王家灣金釘子

王家灣金釘子是由中國科學院南京地質古生物研究所牽頭取得的王家灣奧陶紀赫南特階的金釘子。這是宜昌市第1枚"金釘子"，地點位於夷陵區分鄉鎮大中壩村王家灣，距今約4.56億年。

地質學上的“金釘子”實際上是全球年代地層單位界線層型剖面和點位（GSSP）的俗稱。金釘子是國際地層委員會和國際地質科學聯合會，以正式公布的形式所指定的年代地層單位界線的典型或標準。是為定義和區別全球不同年代（時代）所形成的地層的全球唯一標準或樣板，並在一個特定的地點和特定的岩層序列中標出，作為確定和識別全球兩個時代地層之間的界線的唯一標誌。

王家灣“金釘子”是長江三峽國家地質公園（湖北）內最為重要的地質遺蹟之一。

2007年7月6日上午，宜昌黃花場“金釘子”紀念碑揭牌儀式在夷陵區黃花鄉黃花場村舉行，國際地科聯副主席斯坦.芬尼教授宣讀了國際地科聯批准黃花場金釘子的批文，正式授予黃花場中奧陶統底界暨大坪階底界界線層型剖面和點位及宜昌王家灣全球上奧陶統赫南特階底界界線層型剖面和點位“金釘子”稱號。在來自20多個國家60多名地質學家的注視下，國土資源部副部長汪民，湖北省委常委、副省長阮成發，國際地科聯副主席斯坦•芬尼，國際地層委員會秘書長吉米•奧格，宜昌市委書記李佑才，市長共同揭牌。

基本介紹

• 中文名：王家灣金釘子
• 外文名：Golden Nails of Wangjiawan
• 地理位置：湖北省宜昌市夷陵區分鄉鎮大中壩村王家灣
• 氣候特徵：亞熱帶季風氣候

地理環境

王家灣金釘子位於湖北省宜昌市夷陵區分鄉鎮大中壩村王家灣，距宜昌市以北42千米，經緯度為30°58′56″N、111°25′10″E。該地區奧陶系一志留系地層露頭沿走向在公路一側延展了約150m,分布在王家灣北剖面和王家灣南剖面之間。王家灣剖面出露完整，沉積和生物系列連續，筆石和殼相動物化石豐富並保存良好。此外，王家灣南和王家灣小河邊剖面都發育了合適的沉積相和生物相，並具有廣泛對比的潛力。王家灣地區地質構造簡單，岩石未經歷較強的變質作用。王家灣小河邊剖面尤其適合進行化學地層學研究和同位素年齡的測定。王家灣上奧陶統赫南特階層型剖面是一地質界線層型剖面和點位。赫南特名稱源自英國威爾斯Bala地區的赫南特，赫南特階代表奧陶系最頂部的一個地層單位。赫南特階始於自Diceratograptusmirus亞帶開始的全球生物大滅絕事件的主幕之後。王家灣地區奧陶系一志留系地層連續沉積，筆石和腕足動物化石豐富，可以進行全球性對比。王家灣剖面的五峰組及其頂部的觀音橋層中所保存的完整筆石序列和豐富的赫南特動物群，以及其上30CM處首次出現的向上尖筆石，亦是全球赫南特階和奧陶系—志留系界線精確劃分和對比的重要依據；也是研究奧陶紀末期的古氣候、古環境變化及生物滅絕事件的寶貴材料。王家灣北剖面上奧陶統五峰組以矽質頁岩和矽質層為主，赫南特階的底界（“金釘子”）劃在AFA層之底，以筆石的首現層位界定。建立赫南特階底界的全球界線層型剖面和點位的提案報告於2004年10月被國際地層委員會奧陶系分會通過,經補充完善後,於2006年2月被國際地層委員會通過,同年5月被國際地科聯正式批准。

王家灣北所出露的奧陶系/志留系界線剖面，不僅是全球奧陶紀赫南特階“金釘子”剖面，而且還保存有晚奧陶世-早志留世初期連續的筆石演化序列，也是我國奧陶紀五峰期和志留紀龍馬溪期的標準剖面，同時也是全球最好的奧陶系/志留系界線剖面之一，這裡五峰組頂部觀音橋段，產豐富的赫南特腕足類動物群和小達爾曼Dalmanitina三葉蟲化石。其中腕足類化石几乎集中了世界上所也有赫南特（Hirnantia）的動物群的代表，因此該地區也是研究世界上赫南特動物群最典型的地區之一。

由來

地質學上的“ 金釘子 ” 實際上是 全球年代地層單位界線層型剖面和點位（GSSP ）的俗稱。“ 金釘子 ” 一名源於美國的鐵路修建史。 1869 年 5 月 10 日 ，美國首條橫穿美洲大陸的鐵路釘下了最後一顆釘子，這顆釘子是用 18k 金製成，它宣告了全長 1776 英里的鐵路勝利竣工。鑒於這條鐵路的修建在美國歷史上具有里程碑的意義，對美國政治、經濟、文化的影響極其深遠，特別是對於美國西部開發戰略的實施具有舉足輕重的作用。為紀念這一事件，美國在1965 年7 月 30 日 建立了 “ 金釘子國家歷史遺址 ” 。 全球 年代地層單位界線層型剖面和點位在地質年代劃分上的意義與美國鐵路修建史上“ 金釘子 ” 的重要歷史意義和象徵意義具有異曲同工之處，因此，“ 金釘子 ” 就為地質學家所借用。

“金釘子”的含義

要了解全球界線層型剖面和點位（GSSP）（即通常所稱的“金釘子”）及其意義， 首先要懂得什麼是年代地層單位。就像歷史學家把人類的歷史劃分為不同時期（如我國的唐、宋、元、明、清）那樣，地質學家按地球所有岩石形成時代（時間）的先後，建立一套年代地層單位系統，並依次稱為太古宇（宙）、元古宇（宙）、古生代（界）、中生代（界）和新生代（界），每一個代的時間內，又進一步劃分出次一級的年代地層單位（如系、統、階）。類似每一個人類歷史時期都占據人類歷史的一定時間間隔或段落，包含一定的人類活動內容和事件那樣，每一個時間地層單位則包括在這個時間間隔內在地球上所形成的所有岩石和與其相關的地質事件（表1）。試想，如果全世界沒有統一的地質年代表，僅用“過去”或“史前”來記錄地球上不同地區的地質事件（包括造山運動、板塊碰撞、火山爆發、地震、小行星撞擊等環境巨變），就會把不同時期的事件混為一談；或者把不同地區不同時期產生的地質事件當成同一個事件去解釋，從而導致出現錯誤的認識或結論。

“金釘子”確定條件

必須滿足以下三大條件：

1.地質條件：要求剖面地層出露完好，連續不間斷，岩性單一，構造簡單，而且能夠永久性保存。

2.生物條件：要求岩層中的化石種類豐富，可以用於全球的對比和研究。

3.交通條件：要求交通便利，能夠方面國內外專家學者出入自由參觀。

為什麼要建立全球界線層型剖面和點位

按國際地質科學聯合會（簡稱地科聯）（ IUGS）和國際地層委員會（地層委）（ ICS ）的規定，全球統一地質時代（年代）表要通過建立全球不同時代（年代）地層單位界線層型和點位（ GSSP ）（俗稱金釘子）的方式來建立，以便於按統一時間（時代）標準去理解、解釋、分析和研究世界不同地區同一時間內發生的或形成的各類地質體（岩石、地層等）及地質事件及其相互關係。所以，年代地層單位界線層型和點位（金釘子）是國際地層委和地科聯，以正式公布的形式所指定的年代地層單位界線的典型或標準。是為定義和區別全球不同年代（時代）所形成的地層的全球唯一標準或樣板，並在一個特定的地點和特定的岩層序列中標出，作為確定和識別全球兩個時代地層之間的界線的唯一標誌。

“金釘子”是如何選擇和確定的？

每一個時代的全球界線層型和點位（金釘子）的選取，都必須在對全球包含這個時代地層序列（即界線剖面）進行調查，並組織有關專家對所申報的有可能成為該代年代地層單位界線金釘子剖面的建議和相關研究成果進行詳細研究、檢驗和討論的基礎上，由國際地層委員會下屬的有關地層分會的各國專家通過投票的方式產生，然後報國際地層委和地科聯批准公布。

金釘子是在對世界各國所申報的相關時代地質剖面研究超過進行考察、評議和篩選基礎上，通過國際地層委員會ICS和國際地質科學聯合會IUGS先後論證和表決基礎上產生的。因此，每一個金釘子均標誌著該項研究成果達到該領域世界的領先水平。2007年5月7日，包括國際地層委員會主席和秘書長在內的40多個國家70多位世界著名的地質和古生物學家參加了王家灣金釘子剖面揭碑儀式

確立

1977年於捷克確立的全球志留系/泥盆系界線層型剖面和點（GSSP）是全球第一枚金釘子。據悉，《國際地層表》需要100枚左右“金釘子”，截止到2018年底，全球已經確立了72枚“金釘子”，我國獲得了11枚，其中宜昌地區占有兩枚。一個是由國土資源部宜昌地質礦產研究所牽頭取得的黃花場全球中和下奧陶統暨奧陶系第三個階大坪階的金釘子；另一個是由中國科學院南京地質古生物研究所牽頭取得的王家灣奧陶系赫南特階的金釘子。

王家灣被剖面在區域構造上，位於黃陵背斜的東翼。奧陶—志留系從宜昌的黃花場、分鄉，經王家灣向北均發育完整、出露良好。王家灣北剖面沉積序列和生物地層序列具連續性。王家灣北剖面從赫南特階向上穿越奧陶—志留系界線的地層，都是連續沉積的，並且生物帶完整。穿越這段地層的筆石序列特別發育，最完整和連續地展現出赫南特階的最完整筆石序列。在王家灣剖面中，筆石和殼相動物化石豐富並保存良好。該動物群中除腕足動物外，還含三葉蟲、頭足類和其它微體化石。王家灣剖面地質構造簡單，在王家灣一帶沒有斷層、褶皺或其它地質構造變動。沒有遭受較強的區域變質作用和其它熱力變質作用，適合開展同位素測年研究。在國際奧陶系分會評估赫南特階的GSSP中，王家灣北剖面是唯一的候選剖面。

2006年5月國際地科聯正式批准在中國湖北宜昌王家灣北剖面建立赫南特階（上奧陶統）底界的全球界線層型剖面和點位的提案報告，確立湖北宜昌王家灣北剖面觀音橋層底界之下0.39m處為全球古生代奧陶紀末期赫南特階底界的＂金釘子＂，以異形正常筆石（Normalograptus extraordinarius）的首次出現層位（FAD）為標誌，碳同位素在此層位顯示的正漂移以及N.ojsuensis的首現可作為第二標誌,距今約4.456億年。奧陶紀末期經歷的時間不到200萬年，在地球歷史上可謂十分短暫，但就在這短短的200萬年間，地球環境、生物門類突然發生了劇烈的變化，被稱為奧陶紀末期生物大滅絕。滅絕的生物包括大多數三葉蟲物種，許多珊瑚蟲，一些硬殼的海洋無脊椎動物——腕足動物等。古生物學家認為，奧陶紀大滅絕是岡瓦納古陸的冰川作用的結果，這一時期稱為赫南特冰期。這一全球性的冰川事件導致了全球海平面的下降。大陸架生態空間減少，加上冰川本身造成的降溫，很可能是這一次大滅絕的綜合驅動因素。王家灣剖面就完整地記錄了這一段歷史，奧陶紀末期的所有重大事件（生物大滅絕和氣候變化事件）在赫南特階的地層、古生物、沉積環境和同位素化學記錄中均被廣泛地保存下來，並在王家灣剖面上都能找到遺留下來的印記。

地理位置

地址：湖北省宜昌市夷陵區分鄉鎮大中壩村王家灣。宜昌市客運中心站距王家灣“金釘子”46千米，夷陵區客運站距王家灣“金釘子”29千米。

王家灣“金釘子”位置圖