福州大学古生物与地史学地质历史时期的重大地质事件 (...

埃迪卡拉动物群（5.4-6.3亿年）
寒武纪生物大爆发-澄江动物群（5.2亿年）
澄江动物群: 寒武系底部继小壳 昆 动物群之后出现的第一个多门 明 类混生生物群。主要门类有海 鱼 绵、腔肠、栉水母、节肢、鳃 曳、叶足、腕足、古虫、脊索 动物门和步带类(包括棘皮动物 和半索动物门)、星虫、毛颚动 物及藻类。 至2005年已描述 160属, 180多种, 新种130个。 最早发现于云南澄江(张文堂, 侯 先光, 1985), 寄主地层的沉积环 境为正常-风暴浪基面之间,古纬 度S11-18 , 年龄520Ma. 意义：是寒武纪初期生物大爆 发的典型代表。
0.5 cm
中 华 微 网 虫
加拿大中寒武世布尔吉斯页岩（5.12亿年）
除有壳的三叶虫和海绵动物以外的100多种保存得十分完整 的无脊椎动物化石 。（5.12亿年）
第二节 生物圈事件
二、生物集群绝灭事件 • 据统计，显生宙明显的生物集群绝灭有15次之多 重大集群绝灭有5次，即: 1、奥陶纪-志留纪之交(439- Ma)； 2、晚泥盆世弗拉斯期-法门期之交(367Ma)； 3、二叠纪-三叠纪之交(250 Ma)； 4、三叠纪-侏罗纪之交(208 Ma) 5、白垩纪-第三纪之交(65Ma)。 • 其中绝灭率最高的是二叠纪-三叠纪之交和白垩 纪-第三纪之交。
海 平 面 变 化 和 沉 积 史
生物史-沉积史-构造史与圈层耦合
岩石圈 大 陆 地 壳 增 长
模 式
水圈
红 层 富 铁 古 土 壤 硫 碳 酸 酸 盐 盐
氧 化
大气圈 氧 气
生物圈
植 动 物 物
地 球 内 能
贫 铁 古 土 壤
臭 氧
还 原 极 还 原 二 氧 化 碳
BIFs
华 南 华 北 及 邻 区 地 史 回 顾
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 始新世时，太平洋板块在运动方向上发生重 大调整，即由北北西转为北西西，现在太平 洋中的天皇海岭火山链(水下)和夏威夷群岛在 排列方向上的戏剧性变化就是这次调整的地 史记录。 • 新近纪，现代海陆分布格局即已形成，然而， 直至今天新联合古陆的分裂、漂移过程仍在 继续，
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 石炭纪晚期，北美板块与非洲板块碰撞、西 伯利亚板块与哈萨克斯坦板块碰撞、海南一 印支板块与华南板块碰撞，使已有的陆块面 积进一步扩大。 • 二叠纪晚期，重要的板块拼贴、碰撞事件是 西伯利亚板块与欧洲板块和华北板块的碰撞， 最终导致新联合古陆的形成。
第二节
生物圈事件
一、早期生命事件 (3)后生动物出现。埃迪卡拉动物群（5.4-6.3 亿年）、瓮安动物群（震旦系陡山沱组,67亿年） (4)带壳后生动物的出现-小壳动物群 （ 5.3亿 年，梅树村阶） (5)寒武纪生物大爆发-澄江动物群（5.2亿年， 筇竹寺阶） 二、生物集群绝灭事件
瓮安动物群（6-7亿年）
第一节 岩石圈事件Hale Waihona Puke Baidu
3、古联合古陆，主要特征是原地台的进一 步固化和集结。 （1400Ma）中元古代初（长城纪） • 似盖层沉积、碳酸盐岩进一步增多，在 空间分布上古联合古陆呈经向半球形分 布
第一节 岩石圈事件
4、中联合古陆，经过太古宙以来多次构造 --岩浆活动的改造，元古宙晚期由晋宁运 动（850Ma）形成了具有真正地台双层 结构的岩石圈巨型稳定块体。在空间分 布上，中联合古陆呈纬向半球形分布
FK
Pan-Afr (1.0-0.6Ga)
Massifs (800-600Ma)
Tawuia-Longfeng. (800-900Ma)
泛大陆－850Ma再造图显示出纬向分布的古大陆特征（据王鸿祯，1998）
第一节 岩石圈事件
• 5、新联合古陆，成型于晚海西期-早印支期 （250Ma）在空间分布上，大陆型联合古陆呈 典型的经向半球型分布，北半球称劳亚大陆， 南半球称冈瓦纳大陆，夹持于二者之间呈向西 开口的V字形广大区域为南、北古特提斯多岛 洋，它们在地貌特征和构造性质上类似现今的 西太平洋和加勒比海。今天我们所看到的资源 环境和海陆分布格局就是在此基础上裂解、漂 移形成的。
第十五章 地质历史时期的 重大地质事件
第十五章 地质历史时期的重大地质事件
●以重大地史事件为
混沌初开,满目荒芜
线索，阐述岩石圈、 生物圈、水圈和大气 圈在地质历史中发展、 演化的基本特征和规 律。
岩石圈、生物圈、水 圈和大气圈在整个地 史时期的发展、演变 史是事件过程与正常 过程的交替史，事件 过程则构成了地史发 展的主旋律。
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 三叠纪晚期至侏罗纪，北美南部和非洲西北部首先 开裂，形成玄武岩喷发和厚达7000m的裂谷型沉积， 至晚侏罗世，中大西洋形成。 • 白垩纪-古近纪，非洲板块与南美板块、北美板块与 欧亚板块快速分裂，先后形成南大西洋、北大西洋 和北冰洋；在这一时期，印度板块、非洲板块、澳 大利亚板块和马达加斯加板块离开南极洲板块，快 速向北漂移，形成印度洋。 • 白垩纪-古近纪太平洋构造域主要表现为，太平洋板 块迅速向西、北、东增生扩展.库拉板块、法拉隆板 块和菲尼克斯板块不断消减，古近纪初期太平洋板 块己占据太平洋水域的大部;
QM QT
YZ
KM
PALEOPACIFIC
CT
SA AF
IC
BB MA
SS
Ar
PT FK CZ MA SH
PM
NG RW
IN
HM
AU
AT
山区高地
陆地低地
陆相沉积
海陆交互 及含煤
咸浅海及 蒸发沉积
浅海
冰成沉积
深海洋盆
泛大陆－250Ma再造显示其具有经向分布的特征
第一节 岩石圈事件
• 5、新联合古陆，与新联合古陆的形成相 伴的是:陆地面积大量增加，浅海面积急 剧减少，地球半径缩减(其缩减值相当于 现代地球半径的5%)，古地磁转向(伊拉 瓦拉转向)， 、铱异常，气候变冷，海 平面下降，缺氧沉积、盐类沉积发育， 峨眉玄武岩、通古斯玄武岩喷发，地核 和大地水准面偏移，浅海生物大绝灭， 大量陨石撞击地球。
分裂证据
古 脊 椎 动 物 化 石 证 据
古 植 物 化 石 证 据
古 冰 川 证 据
第二节
生物圈事件
一、早期生命事件 (1)生命化学演化的结束和生物演化的开始。 在格陵兰3 800 Ma前的太古宙沉积.岩中， 人们发现了由非生物途径合成的碳氢化合 物，这一重大发现被认为是生命化学演化 的结束和生物演化的开始 (2)真核生物的出现。原认为1300~1400Ma但 我国长城群和滹沱群发现的宏体多细胞藻 类，表明真核生物出现时间至少在1800Ma 前。
西伯利亚
经向大陆分布
西伯利亚
新联合古陆分裂历程
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 新联合古陆的分裂，在时间上可分为初裂期 (晚三叠世-侏罗纪)和速裂期(白垩纪-第四纪) • 在空间上西冈瓦纳大陆(包括南美洲和非洲)早 于东冈瓦纳大陆(包括澳洲、南极洲、印度和 西藏)。 • 新联合古陆的分裂、漂移史就是现代海陆分布 格局和大西洋、印度洋和北冰洋的形成史以及 太平洋构造域的发展史、演变史。
∈3
西 冈 瓦 纳 美北 俄罗斯
中国 东 西伯利亚 冈 瓦 。 0 纳
S2
哈萨克斯坦 微向大陆分布
O2
西 冈 北美 瓦 纳
东冈瓦纳包括: 澳洲, 南 中国 极洲, 印度和西藏 . 西冈 瓦纳: 南美洲和非洲
D1
。
西伯利亚
东 0 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳
俄罗斯
联合古大陆 哈萨克 的逐步形成 俄罗斯 北美 C2-P1北美板 块与非洲板 块碰撞，形 冈 瓦 纳 成阿帕拉契 亚褶皱带 P西伯利亚板 块与欧洲板 西伯利亚 块碰撞，形 成乌拉尔褶 劳俄大陆 皱带 哈萨克斯 C1/C2天山运 动 中间地块逐 冈 瓦 纳 渐北移
？
大绝灭
O/S
据戎嘉余等，2004
全球五次生 物大灭绝
第三节 水圈和大气圈事件
一、特色沉积和事件 (1)特色沉积：是指具有标志地史发展阶段的 沉积类型或沉积组合。碎屑铀岩沉积和条 带状硅铁沉积是太古宙和古元古代早期还 原水圈和还原大气圈的特色沉积。最早的 红层沉积（中元古代初）是还原水圈和还 原大气圈向含氧水圈和含氧大气圈转化的 标志
繁荣似锦,无限风光
第一节 岩石圈事件
一、联合古陆旋回 1、始联合古陆，是岩石圈形成演化过程中 早期较广泛的一次固结聚集事件 （2500Ma）太古宇末（阜平运动）陆核 形成 • 构造组成为绿岩带和其间的花岗质岩带
第一节 岩石圈事件
2、原联合古陆，陆核扩大，原地台形成。 （1800-1900Ma），古元古代末（吕梁运 动），原地台及似盖层形成。 • 海、陆相沉积分异，红层、赤铁矿和似 盖层沉积开始出现，这是沉积史中具划 时代意义的重大地史事件。
二、海平面变化事件 • 地史时期水圈和大气圈中的众多事件均不 同程度地与海平面变化相关、不论是从整 个地史时期和全球范围来看，还是从某一 地史时期和区域范围来着，海平面变化在 时间上具明显的节律和级序结构，在成因 上则表现出圈层藕合效应，显生宙两次处 大规模的高海平面期发育于奥陶纪和白垩 纪，与显生宙两次最大的气候温暖期和构 造活跃期大体同步
第三节 水圈和大气圈事件
一、特色沉积和事件 (2)气候变冷事件。地史中三次著名的全球性或跨区域的 气候变冷事件分别发育于： • 震旦纪-早寒武世； • 晚石炭世-早二叠世； • 第四纪 • 晚奥陶世-晚志留世 气候变冷事件的主要特色：冰碛岩发育；碳酸盐沉积速率 低；气候分带显，平均气温低；同位素异常 ；大气中 CO2分压低。其重现周期290Ma与“银河年”（太阳系 绕银河系一周的时间）
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 新联合古陆的形成始于新元古代晚期，定型 于晚海西期一早印支期(250 Ma左右)，由冈瓦 纳大陆和劳亚大陆组成。冈瓦纳大陆 (Gandwana)又名南方大陆，包括现代的南美 洲、非洲、阿拉伯半岛、印度、我国的西藏、 澳洲和南极洲；劳亚大陆(Laurasia)又名北方 大陆，包括现代的北美洲、欧洲和亚洲大部 分，
Pangea-250 Ma
NS KM TN CY WS FJ NR AT
OK
UA
SB
KU
KH ST JG
BJ
Gr NA
SV LM
NP UR
KZ
NT
SN
RK HI AM AV FC AP IB
TA QD
NQ
EU
SK
FD HS LN
KK
BH PN RA
GA FL
N. PALEOTETHYS
S. P ML ALE OTE GD THY S
新联合古陆合并历程
第一节 岩石圈事件
二、新联合古陆的形成、分裂及存在证据 • 在新联合古陆的形成过程中有3次较为重要的 板块拼贴、碰撞事件: • 志留纪末期，北美板块与俄罗斯板块的碰撞， 导致加里东洋的消失和劳俄大陆的形成；在 我国则表现为华夏板块与扬子板块的碰撞， 导致东南海槽的消失和华南板块的形成，华 北板块与柴达木板块的碰撞，使祁连山洋消 失和华北板块进一步扩大。
第三节 水圈和大气圈事件
• (3)缺氧事件-地史中大规模的缺氧事件沉积主要 发育于寒武纪初期、奥陶纪-志留纪之交、晚泥 盆世弗拉斯期-法门期之交、晚石炭世-早二叠世、 二叠纪-三叠纪之交和三叠纪-侏罗纪之交，除寒 武纪初期和晚石炭世一早二叠世的缺氧事件外， 其他四次分别与显生宙的四次生物集群绝灭的时 间大体吻合。 • 大规模缺氧事件的成因是复杂的，与地史中动植 物的演化、大气圈中氧含量变化和气候等因素存 在一定的成因联系。
PANGEA 850 ( 800-900 Ma )
Rodinia-850
KM
OK BJ IB BH AM
CA SK YZ NA TA
NS
SB
LH
SS BR HM ML RL
KZ
AF IN
NG
BM
AU
EU
SA
+ +
AT
Ar & Pt 1 (>1.8-1.6Ga) Pt1 Fold Belts (>1.8Ga) Pt2-3 (>800Ma) Pt2-3 Granitic Rocks Grenville (1.2-1.0Ga)
欧 亚 板 块
华 北 板 块
原 地 台
陆 核
强高山深盆，大江东去 喜山运动 II E3 -N1 弱高山深盆，大江东去 喜山运动 I K2-E2 松辽华北江汉盆地萎缩 燕山运动 III 2 K1 松辽华北江汉盆地形成 陆 燕山运动 II J3-K11 西稳盆地萎，东火带东移 燕山运动 I J1-J2 西稳盆地，东火活带 印支运动 II T3 潮湿气候河湖碎屑 印支运动 I,华南华北拼合 T1-T2 干旱气候河湖碎屑 海西运动,华北 Siberia 拼合 C2-P2 海→陆含煤盆地 华北隆升 O3-C1 ∈14-O2 滨浅海碳酸盐 蓟县运动 800Ma 1 Pt3 青白口群：下→龙→景 海 芹峪上升 1000Ma Pt22 蓟县群：杨雾洪铁 1400Ma 1 Pt2 长城群：常串团大高 吕梁运动 II,1800Ma 2 Pt1 h 郭家寨亚群：红 Molasse 吕梁运动 I,1900Ma Pt12h 豆村→东冶亚群 五台运动 2200Ma 海 1 Pt1 五台群 阜平运动 2500Ma Ar4 单塔子群 迁西运动 3000Ma Ar1-3 迁西群