晚古生代重要地层关系

晚古生代地层划分对比的主要生物门类有哪些~

晚古生代，地质年代概念，是古生代[1] 的晚期，时间开始于4.1亿年前，结束于2.45亿年，持续时间1.75亿年。晚古生代包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪三个时期。
包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共经历了1.7亿年。加里东运动的结果使海域缩小，陆地面积扩大，为动植物向陆地迁移提供了有利环境，陆生植物第一次繁盛，首次形成全球性的重要煤期，并出现不同的植物地理分区。脊椎动物中鱼类继续发展，出现了两栖类、爬行类，完成了登陆的重要演化步骤。晚古生代的生物界形成了陆生植物、脊椎动物和无脊椎动物的三足鼎立。华力西运动使天山—兴安地槽褶皱上升。秦岭昆仑地槽大部分也已褶皱上升，部分仍保持地槽状态直至三叠纪。华南板块西缘的三江地槽在华力西运动后部分已褶皱上升，部分仍保持地槽状态。 生物界面貌和生物地理分区按泥盆、石炭、二叠3纪分述生物界简况：泥盆纪是脊椎动物飞跃发展的时期，鱼类特别繁盛。最老的四足动物，原始两栖类化石鱼石螈发现于晚泥盆世。至石炭、二叠纪两栖类已达到极盛时期。晚石炭世出现最早的爬行类化石。志留纪末期出现了最早的以裸蕨植物为代表的第一批陆生植物，这是植物发展史上的大进化。泥盆纪早、中期裸蕨植物仍占统治地位，但中期石松植物及节蕨类已很发育；晚期出现新型的真蕨类。至此乔木状植物已占相当优势，开始出现小规模的森林，并形成可采煤系。晚石炭世至早二叠世石松类、节蕨类和真蕨类空前繁盛，与之伴生的有种子蕨和科达类。晚二叠世石松、真蕨、种子蕨和科达类大为衰退，而能适应干燥寒冷气候的裸子植物中的银杏、苏铁和松柏类相继出现。晚古生代时珊瑚、腕足、菊石和?类十分繁盛。二叠纪末期四射珊瑚、?类、腕足动物大部分类群、三叶虫、海雷和许多苔藓虫相继绝灭，出现新的类群，标志着新时期的开始。
生物地理分区
植物地理分区泥盆纪至早石炭世植物分区还不明显。晚石炭世后，一般可分为3区：热带亚热带植物区，在中国主要分布在天山—兴安岭地槽以南、雅鲁藏布江板块缝合线以北的广大地区。大羽羊齿是该区的重要代表，又称华夏植物区，中国大部分地区属此区。温带植物区，又称安加拉植物区或通古斯植物区，匙叶是该区的重要代表，中国天山—阴山以北地区属此区。以温凉气候为代表的冈瓦纳植物区，舌羊齿为重要代表，中国雅鲁藏布江板块缝合线以南地区属此区。
动物地理分区基本上与早古生代相似。最北部仍为天山—兴安区。泥盆纪时生物群分异度低，常见小型单体珊瑚，石炭纪时珊瑚不很发育，早二叠世既有大量冷水型底栖动物，又有丰富的暖水动物，具混合色彩。最南部的分区界限比早古生代稍北移至班公错—丁青—澜沧江一线，此线以南为冈底斯—喜马拉雅区。早泥盆世生物群大量发育西欧型分子，而极少地方分子，晚石炭世至早二叠世含有宽铰蛤等冷水动物群。介于上述二区之间为古地中海区。泥盆纪生物群基本上属旧世界区系，但发育有大量地方性科属。早石炭世以上扬子古陆为界，东西二侧生物群有所差异，东侧地方型种属较发育。二叠纪时古地中海区仍发育暖水型动物。

晚古生代地层中沉积矿产丰富，分布很广，主要有以下几种。
与海侵超覆及其对古风化壳改造有关的沉积矿产：主要为铁、铝和耐火粘土。如华南泥盆系底部的赤铁矿和菱铁矿。随着海侵由南西向北东推进，含矿层位逐渐升高。滇黔地区大塘阶下部的大型铝土矿。华北石炭系本溪组底部的山西式铁矿和G层铝土矿等。
与深水、较深水沉积环境有关的沉积矿产；主要为磷和锰。主要见于华南地区泥盆纪—石炭纪台间海槽沉积环境中及黔桂地区茅口组上部和湘粤地区当冲组。
能源矿产：主要包括煤、石油和天然气。煤在我国石炭纪—二叠纪地层中分布极为广泛。主要含煤层位包括华南下石炭统上部、东南沿海茅口期地层、华南地区龙潭期地层、华北地区太原组及山西组等。新疆准噶尔盆地二叠系是找油的目的层之一。川中地区二叠系中产大量天然气。
蒸发岩类矿产：早石炭世晚期的石膏矿产广泛分布于西起新疆喀什，经南天山、河西走廊至宁夏中部的狭长地带。冀陕等地石千峰组中也已发现石膏矿产。
层控多金属矿产：在华南泥盆纪碳酸盐岩中常产层控型铅锌、钨、锡、锑、铀和黄铁矿矿床。此外，广泛分布的华南上古生界碳酸盐岩亦是重要的冶炼、化工和建筑材料。
小结
晚古生代是距今250～410Ma的地质历史时期，包括了泥盆纪、石炭纪和二叠纪。晚古生代是重要的地壳运动—加里东运动之后新的地质历史阶段，无论在全球板块构造配置、海陆分布沉积特征和生物演化方面均具有显著特点。主要表现在：①生物特征：陆相植物、陆生脊椎动物中的鱼类和两栖类得以快速发展，海生无脊椎动物进入了一个新阶段，其中以腕足类中的石燕贝类和长身贝类，三带型四射珊瑚， 类和棱角菊石类的繁盛为特征；②沉积特征：晚古生代发育有海相、海陆交互相、陆相地层，地层中化石丰富，为对比和划分该时代地层提供了可靠信息。在华北、华南地区均见有不同时代的地层标准剖面，并据其分析岩相古地理特征；③构造演化：全球板块构造格局发生了历史性变化。随着各大板块的运动及其相互间的复杂碰撞作用，造成了一系列古海洋闭合消失和大陆面积的明显增加。二叠纪末形成了全球规模的联合古大陆，标志着地壳构造进入了新的发展阶段；④晚古生代形成了丰富的矿产，分布广泛。沉积矿产有：铁、铝、锰、磷和粘土；能源矿产有：煤、石油和天然气；蒸发盐岩类矿产：石膏；层控多金属矿产：铅锌、钨、锡、铀和黄铁矿等。
重点提示
（1）生物演化在晚古生代地层的对比划分应用。
（2）熟读典型地区的地层的标准剖面，并认识该地区地史发展特征。
（3）晚古生代全球范围内联合古大陆的形成。
（4）植物及其生长环境与煤的形成，海生无脊椎动物的发展与石油、天然气的形成。
复习思考题
1.晚古生代地层划分、对比依据的主要生物门类有哪些？
2.晚古生代陆生植物有哪些？地理分异特征如何？
3.脊椎动物的发展与演化的特征？
4.晚古生代华北地区古地理的特征？
5.晚古生代的沉积矿产特征？

在昌宁-孟连带的地层研究中，早石炭世火山岩与中石炭世白云岩的接触关系及火山岩的时代问题，历来争论不休，涉及到早石炭世火山岩与中石炭世是否是连续沉积，关系到对本区大地构造演化的认识。通过本专题组的工作，很好地解决了这一问题。

在澜沧县老厂水库东侧，下石炭统与中石炭统应该是连续沉积的关系。整个过渡带宽约150m，上部为中石炭统厚层、块状粗晶白云岩，其下，可见极清晰的碳酸盐-凝灰岩沉积旋回。碳酸盐岩由泥屑灰岩、白云岩化灰岩、生物碎屑凝灰岩等组成，生物碎屑主要由腕足、海百合茎组成，生物碎屑灰岩向下逐渐过渡为泥质灰岩。与碳酸盐岩构成互层的主要是灰绿色晶屑岩屑凝灰岩，层纹清楚，与碳酸盐岩层产状一致，向上部泥质成分明显增多，逐渐过渡为凝灰质泥灰岩。灰岩和凝灰岩互层的厚薄不一，厚者达几十米，薄者仅几米。整个过渡带向上碳酸盐岩趋于增多，向下火山成分增多。在老厂至西盟的公路上，还可以见到凝灰岩与灰岩、白云岩极为紧密的互层，在1～2m厚的范围内，可以见到5～6个凝灰岩-灰岩沉积旋回，灰岩厚10～50cm，凝灰岩厚5～15cm（

）。上述特征表明早石炭世凝灰岩与中石炭世的灰岩为过渡接触关系。

在上述地点岩层间过渡带中的灰岩内，采获珊瑚Lithostrotion irregulare sub.sp.jung-tungense Yü（不规则石柱珊瑚冗洞亚种），Lithostrotion sp.（石柱珊瑚未定种），Diphyphyl-lum sp.（双形珊瑚），Diphyphyllum breviseptatum Yoh（短隔壁双形珊瑚），经云南省地质科研所宋学良鉴定，这些珊瑚化石的时代为早石炭世；还有

类Pseudostaffella timanica（Rauser）,P.spp.,Eostaffella donglanensis Li,Eostaffella spp.,Glomospirella sp.,Pseu-doglandalina sp.，经云南省地质科研所蒋志文鉴定，其时代为中石炭世早期。古生物与地层剖面情况是吻合的，更说明下石炭统与中石炭统为整合接触，是逐渐过渡的关系。在老厂矿区的钻孔岩芯中，尚采到早石炭世的标准分子Diphyphyllum sp.（双形珊瑚）化石，说明依柳组的时代为早石炭世。在过渡带的凝灰岩中，尚采获大量的瓣鳃类化石，由于大部分保存较差，鉴定有困难，但从化石标本整体看，时代可能属早石炭世。主要属种有Leptodesma（L.）Lujuantunensis Liang,L.（L.）panshiensis Liang,Pernopecten zhuzhouens is Zhang,P.hengshanensis Zhang等。

图1-7　C₁顶部凝灰岩与灰岩的沉积旋回

1—白云岩；2—灰岩；3—凝灰岩

在澜沧县依柳小拉巴南东之简易公路岔路口附近的小山坡上，可见依柳组的彩色条纹状泥岩、褐黄色页岩夹火山角砾岩、页岩中产瓣鳃类化石。上覆地层（C₂）为灰黑色泥屑灰岩，底部夹灰绿色火山凝灰岩2层，每层厚约30cm。从露头情况看，依柳组与上覆中石炭统为整合过渡接触关系无疑（图1-8）。

图1-8　C₁与C₂的过渡接触关系

1—泥屑砂岩；2—凝灰岩；3—泥岩；4—页岩；5—火山角砾岩

在耿马革改的地层剖面上，可见到依柳组中部为凝灰岩，局部夹含海百合茎的泥屑灰岩，上部为页片状凝灰岩与极薄层（小于1cm）灰岩互层，顶部灰岩逐渐增多、变厚；到中石炭统则为含生物碎屑（海百合茎、

、介壳碎片）的泥屑灰岩。这也表明，在耿马地区下石炭统与中石炭统是连续沉积的。

在孟连县曼信至国境线界桩的公路上，下石炭统与中石炭统的过渡带断续可见（图1-9）。在过渡带上，灰绿色凝灰岩与深灰色泥屑灰岩呈互层关系，层厚10～40cm不等。在曼信南1km左右的山坡上，原1:20万地质图上所定的早石炭世火山岩与中石炭世之泥屑灰岩，由于浮土掩盖，未能见到其间的过渡带，但是，在推测为过渡带附近的中石炭统灰岩露头上采获Diphypbyllum sp.（双形珊瑚），Hexaphyllia sp.（异珊瑚），Clisiophyllum sp.（蛛网珊瑚），经宋学良鉴定，其中Diphyphyllum sp.为中石炭世早期的标准分子，Hexapbyllia sp.与Clisiophyllum sp.为石炭世的标准分子。因此，该点的灰岩应为早石炭世晚期—中石炭世早期，与下伏的火山岩应为过渡关系。

图1-9　曼信下石炭统与中石炭统的接触关系

1—厚层块状灰岩；2—薄层灰岩；3—凝灰岩；4—玄武岩

在永德乌木龙至郭大寨的公路51km里程碑附近，见下石炭统平掌组中部的灰绿色玄武岩，向上，玄武岩夹灰岩条带，再往上，玄武岩夹薄层泥屑灰岩，夹层厚约1～2m，并逐渐过渡为泥屑灰岩（图1-10）。泥屑灰岩之上为砂屑灰岩，并可见泥屑灰岩的砾石。该露头也表明，昌宁－孟连带北部的下石炭统平掌组与中石炭统灰岩也是连续沉积的。

图1-10　下石炭统平掌组与中石炭统石洞寺组接触关系示意剖面图

1—玄武岩；2—薄层灰岩；3—砂屑灰岩

综上所述，在区内早石炭世火山岩与中石炭世白云岩、灰岩之间是整合接触关系。中石炭世的白云岩或灰岩是连续沉积在早石炭世火山岩之上的一套台地相碳酸盐岩沉积，依柳组与平掌组的时代均为早石炭世。

在孟连曼信、腊垒等地，上泥盆统上部采获大量牙形刺化石，经鉴定为确凿无疑的晚泥盆世分子。当地上泥盆统上部的岩性为长石石英砂岩、含长石岩屑质砂岩夹硅质岩、硅质页岩。下石炭统南段组下段主要为灰、灰白色变质不等粒石英砂岩，夹灰、灰绿色粘板岩。该段未获可靠化石，其岩性组合岩相建造与南段组中、上段相似，且位于Acrocanites sp.化石层之下（据云南省地矿局区调队）。因此上泥盆统与下石炭统南段组可能为整合接触。

在澜沧老厂矿区，泥盆系的杂砂岩和放射虫硅质岩见于下石炭统火山－沉积岩中，两者的接触关系在水泵房和丫口都见极清楚的逆冲断层，挤压透镜体和片理化极为发育，表明这是下石炭统之下的岩层，决非是上覆的二叠系。并且，在该套地层的放射虫硅质岩中采获时代为泥盆纪的牙形刺。

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