第十三章 晚古生代的古生物、古地理和古构造史

华 南 地 区 茅 口 期 古 地 理 图
华南地区龙潭期古地理图
华 南 地 区 大 隆 期 古 地 理 图
干旱气候条件下的内陆河湖沉积
P3
河湖沉积环境
P2
海退背景下的三角洲平原泥炭沼泽环境
P1
山 西 太 原 二 叠 纪 地 层 剖 面
华北板块二叠纪地层序列
时代 P2 组 石千峰组 上石盒子组 下石盒子组 P1 山西组 太原组中上部 C 太原组下部 岩 性 红色砂泥岩，含石膏，干旱气候条件 杂色砂页岩，少量植物化石，半干旱气候 黄绿、灰绿色砂页岩，下部含不规则煤层， 植物化石丰富 黑色砂页岩含煤沉积及钙质页岩，近海平原 泥炭沼泽
D1莲花山组/Cam3,广西金秀河口美村
交错层理，D1 莲花山组, 广西横县六景
Rusophycus Cruziana D1莲花山组, 广西 横县 六景
泥质砂岩, D1那高岭组, 广西横县六景
砂岩, 黑色页岩, D1郁江组, 广西北流大风门
D2 东 岗 领 组 贵 州 独 山 ,
珊瑚礁,D2东岗领组,贵州独山
蜥螈(P1)—原始爬行类
大异齿龙(P)—背部具帆状构造
爬行类 reptile
中龙的分布与大陆漂移
两栖类一直在减少
以前人们对世界上两栖类动物数量的减少 的印象，主要是来自口耳相传的说道，并 没有多少确切的依据。现在，通过对从 1950年到1997年多达900种以上的两栖类 动物数量的时间序列研究，这些印象得到 了证实。在过去的40多年里，两栖类动物 数量的以每年平均4－5％的速度减少，并 且在1960年代有某些突然的下降。 [Nature, 2000/4/14, p. 752]；
华北板块石炭纪地层序列
时代 C2—P1 C2 组名 太原组 本溪组 O1
石炭系和二叠系界线位于太原组下部； 近海和海陆交互含煤碎屑堆积（平原河流—三角洲—浅海沉积旋回） 。
岩性 三个砂岩—页岩及煤层—灰岩沉积旋回 砂页岩夹煤层和灰岩， 底部发育铁铝质风化 壳，滨海至滨海沼泽环境
晚石炭世（C2)华北板块古地理
海
四射珊 瑚 腕足类
生
泥盆纪
无
脊
石炭纪
椎
动
物
二叠纪
D2-D31: 双 带 型 和 C1: 三带型单体 泡沫型 石燕贝 类繁盛， D3 穿孔贝类
D1→D3石燕类展翼变短, 中槽中隆从光滑到有放射 线,C尚出现分叉
P1:三带型复体 长身贝类，石燕贝类， 晚期欧姆贝类 个大， 拟旋 脊、列孔、 副隔壁 特化
EN C1 D3 D2 D1
WS
中国东部 泥盆纪的 海侵超覆
D1
泥盆纪时华北板块无沉积记录； 华南板块北缘D/S,无火山活动， 为砂页岩和灰岩沉积，西缘为碳 酸盐，东南缘无露头。
滇东、钦防等处的海 水向大陆逐 渐侵进，尤 其是向北东 方向明显
D2
D2海侵遍及湘中到赣西地区
D3
D3海侵到达湘北，淹没江南古陆与中扬子区连通
D1:无颌类为主； D2-3:上下颌分化， 如沟鳞鱼； 晚期出 现鱼类向两栖类 的演化
泥盆纪沟鳞鱼
Placoderms（盾皮鱼类）
Devonian lungfish
肺鱼(lungfish) 总鳍鱼（crossopterygian)
鱼石螈(D3-C1)—最早原始两栖类
amphibian
引螈（两栖类）—二叠纪
南丹型
地层：主要为暗色含浮游、游泳生物 的薄层泥岩、泥灰岩、泥晶灰岩 和硅质岩 生物化石：菊石、竹节石及无眼的三 叶虫 环境：较深水滞流贫氧的对比图
象州型
南丹型泥盆系 象州型泥盆系
桂中
华南泥盆系沉积示意剖面图
海槽型泥盆系
Limestone with stromatoporoids, D2d-j, 贵州独山
陆
泥盆纪
生
植
石炭纪
物
二叠纪
特 点
矮小的裸蕨类 D1 ：无根茎叶的分 高大的蕨类为主 化，如裸蕨； 石松、 节蕨、 真蕨、 种子蕨、 裸子植物为主 D2：根茎叶分化，如 科达 松柏、苏铁、 原始石松类 昆虫开始出现 银杏 D3： 出现小森林和原 C2全球第一次重要成煤期 始裸子植物
D3时植物的根系可达1m
2、石炭纪古地理
华南板块石炭纪地层序列及 华南板块石炭纪古地理 华北板块石炭纪地层序列及 华北板块石炭纪古地理
马 平 组 咸 宁 组
C2
潮 坪
摆 佐 组 上 司 组
C1
灰岩、泥灰岩夹 砂岩
旧 司 组 祥 摆 组
煤层
砂页岩夹煤层
黔 南 石 炭 系 柱 状 图
潮坪沉积
华南板块石 炭纪古地理
早石炭世早期： 滇黔桂地区：岩相分异 湘粤：陆表海碳酸盐岩及 碎屑岩沉积 湘赣交界至广东陆丰：海 相碎屑沉积； 赣东、浙闽：陆相沉积 早石炭世晚期： 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 湘赣交界：滨海含煤碎屑 沉积； 赣东、浙闽：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
新方案 P2=P3 P1=P1+P2 C-P division, 2001
滞留还原条件沉积
黔中P
地层剖面图
P3
海陆交互相
浅海碳酸盐台地沉积
P2
浅海碳酸盐台地沉积
P1
滨海沼泽环境
华南板块二叠纪地层序列
时代 组 大隆组 长兴组 龙潭组 茅口组 栖霞组 梁山组 马平组（上部） 岩性 暗色硅质岩 灰岩、含燧石结核灰岩 海陆交互含煤碎屑沉积，夹灰 岩层 灰白色厚层灰岩 黑色含燧石结核生物碎屑灰岩 含煤碎屑沉积 灰岩，Pseudoschwagerina 带
华南板块二叠纪古地理（2）
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（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） 长兴组陆相含煤沉积
华南地区栖霞期古地理图
山西太原
P1
石炭系剖面
太原组分三段：
每段底部均为粗碎屑沉 积，平原河流至三角洲 沉积组合； 中部变细，出现页岩及 煤层( 滨海沼泽）； C2 上部为灰岩，含海相底 栖生物。
上含页岩和含蜓灰岩，滨海沼泽至浅海沉积环境
旋回清楚，反映陆 相和海相（滨海沼泽至 浅海）交替出现的环境。
下部页岩，含 煤层，底部有 山西式铁矿
二、晚古生代的生物界
1 脊椎动物 2 陆生植物 3 海生无脊椎动物
陆 泥盆纪 鱼类的时代
生
脊
椎
动
物 二叠纪
石炭纪
两栖类的时代
两栖类的大发展 两栖类的进化 C2 原始爬行类的出现 爬行类的初步发展 主要为迷齿类（或 原始爬行类— 称坚头类） Pangea 形成的证 晚期出现原始爬行 据 类（卵生）
华南板块泥盆纪地层序列 ——象州型和南丹型 华南板块泥盆纪古地理
融 县 组
上部以白云质灰岩、白云岩为主；
中部泥晶到粉晶灰岩 下部生物灰岩为主，底部具角砾灰岩
深浅海
谷 闭 组
厚层含生物灰岩为主，含腕足、珊 瑚及牙形石，为碳酸盐台地沉积
台地相 浅海 滨浅海
桂 中 泥 盆 系 剖 面
滨海
拖鞋珊瑚 方锥珊瑚
象州型
地层：浅水碳酸盐岩为主，厚度较大 生物化石：丰度和分异度高；以腕足、 珊瑚、层孔虫、苔藓虫大量繁盛为 特色，并有双壳、腹足、头足、三 叶虫、棘皮类、厚壳竹节石、介形 虫、藻类等多门类化石。层孔虫、 复体四射珊瑚和层孔虫为主筑积而 成的生物礁广泛分布。 环境：清洁浅水、动荡富氧的碳酸盐台 地环境
长身贝类为主 旋壁 3-4 层 蜂巢 层
蜓
Pz 末期 四射珊瑚、横板珊瑚、蜓、三叶虫、笔石、竹节石、软舌螺和 绝灭类 长身贝类等 别 生物分 暖水动物群，温凉水动物群和冷水动物群 区（群）
F/F集群绝灭：珊瑚25科，具铰纲腕足17科，菊石14科，海百合13科， 盾皮鱼12科，层孔虫11科（几乎全部），竹节石（几乎全部），三叶虫 8科，介形虫10科；浮游植物90%
？
大绝灭
O/S
据戎嘉余等，2004
D2
泥盆纪的颠石燕类
D3 石燕贝类，South China
石炭纪长身贝类
二叠纪长身贝类
晚 古 生 代 化 石 图 版
泥 盆 纪 的 牙 形 石 化 石 图 版
三、晚古生代的古地理
1 泥盆纪古地理
2 石炭纪古地理 3 二叠纪古地理
1、泥盆纪古地理
华南板块泥盆系发育; 华北板块主体无泥盆系记录
四、 晚古生代的古构造
1. 全球晚古生代板块构造演化背景 2. 中国及邻区晚古生代古构造演化
∈3
西 冈 瓦 纳 美北 俄罗斯
中国 东 西伯利亚 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳 0。
S2
北美
西伯利亚 哈萨克斯坦 俄罗斯
。 0
冈
瓦
纳
O2
西 冈 瓦 北美 纳 俄罗斯
中国 西伯利亚 东 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳 0。
C1
石炭纪时，华南板块的北、西和东 南均为被动大陆边缘 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
C2
C2 华北南岸海侵广泛，皖北、豫西 及鄂尔多斯有明显超覆。北部本溪、 北京、大同、东胜地区出现陆相含 煤沉积。
3、二叠纪古地理
•华南板块二叠纪地层序列 及华南板块二叠纪古地理 • 华北板块二叠纪地层序列 及华北板块二叠纪古地理
本溪组：东北低西南高 辽宁本溪 厚度 160－300m 灰岩层 5－6 层 煤层 可采 化石带 2 河北唐山 约 80m 3层 2层 山西太原 50m 以下 1层 不含重要煤层 1（上部）
太原组：地势北高南低，海岸线逐渐南移；本溪、北京、大同以及
鄂尔多斯东胜地区为陆相含煤沉积区；河北唐山有少数海相灰岩夹层，晋东南 沁水盆地和冀南磁县一带灰岩六层，皖北、淮南地区，灰岩层数可达 12 层。
区植 物 分
安加拉植物群 热带植物区 舌羊齿植物群
华夏植物群 欧美植物群
泥盆纪植物根系的演变
早泥盆世 裸蕨类植物
早泥盆世陆生植物
晚 泥 盆 世 陆 相 生 境
芦木 (C2-P)
科达 (C-P)
舌羊齿(P)
石炭纪煤沼环境
引螈 鳃龙
石 炭 纪 昆 虫
Carboniferous insect
P2
P1
华南板块二叠纪古地理（1）
梁山组：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。
象州型D
南丹型D
D2-罗富组黑色泥岩, 广西南丹罗富
泥盆纪华南板块内部古地理变化
1 S/D连续沉积区：滇东、钦防海槽 2 D1主要限于滇黔桂海，以碎屑岩及泥灰质沉积为主； 晚期开始出现南丹型和象州型岩相分异 3 D2-3：地势平缓，海侵范围扩大，岩相分异加剧： 滇黔桂地区：南丹型和象州型； 湘粤:超覆区, 亦有岩相分异,”宁乡式”鲕状赤铁矿. 湘赣交界、鄂西：海陆交互碎屑岩沉积为主 闽中：山前断陷盆地的磨拉石粗碎屑沉积 下扬子地区：五通组以近海河湖相沉积为主，夹海 相层（小腕足化石）
华北板块主体自二叠纪起已基本脱离海洋环境 华北板块主体自二叠纪起已基本脱离海洋环境
华北板块二叠纪古地理
早二叠世早期（太原组中上部）华北及东 北南部普遍出现聚煤环境 山西组：华北中部为有利成煤带 石盒子组：淮南地区发育含煤沉积及富含 海相的夹层 石千峰组：红色河湖碎屑沉积广布
P2-1
P2-2
P3
第十三章 晚古生代的古生物、 古地理和古构造
一、晚古生代的划分和特征
二、晚古生代的生物界
三、晚古生代的古地理
四、晚古生代的古构造
五、晚古生代的沉积矿产
一、晚古生代的 划分和特征
• 泥盆纪（早、中、晚） • 石炭纪（早、晚） • 二叠纪（早、中、晚）
Pz2时限：416-251Ma， 延续165Ma
D1
西伯利亚 劳俄大陆 中国 。 0
哈萨克斯坦 冈 瓦 纳
C3
西伯利亚
中 国 。 0
劳俄大陆 哈萨 克斯坦
P2
联 合 大 。 0
冈瓦纳大陆
陆
联合古大陆 的逐步形成 C2-P1北美板 块与非洲板 块碰撞，形 成阿帕拉契 亚褶皱带 P西伯利亚板 块与欧洲板 块碰撞，形 成乌拉尔褶 皱带 C1/C2天山运 动 中间地块逐 渐北移
晚古生代的主要特征
1 生物界—海生无脊椎动物发生重大变化；陆 生植物大量繁盛；陆生脊椎动物逐渐征服大 陆（鱼类、两栖类、原始爬行类） 2 属海西构造阶段，板块缝合（劳俄板块与西 部利亚板块，华北板块和西伯利亚板块与哈 萨克斯坦板块、非洲板块与劳俄板块等缝 合），Pz2末期全球联合古大陆形成 3 沉积类型复杂多样，沉积矿产类型繁多