地史学讲义(5)

鄂西宜昌剖面
下扬子区
代表剖面：江苏宁镇地区剖面 早志留世早期：属较深水 陆棚海，砂质沉积为主， 由南向北地层变厚。 早志留世晚期～中志留世 早期：砂泥质沉积为主， 地层厚度大，由北向南水 体加深，至皖西、浙西出 现复理石沉积。 中志留世晚期～志留纪末 期：海水变浅，该地区变 为三角洲环境，砂泥质沉 积为主，发育交错层理。 上覆地层：中泥盆统 平行不整合 中上志留统：
茅山组：紫红色砂岩、砂页岩，具交错层理 坟头组：下部石英砂岩，中部砂泥和粉砂岩。 下志留统： 高家边组：黄绿色页岩、泥岩为主
整合
下伏地层：上奥陶统
华南地区：
扬子地台北部早志留世早期出现滞留闭塞海 盆，形成黑色笔石页岩相沉积，早志留世中 期起，逐渐转为正常滨浅海环境；中志留世 起扬子海盆逐渐被填满，自鄂西至黔北、川 南一带出现向西南方向的海退；晚志留世的 海侵仅波及滇东地区，至志留纪末期也出现 海水淡化现象，反映了海湾的最后被填满的 过程。至此，整个华南大部分地区除钦防残 留海槽外，已全部转化为剥蚀山地和低缓准 平原。
O
洲 亚 古 NC
ZT
S3
HK
劳
古
亚
陆
块
群
亚 ZT 洲 洋
TA CAI QT QT ZQ
NC
CA ZQ 秦 岭 YZ 华 南
原 特 提 斯 洋
SC
TA
CAI 昆仑
LS
QT 原 特
提
斯
LS IN 冈瓦纳陆块群
IN
冈瓦纳陆块群
∈1
洋 洲 亚 古
洋
CA
YZ
古 华 南
洋
岭
1. 扬子与华夏拼合形成华 南板块 2. 华北、塔里木北移转正
由于构造环境和古地理环境的重大变化，志留纪生物界发生重大变革
衰减的生物类型：
三叶虫
棘皮动物中的海林檎 鹦鹉螺
开始繁盛的生物类型：
节肢动物中的介形目、蛛形目
棘皮动物中的海百合 腕足动物中的五房贝、石燕贝类 软体动物中的双壳类、腹足类 单带型、泡沫型四射珊瑚、横板珊瑚 单笔石 竹节石、牙形石
双笔石
半陆生的裸蕨植物、淡水鱼开始出现
我国江南志留纪植被景观， 大地上到处是裸蕨类。
志留纪、泥盆纪时陆生植物 与鱼类开始登上历史舞台
早古生代华北巨型藻类时代景观
Silurian life
重要化石门类：笔石
S1:除双笔石外，单笔石开始繁盛（正笔石目，有轴亚目）
S2-3:几乎全部为单笔石科动物
第六章
志留纪
Murchison, 1835, 英国古民族名称
志留纪为早古生代的最后一个纪，世界各个大陆边缘都不同程 度地发生了强烈构造运动（即加里东运动），形成一批褶皱山 系，世界各大陆块都有不同程度的上升和海退，陆地面积扩大， 浅海区缩小，地形高差加大，气候干旱，生物开始了征服陆地 的漫长进程
一、志留纪的生物界
下－中志留统：
纱帽组：上部为灰绿色细粒石英砂岩，夹页 岩、砂质页岩、细砂岩，发育交错层理；下 部为黄绿色泥岩、页岩及粉砂岩 罗惹坪组：黄绿色灰质泥岩、页岩、粉砂岩、 瘤状及薄层状灰岩 龙马溪组：上部黄绿、蓝灰、黑色砂质页岩 及页岩互层，夹薄层细砂，下部黑色页岩和 硅质岩
整合 下伏地层：上奥陶统
南旺山下
一、全球早古生代大地构造和古地理格局
早古生代初期全球出现的稳定区
南方的冈瓦纳联合古陆，包括非洲、南美、澳大利亚、印度、南极 北方的北美板块、俄罗斯板块、西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块、 华北板块及扬子板块。
加里东构造阶段地壳发展的主要特征：
上述分散的大陆板块拼合和陆壳面积增生
加里东构造阶段的大陆与海洋构造格局变化
2 3 4 5
1
3. 志留纪
早期与晚奥陶纪相 似，而后气候转暖， 冰川消融，海侵增 大，西冈瓦纳大陆 大部分脱离极地气 候，处于温凉气候 带，仅南美有少量 冰川沉积；其它地 区仍处于赤道附近， 属热带或温带气候， 发育有珊瑚礁
三、加里东期的生物面貌
震旦纪晚期：伊迪卡拉裸露动物群繁盛
寒武纪初期：小壳动物繁盛，生物完成了无壳到有壳的演化 寒武纪：三叶虫出现于寒武纪初期小壳动物繁盛期之后，是寒武纪的重 要化石。 奥陶纪：三叶虫的前颊类、后颊类发展繁盛，笔石除树型笔石外，正笔 石类开始大量繁盛，腕足动物中的正形贝类、扭月贝类占重要地位；软 体动物中的头足类、腹足类、双壳类也都有一定程度的发展；此外，珊 瑚开始发展，找到了确切的鱼形动物 奥陶纪末期：生物面貌发生改变，约有100个科的生物绝灭，笔石中的 叉笔石类被单笔石动物取代，三叶虫中的褶颊类大都绝灭，生物面貌的 变革与奥陶末期的冰川作用有关。
ZT
NC
秦
塔里木 TA
ZQ
仑 昆
CAI
?
提 特
?
斯
洋
LS
原
?
IN
冈瓦那陆块群
二、加里东构造期的气候特点
1. 寒武纪
经历了震旦纪冰 期后，气候转暖， 北方各大陆及南 方冈瓦纳大陆的 大部分地区处于 赤道附近，普遍 发育有蒸发岩沉 积。
2. 奥陶纪
早、中期继承了寒武 纪的特点，海侵广泛， 气候温暖 奥陶纪晚期～志留纪 初期，西冈瓦纳大陆 （北非、南美、南欧） 处于极地，气候寒冷， 发育大陆冰盖及冰海 沉积，其它地区仍处 于赤道附近，发育有 蒸发岩、膏岩沉积代 表干热气候
北美板块与俄罗斯板块对接，古大西洋关闭，劳俄大陆形成。
南方大陆与北方大陆被古特提斯洋相隔 华北、塔里木板块与扬子板块以古秦岭洋相隔
晚寒武世世界古地理图
华北－塔里木
北美（劳伦）
南方大陆
西伯利亚
哈萨克斯坦
（冈瓦纳联合古陆）
俄罗斯
中奥陶世世界古地理图
华北－塔里木
古亚洲洋
北美（劳伦）
西伯利亚
哈萨克斯坦
志留纪：生物界发生变革，三叶虫衰弱，笔石以单笔石为主，末期大量 绝灭；腕足动物中的五房贝、石燕贝类开始繁盛，四射珊瑚中出现构造 较为复杂的双带型、泡沫型，并可形成大规模的生物礁（志留纪是全球 第一次珊瑚造礁期）；陆生无颌类开始繁盛，淡水节肢动物及陆生裸蕨 类都有发育，生物开始向陆地进军
四、主要矿产
南方大陆 （冈瓦纳联合古陆）
古大西洋
俄罗斯
中志留世世界古地理图
西伯利亚
北美（劳伦）
古太平洋
古乌拉尔洋
哈萨克斯坦
扬子
古太平洋
劳俄大陆
俄罗斯
古特提斯洋
ห้องสมุดไป่ตู้
南方大陆 （冈瓦纳联合古陆）
O2
西伯利亚 西 北美 冈 瓦 纳 俄罗斯
中国 0。
S2
北美
西伯利亚 哈萨克斯坦 俄罗斯 0
。
东 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳
冈
S1
S2
S3
第七章
加里东构造阶段地史特征概述
加里东运动：
广义：所有发生在早古生代（寒武纪～志留纪）的
褶皱运动 狭义：志留纪后期的褶皱运动 加里东褶皱带： 早古生代发生的各次构造运动所造成的褶皱带。
其所形成的褶皱带称加里东褶皱带。1888年由休斯（E.Suess）创用，主要 指欧洲西北部晚志留纪至泥盆纪形成北东向山地的褶皱运动。这一时期的 地壳运动，使延伸于北爱尔兰、苏格兰和斯堪的纳维亚半岛的北东向格兰 扁地槽、西伯利亚的萨彦岭地槽、中国东南部加里东地槽、澳大利亚的塔 斯马尼亚地槽及北阿帕拉契亚地槽（古大西洋）形成褶皱山地。加里东运 动的完成标志着早古生代的结束。
磷：如寒武纪底部梅树村阶、江南中志留统的坟头组上部 石煤及稀有金属：华南寒武系底部较深水黑色页岩及硅质 岩相区，西秦岭等地区下志留统黑色页岩中的透镜状煤层 膏岩：寒武纪出现的各燥热的半封闭海盆环境
铁矿：扬子区奥陶纪的康滇古陆，发育鲕状、豆状赤铁矿
石灰岩、白云岩：各时期的海相地层
华北、塔里木古陆：自奥陶纪晚期以来，长期遭受剥蚀，仅 在边缘地带见稳定的浅海沉积 华南地区：华南地区在志留纪地理面貌经历了复杂的变化，各 地志留系的岩相和沉积厚度有显著差异，分为上扬子区和下扬 子区
S1-2
S2-3
上扬子区
代表剖面：宜昌北部罗惹坪纱帽山剖面 上覆地层：中泥盆统 平行不整合 早志留世早期：上扬子陆 表海周围被古陆、水下隆 起所围绕，形成半闭塞的 滞留海盆，盆地柱体处于 非补偿状态，形成黑色笔 石页岩相沉积。 早志留世晚期～中志留世 早期：上扬子地区海侵不 断扩大，逐渐转为正常滨 浅海环境，发育有碎屑岩 和碳酸盐岩，底栖发育， 形成壳相和礁相生物组合。 中志留世晚期～志留纪末 期：扬子地区整体抬升， 只在滇东地区保留有残留 海湾。
次要门类：珊瑚、腕足、三叶虫 四射珊瑚：主要为单带型（除隔壁外，只有横 板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁 腕足：并不繁盛，但内部构造复杂，如五房贝
志留纪笔石—单笔石繁盛
志留纪淡化环境生物群落
Eurypterides 板足鲎类
二、中国的志留纪
奥陶纪晚期的地壳运动及冰川作用，导致中国北部先后发生 大规模海退。自志留世，冰川作用消退，海侵逐渐扩大，许 多地区形成超覆，至志留纪中、晚期，广大地区再次出现显 著海退。
瓦
纳
∈3
西 冈 瓦 纳 美北 俄罗斯
东冈瓦纳包括: 澳洲, 南极洲, 印度 和西藏. 西冈瓦纳: 南美洲和非洲
中国 东 西伯利亚 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳 0。
全球古地理再造据
（C. R. Scotese等， 1979，简化）
早古生代板块构造概况
1 劳(北美-Laurentia)俄(Baltica)大陆(Laurussia)拼合，加里东褶皱带(Caledonides)形成； 2 西伯利亚板块向北运动，华南和冈瓦纳(Gondwana)向南运动； 3 陆块由纬向分布逐渐转为经向分布