浅谈牙形刺研究的地质意义

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汇报人：xxx
汇报时间：2019.04.09
浅谈牙形刺研究的地质意义
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牙形刺
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牙形刺（Conodont）又称牙形石，旧称牙 形虫、牙形类、锥齿、锥齿类。是一种古代未 知生物的部分遗体，多呈尖齿或锯齿状。牙形 石个体微小，从不足0.1毫米到4毫米，属微体 化石，其主要化学成分为磷酸钙，一般呈琥珀 光泽，浅褐黄、灰白色。牙形石在各种沉积岩 中分布甚广，灰岩和页岩中最多，白云岩、燧 石次之，但是牙形石仅限于海相沉积物，非海 相沉积物中至今尚未见到。[1]
为2的线似乎为油田与气田的分界线。
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参考文献
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[1] 王成源.化石精英——牙形刺[J].科学（上海）,2007,第59卷(6): 48-51 [2] 王元顺.石油、天然气的监测员——牙形石[J].化石,1984,(3): 25,24 [3]王志浩，董西平.研究牙形刺颜色变化的意义——介绍《牙形刺的颜色变化—有机变质作用的一种指标》一书[J].煤田地质与勘 探,1980,(5): 81-83 [4]PURNELL, MA, ALDRIDGE, et al. CONODONTS AND THE FIRST VERTEBRATES[J]. Endeavour, 1995, 19(1):20-27. [5]Slaví k, Ladislav & Carls, P. (2012). Post-Lau Event (late Ludfordian, Silurian) recovery of conodont faunas of Bohemia. Bulletin of Geosciences. 87. 815-832. 10.3140/bull.geosci.1368. [6]Conodont color and textural alteration: An index to regional metamorphism, contact metamorphism, and hydrothermal alteration[J]. Geological Society of America Bulletin, 1987, 99(4):471-475. [7]祁玉平, 祝幼华, 尹玲, et al. 牙形刺色变指标与镜质体反射率关系探讨[J]. 微体古生物学报, 1998, 15(2):220-224. [8]王志浩,董熙平. 研究牙形刺顏色变化的意义[J]. 煤田地质与勘探,1980(5):181－183.
在岩层内发现的微小欣德牙形石示意图
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全球吴家坪阶─长兴阶界线层型点
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牙形刺与石油勘探
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浙江长兴金钉子地质公园
浙江长兴金钉子牙形刺序列
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寻找牙形刺化石
虽然中国科学院南京地质古生物研究所王成源教授在煤山剖面发现过不少牙形石，并建了两个牙形石化石 带。但是在界线粘土层向上一米范围内，还没有发现牙形石。现在决定要以牙形石来做划分二叠纪三叠纪的标
不同类型的牙形刺可以用来划分地层
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牙形刺与金钉子的确立
因为生物大灭绝发生在二叠纪末期，所以这条大灭绝的界线粘土层一定和二叠纪三叠纪的分界线相距不远， 但是要确定具体的位置，必须要找到一种特殊的证据，那就是生物化石。
在显微镜下观察不同类型的牙形刺
[1]维基百科-牙形刺：https:///wiki/牙形石
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牙形刺究竟是什么
关于牙形刺的生物分类位置问题至今没有 解决。20世纪60年代以前，主要有鱼牙说、虫 颚说。80年代后，又有牙索动物说、触手环动 物说。牙形石在这一未知动物体内的功能也不 十分清楚，似乎起牙齿作用的可能性比内部支 撑物的可能性大一些。
可能的牙形刺动物复原图[1]
[1]据Purnell et al,1995.
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牙形刺化石所具有的特点
牙形刺从古生代寒武纪开始出现，几经盛衰，绝灭于 中生代三叠纪末期，其演化历程达3亿年。牙形刺在这个 期间演化十分迅速，使得它成为标准化石，有效地用于 地层的划分和对比。牙形刺形体很小，在钻探工程中的 少量岩芯和岩屑中同样可以采集到，这是大化石所不及 的。所以在地层划分和对比中，尤其是井下地层的划分 对比中，牙形刺正日益起着重要作用。
当时国际上用来划分二叠纪三叠纪的标准化石，一直选定为耳菊石。100多年以来，欧美的学者一直以耳 菊石作为标准，这种化石特征明显，野外较易识别，所以被普遍接受。 按照当时欧美国家坚持的标准，中国科学家在中国长兴煤山剖面开始寻找耳菊石，而且在全国各地数十条 与煤山剖面同时期的剖面上，他们也展开寻找标准化石耳菊石的工作。耳菊石仅在全世界不多的几个地方才能 找到，我国南方的十几个省，都有这个（二叠系三叠系）层位，但大多数地方都找不到耳菊石。 实际上欧美的标准是不能做全球标准的，耳菊石分布非常窄，集中在当时高纬度地区，比如格陵兰，而中 纬度、低纬度的地区是不产或极少产耳菊石的。它分布的局限性，不符合标准化石第一条，即分布不广。 中国科学家提出了一个大胆的想法，放弃耳菊石作为标准化石，用别的化石取代耳菊石。我们知道地球上 的古生物化石种类非常的多，在这亿万种的化石中，哪种化石有资格取代耳菊石，成为划分二叠纪三叠纪的标 准化石呢？
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金钉子地层中牙形刺的演化
对于中间缺少的这个演化链，张克信又在16厘米灰岩的 中间两层开始了寻找，终于在1984年的春天，张克信教授有 了幸福的发现。 中文名叫“微小欣德牙形石”的横空出世，让张克信教 授激动不已。张克信教授马上将它与先前发现的两种牙形石 进行对比，明显看到三种牙形石之间的连续演化关系。与它 的祖先和它的后代相比，微小欣德牙形石的主刺比它的祖先 明显要高、大，后代的主刺虽然也比较高、比较大，但它的 侧面又长出侧刺，旁边又长出了一个或者两个，也就很容易es
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如何通过牙形刺反演古地理古地温
牙形刺个体的内部有一些微小的孔洞，这些孔 洞中充满了氨基酸等有机物质。而这些有机物经历 过的加热的炭化与去炭化过程就表现在牙形刺的颜 色上，即CAI值的变化，从浅黄-黑；再由黑-白色， 直到结晶透明的变化上。实验证明了牙形刺颜色变 化级别系列与温度和时间有着一一对应的关系，真 是因为牙形刺的色变与温度有着如此密切的关系， 所以才利用牙形刺来监测某一地区的石油天然气环
虽然牙形刺的生物分类位置还有一定的 争议，但是在大量的生产实践中已经证实， 牙形刺不但能够较好的充当地质温度计的 角色，揭示某一个地区整个地质历史时期 中所接受过的最高古低温和某一区域古地 温的变化规律，从而揭示了某一区域内有 机质转化成石油天然气的一般情况。
牙形刺样品的处理过程
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研究背景
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准化石，就必须在二叠纪三叠纪交界范围内找到牙形石。我们知道牙形石非常微小，肉眼无法识别，为了确定 界线粘土层上下的岩层中有没有牙形石，只能把这个区域所有出露的岩层进行细致研究。带着极大的期待，张 克信教授开始了细致的采样。 找到了牙形石只是完成了第一步，还需从中找出具有连续演变意义的牙形石种类。科学家在生物大灭绝的 粘土层之上采回一块16厘米厚的灰岩,张克信教授把这块16厘米厚的灰岩平均分成了四层，结果在最底下的四 厘米中，发现了一种牙形石，这种牙形石的刺长度比较均匀，紧接着又在最上面的四厘米中发现了另外一种牙 形石，这个牙形石虽然有些残缺，但是通过牙形石身上的痕迹，可以明显看出在它的侧面和后端曾有两根刺， 后端的这根刺明显要比别的粗长，虽然这两根刺断掉了。 国际地学界内，只认可演化上没缺失即连续变化的化石生物作为金钉子点位划分的标准。长兴煤山这上下 两种牙形石的变化非常突然，张克信推断这两种牙形石之间应该还有一个演化的过程。
境。
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研究背景
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牙形刺在阿巴拉契亚盆地的应用 在美国的阿巴拉契亚盆地，牙形刺向人们展示了 非常有价值的记录，该区牙形刺自身颜色变化自盆地 东缘蓝岭变质带向西呈由浅到深的环带状分布，即 CAI的值由高到低的变化。在火成岩的周围，牙形刺 的颜色向四周同心环带状递减。更有意义的施，该区 油气田的分布与牙形刺颜色变化的CAI等值线有一致 的变化规律，即他们都呈近南北向展布。而且CAI值