第7章早古生代地史-1

1、第第7 7章章 早古生代的地史早古生代的地史Early Paleozoic geohistory 7.1 早古生代概述早古生代概述 Pz1 abstract7.2 早古生代的生物界早古生代的生物界 Pz1 life7.3 中国东部早古生代古地理中国东部早古生代古地理 Pz1 paleogeography, E. China7.4 早古生代板块构造概况早古生代板块构造概况 Pz1 plate tectonics7.5 早古生代的沉积矿产早古生代的沉积矿产 Pz1 deposit ores Eoredlichia7.1 Early Paleozoic abstract划分和命名划分和命名Subdi

2、vision & naming 主要特征主要特征Main features 志留纪（志留纪（Silurian,S） Murchison, 1835, 英国古民族名称英国古民族名称 奥陶纪（奥陶纪（Ordovician,O） Lapworth, 1879，英国古民族名称，英国古民族名称寒武纪（寒武纪（Cambrian,） Sedgwick, 1835， Cambria山山早古生代持续早古生代持续126Ma早古生代的划分和命名早古生代的划分和命名New divisionSilurian: S1, S2, S3, S4Old divisionSilurian: S1, S2, S3(S3+S

3、4)New divisionOrdovician and Cambrian均有均有4分统趋势分统趋势2004 国际地层表国际地层表GSSP : Global Standard Section and Point GSSA: Global Standard Stratigraphic Age CAMBRIAN OlenellusParado-xidesOlenlusLOWER MIDDLE UPPERLOWERMIDDLEUPPERLOWERMIDDLEUPPER70以前70-19921992 - 2004寒武系寒武系18351835年在英国建立，年在英国建立，170170多年来，一直多年来，一

4、直采用三分法；采用三分法； 7070年代以来时限持续扩大年代以来时限持续扩大2004年9月20日会议通过，建议提交寒武系分会表决2004年12月寒武系分会表决通过；得票率88% （13赞成；2反对；0弃权）4分方案的通过是寒武系划分观念的重大突破；是向建立全球寒武系年代地层框架迈出的重要一步。据彭善池，2004法法西西德德丹丹瑞瑞波波意意捷捷挪挪瑞典瑞典摩洛哥摩洛哥阿尔及尔阿尔及尔显生宙各纪命名地点显生宙各纪命名地点土耳其土耳其俄罗斯俄罗斯芬兰芬兰罗马尼亚罗马尼亚匈牙利匈牙利奥地利奥地利Phanerozoic global chronostratigraphic boundaries are

5、formally defined by a Global Standard Section and Point (GSSP - COWIE et al, 1986), whereas Precambrian chronostratigraphic boundaries are formally defined in terms of absolute ages : Global Standard Stratigraphic Age (GSSA- REMANE et al, 1996).In order to become mandatory, a boundary definition as

6、to be accepted by 60% majority in successive votes, first by the working group responsible for the choice of the GSSP, then by the concerned Subcommission of ICS and finally by the Full Commission of ICS. With its ratification(批准） through IUGS, the GSSP or GSSAbecomes mandatory（强制性的）.Early Paleozoic

7、 division1 1 生物界生物界寒武纪生物大爆发寒武纪生物大爆发( (Cambrian explosion）；海生无脊椎动物空前繁盛（环）；海生无脊椎动物空前繁盛（环境分析、地层对比、生态分异、生物分区境分析、地层对比、生态分异、生物分区););植物登陆；奥陶纪末期生物大绝灭植物登陆；奥陶纪末期生物大绝灭( (mass extinction) )事件事件2 2 属加里东属加里东( (Caledonian) )构造阶段，陆壳板块构造阶段，陆壳板块扩大和增生（陆相沉积、生物上陆）扩大和增生（陆相沉积、生物上陆）3 3 沉积类型复杂多样，奥陶纪末期冈瓦纳沉积类型复杂多样，奥陶纪末期冈瓦纳 (

8、(Gondwana) )大陆发育冰川大陆发育冰川早古生代的主要特征早古生代的主要特征Pz1 main features第第7 7章章 早古生代的地史早古生代的地史Early Paleozoic geohistory 7.1 早古生代概述早古生代概述 Pz1 abstract7.2 早古生代的生物界早古生代的生物界 Pz1 life7.3 中国东部早古生代古地理中国东部早古生代古地理 Pz1 paleogeography, E. China7.4 早古生代板块构造概况早古生代板块构造概况 Pz1 plate tectonics7.5 早古生代的沉积矿产早古生代的沉积矿产 Pz1 deposit

9、ores EoredlichiaPrimarily confined to shallow-water marine environments. Animals with hard body parts appear at the beginning of the Cambrian - this defines the beginning of the Phanerozoic. Important fossils: trilobites, graptolites, Cephalopods (mainly nautiloids), conodonts, brachiopods Other fos

10、sils: Mollusca, corals, Arthropoda, Echinodermata, Vertebrata，sponges寒武系底界寒武系底界（Manykaian）GSSP选定在纽芬兰选定在纽芬兰岛岛(加东南加东南)，以遗迹，以遗迹化石化石Tricophycus pedum首现为标志，首现为标志，年龄年龄543Ma；Early Paleozoic LifeForture Head, Newfoundland据彭善池，2004Tricophycus pedum1 小壳动物群小壳动物群(small shell-bearing fauna)：震旦：震旦纪末期出现、寒武纪初大量繁盛，个

11、体微小纪末期出现、寒武纪初大量繁盛，个体微小（12mm），具外壳的多门类海生无脊椎动物），具外壳的多门类海生无脊椎动物群。包括软体动物门中的软舌螺、单板类和腹群。包括软体动物门中的软舌螺、单板类和腹足类，腕足类以及分类位置不明的类型。足类，腕足类以及分类位置不明的类型。意义意义：第一个广布的带壳生物群，寒武纪的起点：第一个广布的带壳生物群，寒武纪的起点.Two major evolutionary events at the beginning of the Cambrian. Rapid increase in the number and types of Phyla: Brachiopo

12、da, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, Vertebrata, Most major Phyla found today evolved during the Cambrian; Small Shell-bearing Fauna; Chengjiang Fauna; Burgess Shale Fossils.Cambrian life早期早期小壳动物群小壳动物群small shell-bearing fauna（与伊迪卡拉动物（与伊迪卡拉动物群共生）群共生）小壳动物小壳动物群群(Siberia)small shell-bearing fauna澄江

13、动物群澄江动物群: 寒武系底部寒武系底部继小壳继小壳动物群之后出现的第一个多门动物群之后出现的第一个多门类混生生物群。主要门类有海类混生生物群。主要门类有海绵、腔肠、栉水母、节肢、鳃绵、腔肠、栉水母、节肢、鳃曳、叶足、腕足、古虫、脊索曳、叶足、腕足、古虫、脊索动物门和步带类动物门和步带类(包括棘皮动物包括棘皮动物和半索动物门和半索动物门)、星虫、毛颚动、星虫、毛颚动物及藻类。物及藻类。 至至2005年已描述年已描述160属属, 180多种多种, 新种新种130个个。最早发现于云南澄江最早发现于云南澄江(张文堂张文堂, 侯侯先光先光, 1985), 寄主地层的沉积环寄主地层的沉积环境为正常境为正

14、常-风暴浪基面之间风暴浪基面之间,古纬古纬度度S11-18 , 年龄年龄520Ma.意义：意义：是寒武纪初期生物大爆是寒武纪初期生物大爆发的典型代表。发的典型代表。2 澄江动物群澄江动物群/Chengjiang fauna昆明鱼昆明鱼中华微网虫中华微网虫0.5 cm叶足动物门，叶足动物门，Microdictyon sinicum Chen, Hou et Lu,1989澄江动物群澄江动物群线形虫动物门线形虫动物门,中国古蠕虫中国古蠕虫Palaeoscolex sinensis Hou et Sun, 1988Chengjiang fauna澄江动物群Eoredlichia丘疹关杨虫丘疹关杨虫K

15、uanyangia pustulosa Lu, 1941Chengjiang fauna澄江动物群澄江动物群Chengjiang fauna澄江动物群中的海口鱼化石澄江动物群中的海口鱼化石Chengjiang faunaChengjiang fauna11帽天山帽天山澄江动物群澄江动物群Chengjiang fauna澄江动物群生态复原澄江动物群生态复原三叶虫是继小壳动物后最早繁盛的三叶虫是继小壳动物后最早繁盛的带壳动物带壳动物寒武纪三叶虫属种繁多，演化迅速，寒武纪三叶虫属种繁多，演化迅速，生态分异明显，是寒武纪地层划分生态分异明显，是寒武纪地层划分对比的重要依据对比的重要依据3、三叶虫三叶虫

16、 trilobite早寒武世早寒武世：以莱德利基虫目为主（头大、尾小、：以莱德利基虫目为主（头大、尾小、胸节多）胸节多） 中寒武世中寒武世以褶夹虫目为标志。（头鞍截锥形，以褶夹虫目为标志。（头鞍截锥形，具平直的眼脊和较小的尾板，中后期与晚寒具平直的眼脊和较小的尾板，中后期与晚寒武世初期的三叶虫特征相近，尾板宽大，尾武世初期的三叶虫特征相近，尾板宽大，尾刺发育）刺发育） 晚寒武世中晚期晚寒武世中晚期常出现一些头鞍特殊的属常出现一些头鞍特殊的属 中、晚寒武世中、晚寒武世有浮游生活的球接子类有浮游生活的球接子类寒武纪三叶虫的演化趋势寒武纪三叶虫的演化趋势Hupeidiscus orientalis1

17、Redlichia chinensis1中寒武世褶颊虫亚目代表中寒武世褶颊虫亚目代表1 山东盾壳虫山东盾壳虫2 孙氏盾壳虫孙氏盾壳虫3 柯赫虫柯赫虫4 高台虫高台虫5 毕雷氏虫毕雷氏虫6 园劳伦斯虫园劳伦斯虫头鞍截锥形，具平直的眼脊和较小的尾板头鞍截锥形，具平直的眼脊和较小的尾板中寒武世末期中寒武世末期晚寒武世初期晚寒武世初期三叶虫（尾刺发育）三叶虫（尾刺发育）Drepanura蝙蝠虫蝙蝠虫Damesella德氏虫德氏虫晚寒武世褶颊虫亚目代表晚寒武世褶颊虫亚目代表前边缘窄前边缘窄SaukiaBlackwelderia sinesisDrepanura蝙蝠虫蝙蝠虫球接子类球接子类三叶虫三叶虫2-

18、3 奥陶纪奥陶纪与寒武纪相差较大，栉与寒武纪相差较大，栉虫亚目，斜视虫亚目和三瘤虫亚目虫亚目，斜视虫亚目和三瘤虫亚目占优势，占优势，等尾型，头鞍前叶膨大。等尾型，头鞍前叶膨大。 志留纪志留纪起三叶虫显著衰退，仅起三叶虫显著衰退，仅镜眼虫目较为重要。镜眼虫目较为重要。寒武纪以后三叶虫的演化寒武纪以后三叶虫的演化奥陶纪三叶虫奥陶纪三叶虫Isotelus（等称虫）（等称虫）Dalmanitina小达尔曼虫O2-3Coronocephalus王冠虫王冠虫, S2寒武纪次要生物门类寒武纪次要生物门类腕足、古杯、海绵动物门等腕足、古杯、海绵动物门等晚寒武世为生物变革期，晚寒武世为生物变革期，出现角石、笔石

19、和牙形石出现角石、笔石和牙形石原古杯原古杯(Archaeocyatha)寒武纪古杯礁寒武纪古杯礁 2 Burgess页岩生页岩生态复原态复原Canada包括节包括节肢、海肢、海绵、和绵、和水母等水母等寒武纪生物群落寒武纪生物群落Jellyfish, scavenging trilobite 奥陶纪生物最能体现早古生代生物界特点奥陶纪生物最能体现早古生代生物界特点地层意义重要的门类地层意义重要的门类笔石笔石早奥陶世早期：早奥陶世早期：树形笔石目为主，如网格笔石树形笔石目为主，如网格笔石早奥陶世中晚期：早奥陶世中晚期：正笔石目正笔石目无轴无轴亚目均分笔石亚目均分笔石动物群，如对笔石；动物群，如对笔

20、石；中晚奥陶世：中晚奥陶世：正笔石目正笔石目有轴有轴亚目双笔石科类大亚目双笔石科类大量繁盛量繁盛三叶虫三叶虫地层意义下降；次要生物门类：鹦鹉地层意义下降；次要生物门类：鹦鹉螺、牙形石、腕足螺、牙形石、腕足Ordovician life早奥陶世早奥陶世刺笔石刺笔石-canthograptus早奥陶世晚期笔石早奥陶世晚期笔石（正笔石目正笔石目无轴无轴亚目）亚目）Didymograptus对笔石对笔石Dichograptus均分笔石均分笔石中晚奥陶世有轴中晚奥陶世有轴亚目双笔石科代表亚目双笔石科代表雕刻雕笔石雕刻雕笔石Glyptograptus persculptus栅笔石栅笔石Climacogra

21、ptus直笔石直笔石奥陶纪奥陶纪是腕足类发展的高峰期是腕足类发展的高峰期具铰纲的三分贝目、正形贝目、五房具铰纲的三分贝目、正形贝目、五房贝目和扭月贝目进入顶峰阶段，石燕贝目和扭月贝目进入顶峰阶段，石燕贝及小嘴贝类都有代表贝及小嘴贝类都有代表寒武纪寒武纪以无铰纲为主以无铰纲为主志留纪志留纪腕足类化石相对减少，但内部腕足类化石相对减少，但内部构造复杂化构造复杂化腕腕 足足 类类奥陶纪生物群落奥陶纪生物群落奥陶纪礁奥陶纪礁生物群落生物群落食物链食物链-K重要化石门类：重要化石门类：笔石笔石S S1 1: :除双笔石外，单笔石开始繁盛（正笔石目，有轴亚目）除双笔石外，单笔石开始繁盛（正笔石目，有轴亚目

22、）S S2-32-3: :几乎全部为单笔石科动物几乎全部为单笔石科动物次要门类：次要门类：珊瑚、腕足、三叶虫珊瑚、腕足、三叶虫四射珊瑚：四射珊瑚：主要为单带型（除隔壁外，只有横主要为单带型（除隔壁外，只有横板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁腕足：腕足：并不繁盛，但内部构造复杂，如五房贝并不繁盛，但内部构造复杂，如五房贝Silurian life志留纪笔石志留纪笔石单笔石繁盛单笔石繁盛Eurypterides板足鲎类板足鲎类寒武纪寒武纪化石化石图版图版CambrianFossilplate奥陶纪化石图版Ordovicianfossil plate志留纪化石图版Silur

23、ianfossil platePz1Conodonts牙形类 (conodonts)：Cam2晚期始出现，O极丰富；单锥型；全球对比的主要依据；副牙形-真牙形Paleobiogeography, biofacies & eco-diversity主要指因温度控制和主要指因温度控制和地理隔离两大因素的长期作用而产生的生物地理隔离两大因素的长期作用而产生的生物分类和演化体系在空间上的分异。分类和演化体系在空间上的分异。反映沉积环境和沉积作用的生物特反映沉积环境和沉积作用的生物特征，即反映沉积环境的生物组合特征。征，即反映沉积环境的生物组合特征。：即生态习性的差异，如游泳的，：即生态习性的差

24、异，如游泳的，表生底栖，内生底栖等，是生物对沉积环境表生底栖，内生底栖等，是生物对沉积环境适应的结果。适应的结果。 生物相生物相-biofacies-biofacies浮游相浮游相-planktonic biofacies壳相（底栖相）壳相（底栖相）-shelly facies礁相礁相-reef facies生物生物漂浮、游泳生物为特征漂浮、游泳生物为特征共生共生岩石类型岩石类型深水或静水环境的黑深水或静水环境的黑色页岩、硅质岩等色页岩、硅质岩等分布区分布区台盆、半深海或深水海槽区台盆、半深海或深水海槽区实例实例晚奥陶世五峰组的笔石页岩相晚奥陶世五峰组的笔石页岩相浮游相浮游相-plankton

25、ic facies 笔石页岩相笔石页岩相 graptolite-shale faciesMonograptus lobiferus正常正常浅海底栖浅海底栖生物：三叶虫，腕足等生物：三叶虫，腕足等典型的典型的浅海相灰岩、泥灰岩浅海相灰岩、泥灰岩分布于分布于台地区台地区实例实例上扬子浅海早志留世石牛栏组上扬子浅海早志留世石牛栏组底栖相（壳相）底栖相（壳相）benthic facies底栖固着的底栖固着的造礁生物造礁生物及附礁生物及附礁生物 沉积环境：温暖、清澈的沉积环境：温暖、清澈的浅海浅海条带状分布于条带状分布于台地边缘台地边缘 岩性：岩性：礁灰岩礁灰岩礁相礁相 reef facies现代海洋生

26、态系中的生态类型现代海洋生态系中的生态类型 1 1 已出现生态分异已出现生态分异：如底栖三叶虫如底栖三叶虫（大部分）和漂浮三叶虫（无眼、世界性分（大部分）和漂浮三叶虫（无眼、世界性分布、保存于黑色页岩中）布、保存于黑色页岩中）2 2 生物分区生物分区依据依据三叶虫的分布特点三叶虫的分布特点分区分区亚澳生物大区亚澳生物大区北美北美大西洋生物大区大西洋生物大区西伯利亚生物大区西伯利亚生物大区Cambrian以艾比湖以艾比湖居延海居延海西西拉木伦河为界，我国北拉木伦河为界，我国北部属西伯利亚大区，南部属西伯利亚大区，南部属亚澳生物大区部属亚澳生物大区亚澳生物大区亚澳生物大区西伯利亚生物大区西伯利亚生物大区北美北美- -大西洋生物大区大西洋生物大区PacificAtlanticMixedOlenellusRedlichiaEarly Cambrian Bioge