 引 言

扬子流域上奥陶统广布着以五峰组为代表的黑色页岩,在大部分区域还夹含着一层名为观音桥层的壳相泥质灰岩。前人对该区域笔石系统生物学和生物地层学等方面已经做了大量工作[1-7],并建立了相对完整、连续的五峰组笔石带序列,自下而上划分出四个笔石带:Dicellograptuscomplanatus带,Dicellograptuscomplexus带,Paraorthograptuspacificus带和Normalograptusextraodinarius带。高精度的生物地层研究极大地推进了五峰组的研究进程,并促成了赫南特阶的全球界线层型剖面及点位(GSSP)在湖北宜昌王家湾的建立,其底界和顶界分别定义为笔石Normalograptusextraodinarius和Akidograptusascensus的首现层位[8-14]。

近年来,国际地层委员会奥陶系分会主要目标之一是区域性生物地层的精细划分,实现不同地区或相区同时代地层间的精确对比。赫南特阶“金钉子”的建立为开展奥陶纪末期生物演化、地层精细对比和地质事件研究提供了一个高精度、全球统一的时间标尺。但我国华南各区块赫南特期地层研究程度存在差异性,扬子区的鄂、川、渝、黔等地积累了大量古生物地层学资料;相较之下,江南区的湘中地区相关研究较为薄弱。

为响应国际地层委员会奥陶系分会的要求,实现扬子区和江南区生物地层的精时对比,本文选择位于江南斜坡带近扬子地台处的南坝剖面进行研究。该剖面最早由方一亭等[15]进行研究,主要工作侧重于寒武系—奥陶系界线。2000年开始,冯洪真等[16-35]在该剖面的早—中奥陶世地层做了大量工作,并认为该剖面是研究早奥陶世初期特马豆克期含笔石地层的良好剖面,先后识别出从特马豆克阶的最底部Rhabdinoporaflabelliformisparabola带到大坪阶的Isograptusvictoriaedivergens带的笔石带序列。但前人在南坝剖面所做的研究工作主要集中于奥陶纪特马豆克期至大坪期的笔石系统学及生物地层学,晚奥陶世特别是奥陶纪—志留纪之交地层尚未研究。

笔者于2019年先后两次跟随项目组考察湖南益阳南坝剖面,对其进行较为系统的化石采集,发现该剖面晚奥陶世末期—早志留世初期地层连续,出露良好;笔石分异度、丰度均较高,是开展该时期笔石系统生物学和生物地层学研究的理想剖面。因此,本文对南坝剖面赋存的笔石进行系统分类学研究,为研究区下一步开展笔石地层的精细划分工作提供可靠的基础资料。

1 区域地质概况

华南地区奥陶系在古地理上可划分为扬子地台、江南斜坡和东南盆地[36],分别对应扬子区、江南区和珠江区。南坝剖面位于湖南省益阳市西南30 km处的南坝村(图1)。该剖面地处江南斜坡带,在湖南省地层区划中属于湘中地层区。研究剖面晚奥陶世—早志留世地层连续,出露良好。剖面下部为五峰组,岩性以黑色碳质页岩、硅质碳质页岩为主,风化后因碳质流失而呈现灰白色,类似石英粉砂岩,与上覆的周家溪群下组整合接触。周家溪群下组岩性为灰黑色碳质粉砂质板岩、黑色含碳质板岩,风化后呈灰白色。1949年,王超翔等[37]在安化创立周家溪群,将区内周家溪群划分为下、上组,下组进一步划分为三段,岩性主要为黑色碳质粉砂质板岩和黑色含碳质板岩。张纯臣[38]在溆浦两下江—沙滩剖面创名两江河组,代表周家溪群下组二至三段,所描述的岩性为灰绿色、深绿色浅变质细砂岩、粉砂岩夹砂质板岩,下部夹少量黑色碳质板岩。本文研究剖面所观察到的岩性与两江河组岩性差异较大,但南坝剖面志留系底部岩性与王超翔等[37]所描述的周家溪群下组岩性一致,因此,本文继续沿用周家溪群一名。

图1 湖南益阳南坝古地理图(a)及交通图(b)(据李明等[21-22]修改)Fig.1 Paleogeographic map (a)and traffic map (b)of Nanba,Yiyang,Hunan (modified from Li et al.[21-22])

为详细了解南坝剖面五峰组—周家溪群笔石动物群面貌及地层序列,笔者在南坝剖面进行了较为系统的标本采集工作,通过对采集的化石进行室内筛选,发现32层至35层笔石化石保存状态较差,因此本文主要挑选了36层和37层中保存较好的笔石化石进行系统描述和分析,最终在其中识别出6属8种(图2),其镜下照片详见图3。

图2 湖南南坝剖面岩性柱状图及笔石分布图Fig.2 Lithostratigraphic column and graptolite distribution of the Nanba section in Hunan

2 系统古生物学

正笔石目 Graptoloidea Lapworth,1875

双笔石科 Diplograptidae Lapworth,1873

正常笔石属NormalograptusLegrand,1987,emend.Melchin et al.,2011

模式种ClimacograptusnormalisLapworth,1877

精美正常笔石NormalograptuselegantulusMu et al.,1974

(图3(c),4(a))

1974Amplexograptuselegantulus,穆恩之等,212页,图版98,图4.

1983Glyptograptuselegantulus,穆恩之和倪寓南,161~162页,图版7,图4;图版8,图1,2,10-13;插图3b,d.

2002Normalograptuselegantulus,穆恩之,697页,图版190,图11.

2011Normalograptuselegantulus,torch,figs.25K,R,X-Z,26A,B,D,I,J,27J-M.

描述笔石体长约5 mm,始端浑圆,H型发育型式,宽0.7 mm左右,向上逐渐增至最大宽度约1.3 mm。胎管细长锥状,长约1.1 mm,口部宽约0.2 mm,胎管刺细小。最初两对胞管相间生长,其后胞管平行生长。胞管膝上腹缘直,平行于轴向,膝角清楚,口缘内凹,口穴宽大,占体宽的近1/3,5 mm内大致有6个胞管。

比较此种为下志留统底部常见的笔石,最早由穆恩之[39]在1974年定义,因为笔石体始端前三对胞管相间生长,将它归入Amplexograptus。但在双笔石类中,始端胞管相间生长较常见,以这个特征将该种归到Amplexograptus不是很有说服力。因此,Mu等[40]根据笔石体具双列胞管、膝上腹缘多近直或向外倾斜等特征,又将该类笔石归入Glyptograptus。近年根据始端狭窄而钝、胎管刺发育、栅笔石式胞管、中隔壁直且完整等特征,穆恩之[41]又将该种分配到Normalograptus。

本文的研究标本根据鉴定特征,更符合Normalograptus的定义。该属的N.elegantulus与N.laciniosus形态非常相似,但N.elegantulus的笔石体更短且始端更窄,胞管排列更紧密。本文研究标本从笔石体形态及胞管密度看都与N.elegantulus的形态更接近,因此将研究区的这类笔石归入Normalograptuselegantulus。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

米尔尼正常笔石NormalograptusmirnyensisObut and Sobolevskaya,1967

(图3(a),4(f))

1967Hedrograptusmirnyensissp.n.Obut and Sobolevskaya,p.47,pl.1,figs.4-9.

1980Climacograptusmirnyensis,Koren’and Mikhaylova (in Apollonov),p.137,pl.39,fig.1;text-fig.39.

1983Climacograptusmirnyensis,Koren’and Sobolevskaya (in Koren’),pp.132,133,pl.37,figs.2-5;text-fig.47ê-í.

1984Climacograptusmirnyensis,陈旭等,38页,图版2,图12-14,插图3f-h.

1984Climacograptusmirnyensis,李金积,347页,图版14,图8,11.

1990Climacograptusmirnyensis,方一亭等,67页,图版12,图2,3,10.

2000Normalograptusmirnyensis,Koren’and Melchin,pp.1099~1101.

2005Normalograptusmirnyensis,Chen et al.,pp.262~264,text-fig.8B,F,G,I,L-N.

2007Normalograptusmirnyensis,Loydell,pp.37~38,text-fig.18A-E.

2011Normalograptusmirnyensis,torch,figs.25E,F,I,J,26C,F,K.

描述笔石体细小,始端略作尖削状,具典型的H型发育型式,长度约2.4 mm,推测为幼体。始端宽度约0.3 mm,向上增至0.6 mm左右。胎管刺发育。胞管为典型的栅笔石式,膝角约90°,膝上腹缘与轴向平行,口缘平直,口穴呈半圆形,约占体宽的1/3,1 mm内约有1.5个胞管。中轴伸出末端之外。

比较该种最早由Obut等[42]在1967年定为Hedrograptusmirnyensis,属Hedrograptus,具有如下特征:胞管为栅笔石式,笔石体两侧有线状隔壁。1980年,Koren’[43]通过对mirnyensis重新鉴定,认为该种具胎管刺,始端钝圆,栅笔石式胞管,胞管膝上腹缘直等特征,符合Climacograptus的定义,于是将该种转移到Climacograptus属。2000年,Koren’[44]基于该种具有H型发育型式的笔石体,栅笔石式胞管、笔石体具有直或凹的胞管间壁和完整中隔壁的特点,又将其转移到Normalograptus属。在torch等[45]所描述的标本中,该种幼体时期就可见胎管刺和中轴。

研究区的标本笔石体小,可见胎管刺和中轴发育,胞管为典型的栅笔石式,膝上腹缘与轴向平行,胞管较为密集,符合Normalograptus的属征,与该属Normalograptusmirnyensis特征尤为相似,大致可归入Normalograptusmirnyensis。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

花瓣笔石属PetalolithusSuess,1851

模式种PrionotusfoliumHisinger,1837

钓钩花瓣笔石PetalithushamusChen and Lin,1978

(图3(h),4(g))

1978Petalithushamus,陈旭和林尧坤,46页,插图10 g.

2002Petalithushamus,穆恩之,744页,插图6-34.

描述笔石体长约23 mm,始端尖削,呈尖锥状,向上很快增至3 mm左右,该宽度一直保持至末端。胞管为直管状,笔石体始端胞管为直管笔石式。腹缘直,口缘微突或直,口部外翻,口尖明显,倾角约35°,10 mm大致有11个胞管。笔石体末端保存不好,但可见胞管形态较始端略有变化。

比较最早由陈旭和林尧坤[46]根据黔北地区的笔石标本建立Petalithushamus。该种具有以下特征:始端尖削。胎管细小,胎管刺向下伸出形成钓钩状。胞管为直管状,始端胞管为典型的直管笔石式,口缘、腹缘均直;末端胞管更为拉长,口、腹缘均有变化,笔石体始端的倾角大小略大于末端,始端胞管密度较末端更加密集。该种笔石体较长,胞管形态略有变化,易与其他种相区分。

本文标本的始端保存较好,但未见胎管刺分叉形成的锚钩状构造。从其初始定义及所发现的标本特征来看,本文标本在笔石体的长度和宽度,胞管形态及胞管密度等方面符合Petalithushamus的特征,应归入其中。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

新双笔石科 Neodiplograptidae Melchin et al.,2011

新双笔石属NeodiplograptusLegrand,1987,emend.Melchin et al.,2011

模式种DiplograptusmagnusLapworth,1900

观塘源新双笔石NeodiplograptusguantangyuanensisFang et al.,1990

(图3(f,g),4(d))

1990Orthograptusguantangyuanensissp.nov.方一亭等,76页,图版14,图4;插图30.

图3 湖南益阳南坝剖面的笔石镜下照片Fig.3 Microphotographs of graptolites from the Nanba section at Yiyang,Hunan(a)Normalograptus mirnyensis (Obut and Sobolevskaya,1967),YYNF-36-13-01;(b)Neodiplograptus parajanus(torch,1983a),YYNF-36-18-01;(c)Normalograptus elegantulus (Mu and Ni,1983),YYNF-36-17-01;(d)Parakidograptus acuminatus (Nicholson,1867),YYNF-36-44-01;(e)Metabolograptus persculptus(Elles and Wood,1907),YYNF-32-08-01;(f)(g)Neodiplograptus guantangyuanensis (Fang et al.,1990),(f)为YYNF-36-20-01,(g)为 YYNF-36-46-01;(h)Petalithus hamus (Chen and Lin,1978),YYNF-37-02-02;(i)Streptograptus cyclodontus (Chen,1984),YYNF-37-01-01;图中比例尺长均代表1 mm。本文所研究的所有标本均保存于中国地质科学院地质研究所样品标本库

图4 湖南益阳南坝剖面的笔石素描图Fig.4 Sketch of graptolites from the Nanba section at Yiyang,Hunan(a)Normalograptus elegantulus(Mu and Ni,1983);(b)Neodiplograptus parajanus(torch,1983);(c)Metabolograptus persculptus (Elles and Wood,1907);(d)Neodiplograptus guantangyuanensis(Fang et al.,1990);(e)Parakidograptus acuminatus (Nicholson,1867);(f)Normalograptus mirnyensis(Obut and Sobolevskaya,1967);(g)Petalithus hamus (Chen and Lin,1978);说明同图3

2014Neodiplograptusguantangyuanensis,Fan et al.,text-figs.17B,E-F.

描述笔石体细长,长约26 mm,始端浑圆,始端宽度0.7 mm左右,逐渐增至1.7 mm以上,此后宽度一直保持至末端。始端胞管围笔石式,腹缘直,口缘平,可见半圆形口穴;中部胞管为雕笔石式,腹缘向外突起,口缘微凹,垂直于轴向,口部宽约0.3 mm,掩盖1/2左右,末端不可辨认。始端10 mm内约12个胞管。中轴伸出体外2 mm以上。

比较方一亭等[47]在1990年依据江西的标本创立Orthograptusguantangyuanensis,但其描述该种的笔石体始端到末端分别由栅笔石式、雕笔石式和直笔石式胞管构成,而Orthograptus通常没有这么多样的胞管形式。Fan等[48]根据扬子区的大量笔石修正了该种的定义:该种笔石体始端H型发育型式,始端胞管为围笔石式,腹缘略微倾斜,而后逐渐向外突起,通常在第四对胞管开始变为雕笔石式,在远端则为直笔石式胞管。中隔壁直且完整,中轴常在笔石体远端加厚。因为笔石体H型发育型式,中隔壁直且完整等特征符合Neodiplograptus的定义,于是将O.guantangyuanensis转移到Neodiplograptus。

本文研究标本始端结构均未完整保存或保存不清晰,并未见胎管刺,其它可见特征与Fan等[48]所描述的Neodiplograptusguantangyuanensis主要形态特征非常相似。因此,本文推测这类标本可能是N.guantangyuanensis。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

拟双面新双笔石Neodiplograptusparajanustorch,1983

(图3(b),4(b))

1983Neodiplograptusparajanussp.n.torch,p.168,pl.4,figs.1-3;text-figs.3c-d.

1984Glyptograptuskaochiapienensis,李金积,328页,图版5,图1;图版4,图12.

1990Glyptograptuskaochiapienensis,方一亭等,6页,图6和图12.

2007Neodiplograptusparajanus,Loydell,p.24,text-figs.12C-D,14A-B,E.

2014Neodiplograptusparajanus,Fan et al.,pl.2,fig.C,Q;text-fig.15B,H,Z,17C-D.

描述笔石体长10 mm左右,始端宽度约0.6 mm,向上逐渐加宽,在10 mm处达1.6 mm左右,两侧近平行。胎管刺细长,伸出体外3 mm以上。始端胞管腹缘直,与轴向平行,口缘平,与轴向垂直,可见半圆形口穴;其后胞管为雕笔石式,腹缘末端向外突,口缘微凹,垂直于轴向,口部宽约0.4 mm,掩盖1/2左右,胞管交错排列,10 mm内约10个胞管。

比较Neodiplograptusparajanus最早由torch[49]在1983年建立。该种具有以下特征:胎管刺细长,常伸出体外较远。栅笔石式胞管,胞管膝上腹缘直或略微倾斜,远端胞管的膝上腹缘更加倾斜。中隔壁直且完整,中轴伸出末端之外。parajanus在笔石体始端H型发育型式、典型的栅笔石式胞管、中隔壁直且完整的特征,符合Neodiplograptus属的定义,于是将它归入其中。李金积[50]和方一亭等[47]所描述的Glyptograptuskaochiapienensis标本在笔石体大小、胞管形态等方面与Neodiplograptusparajanus相似,应该为此种的同义名。

本文此类标本始端H型发育型式,胎管刺细长,栅笔石式胞管,可见半圆形口穴,胞管明显交错排列,形态上更接近Neodiplograptus的定义。虽然本研究标本中该类笔石体保存状态不完整,未见末端,但其他可见特征均符合N.parajanus的定义,因此,本文将其归入Neodiplograptusparajanus。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

代谢笔石属MetabolograptusObut and Sennikov,1985,emend.Melchin et al.,2011

模式种DiplograptusmodestussibericusObut,1955,emend.Melchin et al.,2011

雕刻代谢笔石MetabolograptuspersculptusElles and Wood,1907

(图3(e),4(c))

1865DiplograptuspersculptusSalter,p.25 (see Strachan 1971).

1907Diplograptus(Glyptograptus)persculptus,Elles and Wood,p.257,pl.31,fig.7a-c;text-fig.176a-b.

1929Glyptograptusaff.persculptus,Davies,p.10,text-fig.11A.

1930Glyptograptusbohemicus,Marek,p.7,pl.1,figs.1-4.

1975Glyptograptuspersculptus,Bjerreskov,p.30,text-fig.11a-c.

1977Glyptograptuspersculptus,Rickards et al.,pl.2,fig.4;text-figs 8,53.

1980Glyptograptus?persculptus,Koren’,p.150,pl.45,figs.1-6;pl.46,figs.1-6;text-fig.45a-zh.

1983Glyptograptuspersculptus,Wang et al.,p.139,pl.8,figs.3,5;pl.9,figs.10-11.

1983Glyptograptuspersculptus,Williams,p.622,pl.66,figs.1-3.

1983Glyptograptuscf.persculptus,穆恩之和倪寓南,162页,图版1,图12;插图4a.

1983Glyptograptuspersculptus,Koren’et al.,p.144,pl.42,figs.4-10;pl.43,figs.1-6;text-fig.54.

1984Glyptograptuspersculptus,陈旭和林尧坤,193页,图版1,图1-6;图版2,图3-9;插图1.

1984Glyptograptus?persculptus,VandenBerg et al.,p.10,figs.8-9.

1990Glyptograptuspersculptus,方一亭等,60页,图版8,图2-3和图6.

1994Normalograptus?persculptus,Zalasiewicz and Tunnicliff,p.704,fig.5a-c.

1996Normalograptuspersculptus,Storch and Loydell,p.872,text-figs 3-5.

1998Normalograptuspersculptus,Underwood et al.,p.103,fig.5S,U.

2005Normalograptuspersculptus,Chen et al.,text-figs.5B,9A,F,L.

2011Normalograptuspersculptus,Storch et al.,figs.25L,AA,27E-H,28C-E,Table 26.

2013Metabolograptuspersculptus,Melchin et al.,p.284,figs.2B,3.

2017Metabolograptuspersculptus,Maletz,p.205,fig.11.19A.

描述笔石体长约13 mm,始端呈H型发育型式,宽度约0.8 mm,至笔石体中部达最大宽度约2.1 mm。胎管不可见,但具一个短而直的胎管刺,长仅约0.5 mm。胞管长,呈S型弯曲,长约1.5 mm,口部宽约0.3 mm,腹缘向外凸出,口缘外斜,膝角尖,两列胞管交错排列,胞管倾角约30°,掩盖约1/2,10 mm内约有13个胞管。

比较该种是奥陶纪最顶部的带化石[8-12]。最早由Salter[51]在1865年命名,仅将该种置于Diplograptus属,未描述。1907年,Elles和Wood[52]描述了该种,依据单枝双列等特征与Diplograptidae相似,暂时分配到Diplograptus。Davies[53]在1929年对该种进行了详细的研究,认为该种出芽位置及出芽方式与Glyptograptus相似,而将该种转移到Glyptograptus。Zalasiewicz等[54]根据该种始端为不对称的H型发育型式,中隔壁直且完整的特征,将其置于Normalograptus属。Melchin等[55]建立Metabolograptus属,该属的特征为始端具H型发育型式,膝角尖或钝圆,始端中隔壁略微弯曲,胞管间壁弯曲。最初该属包含着许多从赫南特阶至早志留世的类群,这些类群的胞管由始端的栅笔石式向末端的雕笔石式转变。在最早的描述中包括Normalograptusmodestus,N.ojsuensis,N.tcherskyi,后将N.extraordinarius,N.persculptus等转移到该属下。Metabolograptusextraordinarius(Sobolevskaya)很容易通过其小且半圆形的胞管口、更加密集的胞管、平行于轴向的膝上腹缘的特征与该种区别。

本文标本未见末端,且无明显中隔壁;但从其初始定义及所发现的标本特征来看,本文标本始端尖削,H型发育型式,胎管刺发育和胞管交错排列等特征符合Metabolograptuspersculptus,应归入其中。

产地层位湖南益阳,上奥陶统五峰组。

两形笔石科 Dimorphograptidae Elles and Wood,1908,emend.Melchin et al.,2011

拟尖笔石属ParakidograptusLi and Ge,1981

模式种DiplograptusacuminatusNicholson,1867

尖削拟尖笔石ParakidograptusacuminatusNicholson,1867

(图3(d),4(e))

1867Diplograptusaccuminatus(sic)sp.nov.Nicholson,p.109,pl.7,figs.16-17.

1897Diplograptusacuminatus,Törnquist,p.14,pl.2,figs.5-7.

1929Akidograptusacuminatus,Davies,p.9,figs.32,10.

1970Akidograptusacuminatusacuminatus,Rickards,p.53,pl.6,fig.5;text-fig.14,fig.27.

1981Parakidograptusacuminatus,李金积和葛梅钰,229页,图版1,插图8-10.

1983Parakidograptusacuminatus,torch,p.298,pl.1,figs.1-8;pl.2,figs.1-4;text-figs.1a,d-e,g,i-l.

1983Parakidograptusacuminatus,Williams,p.632,text-figs.10d-i.

1987Parakidograptusacuminatus,倪寓南,242页,图版5,图10;图版6,图1-2.

1989Parakidograptusacuminatusacuminatus,Melchin,p.1735,fig.5f.

1990Parakidograptusacuminatus,方一亭等,89页,图版20,图21;图版21,图 3和图8;图版24,图6和图11;图版25,图1-3.

1990Parakidograptusacuminatus,葛梅钰,79页,图版6,图11-13.

2000Parakidograptusacuminatus,Chen,fig.7m (non.7c).

2000Parakidograptusacuminatusacuminatus,Koren’and Melchin,p.1111,figs.12.7-12.14,13.3,13.7-13.8.

2003Parakidograptusacuminatus,Koren’,figs.3.30-3.31.

2003Parakidograptusacuminatus,Masiak,figs.4r,5a,7c,8a,g.

2007Parakidograptusacuminatus,Loydell,p.53,pl.1,fig.6;text-figs.21F-G.

2014Parakidograptusacuminatus,Fan et al.,pl.4,figs.F-H;text-figs.15F,21U-W.

描述笔石体直,始端尖削,长约6.2 mm,向上增至最大宽度0.9 mm左右。胎管细长,长约1 mm,宽约0.3 mm。第一个胞管自胎管中上部生出后向上生长,第二个胞管从第一个胞管中上部生出。胞管形态介于雕笔石式和直管笔石式之间,腹缘略微弯曲,口缘直,倾角20°左右,掩盖约1/2;5 mm内约有5个胞管。

比较该种在过去很长一段时间里被当作志留纪地层底部的带化石[13-14],在识别早志留世地层具有重要意义。最早由Nicholson[56]在1867年建立并描述,依据笔石体具双列胞管,将其命名为Diplograptusaccuminatus。后Davies[53]对Dob’s Linn的笔石标本进行研究,建立并描述新属Akidograptus;该属是在笔石形态上介于Diplograptus和Dimorphograptus之间,但无明显单列部分。始端细长,胎管一侧被覆盖。胞管形态通常为栅笔石式。笔石体横截面为椭圆形,通常有一个相对较小的椭圆形中轴。因为accuminatus始端细长,胎管一侧被覆盖,笔石体横截面为椭圆形,符合属Akidograptus的特征,于是Davies将该种转移到Akidograptus。

李金积等[57]在1981年对中国的标本进行研究,认为A.accuminatus始端性质和发育形式虽然与Akidograptus类似,但此种胞管与Akidograptus的栅笔石式胞管不同,为直管笔石式或雕笔石式。于是李金积将该种从原属中独立出来,并基于此种建立新属Parakidograptus,将其归到双笔石科(Diplograptidae)。属Parakidograptus以笔石体尖削,胞管为直管笔石式或雕笔石式,th11在胎管中部生出后,转所向上生长,中隔壁完整,尖笔石发育型式主要特征,Melchin等[55]和Maletz[58]通过分支系统学分析,将Parakidograptus转移到两形笔石科(Dimorphograptidae)。

P.acuminatus笔石体长度通常不超过30 mm,本文标本笔石体保存不完整,但在始端形态、胞管形态介于直管笔石式和雕笔石式之间等方面皆与P.acuminatus相似,因此在获得完整标本前,暂时将其归入P.acuminatus。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

单笔石科 Monograptidae Lapworth,1873

卷笔石属StreptograptusYin,1937,emend.Loydell,1990

模式种GraptolithusplumosusBaily,1871

圆齿状卷笔石StreptograptuscyclodontusChen,1984

(图3(i))

1984Streptograptuscyclodontus,陈旭,75页,图版18,图11;图版19,图1和图7.

2002Streptograptuscyclodontus,穆恩之,875页,图版232,图16.

描述笔石体向背侧弯曲呈近半圆形,宽度变化较均匀。胞管为卷笔石式,笔石体始端胞管腹缘与枝的背缘近平行,胞管掩盖少,末端弯曲呈球状;至笔石体的末端,胞管腹缘斜,胞管基部近三角形,末端卷曲成球形,口缘卷入,掩盖约1/4,始端5 mm内约有7个胞管,末端相同距离约5个。

比较尹赞勋[59]将Monograptus属中一些胞管向内卷曲的笔石分离出来建立Streptograptus属。该属的特征是笔石体存在不同弯曲,胞管均一,掩盖少,正面可见胞管口。该属以胞管存在明显卷曲特征而易于识别。陈旭[60]依据陕南及川北的标本,将Streptograptus按照笔石体的形态及胞管的差别分为5个组。其中瘤状卷笔石组(nodifer group)胞管向内卷曲成球状(或叶片状),为标准的卷笔石式胞管。陈旭[60]建立并描述Streptograptuscyclodontus,将该种归入到瘤状卷笔石组(nodifer group),该种笔石体向背侧弯曲呈近半圆形,宽度均匀变化,具典型的卷笔石式胞管。

本文标本未见始端,胞管密度及笔石体弯曲程度与陈旭所描述的S.cyclodontus有所差别;但标本笔石体向背侧弯曲呈近半圆形,胞管形态等方面符合S.cyclodontus的定义。在获得新的材料明确其始端之前,本文将其暂归到S.cyclodontus。

产地层位湖南益阳,下志留统周家溪群。

3 讨论与结论

(1)对湖南益阳南坝剖面所赋存的笔石进行系统分类学研究,共识别出6属8种,分别为Parakidograptusacuminatus(Nicholson,1867),Normalograptuselegantulus(Mu and Ni,1974),Normalograptusmirnyensis(Obut and Sobolevskaya,1967),Metabolograptuspersculptus(Elles and Wood,1907),Neodiplograptusparajanus(torch,1983),Neodiplograptusguantangyuanensis(Fang et al.,1990),Petalithushamus(Chen and Lin,1978),Streptograptuscyclodontus(Chen,1984)。其中P.acuminatus,N.elegantulus和N.mirnyensis是早志留世鲁丹期的常见分子;

(2)在周家溪群34层中鉴定出Parakidograptusacuminatus,这是该种在研究剖面的首现层位,也代表着研究剖面志留系的底部。依据带化石和伴生化石,识别出M.persculptus带和P.acuminatus带,并确定本段地层时代为晚奥陶世赫南特期至早志留世鲁丹期,研究剖面五峰组和周家溪群下组整合接触,无明显沉积间断;

(3)湖南益阳虽地处江南斜坡带,但位于斜坡带边缘,近扬子地台。在湖南益阳南坝剖面发现五峰组页岩,不仅丰富了研究区的笔石古生物地层资料,也为扬子区五峰组黑色页岩时空展布提供了区域边缘地层数据。

致谢:本研究由中国地质调查局“蒙西、豫西、鄂西北等典型古生物群与关键地层基础地质调查”项目支持,审稿专家对论文提出了建设性意见,在此一并感谢。

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