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牙形石(Conodont)是一类已经绝灭，但分类位置尚未确定的海相微体化石，其化学成分为磷酸钙。牙形石广泛存在于寒武纪-三叠纪的海相沉积地层中，且地质延限短。因此它不仅是海洋环境的指示化石，也是寒武纪到三叠纪海相地层(特别是碳酸盐岩地层)划分对比的首选化石门类。同位素绝对年龄的测定是地层划分对比的重要手段之一，但绝大多数是采用单颗粒锆石等自生矿物作为主要测定对象。如果能对牙形石的U-Pb年龄进行直接测定，获得含化石地层的绝对年龄，将极大地推动古生代地层年代的地层学研究。本研究利用LA-ICP-MS分别对三峡地区兴山大峡口的二叠纪剖面和黄花场奥陶纪剖面的牙形石进行Th、U、Pb同位索和稀土元素测定，结合U-Th-Pb年龄及稀土元素分析，其结果将对年代地层学和古海洋环境的研究起到抛砖引玉的作用。
对三峡地区二叠系茅口组牙形石的U-Th-Pb同位素年龄进行测定。结果表明该地层中牙形石的207Pb/206Pb年龄为855±363 Ma，207Pb/235U年龄为256±38 Ma，208Pb/232Th年龄为269±44 Ma，206Pb/238U年龄为196±6 Ma。由于采样地区位于二叠系茅口组，样品年龄小于10亿年，使测得的207Pb/206Pb年龄偏大，因此不能代表地层年龄。208Pb/232Th和207Pb/235U的放射年龄都接近二叠系茅口组的生物地层年龄。206Pb/238U的年龄为196±6Ma，虽然准确度较高，但与前人推测的地层年龄相比偏低。牙形石定年成功与否取决于样品是否受到埋藏后生作用的影响。对牙形石的稀土元素进行分析，其配分曲线表现出从LREE到MREE大致平坦，从MREE到HREE降低以及明显Ce负异常的特征。并且(La/Sm)N值大于0.83，MREE的富集程度不明显，接近现代海水，(La/Vb)N值比近代海水高，表现出了明显的HREE亏损，符合吸附作用的特征，说明样品没有受到再结晶等变质作用的影响，可以反映当时海水的氧化还原特征。
对宜昌黄花场剖面奥陶纪不同时期牙形石的稀土元素组成进行了系统测定。结果表明，牙形石稀土元素分布模式可以指示沉积环境的变化。浅水碳酸盐台地相和台地边缘相区(如南津关组，红花园组)牙形石的稀土元素配分曲线具有重稀土元素亏损的特点；局限台地(或潮坪)相(分乡组)牙形石稀土元素的配分曲线则较为平坦；而深水台地和大陆边缘相区(大湾组-临湘组)牙形石稀土元素的配分曲线则主要显示为轻、重稀土元素亏损的帽状形态。此外，δ Ce与海平面升降有一定相关性，海平面上升会使δ Ce值减少；海平面降低对应δ Ce值的增加。根据宜昌地区奥陶纪不同时期δ Ce值随时间演化图，结合已有的沉积相分析，初步结果表明，该区奥陶纪绝大部分时期为浅水台地相环境，仅在牯牛潭组上部-庙坡组下部可能为大陆边缘环境。此外，(La/Sm)N-Ce/Ce*关系图显示出(La/Sm)N和 Ce/Ce*呈负相关，其中分乡组中(La/Sm)N明显偏大，反映了该组La富集对Ce异常影响较大。并且分乡组的(Sm/Yb)N比值相对较低(0.17～1.553)，暗示该时期受到陆缘碎屑物质的影响较大。另外，(Sm/Yb)N比值与海平面变化有一定的相关性，随着水深的增加，(Sm/Yb)N比值相对减少。