寒武紀(jì)(Cambrian Period),顯生宙古生代第一個(gè)地質(zhì)時(shí)代,其時(shí)間劃分為538.8±0.2~485.4±1.9Ma,共設(shè)立四統(tǒng)十階,已建立6枚“金釘子”。底界劃分來自于同位素測(cè)年為538.8±0.2Ma的紐芬蘭統(tǒng)底界“金釘子”——幸運(yùn)階“金釘子”,頂界劃分來自于同位素測(cè)年為485.4±1.9Ma的奧陶系下奧陶統(tǒng)底界“金釘子—”特馬豆克階“金釘子”。
寒武紀(jì)作為劃分顯生宙與前寒武紀(jì)時(shí)代的分界,其最主要特征是發(fā)現(xiàn)了大量的動(dòng)物化石,其種類約有2500多種,除脊椎動(dòng)物外,幾乎包含所有門類。寒武紀(jì)時(shí)期地殼系統(tǒng)穩(wěn)定,羅迪尼亞超大陸分解后在寒武紀(jì)時(shí)期重組,形成一個(gè)以岡瓦納大陸為主的大陸板塊,新的超級(jí)大陸從南半球向南延伸到南極,北半球則形成了一個(gè)超大的大洋系統(tǒng)—泛大洋(Panthalassic Ocean)。
定名
寒武(Cambria)一詞最早是由英國地質(zhì)學(xué)家亞當(dāng)·塞奇威克(Adam Sedgwick)于1835年以英國北威爾士西北部的寒武山脈提出初次命名,Cambria是英國西北部地區(qū)的坎布里亞郡,原是英國古代的一個(gè)王國威爾士,其威爾士文(Cymru)羅馬化后轉(zhuǎn)變成為Cambria。其中文名稱源自于日語的漢字音譯一直沿用。
時(shí)期劃分
國際地層年代表
2005年,國際地層委員會(huì)采納了2004年由寒武系分會(huì)批準(zhǔn)的“四統(tǒng)十階的劃分方案”,將寒武系地層自下而上劃分為:紐芬蘭統(tǒng)(幸運(yùn)階、第二階)、第二統(tǒng)(第三階、第四階)、苗嶺統(tǒng)(烏溜階、鼓山階、古丈階)、芙蓉統(tǒng)(排碧階、江山階、第十階)。其中第二階,第二統(tǒng)的第三階、第四階,第十階為尚未命名的臨時(shí)名稱。
中國地層表
中國地質(zhì)調(diào)查局和全國地層委員會(huì)組織實(shí)施下,經(jīng)國土資源部批準(zhǔn)(國土資[2014]374號(hào))出版發(fā)行了《中國地層表(2014)》,《中國地層表》《中國地層指南及中國地層指南說明書》是中國地質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范重要內(nèi)容之一,在參考國際地層學(xué)研究的基礎(chǔ)上編制了中國地區(qū)的地層年代表。
地史特征
全球構(gòu)造
在元古宙末期,大陸裂解成為諸多古陸版塊并被地槽區(qū)分隔,地臺(tái)沉積蓋層不斷發(fā)展,形成了廣闊又相對(duì)穩(wěn)定的陸表淺海環(huán)境。自新元古界末期開始,地球開始了新一輪的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),該運(yùn)動(dòng)被稱之為加里東構(gòu)造階段。
加里東構(gòu)造將現(xiàn)在的南美洲、南極洲、非洲、印度、澳大利亞古陸板塊聚合形成瓦崗納古陸,北美古陸與格陵蘭古陸聚合形成勞倫大陸,與西伯利亞地區(qū)、哈薩克斯坦、塔里木、波羅的、華北、華南古陸以零星分布的方式集聚在南半球,古陸之間以地槽帶形成沉積。北半球形成了一個(gè)超大的大洋系統(tǒng)—泛大洋(Panthalassic Ocean),南半球位于西伯利亞大陸板塊西南的為古大西洋(Iapetus),位于波羅的和西伯利亞大陸之間的為埃吉爾洋(?gir),位于波羅的和岡瓦納大陸之間的被稱之為瀾洋(Ran)。
全球性的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)一直持續(xù)到寒武紀(jì)中期,形成著名的泛非造山帶、東非造山帶、庫爾加造山帶等并導(dǎo)致岡瓦納大陸聚合并發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),古大西洋擴(kuò)張形成上萬公里長的大洋中脊。
地層及地理特征
寒武紀(jì)時(shí)期是一個(gè)海洋占優(yōu)勢(shì)的時(shí)代,其形成的地層多為海相地層。期間發(fā)生過多次的海侵活動(dòng),大陸版塊重新被海水所淹沒,如中國的華北地臺(tái),形成于古元古代末期的呂梁運(yùn)動(dòng),在震旦紀(jì)時(shí)露出地表,到寒武紀(jì)時(shí)期發(fā)生海侵時(shí)間后變成陸表淺海,直至中奧陶紀(jì)末期海水推出才形成現(xiàn)今的華北古陸。
礦產(chǎn)
磷礦
寒武紀(jì)早期發(fā)生了全球范圍的海侵,海平面上升,鈣、磷融入海洋中形成了大量的含磷地層,形成了寒武紀(jì)時(shí)期最重要的礦產(chǎn)—磷礦。
石膏
中國四川、吉林省、河南省和摩洛哥、伊朗、俄羅斯西伯利亞的地層中含有石膏礦層,可能與該時(shí)期發(fā)生過大規(guī)模海退有關(guān)。
石灰?guī)r
海侵事件形成海相巖層,造成石灰?guī)r沉積廣泛。
另外寒武紀(jì)時(shí)期還盛產(chǎn)有石煤、釩、、銅、金、鈷、等數(shù)十種元素的多元素礦床。
氣候環(huán)境
寒武紀(jì)大部分地區(qū)氣候比較溫暖、干燥。在全球多個(gè)地區(qū)沉積底層中都發(fā)現(xiàn)有古杯動(dòng)物大理石和古杯礁。古杯動(dòng)物是一種海生多細(xì)胞動(dòng)物,生活在不低于25℃水溫的海水中。寒武紀(jì)時(shí)期發(fā)生過多次的海侵和海退事件,使得大氣中含氧量和海水中的含氧度發(fā)生快速變化。早期海洋分層現(xiàn)象明顯,表層海水氧化,底層水缺氧甚至硫化,深水區(qū)缺乏底棲生物。從第二統(tǒng)晚期海底氧化面積增大,底棲生物開始向深水區(qū)擴(kuò)散。
生命發(fā)展
環(huán)境中影響生物生活的非生物因素有底質(zhì)、溫度、深度、光線、鹽度、氣體、海拔等。寒武紀(jì)時(shí)期,地球海洋處于陸表淺海環(huán)境,海洋底質(zhì)由微生物席型底質(zhì)向混合型海洋底質(zhì)演化過渡,海底多泥多沙,缺乏后生動(dòng)物建造,海洋硬底質(zhì)環(huán)境尚未形成。泥質(zhì)軟底的海底適宜軟體動(dòng)物門和節(jié)肢動(dòng)物門生存,砂質(zhì)軟底則適宜硬殼類鉆孔動(dòng)物生存,25℃水溫適宜生物礁的發(fā)育,淺海陸表的環(huán)境有利于藻類植物生存,并以此影響到部分以藻類植物為食的動(dòng)物分布。寒武紀(jì)時(shí)期,諸多利于動(dòng)物發(fā)展的環(huán)境因素使得動(dòng)物界出現(xiàn)了爆發(fā)式的大發(fā)展,以具有硬體的生物為特征,幾乎所有的無脊椎動(dòng)物門絕大部分綱都已出現(xiàn),被稱之為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)。:20-34
寒武紀(jì)早期
寒武紀(jì)早期以小殼動(dòng)物群進(jìn)入鼎盛時(shí)期為標(biāo)志,以云南省的“澄江動(dòng)物群”為主要代表。其特征是個(gè)體微小(1~2毫米),主要有軟舌螺、單板類、腕足動(dòng)物門、腹足類動(dòng)物及分類位置不明的棱管殼等。
寒武紀(jì)中期
寒武紀(jì)中期以大量三葉蟲的出現(xiàn)為標(biāo)志,以伯吉斯頁巖瓦爾科特動(dòng)物群(Burgess Shale)為主要代表。寒武紀(jì)一發(fā)現(xiàn)動(dòng)物化石2500多種,最多的為節(jié)肢動(dòng)物門中的三葉蟲,故寒武紀(jì)又稱之為“三葉蟲時(shí)代”。
寒武紀(jì)晚期
寒武紀(jì)晚期以伯吉斯頁巖化石群(Burgess Shale Fossil Beds)為主要代表。在寒武紀(jì)末期發(fā)生了冰期事件,并造成了動(dòng)物大滅絕。
參考資料 >
國際年代地層表(2022年10月版).國際地層學(xué)委員會(huì).2022-12-25
岡瓦納古陸. 中國科學(xué)院科普云平臺(tái).2022-12-29
《中國地層表(2014)》正式實(shí)施.中國地質(zhì)調(diào)查局.2022-12-28