由上述可以看出,不同类别的生物化石甚至同一类别生物化石的不同研究者论证的义县阶时代不一,焦点是义县阶时代为晚侏罗世晚期(相当于提塘期)还是早白垩世早期(相当于贝里阿斯期)。这不仅涉及侏罗系与白垩系界线标准,还涉及该界线上、下生物化石面貌与对比的问题。
1.侏罗系与白垩系界线的国际标准
国际地层委员会(ISC)所属侏罗系和白垩系分委员会的联合会议于是1995年做出决定,并经国际地层委员会于1996年批准:全球侏罗系与白垩系界线仍以特提斯区的贝里阿斯阶底界为标准,即Pseudosubplanites grandis菊石带之底,其下 Berriasella jacobi 菊石带为提塘阶顶部的化石带;北方区的侏罗系与白垩系界线位于上伏尔加亚阶之底,良赞阶(Ryazanian)只相当于贝里阿斯阶上部层位(Fauriella boissieri 菊石带);北方区以往使用的伏尔加阶和良赞阶只具有区域性阶的意义,今后统一使用提塘阶和贝里阿斯阶年代地层单位。
2.海相生物化石提供了义县阶时限的参考依据
1)中国黑龙江省鸡西盆地城子河组下部含海相沟鞭藻 Odontochitina operculata-Mu-derongia tetracantha 组合及Vesperopsis zhaodongensis 组合,时代被确定为晚凡兰吟期至欧特里期(何承全等,2000)。城子河组下部的孢粉化石可与辽宁省西部九佛堂组的孢粉组合对比(蒲荣干等,1985),表明伏于九佛堂组之下的义县阶时代不新于凡兰吟期。
2)义县阶孢粉组合面貌与英国南部B组合和C组合下部大致相当(蒲荣干等,1985)。Norris(1969)将英国南部启莫里基阶上部至下波倍克层底部的孢粉称A组合,下波倍克层的中、上部至中波倍克层下部(Cinder Bed之底)的孢粉称B组合,中波倍克层的中、上部至上波倍克层的孢粉称为C组合。按此意见,义县阶的孢粉组合大致相当英国南部下波倍克中部至辛德层之底的孢粉组合。波兰良赞阶含良赞菊石(Riasanites riasanensis)带之下以非海相为主的地层,自上而下分为6层(A—F层)(Beilecka,1975;Janina Sztejn,1991),A层至F层上部均含女星介,与德国北部Serpulite层和Katzberg层及英国南部的中、下波倍克层的介形类化石可相对比。义县阶的腹足类化石Ptychostylus harpaeformis 和P.cf.philippii 尽管壳体保存不佳,但它们的主要特征与产于德国北部Serpulite等层和英国南部波倍克层中部的这两个种的特征一致(潘华璋等,1999)。义县阶的介形类化石除Rhinocypris 和Darwinula 两属的少数种外,其他类型几乎无英国南部波倍克层—韦尔登层的种,仅以壳形、壳饰的相似性及女星介出现的类型较多,而与英国中下波倍克层的介形类化石组合面貌相近,时代亦相近。上述表明,义县阶的生物时代很可能早于良赞期,即存在早于贝里阿斯晚期的可能性。
3)德国巴伐利亚州的索伦霍芬层属于滨海潟湖相沉积,含始祖鸟、美颌龙、翼龙类和昆虫等众多门类化石,时代被确定为提塘早期。义县阶的孔子鸟、中华龙鸟和蜻蜓类部分属种与索伦霍芬层的同类化石相比,既有一些较原始构造特征的一致性,又具有一些进步性,显示其生存时代略晚于提塘早期而出现于提塘晚期。
3.义县阶的生物年代为提塘期至贝里阿斯期,倾向于提塘晚期
从上述海相化石层与非海相化石层的上、下层位关系及洲际非海相化石组合的大体对比,可以认为义县阶的生物年代从提塘期至贝里阿斯期或早中期,但义县阶的时代下限尚需从陆相生物本身予以论述。
义县阶与下伏大北沟阶在冀北为整合接触。大北沟组的叶肢介以Nestoria-Keratestheria 组合为代表,其中Nestoria 不仅类型多,而且个体丰富。我国多数叶肢介化石研究者认为Nestoria与士城子组叶肢介亲缘关系密切,与美国含Nestoria的莫里森组时代一样,应为晚侏罗世启莫里基期,因此将义县阶的叶肢介化石组合时代确定为晚侏罗世中晚期。本文根据大北沟组含Ephemeropsis trisetalis,Coptoclava longipoda,Peipiaosteus pani,大北沟组上部有将近半数的介形类属种上延至义县阶,目前已发现的Arguniella 两个种全部上延至义县阶,叶肢介Yanjiestheria(Yanshania)subquadrata 和Y.(Y.)dabeigouensis为大北沟阶和义县阶的共有分子,加之大北沟阶含的许多叶肢介属种不存在于莫里森组,因此认为大北沟组的时代应略晚于莫里森组而属提塘早期,或启莫里基晚期至提塘早期。义县阶的时代则起始于提塘晚期。义县阶的植物化石已知属种中,时代属于侏罗纪的成分占绝对优势,见于早白垩世的仅有2种,表明义县阶的时代为晚侏罗世晚期。
此外,欧洲波倍克层—韦尔登层常见的介形类如Damonella,Eoparacypris,Mantelliana,Wolburgia 和Stenestromia等属,孢粉Cicatricosisporites,在我国土城子组始现,加之欧洲大部分地区中下波倍克层之下为海相地层,提塘期尤其提塘晚期的非海相生物面貌不甚清晰,更何况Cypridea在美国启莫里基早期就已出现,英国中波倍克层的Cypridea tumenscens praecursor Oertli 被发现于爱尔兰东南部晚启莫里基期沉积中,并见Cetacella。因此,在确定侏罗系与白垩系界线时,不能仅依据Cicatricosisporites,Cypridea的出现与否而定,但当这两个属所含分子分异度高时,往往是早白垩世陆相生物的重要特征之一。
综合上述,本文将义县阶时代确定为提塘晚期至贝里阿斯期,倾向于提塘晚期。
义县阶的时代分析,表明为晚侏罗世—早白垩世过渡期。说明用海相化石和海相沉积所确定的国际通用的阶和期与陆相生物、沉积的阶和期并不等时。最主要的原因是海生生物与陆生生物的演化阶段,因环境各异,而不可能是等时或一致的;在无直接海相沉积夹层和海相生物地区,强行将陆相阶与海相阶对等对比是不现实和不科学的,并长期形成争论。因此,应在阶一级建立平行于海相年代标准,并且是独立的陆相年代标准体系。陆相阶可以跨越海相年代的纪、世(统)、期(阶)等各级单位。