寒武紀(cambrian)是顯生宙的開始,距今約5億4千2百萬年前-4億8千8百萬年。這個名字來自於鷹國威爾士的一個古代地名騾馬名稱cambria,該地的寒武紀地層被最早研究。寒武紀一詞是鷹國地質學家塞奇威克(asedgwick)於1835年首次引進地質文獻的。原指泥盆紀老紅砂岩之下的所有地層。在騾馬人統治的時代,北威爾士山曾稱寒武山,因此賽德維克便將這個時期稱為寒武紀。通過鈾鉛測年法測量其延續時間為5370萬年。中文名稱源自舊時島本國人使用日語漢字音讀的音譯名寒武紀(音讀:カンブキ,騾馬字:kanbuki)。
寒武紀可再分為早寒武紀、中寒武紀、晚寒武紀。寒武紀是顯生宙最早的地質時代,下一個紀是奧陶紀。
在傳統理論上它可區分為三個時期:早寒武紀(5.41-5.4億年前)、中寒武紀(5.4-5.23億年前)、以及晚寒武紀(5.23-4.92億年前)。這是建立在岩石地層學上的分法。
近幾年藍星地層議事會在華炎國科學家研究的基礎上確立了四分法的寒武紀新年代地層表。
在傳統的岩石地層學上將寒武紀三分為早寒武世、中寒武世和晚寒武世。
但是根據藍星地層學研究的新要求,藍星上使用了新的年代地層學的寒武紀四分法來取代三分法,即:
紐芬蘭統,第二統,第三統,芙蓉統。
紐芬蘭統和第二統內又各分為兩個階,第三統和芙蓉統各分為三個階。與我們一般的認識不同,作為寒武紀生命大爆發的代表的三葉蟲,是在第二統的早期才出現的,而不是寒武紀的一開始。
寒武紀動物qun以具有jianying外殼的、門類眾多的海生無脊椎動物大量出現為其特點,是生物史上的一次大發展。其中三葉蟲最為常見,是劃分寒武係的重要依據。其它尚有無鉸、幾丁質外殼的腕足類小舌形貝、小園貨貝以及古杯類和軟舌螺等。植物qun以藻類為主,還有一些微古植物。寒武紀三葉蟲qun分區現象特別明顯。
動物地理區主要有兩個,即東方太平洋區和西方大西洋區。大西洋動物qun,其分布範圍包括大西洋兩岸,如西北歐及美洲最東部新英格蘭地帶。早寒武世、中寒武世和晚寒武世分別以賀爾姆蟲、奇異蟲和油櫛蟲為代表。太平洋動物qun,則以萊德利基蟲、庫庭蟲和褶盾蟲為代表。
寒武紀生命大爆發(cambrianexplosion):被稱為古生物學和地質學上的一大懸案,自達爾文以來就一直困擾著進化論等學術界。大約6億年前,在地質學上稱做寒武紀的開始,絕大多數無脊椎動物們在幾百萬年的很短時間內出現了。
這種幾乎是同時地、突然地出現在寒武紀地層中門類眾多的無脊椎動物化石(節肢動物、軟體動物、腕足動物和環節動物等),而在寒武紀之前更為古老的地層中長期以來卻找不到動物化石的現象,被古生物學家稱作寒武紀生命大爆發,簡稱寒武爆發。
達爾文在其《物種起源》的著作中提到了這一事實,並大感迷惑。他認為這一事實會被用做反對其進化論的有力證據。但他同時解釋到,寒武紀的動物一定是來自前寒武紀動物的祖先,是經過很長時間的進化過程產生的;寒武紀動物化石出現的突然性和前寒武紀動物化石的缺乏,是由於地質記錄的不完全或是由於老地層淹沒在海洋中的緣故。
寒武紀是地質年代劃分中屬顯生宙古生代的第一個紀,距今約5.7億至5.1億年,寒武紀是現代生物的開始階段,是地球上現代生命開始出現、發展的時期。寒武紀對我們來說是十分遙遠而陌生的,這個時期的地球大陸特征完全不同於今天。寒武紀常被稱為三葉蟲的時代,這是因為寒武紀岩石中保存有比其他類qun豐富的礦化的三葉蟲硬殼。此外,寒武紀還產生了進化史上的一個重要事件寒武紀生命大爆發,在很短(地質意義上的很短,其實也有數百萬年之久)時間內,生物種類突然豐富起來,呈爆炸式的增加。它意味著,生物進化除了緩慢漸變,還可能以跳躍的方式進行。當時出現了豐富多樣且比較高級的海生無脊椎動物,保存了大量的化石,從而有可能研究當時生物界的狀況,並能夠利用生物地層學方法來劃分和對比地層,進而研究有機界和無機界比較完整的發展曆史。但澄江生物qun告訴我們,如今地球上生活的多種多樣的動物門類在寒武紀開始不久就幾乎同時出現。
寒武紀是顯生宙(phanerozoiceon)的開始,標誌著地球生物演化史新的一幕。在寒武紀開始後的短短數百萬年時間裏,包括現生動物幾乎所有類qun祖先在內的大量多細胞生物突然出現,這一爆發式的生物演化事件被稱為寒武紀生命大爆炸(cambrianexplosion)。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動物趨向繁榮,它們營底棲生活,以微小的海藻和有機質顆粒為食物,其中,最繁盛的是節肢動物三葉蟲,故寒武紀又稱為三葉蟲時代,其次是腕足動物、古杯動物、棘皮動物和腹足動物,寒武紀的生物形態奇特,和我們現在地球上所能看見的生物極不相同。比較著名的有早寒武世彩雲之南的澄江生物qun、嘉拿大中寒武世的布爾吉斯頁岩生物qun。寒武紀的生物界以海生無脊椎動物和海生藻類為主。無脊椎動物的許多高級門類如節肢動物、棘皮動物、軟體動物、腕足動物、筆石動物等都有了代表。其中以節肢動物門中的三葉蟲綱最為重要,其次為腕足動物。此外,古杯類、古介形類、軟舌螺類、牙形刺、鸚鵡螺類等也相當重要。拋開牙形石不說,高等的脊索動物還有許多其他代表,如華炎國彩雲之南澄江生物qun中的華炎鰻、彩雲之南魚、海口魚等,嘉拿大布爾吉斯頁岩中的皮開蟲,鷹醬國上寒武紀的鴨鱗魚。
地衣
地衣
在潮shi的低地,可能分布有苔蘚和地衣類的低等植物,但它們還缺乏真正的根莖組織,難以在幹燥地區生活;無脊椎動物也還沒有演化出適應在空氣中生活的機能。寒武紀沒有真正的陸生生物,大陸上缺乏生氣、荒涼一片。
古生物學引用大爆發一詞,來形容生物多樣性突然爆發式出現。根據寒武紀開始時痕跡化石和小殼化石的突然多樣性和複雜性,寒武紀大爆發的理論在澄江生物qun發現之前就已提出,但對寒武紀大爆發所產生的動物及動物qun落結構特征所知甚微,即使著名的嘉拿大布爾吉斯頁岩動物qun化石也比寒武紀大爆發晚1000多萬年,不能迴答寒武紀初期海洋中具體有什麽生命。
澄江生物qun的地質時代正處於寒武紀大爆發時期,它讓我們如實看到5.3億年前動物qun的真實麵貌,各種各樣的動物在寒武紀大爆發時期迅速起源,立即出現,它將動物多樣性的曆史前推到寒武紀早期。
寒武紀的生物形態奇特,和地球上的現生生物極不相同。最古老的魚種也出現在這個時代,是耳材村海口魚(haikouichthysercaicunensis),該化石發掘在澄江生物qun。
寒武紀的開始,標誌著地球進入了生物大繁榮的新階段。而在寒武紀之前,地球早已經形成了,隻是在幾十億年的漫長過程中一片死寂,那時地球上還沒有出現門類眾多的生物。這樣,科學家們便把寒武紀之前這一段漫長而缺少生命的時間稱作前寒武紀。前寒武紀約占全部地史時間的六分之五,由於沒有足夠的生物依據,我們對地球的這段曆史知之甚少。
根據有關生命活動跡象的寶貴資料,也是為了研究上的便利,地質學家把漫長的前寒武紀分為太古代、元古代兩部分。太古代之前(地球形成之初-38億年前)則有多種不同的稱唿。
太古代離我們久遠,其時限約從38億年至26億年前,長達12億年。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長的12億年間,是地球形成後的初始期,地表到處形成童山和荒漠,由於年代久遠,確實很難尋覓到化石,人們對這一時期的生命活動了解得很少。但20世紀後半期,科學家們陸續在南非和澳大利亞獲得了重大收獲,在變質程度不太劇烈的沉積岩層中發現了疊層石,這是微生物和藻類活動的產物。此外,人們在這些古老的岩層中還分析出大量的有機化合物(如苯、烴基苯等)和環形化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)。在南非的一套古老沉積岩中,科學家們借助先進的精密觀測儀器,發現了200多個與原核藻類非常相似的古細胞化石,這些微體化石一般為橢圓形,具有平滑的有機質膜,這是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石,也是在太古代地層中發現的最有說服力的生物證據。從生物界看,這是原始生命出現及生物演化的初級階段,當時隻有數量不多的原核生物,他們隻留下了極少的化石記錄。從非生物界看,太古宙是一個地殼薄、地熱梯度陡、火山-岩漿活動強烈而頻繁、岩層普遍遭受變形與變質、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一係列特殊沉積物的時期;也是一個矽鋁質地殼形成並不斷增長的時期,又是一個重要的成礦時期。
元古代的時限自26億年前至5.7億年,在這段地史中,原核生物演化為真核細胞生物,形成地史時期的菌-藻類時代。人們在這一時期的古老地層中發現過微古植物化石、宏觀藻類化石及疊層石。僅在我們華炎國,古生物學家就已發現元古代不同時期的微古植物化石80餘屬、近200個種,生命在元古代得到進一步繁榮,那時的地球已不再是滿目荒蕪了。初期地表已出現了一些範圍較廣、厚度較大、相對穩定的大陸板塊。因此,在岩石圈構造方麵元古代比太古代顯示了較為穩定的特點。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧,而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強,大氣圈的含氧量繼續增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛,明顯區別於太古代。
元古代末期,大約從8.5-5.7億年,被命名為震旦紀,這是因為這段時間在生命演化曆程中具有承前啟後的意義,並且它的命名地是在華炎國。
震旦(sinian)意指華炎國,古印鍍就稱華炎大地為震旦,德國地質學家首先把它用於地層學,後來許多學者都仿效使用,但含義有所不同。後來地質學家們重新定義了震旦紀,華炎國著名地質學家李四光等在長江三峽建立起完整的震旦紀地質剖麵,這就是有名的峽東剖麵,它向全世界提供了地層對比的依據。
震旦紀已有了明確的生物證據,在動物界出現了低等的小型具硬殼的物種,以及大量luolou的高級動物,後者就是發現於澳大利亞的埃迪卡拉動物qun。在植物方麵表現為高級藻類(如紅藻、褐藻類等)的進一步繁盛,宏觀藻類也得到飛速的發展,這時的地球已徹底改變一片死寂、毫無生氣的麵貌了。
昆蟲遠祖的遠祖----撫仙湖蟲生態景觀
昆蟲遠祖的遠祖----撫仙湖蟲生態景觀
震旦紀(sinian-period)是元古代最後期一個獨特的地史階段。從生物的進化看,震旦係因含有無硬殼的後生動物化石,而與不含可靠動物化石的元古界有了重要的區別;但與富含具有殼體的動物化石的寒武紀相比,震旦係所含的化石不僅種類單調、數量很少而且分布十分有限。因此,還不能利用其中的動物化石進行有效的生物地層工作。震旦紀生物界最突出的特征是後期出現了種類較多的無硬殼後生動物,末期又出現少量小型具有殼體的動物。高級藻類進一步繁盛,微體古植物出現了一些新類型,疊層石在震旦紀早期趨於繁盛,後期數量和種類都突然下降。再從岩石圈的構造狀況來看,震旦紀時地表上已經出現幾個大型的、相對穩定的大陸板塊,之上已經是典型的蓋層沉積,與古生界相似。因此,震旦紀可以被認為是元古代與古生代之間的一個過渡階段。
埃迪卡拉動物qun主要由類似水母類、蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成,多保存為印痕化石,盡管它們的形態、結構都很原始,但它們被認為是20世紀古生物學最重大的發現之一。這一發現使科學界擯棄了長期以來認為在寒武紀之前不可能出現後生動物化石的傳統觀念。所謂後生動物即是指相對於原生動物的各種多細胞動物。
奧陶紀(ordovician-period,ordovician,符號o),地質年代名稱,是古生代的第二個紀(原始的脊椎動物出現),開始於距今5億年,延續了6500萬年。奧陶紀開始於同位素年齡488.3±1.7ma(millionanniversary,百萬年、),結束於443.7±1.5ma。
奧陶紀在地質學上,是古生代中5.1億年~4.38億年前這段時間,可分為三個時期--奧陶紀早期(早奧陶世,5.1億年~4.78億年前),奧陶紀中期(中奧陶世,4.78億年~4.53億年前)和奧陶紀晚期(晚奧陶世,4.53億年~4.38億年前)。
奧陶紀是曆史上麵海侵最廣泛的時期之一,世界許多地區都廣泛分布有海相地層。在板塊內部的地台區,海水廣布,表現為濱海淺海相碳酸鹽岩的普遍發育,在板塊邊緣的活動地槽區,為較深水環境,形成厚度很大的淺海、深海碎屑沉積和火山噴發沉積。奧陶紀末期曾發生過一次規模較大的冰期,其分布範圍包括非洲(特別是北非)、南美的阿根廷和玻利維亞以及歐洲的西班牙和法國南部等地。
奧陶紀是地史上大陸地區遭受廣泛海侵的時代,是火山活動和地殼運動比較劇烈的時代,也是氣候分異、冰川發育的時代。奧陶紀是海生無脊椎動物真正達到繁盛的時期,也是這些生物發生明顯的生態分異的時期。在奧陶紀後期,各大陸上不少地區發生重要的構造變動、岩漿活動和熱變質作用,使得這些活動區的部分地區褶皺成為山係,從而在一定程度上改變了地殼構造和古地理輪廓。
科學家認為,奧陶紀時期,各大陸相對於兩極的位置和大陸之間的相對位置都曾發生過重要的改變。當時,西伯利亞中北部、嘉拿大北部的部分地區、華炎國北部和澳大利中西部都屬於幹熱氣候的地區;相反,北非的撒哈拉沙漠、南非開普地區曾經覆蓋著厚厚的冰層,屬於寒冷氣候地區。這說明,奧陶紀時,古南極在而今的撒哈拉沙漠以南,古北極位於南太平洋,古赤道恰好穿過西伯利亞中西部和中亞一帶,經嘉拿大西部向南太平洋岸南下。
華炎國的海侵是在海域延續下來的。揚子地台和中朝地台西部邊緣地帶,在中、晚寒武世或早奧陶世略有上升,奧陶紀早期地層缺失,較新的奧陶紀地層與寒武係呈假整合接觸。在中朝地台的中部、東部和揚子地台,奧陶紀地層與寒武紀地層皆呈整合接觸。中奧陶世之後中朝地台上升為陸地,除西部邊緣地區外,晚奧陶世沒有沉積。奧陶紀加裏東運動在地台區表現為頻繁的震蕩運動,地槽區有較多的火山噴發岩、中基性和中酸性火山岩,如北方地槽區。祁連山地槽區火山活動有兩個時期,一是早奧陶世中期,另一是晚奧陶世。
歐亞大陸上有4個穩定的地台區,即毛熊國地台(東歐地台)、西伯利亞地台和規模較小的中朝地台、揚子地台。印鍍半島和阿拉伯半島也屬穩定區,但其還包括在南大陸的範圍。前述4個地台,除少數地區外,基本上被海水侵入,形成淺海水域,地台的周圍被地槽區所圍繞。毛熊國地台和揚子地台的南緣,呈東西向條帶狀的海域即古地中海。古地中海的南緣止於非洲北部、阿拉伯半島中部、伊狼南部和印鍍半島北部,向南經中南半島與澳大利亞東部及北部奧陶紀的海域相連,更南可能shen延到南極地區。北美大部為地台淺海地區,沉積以石英砂岩、頁岩和碳酸鹽岩為主,厚度不大。北美大陸的東西兩側為地槽區的海域,西部以碎屑岩和碳酸鹽岩為主,東部以硬砂岩、泥岩和火山岩為主。南美的西部太平洋沿岸地帶為地槽海域,北部的中部為地台淺海海域。南大陸的周圍邊緣地帶皆被地槽區或地台型海域所圍繞,非洲、印鍍半島、澳大利亞西南部、南美東部和南極洲的東部皆為陸地。
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奧陶紀早、中期繼承了寒武紀的氣候,氣候溫暖、海侵廣泛;奧陶紀晚期南大陸的西部發生了大規模的大陸冰蓋和冰海沉積,代表寒冷的極地氣候。按古地磁數據,奧陶紀南極應位於而今北非西北部,這與非洲冰磧層的分布應位於南極圈內的解釋是吻合的。南大陸的東部仍處於赤道附近。北美、西伯利亞和華炎國華北地區有蒸發岩沉積,推測為幹熱氣候環境,屬於低緯度地區。奧陶紀北極應位於南太平洋,大陸地區基本上位於南半球,從沉積物來判斷,當時南半球的氣候分帶比較明顯。由於晚奧陶世末期大冰期的存在,同時影響全球海平麵的下降,並引起廣泛的海退。
奧陶紀氣候溫和,淺海廣布,世界許多地區(包括我國大部分地區)都被淺海海水掩蓋,海生生物空前發展,較寒武紀更為繁盛。化石以三葉蟲、筆石(graptolites)、腕足類、棘皮動物中的海林檎類(cystoides)、軟體動物中的鸚鵡螺類(nautilites)最常見,苔蘚蟲、牙形石、腔腸動物中的珊瑚、棘皮動物中的海百合、節肢動物中的介形蟲和苔蘚動物等也很多。節肢動物中的板足鱟類(eutypterids)和脊椎動物中的無頜類[如甲胄魚類(os-tracoderms)]等均已出現。低等海生植物繼續發展,淡水植物據推測可能在奧陶紀也已經出現。
淡水無顎魚
在奧陶紀早期,約5億年前,首次出現了可靠的陸生脊椎動物--淡水無顎魚。
奧陶紀中期,在北美落基山脈地區出現了原始脊椎動物異甲魚類--星甲魚和顯褶魚,在南半球的澳大利亞也出現了異甲魚類。植物仍以海生藻類為主。
腕足動物在這一時期奧演化迅速,大部份的類qun均已出現,無鉸類、幾丁質殼的腕足類逐漸衰退,鈣質殼的有鉸類則盛極一時;鸚鵡螺進入繁盛時期,它們身體巨大是奧陶紀的海洋中兇猛的rou食性動物;由於大量食rou類鸚鵡螺類的出現,為了防禦,三葉蟲在xiong、尾長出許多針刺,以避免食rou動物的襲擊或吞食。珊瑚中奧陶世開始出現,複體的珊瑚雖說還較原始,但已能夠形成小型的礁體。由於海洋無脊椎動物的大發展,在前寒武紀時非常繁盛的疊層石在奧陶紀時急劇衰落。
奧陶紀時期的海洋生物是現代動物的最早祖先。珊瑚和叫做星狀動物的古老海星生長在洋底。海底的帶殼動物包括與現代牡蠣有關的軟體動物、看起來與軟體動物相似的腕足動物和外殼卷曲的腹足動物。頭足類--現生魷魚的堂兄弟--快速遊過海底搜尋獵物。但最大的新出現的動物是像薩卡班巴魚這樣的無頜類。無頜類,例如發觀於南美的薩卡班巴魚,是地球上最早的脊椎動物之一。這一時期仍然沒有任何動物種類生活在陸地上。
誌留紀(silurian-period)(筆石的時代,陸生植物和有頜類出現)是早古生代的最後一個紀,也是古生代第三個紀。約開始於4.4億年前,結束於4.1億年前。島本國學者音譯(日語誌留讀作siru,音近silu),中文借用。由於誌留係在波羅的海哥德蘭島上發育較好,因此曾一度被稱為哥德蘭係。誌留紀可分早、中、晚三個世。
誌留係一名源於威爾士地區一個古老部族silures。1835年,鷹國r.i.莫企遜,在威爾士地區建立了廣義的誌留係,對岩係作了劃分,用筆石與殼相化石進行對比。1879年,c.拉普沃思把莫企遜廣義的誌留係下層命名為奧陶係。中文名源自舊時島本國人使用日語漢字音讀的音譯名誌留紀(音讀:シルキ騾馬字:siruki)。
升,表現了一個巨大的海侵旋迴。誌留紀晚期,地殼運動強烈,古大西洋閉合,一些板塊間發生碰撞,導致一些地槽褶皺升起,古地理麵貌巨變,大陸麵積顯著擴大,生物界也發生了巨大的演變,這一切都標誌著地殼曆史發展到了轉折時期。
誌留紀地層在世界分布較廣,淺海沉積在亞、歐、美洲的大部分地區,及澳大利亞的部分地區。非洲、南極洲大部分為陸地。
誌留紀的分層係統,筆石為首選門類,蘭多維利、文洛克、羅德洛3個統均在鷹國確立。此外,在挪威南部、嘉拿大東部的安蒂科斯蒂島、瑞典的哥德蘭島、烏克蘭的波多利亞地區、捷克和斯洛伐克的布拉格地區,都有發育良好的誌留紀地層、生物qun。
誌留係的頂界,已選定均一單筆石(monoraptusuniformis)生物帶的底為界,選擇捷克、斯洛伐克的巴蘭德地區克倫克剖麵作為其界線層型剖麵。誌留係的底界,用筆石(parakidoraptusacuminatus)帶的底界為界,界線層型選在蘇格蘭莫發地區的道勃斯林(dobslinn)剖麵。由於該剖麵地質構造複雜,岩相單一,化石單調,沉積環境不適宜於底棲生物,所以這個方案尚待繼續檢驗。
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誌留紀的無脊椎動物,與奧陶紀生物關係密切,許多種類在經曆奧陶紀末滅絕事件後,進入一個新的複蘇階段。
筆石是海洋漂浮生態域中引人注目的生物,筆石以單筆石類為主,如單筆石、弓筆石、鋸筆石、耙筆石等。筆石分布廣,演化快,在地層對比中有獨特的價值。
在淺海底棲生物中,腕足動物的數量最多。殼長可超過80厘米,發育匙形台、五房貝族是最具特征的一類,始於晚奧陶世,到誌留紀鼎盛。無洞貝族、無窗貝族、石燕族,自奧陶紀之後,穩定發展,後來成為腕足動物的主要族qun。在奧陶紀大量繁殖的正形貝、扭月貝,到誌留紀明顯衰落。
珊瑚和層孔蟲也較繁盛,常形成生物礁、生物丘、生物層。四射珊瑚、chuang板珊瑚、日射珊瑚常發現於蘭多弗裏世晚期以來的海中,數量種類繁多,這幾種珊瑚、層孔蟲至泥盆紀到達鼎盛,但今早已滅絕。
誌留紀的生物麵貌與奧陶紀相比,有了進一步的發展和變化。海生無脊椎動物在誌留紀時仍占重要地位,但各門類的種屬更替和內部組分都有所變化。如筆石動物保留了雙筆石類,新興的單筆石類也很繁盛;腕足動物內部的構造變得比較複雜,如五房貝目、石燕貝目、小zui貝目得到了發展;軟體動物中頭足綱、鸚鵡螺類顯著減少,而雙殼綱、腹足綱則逐步發展;三葉蟲開始衰退,但蛛形目和介形目大量發展;節肢動物中的板足鱟,也稱海蠍在晚誌留世海洋中廣泛分布;珊瑚綱進一步繁盛;棘皮動物中海林檎類大減,海百合類在誌留紀大量出現。
脊椎動物中,無頜類進一步發展,有頜的盾皮魚類和棘魚類出現,這在脊椎動物的演化上是一重大事件,魚類開始征服水域,為泥盆紀魚類大發展創造了條件。
植物方麵除了海生藻類仍然繁盛以外,晚誌留世末期
,陸生植物中的luo蕨植物首次出現,植物終於從水中開始向陸地發展,這是生物演化的又一重大事件。
誌留係的再分,包括4個統及其各自的分階。
1蘭多維利統。標準地區在鷹國威爾士南部達費德的蘭多維利鎮周圍。蘭多維利統分成3個階,最底部的階稱為魯丹階,其底界與藍星上已通過的誌留係底界一致;第2個階稱為阿埃羅尼安階(aeronian),以筆石demirastritestriantus生物帶之底為底界;最上部稱特利奇階,以筆石spiroraptusturrictus帶之底為底界。
2文洛克統。標準地區在英格蘭什羅普郡的文洛克地區。分成兩個階,下部謝因伍德階和上部霍麥爾階。謝因伍德階的開始,也是文洛克統的開始,以cyrtor-aptuscentrifuus帶的出現為標誌;霍麥爾階則以cy-rtoraptuslundreni帶為最底部一個筆石帶。
3羅德洛統。標準地區在英格蘭什羅普郡的羅德洛地區
誌留紀
誌留紀
。共分成兩個階,格斯特階和路德福德階。格斯特階的底界亦即文洛克與羅德洛兩個統之間的分界,與筆石neodiversoraptusnilssoni帶的底界相吻合,路德福特階的底界相當於筆石saetoraptusleintward-inensis帶之底。
4普裏道利統。標準地區在捷克和斯洛伐克的巴蘭德地區。其底界為monoraptusparultimus帶的底,頂界即誌留係頂界。到目前為止,這個統尚未能再分成若幹階。有人對這個統的級別還在懷疑,甚至認為隻是一個階而不是一個統。
誌留紀時期全球主要的地塊有岡瓦納、勞倫、歐洲(波羅的海)、西伯利亞、科累馬、哈薩克斯坦、中朝、塔裏木、華南等9個。其中最大的是岡瓦納地塊,集中在南半球的高緯度區。其他地塊則分布在當時的中、低緯度區,特別是低緯度區。介於勞倫和歐洲兩大板塊之間的海洋為古大西洋。這一古洋在加裏東末期一度閉合,形成加裏東褶皺帶。勞倫板塊與之間的前阿巴拉契亞洋閉合後形成阿巴拉契亞褶皺帶。勞倫板塊與歐洲板塊在誌留紀末期相遇碰撞,形成廣泛沉積老紅砂岩的歐美大陸。當時的西伯利亞板塊與現今的地理方位幾乎轉了180哈薩克斯坦板塊是由數個中間地塊聯合而成,介於西伯利亞與塔裏木兩個板塊之間。無論從動物qun特征或海相紅層等沉積特征來看,都表明塔裏木介於中朝與華南二板塊之間。中朝與華南兩個板塊之間為秦嶺洋
誌留紀時期的深水洋盆的沉積物很少保存。這是因為地質曆史中的多次板塊之間的碰撞和俯衝使之幾乎喪失殆盡,保存下來的都是當時大陸架至陸坡的沉積物。誌留紀各大板塊是陸表海和陸棚淺海廣布的時期,台地碳酸鹽發育最為廣泛,其中以北美洲最為典型。它的中部廣泛分布台地型的淺水碳酸鹽相,包括鷹醬國中部、西部和嘉拿大西部的白雲岩套,以及嘉拿大東部及白雲岩套周緣的石灰岩套,在北美洲的西緣出現明顯的岩相分異,即由白雲岩套向西變成灰岩、泥岩過渡相帶,再向西變成碎屑岩相帶。北美洲的東緣也有類似的岩相分異,即向東由台地碳酸鹽岩變為碎屑岩相帶。歐洲大陸特別是波羅的海沿岸、中歐、東歐主要是台地型的間夾盆地的筆石頁岩沉積,至西歐出現台地碳酸鹽岩至台緣斜坡筆石頁岩的明顯岩相、生物相分帶。西伯利亞地台上沉積碳酸鹽岩和筆石泥岩的誌留紀地層,厚度甚小,而其周緣的活動帶則轉為巨厚的碳酸鹽岩及火山複理石建造。華南板塊乃至西藏中間地塊及它們的周緣活動帶,都是以為主間夾碳酸鹽岩的沉積。華南板塊誌留紀岩相、生物相的分異也十分典型,即西部碳酸鹽岩和碎屑岩的台地型沉積,含殼相及筆石動物qun;東部為碎屑岩及複理石的盆地沉積,含筆石動物qun。誌留紀的岡瓦納大陸,包括了非洲、大洋洲和南美洲的廣大地域。非洲北部至南美洲的東、北部沉積了類似的
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台地型泥岩和細碎屑岩,含有相同的malvinokaffric動物qun。澳大利亞東部及塔斯馬尼亞、新西蘭則為大套的複理石建造,為大陸斜坡的深水沉積。
就無脊椎動物而言,誌留紀有許多獨特之處。最常見的化石包括筆石、腕足類、珊瑚等。筆石以單筆石類為主,如單筆石(monoraptus)、弓筆石(cyrtoraptus)、鋸筆石(pristioraptus)和耙筆石(rastrites)等,它們是誌留紀海洋漂浮生態域中最引人注目的一類生物。早期並有自奧陶紀上延的雙筆石類的代表,如雙筆石(di-ploraptus)和柵筆石(climacoraptus)等。筆石分布廣,演化快,同一物種可以在世界上許多洲發現。根據筆石演化的階段
誌留紀棘皮動物
誌留紀棘皮動物
特征及特殊類型的地質曆程,在地層對比中有獨特的價值。誌留紀分統分階的界線確定主要依賴於筆石帶。
腕足動物的數量相當多,在淺海平底底棲生物中常占you絕對優勢。所以,誌留紀時代被譽為腕足類的壯年期。通常個體較大、鉸合線短、發育匙形台和腕器官的五房貝族是最具特征的一類代表,它們始見於晚奧陶世,到誌留紀達於鼎盛。具腕螺、鉸合線較長的石燕族,始見於誌留紀最早期,它的起源至今還是個謎。具腕螺、鉸合線短的無洞貝族和無窗貝族自奧陶紀延續上來之後,一直穩定發展。在奧陶紀達於極盛的正形貝和扭月貝兩大族,到誌留紀明顯衰落。
珊瑚和層孔蟲也是誌留紀較繁盛的兩個門類,常見於生物礁、生物丘和生物層中。誌留紀的珊瑚包括四射珊瑚、chuang板珊瑚和日射珊瑚,數量和屬種類型繁多,至泥盆紀達於鼎盛。層孔蟲的最盛期也在泥盆紀,所以誌留紀是它們的準備期。這些生物都是今日海洋中早已滅絕了的,它們營固著底棲的生活方式,所以在地理分布上有明顯的區域性,但其幼蟲階段可以浮遊,又使其有可能廣泛分布在合適的環境中。
腹足類和雙殼類到誌留紀仍繼續緩緩地發展。它們在整個古生代,無論在豐度還是分異度上,都不如腕足類。腹足類和雙殼類在今日海洋中占著優勢,所以研究它們的生態及其生活環境,對於認識遠古時期的這兩個門類有重要的意義。
與奧陶紀相比,誌留紀頭足類中的鸚鵡螺明顯減少,如奧陶紀常見的內角石類至誌留紀時絕滅了,沒有新的大類在誌留紀中出現。華炎國南方下誌留統頂部的秀山組盛產以四川角石(sichunocers)為代表的鸚鵡螺化石,但無論在數量上還是分異度上,都不及奧陶紀。
海百合類是誌留紀發育最成功的一種棘皮動物,在華炎國蘭多維利世地層中常見的hua瓣海百合(petlocrin-us)和螺旋海百合(spirocrinus)都是常見代表。它們的個體形狀,與現代海洋中的相比,差別很大。誌留紀海林檎的生活方式與現代的比
在節肢動物中,曾稱霸於寒武紀的三葉蟲,經過奧陶紀一度繁盛之後,到誌留紀明顯衰落。在局部地區和層段,地方性分子仍常見,並具有重要的地層對比意義。華炎國華南常見的王冠蟲(coronocephlus)、霸王蟲(se-nticucullus)等就是例證。介形蟲與三葉蟲相比,遠處於劣勢,但局部可以相當豐富。在蘭多維利世晚期到普裏道利世,介形蟲還是有用的標準化石。板足鱟類(eu-rypterids)是誌留紀無脊椎動物中最重要的食rou類代表。它們能遊泳。初現於奧陶紀,它們最強烈的生態衝擊是在誌留紀和泥盆紀。與頭足類中的菊石族不同,板足鱟類不僅見於海洋中,也到半鹹水甚至淡水中生活。
牙形石在誌留紀仍穩定發展它演化快、分布廣,成為繼筆石之後,對比誌留紀地層的又一重要的化石。幾丁蟲(chitinozo)在某些類型的沉積中也相當豐富,它個體很小,呈黑色,狀如瓶頸、棍棒或小球。它的地層意義亦在增長。
寒武紀可再分為早寒武紀、中寒武紀、晚寒武紀。寒武紀是顯生宙最早的地質時代,下一個紀是奧陶紀。
在傳統理論上它可區分為三個時期:早寒武紀(5.41-5.4億年前)、中寒武紀(5.4-5.23億年前)、以及晚寒武紀(5.23-4.92億年前)。這是建立在岩石地層學上的分法。
近幾年藍星地層議事會在華炎國科學家研究的基礎上確立了四分法的寒武紀新年代地層表。
在傳統的岩石地層學上將寒武紀三分為早寒武世、中寒武世和晚寒武世。
但是根據藍星地層學研究的新要求,藍星上使用了新的年代地層學的寒武紀四分法來取代三分法,即:
紐芬蘭統,第二統,第三統,芙蓉統。
紐芬蘭統和第二統內又各分為兩個階,第三統和芙蓉統各分為三個階。與我們一般的認識不同,作為寒武紀生命大爆發的代表的三葉蟲,是在第二統的早期才出現的,而不是寒武紀的一開始。
寒武紀動物qun以具有jianying外殼的、門類眾多的海生無脊椎動物大量出現為其特點,是生物史上的一次大發展。其中三葉蟲最為常見,是劃分寒武係的重要依據。其它尚有無鉸、幾丁質外殼的腕足類小舌形貝、小園貨貝以及古杯類和軟舌螺等。植物qun以藻類為主,還有一些微古植物。寒武紀三葉蟲qun分區現象特別明顯。
動物地理區主要有兩個,即東方太平洋區和西方大西洋區。大西洋動物qun,其分布範圍包括大西洋兩岸,如西北歐及美洲最東部新英格蘭地帶。早寒武世、中寒武世和晚寒武世分別以賀爾姆蟲、奇異蟲和油櫛蟲為代表。太平洋動物qun,則以萊德利基蟲、庫庭蟲和褶盾蟲為代表。
寒武紀生命大爆發(cambrianexplosion):被稱為古生物學和地質學上的一大懸案,自達爾文以來就一直困擾著進化論等學術界。大約6億年前,在地質學上稱做寒武紀的開始,絕大多數無脊椎動物們在幾百萬年的很短時間內出現了。
這種幾乎是同時地、突然地出現在寒武紀地層中門類眾多的無脊椎動物化石(節肢動物、軟體動物、腕足動物和環節動物等),而在寒武紀之前更為古老的地層中長期以來卻找不到動物化石的現象,被古生物學家稱作寒武紀生命大爆發,簡稱寒武爆發。
達爾文在其《物種起源》的著作中提到了這一事實,並大感迷惑。他認為這一事實會被用做反對其進化論的有力證據。但他同時解釋到,寒武紀的動物一定是來自前寒武紀動物的祖先,是經過很長時間的進化過程產生的;寒武紀動物化石出現的突然性和前寒武紀動物化石的缺乏,是由於地質記錄的不完全或是由於老地層淹沒在海洋中的緣故。
寒武紀是地質年代劃分中屬顯生宙古生代的第一個紀,距今約5.7億至5.1億年,寒武紀是現代生物的開始階段,是地球上現代生命開始出現、發展的時期。寒武紀對我們來說是十分遙遠而陌生的,這個時期的地球大陸特征完全不同於今天。寒武紀常被稱為三葉蟲的時代,這是因為寒武紀岩石中保存有比其他類qun豐富的礦化的三葉蟲硬殼。此外,寒武紀還產生了進化史上的一個重要事件寒武紀生命大爆發,在很短(地質意義上的很短,其實也有數百萬年之久)時間內,生物種類突然豐富起來,呈爆炸式的增加。它意味著,生物進化除了緩慢漸變,還可能以跳躍的方式進行。當時出現了豐富多樣且比較高級的海生無脊椎動物,保存了大量的化石,從而有可能研究當時生物界的狀況,並能夠利用生物地層學方法來劃分和對比地層,進而研究有機界和無機界比較完整的發展曆史。但澄江生物qun告訴我們,如今地球上生活的多種多樣的動物門類在寒武紀開始不久就幾乎同時出現。
寒武紀是顯生宙(phanerozoiceon)的開始,標誌著地球生物演化史新的一幕。在寒武紀開始後的短短數百萬年時間裏,包括現生動物幾乎所有類qun祖先在內的大量多細胞生物突然出現,這一爆發式的生物演化事件被稱為寒武紀生命大爆炸(cambrianexplosion)。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動物趨向繁榮,它們營底棲生活,以微小的海藻和有機質顆粒為食物,其中,最繁盛的是節肢動物三葉蟲,故寒武紀又稱為三葉蟲時代,其次是腕足動物、古杯動物、棘皮動物和腹足動物,寒武紀的生物形態奇特,和我們現在地球上所能看見的生物極不相同。比較著名的有早寒武世彩雲之南的澄江生物qun、嘉拿大中寒武世的布爾吉斯頁岩生物qun。寒武紀的生物界以海生無脊椎動物和海生藻類為主。無脊椎動物的許多高級門類如節肢動物、棘皮動物、軟體動物、腕足動物、筆石動物等都有了代表。其中以節肢動物門中的三葉蟲綱最為重要,其次為腕足動物。此外,古杯類、古介形類、軟舌螺類、牙形刺、鸚鵡螺類等也相當重要。拋開牙形石不說,高等的脊索動物還有許多其他代表,如華炎國彩雲之南澄江生物qun中的華炎鰻、彩雲之南魚、海口魚等,嘉拿大布爾吉斯頁岩中的皮開蟲,鷹醬國上寒武紀的鴨鱗魚。
地衣
地衣
在潮shi的低地,可能分布有苔蘚和地衣類的低等植物,但它們還缺乏真正的根莖組織,難以在幹燥地區生活;無脊椎動物也還沒有演化出適應在空氣中生活的機能。寒武紀沒有真正的陸生生物,大陸上缺乏生氣、荒涼一片。
古生物學引用大爆發一詞,來形容生物多樣性突然爆發式出現。根據寒武紀開始時痕跡化石和小殼化石的突然多樣性和複雜性,寒武紀大爆發的理論在澄江生物qun發現之前就已提出,但對寒武紀大爆發所產生的動物及動物qun落結構特征所知甚微,即使著名的嘉拿大布爾吉斯頁岩動物qun化石也比寒武紀大爆發晚1000多萬年,不能迴答寒武紀初期海洋中具體有什麽生命。
澄江生物qun的地質時代正處於寒武紀大爆發時期,它讓我們如實看到5.3億年前動物qun的真實麵貌,各種各樣的動物在寒武紀大爆發時期迅速起源,立即出現,它將動物多樣性的曆史前推到寒武紀早期。
寒武紀的生物形態奇特,和地球上的現生生物極不相同。最古老的魚種也出現在這個時代,是耳材村海口魚(haikouichthysercaicunensis),該化石發掘在澄江生物qun。
寒武紀的開始,標誌著地球進入了生物大繁榮的新階段。而在寒武紀之前,地球早已經形成了,隻是在幾十億年的漫長過程中一片死寂,那時地球上還沒有出現門類眾多的生物。這樣,科學家們便把寒武紀之前這一段漫長而缺少生命的時間稱作前寒武紀。前寒武紀約占全部地史時間的六分之五,由於沒有足夠的生物依據,我們對地球的這段曆史知之甚少。
根據有關生命活動跡象的寶貴資料,也是為了研究上的便利,地質學家把漫長的前寒武紀分為太古代、元古代兩部分。太古代之前(地球形成之初-38億年前)則有多種不同的稱唿。
太古代離我們久遠,其時限約從38億年至26億年前,長達12億年。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長的12億年間,是地球形成後的初始期,地表到處形成童山和荒漠,由於年代久遠,確實很難尋覓到化石,人們對這一時期的生命活動了解得很少。但20世紀後半期,科學家們陸續在南非和澳大利亞獲得了重大收獲,在變質程度不太劇烈的沉積岩層中發現了疊層石,這是微生物和藻類活動的產物。此外,人們在這些古老的岩層中還分析出大量的有機化合物(如苯、烴基苯等)和環形化合物(如呋喃、甲醇、乙醛等)。在南非的一套古老沉積岩中,科學家們借助先進的精密觀測儀器,發現了200多個與原核藻類非常相似的古細胞化石,這些微體化石一般為橢圓形,具有平滑的有機質膜,這是人們迄今為止發現的最古老、最原始的化石,也是在太古代地層中發現的最有說服力的生物證據。從生物界看,這是原始生命出現及生物演化的初級階段,當時隻有數量不多的原核生物,他們隻留下了極少的化石記錄。從非生物界看,太古宙是一個地殼薄、地熱梯度陡、火山-岩漿活動強烈而頻繁、岩層普遍遭受變形與變質、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一係列特殊沉積物的時期;也是一個矽鋁質地殼形成並不斷增長的時期,又是一個重要的成礦時期。
元古代的時限自26億年前至5.7億年,在這段地史中,原核生物演化為真核細胞生物,形成地史時期的菌-藻類時代。人們在這一時期的古老地層中發現過微古植物化石、宏觀藻類化石及疊層石。僅在我們華炎國,古生物學家就已發現元古代不同時期的微古植物化石80餘屬、近200個種,生命在元古代得到進一步繁榮,那時的地球已不再是滿目荒蕪了。初期地表已出現了一些範圍較廣、厚度較大、相對穩定的大陸板塊。因此,在岩石圈構造方麵元古代比太古代顯示了較為穩定的特點。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧,而且隨著植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強,大氣圈的含氧量繼續增加。元古代的中晚期藻類植物已十分繁盛,明顯區別於太古代。
元古代末期,大約從8.5-5.7億年,被命名為震旦紀,這是因為這段時間在生命演化曆程中具有承前啟後的意義,並且它的命名地是在華炎國。
震旦(sinian)意指華炎國,古印鍍就稱華炎大地為震旦,德國地質學家首先把它用於地層學,後來許多學者都仿效使用,但含義有所不同。後來地質學家們重新定義了震旦紀,華炎國著名地質學家李四光等在長江三峽建立起完整的震旦紀地質剖麵,這就是有名的峽東剖麵,它向全世界提供了地層對比的依據。
震旦紀已有了明確的生物證據,在動物界出現了低等的小型具硬殼的物種,以及大量luolou的高級動物,後者就是發現於澳大利亞的埃迪卡拉動物qun。在植物方麵表現為高級藻類(如紅藻、褐藻類等)的進一步繁盛,宏觀藻類也得到飛速的發展,這時的地球已徹底改變一片死寂、毫無生氣的麵貌了。
昆蟲遠祖的遠祖----撫仙湖蟲生態景觀
昆蟲遠祖的遠祖----撫仙湖蟲生態景觀
震旦紀(sinian-period)是元古代最後期一個獨特的地史階段。從生物的進化看,震旦係因含有無硬殼的後生動物化石,而與不含可靠動物化石的元古界有了重要的區別;但與富含具有殼體的動物化石的寒武紀相比,震旦係所含的化石不僅種類單調、數量很少而且分布十分有限。因此,還不能利用其中的動物化石進行有效的生物地層工作。震旦紀生物界最突出的特征是後期出現了種類較多的無硬殼後生動物,末期又出現少量小型具有殼體的動物。高級藻類進一步繁盛,微體古植物出現了一些新類型,疊層石在震旦紀早期趨於繁盛,後期數量和種類都突然下降。再從岩石圈的構造狀況來看,震旦紀時地表上已經出現幾個大型的、相對穩定的大陸板塊,之上已經是典型的蓋層沉積,與古生界相似。因此,震旦紀可以被認為是元古代與古生代之間的一個過渡階段。
埃迪卡拉動物qun主要由類似水母類、蠕蟲類、海鰓綱的生物所組成,多保存為印痕化石,盡管它們的形態、結構都很原始,但它們被認為是20世紀古生物學最重大的發現之一。這一發現使科學界擯棄了長期以來認為在寒武紀之前不可能出現後生動物化石的傳統觀念。所謂後生動物即是指相對於原生動物的各種多細胞動物。
奧陶紀(ordovician-period,ordovician,符號o),地質年代名稱,是古生代的第二個紀(原始的脊椎動物出現),開始於距今5億年,延續了6500萬年。奧陶紀開始於同位素年齡488.3±1.7ma(millionanniversary,百萬年、),結束於443.7±1.5ma。
奧陶紀在地質學上,是古生代中5.1億年~4.38億年前這段時間,可分為三個時期--奧陶紀早期(早奧陶世,5.1億年~4.78億年前),奧陶紀中期(中奧陶世,4.78億年~4.53億年前)和奧陶紀晚期(晚奧陶世,4.53億年~4.38億年前)。
奧陶紀是曆史上麵海侵最廣泛的時期之一,世界許多地區都廣泛分布有海相地層。在板塊內部的地台區,海水廣布,表現為濱海淺海相碳酸鹽岩的普遍發育,在板塊邊緣的活動地槽區,為較深水環境,形成厚度很大的淺海、深海碎屑沉積和火山噴發沉積。奧陶紀末期曾發生過一次規模較大的冰期,其分布範圍包括非洲(特別是北非)、南美的阿根廷和玻利維亞以及歐洲的西班牙和法國南部等地。
奧陶紀是地史上大陸地區遭受廣泛海侵的時代,是火山活動和地殼運動比較劇烈的時代,也是氣候分異、冰川發育的時代。奧陶紀是海生無脊椎動物真正達到繁盛的時期,也是這些生物發生明顯的生態分異的時期。在奧陶紀後期,各大陸上不少地區發生重要的構造變動、岩漿活動和熱變質作用,使得這些活動區的部分地區褶皺成為山係,從而在一定程度上改變了地殼構造和古地理輪廓。
科學家認為,奧陶紀時期,各大陸相對於兩極的位置和大陸之間的相對位置都曾發生過重要的改變。當時,西伯利亞中北部、嘉拿大北部的部分地區、華炎國北部和澳大利中西部都屬於幹熱氣候的地區;相反,北非的撒哈拉沙漠、南非開普地區曾經覆蓋著厚厚的冰層,屬於寒冷氣候地區。這說明,奧陶紀時,古南極在而今的撒哈拉沙漠以南,古北極位於南太平洋,古赤道恰好穿過西伯利亞中西部和中亞一帶,經嘉拿大西部向南太平洋岸南下。
華炎國的海侵是在海域延續下來的。揚子地台和中朝地台西部邊緣地帶,在中、晚寒武世或早奧陶世略有上升,奧陶紀早期地層缺失,較新的奧陶紀地層與寒武係呈假整合接觸。在中朝地台的中部、東部和揚子地台,奧陶紀地層與寒武紀地層皆呈整合接觸。中奧陶世之後中朝地台上升為陸地,除西部邊緣地區外,晚奧陶世沒有沉積。奧陶紀加裏東運動在地台區表現為頻繁的震蕩運動,地槽區有較多的火山噴發岩、中基性和中酸性火山岩,如北方地槽區。祁連山地槽區火山活動有兩個時期,一是早奧陶世中期,另一是晚奧陶世。
歐亞大陸上有4個穩定的地台區,即毛熊國地台(東歐地台)、西伯利亞地台和規模較小的中朝地台、揚子地台。印鍍半島和阿拉伯半島也屬穩定區,但其還包括在南大陸的範圍。前述4個地台,除少數地區外,基本上被海水侵入,形成淺海水域,地台的周圍被地槽區所圍繞。毛熊國地台和揚子地台的南緣,呈東西向條帶狀的海域即古地中海。古地中海的南緣止於非洲北部、阿拉伯半島中部、伊狼南部和印鍍半島北部,向南經中南半島與澳大利亞東部及北部奧陶紀的海域相連,更南可能shen延到南極地區。北美大部為地台淺海地區,沉積以石英砂岩、頁岩和碳酸鹽岩為主,厚度不大。北美大陸的東西兩側為地槽區的海域,西部以碎屑岩和碳酸鹽岩為主,東部以硬砂岩、泥岩和火山岩為主。南美的西部太平洋沿岸地帶為地槽海域,北部的中部為地台淺海海域。南大陸的周圍邊緣地帶皆被地槽區或地台型海域所圍繞,非洲、印鍍半島、澳大利亞西南部、南美東部和南極洲的東部皆為陸地。
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奧陶紀早、中期繼承了寒武紀的氣候,氣候溫暖、海侵廣泛;奧陶紀晚期南大陸的西部發生了大規模的大陸冰蓋和冰海沉積,代表寒冷的極地氣候。按古地磁數據,奧陶紀南極應位於而今北非西北部,這與非洲冰磧層的分布應位於南極圈內的解釋是吻合的。南大陸的東部仍處於赤道附近。北美、西伯利亞和華炎國華北地區有蒸發岩沉積,推測為幹熱氣候環境,屬於低緯度地區。奧陶紀北極應位於南太平洋,大陸地區基本上位於南半球,從沉積物來判斷,當時南半球的氣候分帶比較明顯。由於晚奧陶世末期大冰期的存在,同時影響全球海平麵的下降,並引起廣泛的海退。
奧陶紀氣候溫和,淺海廣布,世界許多地區(包括我國大部分地區)都被淺海海水掩蓋,海生生物空前發展,較寒武紀更為繁盛。化石以三葉蟲、筆石(graptolites)、腕足類、棘皮動物中的海林檎類(cystoides)、軟體動物中的鸚鵡螺類(nautilites)最常見,苔蘚蟲、牙形石、腔腸動物中的珊瑚、棘皮動物中的海百合、節肢動物中的介形蟲和苔蘚動物等也很多。節肢動物中的板足鱟類(eutypterids)和脊椎動物中的無頜類[如甲胄魚類(os-tracoderms)]等均已出現。低等海生植物繼續發展,淡水植物據推測可能在奧陶紀也已經出現。
淡水無顎魚
在奧陶紀早期,約5億年前,首次出現了可靠的陸生脊椎動物--淡水無顎魚。
奧陶紀中期,在北美落基山脈地區出現了原始脊椎動物異甲魚類--星甲魚和顯褶魚,在南半球的澳大利亞也出現了異甲魚類。植物仍以海生藻類為主。
腕足動物在這一時期奧演化迅速,大部份的類qun均已出現,無鉸類、幾丁質殼的腕足類逐漸衰退,鈣質殼的有鉸類則盛極一時;鸚鵡螺進入繁盛時期,它們身體巨大是奧陶紀的海洋中兇猛的rou食性動物;由於大量食rou類鸚鵡螺類的出現,為了防禦,三葉蟲在xiong、尾長出許多針刺,以避免食rou動物的襲擊或吞食。珊瑚中奧陶世開始出現,複體的珊瑚雖說還較原始,但已能夠形成小型的礁體。由於海洋無脊椎動物的大發展,在前寒武紀時非常繁盛的疊層石在奧陶紀時急劇衰落。
奧陶紀時期的海洋生物是現代動物的最早祖先。珊瑚和叫做星狀動物的古老海星生長在洋底。海底的帶殼動物包括與現代牡蠣有關的軟體動物、看起來與軟體動物相似的腕足動物和外殼卷曲的腹足動物。頭足類--現生魷魚的堂兄弟--快速遊過海底搜尋獵物。但最大的新出現的動物是像薩卡班巴魚這樣的無頜類。無頜類,例如發觀於南美的薩卡班巴魚,是地球上最早的脊椎動物之一。這一時期仍然沒有任何動物種類生活在陸地上。
誌留紀(silurian-period)(筆石的時代,陸生植物和有頜類出現)是早古生代的最後一個紀,也是古生代第三個紀。約開始於4.4億年前,結束於4.1億年前。島本國學者音譯(日語誌留讀作siru,音近silu),中文借用。由於誌留係在波羅的海哥德蘭島上發育較好,因此曾一度被稱為哥德蘭係。誌留紀可分早、中、晚三個世。
誌留係一名源於威爾士地區一個古老部族silures。1835年,鷹國r.i.莫企遜,在威爾士地區建立了廣義的誌留係,對岩係作了劃分,用筆石與殼相化石進行對比。1879年,c.拉普沃思把莫企遜廣義的誌留係下層命名為奧陶係。中文名源自舊時島本國人使用日語漢字音讀的音譯名誌留紀(音讀:シルキ騾馬字:siruki)。
升,表現了一個巨大的海侵旋迴。誌留紀晚期,地殼運動強烈,古大西洋閉合,一些板塊間發生碰撞,導致一些地槽褶皺升起,古地理麵貌巨變,大陸麵積顯著擴大,生物界也發生了巨大的演變,這一切都標誌著地殼曆史發展到了轉折時期。
誌留紀地層在世界分布較廣,淺海沉積在亞、歐、美洲的大部分地區,及澳大利亞的部分地區。非洲、南極洲大部分為陸地。
誌留紀的分層係統,筆石為首選門類,蘭多維利、文洛克、羅德洛3個統均在鷹國確立。此外,在挪威南部、嘉拿大東部的安蒂科斯蒂島、瑞典的哥德蘭島、烏克蘭的波多利亞地區、捷克和斯洛伐克的布拉格地區,都有發育良好的誌留紀地層、生物qun。
誌留係的頂界,已選定均一單筆石(monoraptusuniformis)生物帶的底為界,選擇捷克、斯洛伐克的巴蘭德地區克倫克剖麵作為其界線層型剖麵。誌留係的底界,用筆石(parakidoraptusacuminatus)帶的底界為界,界線層型選在蘇格蘭莫發地區的道勃斯林(dobslinn)剖麵。由於該剖麵地質構造複雜,岩相單一,化石單調,沉積環境不適宜於底棲生物,所以這個方案尚待繼續檢驗。
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誌留紀的無脊椎動物,與奧陶紀生物關係密切,許多種類在經曆奧陶紀末滅絕事件後,進入一個新的複蘇階段。
筆石是海洋漂浮生態域中引人注目的生物,筆石以單筆石類為主,如單筆石、弓筆石、鋸筆石、耙筆石等。筆石分布廣,演化快,在地層對比中有獨特的價值。
在淺海底棲生物中,腕足動物的數量最多。殼長可超過80厘米,發育匙形台、五房貝族是最具特征的一類,始於晚奧陶世,到誌留紀鼎盛。無洞貝族、無窗貝族、石燕族,自奧陶紀之後,穩定發展,後來成為腕足動物的主要族qun。在奧陶紀大量繁殖的正形貝、扭月貝,到誌留紀明顯衰落。
珊瑚和層孔蟲也較繁盛,常形成生物礁、生物丘、生物層。四射珊瑚、chuang板珊瑚、日射珊瑚常發現於蘭多弗裏世晚期以來的海中,數量種類繁多,這幾種珊瑚、層孔蟲至泥盆紀到達鼎盛,但今早已滅絕。
誌留紀的生物麵貌與奧陶紀相比,有了進一步的發展和變化。海生無脊椎動物在誌留紀時仍占重要地位,但各門類的種屬更替和內部組分都有所變化。如筆石動物保留了雙筆石類,新興的單筆石類也很繁盛;腕足動物內部的構造變得比較複雜,如五房貝目、石燕貝目、小zui貝目得到了發展;軟體動物中頭足綱、鸚鵡螺類顯著減少,而雙殼綱、腹足綱則逐步發展;三葉蟲開始衰退,但蛛形目和介形目大量發展;節肢動物中的板足鱟,也稱海蠍在晚誌留世海洋中廣泛分布;珊瑚綱進一步繁盛;棘皮動物中海林檎類大減,海百合類在誌留紀大量出現。
脊椎動物中,無頜類進一步發展,有頜的盾皮魚類和棘魚類出現,這在脊椎動物的演化上是一重大事件,魚類開始征服水域,為泥盆紀魚類大發展創造了條件。
植物方麵除了海生藻類仍然繁盛以外,晚誌留世末期
,陸生植物中的luo蕨植物首次出現,植物終於從水中開始向陸地發展,這是生物演化的又一重大事件。
誌留係的再分,包括4個統及其各自的分階。
1蘭多維利統。標準地區在鷹國威爾士南部達費德的蘭多維利鎮周圍。蘭多維利統分成3個階,最底部的階稱為魯丹階,其底界與藍星上已通過的誌留係底界一致;第2個階稱為阿埃羅尼安階(aeronian),以筆石demirastritestriantus生物帶之底為底界;最上部稱特利奇階,以筆石spiroraptusturrictus帶之底為底界。
2文洛克統。標準地區在英格蘭什羅普郡的文洛克地區。分成兩個階,下部謝因伍德階和上部霍麥爾階。謝因伍德階的開始,也是文洛克統的開始,以cyrtor-aptuscentrifuus帶的出現為標誌;霍麥爾階則以cy-rtoraptuslundreni帶為最底部一個筆石帶。
3羅德洛統。標準地區在英格蘭什羅普郡的羅德洛地區
誌留紀
誌留紀
。共分成兩個階,格斯特階和路德福德階。格斯特階的底界亦即文洛克與羅德洛兩個統之間的分界,與筆石neodiversoraptusnilssoni帶的底界相吻合,路德福特階的底界相當於筆石saetoraptusleintward-inensis帶之底。
4普裏道利統。標準地區在捷克和斯洛伐克的巴蘭德地區。其底界為monoraptusparultimus帶的底,頂界即誌留係頂界。到目前為止,這個統尚未能再分成若幹階。有人對這個統的級別還在懷疑,甚至認為隻是一個階而不是一個統。
誌留紀時期全球主要的地塊有岡瓦納、勞倫、歐洲(波羅的海)、西伯利亞、科累馬、哈薩克斯坦、中朝、塔裏木、華南等9個。其中最大的是岡瓦納地塊,集中在南半球的高緯度區。其他地塊則分布在當時的中、低緯度區,特別是低緯度區。介於勞倫和歐洲兩大板塊之間的海洋為古大西洋。這一古洋在加裏東末期一度閉合,形成加裏東褶皺帶。勞倫板塊與之間的前阿巴拉契亞洋閉合後形成阿巴拉契亞褶皺帶。勞倫板塊與歐洲板塊在誌留紀末期相遇碰撞,形成廣泛沉積老紅砂岩的歐美大陸。當時的西伯利亞板塊與現今的地理方位幾乎轉了180哈薩克斯坦板塊是由數個中間地塊聯合而成,介於西伯利亞與塔裏木兩個板塊之間。無論從動物qun特征或海相紅層等沉積特征來看,都表明塔裏木介於中朝與華南二板塊之間。中朝與華南兩個板塊之間為秦嶺洋
誌留紀時期的深水洋盆的沉積物很少保存。這是因為地質曆史中的多次板塊之間的碰撞和俯衝使之幾乎喪失殆盡,保存下來的都是當時大陸架至陸坡的沉積物。誌留紀各大板塊是陸表海和陸棚淺海廣布的時期,台地碳酸鹽發育最為廣泛,其中以北美洲最為典型。它的中部廣泛分布台地型的淺水碳酸鹽相,包括鷹醬國中部、西部和嘉拿大西部的白雲岩套,以及嘉拿大東部及白雲岩套周緣的石灰岩套,在北美洲的西緣出現明顯的岩相分異,即由白雲岩套向西變成灰岩、泥岩過渡相帶,再向西變成碎屑岩相帶。北美洲的東緣也有類似的岩相分異,即向東由台地碳酸鹽岩變為碎屑岩相帶。歐洲大陸特別是波羅的海沿岸、中歐、東歐主要是台地型的間夾盆地的筆石頁岩沉積,至西歐出現台地碳酸鹽岩至台緣斜坡筆石頁岩的明顯岩相、生物相分帶。西伯利亞地台上沉積碳酸鹽岩和筆石泥岩的誌留紀地層,厚度甚小,而其周緣的活動帶則轉為巨厚的碳酸鹽岩及火山複理石建造。華南板塊乃至西藏中間地塊及它們的周緣活動帶,都是以為主間夾碳酸鹽岩的沉積。華南板塊誌留紀岩相、生物相的分異也十分典型,即西部碳酸鹽岩和碎屑岩的台地型沉積,含殼相及筆石動物qun;東部為碎屑岩及複理石的盆地沉積,含筆石動物qun。誌留紀的岡瓦納大陸,包括了非洲、大洋洲和南美洲的廣大地域。非洲北部至南美洲的東、北部沉積了類似的
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台地型泥岩和細碎屑岩,含有相同的malvinokaffric動物qun。澳大利亞東部及塔斯馬尼亞、新西蘭則為大套的複理石建造,為大陸斜坡的深水沉積。
就無脊椎動物而言,誌留紀有許多獨特之處。最常見的化石包括筆石、腕足類、珊瑚等。筆石以單筆石類為主,如單筆石(monoraptus)、弓筆石(cyrtoraptus)、鋸筆石(pristioraptus)和耙筆石(rastrites)等,它們是誌留紀海洋漂浮生態域中最引人注目的一類生物。早期並有自奧陶紀上延的雙筆石類的代表,如雙筆石(di-ploraptus)和柵筆石(climacoraptus)等。筆石分布廣,演化快,同一物種可以在世界上許多洲發現。根據筆石演化的階段
誌留紀棘皮動物
誌留紀棘皮動物
特征及特殊類型的地質曆程,在地層對比中有獨特的價值。誌留紀分統分階的界線確定主要依賴於筆石帶。
腕足動物的數量相當多,在淺海平底底棲生物中常占you絕對優勢。所以,誌留紀時代被譽為腕足類的壯年期。通常個體較大、鉸合線短、發育匙形台和腕器官的五房貝族是最具特征的一類代表,它們始見於晚奧陶世,到誌留紀達於鼎盛。具腕螺、鉸合線較長的石燕族,始見於誌留紀最早期,它的起源至今還是個謎。具腕螺、鉸合線短的無洞貝族和無窗貝族自奧陶紀延續上來之後,一直穩定發展。在奧陶紀達於極盛的正形貝和扭月貝兩大族,到誌留紀明顯衰落。
珊瑚和層孔蟲也是誌留紀較繁盛的兩個門類,常見於生物礁、生物丘和生物層中。誌留紀的珊瑚包括四射珊瑚、chuang板珊瑚和日射珊瑚,數量和屬種類型繁多,至泥盆紀達於鼎盛。層孔蟲的最盛期也在泥盆紀,所以誌留紀是它們的準備期。這些生物都是今日海洋中早已滅絕了的,它們營固著底棲的生活方式,所以在地理分布上有明顯的區域性,但其幼蟲階段可以浮遊,又使其有可能廣泛分布在合適的環境中。
腹足類和雙殼類到誌留紀仍繼續緩緩地發展。它們在整個古生代,無論在豐度還是分異度上,都不如腕足類。腹足類和雙殼類在今日海洋中占著優勢,所以研究它們的生態及其生活環境,對於認識遠古時期的這兩個門類有重要的意義。
與奧陶紀相比,誌留紀頭足類中的鸚鵡螺明顯減少,如奧陶紀常見的內角石類至誌留紀時絕滅了,沒有新的大類在誌留紀中出現。華炎國南方下誌留統頂部的秀山組盛產以四川角石(sichunocers)為代表的鸚鵡螺化石,但無論在數量上還是分異度上,都不及奧陶紀。
海百合類是誌留紀發育最成功的一種棘皮動物,在華炎國蘭多維利世地層中常見的hua瓣海百合(petlocrin-us)和螺旋海百合(spirocrinus)都是常見代表。它們的個體形狀,與現代海洋中的相比,差別很大。誌留紀海林檎的生活方式與現代的比
在節肢動物中,曾稱霸於寒武紀的三葉蟲,經過奧陶紀一度繁盛之後,到誌留紀明顯衰落。在局部地區和層段,地方性分子仍常見,並具有重要的地層對比意義。華炎國華南常見的王冠蟲(coronocephlus)、霸王蟲(se-nticucullus)等就是例證。介形蟲與三葉蟲相比,遠處於劣勢,但局部可以相當豐富。在蘭多維利世晚期到普裏道利世,介形蟲還是有用的標準化石。板足鱟類(eu-rypterids)是誌留紀無脊椎動物中最重要的食rou類代表。它們能遊泳。初現於奧陶紀,它們最強烈的生態衝擊是在誌留紀和泥盆紀。與頭足類中的菊石族不同,板足鱟類不僅見於海洋中,也到半鹹水甚至淡水中生活。
牙形石在誌留紀仍穩定發展它演化快、分布廣,成為繼筆石之後,對比誌留紀地層的又一重要的化石。幾丁蟲(chitinozo)在某些類型的沉積中也相當豐富,它個體很小,呈黑色,狀如瓶頸、棍棒或小球。它的地層意義亦在增長。