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 中國東部早古生代古地理中國東部早古生代古地理 Pz1 paleogeography, E. China7.4 早古生代板塊構造概況早古生代板塊構造概況 Pz1 plate tectonics7.5 早古生代的沉積礦產早古生代的沉積礦產 Pz1 deposit ores Eoredlichia7.1 Early Paleozoic abstract劃分和命名劃分和命名Subdi

2、vision & naming 主要特征主要特征Main features 志留紀（志留紀（Silurian,S） Murchison, 1835, 英國古民族名稱英國古民族名稱 奧陶紀（奧陶紀（Ordovician,O） Lapworth, 1879，英國古民族名稱，英國古民族名稱寒武紀（寒武紀（Cambrian,） Sedgwick, 1835， Cambria山山早古生代持續早古生代持續126Ma早古生代的劃分和命名早古生代的劃分和命名New divisionSilurian: S1, S2, S3, S4Old divisionSilurian: S1, S2, S3(S3+S

3、4)New divisionOrdovician and Cambrian均有均有4分統趨勢分統趨勢2004 國際地層表國際地層表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年在英國建立，年在英國建立，170170多年來，一直多年來，一

4、直采用三分法；采用三分法； 7070年代以來時限持續擴大年代以來時限持續擴大2004年9月20日會議通過，建議提交寒武系分會表決2004年12月寒武系分會表決通過；得票率88% （13贊成；2反對；0棄權）4分方案的通過是寒武系劃分觀念的重大突破；是向建立全球寒武系年代地層框架邁出的重要一步。據彭善池，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爾及爾阿爾及爾顯生宙各紀命名地點顯生宙各紀命名地點土耳其土耳其俄羅斯俄羅斯芬蘭芬蘭羅馬尼亞羅馬尼亞匈牙利匈牙利奧地利奧地利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(批準） through IUGS, the GSSP or GSSAbecomes mandatory（強制性的）.Early Paleozoic

7、 division1 1 生物界生物界寒武紀生物大爆發寒武紀生物大爆發( (Cambrian explosion）；海生無脊椎動物空前繁盛（環）；海生無脊椎動物空前繁盛（環境分析、地層對比、生態分異、生物分區境分析、地層對比、生態分異、生物分區););植物登陸；奧陶紀末期生物大絕滅植物登陸；奧陶紀末期生物大絕滅( (mass extinction) )事件事件2 2 屬加里東屬加里東( (Caledonian) )構造階段，陸殼板塊構造階段，陸殼板塊擴大和增生（陸相沉積、生物上陸）擴大和增生（陸相沉積、生物上陸）3 3 沉積類型復雜多樣，奧陶紀末期岡瓦納沉積類型復雜多樣，奧陶紀末期岡瓦納 (

8、(Gondwana) )大陸發育冰川大陸發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 中國東部早古生代古地理中國東部早古生代古地理 Pz1 paleogeography, E. China7.4 早古生代板塊構造概況早古生代板塊構造概況 Pz1 plate tectonics7.5 早古生代的沉積礦產早古生代的沉積礦產 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選定在紐芬蘭選定在紐芬蘭島島(加東南加東南)，以遺跡，以遺跡化石化石Tricophycus pedum首現為標志，首現為標志，年齡年齡543Ma；Early Paleozoic LifeForture Head, Newfoundland據彭善池，2004Tricophycus pedum1 小殼動物群小殼動物群(small shell-bearing fauna)：震旦：震旦紀末期出現、寒武紀初大量繁盛，個

11、體微小紀末期出現、寒武紀初大量繁盛，個體微小（12mm），具外殼的多門類海生無脊椎動物），具外殼的多門類海生無脊椎動物群。包括軟體動物門中的軟舌螺、單板類和腹群。包括軟體動物門中的軟舌螺、單板類和腹足類，腕足類以及分類位置不明的類型。足類，腕足類以及分類位置不明的類型。意義意義：第一個廣布的帶殼生物群，寒武紀的起點：第一個廣布的帶殼生物群，寒武紀的起點.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早期早期小殼動物群小殼動物群small shell-bearing fauna（與伊迪卡拉動物（與伊迪卡拉動物群共生）群共生）小殼動物小殼動物群群(Siberia)small shell-bearing fauna澄江

13、動物群澄江動物群: 寒武系底部寒武系底部繼小殼繼小殼動物群之后出現的第一個多門動物群之后出現的第一個多門類混生生物群。主要門類有海類混生生物群。主要門類有海綿、腔腸、櫛水母、節肢、鰓綿、腔腸、櫛水母、節肢、鰓曳、葉足、腕足、古蟲、脊索曳、葉足、腕足、古蟲、脊索動物門和步帶類動物門和步帶類(包括棘皮動物包括棘皮動物和半索動物門和半索動物門)、星蟲、毛顎動、星蟲、毛顎動物及藻類。物及藻類。 至至2005年已描述年已描述160屬屬, 180多種多種, 新種新種130個個。最早發現于云南澄江最早發現于云南澄江(張文堂張文堂, 侯侯先光先光, 1985), 寄主地層的沉積環寄主地層的沉積環境為正常境為正

14、常-風暴浪基面之間風暴浪基面之間,古緯古緯度度S11-18 , 年齡年齡520Ma.意義：意義：是寒武紀初期生物大爆是寒武紀初期生物大爆發的典型代表。發的典型代表。2 澄江動物群澄江動物群/Chengjiang fauna昆明魚昆明魚中華微網蟲中華微網蟲0.5 cm葉足動物門，葉足動物門，Microdictyon sinicum Chen, Hou et Lu,1989澄江動物群澄江動物群線形蟲動物門線形蟲動物門,中國古蠕蟲中國古蠕蟲Palaeoscolex sinensis Hou et Sun, 1988Chengjiang fauna澄江動物群Eoredlichia丘疹關楊蟲丘疹關楊蟲K

15、uanyangia pustulosa Lu, 1941Chengjiang fauna澄江動物群澄江動物群Chengjiang fauna澄江動物群中的海口魚化石澄江動物群中的海口魚化石Chengjiang faunaChengjiang fauna11帽天山帽天山澄江動物群澄江動物群Chengjiang fauna澄江動物群生態復原澄江動物群生態復原三葉蟲是繼小殼動物后最早繁盛的三葉蟲是繼小殼動物后最早繁盛的帶殼動物帶殼動物寒武紀三葉蟲屬種繁多，演化迅速，寒武紀三葉蟲屬種繁多，演化迅速，生態分異明顯，是寒武紀地層劃分生態分異明顯，是寒武紀地層劃分對比的重要依據對比的重要依據3、三葉蟲三葉蟲

16、 trilobite早寒武世早寒武世：以萊德利基蟲目為主（頭大、尾小、：以萊德利基蟲目為主（頭大、尾小、胸節多）胸節多） 中寒武世中寒武世以褶夾蟲目為標志。（頭鞍截錐形，以褶夾蟲目為標志。（頭鞍截錐形，具平直的眼脊和較小的尾板，中后期與晚寒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特征相近，尾板寬大，尾武世初期的三葉蟲特征相近，尾板寬大，尾刺發育）刺發育） 晚寒武世中晚期晚寒武世中晚期常出現一些頭鞍特殊的屬常出現一些頭鞍特殊的屬 中、晚寒武世中、晚寒武世有浮游生活的球接子類有浮游生活的球接子類寒武紀三葉蟲的演化趨勢寒武紀三葉蟲的演化趨勢Hupeidiscus orientalis1

17、Redlichia chinensis1中寒武世褶頰蟲亞目代表中寒武世褶頰蟲亞目代表1 山東盾殼蟲山東盾殼蟲2 孫氏盾殼蟲孫氏盾殼蟲3 柯赫蟲柯赫蟲4 高臺蟲高臺蟲5 畢雷氏蟲畢雷氏蟲6 園勞倫斯蟲園勞倫斯蟲頭鞍截錐形，具平直的眼脊和較小的尾板頭鞍截錐形，具平直的眼脊和較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葉蟲（尾刺發育）三葉蟲（尾刺發育）Drepanura蝙蝠蟲蝙蝠蟲Damesella德氏蟲德氏蟲晚寒武世褶頰蟲亞目代表晚寒武世褶頰蟲亞目代表前邊緣窄前邊緣窄SaukiaBlackwelderia sinesisDrepanura蝙蝠蟲蝙蝠蟲球接子類球接子類三葉蟲三葉蟲2-

18、3 奧陶紀奧陶紀與寒武紀相差較大，櫛與寒武紀相差較大，櫛蟲亞目，斜視蟲亞目和三瘤蟲亞目蟲亞目，斜視蟲亞目和三瘤蟲亞目占優勢，占優勢，等尾型，頭鞍前葉膨大。等尾型，頭鞍前葉膨大。 志留紀志留紀起三葉蟲顯著衰退，僅起三葉蟲顯著衰退，僅鏡眼蟲目較為重要。鏡眼蟲目較為重要。寒武紀以后三葉蟲的演化寒武紀以后三葉蟲的演化奧陶紀三葉蟲奧陶紀三葉蟲Isotelus（等稱蟲）（等稱蟲）Dalmanitina小達爾曼蟲O2-3Coronocephalus王冠蟲王冠蟲, S2寒武紀次要生物門類寒武紀次要生物門類腕足、古杯、海綿動物門等腕足、古杯、海綿動物門等晚寒武世為生物變革期，晚寒武世為生物變革期，出現角石、筆石

19、和牙形石出現角石、筆石和牙形石原古杯原古杯(Archaeocyatha)寒武紀古杯礁寒武紀古杯礁 2 Burgess頁巖生頁巖生態復原態復原Canada包括節包括節肢、海肢、海綿、和綿、和水母等水母等寒武紀生物群落寒武紀生物群落Jellyfish, scavenging trilobite 奧陶紀生物最能體現早古生代生物界特點奧陶紀生物最能體現早古生代生物界特點地層意義重要的門類地層意義重要的門類筆石筆石早奧陶世早期：早奧陶世早期：樹形筆石目為主，如網格筆石樹形筆石目為主，如網格筆石早奧陶世中晚期：早奧陶世中晚期：正筆石目正筆石目無軸無軸亞目均分筆石亞目均分筆石動物群，如對筆石；動物群，如對筆

20、石；中晚奧陶世：中晚奧陶世：正筆石目正筆石目有軸有軸亞目雙筆石科類大亞目雙筆石科類大量繁盛量繁盛三葉蟲三葉蟲地層意義下降；次要生物門類：鸚鵡地層意義下降；次要生物門類：鸚鵡螺、牙形石、腕足螺、牙形石、腕足Ordovician life早奧陶世早奧陶世刺筆石刺筆石-canthograptus早奧陶世晚期筆石早奧陶世晚期筆石（正筆石目正筆石目無軸無軸亞目）亞目）Didymograptus對筆石對筆石Dichograptus均分筆石均分筆石中晚奧陶世有軸中晚奧陶世有軸亞目雙筆石科代表亞目雙筆石科代表雕刻雕筆石雕刻雕筆石Glyptograptus persculptus柵筆石柵筆石Climacogra

21、ptus直筆石直筆石奧陶紀奧陶紀是腕足類發展的高峰期是腕足類發展的高峰期具鉸綱的三分貝目、正形貝目、五房具鉸綱的三分貝目、正形貝目、五房貝目和扭月貝目進入頂峰階段，石燕貝目和扭月貝目進入頂峰階段，石燕貝及小嘴貝類都有代表貝及小嘴貝類都有代表寒武紀寒武紀以無鉸綱為主以無鉸綱為主志留紀志留紀腕足類化石相對減少，但內部腕足類化石相對減少，但內部構造復雜化構造復雜化腕腕 足足 類類奧陶紀生物群落奧陶紀生物群落奧陶紀礁奧陶紀礁生物群落生物群落食物鏈食物鏈-K重要化石門類：重要化石門類：筆石筆石S S1 1: :除雙筆石外，單筆石開始繁盛（正筆石目，有軸亞目）除雙筆石外，單筆石開始繁盛（正筆石目，有軸亞目

22、）S S2-32-3: :幾乎全部為單筆石科動物幾乎全部為單筆石科動物次要門類：次要門類：珊瑚、腕足、三葉蟲珊瑚、腕足、三葉蟲四射珊瑚：四射珊瑚：主要為單帶型（除隔壁外，只有橫主要為單帶型（除隔壁外，只有橫板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁板）和泡沫型，可形成小型珊瑚礁腕足：腕足：并不繁盛，但內部構造復雜，如五房貝并不繁盛，但內部構造復雜，如五房貝Silurian life志留紀筆石志留紀筆石單筆石繁盛單筆石繁盛Eurypterides板足鱟類板足鱟類寒武紀寒武紀化石化石圖版圖版CambrianFossilplate奧陶紀化石圖版Ordovicianfossil plate志留紀化石圖版Silur

23、ianfossil platePz1Conodonts牙形類 (conodonts)：Cam2晚期始出現，O極豐富；單錐型；全球對比的主要依據；副牙形-真牙形Paleobiogeography, biofacies & eco-diversity主要指因溫度控制和主要指因溫度控制和地理隔離兩大因素的長期作用而產生的生物地理隔離兩大因素的長期作用而產生的生物分類和演化體系在空間上的分異。分類和演化體系在空間上的分異。反映沉積環境和沉積作用的生物特反映沉積環境和沉積作用的生物特征，即反映沉積環境的生物組合特征。征，即反映沉積環境的生物組合特征。：即生態習性的差異，如游泳的，：即生態習性的差

24、異，如游泳的，表生底棲，內生底棲等，是生物對沉積環境表生底棲，內生底棲等，是生物對沉積環境適應的結果。適應的結果。 生物相生物相-biofacies-biofacies浮游相浮游相-planktonic biofacies殼相（底棲相）殼相（底棲相）-shelly facies礁相礁相-reef facies生物生物漂浮、游泳生物為特征漂浮、游泳生物為特征共生共生巖石類型巖石類型深水或靜水環境的黑深水或靜水環境的黑色頁巖、硅質巖等色頁巖、硅質巖等分布區分布區臺盆、半深海或深水海槽區臺盆、半深海或深水海槽區實例實例晚奧陶世五峰組的筆石頁巖相晚奧陶世五峰組的筆石頁巖相浮游相浮游相-plankton

25、ic facies 筆石頁巖相筆石頁巖相 graptolite-shale faciesMonograptus lobiferus正常正常淺海底棲淺海底棲生物：三葉蟲，腕足等生物：三葉蟲，腕足等典型的典型的淺海相灰巖、泥灰巖淺海相灰巖、泥灰巖分布于分布于臺地區臺地區實例實例上揚子淺海早志留世石牛欄組上揚子淺海早志留世石牛欄組底棲相（殼相）底棲相（殼相）benthic facies底棲固著的底棲固著的造礁生物造礁生物及附礁生物及附礁生物 沉積環境：溫暖、清澈的沉積環境：溫暖、清澈的淺海淺海條帶狀分布于條帶狀分布于臺地邊緣臺地邊緣 巖性：巖性：礁灰巖礁灰巖礁相礁相 reef facies現代海洋生

26、態系中的生態類型現代海洋生態系中的生態類型 1 1 已出現生態分異已出現生態分異：如底棲三葉蟲如底棲三葉蟲（大部分）和漂浮三葉蟲（無眼、世界性分（大部分）和漂浮三葉蟲（無眼、世界性分布、保存于黑色頁巖中）布、保存于黑色頁巖中）2 2 生物分區生物分區依據依據三葉蟲的分布特點三葉蟲的分布特點分區分區亞澳生物大區亞澳生物大區北美北美大西洋生物大區大西洋生物大區西伯利亞生物大區西伯利亞生物大區Cambrian以艾比湖以艾比湖居延海居延海西西拉木倫河為界，我國北拉木倫河為界，我國北部屬西伯利亞大區，南部屬西伯利亞大區，南部屬亞澳生物大區部屬亞澳生物大區亞澳生物大區亞澳生物大區西伯利亞生物大區西伯利亞生物大區北美北美- -大西洋生物大區大西洋生物大區PacificAtlanticMixedOlenellusRedlichiaEarly Cambrian Bioge