奧陶紀(jì) 奧陶紀(jì)(Ordovician Period), 顯生宙 古生代 第二個(gè)地質(zhì)時(shí)代,其時(shí)間劃分為485.4±1.9Ma~443.8±1.5Ma ,歷時(shí)4160萬(wàn)年,設(shè)立三統(tǒng)七階,已建立7枚“ 金釘子 ”。底界劃分來(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”,頂界劃分來(lái)自于同位素測(cè)年為443.8±1.5Ma的 志留系 蘭多維列統(tǒng)底界“金釘子”——魯?shù)るA底界“金釘子”。
基本信息
主要事件
海侵事件、加里東構(gòu)造、海洋生物大輻射、奧陶紀(jì)末期生物大滅絕
奧陶紀(jì)溫暖濕潤(rùn)的氣候?qū)е潞F矫娉掷m(xù)升高,到奧陶紀(jì)晚期凱迪時(shí)期達(dá)到最高海平面,比 寒武紀(jì) 初期海平面高出300多米,在這一時(shí)期大陸發(fā)生多次大規(guī)模的 海侵 活動(dòng),海水溫度在奧陶紀(jì)時(shí)期持續(xù)下降 ,于奧陶紀(jì)晚期形成了 赫南特冰期事件 。 奧陶紀(jì)是一個(gè)地質(zhì)相對(duì)活躍的時(shí)期,曾發(fā)生過(guò)多次大區(qū)域的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),如庫(kù)爾加克運(yùn)動(dòng)、懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)、廣西運(yùn)動(dòng)、塔康運(yùn)動(dòng)等。在奧陶紀(jì)中期層發(fā)生過(guò)密集的隕石雨事件,并因此出發(fā)了地震和火山活動(dòng)?;钴S的版塊運(yùn)動(dòng)最終是勞倫板塊與波羅的板塊發(fā)生位移碰撞,導(dǎo)致 古大西洋 閉合。 奧陶紀(jì)的海洋生物把生態(tài)域從近海海底擴(kuò)展到深海海底以及廣闊的遠(yuǎn)洋水域,開(kāi)啟了 奧陶紀(jì)生命大輻射 ,“目”“科”“屬”級(jí)生物類群爆發(fā),對(duì)寒武紀(jì)部分生物類群進(jìn)行生命演替,許多寒武紀(jì)時(shí)期不多見(jiàn)的筆石、牙形刺、腕足動(dòng)物、 鸚鵡螺 等大量出現(xiàn),生物多樣性大發(fā)展,在奧陶紀(jì)末期的赫南特冰期事件中,氣溫驟降,全球海平面下降,造成了該海洋生態(tài)系統(tǒng)中85%的物種滅絕。
定名 1879年英國(guó) 地質(zhì)學(xué)家查爾斯·拉普沃思(Charles Lapworth)為解決 亞當(dāng)·塞治威克 (Adam Sedgwick) 與 羅德里克·莫奇遜 (Roderick Murchison) 對(duì)于志留系和寒武系重疊部分的爭(zhēng)論而創(chuàng)立,“Ordovician”一詞源于英國(guó)北 威爾士 古民族“Ordovices”,因此處地區(qū)奧陶紀(jì)地層發(fā)育較好而得名。1916年10月由 章鴻釗 和 翁文灝 編寫(xiě)的《 地質(zhì)研究所師弟修業(yè)記 》一書(shū)中,最早出現(xiàn)“奧陶紀(jì)”譯名,這也是中國(guó)中國(guó)地質(zhì)學(xué)界首個(gè)獨(dú)立翻譯并未日本學(xué)者采用的地質(zhì)系詞匯。1960年,第21屆國(guó)際地質(zhì)大會(huì)上正式認(rèn)可并成為國(guó)際地層年代表中的官方名稱。
時(shí)期劃分
國(guó)際地層年代表 自?shī)W陶系命后的100年里,國(guó)際社會(huì)逐漸接受了奧陶紀(jì)三統(tǒng)六階的劃分,即下、中、上三個(gè)統(tǒng),每個(gè)統(tǒng)進(jìn)一步劃分為兩個(gè)階,但上奧陶統(tǒng)的兩個(gè)階的劃分無(wú)法找到合適的界線。2003年,第九屆國(guó)際奧陶系大會(huì)在阿根廷圣胡安市召開(kāi),國(guó)際奧陶系分會(huì)在會(huì)議上決定把上奧陶統(tǒng)分成三階,最終形成了三統(tǒng)七階的劃分方案,并一直沿用至今。奧陶系地層自下而上劃分下奧陶統(tǒng)(特馬豆克階、弗洛階)、中奧陶統(tǒng)(大坪階、 達(dá)瑞威爾階 )、上奧陶統(tǒng)(桑比階、凱迪階、赫南特階)。 統(tǒng)(世)
階(期)
GSSP設(shè)立時(shí)間
底界值(Ma)
頂界值(Ma)
GSSP 位置
開(kāi)始標(biāo)志
下奧陶統(tǒng)(Lower Ordovician)
特里馬道克階(Tremadocian)
2000年1月批準(zhǔn)
485.4±1.9
477.7±1.4
牙形刺 化石( Iapetognathus fluctivagus )首現(xiàn)層位 弗洛階(Floian)
2002年批準(zhǔn)
477.7±1.4
470.0 ±1.4
瑞典 南部亨內(nèi)貝格(Hunneberg)山的Diabasbrottet廢采石場(chǎng) 筆石 ( Tetragraptus approximatus )-近似四筆石首次出現(xiàn) 中奧陶統(tǒng)(Middle Ordovician)
大坪階(Dapingian)
2008年批準(zhǔn)
470.0 ±1.4
467.3 ±1.1
中國(guó) 湖北省 宜昌市東北黃花場(chǎng)剖面 牙形石( Baltoniodus triangularis )首次出現(xiàn)
達(dá)瑞威爾階(Darriwilian)
1997年批準(zhǔn)
467.3 ±1.1
458.4 ±0.9
筆石( Undulograptus austrodentatus )首次出現(xiàn)
上奧陶統(tǒng) (Upper Ordovician)
桑比階(Sandbian)
2002年批準(zhǔn)
458.4 ±0.9
453.0 ±0.7
瑞典南部斯科訥省F?gels?ng剖面
筆石(Nemagraptus gracilis)-纖細(xì)絲筆石首次出現(xiàn)
凱迪階(Katian)
2006年批準(zhǔn)
453.0±0.7
445.2 ±1.4
筆石( Diplacanthograptus caudatu s)-具尾雙刺筆石首次出現(xiàn)
赫南特階(Hirnantian)
2006年批準(zhǔn)
445.2±1.4
443.8 ±1.5
中國(guó)湖北省宜昌市夷陵區(qū)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)王家灣北剖面
筆石( Normalograptus extraordinarius )首次出現(xiàn)
參考文獻(xiàn):
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
下奧陶統(tǒng)
特里馬道克階
新廠階
485.4±1.9
477.7
穆恩之 1974年命名,命名剖面為中國(guó) 廣東省 臺(tái)山縣新廠剖面
牙形石 Cordlodus lindstromi 首現(xiàn)(暫定)
弗洛階
益陽(yáng)階
477.7
470.0
曾慶鑾 1983命名道保灣階,后改為由汪嘯風(fēng)2016年命名的益陽(yáng)階,命名剖面在中國(guó) 湖南省 益陽(yáng)市泥江口剖面
筆石 Tetragraptus approximatus 首現(xiàn)
中奧陶統(tǒng)
大坪階
大坪階
470.0
467.3
GSSP,命名剖面在中國(guó)湖北省宜昌市東北黃花場(chǎng)剖面
牙形石( Baltoniodus triangularis)首現(xiàn)
達(dá)瑞威爾階
達(dá)瑞威爾階
467.3
458.4
GSSP,命名剖面中國(guó)浙江省常山市黃泥塘剖面
筆石(Undulograptus austrodentatus)首現(xiàn)
上奧陶統(tǒng)
桑比階
艾家山階
458.4
——
李四光 、 趙亞曾 在中國(guó)三峽地區(qū)艾家山命名,命名剖面在中國(guó)重慶市城口縣東南40余千米處的新開(kāi)公路旁
筆石(Nemagraptus gracilis)首現(xiàn)
凱迪階
錢塘江階
——
445.6
楊敬之 、穆恩之1954年命名,命名剖面在中國(guó)湖北省遠(yuǎn)安縣茍家埡
筆石( Diplacanthograptus caudatu s)首現(xiàn)
赫南特階
赫南特階
445.6
443.8±1.5
GSSP,中國(guó)湖北省 宜昌市 夷陵區(qū)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)王家灣北剖面 筆石( Normalograptus extraordinarius )首現(xiàn)
參考文獻(xiàn):
地史特征
全球構(gòu)造 奧陶紀(jì)時(shí)期大體延續(xù)了寒武紀(jì)時(shí)期的構(gòu)造特征,大陸板塊集中 在南半球一帶,相對(duì)活躍的地質(zhì)事件使得各板塊之間的地理位置開(kāi)始發(fā)生變化。 勞倫板塊與波羅的板塊開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng), 古大西洋 隨之開(kāi)始變窄,直至奧陶紀(jì)末期、 志留紀(jì) 早期,兩個(gè)板塊發(fā)生碰撞,古大西洋閉合,形成了加里東期造山帶,最典型的是 斯堪的納維亞山脈 。 位于勞倫板塊和波羅的板塊南部的阿瓦隆尼亞地體也在奧陶紀(jì)時(shí)期開(kāi)始向著勞倫板塊與波羅的板塊移動(dòng),阿瓦隆尼亞板塊和波羅的板塊之間的通古斯洋開(kāi)始閉合,并奧陶紀(jì)末期、志留紀(jì)早期發(fā)生碰撞,形成美國(guó)東部的綿延山脈,三個(gè)板塊的聚合形成了新的 勞倫古陸 。 在西伯利亞板塊的東歐北部邊緣發(fā)生分裂,形成了一條長(zhǎng)約3000公里的大陸內(nèi)部裂谷帶,這條裂谷帶最終將西伯利亞板塊分裂開(kāi)來(lái),形成了一系列島弧雜巖,名為薩克馬爾的 島弧 ,該島弧最終與波羅的板塊融合,裂谷帶則不斷分裂成長(zhǎng)最終形成了烏拉爾古洋,烏拉爾古洋的張開(kāi),使得東歐大陸被動(dòng)陸緣形成。
在寒武紀(jì)時(shí)期的中國(guó)形成了3塊穩(wěn)定的 地臺(tái) 核心,分別是 華北地臺(tái) 、 揚(yáng)子地臺(tái) 、 塔里木地臺(tái) ,奧陶紀(jì)早期基本承襲了寒武紀(jì)的構(gòu)造特征,溫暖濕潤(rùn)的氣候造成海平面持續(xù)上漲,中國(guó)的地殼板塊大部為陸表淺海環(huán)境,基底為變質(zhì)巖系,上層為沉積蓋層(主要為海侵形成的碳酸鹽相建造)。 至奧陶紀(jì)晚期,華北地臺(tái)主體抬升,出露地表形成古大陸,華南盆地收縮加劇,僅在奧陶紀(jì)末期部分地表出露海面。
地層及地理特征 奧陶紀(jì)時(shí)期整體延續(xù)了 寒武紀(jì) 時(shí)期的地層特點(diǎn),廣泛的海侵活動(dòng)形成了 碳酸鹽地層 沉積,奧陶紀(jì)期間海平面達(dá)到了 顯生宙的最高海平面,溫暖的海洋環(huán)境和廣泛的海侵運(yùn)動(dòng)使得海洋生物群從近海海域擴(kuò)展到深海及遠(yuǎn)洋水域,并在全球范圍內(nèi)形成了海洋生物大輻射,至奧陶紀(jì)晚期,形成了寒武紀(jì)時(shí)期生物物種的三倍之多,幾乎所有的門類都得到快速發(fā)展。 大陸板塊名稱
典型地區(qū)
地質(zhì)事件及地層特點(diǎn)
奧陶紀(jì)早期
奧陶紀(jì)中期
奧陶紀(jì)晚期
中國(guó)
華北地臺(tái)
海侵?jǐn)U大,海水咸化,未出露地表,巖相穩(wěn)定,發(fā)育完整,化石豐富,以沉積巖為主
海侵范圍擴(kuò)大,地臺(tái)整體下降,阿拉善地區(qū)、膠遼地區(qū)東部、淮南南部有零星地表出露,淺海區(qū)筆石動(dòng)物、鸚鵡螺、三葉蟲(chóng)繁盛
懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,地臺(tái)整體抬升,海退,地形低平,緩慢上升,后期全部成陸地,風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重
華南地臺(tái)
揚(yáng)子地臺(tái)受海侵影響形成深海環(huán)境,華南裂谷盆地萎縮
海侵范圍擴(kuò)大,砂泥質(zhì)濁沉積巖沉積
廣西運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,華夏古陸由東南向西北方向快速推進(jìn),華南區(qū)主體成陸
塔里木地臺(tái)
海侵,南部臺(tái)地逐漸被淹沒(méi),演變成為遠(yuǎn)端變陡的東傾碳酸鹽緩坡;北部臺(tái)地逐漸演變?yōu)楦吣軠\水區(qū)
海侵范圍擴(kuò)大,海平面再次快速上升,北部臺(tái)地演變?yōu)闁|傾緩坡,與南部一起構(gòu)成遠(yuǎn)端變陡型緩坡環(huán)境
海侵規(guī)模達(dá)到鼎盛,古城——肖塘地區(qū)均被
海水淹沒(méi),形成淹沒(méi)臺(tái)地型混積陸棚沉積
勞倫大陸板塊
北美東部、格陵蘭島
北美地臺(tái): 早期為與寒武紀(jì)相似的海侵地理特征,至中期海水大部分退至兩側(cè)地槽區(qū)—阿帕拉契亞地槽和科迪勒拉地槽區(qū),晚期海侵逐漸擴(kuò)展;中奧陶世海侵范圍擴(kuò)大,隨后兩側(cè)地槽區(qū)強(qiáng)烈沉降;到晚期本區(qū)大部分地區(qū)被海水匿蓋,是北美地史上最大的海侵期
中央地臺(tái): 淺海相的碳酸鹽巖層,東側(cè)的柯帕拉契亞地梢區(qū)底部為白云巖和含Tetragraptus的頁(yè)巖,中部由頁(yè)巖、疑灰?guī)r、火山角礫巖、熔巖組成,為海底噴發(fā)型枕狀熔巖構(gòu)造,頂部為砂巖、礫巖
西伯利亞板塊
西伯利亞
西伯利亞地臺(tái): 繼續(xù)持續(xù)寒武系的連續(xù)沉積。西北部為灰?guī)r及白云巖,有時(shí)夾粉砂巖和筆石頁(yè)巖;中部由泥灰?guī)r和紅色頁(yè)巖相間組成,產(chǎn)三葉蟲(chóng)、腕足類和頭足類珠角石等。西南部邊緣以碎屑巖相沉積為主,夾有石膏層。整個(gè)板塊沉積物的顆粒從南向北逐漸變細(xì),其巖性由碎屑巖逐漸過(guò)波到碳酸巖,厚度逐漸增厚
哈薩克地塊: 于奧陶紀(jì)時(shí)期形成,下部是巨厚的火山噴發(fā)巖,上部是巨厚的礫砂巖、泥巖和灰?guī)r的互層。該地塊向東與中國(guó)準(zhǔn)噶爾海區(qū)相連,為天山地槽的西延部分,奧陶紀(jì)時(shí)期孤立于當(dāng)時(shí)其他大陸之外,于 石炭紀(jì) 時(shí)期才和西伯利亞大陸碰撞 波羅的板塊
沙爾馬提亞( Sarmatia )、芬諾斯堪的亞( Fennoscandia )
東歐地臺(tái): 與北美地臺(tái)之間相向移動(dòng),最終使巖層褶皺升起形成山脈,稱之為塔康造山運(yùn)動(dòng)。 地臺(tái)中部(烏克蘭、托克莫夫)大部分地區(qū)高出海面,只在邊緣部分發(fā)生海侵。底層以海綠石頁(yè)巖及砂巖為主,上部為灰?guī)r夾頁(yè)巖,富含筆石和三葉蟲(chóng)等化石。在瑞典南部,底層及中層以灰?guī)r和頁(yè)巖為主,底部產(chǎn)三葉蟲(chóng)化石,中上層以頭足類和筆石類化石為主,上層則以筆石相地層為主
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
奧陶系研究以威爾士地區(qū)最早,較為詳細(xì),該地區(qū)首先把奧陶系剖面根據(jù)筆石組合不同分為六個(gè)階,成為國(guó)際通用底層單位。但該地區(qū)奧陶系的剖面不連續(xù),巖相變化較大,至今在國(guó)際上尚有爭(zhēng)議、底層為筆石的泥板巖,為陸源碎屑巖建造;中層是火山噴發(fā)巖夾筆石泥頁(yè)巖、硬砂巖,為海底火山巖建造;頂層為薄層灰?guī)r和頁(yè)巖,盛產(chǎn)三葉蟲(chóng)及筆石類化石,代表海侵狀態(tài)下得碳酸鹽層建造。整個(gè)加里東地槽區(qū)地史并不相同,有穩(wěn)定的淺海區(qū)有的部分已經(jīng)上升為陸地
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
南美地區(qū) :淺海陸表環(huán)境,阿根廷為淺水沉積;智利為深水沉積,沉積厚度向東、向北厚度變薄
澳大利亞: 中西部地臺(tái)區(qū)為石英巖、砂頁(yè)巖和薄層灰?guī)r。東部維多利亞地區(qū)由巨厚的板巖和石英巖組成,盛產(chǎn)筆石類化石,頂部的巖性為黑色板巖夾硅質(zhì)巖及安山凝灰?guī)r,屬于活動(dòng)的地植型沉積
參考資料:
主要地質(zhì)事件
時(shí)期
地區(qū)
主要地質(zhì)事件
早期、中期
全球
海侵事件
早期
中國(guó)西藏南部、印度、巴基斯坦北部、不丹
庫(kù)爾加克運(yùn)動(dòng) (Kurgiakh Orogeny)
早期、中期
中國(guó)華北地區(qū)
晚期
中國(guó)華南地區(qū)
晚期
勞倫古陸——北美地區(qū)
塔康運(yùn)動(dòng)
中期達(dá)瑞威爾時(shí)期
北歐瑞典
隕石雨撞擊事件
晚期凱迪期
北美、北歐、中國(guó)華南地區(qū)
頻繁火山噴發(fā)事件
晚期赫南特期
全球
赫南特冰期、全球海平面驟降、生物大滅絕
參考資料:
礦產(chǎn) 奧陶紀(jì)的礦產(chǎn)以鐵礦及鹽礦為主。
鐵礦 奧陶紀(jì)是一個(gè)多火山活動(dòng)的時(shí)期,火山噴發(fā)后形成許多大型輕微變質(zhì)鐵礦帶,來(lái)自陸地的鐵質(zhì)被搬運(yùn)到富含二氧化碳的海水中,在溫暖的海洋環(huán)境下形成了大量的鮞狀 二價(jià)鐵離子 ,最終形成了鮞狀赤鐵礦。奧陶紀(jì)時(shí)期的鐵礦以 鮞狀赤鐵礦 為主,如中國(guó)華北邯邢式鐵礦,在鐵礦中存在與富鎂巖性有關(guān)的 磁鐵礦 和 赤鐵礦 。
錳礦 中國(guó)的湖北、川西、湘中、浙江龍游等地都含有沉積錳礦層,一般屬淺海陸棚相碳酸鹽巖建造型錳礦。
巖鹽 奧陶紀(jì)時(shí)期海水咸化,干燥炎熱的氣候環(huán)境易形成巖鹽層。
石膏 石膏易形成于干燥炎熱氣候環(huán)境下的邊緣海盆沉積,奧陶世的中期發(fā)生過(guò)海退事件,容易形成 潟湖 和閉塞海灣,如西伯利亞南部、中國(guó)山西呂梁山東麓、中國(guó)山西西部 黃河附近均產(chǎn)有大量的石膏礦產(chǎn)。
石油與天然氣 長(zhǎng)期下降的地臺(tái)區(qū)灰?guī)r往往是重要的生油層,如北美地臺(tái)東部、西伯利亞、 利比亞 等地廣布許多奧陶系大油田。
石灰?guī)r 中奧陶紀(jì)海侵活動(dòng)達(dá)到高潮,世界各地普遍沉積了層厚而質(zhì)純的石灰?guī)r。
其他 石煤 、銅礦等。
氣候環(huán)境 奧陶紀(jì)早、中期延續(xù)了寒武紀(jì)的溫暖氣候特征,在西伯利亞地區(qū)、中國(guó)的華北地區(qū)、北美地區(qū)、澳大利亞地區(qū)都在下奧陶統(tǒng)、中奧陶統(tǒng)的地層中發(fā)現(xiàn)了有紅層和干裂紋灰?guī)r,這些 蒸發(fā)巖 沉積反映了當(dāng)時(shí)的氣候處于干燥炎熱的氣候環(huán)境。從古地磁的數(shù)據(jù)看,奧陶紀(jì)的南極位于現(xiàn)在的北非西北部,北極位于南太平洋。在北非撒哈拉沙漠北側(cè)法國(guó)南部和西班牙、南美的阿根廷及 玻利維亞 地區(qū)均發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的大陸冰蓋和冰海沉積,這代表極地的寒冷氣候。而北美格陵蘭、中國(guó)北方、泰國(guó)、馬來(lái)西亞等地發(fā)現(xiàn)有喜溫性頭足類化石,東北亞和澳大利亞?wèn)|南部發(fā)現(xiàn)小型生物礁說(shuō)明,上述地區(qū)當(dāng)時(shí)可能位于 古赤道 一帶。
奧陶紀(jì)晚期,出現(xiàn)海退事件,海水溫度急劇下降,形成了新一輪的冰期——赫南特期大冰期。赫南特期冰期間,全球海平面驟降,岡瓦納大陸冰蓋擴(kuò)增,整個(gè) 非洲 、南美洲、阿拉伯地體大部均被冰雪覆蓋,在全球范圍的多個(gè)地區(qū)均發(fā)現(xiàn)有 冰磧巖 ,這一發(fā)現(xiàn)表明在奧陶紀(jì)晚期出現(xiàn)全球性的冰川事件,造成生物多樣性銳減,生態(tài)系統(tǒng)遭受重創(chuàng)。 奧陶紀(jì)末期的赫南特冰期持續(xù)了約20萬(wàn)年,赫南特冰期中晚期、志留紀(jì)早期時(shí)開(kāi)始全球轉(zhuǎn)暖,冰川快速消融,海平面在短時(shí)間內(nèi)又形成了海侵的狀態(tài)。
生命發(fā)展
生命大輻射 經(jīng)過(guò)“芙蓉世間斷 ”事件之后,奧陶紀(jì)開(kāi)啟了海洋生物大輻射的歷程。所謂奧陶紀(jì)生物大輻射是發(fā)生在奧陶紀(jì)期間海洋生物多樣性極速增加事件,該事件構(gòu)造了古生代演化動(dòng)物群( Paleozoic Evolutionary Fauna )的基本框架,完成了對(duì)以節(jié)肢動(dòng)物為主的寒武紀(jì)演化動(dòng)物群( Cambrian Evolutionary Fauna )的全面替代。 生命大輻射前后持續(xù)了4000多萬(wàn)年,共有3次峰值,形成了一個(gè)長(zhǎng)期緩慢漸變的演化過(guò)程,表現(xiàn)為從分類單元多樣性發(fā)展至群落生態(tài)的多樣性再至生物地理的多樣性。
奧陶紀(jì)是一個(gè)海洋占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的時(shí)代,寒武紀(jì)末期出現(xiàn)的許多古陸重新被海水浸漫,形成了顯生宙時(shí)代最大的海侵規(guī)模。廣闊而又相對(duì)穩(wěn)定的陸表淺海環(huán)境,溫暖適宜的溫度氣候,頻繁的火山活動(dòng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)等等都成為生命大輻射的前提條件。其具體表現(xiàn)為多科目類別的生物類群集體爆發(fā),對(duì)寒武紀(jì)原有生物類群的交替演化。其生命物種多以無(wú)脊椎溫居帶生物為主,主要標(biāo)志是以三葉蟲(chóng)和磷酸鹽質(zhì)殼腕足動(dòng)物為主的寒武紀(jì)生物衰退和以鈣質(zhì)殼腕足動(dòng)物、苔蘚蟲(chóng)、海百合、四射珊瑚等“古生代演化動(dòng)物群”的崛起和繁盛,許多寒武紀(jì)不常見(jiàn)的筆石、牙形刺、腕足動(dòng)物、鸚鵡螺和棘皮動(dòng)物得到飛速發(fā)展,新出現(xiàn)了珊瑚、層孔蟲(chóng)、 幾丁蟲(chóng) 、苔蘚蟲(chóng)等。 同時(shí)出現(xiàn)了盛行于志留紀(jì)、泥盆紀(jì)時(shí)期的板足鱟類生物, 板足鱟 是生活在奧陶紀(jì)至二疊紀(jì)時(shí)期典型的節(jié)肢動(dòng)物,體型較大,可長(zhǎng)達(dá)2 ~ 3米,棲息于淺?;虻?。 發(fā)現(xiàn)于寒武紀(jì)的脊椎動(dòng)物魚(yú)類也在奧陶紀(jì)時(shí)期得到發(fā)展,北美西部中奧陶紀(jì)發(fā)現(xiàn)了該段時(shí)期原始脊椎動(dòng)物的代表—星甲魚(yú)( Astraspis )。
生物大滅絕 奧陶紀(jì)晚期發(fā)生了大規(guī)模的滅絕事件,被稱之為奧陶紀(jì)生物大滅絕,這是顯生宙史上第一次大滅絕事件,活躍于寒武紀(jì)時(shí)期和奧陶紀(jì)早期的三葉蟲(chóng)類、筆石類、腕足類、珊瑚類等動(dòng)物大幅度減少,海洋生態(tài)系統(tǒng)中85%的物種滅絕,生物多樣性銳減,生物群落結(jié)構(gòu)瓦解。
關(guān)于奧陶紀(jì)生物大滅絕的原因一直是國(guó)際地學(xué)界研究的熱點(diǎn)之一,一部分學(xué)者認(rèn)為是由于冰川事件,冰川事件造成氣候巨變、溫度驟降、海平面發(fā)生變化變化,從而導(dǎo)致生物圈被破壞,導(dǎo)致 生物滅絕 ;一部分學(xué)者認(rèn)為此次生物大滅絕與伽馬射線有關(guān),奧陶紀(jì)末期來(lái)自距地球6000光年以外的超新星發(fā)生伽馬射線爆發(fā),導(dǎo)致地球的臭氧層被破壞,紫外線破壞了浮游生物等食物鏈基礎(chǔ),同時(shí)伽馬射線使得空氣分子組合成有毒氣體,加速了生物的滅絕;還有一部分觀點(diǎn)認(rèn)為與該時(shí)期頻發(fā)的火山活動(dòng)有關(guān),火山噴發(fā)后大氣 中 二氧化硫 大量增加,形成的火山云層會(huì)增強(qiáng)反射率,導(dǎo)致氣溫的下降,加快冰川的形成。其具體原因尚待進(jìn)一步的證明,但氣候巨變(海水溫度先迅速變涼、后迅速變暖)、海平面快速升降、大洋缺氧事件及其他相關(guān)環(huán)境的惡化是 奧陶紀(jì)大滅絕 值得考慮的重要因素。 赫南特冰期結(jié)束以后,氣候快速回暖,幸存的生命得以復(fù)蘇,形成以底棲固著的腕足、珊瑚、苔蘚蟲(chóng)、海百合等繼續(xù)占領(lǐng)海底的局面,三葉蟲(chóng)因浮游分子絕跡,底棲分子在深水域消失而使面貌大為改觀。
奧陶紀(jì)主要生物種類
名稱
所屬科目
出現(xiàn)時(shí)代
滅絕時(shí)期
奧陶紀(jì)變化
特征標(biāo)志
參考資料
圖片
三葉蟲(chóng)(Trilobites)
節(jié)肢動(dòng)物門、三葉蟲(chóng)綱
寒武紀(jì)
二疊紀(jì)
以櫛蟲(chóng)亞目、斜視蟲(chóng)亞目、三瘤蟲(chóng)亞目為主
尾甲增大,多為等尾型至大尾型,胸節(jié)減少為8~9節(jié),頭鞍向前擴(kuò)大,鞍溝、背溝都不發(fā)育
筆石類(Graptolites)
半索動(dòng)物門、口索動(dòng)物綱
寒武紀(jì)中期
早石炭世
大量發(fā)展,演化迅速
群體性生物,形似鉛筆書(shū)寫(xiě)在巖石表面的痕跡而得名。奧陶系、志留系最重要的標(biāo)準(zhǔn)化石。早奧陶世主要是樹(shù)形筆石,以反稱筆石動(dòng)物群為代表,中奧陶世以均分筆石動(dòng)物群大量發(fā)展為標(biāo)志,晚奧陶世表現(xiàn)為叉筆石動(dòng)物群和雙筆石動(dòng)物群同時(shí)發(fā)展
鸚鵡螺類(Nautilus)
軟體動(dòng)物門、頭足綱
寒武紀(jì)
未滅絕
繁盛時(shí)期,生物鏈頂端重要的海洋捕食者
鸚鵡螺類從最早晚寒武紀(jì)出現(xiàn)至今,共有75科300屬3500種,現(xiàn)僅存1科1屬3種,其他類型和屬種均已絕滅。奧陶紀(jì)時(shí)期是鸚鵡螺類重要發(fā)展時(shí)期,以直殼類型為主,在奧陶紀(jì)以后極速衰退。早奧陶世具有粗大的體管,梯板頸直,有明顯的內(nèi)體管;中奧陶世,體管變小;晚奧陶世殼體呈蛇卷式,
旋環(huán)擴(kuò)大緩慢,彼此接觸
腕足類(Brachiopoda)
腕足動(dòng)物門
寒武紀(jì)早期
未滅絕
有鉸綱類發(fā)展,分異度增加
具真體腔的海產(chǎn)底棲無(wú)脊椎動(dòng)物,頭頂突出部生有許多觸手,稱為腕足。奧陶紀(jì)腕足類動(dòng)物以有鉸綱發(fā)展為主,具有堅(jiān)硬厚實(shí)的灰質(zhì)外殼,奧陶世晚期以赫南特貝動(dòng)物群為特征
牙形刺(Conodonts)
脊索動(dòng)物門
寒武紀(jì)
三疊紀(jì)
早中期繁盛,晚期少見(jiàn)
海相為題化石,個(gè)體在0.2~2毫米之間,個(gè)別可達(dá)20毫米。有磷灰石組成,形態(tài)可分為單錐型、復(fù)合型和齒臺(tái)型。奧陶世早期以單錐型為主,到奧陶世晚期,牙形刺極為少見(jiàn)
珊瑚(Coral)
刺胞動(dòng)物門
寒武紀(jì)
未滅絕
開(kāi)始繁盛
奧陶世早期發(fā)現(xiàn)床板珊瑚,晚期開(kāi)始繁盛,主要為單帶型的四射珊瑚和床板珊瑚