地層學(xué)第七章(早古生代)

早古生代時(shí)限為距今540－410Ma，延續(xù)時(shí)間130Ma。包括寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和志留紀(jì)。第二節(jié)下古生界中國區(qū)域早古生代年代地層（地質(zhì)年代）表從早古生代起，地球進(jìn)入一個(gè)嶄新的歷史發(fā)展階段。這一時(shí)期的生物界與前寒紀(jì)生物界明顯不同，以小殼動(dòng)物群的大量繁盛為起點(diǎn)，各種后生動(dòng)物迅速發(fā)展，其中三葉蟲、筆石、腕足類、頭足類、珊瑚等海生無脊椎動(dòng)物十分繁盛，并大量保存為化石。從寒武紀(jì)開始，地質(zhì)各年代的劃分，主要依據(jù)生物的演化階段。早古生代化石圖早古生代中國的古地理格局是震旦紀(jì)的繼承和發(fā)展，同屬加里東構(gòu)造階段。華北板塊主體自晚元古代開始的隆升一直持續(xù)到寒武紀(jì)早期。早寒武世晚期至中奧陶世為濱淺海沉積。從中奧陶世又開始隆升，一直持續(xù)到晚古生代。華北板塊南、北側(cè)均為大洋環(huán)境，北側(cè)在加里東后期形成一條東西向褶皺帶拼貼在華北板塊北部；南側(cè)古祁連和北秦嶺洋消失，柴達(dá)木板塊、秦嶺微板塊與華北板塊對(duì)接碰撞。一、寒武系寒武紀(jì)古地理輪廓基本上與震旦紀(jì)相似，華北板塊、揚(yáng)子板塊主體部分和塔里木板塊的北緣以穩(wěn)定海相碳酸鹽沉積為主，化石豐富，層序完整。在板塊的大陸邊緣為活動(dòng)沉積類型。在陸棚邊緣及斜坡部分為碳質(zhì)、硅質(zhì)和薄層碳酸鹽沉積，含浮游三葉蟲。深海部分常為火山巖，泥砂質(zhì)復(fù)理石沉積，生物化石稀少。中國早寒武世古地理圖(一)華南地區(qū)寒武系揚(yáng)子板塊以穩(wěn)定型陸表海為特征，其東部為揚(yáng)子板塊東部被動(dòng)大陸邊緣，而揚(yáng)子板塊與華夏板塊之間為裂谷盆地發(fā)展階段。1、揚(yáng)子板塊寒武系揚(yáng)子區(qū)海侵廣泛，地層具明顯的兩分性：下統(tǒng)為泥砂質(zhì)和碳酸鹽沉積，化石豐富；中、上統(tǒng)以鎂質(zhì)碳酸鹽沉積為主，化石稀少。典型剖面在滇東晉寧梅樹村和湖北宜昌三峽。滇東晉寧梅樹村剖面下寒武統(tǒng)與震旦系為連續(xù)沉積，化石豐富，研究程度較高，是震旦一寒武紀(jì)界限層型的候選剖面。

濱海潮間－潮下帶正常淺海（澄江動(dòng)物群）－潮下低能海灣濱海沉積咸化海淺海沉積湖北宜昌三峽寒武系剖面中國東部寒武紀(jì)柱狀對(duì)比圖2、揚(yáng)子板塊大陸邊緣及華南裂谷寒武系揚(yáng)子板塊東南大陸邊緣，非補(bǔ)償海盆。整個(gè)寒武系厚度不超過800m。華南裂谷盆地，砂泥質(zhì)濁積巖，夾少量灰泥及凝灰質(zhì)，含深水放射蟲和海綿骨針。揚(yáng)子板塊的北部大陸邊緣南秦嶺區(qū)，形成大陸邊緣裂谷盆地，以火山巖為特征。裂谷盆地以北、北秦嶺活動(dòng)大陸邊緣以南的秦嶺微板塊為淺水碳酸鹽臺(tái)地沉積。揚(yáng)子板塊西部大陸邊緣寒武系保存很少，屬揚(yáng)子板塊西部邊緣的一部分。(二)華北地區(qū)寒武系華北板塊主體自新元古代后期抬升后一直遭受風(fēng)化剝蝕，早寒武世開始接受海侵。寒武紀(jì)華北地區(qū)為穩(wěn)定的陸表海碳酸鹽沉積，其南緣以主動(dòng)大陸邊緣與秦嶺洋毗鄰。1、華北板塊寒武系華北地區(qū)是寒武紀(jì)穩(wěn)定沉積類型分布區(qū)之一，除早寒武世早期普遍缺失沉積外，其余地層發(fā)育完整，化石豐富，巖相厚度穩(wěn)定。山東張夏剖面是我國中、上寒武統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)剖面，其地層自下而上劃分如下：下寒武統(tǒng)饅頭組，中寒武統(tǒng)毛莊組、徐莊組和張夏組，上寒武統(tǒng)崮山組、長山組和風(fēng)山組。干熱氣候下的濱淺海沉積濱－淺海沉積潮下高能環(huán)境沉積潮坪環(huán)境山東張夏寒武系剖面（厚510m）濱海潮間－潮下帶潮下低能海灣正常淺海濱海沉積咸化海淺海沉積2、華北板塊大陸邊緣寒武系華北板塊南部是主動(dòng)大陸邊緣，發(fā)育蛇綠巖套及島弧火山巖，證明當(dāng)時(shí)秦嶺洋向北俯沖，在華北板塊南緣形成了活動(dòng)大陸邊緣。華北板塊北部大陸邊緣，報(bào)道有年齡值在850－600Ma左右的蛇綠巖套及小殼動(dòng)物群，推測(cè)寒武紀(jì)在地臺(tái)北緣白云鄂博一帶處于穩(wěn)定大陸邊緣狀態(tài)，逐漸向活動(dòng)型過渡。板塊西南側(cè)與柴達(dá)木古陸之間為古祁連洋，早寒武世時(shí)未接受沉積，中寒武世起祁連山南北坡都張裂成裂陷海槽。北祁連海槽中發(fā)育較深海含放射蟲硅質(zhì)巖、中基性火山巖及砂泥質(zhì)復(fù)理石。中國早寒武世古地理圖二、奧陶系奧陶紀(jì)早期基本承襲了寒武紀(jì)的古地理，古構(gòu)造特征；晚期則發(fā)生了變化，華北板塊主體抬升，華南地區(qū)海域規(guī)模收縮加劇。中國早奧陶世古地理圖(一)華南地區(qū)奧陶系華南地區(qū)自西向東依然為：揚(yáng)子克拉通、江南被動(dòng)大陸邊緣及華南裂谷盆地三個(gè)沉積區(qū)。從奧陶紀(jì)起華南裂谷盆地逐漸萎縮，特別是中奧陶世以后，萎縮速率加劇，盆地中心向北西遷移，導(dǎo)致晚奧陶世的古地理格局發(fā)生明顯變化。

1、揚(yáng)子板塊奧陶系揚(yáng)子板塊奧陶系以上揚(yáng)子地區(qū)發(fā)育較好，宜昌黃花場(chǎng)剖面最具代表性，是我國奧陶系的標(biāo)準(zhǔn)剖面。能量較弱的半閉塞臺(tái)地沉積臺(tái)地邊緣淺灘相－潮間至潮下臺(tái)地邊緣礁或?yàn)┫嚅_闊臺(tái)地環(huán)境水能量較弱的淺海陸棚環(huán)境半閉塞的陸棚邊緣盆地淺海陸棚環(huán)境滯流盆地能量較弱的半閉塞臺(tái)地沉積臺(tái)地邊緣淺灘相－潮間至潮下臺(tái)地邊緣礁或?yàn)┫嚅_闊臺(tái)地環(huán)境水能量較弱的淺海陸棚環(huán)境半閉塞的陸棚邊緣盆地淺海陸棚環(huán)境滯流盆地湖北宜昌奧陶系剖面中國東部奧陶系柱狀對(duì)比圖奧陶紀(jì)是地史上海侵范圍逐漸擴(kuò)大的時(shí)期，揚(yáng)子板塊內(nèi)部表現(xiàn)為自中寒武世西部不斷擴(kuò)大的康滇古陸，隨著早奧陶世海侵的開始，海水不斷向西超覆，造成揚(yáng)子區(qū)內(nèi)部巖相變化顯著。

☆早奧陶世揚(yáng)子區(qū)自西向東南方向排列不同的巖相帶。川西、滇東一帶為濱岸粗－細(xì)碎屑沉積相帶。黔北、川南一帶為碳酸鹽為主夾砂泥質(zhì)的開放臺(tái)地相帶；鄂西一帶(揚(yáng)子北緣和東南緣)為碳酸鹽臺(tái)地邊緣淺灘環(huán)境。至下?lián)P子區(qū)全部為碳酸鹽沉積。

☆中奧陶世西部古陸擴(kuò)大，早奧陶世的相帶分異已不復(fù)存在，整個(gè)揚(yáng)子區(qū)均以碳酸鹽沉積為主。晚奧陶世早期海侵規(guī)模最大，沉積了瘤狀泥質(zhì)灰?guī)r。晚期海平面下降，西部康滇古陸與滇黔桂古陸連成一片，造成五峰期的滯流海盆，沉積了典型的筆石頁巖相。2、揚(yáng)子板塊大陸邊緣奧陶系揚(yáng)子板塊東南大陸邊緣，呈北東－南西向帶狀分布。西部為湘桂次深海，是一種非補(bǔ)償滯流還原環(huán)境。東部為浙皖次深海，由滯流環(huán)境的筆石頁巖相，到巨厚的淺水濁積巖。華南裂谷盆地早奧陶世古地理格局與寒武紀(jì)相似，出現(xiàn)濱海、陸棚海沉積環(huán)境。中奧陶世以后，華南盆地加速萎縮，晚奧陶世為厚度較大的濁積巖充填，到奧陶紀(jì)末，整個(gè)華南區(qū)主體成陸，僅在欽防殘余海槽繼續(xù)沉積。揚(yáng)子板塊北部大陸邊緣與寒武紀(jì)相似，南秦嶺裂谷盆地為變質(zhì)細(xì)碎屑巖和火山巖。裂谷以北的秦嶺微板塊以淺水碳酸鹽巖為主，裂谷以南為泥質(zhì)碳酸鹽巖沉積。揚(yáng)子板塊西緣早、中奧陶世是被動(dòng)大陸邊緣砂泥質(zhì)濁積巖沉積，滇南金平地區(qū)晚奧陶世轉(zhuǎn)化為淺海碳酸鹽臺(tái)地。(二)華北地區(qū)奧陶系華北地區(qū)奧陶系主要是碳酸鹽沉積，下奧陶統(tǒng)發(fā)育齊全，巖相穩(wěn)定；中、上奧陶統(tǒng)發(fā)育不全，僅在少數(shù)地區(qū)有沉積。

1、華北板塊奧陶系華北板塊內(nèi)部主要發(fā)育下奧陶統(tǒng)，中、上奧陶統(tǒng)大部分缺失。河北唐山地區(qū)下奧陶統(tǒng)發(fā)育完整，化石豐富，是華北型奧陶系標(biāo)準(zhǔn)剖面潮下淺海潮上蒸發(fā)環(huán)境淺海－潮上環(huán)境潮下淺海潮上蒸發(fā)環(huán)境淺海－潮上環(huán)境河北開平地區(qū)奧陶系剖面中國東部奧陶系柱狀對(duì)比圖2、華北板塊大陸邊緣奧陶系奧陶紀(jì)華北板塊南部大陸邊緣是活動(dòng)型大陸邊緣，發(fā)育了丹鳳群島弧型和二朗坪群邊緣海型蛇綠巖。與此相對(duì)應(yīng)，板塊北緣從白乃廟至西拉木倫河一帶見有早古生代的蛇綠巖套，代表奧陶紀(jì)古亞洲洋向南的俯沖消減帶。南北兩側(cè)洋殼同時(shí)相向的俯沖作用與華北板塊晚奧陶世整體抬升關(guān)系密切。中國早奧陶世古地理圖三、志留系志留紀(jì)處于加里東構(gòu)造階段的晚期，是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)活躍的時(shí)期。板塊內(nèi)部穩(wěn)定地區(qū)因受邊緣造山運(yùn)動(dòng)的影響，沉積和古地理格局顯著改變。華北板塊與柴達(dá)木地塊，揚(yáng)子板塊與華夏板塊之間碰撞拼合(一)華南地區(qū)志留系志留紀(jì)是華南裂谷盆地萎縮、消亡的時(shí)期。受其影響，揚(yáng)子板塊早、中志留世海域僅限于北部，晚志留世海退，海水僅殘存于川滇及欽防殘余海盆，其他地區(qū)均抬升成陸。志留紀(jì)后期華夏板塊與揚(yáng)子板塊對(duì)接拼合形成統(tǒng)一的華南板塊。1、揚(yáng)子板塊志留系鄂西宜昌剖面是揚(yáng)子區(qū)研究較早、較深入的地區(qū)之一，該區(qū)志留系包括下志留統(tǒng)龍馬溪組、羅惹坪組、石屋子組和中志留統(tǒng)沙帽組貴州東部志留系剖面筆石頁巖相正常淺海環(huán)境濱海相碎屑巖（超補(bǔ)償）S1S2

筆石頁巖相正常淺海環(huán)境濱海相碎屑巖（超補(bǔ)償）中國東部志留系柱狀對(duì)比圖中國中志留世古地理圖四、早古生代小結(jié)（一）中國東部早古生代地質(zhì)演化特征中國東西分界線：賀蘭山－龍門山－大雪山一線東部具三足鼎立的古地理、古構(gòu)造格局，以阿拉善地區(qū)（賀蘭山、六盤山）－秦嶺－淮陽山脈為界分為：華北－東北南部區(qū)、中國南方區(qū)（以雪峰山－九嶺為界再分為：揚(yáng)子區(qū)、江南區(qū)和華南區(qū)）主要巖性環(huán)境（巖相）橫向變化構(gòu)造性質(zhì)晚志留世－早志留世頁巖、灰?guī)r、砂巖淺海殼相、混合相東部上升西部下降穩(wěn)定性差早志留世早期－晚奧陶世晚期黑色頁巖非補(bǔ)償海灣筆石相北部下降南部上升穩(wěn)定性差中晚奧陶世－早奧陶世灰?guī)r淺海殼相、混合相穩(wěn)定－東西分異明顯最穩(wěn)定寒武紀(jì)白云巖－灰?guī)r咸化海、生物少－淺海、殼相橫向變化?。Ｇ殖卜€(wěn)定1、揚(yáng)子區(qū)2、華北－東北南部區(qū)主要巖性環(huán)境（巖相）構(gòu)造性質(zhì)晚奧陶世－志留紀(jì)古陸早中奧陶世白云巖灰?guī)r咸化海淺海穩(wěn)定寒武紀(jì)竹葉狀灰?guī)r鮞狀灰?guī)r紫色頁巖濱－極淺海穩(wěn)定3、華南區(qū)以過渡型至活動(dòng)型沉積為主江南：寒武紀(jì)－奧陶紀(jì)以頁巖、板狀頁巖為主，屬非補(bǔ)償?shù)南鲁梁Ｅ璩练e志留紀(jì)砂泥質(zhì)類復(fù)理石沉積。從中志留世普遍上升，晚志留世僅剩下粵桂交境的欽防海槽，以砂泥質(zhì)復(fù)理石沉積為主。華南：均為補(bǔ)償?shù)牡夭鄢练e，復(fù)理石為特征。志留系橫向變化大，地殼的活動(dòng)性加強(qiáng)。（二）構(gòu)造運(yùn)動(dòng)早古生代時(shí)全球范圍內(nèi)一些巨大的穩(wěn)定地塊已經(jīng)出現(xiàn)，穩(wěn)定區(qū)的對(duì)立以及活動(dòng)區(qū)向穩(wěn)定區(qū)的轉(zhuǎn)化是早古生代的地質(zhì)演化特征。早古生代階段一些大洋拼合消亡形成山系，反映地殼構(gòu)造演化的一個(gè)巨大旋回，即早古生代（或加里東）構(gòu)造旋回。加里東運(yùn)動(dòng)，狹義指志留紀(jì)末期的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)；加里東構(gòu)造階段，廣義指早古生代的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。我國受加里東運(yùn)動(dòng)影響明顯的地區(qū)有華南及西北地區(qū)華南區(qū)：泥盆系普遍不整合覆蓋于淺變質(zhì)的下古生界之上，這次運(yùn)動(dòng)稱為廣西運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是：在江南僅剩下欽防海槽至早泥盆世。華南地區(qū)褶皺升起形成山系，和揚(yáng)子板塊一起構(gòu)成一個(gè)巨大穩(wěn)定地區(qū)——華南地塊。西北地區(qū)祁連山是早古生代活動(dòng)地區(qū)，常見