寒武紀(jì) 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(lái)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(lái)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”。
基本信息
主要事件
寒武紀(jì)生命大爆發(fā)(Cambrian Explosion)、岡瓦納大陸
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(mén)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(guó) 地質(zhì)學(xué)家亞當(dāng)·塞奇威克(Adam Sedgwick)于1835年以英國(guó)北威爾士西北部的寒武山脈提出初次命名,Cambria是英國(guó)西北部地區(qū)的 坎布里亞郡 ,原是英國(guó)古代的一個(gè)王國(guó)威爾士,其威爾士文(Cymru)拉丁化后轉(zhuǎn)變成為Cambria。其中文名稱源自于日語(yǔ)的漢字音譯一直沿用。
時(shí)期劃分
國(guó)際地層年代表 2005年, 國(guó)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。 寒武紀(jì)時(shí)代劃分
統(tǒng)(世)
設(shè)立時(shí)間與命名由來(lái)
階(期)
設(shè)立時(shí)間
底界值(Ma)
頂界值(Ma)
GSSP位置
開(kāi)始標(biāo)志
時(shí)代特點(diǎn)
紐芬蘭統(tǒng)(Terreneuvian)
2007年設(shè)立,以加拿大紐芬蘭島的現(xiàn)代法文名稱“Terre Neuve”(古法文為T(mén)erreNeuffve)
幸運(yùn)階(Fortunian)
2007年
538.8±0.2
~529
加拿大紐芬蘭島東南部 Burin 半島的幸運(yùn)角( Fortune Head )剖面
遺跡化石足狀鋸形跡( Treptichnus pedum )首現(xiàn),也是唯一一個(gè)用遺跡化石來(lái)定義底界的年代地層單位
埃迪卡拉紀(jì) 的軟體動(dòng)物消失,小殼類化石動(dòng)物增多,古杯動(dòng)物地球首現(xiàn),建造了最早的以后生動(dòng)物為骨架的生物礁,海底有藻席覆蓋的海底底質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樯飻_動(dòng)的混合底質(zhì) 第二階(Stage 2)
尚未設(shè)立
~529
~521
尚未設(shè)立
——
第二統(tǒng)
(Series 2)
尚未設(shè)立
第三階(Stage 3)
尚未設(shè)立
~521
~514
尚未設(shè)立
——
全球性生物礦化事件大爆發(fā),地層中發(fā)現(xiàn)大量的微體動(dòng)物骨骼和外殼化石,以小殼類化石居多,古杯類動(dòng)物快速發(fā)展,萊氏蟲(chóng)滅絕,寒武紀(jì)生命大爆發(fā)第一次高峰。第二統(tǒng)晚期出現(xiàn)全球性海平面下降,在北美、 西伯利亞地臺(tái) 、 澳大利亞均出現(xiàn)海退事件
第四階(Stage 4)
尚未設(shè)立
~514
~509
尚未設(shè)立
——
苗嶺統(tǒng)(Miaolingian)
2018年6月設(shè)立,以中國(guó)貴州省苗嶺山脈命名
烏溜階(Wuliuan)
2018年6月
~509
~504.5
中國(guó)貴州省黔東南苗族侗族自治州劍河縣烏溜-曾家?guī)r剖面
三葉蟲(chóng) 類印度掘頭蟲(chóng)( Oryctocephalus indicus )首現(xiàn) 球接子類三葉蟲(chóng)首現(xiàn),古杯類動(dòng)物大滅絕
鼓山階(Drumian)
2006年
~504.5
~500.5
美國(guó)猶他州米勒德縣鼓山
球接子類三葉蟲(chóng)( Ptychagnostus atavus )-始祖褶紋球接子首現(xiàn)層位
古丈階(Guzhangian)
2008年3月
~500.5
~497
中國(guó)湖南省湘西土家族苗族自治州古丈縣羅依溪剖面
三葉蟲(chóng)( Lejopyge laevigata )-光滑光尾球接子首現(xiàn)層位
芙蓉統(tǒng)(Furongian)
2002年設(shè)立,以中國(guó)湖南省別名“芙蓉”命名
排碧階(Paibian)
2003年8月
~497
~494
中國(guó)湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣排碧鄉(xiāng)四新村
球接子類三葉蟲(chóng)( Glyptagnostus reticulatus )-網(wǎng)紋雕球接子首現(xiàn)層位
全球范圍海退事件,表層海水氧化,地層水缺氧硫化,生物大范圍滅絕(Hawke Bay全球大海退時(shí)間),托模特殼動(dòng)物群、萊德利基蟲(chóng)目三葉蟲(chóng)、德氏蟲(chóng)類、索克蟲(chóng)類滅絕
江山階(Jiangshanian)
2011年8月
~494
~489.5
中國(guó)浙江省江山市碓邊B剖面
球接子類三葉蟲(chóng)( Agnostotes orientalis )-東方擬球接子首現(xiàn)層位
第十階(Stage 10)
尚未設(shè)立
~489.5
485.4±1.9
尚未設(shè)立
——
參考資料:
中國(guó)地層表 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 和全國(guó)地層委員會(huì)組織實(shí)施下,經(jīng)國(guó)土資源部批準(zhǔn)(國(guó)土資[2014]374號(hào))出版發(fā)行了《 中國(guó)地層表 (2014)》,《中國(guó)地層表》《中國(guó)地層指南及中國(guó)地層指南說(shuō)明書(shū)》是中國(guó)地質(zhì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范重要內(nèi)容之一,在參考國(guó)際地層學(xué)研究的基礎(chǔ)上編制了中國(guó)地區(qū)的地層年代表。
統(tǒng)(世)
階(期)
中國(guó)年代表
底界值(Ma)
頂界值(Ma)
命名
開(kāi)始標(biāo)志
紐芬蘭統(tǒng)
幸運(yùn)階
晉寧階
538.8±0.2
——
彭善池 2000年命名,命名剖面在中國(guó) 云南省 晉寧市梅樹(shù)村 痕跡化石( Tricophycus pedum )首現(xiàn)
第二階
梅樹(shù)村階
——
521
錢(qián)逸 1977年命名,命名地點(diǎn)和層型點(diǎn)位位于中國(guó)云南省晉寧縣梅樹(shù)村
小殼化石( Anabarites trisulacatus - Protohertzina anabacica )組合首現(xiàn)為標(biāo)志
第二統(tǒng)
第三階
南皋階
521
_
彭善池2000年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)貴州省余慶市小腮曾家屯剖面
三葉蟲(chóng)( Tsunyidiscus niutitangensis )首現(xiàn)
第四階
都勻階
——
509
彭善池2000年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)貴州省丹寨南皋九門(mén)沖
三葉蟲(chóng)( Arthricocephalus chauveaui )首現(xiàn)
苗嶺統(tǒng)
烏溜階
臺(tái)江階
509
——
彭善池2000年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)貴州省劍河八郎村附近的烏溜—曾家?guī)r剖面
三葉蟲(chóng)( Oryctocephalus indicus )首現(xiàn)
鼓山階
王村階
——
——
彭善池2000年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)湖南省永順王村東南4千米的酉水河北岸公路邊
球接子類三葉蟲(chóng)( Ptychagnostus atavus )首現(xiàn)
古丈階
古丈階
——
497
彭善池2008年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)湖南省湘西土家族苗族自治州古丈縣羅依溪剖面
光滑光尾球接子三葉蟲(chóng)( Lejopyge laevigata )首現(xiàn)
芙蓉統(tǒng)
排碧階
排碧階
497
——
彭善池2004年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣排碧鄉(xiāng)四新村
球接子類三葉蟲(chóng)( Glyptagnostus reticulatus )首現(xiàn)
江山階
江山階
——
——
彭善池2010年提交提案,層型點(diǎn)位位于浙江省江山市碓邊B剖面
球接子類三葉蟲(chóng)( Agnostotes orientalis )首現(xiàn)
第十階
牛車(chē)河階
——
485.4
彭善池2008年命名,層型點(diǎn)位位于中國(guó)湖南省桃源瓦爾崗村被通往慈利的公路旁
球接子類三葉蟲(chóng)( Lotagnostus americanus )首現(xiàn)
參考資料:
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(kāi)始,地球開(kāi)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、 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(kù)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(wàn)公里長(zhǎng)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(guò)多次的 海侵 活動(dòng),大陸版塊重新被海水所淹沒(méi),如中國(guó)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 。 大陸板塊名稱
典型地區(qū)
地層特點(diǎn)
中國(guó)
位于岡瓦納大陸周邊,南半球中低緯度地區(qū),屬 Redlichiid 三葉蟲(chóng)古地理大區(qū)。華南地臺(tái)發(fā)育齊全,化石豐富,區(qū)域變化程度較大
勞倫大陸板塊
北美東部、格陵蘭島
位于南半球赤道低緯度地區(qū),地臺(tái)露出海面受多次海侵和海退沉積, Olenellid 三葉蟲(chóng)古地理大區(qū)。典型生物群種有布爾吉斯頁(yè)巖生物群、格陵蘭島 Sirius Passet 生物群
西伯利亞板塊
南半球低緯度地區(qū),大部分為陸表淺海環(huán)境,北部有陸地露出海面,西伯利亞三葉蟲(chóng)古地理大區(qū)。疊層石、古杯礁發(fā)育繁盛,小殼化石豐富,演化序列完整
波羅的板塊
沙爾馬提亞( Sarmatia )、芬諾斯堪的亞( Fennoscandia )
位于南半球高緯度地區(qū),沙爾馬提亞( Sarmatia )、芬諾斯堪的亞( Fennoscandia )兩處古陸呈南北分列在海平面之上,海進(jìn)沉積序列(有淺海沉積也有深水沉積)。盛產(chǎn)Olenid三葉蟲(chóng)動(dòng)物群、奧斯坦型動(dòng)物群( Orsten-typefauna ),低氧生存條件
阿瓦隆板塊
加拿大紐芬蘭島東部、加拿大新斯科舍省局部、加拿大新布倫瑞克省南部、美國(guó)麻省、英國(guó)英格蘭、威爾士
又名阿瓦隆尼亞,南半球高緯度地區(qū),與波多的維度大體相當(dāng),從岡瓦納大陸分離合并形成,地層以砂巖為主,動(dòng)物群體與波羅的板塊相似
岡瓦納板塊
非洲東南大部、南美東北部、南極大部、印度大部、西澳大利亞
分為東岡瓦納與西岡瓦納兩部分區(qū)域,東岡瓦納(澳大利亞與南極)位于南半球低緯度區(qū)域,屬 Redlichiid 三葉蟲(chóng)古地理大區(qū)。西岡瓦納(摩洛哥和利比里亞)位于南半球高緯度區(qū)域,屬 Bigotinid 三葉蟲(chóng)古地理大區(qū)?;瘞暾?,年代地層框架好
參考資料:
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(guó)四川、吉林、河南和 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(guò)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、鎳、銅、金、鈷、鈾等數(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)物灰?guī)r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(guò)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(kāi)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(guò)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)物和節(jié)肢動(dòng)物生存,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(wú)脊椎動(dòng)物門(mén)絕大部分綱都已出現(xiàn),被稱之為 寒武紀(jì)生命大爆發(fā) 。
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,以中國(guó)云南的“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、腕足類、腹足類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(chóng)的出現(xiàn)為標(biāo)志,以伯吉斯頁(yè)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)物中的 三葉蟲(chóng) ,故寒武紀(jì)又稱之為“三葉蟲(chóng)時(shí)代”。
寒武紀(jì)晚期 寒武紀(jì)晚期以 伯吉斯頁(yè)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。
寒武紀(jì)時(shí)期典型生物群
動(dòng)物群名稱
發(fā)現(xiàn)人
發(fā)現(xiàn)時(shí)間
發(fā)現(xiàn)地點(diǎn)
所屬時(shí)代
動(dòng)物群性質(zhì)
動(dòng)物群組成
梅樹(shù)村剖面小殼化石動(dòng)物群
錢(qián)逸、蔣志文
1978
中國(guó)云南省晉寧地區(qū) 梅樹(shù)村剖面
早寒武世
個(gè)體微?。?~2毫米),具有外殼,海生無(wú)脊椎動(dòng)物
已知有 12個(gè)類別57屬98種,含軟舌螺、單板類、腕足類、腹足類及分類位置不明的棱管殼等
澄江動(dòng)物群
侯先光
1984-7-1
中國(guó)云南省澄江縣縣城東5公里,帽天山
早寒武世中期距今5.3億年
硬殼節(jié)肢動(dòng)物與豐富、部分保存軟體組織印痕后生動(dòng)物共生的動(dòng)物群
發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘幾萬(wàn)塊標(biāo)本。已發(fā)現(xiàn)24個(gè)生物門(mén)類的228個(gè)物種,包含有三葉蟲(chóng),金臂蟲(chóng)類、水母、蠕蟲(chóng)類、甲殼綱、腕足類、藻類等,乎涵蓋了除苔鮮之外的所有現(xiàn)代動(dòng)物門(mén)類
布爾吉斯頁(yè)巖瓦爾科特動(dòng)物群Burgess Shale
Charles Doolittle Walcoft
1909-8-31
加拿大西部,東不列顛哥倫比亞省邊沿,約霍國(guó)家公園,加拿大落基山
中寒武世早期距今5.2億年
保存極佳的以節(jié)肢動(dòng)物(包括非三葉蟲(chóng)節(jié)肢動(dòng)物)為代表的動(dòng)物群,部分標(biāo)本保存生物軟體組織印痕
已命名13類別,120 余 屬, 161 種。其中,節(jié)肢動(dòng)物44屬(包括三葉蟲(chóng)4亞綱)
奧斯坦動(dòng)物群
Klaus J.Müller(德國(guó))
1975
瑞典南部芙蓉統(tǒng)奧斯坦(Orsten)灰?guī)r結(jié)核中發(fā)現(xiàn)
晚寒武世距今約5億年
個(gè)體微?。?00~1000微米),三維立體保存,可見(jiàn)軟軀體,表皮次生磷酸鹽化,以節(jié)肢動(dòng)物為主
磷足蟲(chóng)( Phosphatocopina )
參考資料:
寒武紀(jì)時(shí)期主要物種
名稱
所屬科目
生活時(shí)代
特征標(biāo)志
三葉蟲(chóng)(Trilobites)
節(jié)肢動(dòng)物門(mén)、三葉蟲(chóng)綱
寒武紀(jì)至二疊紀(jì)時(shí)期,二疊紀(jì)末滅絕
橫向可分為頭部、胸部、尾部三部分,縱向分為中軸和左右肋葉三部分。頭部被一對(duì)面線分切成頭蓋和兩側(cè)的活動(dòng)頰。頭部中間凸起,一對(duì)眼睛。胸部由若干個(gè)可以自由彎曲的肋節(jié)組成,尾部由背殼愈合成硬板。大部分游移于淺海底,以其他動(dòng)物或尸體為食料
加拿大 奇蝦 (Anomalocaris canadensis) 節(jié)肢動(dòng)物門(mén)
寒武紀(jì)至志留紀(jì)時(shí)期,志留紀(jì)滅絕
已知體型最大和寒武紀(jì)時(shí)期動(dòng)物,體長(zhǎng)60厘米~200厘米,身體兩側(cè)長(zhǎng)有裂片狀的翼,有分節(jié)結(jié)構(gòu)的觸角,近球形的帶柄復(fù)眼,身體末端有3對(duì)尾翼
怪誕蟲(chóng) (Hallucigenia)
葉足動(dòng)物門(mén)
寒武紀(jì)
身體細(xì)長(zhǎng)呈管狀,有7對(duì)背刺、9對(duì)足,體長(zhǎng)5毫米~10毫米,嘴巴有細(xì)碎的牙齒
昆明魚(yú) (Myllokunmingia)
脊索動(dòng)物門(mén)、無(wú)頷總綱
寒武紀(jì)
體長(zhǎng)2厘米~3厘米,脊椎動(dòng)物,表皮無(wú)骨骼和鱗片,身體呈紡錘型,無(wú)頜,呈魚(yú)形, 具有支持鰓囊和保護(hù)器官鰓軟骨系的咽顱, 發(fā)育了原始偶鰭、 和圍心腔構(gòu)造
參考資料: