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志留紀
來源:互聯網

志留紀(Silurian Period),顯生宙古生代第三個地質時代,其時間劃分為443.8±1.5Ma~419.2±3.2Ma,歷時2460萬年,設立四統七階,其頂層普里道利統尚未分階,已建立8枚“金釘子”。底界劃分來自于同位素測年為443.8±1.5Ma的志留系蘭多維列統底界“金釘子”——魯丹階底界“金釘子”,頂界劃分來自于同位素測年為419.2±3.2Ma的泥盆紀下泥盆統底界“金釘子”——洛赫考夫階底界“金釘子”。

志留紀是早古生代最后一個地質時期,也是顯生宙以來時間跨度最短的一個紀,志留紀時期處于加里東構造的晚期階段,地球板塊運動活躍,許多板塊結構都經歷了復雜的變化過程,從而也影響了志留紀生物界的重大變革,最明顯的變化是寒武紀時期出現的三葉蟲類生物明顯衰減,奇蝦滅絕;鼎盛于奧陶紀時期的鸚鵡螺類開始衰落,瓣鰓綱腹足類動物開始繁盛;節肢動物門肢口綱(Merostomata)生物繁盛,以板足鱟為代表;脊索動物門開始從無頜魚類向有頜魚類發展;珊瑚類大量發展,與層孔蟲、介形蟲等生物聯合形成大型生物礁。志留紀后期開始出現陸生或半陸生的裸蕨類植物,并逐步開始了生物界向陸地進化的進程。

定名

Silurian一詞最早由蘇格蘭地質學家羅德里克·莫奇遜(Roderick Murchison)于1839年提出,其命名地點位于英國威爾士地區的一個古代凱爾特族的部落Silures的名稱,因羅德里克·莫奇遜最早命名的志留紀年代跨度與亞當·塞治威克(Adam Sedgwick)所命名的寒武紀在年代跨度上有重疊,而在波羅的海的哥特蘭島上的志留紀地層發育較好,在1893年提出了一個哥特蘭紀(Gotlandian)與志留紀命名相互競爭。最終在1960年哥本哈根的國際地質大會上最終確定了志留紀的命名,并將其限定為羅德里克·莫奇遜命名時期中的上志留統。志留一詞為Silures的日語漢語音譯。

時期劃分

國際地層年代表

1859年,羅德里克·莫奇遜將上志留統分為蘭多維列、溫洛克、羅德洛三個階段,該方案成為最早時期英國的劃分方案,并被早期世界各國所采用。哥本哈根國際地質大會確立志留紀命名之后,于1965年國際志留系分會成立,其主要任務是建立全球志留紀年代地層序列,確立統一的志留系劃分方案。20世紀70年代至80年代初期完成了“四統七階”的劃分工作,其頂層普里道利統沒有進一步劃分,暫不分階。1985年,志留系完成全系8枚“金釘子”的確立并獲得國際地質科學聯合會的批準,成為國際地層委員會第一個全面完成年代地層“金釘子”工作的地層分會。志留系地層自下而上劃分為蘭多維列統(魯丹階、埃隆階、特列奇階)、溫洛克統(申伍德階、侯墨階)、羅德洛統(高斯特階、盧德福特階)、普里道利統。

中國地層表

中國地質調查局和全國地層委員會組織實施下,經國土資源部批準(國土資[2014]374號)出版發行了《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》是中國地質行業標準規范重要內容之一,在參考國際地層學研究的基礎上編制了中國地區的地層年代表,該地層表將志留系劃分為了四統九階,將其蘭多維列統特列奇階時期分為馬蹄灣階、南塔梁階兩個時期。

地史特征

全球構造

志留紀時期延續了奧陶紀晚期的地質構造運動特點,全球進入了一輪新的板塊運動。此輪板塊運動呈現出區域性、大區域性的特點,進而影響全球的地理格局,如北美的塔康運動(Taconian Orogeny)、中國的廣西運動(Kwangsian Orogeny)、歐洲的加里東運動(Caledonian Orogeny),最終使西伯利亞地區南部、北美阿帕拉契亞地區東部、澳大利亞東部、英國加里東地槽區的東部發生褶皺形成新的山系,北美板塊與西伯利亞板塊的相向運動最終在志留紀對接拼合,使古大西洋閉合并形成新的勞倫大陸。南美地臺西緣及北緣、非洲地臺北部和南緣及印度地臺北部逐漸下降發生海侵。中國地臺板塊總體呈不斷上升趨勢,華北地臺板塊整個志留系期間海域不斷變淺,揚子地臺不斷抬升并且向西北大規模擴大形成了更大規模的華南板塊。

地層及地理特征

奧陶紀末期的赫南特冰期持續了約20萬年,之后的志留紀開始全球轉暖,冰川快速消融,海平面在短時間內又形成了海侵的狀態。海水的快速加深導致海底區域壓力增大形成大范圍缺氧,從而發育了黑色頁巖的沉積,該層黑色頁巖帶中蘊含著豐富的油氣資源,成為志留紀地質時期的特色。志留紀陸地板塊總體呈現抬升的特征,志留紀末期發生的海退使出露地表進一步擴大,許多陸表淺海因地臺上升而成為陸地,氣候也因此而變干燥,志留紀末與泥盆紀初常形成紅色碎屑沉積可為佐證。地理環境的巨大變化,也引起后期生物界的重大變革。

礦產

鐵礦

志留紀總體延續了奧陶紀時期的海洋環境,海底沉積了大量鐵質形成了鮞狀赤鐵礦。如美國地區的亞拉巴馬州田納西州和喬治亞等州盛產的鐵礦石,中國川西北龍門山地區的江油式鐵礦,中國準格爾地區的磁赤鐵礦等。

石煤

早古生代生產發育了一系列由黑色頁巖、碳質頁巖、炭硅質頁巖、結核狀磷塊巖、粉砂質頁巖等組成的黑色巖系,該巖系厚度變化大,但層位穩定,巖層內蘊藏著豐富的石煤、釩、磷、及多金屬稀有元素

海平面上升,溫暖潮濕的氣候條件下,鈣、磷融入海洋中形成了大量的含磷地層

巖鹽

海水咸化,干燥炎熱的氣候環境易形成巖鹽層。

石油和瀝青

黑色巖系中含有石油和瀝青等資源,美國俄克拉何馬州克林教及中國貴州中下志留統翁項群中發現油氣資源,云南省東北部的妙高組、玉龍寺組及江蘇省南部墳頭組內含有瀝青資源。

銅礦

在中國新疆南部阿克蘇地區柯坪縣早志留紀柯坪塔格組中有含銅砂巖透鏡體;中國云南省昭通市大關縣上志留統下部回星哨組中發現含銅砂巖。

其他

釩、鋇等稀有元素礦產。

氣候環境

經過奧陶紀末期冰期事件后,志留紀氣候快速轉暖,形成了一個由溫室效應控制、氣候相對平穩的地質歷史時期。南極冰蓋的快速消融導致大氣環流減弱,海水環流不暢形成滯流環境,含氧量的降低導致形成全球廣布的黑色頁巖帶,是志留紀時期地層的重要特征。在北美、歐洲、中亞哈薩克斯坦、澳大利亞西伯利亞地區、華南板塊中均有碳酸鹽巖和生物礁、紅層分布,表明全球大部分的板塊都處于溫暖和干熱的氣候條件下。奧陶紀末期赫南特冰期僅在南極地區發育冰蓋,在南美西部和南非開普地區發現了含有冷水型的腕足類動物,南美還發現有冰磧巖,表明該地區當時處于接近南極的高緯度地區。

生命發展

奧陶紀末期全球生物大滅絕事件造成了海洋生物群中85%的生物物種滅絕,志留紀是個板塊活躍的時期,由于構造環境和古地理環境的變化,生物界也產生了重大變革,各種海相生物類群逐漸復蘇并開始差異輻射。

參考資料 >

國際年代地層表(2022年10月版).國際地層學委員會.2023-01-18

《中國地層表(2014)》正式實施. 中國地質調查局.2023-01-18

..2023-02-01

志留紀.中國大百科全書.2023-01-20

鏡眼蟲目.中國大百科全書.2023-01-20

裂肋蟲目.中國大百科全書.2023-01-20

幾丁蟲.中國大百科全書.2023-01-20

層孔蟲.中國大百科全書.2023-01-20

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