中国新元古界埃迪卡拉系（距今约6.35–5.39亿年）陡山沱组记录了丰富的沉积-环境-生物演化信息，包括Marinoan雪球地球结束之后的盖帽碳酸盐岩、多期次海洋增氧和碳循环扰动事件（如地质历史时期最大的碳同位素负漂事件，即EN3/Shuram事件），以及多种宏体和微体古生物化石（如蓝田、瓮安、翁会、庙河等生物群）。同时，陡山沱组也发育大规模的沉积型磷矿和优质烃源岩，为社会经济发展提供了重要的矿产资源。另一方面，国际地层委员会和国内外学者正在尝试划分和对比埃迪卡拉系的“统”或“阶”，但至今仍面临诸多挑战。毫无疑问，中国陡山沱组是开展相关研究和未来建立埃迪卡拉系内部金钉子（GSSP）的关键候选地层。因此，陡山沱组近二十年来已经成为国际学术研究非常热点的层组之一，产出了大量成果（图1）。但是，陡山沱组的地层完整性、综合地层格架及沉积演化方面，仍然值得深入研究。
图1 以“Doushantuo Formation”为“Topic”的相关SCI文章发表情况（基于Web of Science数据库的检索结果）
目前，陡山沱组底界和顶界年龄，通过火山灰锆石高精度定年分别被精准限定在约6.35亿年和约5.50亿年；其沉积时限长达约85百万年（Ma）。然而，在如此漫长的沉积时间跨度里，华南扬子地区各剖面陡山沱组地层厚度普遍较薄（介于约29–260 米之间），呈现异常低的总平均沉积速率，令人困惑。鉴于陡山沱组在埃迪卡拉纪环境-生物演化和地层学研究中的重要性，我们不得不提出疑问和思考：它的地层记录是否完整？它的沉积时间去哪儿了？针对上述问题，中国科学院地质与地球物理研究所博士生李润，在导师周锡强副研究员和彭澎研究员的指导下，联合Purdue University的Michael P. Eddy助理教授和Ryan B. Ickert研究员，以及南京大学王振飞博士、中国地质大学（北京）汤冬杰教授、西北大学黄康俊教授，对华南陡山沱组沉积地层开展了综合研究。
研究者选取位于传统普遍认为的“深水盆地”沉积相带（应该记录了连续沉积）里的一个关键剖面（图2），建立了陡山沱组岩石-层序-碳同位素化学综合地层，厘定了其沉积序列和层段（图3），并进行了区域对比。重要的是，该剖面陡山沱组第二段中部（LLSB-T1）和该组顶部（LLSB-T2B）分别发育一层火山灰，其高精度锆石CA-ID-TIMSU-Pb定年结果为629.70 ± 0.49 Ma和556.41 ± 0.23 Ma（图3A），提供了重要的地层时间锚点。同时，该剖面陡山沱组第三段白云岩-灰岩层段发育具有全球可对比的EN3/Shuram碳同位素负漂事件特征，其底界年龄（负漂事件启动时间）被认为至少<579 Ma，可提供另一个地层时间锚点。因此，该剖面陡山沱组的沉积时间跨度约79百万年（~635–556 Ma），但地层总厚度仅有约33米（图3A）。传统上，陡山沱组这种现象常被认为可能是“沉积速率极低导致地层极其凝缩”。然而，该剖面陡山沱组岩性组合和垂向变化特征（图3），并不能很好地支持上述认识。事实上，更多地层学证据表明，该地层内部可能存在严重的沉积记录缺失。
图2 目前广泛采用的华南陡山沱组沉积期古地理重建格局。五角星为本文所研究剖面，红圈为本文汇编的前人所报道剖面（参见图4）
图3 （A）本研究的六龙山剖面陡山沱组的岩性-层序-碳同位素化学-年代地层综合序列。五角星代表本文火山灰锆石高精度定年的层位；（B）成冰系南沱组至埃迪卡拉系陡山沱组第三段的野外露头照片；（C-D）陡山沱组第二段与第三段界线处的重要不整合面，以侵蚀面和岩性变化为特征
值得注意的是，陡山沱组第二段中部火山灰层位（629.7 Ma，LLSB-T1）与EN3/Shuram事件起始层位（<579 Ma）仅相距约7米，其岩性主要由渐变过渡的泥岩、互层状泥岩-白云岩、及中-厚层状白云岩组成（图3）。按照极低沉积速率（1米/百万年）对此层段的持续时间进行简单、保守估算，其顶部年龄应>623 Ma。同时，该层段表现出明显的无机碳-氧同位素（δ13Ccarb-δ18Ocarb）正相关关系（通常源于大气淡水成岩作用的改造），顶部白云岩发育凹凸起伏的侵蚀面，并转变为陡山沱组第三段薄-中层状白云岩（即EN3/Shuram事件起始层段；图3C–D）。上述证据综合表明，该剖面陡山沱组第二段顶部（>623 Ma）和第三段底部（<579 Ma）界线处必定发育一个较隐秘的重要不整合面，代表了长期的暴露和剥蚀，导致至少44百万年的沉积记录缺失。
此研究随后对多个埃迪卡拉系剖面进行了综合地层汇编，进一步发现：1）华南陡山沱组第二段沉积序列和地层厚度呈现极大的空间变化，可能与不整合发育期间下伏地层遭受暴露剥蚀有关（图4）；2）华南和全球其它地区埃迪卡拉系中部时常报道存在侵蚀面或暴露面，并直接上覆EN3/Shuram事件层段，表明该不整合面具有广泛的可对比性及全球意义（图5）。鉴于埃迪卡拉纪中期伴生重要的Gaskiers Glaciation或“Great Ediacaran Glaciation”，该不整合事件成因上可能与该时期冰川驱动的全球海平面变化有关，值得未来进一步厘定。
图4 （A）华南埃迪卡拉系陡山沱组浅水陆架至深水盆地沉积相带的综合地层剖面。（B）基于陡山沱组中上部不整合面（或可对比的层序界面，或EN3事件底部层位），分别统计其下伏和上覆地层总厚度而汇编的直方图（地层剖面细节信息详见原文）
图5 华南和全球多个地区埃迪卡拉系综合地层对比。注意：埃迪卡拉纪中期EN3/Shuram事件层段底部普遍存在不整合面（以暴露或侵蚀面为特征），具有广泛可对比性
不整合面是沉积地层里的最关键界面，但是厘定其野外产出、时空特征、成因意义等，通常面临诸多困难。该研究是首次通过岩石-层序-化学-年代地层学综合研究，在传统认定的“深水盆地”沉积相带里，在陡山沱组中上部碳酸盐岩层段内部（即EN3底部），识别出一个较隐秘的重要不整合面，并揭示其沉积间断可达至少44百万年，具有重要的意义。（1）华南扬子地区陡山沱组古地理格局，以及地层记录完整程度，亟需进一步评估。（2）此重要不整合面下伏地层可能不同程度的缺失，有助于理解陡山沱组第二段地层序列以及生物-环境信息的空间差异性；其上覆地层可能不同程度的穿时沉积，有助于认识和理解EN3/Shuram碳同位素负偏事件的地层复杂性及其成因。（3）此重要不整合面可以作为埃迪卡拉系内部地层划分和对比的关键界面，值得重视。
总之，该重要不整合面的发现，为埃迪卡拉系陡山沱组地层厚度与沉积时限之间不协调而产生的困惑，提供了简单且简洁的答案。原来，这里丢失了大量的沉积记录！
研究成果发表于国际权威学术期刊Earth and Planetary Science Letters（李润，周锡强，Michael P. Eddy，Ryan B. Ickert，王振飞，汤冬杰，黄康俊，彭澎. Stratigraphic evidence for a major unconformity within the Ediacaran System [J]. Earth and Planetary Science Letters, 2024. DOI: 10.1016/j.epsl.2024.118715.）。研究受国家自然科学基金项目（42293293，41772112）和中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目（IGGCAS-201905）联合资助。
