ch8古生代地史-晚古生代地史11

第八章晚古生代地史地質(zhì)類重要專業(yè)基礎(chǔ)課程第三編古生代地史1.晚古生代劃分及生物界晚古生代是地質(zhì)歷史時(shí)期中自4-2.5億年前的地史階段，延續(xù)時(shí)間達(dá)1.5億年之久，包括泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)。晚古生代植物界晚志留世至泥盆紀(jì)早期的裸蕨類，是生長(zhǎng)于近水地區(qū)的一種半陸生植物，泥盆紀(jì)晚期喬木型陸生植物已占相當(dāng)優(yōu)勢(shì)，并可形成小型森林，標(biāo)志植物界已完成了脫離水體的變革，是生物發(fā)展史上的重要事件。石炭紀(jì)晚期，由于氣候分異明顯，植物界為適應(yīng)不同氣候條件亦發(fā)生了緯度分帶的現(xiàn)象。至此，植物界完成了征服大陸不同氣候環(huán)境的歷史過程。晚二疊世開始，全球許多地區(qū)裸子植物興起并先后占據(jù)主導(dǎo)地位，預(yù)示著植物的演化已率先進(jìn)人中生代階段。晚古生代地史特征晚古生代動(dòng)物界陸生脊椎動(dòng)物中的魚類和兩棲類，在晚古生代得到重大發(fā)展。泥盆紀(jì)魚類極為繁盛，晚泥盆世出現(xiàn)了魚類向兩棲類的轉(zhuǎn)變，標(biāo)志著動(dòng)物界征服陸地的開始。石炭、二疊紀(jì)兩棲類空前大發(fā)展，晚石炭世起原始爬行類開始出現(xiàn)，從而完全擺脫了對(duì)水體的依賴，真正完成了動(dòng)物界征服陸地的歷史過程。晚古生代海生無(wú)脊椎動(dòng)物進(jìn)入了新的發(fā)展階段，其中以腕足類中的石燕貝類和長(zhǎng)身貝類，三帶型四射珊瑚，蜓類和菊石類的繁盛為特征。晚古生代脊椎動(dòng)物二疊紀(jì)末生物滅絕事件晚古生代生物演化中的一個(gè)重大事件，是二疊紀(jì)末的生物出現(xiàn)大規(guī)模的集群滅絕。二疊紀(jì)末滅絕的生物科數(shù)占60%，種數(shù)減少了96%，被認(rèn)為是顯生宙以來(lái)最大的災(zāi)變。導(dǎo)致如此大規(guī)模的生物集群絕滅的原因，長(zhǎng)期以來(lái)一直被研究和探討，但至今仍爭(zhēng)論頗大。（1）海平面變化、氣候的變化、火山噴發(fā)等地球本身的原因；（2）地外的因素——隕石撞擊；2.泥盆紀(jì)泥盆紀(jì)魚類特別繁盛，可稱為魚類的時(shí)代。早泥盆世：無(wú)頜類中、晚泥盆世：上、下頜分化；節(jié)頸目及胴甲目晚泥盆世：總鰭魚類多鰓類溝鱗魚總鰭魚總鰭魚復(fù)原圖泥盆紀(jì)植物發(fā)展早、中泥盆世：裸蕨類——無(wú)真正的根和葉，僅生長(zhǎng)于濱海沼澤等近水地區(qū)，主要代表為工蕨。早泥盆世晚期至中泥盆世：出現(xiàn)根、莖、葉分化明顯的原始石松類及有節(jié)類，多數(shù)為草本，部分為灌木。晚泥盆世：裸蕨類滅絕，原始石松類繁盛，真蕨類出現(xiàn)。喬木占優(yōu)勢(shì)，已形成小規(guī)模森林。早泥盆世的

蕨類植物早泥盆世陸生植物晚泥盆世陸相生境高大喬木類占優(yōu)勢(shì)，形成小規(guī)模森林；原始的兩棲動(dòng)物出現(xiàn)；

該剖面分布于廣西橫縣六景和象州大樂一帶，代表華南海區(qū)正常濱岸—淺海沉積，即“象州型”沉積。華南板塊泥盆系標(biāo)準(zhǔn)剖面加里東運(yùn)動(dòng)河湖-濱岸環(huán)境干熱氣候條件海侵開始細(xì)碎屑巖夾灰?guī)r穩(wěn)定海侵濱海沉積環(huán)境淺海碳酸鹽臺(tái)地新海侵的開始碎屑巖變少，粒度變細(xì)生物灰?guī)r泥質(zhì)沉積增加灰?guī)r夾硅質(zhì)巖生物灰?guī)r地層：淺水碳酸鹽巖為主，厚度較大生物化石：豐度和分異度高；以腕足、珊瑚、層孔蟲、苔蘚蟲大量繁盛為特色，并有雙殼、腹足、頭足、三葉蟲、棘皮類、厚殼竹節(jié)石、介形蟲、藻類等多門類化石。層孔蟲、復(fù)體四射珊瑚和層孔蟲為主筑積而成的生物礁廣泛分布。環(huán)境：淺水富氧的碳酸鹽臺(tái)地環(huán)境象州型桂中泥盆系層序地層、海平面變化及生物絕滅事件五次海侵生物絕滅事件主要表現(xiàn)為：海平面的急劇下降，界線附近微量元素及同位素異常石燕動(dòng)物群絕滅五大絕滅事件之一，淺海暖水生物大量絕滅晚泥盆世海洋生物絕滅華南泥盆系柱狀對(duì)比圖淺水臺(tái)地沉積深水沉積湘、贛地區(qū)為海陸交互相沉積地區(qū)上統(tǒng)的鮞狀赤鐵礦是華南地區(qū)泥盆紀(jì)重要的鐵礦層華南泥盆紀(jì)沉積示意剖面圖桂中早泥盆世開始，由滇東、欽防等地逐漸向大陸海侵，受古地形和構(gòu)造升降的影響，海侵呈明顯的臺(tái)階狀特征。早泥盆世，海侵范圍大致達(dá)到桂北、湘南一線為第一臺(tái)階；中泥盆世海侵范圍達(dá)湘中、贛西地區(qū)，為第二臺(tái)階；晚泥盆世，海侵到達(dá)湘北，可能淹沒江南古陸與中揚(yáng)子區(qū)連通為第三臺(tái)階。第一臺(tái)階第二臺(tái)階第三臺(tái)階中揚(yáng)子地區(qū)泥盆紀(jì)的礦產(chǎn)資源層控多金屬礦床：泥盆紀(jì)是我國(guó)最重要的層控多金屬礦床的層位，通常形成大型、超大型的礦床；如，湘鄂地區(qū)和秦嶺地區(qū)的鉛、鋅、鎢、錫、硫鐵礦等；鐵礦：主要分布在華南海盆邊緣的海陸交錯(cuò)部位，以湘鄂贛地區(qū)上泥盆統(tǒng)“寧鄉(xiāng)式鮞狀赤鐵礦”最為有名；錳礦：主要分布在華南“南丹”型沉積區(qū)（深水沉積），見于上泥盆統(tǒng)地層中，以菱錳礦、鈣菱錳礦為主；建材、化工原料：華南、秦嶺地區(qū)的中、上泥盆統(tǒng)，灰?guī)r質(zhì)地純，可作為建筑、化工原料。中、下?lián)P子地區(qū)中、上泥盆統(tǒng)的石英砂巖可作為玻璃原料；旅游地質(zhì)資源：著名的桂林山水和張家界的奇峰峭壁是由泥盆紀(jì)的碳酸鹽巖巖溶地貌和產(chǎn)狀平緩的碎屑巖地層風(fēng)化形成。寧鄉(xiāng)式鮞粒赤鐵礦3.石炭紀(jì)中國(guó)石炭紀(jì)的古地理面貌是泥盆紀(jì)的繼續(xù)和發(fā)展。華北—柴達(dá)木和華南板塊的相互對(duì)峙及其間的秦嶺海槽繼續(xù)存在。石炭紀(jì)是地史上出現(xiàn)冰期、間冰期交替的時(shí)代，海平面升降相對(duì)頻繁。隨著海陸變遷和陸地森林的首次大規(guī)模出現(xiàn)，石炭紀(jì)也是中國(guó)地史上第一個(gè)重要成煤時(shí)期。石炭紀(jì)動(dòng)物發(fā)展早石炭世：兩棲類蓬勃發(fā)展，其中一支稱為迷齒類（又稱堅(jiān)頭類），只能匍匐行進(jìn)，生活于沼澤、河湖地帶。石炭世晚期：原始爬行類出現(xiàn)，通過陸生羊膜卵的方式在陸上繁殖后代。從此，陸生脊椎動(dòng)物的個(gè)體生活擺脫了對(duì)水體的依賴，以林蜥為代表。林蜥石炭紀(jì)植物發(fā)展陸生植物進(jìn)一步繁盛，并逐漸占據(jù)內(nèi)陸腹地，地球上首次出現(xiàn)大規(guī)模森林，以石松、節(jié)蕨、真蕨、種子蕨和科達(dá)類為主。早石炭世以古蘆木為代表，晚石炭世有大脈羊齒、卵脈羊齒和短網(wǎng)羊齒等植物群。卵脈羊齒短網(wǎng)羊齒科達(dá)

(C-P)蘆木

(C2-P)石炭紀(jì)海相生物群落石炭紀(jì)煤沼環(huán)境黔東南獨(dú)山剖面華南板塊石炭系標(biāo)準(zhǔn)剖面及古地理黔東南獨(dú)山一帶石炭系發(fā)育良好，其中下石炭統(tǒng)更是華南標(biāo)準(zhǔn)剖面所在的。傳統(tǒng)底界：以泡沫內(nèi)溝珊瑚作為石炭紀(jì)最早的一個(gè)化石帶現(xiàn)在以深水型凹溝管牙形石的首次出現(xiàn)作為石炭系的底界。海侵、沉積旋回海侵、沉積旋回海侵、沉積旋回海侵、沉積旋回潮坪、濱海環(huán)境陸源碎屑、煤層近岸碳酸鹽巖白云巖目前國(guó)際上以假希瓦格蜓的首次出現(xiàn)作為石炭系的頂界，我國(guó)始終以該蜓帶的頂作為石炭系的頂界。黔東南石炭系剖面層序劃分及海平面升降1—IV—旋回層序1—5—海退期該石炭系剖面中海平面升降頻繁，可以劃分出早石炭世和晚石炭世兩個(gè)相對(duì)大型的海平面變化旋回，其中各自又可以進(jìn)一步劃分為若干個(gè)次級(jí)旋回。華北板塊山西太原石炭系標(biāo)準(zhǔn)剖面跨界地層自?shī)W陶紀(jì)開始長(zhǎng)期經(jīng)歷風(fēng)化侵蝕造成準(zhǔn)平原化作用，為晚石炭世海侵提供了條件華北板塊進(jìn)入了陸相沉積環(huán)境中國(guó)晚石炭世（含P1初期）古地理圖晚石炭世華北板塊東北低而西南高海侵經(jīng)東北太子河流域而后逐漸向華北推進(jìn)。中國(guó)石炭系柱狀剖面圖中國(guó)石炭紀(jì)地層對(duì)比表早石炭世華北板塊主體缺失沉積記錄，認(rèn)為風(fēng)化剝蝕的古陸。早石炭世揚(yáng)子板塊滇黔桂地區(qū)海盆范圍與泥盆紀(jì)相似，為典型的陸表海，以碳酸鹽臺(tái)地沉積為主；海侵自西向東——到湖南一帶為碳酸鹽巖和碎屑巖沉積（近岸），到贛東、閩浙一帶為陸相沉積晚石炭世華北板塊主體發(fā)生了自遼寧太子河流域本溪一帶大體為由西向東的海侵。晚石炭世華南板塊海侵范圍在早石炭世的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)大；向東到達(dá)閩中地區(qū)。石炭紀(jì)的礦產(chǎn)資源煤：華南早石炭世晚期地層由可開采的煤層；華北晚石炭世太原組的煤層質(zhì)量好，規(guī)模大，是我國(guó)重要的含煤層之一。鋁、耐火粘土礦：華北奧陶系古喀斯特面之上（古風(fēng)化殼）本溪組底部，鋁土層底部含量豐富；華南滇黔地區(qū)，早石炭世大塘階與下伏寒武系的超覆不整合面上，也有大型鋁土礦。錳礦：華南廣西早石炭世大塘階中有沉積菱錳礦；石膏：早石炭世晚期的石膏礦產(chǎn)廣泛分布于西起新疆喀什，經(jīng)南天山、河西走廊至寧夏中部的狹長(zhǎng)地帶；石灰?guī)r、白云巖：華南晚石炭世的碳酸鹽地層分布廣泛，巖性純，是普遍開采的建筑、冶煉和化工原料。4.二疊紀(jì)二疊紀(jì)是古生代最后一個(gè)紀(jì)，地殼運(yùn)動(dòng)又趨活躍，全球范圍內(nèi)一系列板塊的碰撞導(dǎo)致地史中著名的聯(lián)合大陸在二疊紀(jì)末期已基本形成。該大陸幾乎由北極延伸至南極，跨越了不同的古氣候帶，這種全球古構(gòu)造古地理環(huán)境的巨變，造成了陸相、瀉湖相沉積類型的廣泛發(fā)育，氣候帶的明顯分異和生物界的重要變革。聯(lián)合大陸東南緣繼續(xù)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜的古特提斯多島洋，導(dǎo)致中國(guó)二疊紀(jì)地史既反映全球共性又有自身特色。二疊紀(jì)植物界二疊紀(jì)早期仍以高大的石松、節(jié)蕨、科達(dá)及真蕨、種子蕨為主，中國(guó)早二疊世以華夏羊齒和單網(wǎng)羊齒等較常見。晚二疊紀(jì)早期以瓣輪葉和大羽羊齒最為繁盛。二疊紀(jì)晚期裸子植物占據(jù)了主導(dǎo)地位，松柏和蘇鐵類十分繁盛，華南地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鱗杉可為代表，已顯示出中生代植物群落面貌。華夏羊齒鱗杉瓣輪葉大羽羊齒二疊紀(jì)動(dòng)物界二疊紀(jì)時(shí)迷齒類中的塊椎類占優(yōu)勢(shì)，可以以曳螈為代表，它們是兩棲類動(dòng)物進(jìn)化中的高級(jí)階段代表。原始爬行類類型也更多樣，較著名的是背部具帆狀脊椎棘的盤龍類，可以以異齒龍為代表。獸孔類中的二齒獸類，在二疊紀(jì)中、晚期至三疊紀(jì)由于迅速演化而成為陸相地層中的重要化石，以二齒獸為代表。異齒龍中龍曳螈華南板塊二疊系黔中貴陽(yáng)龍里標(biāo)準(zhǔn)剖面早二疊世與晚石炭世共同構(gòu)成一個(gè)大型的海平面升降旋回華南板塊二疊紀(jì)遭受了晚古生代最大的海侵，與華北-柴達(dá)木板塊的大陸面貌形成了鮮明的對(duì)照，呈現(xiàn)出“南海北陸”的古地理新格局。二疊紀(jì)華南板塊及大陸邊緣地史特征濱海沼澤淺海臺(tái)地早二疊世末期出現(xiàn)海退構(gòu)造隆升海陸交互環(huán)境，含煤沉積灰?guī)r的出現(xiàn)，代表了小規(guī)模的海侵大隆組硅質(zhì)巖類的出現(xiàn)反映了滯留缺氧較深水沉積環(huán)境華南板塊二疊紀(jì)海平面變化地質(zhì)事件和層序劃分下?lián)P子地區(qū)棲霞期海侵示意圖自南京至四川的沉積示意圖顯示了，棲霞期地層自東向西不斷超覆現(xiàn)象：棲霞組灰?guī)r是向上變深的沉積物，代表了向上變深的沉積序列，反應(yīng)了海平面上升速度大于碳酸鹽的加積作用，頂部可有最大海侵面，大規(guī)模的海平面上升可能與全球氣候轉(zhuǎn)暖導(dǎo)致岡瓦納大陸冰川融化相關(guān)。棲霞期，華南板塊發(fā)生了地史中最大規(guī)模的海侵，使晚古生代以來(lái)一直遭受剝蝕的樣子古陸沉陷為上揚(yáng)子淺海。1—陸相含煤地層2—海陸交替相含煤地層3—濱海沼澤含煤地層4—海相含煤地層5—灰?guī)r6—含燧石灰?guī)r7—硅質(zhì)灰?guī)r8—硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁(yè)巖9—泥灰?guī)r10—玄武巖茅口晚期：揚(yáng)子西緣地幔柱上拱誘發(fā)了著名的峨眉地裂運(yùn)動(dòng)，以地殼開裂引起大量玄武巖噴發(fā)和全區(qū)海退缺失茅口期頂部化石帶為特征。早二疊世末期的隆升運(yùn)動(dòng)延續(xù)到晚二疊世早期，造成了上、下二疊統(tǒng)之間的假整合接觸關(guān)系。華南地區(qū)二疊紀(jì)沉積示意剖面圖晚二疊世早二疊世早二疊世華南板塊主要為大范圍的海侵形成廣布的碳酸鹽沉積為主；晚二疊世沉積類型總體上呈現(xiàn)出東西兩側(cè)古陸邊緣力度變粗，陸相和近海沼澤相發(fā)育，中間部位碳酸鹽為主的格局，是一種雙向陸源的局限陸表海盆地類型。華北柴—達(dá)木板塊山西太原地區(qū)二疊系標(biāo)準(zhǔn)剖面整體反應(yīng)了華北板塊自二疊紀(jì)基本脫離了海洋的環(huán)境。抬升為陸相普遍以雜色至紫紅色內(nèi)陸盆地河湖相沉積沼澤相成煤環(huán)境晚二疊世晚期，整個(gè)華北廣布干旱氣候的紅色河湖相碎屑沉積華北柴—達(dá)木板塊及大陸邊緣二疊紀(jì)地史特征中國(guó)二疊系柱狀剖面對(duì)比圖中國(guó)二疊紀(jì)地層對(duì)比表南海北陸格局華南板塊達(dá)到地史中最大規(guī)模的海侵范圍，上揚(yáng)子古陸沉陷為陸表海沉積環(huán)境。晚二疊世，相當(dāng)于石千峰組層位，在甘肅祁連山西段為紫紅色陸相碎屑沉積，局部綠色夾層中含有安加拉和華夏混生植物群，說(shuō)明華北—柴達(dá)木板塊和西伯利亞板塊及蒙古板塊最終碰撞拼合。5.古生代地史概述古生代期間，地球上存在大小不等被古大洋隔開的古陸塊，它們是岡瓦納、勞倫、西伯利亞、俄羅斯、哈薩克斯坦、華北和揚(yáng)子古大陸。這些大陸的形狀、大小和位置與現(xiàn)代大不相同。當(dāng)時(shí)的岡瓦納大陸占全球大陸總面積的一半以上，其主體由現(xiàn)在的南美洲、非洲、澳大利亞、印度、南極洲和阿拉伯半島組成。勞倫和俄羅斯在早古生代都是獨(dú)立的大陸，泥盆紀(jì)起已拼合成統(tǒng)一的勞俄大陸。寒武—奧陶紀(jì)古大西洋位置及兩岸生物分區(qū)示意圖解釋英國(guó)加里東帶構(gòu)造演化的板塊構(gòu)造模式中歐洋的關(guān)閉和海西褶皺帶的形成海西階段活動(dòng)帶東段前阿巴拉契亞洋關(guān)閉與南阿巴拉契亞褶皺帶形成的主要事件海西階段活動(dòng)帶西段寒武紀(jì)奧陶紀(jì)泥盆紀(jì)石炭-二疊紀(jì)期間聯(lián)合古陸250（230—290）Ma再造圖志留紀(jì)末期的造山運(yùn)動(dòng)——加里東運(yùn)動(dòng)，形成了著名的加里東褶皺帶，俄羅斯和勞倫古陸碰撞拼合，形成了北半球的勞俄大陸。海西活動(dòng)帶位于勞倫大陸和岡瓦納大陸之間，在二疊紀(jì)末期隨著該活動(dòng)帶形成褶皺造