第六章 早古生代的地层、古地理和古构造
晚古生代地史学
P2
P1
华南板块二叠纪古地理演化
吴家坪组
东吴运动
P1=P1+P2 P1=P1+P2
华南板块二叠纪古地理
早二叠世 梁山期：滨海－湖沼相陆源碎屑沉积限于昆明、贵阳至江南古 陆一线以北的上扬子地区； 栖霞期：最大海侵期，岩相均一 茅口期：岩相分异明显，湘中、下扬子地区滞留静水环境的硅 茅口期：岩相分异明显，湘中、下扬子地区滞留静水环境的硅 质、泥质沉积；闽浙赣地区近海碎屑含煤沉积；上扬子地区 灰岩；康滇古陆附近，晚期出现玄武岩喷发。 晚二叠世 东吴运动：大规模海退，玄武岩喷发，华夏古陆上升 龙潭组：岩相分异加剧双向陆缘的局限陆棚海盆地。 龙潭组：岩相分异加剧双向陆缘的局限陆棚海盆地。 自西向东，玄武岩→陆相火山喷发夹煤→ 自西向东，玄武岩→陆相火山喷发夹煤→海陆交互含煤沉 积→海相碳酸盐岩（吴家坪组） →海陆交互含煤沉积（湘 赣地区及粤北） →粗碎屑含煤沉积（粤东及闽中）（西侧） 长兴组\ 长兴组\（东侧）大隆组；康滇古陆东侧陆相含煤沉积
晚古生代的划分和命名
• Pz2分3纪，长达165Ma; •泥盆纪由Murchison和Sedwedge (1939)创建，是依据英国英格兰西南 半岛上的一个郡（Devonshire）的 “老红砂岩”建立。 •石炭纪由 Conybeare和 Phillips (1822) 据英格兰北部含煤地层而命名；石 炭纪两分明显，分Mississippian和 Pennsylvanian两统； •二叠纪源自德文Dyas，Marcou(1859) 命名；下部Rotliegendes (赤底群)红 色碎屑岩;上部为Zechstein(镁灰岩群); P过去两分，现三分；分别以俄、美、 中三个地方性岩石地层单位为标准， 命名为统。
华北板块二叠纪古地理
中国古生代古地理、古构造发展史
扬子板块志留纪时华南裂谷盆地萎缩、消亡早期海域限于北部，中晚期海退，主体抬升成陆，志留纪后期的加里东运动使华夏板块与扬子板块拼合统一东缘（湘中过渡带）类复理石沉积华南裂谷盆地仅在钦防地区残留深水海槽。北部边缘（南秦岭）裂谷盆地。西缘构造环境比较复杂，活动性较强
扬子板块寒武纪继承了震旦纪的古地理格局，以稳定型陆表海为特征，南部为被动大陆边缘
扬子板块与华夏板块之间为裂谷盆地
寒武纪扬子板块海侵广泛，地层具明显两分性：
下统为泥砂质和碳酸盐沉积，化石丰富
中上统以镁质碳酸盐沉积为主，化石稀少
石炭纪时，华北板块的北缘为活动大陆边缘，南缘东段为被动大陆边缘，南缘西段为活动大陆边缘
石炭纪时，华南板块的北、西和东南均为被动大陆边缘。岩关期间，滇黔桂地区有岩相分异；湘粤地区陆表海碳酸盐岩及碎屑岩沉积。湘赣交界至广东陆丰处是海相碎屑沉积；赣东、浙闽处是陆相沉积。大塘期间，滇黔桂地区：碳酸盐岩为主；湘粤:下部为滨海沼泽,上部为浅水灰岩。湘赣交界处是滨海含煤碎屑沉积；赣东、浙闽处是陆相含煤沉积。下扬子地区：滨海碎屑沉积至碳酸盐沉积。晚石炭世：海侵扩大，陆棚浅水碳酸盐沉积，岩相、厚度稳定
华南裂谷盆地早奥陶世古地理格局与寒武纪相似，也由闽粤浅海相和赣粤桂次深海相二个大相带控制，寒武纪末云开和粤东上升成陆，沿着古陆周缘规律地出现滨海、陆棚次级环境分布。中奥陶世以后，华南盆地加速萎缩，晚奥陶世为厚度较大的浊积岩。奥陶纪末华南区主体成陆相。
奥陶纪早期基本承袭寒武纪的古地理、古构造特征
晚期华北板块主体抬升，华南盆地规模的收缩加剧
华北板块南部的北秦岭地区没有志留系的记录，推测受加里东运动的影响已形成古陆或山地。
06早古生代地史
潮坪
华北板块寒武纪地层序列
凤山组 ∈3 长山组 崮山组
灰岩、泥质灰岩和竹叶状灰岩，含蝙 蝠虫和蝴蝶虫，竹叶状灰岩是同生砾 岩—风暴
鲕粒灰岩为主，含德氏虫等，波痕、 交错层理发育—潮下高能环境 紫色泥岩为主，向上碳酸盐含量增高， 滨、浅海沉积
紫红色钙质页岩夹泥质灰岩泥裂、雨痕、岩 盐假晶、波痕和鱼骨状交错层理干热条件下 的滨浅海沉积，含三叶虫中华莱德利基虫
华南裂谷盆地逐渐萎缩，中奥陶世后 萎缩加剧，导致O3的古地理格局明 显变化
低能-半闭塞 滨浅海
大型交错层理，有垂直或倾斜的生物钻孔
含鲕粒及亮晶砂砾屑灰岩
宜 昌 黄 花 场 剖 面
动荡开阔 滨浅海
白云岩，鸟眼构造、生物扰动构造发育，化石稀少
S/O
扬子-华夏板块中奥陶世古地理
中国北部奥陶系岩相古地理 碳酸盐沉积 下统发育齐全，岩相稳定 中上统仅在少数地区有沉积
洛阳龙门石窟 Stone carving
洛阳龙门石窟/O1m
洛阳,龙门石窟
中国南方早志留世早期古地理图
中国南方中志留世古地理图
中国南方晚志留世古地理图
华北板块志留纪古地理特征
主体为古陆剥蚀区，仅发育于大陆边缘 板块内部仅在板块西南宁夏同心地区有沉 积，属稳定浅海—前陆盆地沉积
北缘早古生代褶皱带
西南部祁连山地区分为北、中、南三带
4、早古生代板块构造概况
O2
西伯利亚 西 北美 冈 瓦 东 冈 哈萨克斯坦 瓦 纳 中国 。 北美 俄罗斯
滇 东 寒 武 系 柱 状 图
2、华北板块寒武纪古地理特征
华北板块主体自晚元古代后期抬升 后一直遭受风化剥蚀，早寒武世 晚期开始海侵
寒武纪华北地区为稳定的陆表海碳 酸盐沉积，其南缘以活动大陆边 缘与秦岭洋毗邻
I第六章大地构造演化
中朝—塔里木陆块 之南的洋壳向北俯冲， 使昆仑地槽和秦岭地槽 的大部分褶皱隆起，进 一步扩大了中朝—塔里 木陆块的范围。
古 生 代 阶 段 海 西 旋 回 ( )
6.3.2
东南沿海地槽和延边地槽也在海西旋回褶皱封闭，这是由于 太平洋洋壳板块向西俯冲挤压而致。
古 生 代 阶 段 海 西 旋 回 ( )
一、扬子旋回
中 晚 元 古 代 扬 子 旋 回 ( )
6.2.1
指元古代中、晚期 （不含震旦纪）的一个 构造旋回。川中、江汉 以及南黄海地块，通过 晋宁运动联结起来，构 成扬子准地台的基底， 同时形成塔里木地台的 基底，震旦系是这两地 台最老的盖层沉积。
我国天山、祁连、昆仑、秦岭等褶皱系中的古老变质岩多为 Pt2+3界，沉积类型属扬子型，在这些褶皱系内的中间隆起带上， Pt2+3直接出露地表。Z系与扬子准地台、塔里木地台一样属地台 型沉积。这说明晋宁运动之后，天山、柴达木、昆仑、祁连、秦 岭与扬子准地台塔里木地台一起，曾经是一个范围很大的地台区， 并与中朝准地台相连为一体，构成一个巨大的古中国地台。
6.2.2
3.扬子旋回形成的古中国地台在兴凯旋回开始解体。证据有：
中 晚 元 古 代 兴 凯 旋 回 ( )
早晚古生代古地理及板块特征
早古生代1.中国东部早古生代沉积古地理华北板块—∈13—O1滨浅海沉积; O2-C1缺失，其南、北为大洋环境。
扬子板块—相对稳定的滨浅海沉积环境，北缘：南秦岭裂谷盆地东南缘：华南被动大陆边缘及华，南裂谷盆地、华夏板块。
(1)Cambrian，寒武纪1）扬子板块寒武纪古地理特征继承了震旦纪的古地理、古构造格局，扬子板块：以稳定型陆表海为特征，东南部：为被动大陆边缘，扬子板块与华夏板块之间：华南裂谷盆地。
寒武纪扬子区海侵广泛，地层具明显两分性：下统为泥、砂质和碳酸盐沉积，化石丰富，中-上统以镁质碳酸盐沉积为主，化石稀少。
标准剖面：滇东晋宁梅树村剖面;宜昌三峡剖面详见图集。
扬子板块及其东南大陆边缘横向古地理变化2)华北板块寒武纪古地理特征华北板块主体自晚元古代后期抬升，后一直遭受风化剥蚀，早寒武世晚期开始海侵。
寒武纪华北板块为稳定的陆表海碳酸盐沉积，其南缘以活动大陆边缘与秦岭洋毗邻。
标准剖面：山东张夏剖面华北板块南缘主动大陆边缘—商丹(商州-丹凤)缝合线以北，蛇绿岩套及丹凤群的岛弧火山岩、二郎坪群的弧后火山岩，由于秦岭洋向北俯冲，在华北板块南缘形成了活动大陆边缘。
华北板块北缘和西南缘北缘推测寒武纪在白云鄂博一带处于稳定大陆边缘状态，逐渐向活动型过渡，西南侧与柴达木古陆之间为古祁连洋，早寒武世时未接受沉积，中寒武世起祁连山南北坡都张裂成裂陷海槽。
北祁连海槽中发育较深海含放射虫硅质岩、中基性火山岩及砂泥质复理石。
（2）Ordovician，奥陶纪早期基本承袭寒武纪的古地理、古构造特征，晚期华北板块主体抬升，华南盆地规模的收缩加剧。
自西向东依然为：扬子克拉通、江南被动大陆边缘及华南裂谷盆地三个沉积区，华南裂谷盆地逐渐萎缩，中奥陶世后萎缩加剧，导致O3的古地理格局明显变化。
1）扬子板块奥陶纪古地理典型剖面:宜昌黄花场剖面东南被动大陆边缘西部为湘桂次深海（湘中地区奥陶纪是一套深灰至灰黑色含碳质、硅质的笔石页岩，代表一种非补偿滞流还原环境），东部为浙皖次深海（浙西早中奥陶世也为滞流环境的笔石页岩相，晚奥陶世沉积了一套巨厚的浅水浊积岩)。
地质学基础教学大纲
《地质学基础》教学大纲课程编号：一、课程性质、目的及开课对象（一）性质：《地质学基础》是三年制师范专科学校地理专业必修的基础课。
（二）目的：地质学是研究地球及其演变规律的一门自然科学。
它主要研究地球的组成、构造、发展历史和演化。
它属于六大自然科学之一的地球科学范畴。
通过教学，要使学生具有分析问题、解决问题的逻辑思维能力以及启发学生钻研地球科学的兴趣和树立热爱地球科学事业雄心斗志。
（三）授课对象：地理专业一年级学生。
二、选修课程：无。
三、教学方法与考试方式（一）教学方法：理论教学与实验教学。
（二）考试方式：考试。
四、学时数分配本大纲总学时为７８课时，其中，理论教学为56学时，实验教学为22学时。
具体分配见各章。
五、教学内容与学时（一）理论讲授绪论主要内容：一、地质学的研究对象，分科和任务；二、地质学的特点和研究方法；三、地质学在地理学科中的地位和作用。
重点难点：地质学的概念、内容、特点，研究的主要对象（地壳）和方法，以及地质学的发展趋势和在地理科学中的地位和作用。
掌握要点：为什么要学习地质学，怎样学习地质学，学习的目的、意义和方法学，使学生全面了解地质学的概貌，为后续课程的学习奠定基础。
作业习题：1、地质学研究的对象和内容是什么？2、地球内部的圈层构造是根据什么划分的？各有什么特点？3、什么是地质作用？它包括哪些内容？4、如何研究和学习地质学？教学时数：2学时。
第一章矿物主要内容：第一节矿物的基本特征一、矿物的基本概念二、矿物形态三、矿物的化学成分四、矿物的物理性质第二节矿物的分类和主要矿物一、矿物的分类和命名二、主要矿物简述重点难点：矿物的基本特征，矿物的概念、形态和物理化学性质，矿物的分类原则、命名和主要矿物的鉴定。
如何区别晶质与非晶矿物，矿物形态（单形和聚形）的决定因素及各自的特点；化学分类依据，类质同象与同质多象的概念及意义；掌握要点：如何运用物理性质鉴别矿物，以及物理性质之间的关系；自然元素、硫化物、卤化物、氧化物及氢化物和含氧盐矿物在自然界中的含量比重、成因、特点、理化性质及作用。
第六章早古生代的地层、古地理和古构造
早期小壳动 物群（与伊 迪卡拉动物
群共生）
小壳动物群 (Siberia)
第一节 早古生代的生物界
三 澄江动物群
寒武系底部继小壳动物群之后出现的 第一个无壳和具壳化石混生化石群。包括 三叶虫、水母、蠕虫类、甲壳纲及分类位 置不明的节肢动物、腕足类、藻类及鱼形 动物。
3.志留纪
重要生物门类：笔石 次要门类：珊瑚、腕足、三叶虫
志留纪生物群落
第一节 早古生代的生物界 第二节 早古生代的地层和古地
理特征 第三节 早古生代的古构造 第四节 早古生代的矿产资源
第二节 早古生代的地层和古地理特征
一、寒武纪古地理特征
寒武纪的划分
• 晚寒武世 • 中寒武世 • 早寒武世
第一节 早古生代的生物界
第一节 早古生代的生物界
小壳动物群：震旦纪末期出现、寒武纪初大量
繁盛，个体二微、小小（1壳—2动mm）物，群具外壳的多门
类海生无脊椎动物群。包括软体动物门中的 软舌螺、单板类和腹足类，腕足类以及分类 位置不明的棱管类。 形成原因：1）前寒武纪漫长的生物进化（>20亿 年）,特别是震旦纪的酝酿，生物已达较高级 的形式，如Z的伊迪卡拉动物群；
下统黑色炭质页岩、硅质页岩夹硅质层，水 平纹层发育，含放射虫和海绵骨针，偶 见浮游型三叶虫，局部夹磷结核、黄铁 矿团块等，代表深水、缺氧的还原环境
中统深灰、灰黑色炭质页岩、页岩和灰岩相， 含漂浮型的球接子类和海绵骨针
上统泥岩和泥灰岩
第二节 早古生代的地层和古地理特征
∈：扬子板块及其东南大陆 边缘横向古地理变化
扬子板块东南 被动大陆边缘
早古生代地史概况
早古生代地史概况早古生代包括寒武纪，奥陶纪和志留纪，代表显生宙的早期阶段。
从古生代开始地球历史的发展进入了一个新的阶段，在生物，沉积和地壳构造等方面均有显著特征。
1.地壳演化特征早古生代初期全球存在着五个分离的古大陆，它们是北美，欧洲，西伯利亚，中国和冈瓦纳古大陆。
早古生代期间，现在处于北半球的前四个大陆基本上处于低中纬度区，彼此被大洋分割而呈分离状态，海侵广泛，地层发育。
而冈瓦纳大陆当时是一个整体，经历了自中纬度向南半球高纬度的飘移，海侵局限，地层主要发育在其大路边缘地区。
全球海平面相对变化周期是全球构造变动的标志。
三次海平面相对下降为早奥陶世末，晚奥陶世和晚志留世，正好与全球性板块构造变动相符合。
三次海平面相对上升以晚寒武世-早奥陶世最为显著，是地史中最大海侵时期之一。
2.沉积特征生物成岩作用较前寒武纪更为普遍，一般还未能形成大型生物礁和介壳滩。
除藻礁以外，只有早寒武纪的古杯类和晚奥陶世至志留纪的珊瑚类和某些苔藓类形成的小型生物礁。
尤其重要的是从寒武纪开始碳酸钙的沉积已成为主要组分，与前寒武纪的该没碳酸盐形成明显对照。
同时，代表干热气候的紫红色泥质沉积，含石膏和食盐假晶的钙泥质沉积也十分常见。
这些均说明当时大气中和水中已经有相当高的含氧量而显著区别于前寒武纪。
早古生代已存在明显的气候分带，在沉积物上有所反应，如在中低纬度温暖气候条件下与寒武纪早期海侵有关的磷块岩及石煤沉积，中晚志留世真正的劣质煤；又如属于冈瓦纳古大陆的非洲，南美晚奥陶世时有大陆冰川沉积，为极地和高纬度地区的寒冷气候条件的产物。
3.生物特征早古生代的生物以海生无脊椎动物为主。
生物分泌硬壳开始于震旦纪末期。
从寒武纪开始硬壳生物突发辐射式的大量出现和以澄江动物群为代表的生物大爆发是生物演化历史中的重大事件。
生物界的重大变革实质上是地壳演化阶段的划分标志。
由于海生无脊椎动物的空前繁育和广泛分布，我们就有可能根据生物群的演变划分地层确定地质年代。
地史学 06-早古-2-CO古地理
中统 深灰、灰黑色炭质页岩、页岩和灰岩相，含漂浮 型的球接子类和海绵骨针
上统 泥岩和泥灰岩
华南裂谷盆地
绍兴—江山—萍乡—南宁一线以南 粤赣次深海盆地为砂泥质浊积岩，夹少量灰泥及凝灰
陆表海(epicontinental sea)： 四周或多或少被大陆包 围，深度30-50m左右，坡 度一般小于1/5000，又称 内陆海
1、扬子板块寒武系整体特征
海侵广泛，地层具明显两分性 下统为泥砂质和碳酸盐沉积，化石丰富 中-上统以镁质碳酸盐沉积为主，化石稀少
代表性剖面
滇东晋宁梅树村剖面 宜昌三峡剖面
横向古地理变 化—下扬子区
早寒武世：沿巢县—句容—泰州呈北东方向狭窄 的碳酸盐潮坪相带，主要为白云岩和白云质 灰岩，南北两侧由碳酸盐缓坡进入陆坡深水 盆地
中晚寒武世： 主体为半局限台地白云岩沉积，南 北两侧仍为陆坡较深水盆地
扬子板块东 南大陆边缘
范围：桂西北、赣北、浙江及苏南等地狭长的、北东向 展布的非补偿海盆
1. 典型剖面 2. 横向变化 3. 板块周缘古地理特征
国内外研究趋势（奥陶系）
奥陶系“三统七阶”方案
赫南特阶
奥 上 统 凯迪阶
桑比阶
陶
达瑞威尔阶
中统
系
下统
大坪阶 弗洛阶
特马豆克阶
GSSP--湖北宜昌王家湾剖面
新疆柯坪大湾沟剖面 GSSP--浙江常山黄泥塘剖面 湖北宜昌黄花场剖面
陈旭等, 1998.中国第一 个“金钉子”剖面的建立.
质，含深水放射虫和海绵骨针，可能是华南裂谷盆 地的主体
第六章 地质发展史
第六章地质发展史在地质历史时期，周口店地区经历了多期地壳运动，形成了现今复杂的地质现象。
周口店地区地质构造演化史区分为四个阶段：基底形成阶段、盖层形成阶段、盖层活化阶段和新构造阶段。
一、基底形成阶段该阶段形成了太古宙（Ar）和早古生宙（Pt1），是华北地区陆核的形成时期。
在实习区内主要由一套高度变质的岩石构成，在该阶段的末期发生了阜平运动，结束了实习区的基底形成阶段，基底在实习区的部分出露，称为官地杂岩。
这个时期的岩石类型复杂，主要为斜长角闪岩、片麻岩及各类混合岩类。
所以，周口店地区的基底是一套以变质糜棱岩及碎裂岩为主的动力变质岩。
二、盖层形成阶段在经历了阜平运动之后，实习区进入了盖层形成阶段，在该阶段地质发展史大体可分为四个阶段。
第一阶段为中元古宙，形成了雾迷山组、洪水庄组和铁岭组。
该阶段末期发生了芹峪运动，地层被抬升，发生剥蚀。
当构造稳定时，地层继续接受沉积，形成了该时期一个重要的构造标志：下马岭组和铁岭组的平行不整合接触。
第二阶段为新元古宙，该阶段地层内部构造较强烈，地层经历了抬升-剥蚀-下降再沉积过程，府君山组与景儿峪组之间形成了平行不整合。
第三阶段为早古生代，该阶段地层可分为寒武系、奥陶系及志留系。
实习区志留系缺失，寒武系分黄院组、张夏组、馒毛组及府君山组。
奥陶系又分为冶里组、亮甲山组、马家沟组，由于沉积环境不同，寒武系与奥陶系的岩性结构也都不同。
由于加里东运动，本溪组与马家沟组呈平行不整合接触。
第四阶段为晚古生代，此阶段地层可分为泥盆系、石炭系、二叠系。
实习区泥盆系缺失，石炭系分为太原组和本溪组。
二叠系分为山西组和杨家屯组，该阶段经历了印支运动。
三、盖层活化阶段二叠系以来，研究区进入地台活化阶段，该阶段经历了印支运动、燕山运动和喜山运动。
1、印支运动是周口店地区活动的基础这次运动主要体现在北京西山及燕山地区、周口店地区的太平山向斜、164背斜就是该时期形成。
2、燕山运动这一时期周口店地区主要经历了水平拉伸和挤压形成裂陷盆地，孤山口火车站复杂褶皱、房山西叠瓦状断层等，都是燕山运动中形成的。
《地层学与地史学》第六章 早古生代地史1
早奥陶世刺笔石-canthograptus
早奥陶世晚期笔石
（正笔石目无轴亚目）
中晚奥陶世有轴 亚目双笔石科代表
腕足类
奥陶纪是腕足类发展的高峰期 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 贝及小嘴贝类都有代表
寒武纪以无铰纲为主 志留纪腕足类化石相对减少，但内部 构造复杂化
奥陶纪生物群落
Cephalopoda 头足类 Crinoid 海百合 Brachiopod 腕足类
奥陶纪礁 生物群落
食物链
bryozoan苔藓虫 echinoderm棘皮类动物
Stromatoporoidea层孔虫
三、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
对寒武纪来说最重要的代表性化石是三叶虫， 所以寒武纪亦称三叶虫的时代。奥陶纪的重要生物 化石是笔石和头足类中的鹦鹉螺，志留纪是单笔石。
其它还有早寒武世早期的小壳化石(亦称早期骨 骼化石)，早寒武世的古杯，腕足类、横板珊瑚和单 带型四射珊瑚均有重要的地层意义。
一、带壳无脊椎动物的繁盛和寒 武纪生物大爆发
期的三叶虫特征
相近，尾板宽大，
尾刺发育
1 山东盾壳虫 2 孙氏盾壳虫 3 柯赫虫 4 高台虫 5 毕雷氏虫 6 园劳伦斯虫
中寒武世末期—晚寒武世初期 三叶虫（尾刺发育）
晚寒武世褶颊虫亚目代表
晚寒武世中晚期常出现一些头鞍特殊的属
前边缘窄
球接子类 三叶虫 ∈2-3
Hale Waihona Puke 武纪以后三叶虫的演化奥陶纪与寒武纪相差较大
浮游相-planktonic facies 生物—漂浮、游泳生物为特征
早古生代
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志留纪——地层和古地理特征
华北板块志留纪的构造古地理情况与奥陶纪相 似，主体仍为受剥蚀的古陆，绝大部分地区缺失 志留系沉积，然而在它的大陆边缘地区志留系却 相当发育。
北缘
在内蒙古白云鄂博一带，下、中志留统为泥砂 质复理石沉积，夹安山岩；上统由砾岩、砂岩、灰 岩构成，含丰富的海相化石，属海相磨拉石沉积组 合。上统与中、下统为明显的角度不整合接触，说 明本区曾发生过强烈的加里东运动。这次运动结果 形成一条东西向的加里东褶皱带，增生在华北板块 北缘。
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华北板块地层和古地理特征
华北地区寒武世发育完整，化石丰富，以碳酸 盐沉积为主，岩相厚度稳定，属陆表海沉积。下寒 武统紫色页岩为主；中寒武统下部紫色页岩夹灰岩， 上部鲕状灰岩及灰岩；上寒武统竹叶状灰岩，薄层 灰岩及页岩互层。 华北地区寒武纪早中期是北高南低的陆表海。
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早古生代的扬子地台
第一阶段：早震旦世处于上升时期，以陆相、冰 川相地层发育为主，主要是碎屑沉积。 第二阶段：晚震旦世至奥陶世处于缓慢下降时期， 普遍发育地势低平、海侵广泛的滨海、浅海相碳 酸盐岩为主的沉积。 第三阶段：受加里东运动影响也就是广西运动影 响，志留纪地壳处于逐渐上升阶段，缺失沉积或 沉积了滨海至陆相地层。
扬子区寒武纪时整体是一个略为西高东低、差异不 大的陆表海。
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奥陶系——地层和古地理特征
奥陶系在中国广泛分布，沉积类型及分区与 寒武系相同，奥陶纪早期基本承受寒武纪的古地 理、古构造特征，奥陶纪晚期，华北板块主体抬 升，华南盆地的规模收缩加剧。 华北板块发育下奥陶统，岩相稳定，主要为 灰岩和白云岩，局部含少量泥质；中、上奥陶统 大部缺失。 扬子板块内部岩相变化比较显著。总的趋势 是西部碎屑岩较多，东部碳酸盐为主。
早古生代地球演化史
早古生代地球演化史一、早古生代划分与生物界（一）早古生代的划分早古生代指整个古生代的前半期，包括寒武纪、奥陶纪和志留纪三个纪，始于距今约5.7亿年，结束于距今约4亿年。
这段时间形成的地层叫“下古生界”，相应地包括寒武系、奥陶系、志留系三个系。
寒武系、志留系早在1835年就建立了，当时认定它们构成了下古生界，1878年美国地质学家拉普沃思把志留系和寒武系之间的一段重复部分分出，另命名为奥陶系，同时提出下古生界三分的观点。
（二）早古生代的主要地史特征从古生代开始、地球历史的发展进入了一个新的阶段、在生物、沉积和地壳构造等方面均有显著的特征。
1，早古生代代表显生宙的早期阶段，时限范围由5.7—4亿年前，延续时间1.7亿年分为寒武纪、奥陶纪、志留纪。
2，生物特征早古生代的生物界以带壳海生物脊椎动物为主。
从奥陶纪开始出现的无颌类直到志留纪晚期才逐渐适应淡水生活。
晚志留世开始出现有颌类和适应半陆生生活的裸蕨植物是生物演化史的重大事件。
生物界的重大变革实质上是地壳烟花阶段的划分标志。
从地层划分说，从早古生代起，第一次能够根据标准化石及其组合建立的时间地层的基本单位时带，这是与前古代的重要区别3. 沉积特征：沉积物以海相沉积物为主，生物成岩作用较前寒武纪更为普遍，但一般还未能形成大型生物礁和介壳摊。
4. 古气候特征：早古生代已存在明显的气候分带。
在沉积物上有所反映，如在中低纬度温暖条件下与寒武纪早期海侵有关的磷块岩及石煤沉积，中晚志留世真正的劣质煤；又如属于冈瓦纳古大陆的非洲、南美晚奥陶世时有大陆冰川沉积，为极地和高纬度地区寒冷气候带；还有，代表干热气候的紫红色泥质沉积，含石膏和石盐假晶的钙泥质沉淀5. 地壳演化特征：整个古生代是联合古大陆形成的历史。
一般认为早古生代初期，存在五个分离的古大陆：北美、欧美、西伯利亚、中国和冈瓦纳古大陆。
早古生代期间，前四个古陆基本上处于低纬度地区。
彼此分离，海侵广泛，而冈瓦纳大陆是一个整体，经历了自中纬度向南半球高纬度的飘逸，海侵局限。
早古生代 地层古生物
中寒武统 张夏组 徐庄组 毛庄组 鳞状灰岩、生物碎屑灰岩、 鳞状灰岩、生物碎屑灰岩、泥晶灰岩 产三叶虫、德氏虫、叉尾虫 产三叶虫、德氏虫、 170 m 紫色页岩、灰岩互层， 紫色页岩、灰岩互层，夹鳞状灰岩 50 m 紫色页岩、灰岩透镜体， 紫色页岩、灰岩透镜体，产三叶虫 32 m
下寒武统 馒头组
紫红色页岩、杂色页岩， 紫红色页岩、杂色页岩，产中华虫 60 m ﹏﹏﹏不整合 不整合﹏﹏﹏ ﹏﹏﹏不整合﹏﹏﹏
下伏地层 太古宇 泰山群 变质岩系
中寒武统中下部均为紫色碎屑沉积， 中寒武统中下部均为紫色碎屑沉积，代表干热气候 下的滨海沉积，张夏组为浅海，潮下高能环境下沉积。 下的滨海沉积，张夏组为浅海，潮下高能环境下沉积。 上寒武统均属于潮间，潮下的滨浅海沉积。 上寒武统均属于潮间，潮下的滨浅海沉积。
2、岩相变化 、 本区在早寒武世中、晚期开始遭受海侵， 本区在早寒武世中、晚期开始遭受海侵，最早受海 侵的地方是淮南、豫西，并向西北延伸至贺兰山区， 侵的地方是淮南、豫西，并向西北延伸至贺兰山区，后 侵入到燕山、辽南一带。 侵入到燕山、辽南一带。 海侵扩大，到达吕梁地区， 中寒武世 海侵扩大，到达吕梁地区，张夏期海侵最 华北仅剩陕北及内蒙东胜地区为陆。 大，华北仅剩陕北及内蒙东胜地区为陆。 淮南、豫西、 晚寒武世 淮南、豫西、晋东南开始上升为滨海潮上 带沉积，但基本仍是浅海环境。 浅海环境 带沉积，但基本仍是浅海环境。
中奥陶统 瘤状灰岩、泥灰岩、 庙坡组 瘤状灰岩、泥灰岩、页岩互层含笔石 牯牛潭组 泥质灰岩夹Ca质泥浆，头足类 泥质灰岩夹 质泥浆， 质泥浆 页岩、泥灰岩互层、扬子贝、笔石等， 大湾组 页岩、泥灰岩互层、扬子贝、笔石等， 头足类 前环角石 下奥陶统 3.8m 14.9m 14.1m
第六章 早古生代的地层、古地理和古构造
3
4
∈1 ∈2 ∈3
中国东部早寒武世古地理图
第二节 早古生代的地层和古地理特征
内 蒙 古
华北板块寒武纪古地理格局SN
NNE
SSW
陕西 西部
第二节 早古生代的地层和古地理特征
华北板块寒武纪古地理格局EW
第二节 早古生代的地层和古地理特征
2 华北板块寒武纪古地理变化
• （1）∈1中期——从南侧秦岭洋向北海侵，淮 南、豫西、陕北陇县和宁县贺兰山地区最早波 及（滨浅海碎屑岩及含磷砂岩，称猴家山组或 辛集组）。 • 沧浪铺晚期海水侵入到燕山、辽南地区。 • 馒头组沉积范围由东向西逐渐扩大到太行山、 中条山一线和鄂尔多斯、阿拉善西缘及南缘
第二节 早古生代的地层和古地理特征
∈：扬子板块及其东南大陆 边缘横向古地理变化
扬子板块东南 被动大陆边缘
华夏板块
华南裂谷盆地
赣粤次深海盆地
闽粤浅海盆地
第二节 早古生代的地层和古地理特征
∈：扬子板块北部大陆边缘
南秦岭区（商丹古缝合线以南）：为被动大陆边缘上的裂 谷盆地，中晚寒武世为火山岩沉积（二道桥组下部）
笔石地层意义
早奥陶世：树形笔石 目为主，如网格笔石
对笔石
中奥陶世：正笔石目 无轴亚目均分笔石动 物群，如对笔石；
网格笔石
第一节 早古生代的生物界
晚奥陶世：正笔石 目有轴亚目双笔石 科类大量繁盛 早志留世:除双笔 石外，单笔石开始 繁盛（正笔石目， 有轴亚目）
雕笔石
单笔石科动物 耙笔石
第一节 早古生代的生物界
三 澄江动物群
寒武系底部继小壳动物群之后出现的第一 个无壳和具壳化石混生化石群。包括三叶虫、 水母、蠕虫类、甲壳纲及分类位置不明的节 肢动物、腕足类、藻类及鱼形动物。
地质构造的发展演化
地质构造的发展演化中国自始太古代开始孕育陆核以来，大致可划分为古陆壳生长发展时期、古板块早期活动与中国古陆块形成时期、古板块主要活动与中国古大陆镶合时期、中生代板块活动与陆内构造时期等4个大地构造发展演化时期，特别是随着陆块的形成，于中晚元古代开始板块活动以来，出现一系列重大的地质构造事件太古代—早元古代古陆壳生长时期始太古代鞍山白家坟深成侵入岩的形成是我国已知最古老的构造热事件，说明华北原始陆核已开始生长，塔里木陆核也在稍晚进入孕育时期。
陈台沟运动（任纪舜，1997）和迁西运动至中太古代末阜平运动，华北、塔里木也可能包括上扬子有陆核形成。
这时陆壳已有一定刚度，于晚太古代五台期和早古元古代滹沱纪时已开始有大规模裂陷作用发生。
此后陆壳继续生长，至早元古代末经吕梁运动中国早前寒武纪克拉通基本形成。
其中华北陆块已基本固结，塔里木陆块也已初步成型。
中晚元古代古板块早期活动与中国古陆块形成时期中晚元古代时期开始了古板块活动，经裂解－汇聚，中国古陆块基本形成，也是罗迪亚超大陆的形成时期。
四堡—晋宁期1 中元古代早期裂谷期华北、塔里木、扬子等早前寒武纪古克拉通离散，华北与扬子间有中元古代松树沟等蛇绿岩带发现，其间当有洋盆相隔。
华夏早前寒武纪克拉通这时从扬子克拉通分离出来，出现了华南小洋盆。
各克拉通内部或边缘广泛发生裂陷，华北陆块北部形成了渣尔泰-白云鄂博裂谷带，中部有太行-燕山裂谷带，南缘有汉高-熊耳裂谷带。
晋冀鲁三省发育的岩墙群主要岩脉K-Ar年龄值1 680 Ma～1 775 Ma。
在塔里木板块周缘如阿尔金北侧和中天山地区的中元古界为含火山岩的砂泥质复理石，均属不稳定型沉积，扬子地区在早前寒武纪古克拉通的基础上，大部分地区形成了巨厚的浊流沉积，在江南陆缘桂北、湘北有科马提岩分布。
华夏克拉通北缘及闽中的陈蔡岩群，马面山岩群发育双峰式火山岩，也形成于被动陆缘或裂谷环境。
2 青白口纪晚期中国古陆块的聚合与裂解这一时期发生的四堡（晋宁Ⅰ）运动使扬子陆块固结并与塔里木、华北陆块相联，扬子陆块东南缘与华夏陆块碰撞，从而拼为一体的中国古大陆基本形成，并很可能成为罗迪尼亚超大陆的成员（陆松年，2001）。
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第一节 早古生代的生物界
莱德利基虫
第一节 早古生代的生物界
叉尾虫(Dorypyge)
第一节 早古生代的生物界 中寒武世褶颊虫亚目代表
1 山东盾壳虫
2 孙氏盾壳虫
3 柯赫虫
4 高台虫
5 毕雷氏虫
6 园劳伦斯虫
第一节 早古生代的生物界
中寒武世末期—晚寒武世初期 三叶虫（尾刺发育）
Damesella德氏虫
笔石动物于中寒武世出现，奥陶纪 中奥陶世：正笔石目无轴亚目均分笔石动 开始大量发展
物群，如对笔石； 晚奥陶世：正笔石目有轴亚目双笔石科类 大量繁盛
早奥陶世：树形笔石目为主，如网格笔石
早奥陶世Acanthograptus
Didymograptus对笔石
中奥陶世笔石
Dichograptus Dichograptus 均分笔石
Sedgwick, 1835， Cambria山
早古生代主要特征
1) 生物界—后生动物迅速发展，海生无脊椎 动物空前繁盛（环境分析、地层对比、生物 成矿、生态分异、生物分区）； 2) 属加里东构造阶段，稳定区和活动区并存， 后期陆壳板块扩大和增生（陆相沉积、生物 上陆） 3) 沉积类型复杂多样，奥陶纪末期冈瓦纳大 陆发育冰川
第六章 早古生代的地层、古地理 和古构造
早 古 生 代 划 分
志留纪（Silurian） 438-410Ma (28Ma)
Murchison, 1835, 英国古民族名称
奥陶纪（Ordovician）490-438Ma (52Ma)
Lapworth, 1879，英国古民族名称
寒武纪（Cambrian） 543-490Ma (53Ma)
第一节 早古生代的生物界 皮卡虫(Pikaia)
• • • • 5厘米 生存年代 5.3亿年前 生存地点 加拿大西部 以靠近化石产地加拿大的阿 伯塔省的皮卡峰命名 • 简介备注 • 这种动物看起来可能不怎 么有趣，但它却很重要。它 背上的一条微弱的痕迹使人 联想到它可能是包括人类在 内的所有脊椎动物的祖先。
均分笔石
四笔石(Tetragraptus)
晚奥陶世双笔石科代表
雕笔石
直笔石
栅笔石
第一节 早古生代的生物界 志留纪
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
志留纪笔石—单笔石繁盛
第一节 早古生代的生物界
奥陶纪是腕足类发展的高峰期 六 腕足动物 具铰纲： O1 三分贝目、正形贝目 O2 共凸贝目 O3 扭月贝目进入顶峰阶段，石燕贝及小 嘴贝类都有代表 寒武纪以无铰纲为主 志留纪腕足类化石相对减少，但内部构造 复杂化，如五房贝
chinensis
第一节 早古生代的生物界
寒武纪三叶虫的演化趋势
早寒武世——以莱德利基虫目为主（头大、尾小、 胸节多） 中寒武世——以褶颊虫目为标志。（头鞍截锥形， 具平直的眼脊和较小的尾板，中后期与晚寒武 世初期的三叶虫特征相近，尾板宽大，尾刺发 育） 晚寒武世——中晚期常出现一些头鞍特殊的属， 头甲前边缘窄，尾刺大而发育 中、晚寒武世——有浮游生活的球接子类
第一节 早古生代的生物界
第一节 早古生代的生物界
小壳动物群：震旦纪末期出现、寒武纪初大量 繁盛，个体微小（1—2mm），具外壳的多门 二、小壳动物群 类海生无脊椎动物群。包括软体动物门中的 软舌螺、单板类和腹足类，腕足类以及分类 位臵不明的棱管类。 形成原因：1）前寒武纪漫长的生物进化（>20亿 年）,特别是震旦纪的酝酿，生物已达较高级 的形式，如Z的伊迪卡拉动物群； 2）水体升温时碳酸盐饱和度的变化 为壳体的形成创造了条件。 意义：第一个带壳生物群，寒武纪的起点
Dalmanitina 小达尔曼虫 O2-3
Coronocephalus rex 志留纪（约4 第一节 早古生代的生物界 亿3千万年前） 中国· 四川 长33mm 志留纪三叶虫开始衰退，仅镜眼虫目
较的生物界
1 地层意义重要门类——笔石 五 笔石
第二节 早古生代的地层和古地理特征
c.龙王庙期为典型的碳酸盐缓坡，仅 在古陆东缘的川西南—滇中地区含陆 源碎屑，而在川、滇、黔、桂、鄂为 大范围的潮下低能碳酸盐沉积
第二节 早古生代的地层和古地理特征
（2） 中晚寒武世—— 扬子区西部古陆 不断扩大，形成纵贯西部边缘的康滇古 陆，古地理由早期的缓坡发展成镶边型 碳酸盐台地。由于西部古陆和东南部水 下隆起影响形成半封闭海盆，加之气候 炎热干旱，海水盐度增高，白云岩发育， 川西南和滇东北等地还有膏盐沉积
第一节 早古生代的生物界 第二节 早古生代的地层和古地 理特征 第三节 早古生代的古构造 第四节 早古生代的矿产资源
第一节 早古生代的生物界
•一 特点
• 1 海生无脊椎动物空前繁盛—海生无脊 椎动物的时代 • 2 主要的生物门类：三叶虫、笔石、头 足类（鹦鹉螺类）、牙形石 • 3 次要生物门类：腕足类、四射珊瑚、 床板珊瑚、腹足、棘皮类、古杯、海绵
第一节 早古生代的生物界
第一节 早古生代的生物界
澄江动物群中的昆明鱼化石
第一节 早古生代的生物界 澄江动物群中的海口鱼化石
第一节 早古生代的生物界
四 三叶虫
三叶虫是继小壳动物 后最早繁盛的带壳动物
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 Redlichia 对比的重要依据
八 按时代看生物
1.寒武纪
三叶虫属种繁多，次要生物门类有腕足、
古杯、海绵等 晚寒武世为生物变革期，出现角石、笔石 和牙形石
寒武纪生物群落
第一节 早古生代的生物界
2.奥陶纪
主要生物门类：笔石、头足类、三叶虫
次要生物门类：珊瑚、牙形石、腕足等
奥陶纪生物群落
奥陶纪生物群落
第一节 早古生代的生物界
五房贝(Pentamerus)
第一节 早古生代的生物界
奥陶纪繁盛，被称为鹦鹉螺的时代 七 头足类
（1）南方——以内角石目为主，体管小，
长而直，游泳型。如Sinoceras（震旦角
石） 膨胀呈节珠状，底栖半游泳型。如
（2）北方——以珠角石目为主，体管大，
Actinoceras（珠角石）
喇叭角石
第一节 早古生代的生物界
第二节 早古生代的地层和古地理特征
∈：扬子板块及其东南大陆 边缘横向古地理变化
扬子板块东南 被动大陆边缘
华夏板块
第二节 早古生代的地层和古地理特征
华南裂谷盆地
绍兴—江山—萍乡—南宁一线以南 以长汀—清远—玉林为界分为：西北部的赣 粤次深海盆地及东南部的闽粤浅海盆地 粤赣次深海盆地为砂泥质浊积岩，夹少量灰 泥及凝灰质，含深水放射虫和海绵骨针， 可能是华南裂谷盆地的主体 闽粤浅海盆地是一套砂岩、页岩、炭质页岩 等，含磷、锰矿层，在广东郁南、台山、 开平一带中寒武统出现紫红色含镁砂岩
Drepanura蝙蝠虫
假球接子
∈3
胸针球接子 ∈3
第一节 早古生代的生物界
奥陶纪 三叶虫：地层意义下降，数量仍
分解不清，头鞍向前扩大。 以栉壳虫目、斜视虫亚目、三瘤虫亚目占 优势。如Dactylocephalus（指纹头虫）
较多。特征是：胸节数减少，头尾等大，
奥陶纪三叶虫Isotelus （等称虫）
第二节 早古生代的地层和古地理特征
6 扬子板块的北部大陆边缘
南秦岭区（商丹古缝合线以南）： 为被动大陆边缘上的裂谷盆地， 中晚寒武世为火山岩沉积（二 道桥组下部）
第二节 早古生代的地层和古地理特征
∈：扬子板块北部大陆边缘
南秦岭区（商丹古缝合线以南）：为被动大陆边缘上的裂 谷盆地，中晚寒武世为火山岩沉积（二道桥组下部）
第二节 早古生代的地层和古地理特征
(二) 华北板块寒武纪古地理特征
• 华北板块主体自晚元古代后期抬升后 一直遭受风化剥蚀，早寒武世开始海 侵 • 寒武纪华北地区为稳定的陆表海碳酸 盐沉积，其南缘以主动大陆边缘与秦 岭洋毗邻
第二节 早古生代的地层和古地理特征
横向古地理变化—下扬子区
早寒武世：沿巢县—句容—泰县呈北东方向 狭窄的碳酸盐潮坪相带，主要为白云岩 和白云质灰岩，南北两侧由碳酸盐缓坡 进入陆坡深水盆地
中晚寒武世： 主体为半局限台地白云岩沉积， 南北两侧仍为陆坡较深水盆地
第二节 早古生代的地层和古地理特征
5 扬子板块东南大陆边缘
3.志留纪
重要生物门类：笔石
次要门类：珊瑚、腕足、三叶虫
志留纪生物群落
第一节 早古生代的生物界 第二节 早古生代的地层和古地 理特征 第三节 早古生代的古构造 第四节 早古生代的矿产资源
第二节 早古生代的地层和古地理特征
一、寒武纪古地理特征 寒武纪的划分
• 晚寒武世 • 中寒武世 • 早寒武世
第二节 早古生代的地层和古地理特征
（一）华南地区寒武纪的古地理特征
继承了震旦纪的古地理、古构造格局 扬子板块以稳定型陆表海为特征 东南部为被动大陆边缘 扬子板块与华夏板块之间为裂谷盆地
中国东部 早寒武世 古地理图
第二节 早古生代的地层和古地理特征
1 扬子板块寒武系整体特征
• 寒武纪扬子区海侵广泛，地层具明显两分 性： –中上统以镁质碳酸盐沉积为主，化石 稀少 –下统为泥砂质和碳酸盐沉积，化石丰 富 • 滇东晋宁梅树村剖面
早期小壳动 物群（与伊 迪卡拉动物 群共生）
小壳动物群 (Siberia)
第一节 早古生代的生物界
三 澄江动物群
寒武系底部继小壳动物群之后出现的 第一个无壳和具壳化石混生化石群。包括 三叶虫、水母、蠕虫类、甲壳纲及分类位 臵不明的节肢动物、腕足类、藻类及鱼形 动物。 意义：是寒武纪初期生物大爆发的典 型代表
水井沱组——黑色炭质页岩夹薄层灰岩， 含磷、稀有元素及黄铁矿，以浮游的 盘虫类为主，推测为滞流还原环境 石牌组和天河板组——正常浅海的砂泥质 和碳酸盐沉积，含较多底栖的古杯类 石龙洞组——厚层白云岩