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古生代

古生代(Paleozoic,符号PZ)是地质时代中的一个时代,开始于同位素年龄542±0.3百万年(Ma),结束于251±0.4Ma。古生代属于显生宙,上一个代是新元古代,下一个代是中生代。

古生代是显生宙的第一个代,上一个代是元古宙新元古代,下一个代是中生代。古生代包括寒武纪奥陶纪志留纪泥盆纪石炭纪二叠纪。其中寒武纪、奥陶纪、志留纪又合称早古生代,泥盆纪、石炭纪、二叠纪又合称晚古生代。

古生代意为远古的生物时代,持续约3亿年。对动物界来说,这是一个重要时期。它以一场至今不能完全解释清楚的进化拉开了寒武纪的序幕。寒武纪动物的活动范围只限于海洋,但在古生代的延续下,有些动物的活动转向干燥的陆地。古生代后期,爬行动物和类似哺乳动物的动物出现,古生代以迄今所知最大的一次生物绝灭宣告完结。

早古生代称为无脊椎动物时代。 晚古生代称为鱼类两栖类时代。

动物群海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。在奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪,相继出现低等鱼类、古两栖类和古爬行类动物。鱼类在泥盆纪达于全盛。石炭纪和二叠纪昆虫和两栖类繁盛。古植物以海生藻类为主。

地质的特征:

包括早古生代伊迪卡拉纪寒武纪、奥陶纪、志留纪和晚古生代泥盆纪石炭纪二叠纪。早古生代是海生无脊椎动物的发展时代,如寒武纪的节肢动物三叶虫奥陶纪的笔石和头足类、泥盆纪的珊瑚类和腕足类等。最早的脊椎动物无颚鱼也在奥陶纪出现。植物以水生菌藻类为主,志留纪末期出现裸蕨植物。在晚古生代,脊椎动物开始在陆地生活。鱼类在泥盆纪大量繁衍,并向原始两栖类演化。石炭纪和二叠纪时,两栖类和爬行类已占主要地位。植物也进入依靠孢子繁殖的蕨类大发展时期,石炭纪和二叠纪因有蕨类森林而成为地质历史上的重要成煤期。古生代的地壳运动和气候变化深刻影响自然环境的发展。早古生代的地壳运动在欧洲称加里东运动,在美洲称太康运动,在中国又称广西运动。此时古北美、古欧洲、古亚洲、冈瓦纳古陆及古太平洋、古地中海都已形成。晚古生代地壳运动在欧洲称海西(华力西)运动,在北美称阿勒盖尼运动,在中国又称天山运动。经过古生代地壳运动,世界许多巨大的褶皱山系出现,南方的冈瓦纳古陆和北方的劳亚古陆联合在一起,形成泛古陆联合古陆)。晚古生代在冈瓦纳古陆发生了大规模的冰川作用大冰盖分布于古南纬60°以内的今南非、阿根廷等地,该冰川作用期即地质历史上的石炭二叠纪大冰期。古生代的地层总称古生界

古生代意为远古的生物时代,持续了约3亿年。对动物界来说,这是一个重要时期。它以一场至今不能完全解释清楚的进化拉开了寒武纪的序幕。寒武纪动物的活动范围只限于海洋,但在古生代的廷续下,有些动物的活动转向干燥的陆地。古生代后期,爬行动物和类似哺乳动物的动物出现,古生代以迄今所知最大的一次生物绝灭宣告完结。

早古生代划分三个纪:寒武纪是根据英国威尔士西部的寒武山而得名;奥陶纪是英国威尔士的一个民族的名称;志留纪是威尔士民族居住地。

晚古生代也划分三个纪:早、晚古生代之间有一个地壳运动,称为加里东运动。海西运动结束了古生代的历史。泥盆纪是根据英国西南的德文郡命名,日译为泥盆,我国沿用至今。石炭纪,因盛产煤层而得名,石炭是煤的旧时称呼。二叠纪首先研究地点在乌拉尔山西坡彼尔姆,因这套地层明显具有上、下两部分,日译为二叠纪,也为我国采用。

该时期地壳发展日趋稳定,加里东运动以后,世界绝大部分地槽回返褶皱,古生代末期海西运动后,世界范围内仅剩下两在地槽与两在古陆对立形势,地球在这时的南北分异较为明显。古地理发展的海陆配置,这时也发生较大变化,初步建立了现时地貌轮廓。生物的演替,经过了几次飞跃,植物与动物都先后征服了大陆,高等生物发育繁衍。该期主要地质事件有:

(1)从海洋占绝对优势到陆地面积不断扩大。

前古生代,地球上出现不少古陆,但多为一些地槽海所分隔,在元古代褶皱回返的地槽,到古生代时又重新下陷,形成广阔的地台浅海,因此早古生代时,地球仍然是汪洋泽土,海洋占有绝对优势。早古生代,特别是志留纪末期的地壳运动,称为加里东运动。这次运动后,加里东地槽全部回返褶皱,另一些地槽也部分发生褶皱回返,如蒙古地槽北缘的阿尔泰萨彦岭地区;阿马拉契亚地槽的北段和南段的一部分;塔斯马尼亚地槽的南段等。地槽褶皱回返转化为地台以后,由于活动区转化为稳定区,不但大地构造性质发生变化,而且隆起上升,由海洋成为陆地,所以加里东运动后,世界陆地面积便不断扩大了。

(2)南升北降地壳发展形势到北方大陆联合南方大陆开始解体。

经过了加里东运动以后,一些地槽回返褶皱上升为陆地。但到了晚古生代,有些地区又开始下沉,成为地台浅海,因此世界总的形势仍然是南升北降,南方为大致连在一起的冈瓦纳古陆;北方除加拿大与欧洲连起来以外,其余地区仍为地槽海与地台浅海所分割。但是到了晚古生代后期,由于海西运动,世界大部分地槽回返上升,世界范围内只有横亘东西的古地中海地槽和环太平洋地槽还是海洋外,其余均隆起为陆地,于是北方古陆联合为一体,称为劳亚古陆。被古地中海所隔的南方冈瓦纳古陆,却开始解体,印非之间被海水所侵成为中生代大陆全面漂移所发生的前奏。

(3)地壳发展由活动趋向稳定,形成两在地槽与南北古陆对立形势。

发生在古生代,尤其是在二叠纪所发生的海西(华力西)运动,其影响要远比加里东运动大得多。通过这次运动,世界绝大多数地槽全部回返上升。如西欧地槽、乌拉尔地槽、阿巴拉契亚地槽、塔斯马尼亚地槽等均转化为地台。上述地槽约有大部分位于北半球,因此经过海西运动后,世界范围内地壳发展日趋稳定,出现许多年轻地台,开始了两在地槽与两大古陆的对立形势,结束了地槽占优势的历史。

(4)北方发育广大煤田,南方冰雪晶莹。

海西阶段,地壳运动频繁,海槽相继隆起,陆地面积不断扩大,陆地森林繁茂,尤其是沼泽地带,更适合一些进化不很完全的植物生长,再加上石炭二叠纪气候湿润,因此植物大量繁衍,那时的北半球呈现出绿树成荫,森林繁茂的景观。又因地壳运动频繁,海陆多变,陆地长好的植物,常为海水覆盖,不久又上升为陆地,继续生衍森林,这种环境,恰为成煤创造了良好条件,因此,石炭、二叠纪是北半球最主要的成煤时期。

晚古生代的冈瓦纳古陆,虽然在印非之间下沉,海水内侵,却仍高高隆起,出现自震旦冰期以来的又一次大冰期石炭二叠冰期。冰川活动持续5000万年,冰盖面积仅巴西境内就超过400万平公里。这次冰期正好位于当时南极周围,冰川中心厚,呈放射状向四周围扩散,应属极地大陆冰盖类型。这次冰积物现在的分布位置,恰在非洲南部,印度半岛,南美的东缘,如果将这些大陆拼合,便恢复了大陆漂移前的状况,为大陆漂移说提供了有力的证据。

(5)中国地壳处于北升南降,北方稳定南方活跃的发展形势。

元古代中国北方形成的古陆,到早古生代仍在不断扩大,中奥陶纪以后,华北整体上升,形成华北陆台,并与西部塔里木古陆,东北、朝鲜连成一片陆地,称为中朝陆台。

南方受加里东运动的影响,陆地面积也在不断扩大,志留纪末,是加里东构造阶段最剧烈的时期,南方大部分为广西运动。这次运动使湘、桂、赣边的南岭地区上升,位于江南古陆康滇古陆之间的上杨子海上升形成上杨子古陆,并与江南古陆、康滇古陆联成陆地。这时江浙一带的华夏海岛,也成为华夏古陆。加里东运动后,我国西部的天山、昆仑山、祁连山、秦岭、大小兴安岭喜马拉雅地区仍处于活动海槽。中国地壳北升南降的形势,早古生代就已形成。

早元古代我国北方形成的阿拉善古陆、晋陕古陆、胶东古陆,在早古生代初期仍下沉为地台浅海、至中奥陶纪后,才与华北大陆整体上升。以上说明早古生代整个北方多处于稳定的地台阶段,沉积了稳定的地台浅海沉积,以石灰岩为主,岩层厚度多在数十米以内,而华南则沉积了厚度较大的碎屑岩系,反映了地壳运动较为活跃的特点。因此,早古生代中国地壳发展显示了北方稳定南方活跃的特点。

晚古生代中国与世界一样,陆地面积进一步扩大,北升南降,北方稳定南方活跃的形势空前发展,中国初步奠定了现时地貌轮廓。

在华北、东北南中地区,从晚奥陶纪就已上升为陆地以来,沉积间断了一亿数千万年之久,到了中石炭纪,地壳才发生沉降,出现多次短暂的海侵,这种时海、时陆的海陆交互作用,最有利于成煤。因此华北煤田,主要形成于中、上石炭纪及早二叠纪,如本溪组、太原组、山西组等这些古生代的地层中,均广泛分布煤田。至晚二叠纪时,又全部隆起成陆,沉积了陆相地层,一直延续至今,这样华北及东北南部便结束了海侵历史。新生代虽然沿海有几次海侵,但与过去相比,规模小、时间短,是微不足道的。在华南,早古生代末的广西运动(加里东)对该区的影响:很多地区在早泥盆纪上升为陆地,但到中晚泥盆纪时,一些地区复又被海水覆盖。当晚二叠纪的北方,已是一片陆地之时,而南方的半壁河山,仍在海洋之中。由于地壳活跃,火山喷发,流出的火山岩峨眉玄武岩散布在大半个西南地区。由于海陆交替频繁,有利煤田形成。

在中国北部、西北部,原来分布好几条大地槽,沉积了厚至一二万米碎屑岩和火山岩。由于受晚古生代末海西运动的影响,天山、昆仑祁连秦岭阿尔泰、蒙古兴安岭等地槽,都相继褶皱隆起。

上述我国经过晚古生代海西运动后,华北、西北、东北以及华南部分, 已连成广阔的大陆,我国大陆只有西藏、西南和华南部分地区及东北乌苏里江口等地区有海水存在。所以说,晚古生代,或者海西构造阶段,是海洋向陆地转化的重大变革时期,也是中国出现大陆占优势的时代。同时经过了海西运动后,地势起伏,分异显著,山盆相间的景观,也开始出现。山盆的出现阻隔了气流自由流通,同时陆地增多,气候由湿润而转为干燥。这一方面使生物界受到一次严峻考验,另一方面也促进了生物的演化,为中生代生物大飞跃,提供了条件。

从上述整个古生代地壳发展来看,仍处于明显南北分异:北升南降或南海北陆;北方稳定,南方活跃的发展总形势。

古生代(Paleozoic era)地质年代的第3个代(第1、2个代分别是太古代元古代)。约开始于5.7亿年前,结束于2.45亿年前。古生代共有6个纪(Period),一般分为早、晚古生代。早古生代包括寒武纪(Cambrian 5.4亿年前)、奥陶纪(Ordovician 5亿年前)和志留纪(Silurian 4.35亿年前),晚古生代包括泥盆纪(Devonian 4.05亿年前)、石炭纪(Carboniferous 3.55亿年前)和二叠纪(Permian 2.95亿年前)。

(Cambrian )是地质历史划分中属显生宙古生代的第一个纪,距今约5.4亿至5.1亿年,寒武纪是现代生物的开始阶段,是地球上现代生命开始出现、发展的时期。寒武纪对我们来说是十分遥远而陌生的,这个时期的地球大陆特征完全不同于今天。 寒武纪常被称为“三叶虫的时代”,这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳。但澄江动物群告诉我们,现在地球上生活的多种多样的动物门类在寒武纪开始不久就几乎同时出现。

(Ordovician Period,Ordovician)是古生代的第二个纪,开始于距今5亿年,延续了6500万年。

(Silurian period)是早古生代的最后一个纪,也是古生代第三个纪。本纪始于距今4.35亿年,延续了2500万年。由于志留系在波罗的海哥德兰岛上发育较好,因此曾一度被称为哥德兰系。 志留纪可分早、中、晚三个世。志留系三分性质比较显著。一般说来,早志留世到处形成海侵,中志留世海侵达到顶峰,晚志留世各地有不同程度的海退和陆地上升,表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期,地壳运动强烈,古大西洋闭合,一些板块间发生碰撞,导致一些地槽褶皱升起,古地理面貌巨变,大陆面积显著扩大,生物界也发生了巨大的演变,这一切都标志着地壳历史发展到了转折时期。

(Devounian)古生代的第四个纪,约开始于4.05亿年前,结束于3.5亿年前,持续约5000万年。“泥盆纪分为早、中、晚3个世,地层相应地分为下、中、上3个统。

早期裸蕨繁茂,中期以后,蕨类和原始裸子植物出现。无脊椎动物除珊瑚、腕足类和层孔虫(Stromatoporoidea,腔肠动物门水螅虫纲的一个目)等继续繁盛外,还出现了原始的菊石(Ammonites,属软体动物门头足纲的一个亚纲)和昆虫。脊椎动物中鱼类(包括甲胄鱼盾皮鱼、总鳍鱼等)空前发展,故泥盆纪又有“鱼类时代”之称。晚期甲胄鱼趋于绝灭,原始两栖类(迷齿类(Labyrinthodontia)(亦称坚头类)开始出现。

(Carboniferous period)是古生代的第5个纪,开始于距今约3.55亿年至2.95亿年,延续了6000万年。石炭纪时陆地面积不断增加,陆生生物空前发展。当时气候温暖、湿润,沼泽遍布。大陆上出现了大规模的森林,给煤的形成创造了有利条件。

(Permian period)是古生代的最后一个纪,也是重要的成煤期。二叠纪分为早二叠世,中二叠世和晚二叠世。二叠纪开始于距今约2.95亿年,延至2.5亿年,共经历了4500万年。二叠纪的地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系,古板块间逐渐拚接形成联合古大陆(泛大陆)。陆地面积的进一步扩大,海洋范围的缩小,自然地理环境的变化,促进了生物界的重要演化,预示着生物发展史上一个新时期的到来。

我国西北祁连山寒武纪变质岩中,与火山岩有关的“镜铁山式”铁矿;华北中奥陶纪石灰侵蚀面之上“山西式”铁矿等,均具有工业价值。

产于寒武纪的“昆阳式”矿磷是一种较丰富的磷矿床。分布在云南,四川、湘西等地。

是我国又一个含锰地层,如广西的“桂平式”矿体属于上泥盆纪地层中。湖南、广西、江西、皖南等省中下二叠纪顶部有一套岩层称为当冲组的,是重要属锰层位。

华北平原中奥陶纪侵蚀面之上的G层铝土层,具有重要价值。

石炭二叠纪是我国主要成煤时代,北方产在石炭纪及早二叠纪地层中,南方则主要产在晚二叠纪地层中。北方主要产煤地层有本溪组、太原组、山西组,如开滦、淮南、平顶山、淄博、本溪、焦作、太原、大同等煤田。南方主要产煤地层有石炭纪浏水组,晚二叠纪龙法组(乐平、斗岭、梁山为同一时代),如洪山殿、牛马司、乐平、斗岭山等煤矿。

早古生代为藻类的时代。到志留纪早期维管植物才出现。早、中泥盆纪为早期维管植物的时代,前裸子植物则刚刚出现。晚泥盆纪和早石炭纪以石松纲楔叶纲为主,真蕨纲、前裸子植物种子蕨植物次之。晚石炭纪和早二叠纪苏铁和银杏刚刚出现。到晚二叠纪,厚囊蕨目繁盛,薄囊蕨目增多,科达目植物亦多,松柏目银杏目植物增多,进入到裸子植物的时代。 在早古生代海洋里生活着门类众多的生物。植物界以海藻为主。动物界出现了三叶虫和珊瑚、腕足类等。三叶虫是一种节肢动物,寒武纪是三叶虫的、全盛时代。到奥陶纪时出现了软体动物门的头足纲,主要生物门类还有笔石、腕足类、三叶虫等。最值得注意的是在志留纪中期出现了脊椎动物鱼类和最早的陆生植物

藻类、海棉、腕足动物、海林檎、三叶虫。

藻类、海棉、珊瑚、腕足动物、海林檎、海百合、海蕾、海星、三叶虫、

藻类、海棉、珊瑚、腕足动物、海林檎、海百合、海蕾、海星、三叶虫、鳞木、鹦鹉螺

藻类、海棉、珊瑚、腕足动物、海林檎、海百合、海蕾、海星、三叶虫、沙鱼鳞木、鹦鹉螺、

藻类、海棉、珊瑚、海百合、三叶虫、沙鱼、鳞木、鹦鹉螺

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