地史學(xué)-早古生代的地史

第7章早古生代的地史

EarlyPaleozoicgeohistory

7.1早古生代概述

Pz1abstract7.2早古生代的生物界

Pz1organisms7.3中國(guó)東部早古生代古地理

Pz1paleogeography,E.China7.4早古生代板塊構(gòu)造概況

Pz1platetectonics7.5早古生代的沉積礦產(chǎn)

Pz1depositoresEoredlichia7.1早古生代概述

EarlyPaleozoicabstract●劃分和命名Subdivision&naming●主要特征Mainfeatures志留紀(jì)（Silurian,S）Murchison,1835,英國(guó)古民族名稱

奧陶紀(jì)（Ordovician,O）Lapworth,1879，英國(guó)古民族名稱寒武紀(jì)（Cambrian,∈）Sedgwick,1835，Cambria山早古生代持續(xù)126Ma早古生代的劃分和命名NewdivisionSilurian:S1,S2,S3,S4OlddivisionSilurian:S1,S2,

S3(S3+S4)2010NewdivisionCambrian:∈1,∈2,∈3,∈4Olddivision∈=∈1(∈1+∈2),∈2,∈3Pz1=∈+O+S=126MaS:27MaO:45Ma∈:54Ma紐芬蘭世芙蓉世蘭多維列世文洛克世羅德洛世普里道利世江山階顯生宙各紀(jì)命名地點(diǎn)比德法瑞波希捷奧匈羅丹挪芬瑞西葡土意前蘇聯(lián)19世紀(jì)科學(xué)的中心在歐洲，歐洲的中心在英國(guó)1生物界—寒武紀(jì)大爆發(fā)(Cambrianexplosion）；海生無(wú)脊椎動(dòng)物空前繁盛（環(huán)境分析、地層對(duì)比、生態(tài)分異、生物分區(qū));動(dòng)、植物登陸；奧陶紀(jì)末期生物大滅絕(massextinction)事件2沉積類型復(fù)雜多樣，奧陶紀(jì)末期岡瓦納

(Gondwana)大陸發(fā)育冰川3屬加里東(Caledonian)構(gòu)造階段，陸殼板塊擴(kuò)大和增生（陸相沉積、生物上陸的基礎(chǔ)）早古生代的主要特征

Pz1mainfeatures第7章早古生代的地史

EarlyPaleozoicgeohistory

7.1早古生代概述

Pz1abstract7.2早古生代的生物界

Pz1life7.3中國(guó)東部早古生代古地理

Pz1paleogeography,E.China7.4早古生代板塊構(gòu)造概況

Pz1platetectonics7.5早古生代的沉積礦產(chǎn)

Pz1depositoresEoredlichiaImportantfossils:

三葉蟲(chóng)/trilobites,筆石/graptolites,頭足類/Cephalopods(mainlynautiloids/鸚鵡螺類),牙形石/conodonts,腕足類/brachiopodsOtherfossils:

軟體/Mollusca,珊瑚/corals,其他節(jié)肢動(dòng)物/Otherarthropods,棘皮動(dòng)物/Echinoderm,脊椎動(dòng)物/Vertebrates，海綿類/spongesPz1生物界:海生無(wú)脊椎動(dòng)物寒武系（幸運(yùn)階）的GSSP●GSSP選定在紐芬蘭島(加?xùn)|南)，以遺跡化石Tricophycus

pedum首現(xiàn)為標(biāo)志，年齡542Ma●大量小殼化石的出現(xiàn)FortureHead,NewfoundlandTricophycus

pedum1小殼動(dòng)物群(smallshell-bearingfauna)：震旦紀(jì)末期出現(xiàn)、寒武紀(jì)初大量繁盛，個(gè)體微?。?—2mm），具外殼的多門(mén)類海生無(wú)脊椎動(dòng)物群。包括軟體動(dòng)物門(mén)中的軟舌螺、單板類和腹足類，腕足類以及分類位置不明的類型意義：第一個(gè)廣布的帶殼生物群,骨骼造巖,寒武系的起點(diǎn)TwomajorevolutionaryeventsatthebeginningoftheCambrian.

RapidincreaseinthenumberandtypesofPhyla:Brachiopoda,Mollusca,Arthropoda,Echinodermata,Vertebrata,MostmajorPhylafoundtodayevolvedduringtheCambrian;現(xiàn)生門(mén)級(jí)生物都已出現(xiàn)1SmallShell-bearingFauna2ChengjiangFauna3Others:e.g.BurgessShaleFauna4Trilobites寒武紀(jì):三葉蟲(chóng)的時(shí)代小殼動(dòng)物群小殼動(dòng)物群Smallshell-bearingfauna澄江動(dòng)物群:

寒武系底部繼小殼動(dòng)物群之后出現(xiàn)的第一個(gè)多門(mén)類混生生物群。主要門(mén)類有海綿、腔腸、櫛水母、節(jié)肢、鰓曳、葉足、腕足、古蟲(chóng)、脊索動(dòng)物門(mén)和步帶類(包括棘皮動(dòng)物和半索動(dòng)物門(mén))、星蟲(chóng)、毛顎動(dòng)物及藻類。至2005年已描述160屬,180多種,新種130個(gè)。最早發(fā)現(xiàn)于云南澄江(張文堂,侯先光,1984),寄主地層的沉積環(huán)境為正常-風(fēng)暴浪基面之間,古緯度S11-18,∈1,年齡520Ma.意義：是寒武紀(jì)初期生物大爆發(fā)的典型代表。2澄江動(dòng)物群/Chengjiangfauna昆明魚(yú)中華微網(wǎng)蟲(chóng)0.5cmLagerst?tte/Lagerst?tten(pl.)

(德語(yǔ)，儲(chǔ)存地.意為化石庫(kù)/超常保存的化石):

sedimentarydepositthatexhibitsextraordinaryfossilrichnessorcompleteness.?？隰~(yú)化石Microdictyon

sinicum

Chen,HouetLu,1989;葉足動(dòng)物門(mén)澄江動(dòng)物群Eoredlichia丘疹關(guān)楊蟲(chóng)Kuanyangia

pustulosaLu,1941Chengjiangfauna娜羅蟲(chóng)線形蟲(chóng)動(dòng)物門(mén),中國(guó)古蠕蟲(chóng)Palaeoscolex

sinensis

HouetSun,1988澄江動(dòng)物群,∈1云南澄江帽天山澄江動(dòng)物群

發(fā)掘研究現(xiàn)場(chǎng)澄江動(dòng)物群生態(tài)復(fù)原昆明地區(qū)關(guān)山動(dòng)物群1999年命名,這是一個(gè)由三葉蟲(chóng)、腕足類、雙瓣殼節(jié)肢動(dòng)物、古蟲(chóng)動(dòng)物、三葉形蟲(chóng)、海綿動(dòng)物新屬種等組成的一個(gè)由多門(mén)類軟軀體后生動(dòng)物化石組成的布爾吉斯頁(yè)巖型的動(dòng)物群該動(dòng)物群的時(shí)代介于澄江動(dòng)物群與凱里動(dòng)物群(或伯吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群)之間,起到了承前啟后的作用,在寒武紀(jì)生命大爆發(fā)和寒武紀(jì)早期生物演化的研究中有重要意義.3∈的后澄江動(dòng)物群關(guān)山動(dòng)物群凱里生物群

KailiBiota

∈2

Thefaunalassemblageishighlydiverse,comprisingsome110generaamong11phyla;ofthese,some40generaarealsofoundintheBurgessShale,andsome30arealsofoundintheMaotianshanShale.Trilobitesandechinoidswithhardpartsthatareeasilypreservedarethemostcommonfossils,butmanyanimalswithonlysofttissuesarealsopreserved.BurgessShale動(dòng)物群化石代表BurgessShaleFossilsIntheimageabove,trilobites(1)liveamongmanyspeciesthatarenotnormallypreserved.AtypicalCambrianoutcropmightproduceonlytrilobites,brachiopods(2),mollusks(3),andcrinoids(4).ThatisatinyfractionofthefullCambrianbiota,betterrepresentedbytherosteroftheBurgessShaleCambrianKonservat-Lagerstatten.ThatcommunityincludesspongesVauxia(5),Hazelia(6),andEifellia(7);brachipods

Nisusia(2);priapulidwormsOttoia(8);trilobitesOlenoides(1);otherarthropodssuchasSidneyia(9),Leanchoilia(10),Marella(11),Canadaspis(12),Helmetia(13),Burgessia(14),Tegopelte(15),Naraoia(16),Waptia(17),Sanctacaris(18),andOdaraia(19);lobopods

Hallucigenia(20)andAysheaia(21);mollusksScenella(3);echinodermsEchmatocrinus(4);andchordatesPikaia(22);amongotheroddities,includingHaplophrentis(23),Opabinia(24),Dinomischus(25),Wiwaxia(26),Amiskwia(27),andAnomalocaris(28).

?2002byS.M.GonIII(composition&linework)&JohnWhorrall(colorrendering)

∈2,Walcott,1909,BritishColumbia,Canada;12門(mén),120余種布爾吉斯頁(yè)巖型動(dòng)物群生態(tài)復(fù)原以寒武紀(jì)生物為原型的玩具早寒武世：以萊德利基蟲(chóng)目為主（頭大、尾小、胸節(jié)多）中寒武世—以褶夾蟲(chóng)目為標(biāo)志。（頭鞍截錐形，具平直的眼脊和較小的尾板，中后期與晚寒武世初期的三葉蟲(chóng)特征相近，尾板寬大，尾刺發(fā)育）晚寒武世中晚期常出現(xiàn)一些頭鞍特殊的屬

中、晚寒武世—有浮游生活的球接子類4三葉蟲(chóng)三葉蟲(chóng)是繼小殼動(dòng)物后最早繁盛的帶殼動(dòng)物.寒武紀(jì)三葉蟲(chóng)屬種繁多，演化迅速，生態(tài)分異明顯，是寒武紀(jì)地層劃分對(duì)比的重要依據(jù)Hupeidiscus

orientalis

∈1Redlichia

chinensis∈1中寒武世褶頰蟲(chóng)亞目代表1山東盾殼蟲(chóng)2孫氏盾殼蟲(chóng)3柯赫蟲(chóng)4高臺(tái)蟲(chóng)5畢雷氏蟲(chóng)6園勞倫斯蟲(chóng)頭鞍截錐形，具平直的眼脊和較小的尾板∈2末-∈3初三葉蟲(chóng)（尾刺發(fā)育）Drepanura蝙蝠蟲(chóng)Damesella德氏蟲(chóng)∈3褶頰蟲(chóng)亞目代表前邊緣窄SaukiaBlackwelderia

sinesisDrepanura蝙蝠蟲(chóng)球接子類三葉蟲(chóng)

∈2-3

<6mm,頭尾等大難分，胸節(jié)兩個(gè),無(wú)眼

奧陶紀(jì)與寒武紀(jì)相差較大，櫛蟲(chóng)亞目，斜視蟲(chóng)亞目和三瘤蟲(chóng)亞目占優(yōu)勢(shì)，等尾型，頭鞍前葉膨大

志留紀(jì)起三葉蟲(chóng)顯著衰退，僅鏡眼蟲(chóng)目較為重要寒武紀(jì)以后三葉蟲(chóng)的演化奧陶紀(jì)三葉蟲(chóng)Isotelus（等稱蟲(chóng)）Dalmanitina小達(dá)爾曼蟲(chóng)

O2-3Coronocephalus王冠蟲(chóng),S2SystematicRelationshipsandChronologicalExtentoftheTrilobiteOrders/目/triloclass.htm

寒武紀(jì)次要生物門(mén)類腕足、古杯、海綿動(dòng)物門(mén)等晚寒武世為生物變革期，出現(xiàn)角石、筆石和牙形石原古杯(Archaeocyatha)寒武紀(jì)古杯礁寒武紀(jì)生物群落Jellyfish,scavengingtrilobite奧陶紀(jì)生物最能體現(xiàn)早古生代生物界特點(diǎn)地層意義重要的門(mén)類——筆石[綱]/半索動(dòng)物門(mén)早奧陶世早期：樹(shù)形筆石目為主，如網(wǎng)格筆石早奧陶世中晚期：正筆石目無(wú)軸亞目均分筆石動(dòng)物群，如對(duì)筆石；中晚奧陶世：正筆石目有軸亞目雙筆石科類大量繁盛三葉蟲(chóng)地層意義下降；次要生物門(mén)類：鸚鵡螺、牙形石、腕足奧陶紀(jì)：筆石早奧陶世晚期筆石

（上和右為正筆石目無(wú)軸亞目）Didymograptus對(duì)筆石Dichograptus均分筆石刺筆石-Acanthograptus中晚奧陶世

有軸亞目雙筆石科代表雕刻雕筆石Glyptograptus

persculptus柵筆石Climacograptus直筆石Orthograptus

奧陶紀(jì)是腕足類發(fā)展的高峰期具鉸綱的三分貝目、正形貝目、五房貝目和扭月貝目進(jìn)入頂峰階段，石燕貝及小嘴貝類都有代表寒武紀(jì)以無(wú)鉸綱為主志留紀(jì)腕足類化石相對(duì)減少，但內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜化腕足類奧陶紀(jì)生物群落奧陶紀(jì)

礁生物群落

食物鏈∈-K重要化石門(mén)類：筆石S1:除雙筆石外，單筆石開(kāi)始繁盛（正筆石目，有軸亞目）S2-3:幾乎全部為單筆石科動(dòng)物次要門(mén)類：珊瑚、腕足、三葉蟲(chóng)四射珊瑚：主要為單帶型（除隔壁外，只有橫板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁腕足：并不繁盛，但內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，如五房貝志留紀(jì)的生物界志留紀(jì)筆石—單筆石繁盛弓筆石Eurypterides板足鱟類志留紀(jì)淡化環(huán)境生物群落寒武紀(jì)

化石

圖版CambrianFossilplate1-3/小殼古杯角石奧陶紀(jì)

化石圖版Ordovicianfossilplate牙形珊瑚志留紀(jì)

化石圖版Silurianfossilplate牙形石/牙形刺/錐刺等，是一類已滅絕的海生動(dòng)物的骨骼器官。最早由俄國(guó)的古生物學(xué)家Pander于1856年在早奧陶世的海綠石砂巖中發(fā)現(xiàn)，并創(chuàng)造新詞Conodont來(lái)表示。cone就是錐，錐體，dont是牙齒或齒，故又譯成錐刺。大?。涸?lt;0.1-5mm之間，多數(shù)集中在0.5-1mm;一般琥珀色，但與所經(jīng)受的熱歷史有關(guān);磷酸鈣質(zhì)；∈4-T3.

生物相-biofacies浮游相-planktonicbiofacies殼相（底棲相）-shellyfacies礁相-reeffacies生物—漂浮、游泳生物為特征巖石類型—深水或靜水環(huán)境的黑色頁(yè)巖、硅質(zhì)巖等分布區(qū)—臺(tái)盆、半深?；蛏钏２蹍^(qū)實(shí)例—晚奧陶世五峰組的筆石頁(yè)巖相浮游相-planktonicfacies筆石頁(yè)巖相

graptolite-shalefaciesMonograptus

lobiferus漂浮的樹(shù)形筆石正常淺海底棲生物：三葉蟲(chóng)，腕足等典型的淺海相灰?guī)r、泥灰?guī)r分布于臺(tái)地區(qū)實(shí)例—上揚(yáng)子淺海早志留世石牛欄組殼相(底棲相/benthicfacies

）石牛欄組介殼堆積底棲固著的造礁生物及附礁生物

沉積環(huán)境：溫暖、清澈的淺海條帶狀分布于臺(tái)地邊緣

巖性：礁灰?guī)r礁相

reeffacies現(xiàn)代海洋生態(tài)系中的生態(tài)類型奧陶紀(jì)具有與此類似的海洋生態(tài)類型以艾比湖—居延?！骼緜惡訛榻?，我國(guó)北部屬西伯利亞大區(qū)，南部屬亞澳生物大區(qū)Ⅰ亞澳/太平洋生物大區(qū)Ⅱ西伯利亞生物大區(qū)Ⅲ北美-大西洋生物大區(qū)AtlanticMixedOlenellus小油櫛蟲(chóng)RedlichiaEarlyCambrian

BiogeographicRealms

(Hist.Geol.Text-book,1996)Pacific∈1寒武紀(jì)的生物分區(qū)Olenellus–AtlanticRealmRedlichia–PacificRealm中國(guó)奧陶紀(jì)生物古地理分區(qū)跨二個(gè)大區(qū)：（以額爾濟(jì)斯河—西拉木倫河為界）華北區(qū)以珠角石類(O1晚期)為主揚(yáng)子區(qū)以內(nèi)角石—前環(huán)角石為主不同類型生物相極為發(fā)育奧陶紀(jì)的生物分區(qū)根據(jù)底棲生物珊瑚和腕足類，分為三個(gè)生物古地理大區(qū)：北方大區(qū)，含圖瓦貝動(dòng)物群（艾比湖—居延?！骼緜惡右员保┠戏酱髤^(qū)，含單調(diào)的克拉克貝動(dòng)物群和小型單體珊瑚（岡瓦納）特提斯大區(qū)，五房貝、珊瑚繁盛志留紀(jì)的生物分區(qū)志留紀(jì)古地理南方大區(qū)（岡瓦納）特提斯大區(qū)北方大區(qū)第7章早古生代的地史-2

EarlyPaleozoicgeohistory-2

7.1早