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  • 奥陶纪

    奥陶纪,古生代第二个纪,约开始于5亿年前,结束于4.4亿年前,位于寒武纪之后,志留纪之前。奥陶纪于1960年哥本哈根召开的第21届国际地质大会上正式通过,包括早奥陶纪、中奥陶纪和晚奥陶纪。

    编辑摘要
    • 节南山如果能标定古赤道,就可以映射所有的纬度,预测有什么样的矿物、岩石或石油资源存在,并确定它们所在的位置。

    目录

    基本信息/奥陶纪 编辑

    奥陶纪奥陶纪与头足类动物
    奥陶纪(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。

    奥陶纪(Ordovician,符号O)是地质年代中的一个纪,开始于同位素年龄488.3±1.7百万年(Ma),结束于443.7±1.5Ma。 

    奥陶纪亦分早、中、晚三个世。奥陶纪是地史上海侵最广泛的时期之一。在板块内部的地台区,海水广布,表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育,在板块边缘的活动地槽区,为较深水环境,形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。

    奥陶纪末期曾发生过一次规模较大的冰期,其分布范围包括非洲,特别是北非、南美的阿根廷玻利维亚以及欧洲的西班牙和法国南部等地。[1]

    名字来源/奥陶纪 编辑

    “奥陶”一词由英国地质学家拉普沃思(C.Lapworth)于1879年提出,代表露出于英国阿雷尼格(Arenig)山脉向东穿过北威尔士的岩层,位于寒武纪与志留纪岩层之间。因这个地区是古奥陶部族(Ordovices)的居住地,故名。[1][2]

    生物演化/奥陶纪 编辑

    奥陶纪奥陶纪

    早期

    当时气候温和,浅海广布,世界许多地方(包括我国大部分地方)都被浅海海水掩盖,海生生物空前发展。化石以三叶虫笔石(Graptolites)、腕足类、棘皮动物中的海林檎类(Cystoides)、软体动物中的鹦鹉螺类(Nautilites)最常见,珊瑚、苔藓虫海百合、介形类和牙形石等也很多。节肢动物中的板足鲎类(Eutypterids)和脊椎动物中的无颌类[如甲胄鱼类(Os-tracoderms)]等均已出现。低等海生植物继续发展。

    奥陶纪的生物界较寒武纪更为繁盛,海生无脊椎动物空前发展,其中以笔石、三叶虫鹦鹉螺类和腕足类最为重要,腔肠动物中的珊瑚、层孔虫,棘皮动物中的海林檎、海百合,节肢动物中的介形虫,苔藓动物等也开始大量出现。[1]

    中期

    奥陶纪奥陶古杯动物

    奥陶纪中期,在北美落基山脉地区出现了原始脊椎动物异甲鱼类——星甲鱼和显褶鱼,在南半球的澳大利亚也出现了异甲鱼类。植物仍以海生藻类为主。

    在奥陶纪广阔的海洋中,海生无脊椎动物空前繁荣,生活着大量的各门类无脊椎动物。除寒武纪开始繁盛的类群以外,其他一些类群还得到进一步的发展,其中包括笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。

    笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群,它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育,分布广泛。腕足动物在这一时期奥演化迅速,大部份的类群均已出现,无铰类、几丁质壳的腕足类逐渐衰退,钙质壳的有铰类则盛极一时;

    鹦鹉螺进入繁盛时期,它们身体巨大,是当时海洋中凶猛的肉食性动物;

    由于大量食肉类鹦鹉螺类的出现,为了防御,三叶虫在胸、尾长出许多针刺,以避免食肉动物的袭击或吞食。

    珊瑚自中奥陶世开始大量出现,复体的珊瑚虽说还较原始,但已能够形成小型的礁体。

    由于海洋无脊椎动物的大发展,在前寒武纪时非常繁盛的叠层石在奥陶纪时急剧衰落。[1]

    晚期

    在奥陶纪晚期,约4.8亿年前,首次出现了可靠的陆生脊椎动物——淡水无颚鱼;淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。[1]

    地史特征 /奥陶纪 编辑

    奥陶纪奥陶纪

    奥陶纪是地球历史上大陆地区遭受广泛海侵的时代,是火山活动和地壳运动比较剧烈的时代,也是气候分异、冰川发育的时代。

    从奥陶纪起,海生无脊椎动物真正达到繁盛的时期,也是这些生物发生明显的生态分异的时期。在奥陶纪后期,各大陆上不少地区发生重要的构造变动、岩浆活动和热变质作用,使得这些活动区的部分地区褶皱成为山系,从而在一定程度上改变了地壳构造和古地理轮廓。[1]

    各大陆位置改变

    科学家认为,奥陶纪时期,各大陆相对于两极的位置和大陆之间的相对位置都曾发生过重要的改变。当时,西伯利亚中北部、加拿大北部的部分地区、中国北部和澳大利中西部都属于干热气候的地区。

    相反,北非的撒哈拉沙漠、南非开普地区曾经覆盖着厚厚的冰层,属于寒冷气候地区。这说明,奥陶纪时,古南极在现在的撒哈拉沙漠以南,古北极位于南太平洋,古赤道恰好穿过西伯利亚中西部和中亚一带,经加拿大西部向南太平洋岸南下。[1]

    四大地台

    欧亚大陆上有4个稳定的地台区,即俄罗斯地台(或东欧地台)、西伯利亚地台和规模较小的中朝地台、扬子地台。印度半岛和阿拉伯半岛也属稳定区,但包括在南大陆的范围。扬子地台和中朝地台西部边缘地带,在中、晚寒武世或早奥陶纪略有上升,奥陶纪早期地层缺失,较新的奥陶纪地层与寒武系呈假整合接触。在中朝地台的中部、东部和扬子地台,奥陶纪地层与寒武纪地层皆呈整合接触。中奥陶世之后中朝地台上升为陆地,除西部边缘地区外,晚奥陶世没有沉积。奥陶纪加里东运动在地台区表现为频繁的震荡运动,地槽区有较多的火山喷发岩、中基性和中酸性火山岩,如北方地槽区。祁连山地槽区火山活动有两个时期,一是早奥陶世中期,另一是晚奥陶世。

    前述4个地台,除少数地区外,基本上被海水侵入,形成浅海水域,地台的周围被地槽区所围绕。俄罗斯地台和扬子地台的南缘,呈东西向条带状的海域即占地中海。古地中海的南缘止于非洲北部、阿拉伯半岛中部、伊朗南部和印度半岛北部,向南经中南半岛与澳大利亚东部及北部奥陶纪的海域相连,更南可能伸延到南极地区。

    北美大部为地台浅海地区,沉积以石英砂岩、页岩和为主,厚度不大。北美大陆的东西两侧为地槽区的海域,西部以碎屑岩和碳酸盐岩为主,东部有硬砂岩、泥岩和火山岩为特征。南美的西部太平洋沿岸地带为地槽海域,北部的中部为地台浅海海域。南大陆的周围边缘地带皆被地槽区或地台型海域所围绕,非洲、印度半岛、澳大利亚西南部、南美东部和南极洲的东部皆为陆地。[1]

    海侵

    奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候,气候温暖、海侵广泛;奥陶纪晚期南大陆的西部发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积,代表寒冷的极地气候。按古地磁数据,奥陶纪南极应位于现在北非西北部,这与非洲冰碛层的分布应位于南极圈内的解释是吻合的。南大陆的东部仍处于赤道附近。北美、西伯利亚和中国华北地区有蒸发岩沉积,推测为干热气候环境,属于低纬度地区。奥陶纪北极应位于南太平洋,大陆地区基本上位于南半球,从沉积物来判断,当时南半球的气候分带比较明显。还由于晚奥陶世末期大冰期的存在,同时影响全球海平面的下降,并引起广泛的海退。

    中国的海侵是在海域延续下来的。[1]

    典型生物/奥陶纪 编辑

    三叶虫

    奥陶纪                                           三叶虫

    奥陶纪海洋里生活着500多种三叶虫。这虽然没有寒武纪时期的种类多,但其数量仍是巨大的。这是今天三叶虫化石如此普遍的原因之一。

    从俄罗斯到摩洛哥到美国,在世界各地的海相岩石中已发现了几千种不同的三叶虫。有的长着长刺来抵御捕食动物,有的将眼睛长在长柄上,这样当它们埋在泥沙里的时候仍能看见外面。

    三叶虫能够在海底游泳或爬行。但它们防御捕食动物的方法可能像今天的犰狳一样,将带壳的身体蜷缩成球状。我们知道三叶虫被其他海洋生物捕食,因为我们经常发现三叶虫化石上有被咬的痕迹。有颌鱼类的兴起可能促使许多三叶虫绝灭。但有些三叶虫一直生存到2.51亿年前的最大绝灭性灾难发生的时候。[3]

    笔石

    笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群,它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育,分布广泛。笔石是一类微小的蠕虫状生物,它们像今天的珊瑚虫一样群体生活。整个笔石群体仅有5厘米长,它们漂流在海面上,吃浮游生物,和今天鲸类所吃的大量微小海洋生物是一样的。笔石对于科学家来说是特别重要的,因为它们在一个较长的时期里是逐渐变化的。科学家能够根据共同发现的笔石的种类判定其他海洋生物化石的年龄。[3]

    腕足动物

    腕足动物在这一时期奥演化迅速,大部分的类群均已出现,无铰类、几丁质壳的腕足类逐渐衰退,钙质壳的有铰类则盛极一时。腕足类乍看起来很像双壳类,但和它并没有多大关系它们壳

    的大小和曲线都不相同。腕足类的铰合部喙,以肉柄固着。腕足类现在比较稀少,但在5亿年至4.5亿年前,它们远比双壳类常见。[3]

    鹦鹉螺

    鹦鹉螺进入繁盛时期,它们身体巨大,是当时海洋中凶猛的肉食性动物;由于大量食肉类鹦鹉螺类的出现,为了防御,三叶虫在胸、尾长出许多针刺,以避免食肉动物的袭击或吞食。[3]

    奥陶纪珊瑚

    珊瑚

    珊瑚自中奥陶世开始大量出现,复体的珊瑚虽说还较原始,但已能够形成小型的礁体。由于海洋无脊椎动物的大发展,在前寒武纪时非常繁盛的叠层石在奥陶纪时急剧衰落。[3]

    其他

    在奥陶纪晚期,约4.8亿年前,首次出现了可靠的陆生脊椎动物——淡水无颚鱼;淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。[3]

    矿产资源/奥陶纪 编辑

    中国云南东北部中奥陶纪早期或早奥陶纪晚期的巧家组产鲕状赤铁矿,华北马家沟组或峰峰组不同层位有磁铁矿和赤铁矿。这种铁矿的成因与中生代侵入岩侵入奥陶纪的富镁围岩有关。华北区峰峰组下段产硬石膏和石膏层。石灰岩和白云岩等作为石灰、水泥、熔剂的材料,在华北区奥陶系层位多,分布较广。以奥陶纪地层作为运移、储存条件的矿产还有石油和丰富的地下水资源。[1]

    奥陶系/奥陶纪 编辑

    奥陶纪中国与其他国家(或地区)奥陶系对比简表

    奥陶纪期间形成的地层则被称为奥陶系[4] 奥陶纪一般分为3个世:早奥陶世、中奥陶世和晚奥陶世,相应的地层为下奥陶统、中奥陶统和上奥陶统。[1]

    英国奥陶系

    英国的奥陶系分为6个统,由下至上依次为:①特马豆克统(TremadocSeries)、②阿伦尼格统(ArenigSeries)、③兰维恩统(LlanvirnSeries)、④兰代洛统(LlandeiloSeries)、⑤卡拉道克统(CaradocSeries)和⑥阿什极尔统(AshgillSeries)。

    大多数人认为英国奥陶系分统界线不够精确,长时期国际上用其作为对比的标准是个很大弱点。英国奥陶系分层标准用的是笔石带,而世界多数地区发育介壳相,因此对比很困难,使各统之间的分界往上或往下移动频繁。世界上多数国家的奥陶系都取用三分,但界线不甚一致。如瑞典、挪威、前苏联、中国、美国和澳大利亚等国,对中奥陶统的顶、底界线各有各的划法。[1]

    中国奥陶系

    奥陶纪中国的奥陶纪

    在分统问题上,中国国内也有不同意见。按三分,相当特马豆克统、阿伦尼格统和兰维恩统的地层为下统;相当兰代洛统和卡拉道克统中、下部地层为中统;卡拉道克统上部和阿什极尔统地层为上统。按二分,即兰代洛统底界以上的地层为上统,以下的地层为下统,以扬子地台划分为准,建立了小壳相为主的分阶。 

    中国长时期把英国奥陶系的统当作阶使用。中国的奥陶系沉积分布很广,包括华北、东北、华南和西部地区。

    沉积基本上可以分为2种类型:①活动类型沉积,如天山、兴安地槽区、祁连山地槽区和东南地槽区等;②稳定类型沉积,如中朝地台,扬子地台以及塔里木地台等。

    此外,上述两种类型之间还有过渡区,如江南区。地槽区的岩石有复理石相、火山岩、页岩和少量的等,一般厚度较大,有些地区可达数千米。地台区以、页岩、和等为主,一般厚度较小,多在400~600米之间。

    北非和南美等地奥陶系有冰碛层,中国尚未发现。扬子地台与东南地槽区之间,及中朝地台与祁连山地槽区之间过渡类型的奥陶系,黑色页岩增多,灰岩减少,厚度比地台区较大。 

    中国北方地台区的奥陶系是碳酸盐沉积,由上至下包括中奥陶统八陡组、阁庄组和下奥陶统马家沟组、亮甲山组和冶里组,上奥陶统仅见于地台西缘。中国西南地台区的奥陶系研究较详,湖北三峡地区的地层划分具有代表性,由上至下是上奥陶统五峰组临湘组,中奥陶统宝塔组、庙坡组,下奥陶统牯牛潭组、大湾组、红花园组、分乡组南津关组。中国东南地区有完好的笔石地层剖面,奥陶纪笔石带顺序清楚,已经基本上建立起中国以笔石相为准6个阶(期),含25个笔石带。[1]

    最新研究/奥陶纪 编辑

    中国名“大坪阶”

    2007年,在南京召开的第十届国际奥陶系、第三界国际志留系联合大会上,奥陶纪的第三个“阶”第一次落户中国,它的名字叫“大坪阶”。[5] 奥陶纪第三阶的年限是距今4.72亿年~4.68亿年前,确定4.72亿年的“金钉子”是在第三阶的命名所在地——中国宜昌黄花场发现的。黄花场剖面的地层连续、牙形石带演化系列完整,世界上其他的地方虽然也有这种地层,但它们的地层记录有缺失,因此黄花场被国际公认为“金钉子”,将此作为早奥陶到中奥陶时代的分界线,定为全球划分对比4.72亿年地质时代的惟一标准。[6]

    古赤道年代

    上:飓风发生率统计图,赤道区域发生频率低;下:4.5亿年前的大陆推测地图上:飓风发生率统计图,赤道区域发生频率低;下:4.5亿年前的大陆推测地图[7]

    2012年,加拿大西安大略大学的研究人员发现,赤道的年代可被精确标定在4.5亿年前。该校地球科学系的一个国际研究团队,根据收集的6000公里范围内的化石,证明奥陶纪时期,赤道曾穿过格陵兰岛北部,马尼托巴省(加拿大),美国犹他州和内华达州。

    如果考虑地磁区域,会发现4.5亿年前,赤道所处的位置完全跟今天是在不同的地方。自奥陶纪开始,北美旋转了约90度。也就是说今天的北方,曾经是东方。

    由于该区域没有飓风,也没有严重的干扰,使得数百万年的沉积物能够保持原状。另一个重要的因素是是,奥陶纪时期的岩石作为永久磁场罗盘记录了定位的信息。 因此通过追踪化石和化石记录,就能够准确找到奥陶纪时期赤道的位置。[8]

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2012-12-19
    [2]^引用日期:2012-12-19
    [3]^引用日期:2012-12-19
    [4]^引用日期:2012-12-19
    [5]^引用日期:2012-12-19
    [6]^引用日期:2012-12-19
    [7]^引用日期:2012-12-19
    [8]^引用日期:2012-12-19
    扩展阅读
    1http://www.chinamining.com.cn 王鸿祯、刘本培主编:

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    4. 最近更新时间:2012-12-19 17:30:45