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1、二、中国的寒武系 早寒武世古地理轮廓与震旦纪基本相似，但沉积范围明显扩大、地层分布更加广泛，且发育完整，化石丰富 可分为三种类型沉积，三个沉积区:,稳定类型(以扬子板块为代表的)过度类型(包括大陆板块边缘的江南区）活动类型（深海的东南区),稳定类型：分布于华北板块、扬子板块主体部位和塔里木板块北缘，以浅海碳酸盐沉积为主，化石丰富，层序完整、分布稳定,过渡类型：分布于稳定与活动之间的陆棚边缘及斜坡部位，为半深海炭质、硅质及薄层灰岩沉积，地层厚度薄（非补偿盆地）,含浮游型三叶虫等,活动类型：分布于深海部位，常为火山岩泥砂质复理石沉积，厚度大，生物稀少，多浮游生物,注：有的把过渡和活动两种类型合并称
2、活动类型,一扬子板块及其大陆边缘寒武纪地史特征 1、扬子板块寒武系标准剖面及古地理（重点）,扬子板块的大致范围：西界：红河（三江）龙门断裂以东;东界：武陵山（湘西北沉江以北）-幕府山（鄂东南、,赣西北交界处）以西的长江中、下游广大地区 北界：秦岭以南；,（1）滇东和宜昌剖面及其分析 A、滇东昆明附近的下寒武统 该剖面是我国早寒武世地层建阶的标准剖面 a、剖面介绍（见右图）,澄江动物群,b、层序地层学分析 梅树村组：上震旦统灯影组顶部由纹层状白云岩向上渐变为且交错层理的白云岩，为海水变浅的退积序列，属高水位体系域（HST）,与梅树村组之间的平行不整合面是地层的结构转换面，反映了岩性和沉积环境的突
3、变，属2型界线不整合（SB2）,梅树村组：下部为海侵体系域（磷块岩、陆源碎屑等），其下缺乏低水位沉积体系域，以致海侵面（TS）与层序界线（SB）重叠（TSSB）,中、上部：为饥饿段（CC）（磷块岩夹海绿石层）顶部：为高水位体系（HST）：由纹状白云岩向上变为具鸟眼构造的块状白云岩，底部具冲刷，是向上变浅的海退沉积,梅树材与筇竹寺组之间的平行不整合面为2型界线不整合（SB2），（梅树材组顶部白云岩层面具暴露标志）,综上所述，梅树村组是一个由上下不整合面（SB2）所限定的，缺少低水位体系域的，由TST-CC HST构成的沉积层序海平面下降（海退）上升（海侵）下降（海退）构成的一个层序,筇竹寺组：由
4、TST-CC HST构成的沉积层序 海侵体系域饥饿段高水体体系域（海侵海侵高潮海退）,沧浪铺组：出现新动物群和典型滨海沉积，代表一个新层序的海侵体系域；龙王庙组：咸化海湾白云岩，为典型的海退形成的高水位体系域。,滇东地区中寒武世后整体上升为陆，遭到风化剥蚀，S2地层平行不整合覆于其上。,B、峡东宜昌地区的寒武系 发育完整，现介绍如下（层序、岩性、化石、环境）,总的地史特征为:地层的岩石特征和空间分布上两分性十分明显：1：为砂、泥质和碳酸盐沉积为主，化石丰富；23：则为镁质碳酸盐（白云岩和白云质灰岩）咸化，化石稀少。,（2）横向变化及古地理 扬子沉积区整体呈一个略为西高东低，差异不大的陆表海。,
5、西侧的康滇古陆始终高于海面，并不断扩大,1：由梅树村组（一层序）和筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组（二层序）所构成的两个层序在区内均可见到，发育程度不同,第一个层序:以梅树村为代表的为含磷岩系，自西向东变薄，相变为钙质、硅磷质沉积；,第二层序（筇竹寺组、沧浪铺组、龙王庙组）：代表本区寒武纪的最大海侵期。其结果造成：下部：含磷硅质粘土岩和含镍、钒、铀等稀有元素的炭质、粉砂质页岩，整个区内呈现海水缺氧，仅有漂游生物的局面（形成饥饿段）；上部：的高水位体系域在空间上岩相分异明显，大致以东径1050为界。,西部：由于靠近康滇古陆，以陆源碎屑岩为主夹灰岩，生物多为底栖的三叶虫，为近岸滨浅海沉积；东部：灰岩增
6、多，陆源碎屑变细，含量减少，有底栖的三叶虫和造礁的古杯，为清沏温暖、含氧充足，含盐度正常的陆表海。,在这一高水位体系顶部（1末期）为白云岩，推测应有暴露标志和不整合，但目前尚未发现，有待研究证实。,23：扬子区岩相稳定，相分异不明显，为均一的白云岩，白云质灰岩组成，化石稀少。继承了1的古地理面貌，仍为西高东低。但海水略有加深，海侵逐步扩大。,仍以东径105为界分为东、西两部分：西部：2中晚期康滇古陆略有扩大，邻近古陆地带为夹砂岩的白云岩向东陆源碎屑逐步减少，碳酸盐增多，川西南、黔北等地常有膏岩沉积，表明气候干热的滨浅海环境；,东部：则全为白云岩，常见鲕粒和核形石，由于与广海相通，多为浅海高能环
7、境。总之，扬子区岩相稳定，厚度不过千米，古地理环境由向东缓缓倾斜的陆表海，属稳定类型沉积。,2、扬子板块东南大陆边缘及华夏地块群地史特征 本区由过渡类型和活动类型的两种沉积区（江南区和东南区）组成。,（1）江南区（过渡类型）（被动大陆边缘类型）包括浙西、湘中、桂北等在内的狭长地带，呈北东南西向分布。,以湘中邵东剖面为例介绍如下:本区沉积特征(三统具全)：a、岩性：多以暗色硅质岩，页岩、泥质条带状灰岩和纹层状泥质灰岩为主，底部多含石煤或磷矿层；厚度为400730m，非补偿盆地；b、化石：多为浮游类型三叶虫（球节子等）和海绵骨针，且保存完整；c、环境：为板块边缘斜坡的深水还原环境。全区岩相比较均一
8、，环境类似。,（2）东南区（活动类型，典型的被动大陆边缘类型沉积）本区包括沿海的闽、浙、广东及赣南等地区。时存在着复杂的小型华夏地块群。,以粤北曲江地区剖面为列，介绍如下：a、岩性：边缘多为砂泥质类复理石、复理石沉积，在深海区则以浊流沉积为主要特征，韵律结构明显，厚度大，一般千余米，曲江等地区（深海）厚达4千多米；,b、化石：稀少，仅有少量浮游的海绵骨针及广盐度的圆货贝。,海绵骨针,c、环境：活动性强烈的大陆斜坡下部至深海平原环境，补偿盆地类型，物源来自东侧不断上升剥蚀的古陆（闽、浙、赣古陆）。,本图表示了自西向东扬子板块至东南区华夏地块群之间沉积示意剖面，反映了地壳构造运动的性质对该地区构造
9、古地理特征的明显控制作用,扬子板块东南被动大陆边缘,华夏板块,3、扬子板块西北大陆边缘1地史概况 扬子板块与华北板块的界线以著名的商（南）一丹（凤）地缝合带为界（当时的秦岭洋以洋中脊为界分为南北两部分）。,南部：为扬子板块北部被动大陆边缘（无沟弧盆体系）；北部：为华北板块南部主动大陆边缘（存在沟一弧一盆体系）。,洋中脊,洋中脊,南秦岭区（商丹古缝合线以南）：为被动大陆边缘上的裂谷盆地，中晚寒武世为火山岩沉积（二道桥组下部）,在寒武纪，扬子板块北部大陆边缘由伸展断裂造成的浅海碳酸盐岩台地和深海硅泥质相间组成的格局，故岩相分异十分明显。,洋中脊,自南而北可划分为四个带：扬子板块上富含底栖生物的陆棚
10、砂泥质碳酸盐沉积（台地）；紫阳、白河、旬阳为深水黑色硅质泥质沉积，并发育有基性枕状熔岩和基性火山碎屑岩，代表强烈下陷的深水断裂海槽环境；,陕南、宁陕、镇安、柞水至河南淅川一带为浅水碳酸盐台地，生物化石丰富；商丹缝合带的丹凤蛇绿岩（4.478亿年）是秦岭洋存在的主要依据。,二华北板块及其大陆边缘地史特征 1、华北板块标准剖面及古地理,范围：西界：贺兰山六盘山为界；南界：秦岭大别山为界；北界：多伦（索伦）西拉木伦地缝合线为界（吉南一长春辽源）赤峰（辽西南）商都（呼市东北）阿拉善一线以南的广大地区。,华北板块主体自晚元古代后期抬升后一直遭受风化剥蚀，早寒武世晚期开始海侵 寒武纪华北板块为稳定的陆表海
11、碳酸盐沉积，其南缘以活动大陆边缘与秦岭洋毗邻,华北板块寒武纪古地理特征 paleogeography,north China plate,（1）张夏剖面及其分析（重点）该剖面位于山东长清县，为我国2和3标准剖面。基本代表了华北地区寒武系的层序。,蝙蝠虫和假球接子 中华莱得利基 虫,整个剖面可看作一个大型沉积旋回。下统：自馒头组至中统的毛庄组和徐庄组都是以紫红色泥岩沉积为主，并常含石盐假晶，自下而上碳酸岩逐渐增多，干裂、雨痕、波痕和鱼骨状层理均有发育，代表干热气候的滨浅海沉积，是海侵造成的退积序列。,紫红色钙质页岩,中统上部张夏组：以鲕状灰岩为主，波痕及斜层理发育，常含海绿石，无陆屑，底栖三叶虫
12、丰富，但多破碎。是浅海高能环境下的沉积（潮下带）,鲕粒灰岩,上统三个组：岩性基本类似，为灰岩、泥质灰岩和竹叶状灰岩，下部夹页岩，上部含白云质 竹叶状灰岩是一种同生砾岩，在干热气候条件下强氧化使砾石表面具氧化晕圈，显然，为潮下或潮间带的产物 整个晚寒武世沉积地层则属潮间与潮下相间的环境,竹叶状灰岩,华北地区晚寒武世竹叶状灰岩,山东张夏的寒武系，下统为退积序列（海侵），与中、上统加积序列相连组成一个级超层序。又可进一步划分为若干个级层序。总之张夏地区的寒武系是基底岩系经过长期风化剥蚀夷平呈准平原化后，以碳酸盐为主的陆表海沉积。,2）横向变化及古地理 华北地区在包括筇竹寺期在内的以前很长一段时间是古
13、陆剥蚀区。,到沧浪铺期：华北地区局部开始下降，遭受海侵。海水沿某些通道（推测沿郯庐断裂）侵入到了华北板块的南部、东部和北部，沉积了一套,灰岩、泥岩为主的岩层（昌平组府君山组辛集组等），当时郯庐断裂以西广大地区仍处于古陆剥蚀状态（华北古陆）。,龙王庙期（馒头组）：华北地台才普遍遭到海侵，形成了广泛的陆表海，地势平坦、气候干热，生物繁盛，全区均沉积了以紫红色泥页岩为主的地层。,但这时在太行山以西地区仍处于古陆剥蚀状态。,毛庄期：海侵范围继续扩大，并越过太行古陆向西不断侵进，因此，在太行山以西沉积了陆源碎屑为主的地层。,徐庄期：海水继续向西侵进，水体不断加深，沉积了以页岩夹灰岩的地层，但在吕梁山的以
14、西地仍是古陆剥蚀状态。,张夏期：是华北地区形成的一次最大海侵期。除有个别的古岛以外（胶辽古陆、阿拉善古陆、淮南古陆），其它地区均被广阔的陆棚浅海所,淹没，这时气候已转为温湿，生物繁盛，沉积以鲕状灰岩为主特色的地层,晚寒武世：全区岩性的较相似，以灰岩、泥灰岩及竹叶状灰岩等地层，同生砾岩中多具氧化圈，表明气候又逐渐变的干热。生物比较繁盛,华北地区晚寒武世竹叶状灰岩,在吕梁山及其以西地区，由于处于半封闭状态，海水咸化，多出现以白云岩为主的地层。,与上覆O多为整合过渡关系，表明在末海水并未退出华北地区,综观华北地区，时地势是西高东低，海侵由东向西逐步推进,2、华北板块大陆边缘寒武纪地史特征 南部：为主
15、动大陆边缘，其证据是：沿商丹地缝合线发育有蛇绿岩套；沿陕南商,县至豫西西峡一带，有火山岛弧带。均代表了秦岭洋向北俯冲的地质记录。,北部：大陆边缘的性质存有争论，有待进一步研究。华北板块与柴达木古陆之间的祁连地区：缺失早寒武沉积，为古陆剥蚀期，2开始祁连山,南、北坡都张裂下陷为海槽。,北祁连海槽：2为较深水的放射虫硅质岩、中基性火山岩和砂泥质复理石 柴达木古陆北缘（南祁连）的欧龙布鲁克，厚700余米，沉积特征和三叶虫动物群与华北地区相似，说明两者关系密切,三中国其它地区寒武纪地史特征简介 其它地区包括海南、西藏一滇西、新疆和内蒙一东北北部，分别属不同的板块范畴,1、冈瓦纳板块及其大陆边缘 海南岛
16、南部崖县地区：大茅群从岩性特征和生物群来看与澳大利亚昆士兰西部乔治纳,盆地极为相似，表明海南岛南侧当时存在着另一个与冈瓦纳大陆相连的稳定地块（南海印支地块）,海南岛中部：存在一套属于早古生代的浊积岩系（陀烈群），代表南海印支地块北侧的大陆边缘沉积类型。表明这一地块与扬子地块之间也应存在有限的古海洋，推测其位置在琼州海峡或赣、湘、桂一带,另外，扬子板块寒武纪动物群与澳大利亚也很相似，表明其间不可能存在广阔大洋,东南沿海地区：如浙江南部龙泉、闽西建宁都已发现2627亿年变质岩，温州以东海域钻井中出现1680Ma片麻岩，台湾东部大南澳群变质岩中也存在10001700Ma的古老,锆石，显示该区确实存在
17、过相当规模的前寒武纪陆壳基底，前人称为华夏古陆,但寒武纪时东南沿海地区呈现结构复杂的多岛海格局，是否与南海一印支地块同属冈瓦纳板块？,更东是否存在古太平洋？均有待进一步研究,滇西、川西的三江地区：寒武纪时可能已存在原特提斯洋，其间有小型地块。滇西保山地区，下、中统公养河上亚群为浅变质的陆坡泥砂质、硅质浊流沉积，仅见海绵骨针及微古植物，物源来自西北方向，与震旦系连续过渡，厚2000余米；,上统为砂泥夹钙质浅水沉积，含saukia（索克虫）等底栖三叶虫及球接子，具华北型和东南型混生特征，厚2000余米,西藏珠峰北坡：已发现不含化石的变质寒武系肉切村群，由下部透辉石石英片岩和上部含燧石结晶岩组成，总
18、厚40160m 而在相距不远的印度斯匹提（Spiti）地区出露含Redlichia的,寒武系，但动物群分异度和个体丰度远不及扬子区，而与伊朗等地更为相似,2、塔里木板块及其大陆边缘 寒武纪时塔里木板块北部与西南部有稳定类型沉积，以北部柯坪地区最为发育，厚500,600m，沉积特征与生物群与扬子地区相似，说明寒武纪时塔里木板块与场子板块关系密切,东部库鲁克塔格地区：下统还含有丰富的古杯类，局部合火山岩。中、上统动物群面貌有所变化，有大量球接子和Hedinaspis（赫定虫）等浮游三叶虫，,而与水体较深的天山、北山海槽关系密切,古塔里木板块的北界包括伊宁地块在内，北侧为古亚洲洋，现在地表残留的艾比
19、湖居延海海域消减带即为代表,塔里木板块的西南大陆边缘研究程度较低,西昆仑寒武系为化石稀少而厚度巨大的砂泥质碳酸盐沉积，应属塔里木西南大陆边缘沉积 西昆仑与喀刺昆仑之间有晚元古至早古生代的库地,蛇绿岩带，代表已消减的原特提斯洋,3、西伯利亚板块南部大陆边缘 古亚洲北侧我国准噶尔地区的早古生代地层强烈变质，未发现可靠的寒武纪化石，推测可能是,西伯利亚板南部大陆边缘复杂的活动海槽，准噶尔盆地是其间的古地块,我国东北和内蒙古的西拉木伦河至吉南一线以北，也是西伯利的大陆边缘 黑龙江伊春地区的下寒武统为300m以上的炭质泥砂质和碳酸盐沉积，未见顶，含Proerbia（原叶尔伯虫）,Neocobboldin
20、a（新柯坡虫）等底栖三叶虫，其中Proerbia是西伯利亚常分子,大兴安岭的下寒武统中也有西伯利亚型的古杯类化石。生物区系属西伯利亚混合生物大区 鉴于古亚洲洋两则浅海底栖生物群具有明显的同生生物,区系意义，可以推测该洋的空间规模较大,四寒武系的底界 寒武系的底界也是古生界的底界，历来受到地质界的关注。自寒武系建立以来，其底界从未得到统一，国内也不例外。当前，寒武系底界的确定主要有两类意见：一是以多门小壳化石出现为界，即界线层型的划分方法；二是以地质事件为界，根据在筇竹寺组底部现铱异常和13C负异常的薄层粘土，建议将寒武系底界置于筇竹寺组的底部,从我国情况看，一般仍以传统的梅树村组的底界作为寒武
21、系底界。首先，从梅树村组开始就爆发式地大量出现小壳化石，是地史中最早的骨骼化石群，理应归入寒武纪。其次，灯影组与梅树村组之间存在不整合或较长时间的侵蚀，沉积环境有明显不同，是地层结构转换面。最后，梅树村组本身是一个完整的层序，而且是级旋回的开始，与灯影组分属不同的沉积体系域，反映了地质历史进程中的重大变化。,五中国寒武纪矿产资源 中国寒武系的沉积、层控矿产比较丰富，主要有磷、石煤、多金属稀有元素、膏盐和汞等。磷：华南寒武系底部几乎普遍含磷，以康滇古陆东侧（滇东、川中、黔西）的浅海区成矿条件最好，形成层状磷块岩大型矿床 石煤及多金属稀有元素（钡、钒、铀等）：主要富集在扬子板块边缘寒武系底部较深水黑色页岩相区，其中重晶石已达到超大型矿床规模，石煤以浙西、陕南、黔东和湘西地区最为富集,湘黔、川鄂边境中寒武统灰岩则是后期热液作用叠加形成汞（辰砂）的主要产地，单个辰砂晶体色泽鲜艳时具有宝石价值 三峡一带的中、晚寒武世碳酸盐岩地层，由于后期岩溶作用往往形成风光独特的旅游景点，如西陵峡中的牛肝马肺峡、三游洞等,思考题：,1、寒武纪的主要生物门类及代表化石？2、扬子和华北板块寒武系标准剖面的地层 划分及其发育特征?3、华北和扬子板块地史特征的主要差异（遭到海侵的早晚、岩石组合及生物群面貌、古气候等）？,
