晚古生代地史学

晚古生代的总体特征
生物史：海生无脊椎动物发生重要变革，陆生植物开 始大量繁盛，形成最早的森林、昆虫和煤；鱼类和两 栖类时代，原始爬行类逐渐征服大陆; F-F, P-T之交大绝 灭。 沉积史:海相和陆相沉积均十分发育；煤系地层；全球 C-P冰川 构造史：总体上是一个全球板块汇聚的时期，在C2形 成初步廓，P晚期形成了全球规模的Pangea；一个大洋Panthalassia;全球构造格局发生重大转折。
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
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； 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） 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 三个砂岩—页岩及煤层— 砂页岩夹煤层和灰岩， 底部发育铁铝质风化 砂页岩夹煤层和灰岩， 壳，滨海至滨海沼泽环境
中国泥盆纪的总体特征
•受加里东运动的影响，中国D古地理发生了很大的变化； •柴达木地块(QD)＋祁连造山带(QL)＋华北板块(NC)，成为一体； •扬子板块(YT)＋华夏板块(CT)→华南板块(SC)； •华北－柴达木板块与华南板块相隔不远，但独立发展； •分隔华北、塔里木(TR)和西伯利亚(SB)板块的为古亚洲洋 •SC海相地层发育齐全；NC大部无沉积，为剥蚀古陆。
1 脊椎动物的演化（鱼类、两栖类时代） 脊椎动物的演化（鱼类、两栖类时代）
脊 泥盆纪 鱼类的时代
D1:无颌类为主； 无颌类为主； D2-3:上下颌分化， 上下颌分化， 晚期出 如沟鳞鱼； 现鱼类向两栖类 的演化
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椎
动
物 二叠纪
石炭纪
两栖类的时代
两栖类的大发展 主要为迷齿类（或 称坚头类） 晚期出现原始爬行 类（卵生） 两栖类的进化 原始爬行类的出现 爬行类的初步发展 原始爬行类— 原始爬行类— Pangea 形成的证 据
扬子板块东南被动大陆边缘
华夏板块
华北板块早古生界地史特征： 华北板块早古生界地史特征：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； ∈： 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。 O：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；O1北部为正常浅海环 境；南部属上潮间—潮上蒸发环境，O1末期至O2岩相稳定， 海侵广泛，O3地壳上升，华北板块再次成为古陆剥蚀区， 仅在西南缘一带有沉积。S：华北板块主体继续处于隆起 状态
D3 植物的根 1m
植物 植物 植物
植物 植物
3 海生物脊椎动物界的发展及生物分区
早古生代海洋环境中占统治地位的三叶虫类、笔石类、鹦鹉螺 类、古杯类等大大减少；而代之而起的是蓬勃发展的新类群， 如珊瑚、腕足、蜓类、菊石、牙形石等 生物古地理分区：古特提斯大区(Paleo-TethyanRealm、北方大 区(Boreal Realm）、南方大区(South Realm) 泥盆纪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% 二叠纪末生物集群绝灭：四射珊瑚、横板珊瑚、蜓、三叶虫、 笔石、竹节石、软舌螺和长身贝类等
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， 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， 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， 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， 黑色砂页岩含煤沉积及钙质页岩，近海平原 泥炭沼泽
华南泥盆系沉积示意剖面图
• D1由滇东、钦防向NE大陆海侵，形成地层超覆； •D1中晚期，海侵范围达桂北、湘南一线 •D2晚期，海侵遍及湘中－赣西 •D3早期，海侵达湘北，可能淹没江南古陆与中扬子连通 •这种海侵规程与桂中D地层序列所显示的海平面变化规律一致。
泥盆纪华南板块内部古地理变化
1 D1主要限于滇黔桂海，以碎屑岩及泥灰质沉积为主；晚 期开始出现岩相分异，有浅海碳酸盐，亦有深海沉积 2 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
∈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
西伯利亚 西 北美 冈 瓦 纳 俄罗斯
中国 0。
D1
西伯利亚 劳俄大陆 中国 0 。
东 哈萨克斯坦 冈 瓦 纳
哈萨克斯坦 冈 瓦 纳
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） 马平组（上部） 岩性 暗色硅质岩 灰岩、 灰岩、含燧石结核灰岩 海陆交互含煤碎屑沉积， 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， 灰岩，Pseudoschwagerina 带
上节课回顾
早古生代主要特征: 生物界-寒武纪大爆发、无脊椎繁盛、鱼类出现 与演化、植物登陆、O末期绝灭事件；地壳演化-超大陆裂 解、海侵、加里东运动；沉积- CaCO3碳酸盐，气候分异 生物界: 小壳动物群、澄江动物群、无脊椎、脊椎、植物、生物区 系与生物相 扬子板块早古生界的地史特征: ∈：地层具明显两分性，下统为泥 砂质和碳酸盐沉积，中上统以碳酸盐沉积为主。继承了震旦纪的古 地理、古构造格局，以稳定型陆表海为特征；扬子板块与华夏板块 之间为裂谷盆地，与华北板块之间隔着秦岭洋。O：以碳酸盐和泥 质岩沉积为主，早期基本承袭寒武纪的古地理、古构造特征，中奥 陶世以后华南裂谷盆地规模的收缩加剧。S：总体上以碎屑岩为主； 华南裂谷盆地萎缩、消亡；扬子板块早期海域限于北部，中晚期海 退，主体抬升成陆；S后期的加里东运动使华夏板块与扬子板块拼 合统一
C3
西伯利亚 劳俄大陆
中 国 。 0
P2
联 合 大 。 0
哈萨 克斯坦
冈瓦纳大陆
陆
联合古大陆 的逐步形成 C2-P1北美板 北美板 块与非洲板 块碰撞， 块碰撞，形 成阿帕拉契 亚褶皱带 P西伯利亚板 西伯利亚板 块与欧洲板 块碰撞， 块碰撞，形 成乌拉尔褶 皱带 C1/C2天山运 天山运 动 中间地块逐 渐北移
华北板块二叠纪古地理
早二叠世早期（太原组中上部） 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： 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Lingula的夹层 石盒子组：淮南地区发育含煤沉积及富含Lingula的夹层 石千峰组： 石千峰组：红色河湖碎屑沉积广布
石炭纪总体特征
中国C古地理是D的继续和发展。NC和SC板块之间的秦岭小 洋盆继续存在； •NC、TR（塔里木）和SB（西伯利亚）及其间的古亚洲洋内 发生造山运动，导致古地理变革； •C是地史上冰期、间冰期交替的时代，海平面变化频繁； •Pangea泛大陆汇聚期；C2初具轮廓，陆地面积扩大，出现 大规模森林(large insects)；地史上第一个最重要的成煤期； •C1，SC大部分地区浅海相，碳酸盐岩与碎屑岩交互；NC大 部分地区缺失，仅在边缘有海相沉积； •C2，SC大部分地区滨浅海含白云质灰岩，岩相单一；NC大 部分地区陆相为主，夹海相层；
华南 板块 石炭 纪古 地理
岩关阶：滇黔桂地区：岩相分异；湘粤： 岩关阶：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： 湘赣交界至广东陆丰：海相碎屑沉积；赣东、浙闽：陆相沉积 大塘阶：滇黔桂地区：碳酸盐岩为主；湘粤：下部为滨海沼泽， 大塘阶：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：滨海含煤碎屑沉积；赣东、浙闽： 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： 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、 晚石炭世：海侵扩大，陆棚浅水碳酸盐沉积，岩相、厚度稳定
2 陆生植物的发展和植物分区
陆
泥盆纪
生
植
石炭纪
物
二叠纪
特 点
区
植 物 分
矮小的裸蕨类 D1 ： 无根茎叶的分 高大的蕨类为主 如裸蕨； 石松、 节蕨、 真蕨、 种子蕨、 化，如裸蕨； 石松、 节蕨、 真蕨、 种子蕨、 裸子植物为主 根茎叶分化， D ：根茎叶分化，如 松 、 、 石松类 愇 D： 小 惊 悹 裸子植物
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。
全球古地理再造据
（C. R. Scotese等， 1979，简化）
1 奥陶纪末的集群绝灭
华北板块石炭纪古地理特征
华北地区自奥陶纪晚期开始， 华北地区自奥陶纪晚期开始，一直处于隆起遭受缓 慢剥蚀状态。 慢剥蚀状态。 早石炭世除大别山北麓出现较厚的近海和海陆交互 相含煤碎屑堆积外， 相含煤碎屑堆积外，主体部分仍然是一个近乎准平 原的低地。 原的低地。 到中、晚石炭世本区开始缓慢沉降， 到中、晚石炭世本区开始缓慢沉降，普遍接受海陆 交互相沉积。 交互相沉积。
第8章 早古生代的地史 Late Paleozoic geohistory
8.1 晚古生代概述 8.2 晚古生代的生物界 8.3 中国的泥盆纪 8.4 中国的石炭纪 8.5 中国的二叠纪 8.6 古生代重大地质事件
重点和难点
晚古生代总体特征: 晚古生代总体特征 了解 晚古生代生物面貌: 晚古生代生物面貌 掌握关键点 晚古生代各纪的地史特征：华北和华南古晚生代的故事（重点、 晚古生代各纪的地史特征：华北和华南古晚生代的故事（重点、 难点：要求掌握各纪华北和华南的总体特征） 难点：要求掌握各纪华北和华南的总体特征） 联合古陆（Pangea) 联合古陆（ 五次生物大绝灭之三： 末 泥盆纪F/F，二叠纪末期（ 五次生物大绝灭之三：O末、泥盆纪 ，二叠纪末期（了解 ）