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。早古生代称加里东构造阶段。

另外，全球海平面相对周期也是全球构造变动的标志。

早古生代全球海平面相对变化周期可分为三个，其中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，是地史中的最大海侵时期之一。

（二）早古生代生物界

1.带壳海生无脊椎动物的繁盛和寒武纪生物大爆发海生

物脊椎动物各个门类早古生代时均有发育，不同的地层含有不同

的化石。寒武纪最重要的代表化石是三叶虫，所以寒武纪亦称三叶虫时代。

奥陶纪的生物化石是笔石和头足类中的鹦鹉螺。

志留是单笔石。其他还有遭寒武世早期的小壳化石，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底层意义。

2.最早脊椎动物的出现

中奥陶世原始无颌类出现，无颌类在志留纪在大量繁盛，在志留纪晚期演化成具颌的盾皮鱼类，已能适应半淡水生活。

3.植物界概况

早古生代以海生藻类为主，志留纪晚期陆生裸蕨植物开始在滨海地低、沼泽地区逐渐繁盛，与泥盆纪早期的陆生植物面貌相似。

二、寒武纪（Cambrian Period）

寒武纪（Cambrian Period）是古生代第一个纪。我过寒武系发育完整，研究程度高。

寒武系有二种沉积类型：稳定沉积类型主要分布华北板块、扬子板块主体部分和塔里木板块的北缘，以碳酸盐沉积为主，化石丰富层序完整。

活动沉积类型分布于上述板块的大陆边缘。在陆棚边缘及斜坡部分，为炭质、硅质和薄层碳酸盐沉积，含浮游型三叶虫；深海部分常为火山岩泥沙质复理石沉积，生物稀少。

重要生物门类及代表化石

1.三叶虫：是地层分与对比的主要依据及建阶标准。

三叶虫一般形体，头大尾小，眼叶大，多新月型，胸

节多为主要特征。

2. 腕足类：以无铰纲为主，

3. 古杯：多形成于浅海，呈礁体产出（古杯礁：汉中

梁山）。

（一） 扬子板块及其大陆边缘寒武纪地史特征

扬子板块及其大陆边缘寒武系自西向东依

次分为两种沉积类型、三个沉积区。既相当

于扬子板块主体部位的扬子区，为稳定类型

沉积；相当于被动大陆边缘类型的江南区和

复杂島海活动性的东南区

1.扬子板块寒武系古地理

寒武系时扬子区海侵广泛。在底层的岩石特征和空间分布上两分性十分明显。下统为泥沙质和碳酸盐沉积，底层完整，化石丰富，中上统多为镁质碳酸盐沉积，化石稀少。

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。

2.扬子板块东南大陆边缘及华夏地块群寒武纪

地史特征代表扬子板块东南大陆边缘的江南

区包括浙西、湘中、桂北的狭长地带、呈北

东、南西向分布。整个江南区应属于陆棚边

缘斜坡的深水还原和非补偿环境。东南沿海

的闽浙、广东、赣南一带、寒武纪时复杂的

小型华夏地块群边缘常见沙泥质复理石、复

理石沉积。具典型的被动大陆边缘沉积特征。

根据碎屑粗细变化趋势判断，物缘区位于东

北方向的古陆

3.扬子板块西北大陆边缘寒武纪地史概况

扬子板块部大陆边缘在南秦岭研究较好。著名的商丹缝合带代表当时的秦陵洋。依次为界，南部为扬子板块北部被动大陆边缘；其北为华北板块大陆边缘由伸展断裂造成的台地和海槽相

间组成，形成底层和沉积岩的明显分异。

（二）华北板块及其大陆边缘寒武纪地史特征华北地区是我国稳定类型寒武系主要分布地区，研究程度高。除普遍缺失早寒武世早期沉积外，其余发育完整，化石丰富，以碳酸盐沉积为主，岩相厚度稳定，属于陆表海沉积。山东张夏和河北唐山是我国中、山寒武统的标准刨面所在地。