第十六章 晚古生代

第十六章晚古生代第一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五晚古生代地质年代划分简表代纪世代号晚古生代二叠纪晚二叠世P3中二叠世P2早二叠世P1石炭纪晚石炭世C2早石炭世C1泥盆纪晚泥盆世D3中泥盆世D2早泥盆世D1第二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五除海生无脊椎动物外，出现陆生植物，淡水鱼大量繁盛，体现了生物征服大陆的进化过程。除海相地层广泛分布外，陆相和海陆交互相地层也比较发育。中后期内陆或近海沼泽、森林广泛分布，形成含煤地层，是地史上第一次重要的造煤期。晚古生代的重要特征第三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五第一节晚古生代的生物界海生无脊椎动物的演化：笔石几乎绝灭，三叶虫和鹦鹉螺大量减少，珊瑚、腕足类的种类和数量发生巨变。陆生植物的繁盛及地理分异脊椎动物的发展与演化第四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五一、泥盆纪的生物界1.鱼类的繁盛：泥盆纪鱼类特别繁盛，被称为“鱼类的时代”鱼类已开始生活在内陆的河流、湖泊或河口地区，成为动物征服大陆的第一标志。D1：无颌类，如多鳃鱼D2—3：节颈目、胴甲目为主，有上下颌之分，如沟鳞鱼第五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2.原始两栖类的出现晚泥盆世的总鳍鱼类具有强大的肉鳍，可以在泥沙上爬行，既能用鳃呼吸，又能用肺呼吸，被认为是两栖类的祖先。原始两栖类的代表动物为：鱼石螈第六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五3.陆生植物的发展和小型森林的出现瑞尼蕨古蕨原始鳞木星木镰蕨裸蕨植物已能较好地适应陆地环境，以裸蕨类为主，并出现有根茎、叶分化的原始石松类、有节类及原始裸子植物，小规模的森林可形成可采煤层。第七页，共六十三页，编辑于2023年，星期五4.海生无脊椎动物的巨大革新和发展笔石几乎全部绝灭，三叶虫大量减少腕足动物中石燕类特别发育，中槽、中隆明显，此外穿孔贝类、小嘴贝类、扭月贝类、无洞贝类也较繁盛四射珊瑚在泥盆纪形成一个发展高潮，常形成珊瑚礁，多为双带形珊瑚。层孔虫非常繁盛，与苔藓虫、珊瑚一起形成生物礁第八页，共六十三页，编辑于2023年，星期五裸蕨内板珊瑚星木薄皮木奇石燕沟鳞鱼拖鞋珊瑚杯珊瑚费氏星珊瑚颠石燕弓石燕双腹扭形贝无洞贝尖棱角石第九页，共六十三页，编辑于2023年，星期五多鳃鱼鱼石螈鸮头贝松卷菊石小云南贝六方珊瑚多颚牙形刺塔节石第十页，共六十三页，编辑于2023年，星期五二、石炭纪的生物界陆生植物空前繁盛，陆生的两栖类、昆虫及非海相软体动物有很大的发展，海生无脊椎动物更为进步。第十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五1.两栖类的大发展、原始爬行类的出现石炭纪是两栖类蓬勃发展的时期，被称“两栖类时代”，以“坚头类”为主。出现原始的爬行类，以陆生羊膜卵的方式在陆地繁殖后代，可以摆脱对水的以来始螈林蜥第十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2.陆生植物组合及其地理分区以石松、节蕨、真蕨、种子蕨和科达类为主，首次出现大规模森林，为最早的世界性成煤时期恒河羊齿古芦木鳞木封印木脉羊齿座延羊齿芦木轮叶舌羊齿第十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五华夏、欧美区：热带植物区，以高达的石松、节蕨、科达繁盛为代表安加拉区：北部温带植物区，以草本的真蕨和种子蕨为主；冈瓦纳区：以舌羊齿类为代表的灌木－草木植物群，为南部温凉气候下的单调植物组合石炭、二叠纪的生物分区第十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五3.海生无脊椎动物珊瑚：双带型四射珊瑚依然，具中轴的三带型四射珊瑚繁盛。腕足动物：长生贝类大量兴起，石燕贝类继续繁盛“虫筳”类动物的兴起，并成为石炭纪地层划分的重要化石第十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五三、二叠纪的生物界海生无脊椎动物发生巨大变化，早古生代繁盛的物种在二叠纪末期大都绝灭；植物界进入一个新的演化阶段，裸子植物开始繁盛；爬行类开始走上历史舞台。第十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五1.植物界早、中二叠世与晚石炭世的植物面貌相似，以石松、节蕨、真蕨和种子蕨为主晚二叠世裸子植物大量繁盛，除科达、苏铁类继续繁盛外，银杏、松柏类大量出现，使二叠纪成为古生代的第二造煤时代。二叠纪延续石炭纪的气候分带，植物地理分区现象明显大羽羊齿齿叶织羊齿华夏羊齿扇叶鳞杉美羊齿单网羊齿第十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期五华夏、欧美区：热带植物区，以高达的石松、节蕨、科达繁盛为代表；安加拉区：北部温带植物区，以草本的真蕨和种子蕨为主；冈瓦纳区：以舌羊齿类为代表的灌木－草木植物群，为南部温凉气候下的单调植物组合石炭、二叠纪的生物分区第十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2、两栖类进一步发展、爬行类开始繁盛高级两栖类：蚓螈原始爬行类异齿龙最古老的水生爬行类：中龙二齿兽第十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期五3.海生无脊椎动物的发展与变革（以蜓、珊瑚、腕足及菊石类的繁盛为特征）虫筳：壳大，拟旋脊、列孔发育，副隔壁出现；二叠末期全部绝灭珊瑚：以三带型复体四射珊瑚为特点；横板珊瑚在早期也较繁盛，至二叠末期四射珊瑚、横板珊瑚全部绝灭腕足类：仍以长身贝、扭月贝、石燕类的繁盛为特征，二叠末期长身贝类、扭月贝类全部绝灭。早坂珊瑚文采尔珊瑚前李希霍芬贝多壁珊瑚米契林珊瑚新石燕喇叭虫筳拟纺锤虫筳新希瓦格虫筳古纺锤虫筳第二十页，共六十三页，编辑于2023年，星期五第二节晚古生代的古地理一、泥盆纪古地理特征我国的泥盆系分布广泛，依据其分布和沉积类型可分为三大部分。华北地区仍继承志留纪特点，普遍缺失泥盆纪的沉积，为剥蚀地区。华南区为我国泥盆系主要发育地区，岩相类型复杂，化石丰富。第二十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五北部：包括北天山，东西准葛尔、阿尔泰山、甘肃北山、内蒙及东北北部，主要为陆源碎屑沉积，伴随大量的火山岩。中部：塔里木－华北板块区，除祁连山南、北坡和塔里木板块边缘发育陆相红色建造为主的沉积外，大部为剥蚀区。南部：以康滇古陆为界，分为东、西两部分西部：地槽型浅海碳酸盐岩建造、类复理石建造，局部变质东部：包括扬子地台区和东南加里东褶皱带，具有陆相和海相两种沉积类型中国泥盆系的划分第二十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五中国早泥盆世沉积类型及古地理略图中部：塔里木－华北板块区，除祁连山南、北坡和塔里木板块边缘发育陆相红色建造为主的沉积外，大部为剥蚀区南部：以康滇古陆为界，分为东、西两部分西部：地槽型浅海碳酸盐岩建造、类复理石建造，局部变质东部：包括扬子地台区和东南加里东褶皱带，具有陆相和海相两种沉积类型北部：包括北天山，东西准葛尔、阿尔泰山、甘肃北山、内蒙及东北北部，主要为陆源碎屑沉积，伴随大量的火山岩。第二十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（一）华南区加里东运动后，扬子板块上升为陆地。泥盆纪初期，除少数地区有沉积外，其他均为剥蚀古陆或山体。早泥盆世开始，自西南向北东方向发生海侵。分为三个地区，有三种沉积类型：第二十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五上扬子地区最早受海侵。西南浅海相：早泥盆世晚期出现浅水碳酸盐台地（象州型）和条带状较深水硅、泥和泥灰质台槽（南丹型）沉积。中扬子地区海侵始于中泥盆世，仅见中、上泥盆统的海陆交互相和滨浅海相沉积。下扬子地区仅见上泥盆统，以陆相沉积为主。第二十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五滇、黔、桂地区：浅海沉积（象州型）、滞留海沉积（南丹型）。川鄂、湘赣地区：早泥盆世为剥蚀古陆，中、晚泥盆世遭受海侵，接受海相、海陆交互相沉积。东南地区：长期暴露剥蚀，中晚期形成不同规模的断陷盆地，接受陆相沉积。第二十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五第二十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期五1、西南浅海相分布于川西北、滇、黔、桂、粤北及湘中南等地。一般有下、中、上三统。下统主要为碎屑岩，反映差异升降的海陆交界处的陆相或滨海相沉积。中、上统以碳酸盐岩为主，反映地壳缓慢下降、海侵广泛的浅海化学沉积。第二十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期五西南浅海相泥盆系标准剖面以南华海区为研究对象。分为：★象州型：桂中地区南丹型：桂北地区第二十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期五桂中剖面华南泥盆系的标准剖面上覆地层：下石炭统平行不整合上泥盆统融县组：灰岩和鲕状灰岩为主，夹白云岩及白云质灰岩，浅海，开始海退

谷闭组：以厚层含生物化石灰岩为主，为碳酸盐岩台地沉积。浅海

中泥盆统东岗岭组：灰色灰岩，泥灰岩，下部夹有较多的页岩，顶部夹硅质岩及燧石条带。

应堂组：页岩及泥质灰岩为主，偶夹灰岩及燧石条带或燧石结核，浅海

开阔循环水体下泥盆统四排组：灰岩及泥质灰岩夹黑色页岩及白云质灰岩及少量白云岩，

海水加深，海域扩大郁江组：上部以生物碎屑灰岩、泥灰岩为主，下部以粉砂质泥岩为主，并有钙质粉砂岩及泥岩，

第二次海侵，滨海沼泽—正常浅海那高岭组：泥岩、粉砂质泥岩及粉砂状石英岩，下部夹白云质泥岩及介壳灰岩，

早期海侵，晚期海水变浅莲花山组：紫红色粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，下部厚层石英砂岩

古陆下降，干旱气候下的山间或山前盆地

角度不整合下伏地层：褶皱变质的下古生界象州型沉积第三十页，共六十三页，编辑于2023年，星期五象州型地层以台地碳酸盐岩为主，沉积厚度巨大，生物丰度高、数量多，生物礁广泛分布。反映了象州型沉积形成于清洁浅水、动荡富氧的条件。第三十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五南丹剖面桂西北泥盆系的标准剖面上覆地层：下石炭统

平行不整合上泥盆统

五指山组：灰色灰岩及泥灰岩，含燧石结核

榴江组：灰黑黄、黑色薄层硅质层及燧石层中泥盆统

罗富组：灰黑色泥岩与泥灰岩互层

纳标组：黑色碳质泥岩下泥盆统

塘丁组：浅灰色及黑色泥岩，碳质页岩

益兰组：上部为暗绿色泥岩夹粉砂岩，下部为灰白色中层粉砂质泥岩及石英粉砂岩

莲花山组：灰白色中层石英砂岩远岸、海水较深、光照不足、缺氧的滞留海沉积南丹型沉积第三十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2、川鄂、湘赣海陆交互相

位于川鄂、湘赣交界处，只有中、上泥盆统。3、东南地区陆相分布于赣北、皖南、浙西及鄂东地区。此区为古陆区，发育了一系列凹陷盆地，接受红色的陆相沉积。第三十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（二）其他地区塔里木板块主体为古陆状态，仅边缘地区有海陆交互和浅海沉积。第三十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五二、石炭纪古地理特征石炭纪继承发展了泥盆纪的古地理格局。华北—柴达木和华南板块之间的秦岭小洋盆仍然存在。古亚洲洋内部发生造山运动。极地冰盖开始发展。森林大规模出现，石炭纪成为第一个重要成煤时期。第三十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五中国早石炭世沉积类型及古地理略图中国石炭系分布广泛，发育有海相、陆相、海陆交互相，华北缺失下石炭统，华南、西北、西南发育完整天山－内蒙－兴安活动区，碎屑岩、火山岩发育准葛尔剥蚀区松辽剥蚀区第三十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（一）华北—东北南部区华北板块自奥陶纪中晚期开始，一直处于隆起剥蚀状态。早石炭世主体仍为平坦的低地。晚石炭世—早二叠世开始缓慢沉降，普遍接受海陆交互相沉积。因此上石炭统直接覆于下中奥陶统侵蚀面之上。上统下部以浅海相为主，夹部分陆相地层；上统上部是海陆交互相，含煤层，形成大煤田，是华北重要的成煤期。第三十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期五山西太原剖面华北地区石炭系标准剖面上覆地层：P山西组

平行不整合上石炭统太原组（分三段）：第三段：底部七里沟砂岩为灰白色粗粒石英砂岩，中部粘土质黑色页岩、粉砂岩夹煤层第二段：底部为灰白色中粒－粗粒石英砂岩，向上则为黑色砂质页岩、页岩及煤层，含有三层灰岩，中部灰岩中含有大量黑色燧石结核和燧石层。第一段：下部晋祠砂岩为灰白色块状粗粒石英砂岩夹页岩，上部则以深灰色页岩为主，夹煤层3－5层及数层灰岩（庙沟灰岩）。下石炭统本溪组：下部为铁铝层，底部可见明显古风化壳。大陆剥蚀面以下见起伏不平的奥陶纪灰黄色灰岩，风化面上堆有局部分布的鸡窝状褐铁矿或赤铁矿（山西式铁矿），向上出现分布广泛的铝土层，具鲕状或豆状结构（G层铝土矿）。上部则为砂质页岩、黑色页岩、煤层和深灰色含灰岩

平行不整合下伏地层：奥陶系第三十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期五中国晚石炭世、早二叠世古地理图（据刘本培，全秋琦）第三十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2、华北板块的地形变化晚石炭世早期，经多次海进海退，形成厚度不大的海陆交互相。上石炭统本溪组东北部厚度大、地层全，向西向南厚度变小，常缺失早期地层。说明此时地势北低南高，海水自北向南侵入。晚石炭世晚期，太原组除东南部淮南地区地势低凹受海侵较长，以浅海相沉积为主外，其他地区均为海陆交互相沉积，含重要煤层。说明此时海侵由东南向西向北侵入。第四十页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（二）华南区1、华南板块地层序列标准剖面：贵州南部都匀独山。第四十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五华南上扬子区经历泥盆纪末期的抬升后，石炭纪初期华南地区再次下降，接受海侵，早石炭世的海侵面积较中晚泥盆世略有扩大，地层厚度、岩相特征横向变化明显；中、晚石炭世海侵范围进一步扩大，普遍发育浅海碳酸盐岩地层。黔南剖面华南下石炭统的标准剖面上覆地层：梁山组

平行不整合下二叠统马平组：灰色，灰白色厚层纯灰岩为主，浅海上石炭统达拉组：灰白色灰岩，白云岩及白云质灰岩，浅海滑石板组下石炭统摆佐组：上司组：上部灰色白云岩、灰岩为主；下部深灰色灰岩夹泥灰岩、砂岩和页岩，浅海，海侵祥摆组：砂页岩夹煤层旧司组：上部灰岩夹页岩；下部威灰白色石英砂岩、黑色页岩及煤线；海陆交互相汤耙沟组：深灰色灰岩，瘤状灰岩夹黄色石英砂岩、页岩及白云岩；滨浅海潮坪，海退革老河组：深灰色灰岩夹黑色页岩；海侵，滨浅海潮坪下伏地层：泥盆系尧梭组第四十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五华南下扬子区下扬子区下降、海侵开始的时间较晚，缺失相当于黔南地区革老河组地层，其底部金陵组相当于黔南下石炭统的汤巴沟组上覆地层：二叠系栖霞组平行不整合下二叠统（？）：船山组：灰色灰岩、具球状构造上石炭统：

黄龙组：浅灰色、肉红色灰岩下石炭统：

和州组：灰黄色泥灰岩、白云岩高骊山组：杂色砂岩、页岩夹泥灰岩金陵组：灰黑色灰岩平行不整合下伏地层：泥盆系五通组宁镇地区石炭系剖面第四十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五华南板块地形变化早石炭世，东南地区和上扬子地区仍为古陆，下扬子地区重新下降遭受海侵。晚石炭世，海侵广泛，几乎完全为浅海相碳酸盐相地层。石炭纪末期，地壳上升，出现沉积间断。第四十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五三、二叠纪古地理特征地壳运动活跃，联合古陆趋于形成。中国二叠系分布广泛，发育完全，化石丰富，沉积类型多样；华北以陆相为主，华南以海相为主。第四十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五早、中二叠世第四十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五陆相断陷盆地碎屑沉积内陆盆地沉积内陆盆地含煤沉积浅海碳酸盐岩沉积、海陆交互相碎屑沉积晚二叠世第四十七页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（一）华北—东北南部区华北板块主体自二叠纪起基本脱离海洋环境，以陆相沉积为主；仅淮南、豫西和陕甘宁盆地南缘等局部地区有短暂海侵。山西太原地区是华北板块二叠系标准剖面。第四十八页，共六十三页，编辑于2023年，星期五上覆地层：下三叠统刘家沟组上二叠统：石千峰组：一套紫红色岩系，为粗粒长石石英砂岩与砂质泥岩互层，夹泥灰岩及石膏。干燥气候的内陆河湖相。上石盒子组：上段以紫红色泥岩为主，夹灰绿色砂岩；中段为黄绿色含砾粗砂岩与泥岩互层；下段为杂色泥岩、砂岩互层夹铝土层。不含煤层，有植物化石。河流湖泊相，气候转为干燥。下、中二叠统：下石盒子组：上段以黄绿色砂岩为主，夹杂色泥岩、页岩、炭质页岩；下段以灰绿色页岩为主，夹砂岩及煤层；底部为灰白色具交错层理长石石英砂岩。含丰富植物化石沼泽相。山西组：底部为粗粒石英砂岩，具斜层理，有植物化石河床相；向上以泥页岩粉砂岩为主，夹煤层，含植物化石沼泽相。下伏地层：上石炭统太原组山西太原西山剖面：华北地区标准剖面第四十九页，共六十三页，编辑于2023年，星期五太原西山二叠系剖面特征自下而上：厚度逐渐增大颜色由黑灰至黄绿至紫红由含煤到不含煤说明二叠纪华北板块经历了：环境由沼泽低地变为河湖盆地气候由潮湿变为干旱第五十页，共六十三页，编辑于2023年，星期五2、华北板块二叠纪地形变化本区山西组分布广泛，主要为内陆湖沼相及沼泽相含煤地层。说明为地势低平的潮湿气候环境，沼泽发育，植物繁盛。石盒子群分布广泛，横向变化显著。根据岩性等特征分3区：①淮南区，地势低偶受短暂海侵，为近海沼泽沉积。②苏北区，太行山以东地势较低气候湿润，为湖泊沉积。③山西区，太行山以西地势较高，为河流、湖泊沉积。第五十一页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（二）华南区此区二叠纪时经历了大范围海侵，与华北板块的大陆面貌形成对比。二叠系与下伏上石炭统多为假整合接触，说明石炭纪末出现海退，至二叠纪初又逐步下降接受沉积。多数地区经历两次海侵过程。第五十二页，共六十三页，编辑于2023年，星期五上覆地层：下三叠统平行不整合上二叠统：大隆组：黄灰色燧石层和硅质页岩为主，底部夹黑色页岩和薄的烟煤。近水海湾相长兴组：厚层灰岩，含燧石团块和条带，下部夹泥质灰岩。浅海龙潭组：砂岩、页岩及薄层灰岩为主，夹燧石层及煤层，含羊齿、腕足类及蜓等化石。海陆交互－海侵沉积间断—平行不整合

海退中二叠统：茅口组：浅灰色及白色块状质纯灰岩，含珊瑚、蜓等化石。浅海栖霞组：120—500m厚的灰黑、黑色厚层块状灰岩，含大量燧石结核，含珊瑚、蜓等化石。浅海梁山组：厚10多米，砾岩、黑色页岩夹煤层，含植物及珊瑚化石。海陆交互－海侵平行不整合

海退上石炭统、下二叠统：马平组：厚层灰色，灰白色纯灰岩为主，含底栖生物化石。浅海

黔中剖面华南二叠系标准剖面第五十三页，共六十三页，编辑于2023年，星期五下部马平组跨越了石炭系—二叠系两个年代地层单位，属于穿时的岩石地层单位。国际划分的界线是假希瓦格蜓化石之上。有此化石为石炭系，无此化石为二叠系。早二叠世末海退；中二叠世初短暂海侵，沉积了浅海相栖霞灰岩和茅口灰岩；中二叠世末发生海退，晚二叠世初下降接受沉积，形成上统下部海陆交互的“龙潭煤系”和上部以海相为主的长兴灰岩。第五十四页，共六十三页，编辑于2023年，星期五上覆地层：下三叠统平行不整合上二叠统：大隆组：硅质页岩及硅质层。近水海湾相长兴组：除康滇古陆东侧的滇东、川西、黔西等地为陆相含煤地层外，其余均海相沉积。浅海相灰岩。浅海龙潭组：除康滇古陆、江南古陆和华夏古陆外，均下降接受沉积。海陆交互相－海侵海退—沉积间断—假整合或微不整合—“东吴运动”

中二叠统：茅口组：分布较栖霞组小，岩相和厚度变化显著。自东向西为灰岩、灰岩中燧石成分增加、硅质页岩，厚度逐渐减小。说明逐渐海退。栖霞组：分布最广，下、中、上扬子地区均有发育。浅海梁山组：滇东、贵阳、长沙、南昌一线以北为滨海沼泽，以南为浅海，说明为“北高南低”。海陆交互－海侵平行不整合

海退上石炭统、下二叠统马平组华南区二叠纪地形变化第五十五页，共六十三页，编辑于2023年，星期五（三）其他地区我国北部塔里木、内蒙古、东北、昆仑山、秦岭等地。西藏地区台湾地区：最老地层为二叠系大南澳群。分布于中央山脉东坡，为一套变质杂岩，由砂页岩、灰岩、基性火山岩、火山碎屑岩变质而成，下部变质灰岩中有早二叠世的蜓和珊瑚化石。第五十六页，共六十三页，编辑于2023年，星期五第三节晚古生代的古构造一、全球构造背景海西构造阶段：泥盆纪～石炭纪～二叠纪，