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)4160萬年,設(shè)立三統(tǒng)七階,已建立7枚“ 金釘子 ”。底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”,頂界劃分來自于同位素測(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 編寫的《 地質(zhì)研究所師弟修業(yè)記 》一書中,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,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)地層指南說明書》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年命名的益陽階,命名剖面在中國(guó) 湖南省 益陽市泥江口剖面
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始發(fā)生變化。 勞倫板塊與波羅的板塊開始相向運(yùn)動(dòng), 古大西洋 隨之開始變窄,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來,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,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、三葉蟲繁盛
懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)開始,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,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,形成淹沒臺(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的頁巖,中部由頁巖、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)夾粉砂巖和筆石頁巖;中部由泥灰?guī)r和紅色頁巖相間組成,產(chǎn)三葉蟲、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。底層以海綠石頁巖及砂巖為主,上部為灰?guī)r夾頁巖,富含筆石和三葉蟲等化石。在瑞典南部,底層及中層以灰?guī)r和頁巖為主,底部產(chǎn)三葉蟲化石,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)巖夾筆石泥頁巖、硬砂巖,為海底火山巖建造;頂層為薄層灰?guī)r和頁巖,盛產(chǎn)三葉蟲及筆石類化石,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,東北亞和澳大利亞東南部發(fā)現(xiàn)小型生物礁說明,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20萬年,赫南特冰期中晚期、志留紀(jì)早期時(shí)開始全球轉(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“芙蓉世間斷 ”事件之后,奧陶紀(jì)開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多萬年,共有3次峰值,形成了一個(gè)長(zhǎng)期緩慢漸變的演化過程,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。其生命物種多以無脊椎溫居帶生物為主,主要標(biāo)志是以三葉蟲和磷酸鹽質(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、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、 幾丁蟲 、苔蘚蟲等。 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?;虻小?/span>發(fā)現(xiàn)于寒武紀(jì)的脊椎動(dòng)物魚類也在奧陶紀(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( 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、海百合等繼續(xù)占領(lǐng)海底的局面,三葉蟲因浮游分子絕跡,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(Trilobites)
節(jié)肢動(dòng)物門、三葉蟲綱
寒武紀(jì)
二疊紀(jì)
以櫛蟲亞目、斜視蟲亞目、三瘤蟲亞目為主
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,形似鉛筆書寫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
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
珊瑚(Coral)
刺胞動(dòng)物門
寒武紀(jì)
未滅絕
開始繁盛
奧陶世早期發(fā)現(xiàn)床板珊瑚,晚期開始繁盛,主要為單帶型的四射珊瑚和床板珊瑚