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“金钉子”是什么?
2019-03-08| 编辑: | 【 】【打印】【关闭
    金钉子(Golden spike):是“全球界线层型剖面和点位”(Global Boundary Stratotype Section and Point,GSSP)的俗称,是为了在全球范围内有效探索地球历史上同步发生的各种地质事件而寻找的一些特别的地层剖面和地质点,以此作为划分全球各时代地层的统一标准。“金钉子”一旦钉下,这个地点就成为国际地质学某一地质时代分界点的唯一标准。因此它的确立是地层学研究的一项极高科学荣誉,对于了解地球历史、探求地球生物演化奥秘等具有重要意义,历来是世界地质学家研究的热点和激烈竞争的领域。

     “金钉子”原本不是地质学的名词,它来源于人类的铁路修建史。1869年,美国首条横穿美洲大陆的铁路贯通,这条铁路对美国的发展意义极其深远。为了纪念铁路的成功修建,铁路落成庆典上,最后一根特制月桂枕木上,钉下了最后4颗有特殊意义的特制道钉,其中2枚含有成色不等的黄金。最后一枚道钉含17.5克拉黄金(73%成色,18K金),重436g。这枚“最后的道钉(The Last Spike)”,四面刻有太平洋铁路的奠基和竣工日期、铁路指挥长等官员的姓名,并提有“May God continue the unity of our country, as this railroad unites the two great oceans of the world”(就像这条铁路连接世界两大洋那样,愿上帝使我们的国家继续统一)等字句,顶端刻有“LAST SPIKE”标记。随着最后一枚黄金道钉的楔入,太平洋铁路这项伟大工程也标志着胜利竣工。

     由于建成的这条铁路对当时美国的经济、文化,特别是美国西部开发具有极为深远的意义。地质学家借用了“Golden spike”翻译成中文就是“金钉子”,代表年代地层学中一项巨大工程的完成,也形象地表达了它是“钉进”地球表面的一个有特殊含义的地理“点”,隐喻了它在年代地层学中重要地位和里程碑式的科学意义。因而,地层学研究中用“金钉子”代替了原本冗长而拗口的科学术语——全球标准层型剖面和点位(Global Boundary Stratotype Section and Point, 简称GSSP),既通俗简单练,又寓意深远。“金钉子”实际上作为划分地层年龄的标尺,主要用于地质年代划分。它并不是真的用黄金打造的,甚至和金子没有一丁点关系,虽然也是金闪闪的,实际是用黄铜打造的,但是在地层学上意义非凡,不亚于奥运会金牌。

     地球形成46亿年以来,在原始的地壳上,慢慢覆盖起层层叠叠的岩石,为地球演变发展留下了一部石头做成的“万卷书”。在地质学中,这些岩石便是地层,每一个地层都有其相应的地质年代,类似于“万卷书”的页码一样。地层学发展的数百年来,地层古生物工作者们未间断探索,为年代地层单位寻求共同的标准,进行编码。但是,由于定义混乱,缺乏统一,不仅造成地层划分和对比的困难,也难以识别世界不同地区同步发生的地质事件。

     随着1965年国际地层委员会成立后,“金钉子”被正式推广,其定义的核心是以某种具有全球对比意义的标准化石的“首现”作为相关地层划分的标准。有了“金钉子”,全球的地质工作者就有了“共同语言”。什么样的地质剖面才符合金钉子标准呢?它必须同时具备交通便利、岩层发育良好、化石含量丰富并且分布广泛,容易识别等一系列条件。四十余年来,全球科学家在苍莽大地的岩层中,共钉下了68颗“金钉子”。后来居上的中国,目前,以10颗“金钉子”位居金牌榜首(2017年意大利“金钉子”也达到10颗)。

     在我国建立的10枚“金钉子”分别指:寒武系第三统古丈阶全球标准层型剖面和点位、寒武系芙蓉统排碧阶全球标准层型剖面和点位、寒武系芙蓉统江山阶全球标准层型剖面和点位、奥陶系中奥陶统大坪阶全球标准层型剖面和点位、奥陶系中奥陶统达瑞威尔阶全球标准层型剖面和点位、奥陶系上奥陶统赫南特阶全球标准层型剖面和点位、石炭系密西西比亚系中统维宪阶全球标准层型剖面和点位、二叠系乐平统吴家坪阶全球标准层型剖面和点位、二叠系乐平统长兴阶全球标准层型剖面和点位、三叠系下三叠统印度阶全球标准层型剖面和点位。


     十枚“金钉子”中份量最重的一枚位于浙江长兴煤山,这枚“金钉子”确立了全球二叠纪——三叠纪界线层型剖面和点,既是两系之间的界线,又是古生界与中生界的分界,被认为是地质历史上三个最大的断代“金钉子”之一。同时浙江长兴煤山剖面是全球唯一的拥有两枚“金钉子”的地质剖面,另一个“金钉子”是二叠系最顶部的长兴阶的底界。如此的独特性,使得浙江长兴“金钉子”已经建成为国家AAAA级旅游风景区和全国科普教育基地,已经不仅仅限于岩层剖面和纪念碑。



参考文献:

 

彭善池. 全球标准层型剖面和点位(“金钉子”)和中国的“金钉子”研究[J]. 地学前缘, 2014, 21(2):8-26.

章森桂, 张允白, 严惠君,等. 中国已成为拥有"金钉子"最多的国家[C]// 全国地层会议. 2013.

陈平富.地球年轮——“金钉子”的故事[J].化石,2011(04):66-78.




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