中国南方贵州南部纳劳剖面的宾夕法尼亚纪 fusulinids（一种海洋微生物）及其对巴什基尔期-莫斯科期及莫斯科期-卡西莫夫期界线的生物地层学意义

《Journal of Asian Earth Sciences》：Pennsylvanian fusulinids from the Narao section, southern Guizhou, South China and their biostratigraphic significance for the Bashkirian-Moscovian and Moscovian-Kasimovian boundaries

碳酸盐岩剖面Narao的生物地层学研究，划分出6个Fusulinid化石带（包括Profusulinella aljutovica带等），揭示其与Naqing剖面的化石对比，确定Profusulinella aljutovica为Moscovian阶辅助标志，Montiparus weiningica为Kasimovian阶替代标志，探讨古气候事件对化石记录的影响。

　　

马新义|胡凯毅|史玉坤|王向东

中国南京大学地球科学与工程学院关键地球物质循环与矿床国家重点实验室，中国南京仙林大道163号，210023

摘要

长期以来，确定莫斯科维安期和卡西莫夫期的全球界线层型剖面和点位（GSSP）一直具有挑战性，这主要是由于宾夕法尼亚纪期间冰期-间冰期循环和气候变化导致的广泛地层间断以及区域性的海洋生物群限制。中国南部的纳青深水剖面是这两个时期的GSSP候选地之一，因为它具有连续的碳酸盐岩序列和丰富的锥形牙化石。然而，有限的 fusulinid（ fusulinid）记录阻碍了其与浅水剖面的对比。附近的纳劳剖面也形成于斜坡环境中，但比纳青剖面更浅，并且接受了更多的浊流沉积。因此，纳劳剖面不仅含有丰富的锥形牙化石，还含有大量的 fusulinid，使其成为增强纳青剖面生物地层对比潜力的重要参考剖面。在这项研究中，从纳劳剖面中鉴定出了属于11个属的93种 fusulinid。识别出了六个宾夕法尼亚纪 fusulinid 带：Profusulinella aljutovica、Fusulinella rhomboides、Fusulina lanceolata、Fusulinella bocki、Montiparus weiningica 和 Triticites irregularis。Profusulinella aljutovica 带的底部略低于早期莫斯科维安期锥形牙化石 Mesogondolella clarki 的首次出现位置，对应于莫斯科维安期的底部。fusulinid Montiparus weiningica 与锥形牙化石 Idiognathodus heckeli 的共存标志着卡西莫夫期的另一个底部。通过整合 fusulinid 和锥形牙化石数据，讨论了当前全球巴什基里安-莫斯科维安期和莫斯科维安-卡西莫夫期界线标志物的现状。Fusulinid aljutovica 和 Montiparus 属的物种被认为是识别古特提斯地区莫斯科维安期底部和卡西莫夫期另一个底部的最佳辅助标志物。此外，系统地描述了九种具有地层学重要性的物种。

引言

宾夕法尼亚纪（晚石炭世）的特点是冰期-间冰期循环频繁交替以及显著的气候扰动，这导致了北半球广泛的地层不连续性，并使得近海海域长期处于古地理隔离状态（例如，Monta?ez 和 Poulsen, 2013; Ueno 等, 2013）。因此，由于地层记录不完整以及海洋生物群的地域性（Walliser, 1995; Wang 等, 2019），宾夕法尼亚纪地层的全球对比一直是一个重大挑战，特别是在确定界线标志物和建立包含的年代地层阶段的全球界线层型剖面和点位（GSSPs）方面（Wang 和 Jin, 2000; Wang 等, 2023）。

目前，宾夕法尼亚纪的莫斯科维安期、卡西莫夫期和格兹利安期的 GSSPs 尚未确定。其中，莫斯科维安期和卡西莫夫期的定义存在较多争议（例如，Goreva 等, 2009; Alekseev 等, 2018; Hu 等, 2020a, 2021）。莫斯科维安期最初由 Nikitin（1890）在俄罗斯莫斯科盆地定义。卡西莫夫期最初是莫斯科维安期的一部分，后来由 Teodorovich（1949）被指定为一个独立的阶段。这两个阶段在1949年成为俄罗斯通用地层尺度中的正式年代地层单位，并随后被采纳为石炭纪系统宾夕法尼亚亚系统的阶段（Heckel 和 Clayton, 2006; Alekseev 等, 2022）。自这两个阶段确立以来，fusulinid 在浅水沉积物的内部和国际对比中发挥了重要作用（例如，Ueno 和 Nemyrovska, 2008; Kulagina, 2009; Goreva 等, 2009; Zhang 等, 2010; Shi 等, 2012）。然而，后来发现锥形牙化石是定义这两个阶段底部最有希望的指数化石，因为它们的地方性较低，而 fusulinid 则作为辅助标志物用于对比浅水沉积物。锥形牙化石 Diplognathodus ellesmerensis（Bender, 1980）和 Declinognathodus donetzianus（Nemirovskaya, 1990）被认为是全球巴什基里安-莫斯科维安边界（BMB）的最有希望的标志物（Alekseev 和 Task Group, 2013, 2014），其中 Diplognathodus ellesmerensis 因其更广泛的地理分布而被认为是最佳标志物（Hu 等, 2020b）。锥形牙化石 Idiognathodus heckeli（Rosscoe 和 Barrick, 2013）、I turbatus（Rosscoe 和 Barrick, 2009）、I sagittalis（Kozitskaya 等, 1978）和 Swadelina subexcelsa（Alekseev 和 Goreva, 2001）被提出作为全球莫斯科维安-卡西莫夫边界（MKB）的潜在标志物（Rosscoe 和 Barrick, 2013; Hu 等, 2021），其中 Idiognathodus heckeli 因其明确的分类定义、系统发育谱系和广泛的地理分布而被认为是主要候选标志物（Hu 等, 2021; Wang 等, 2023; Peng 等, 2025）。关于欧亚大陆的 fusulinid，Profusulinella 属物种的首次出现数据与 BMB 密切相关，而较高级的 Protriticites 和 Montiparus 属物种被用于识别 MKB（例如，Groves 和 Task Group, 2004; Villa 和 Task Group, 2004; Davydov, 2007; Davydov 和 Khodjanyazova, 2009; Kulagina, 2009; Ueno, 2022）。

中国南部贵州南部的纳青深水剖面是 BMB 和 MKB 的 GSSP 候选地之一（Wang 等, 2011; Ueno 和 Task Group, 2014; Aretz 等, 2020）。该剖面暴露了连续的石炭纪碳酸盐岩序列，其中含有多种进化谱系的丰富锥形牙化石，为区域和全球生物地层对比提供了有力证据，尤其是在边界区间（Wang 和 Qi, 2003; Hu 等, 2019; Hu 等, 2020b; Hu 等, 2021; Qi 等, 2020）。然而，纳青剖面中的 fusulinid 相对稀少（Wang 等, 1987; Wu, 1997），从而限制了其与同期浅水剖面的对比潜力。在相邻的沉积区发现了一个暴露良好的剖面，即纳劳剖面。该剖面也形成于斜坡环境中，但比纳青剖面更浅（Chen 等, 2016; Yang 等, 2023）。它在石炭纪期间接受了更多的浊流沉积，保存了丰富的浅水 fusulinid 和深水锥形牙化石，可以与纳青剖面进行对比。因此，它可以作为 GSSP 候选地纳青剖面的参考。

本文首次报道了纳劳剖面中的宾夕法尼亚纪 fusulinid，建立了它们的分区，并将其与南中国、欧洲和北美的深水和浅水相中的其他剖面进行了对比。此外，还回顾和讨论了不同地区的 BMB 和 MKB fusulinid 标志物，重点探讨了它们在帮助定义 GSSPs 方面的潜力。

地质环境与纳劳剖面

在宾夕法尼亚纪期间，华南地块位于古特提斯洋东部和泛塔斯马提克洋西部的交界处（图 1A）（Huang 等, 2018）。它由几个部分组成，包括扬子陆块、扬子碳酸盐岩平台、卡西亚陆块和滇黔桂碳酸盐岩平台（图 1B）（Feng 等, 1998; Wang 和 Jin, 2000）。研究区域位于滇黔桂碳酸盐岩平台内。

材料与方法

从纳劳剖面收集了64个含有 fusulinid 的石灰岩样本，并制备了223个 fusulinid 的轴向薄片进行详细的分类鉴定。每个薄片的数字图像是使用连接到透射光显微镜上的相机拍摄的。fusulinid 的分类和命名遵循 Sheng 等（1988）建立的系统框架，鉴定基于形态和内部微观结构。

生物地层学

共鉴定出93种 fusulinid 物种或亚种，包括变种和未确定的形态，归属于11个属，包括 Eostaffella、Fusulinella、Fusulina、Montiparus、Ozawainella、Profusulinella、Protriticites、Pseudostaffella、Pseudoendothyra、Schubertella 和 Triticites。

研究区间的最下部（116.7–120.4米）以 Eostaffella 和 Schubertella 物种为特征（图 4）。尽管 Eostaffella 属具有从维塞安期开始的长期地层分布

关于巴什基里安-莫斯科维安边界的生物地层对比

莫斯科维安期最初由尼基京（Nikitin, 1890）在俄罗斯莫斯科盆地定义，其下界由 fusulinid Aljutovella aljutovica–Schubertella pauciseptata 带和锥形牙化石 Declinognathodus donetzianus 带的底部分定义（Alekseev 等, 2004）。然而，其类型区域的剖面不符合 GSSP 的要求，因为莫斯科维期底部的 Alyutovo 组与密西西比期的石灰岩不整合地覆盖在其上

关于莫斯科维安-卡西莫夫边界的生物地层对比

卡西莫夫期也在莫斯科盆地由 Teodorovich（1949）定义。在其类型区域，该期的下界，即 Krevyakinian 亚期的 Suvorovo 组的底部分，由 fusulinid Protriticites pseudomontiparus–Obsoletes obsoletus 带和锥形牙化石 Swadelina subexcelsa 带的底部分定义（Alekseev 和 Goreva, 2001; Goreva 等, 2009; Ueno 和 Task Group, 2017; Alekseev 等, 2022）。原始到高级的

系统古生物学

系统描述了九种具有生物地层学重要性的 fusulinid 形态。属和术语的定义基于 Sheng 等（1988），同时也参考了 Loeblich 和 Tappan（1988）以及 Rauzer-Chernousova（1996）的分类方案。所有描述的标本均保存在中国科学院南京地质古生物研究所。

目 Fusulinida Fursenko, 1958.

科 Fusulinidae M?eller, 1878.

亚科

结论

中国南部贵州南部的纳劳剖面产出了丰富且分类多样的 fusulinid 和锥形牙化石组合。从该剖面的晚巴什基里安期到早格兹利安期的地层中，共鉴定出属于11个属的93种物种。识别出六个 fusulinid 带，每个带都代表了相应的 fusulinid 组合，包括 Profusulinella aljutovica、Fusulinella rhomboides、Fusulina lanceolata、Fusulinella bocki、Montiparus weiningica

未引用的参考文献

Alekseev 等, 2019; Alekseev, A.S., Task Group, 2013; Alekseev, A.S., Task Group, 2014; Chen, 1934; Douglass 和 Nestell, 1984; Ellison, 1941; Fassihi 等, 2017; Groves, J.R., Task Group, 2004; Groves, J.R., Task Group, 2009; Kobayashi, 2023; Lee, 1927; Lee 等, 1930; Lin 等, 1977; von M?eller, 1878; Rauzer-Chernousova 等, 1936; Rauzer-Chernousova 等, 1940; Schellwien, 1908; von Staff 和 Wedekind, 1910; Ueno 和 Nemirovskaya, 2008; Ueno, K., Task Group, 2014; Ueno, K.,

CRediT 作者贡献声明

马新义：撰写——原始草稿、方法论、调查、正式分析。胡凯毅：撰写——原始草稿、方法论、调查、正式分析。史玉坤：撰写——原始草稿、方法论、调查、正式分析。王向东：监督、方法论、调查、资金获取。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金 [项目编号 42293281, 42172002] 和 中国地质调查局 [项目编号 JKY202502] 的支持。我们感谢两位匿名审稿人的详尽和建设性评审，这些评审极大地提高了本文的质量。