地层及古生物学阶段性作业3.docx

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院
地层及古生物学 课程作业3（共 3 次作业）
学习层次：专科 涉及章节：第10章 ——第14章

一、 名词解释
南丹型
磨拉石
贡瓦纳古陆
印支运动
二、简答题
1．中国三叠纪的古地理和古构造轮廓
2．华北板块的形成和演化阶段
3．喜马拉雅运动及其地史意义
4．燕山运动及其地史意义
三、 论述题
1．石炭纪华北板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
2．寒武纪扬子板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
3．泥盆纪华南板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
4．任举中国地史中的二个成煤期并说其古地理环境

参考答案
一、 名词解释
南丹型：“南丹型”是华南泥盆系中、上统台内裂陷槽深水、滞流，贫氧沉积的代表，空间上呈北北东或北西向的带状分布，明显受同沉积断裂的控制，由黑色泥岩，泥灰岩、硅质岩组成，含菊石、竹节石及无眼三叶虫等化石。
磨拉石：磨拉石，又称磨拉石建造，板块碰撞（陆—陆碰撞或陆洋碰撞）大陆边缘褶皱隆升，在山间盆地或山麓前缘形成的巨厚的砂，砾岩占优势的陆相沉积。岩石成熟度差（分选，磨圆岩差，矿物成分复杂），相变急剧，是一种快速堆积。
贡瓦纳古陆：冈瓦纳古陆指古生代初或更早至中生代早期（联合古陆解体之前）存在于南半球统一的大陆，它包括非洲、马达加斯加，印巴次大陆，澳大利亚、南美和南极大陆。因具有相同的“古羊齿植物群”而得名。冈瓦纳植物群与欧美区植物群相对立，凡欧美区植物，在冈瓦纳都未发现。
印支运动：印支运动1934年法国地质学家J.Fromaget）将印支半岛，晚三叠世前诺利克期与前瑞替克期的两个造山幕，命名为印支褶皱，1945年黄汲清首先将阿尔卑斯旋回划分为印支，燕山，喜马拉雅三个亚旋回，以印支旋回称呼我国中生代初期的地壳运动，目前一般认为印支运动在时间上包括三叠纪期间到早侏罗世之前的地壳运动，空间上分布于我国西部特提斯带，发育有三江、松潘、甘孜、西秦岭及南秦岭的印支褶皱带。同时印支运动是我国东部构造古地理格局的转折点（以南海北陆转化为东西分异）是亚洲大陆与太平洋之间构造体制演化的新阶段。
二、简答题
1．中国三叠纪的古地理和古构造轮廓
早、中三叠世继承了古生代以来的构造—古地理格局；以秦岭海槽为界，显示出“南海北陆”的特征，南部海区以龙门山—康滇古陆为界，东为华南稳定的浅海；西为活动的多岛洋盆地，晚三叠世华南为海陆交互和沉积，随着江南古陆为主体的湘黔桂方地的形成，华南分为东西两个滨浅海沉积区。西部龙门山，滇黔桂一带早期为浅海海湾，晚期海退为近海盆地。
晚二叠世末，北方华北陆块与塔里木陆块，两伯利亚及劳亚古大陆连成一体，我国西北，华北东北形成一系列，大小不等的内陆河湖盆地，大型的有塔里木，准噶尔，鄂尔多斯，宁武—沁水，此外，还有东北零星分布的小型的山间盆地。

2．华北板块的形成和演化阶段
（1）陆核的形成，太古宙可分为早，中、晚三个阶段，早太古代以基性喷发为主，陆源沉积物较薄表壳岩零星出现，中太古代火山岩以中、基性为主，仍很发育，但沉积岩类已遍布全区，代表表壳岩分布的沉积厚度明显增大。晚太古代沉积岩比例明显增大，火山岩以夹层形式出现，沉积岩有明显分带现象。山东，内蒙等地甚至出现富含有机碳质的沉积，表壳岩已广布于华北地区。早、晚太古代的花岗岩侵位发生在三个时期：32.4亿年花岗岩及云英闪长岩侵位；29亿年花岗岩类侵位；27—25亿年花岗类侵位。其规模逐步增大，说明硅铝壳不断扩大、增厚，至晚太古代末期，硅铝壳已初具规模，形成华北板块的锥形——陆核。
（2）陆核增生和原始板块形成——古元古代
古元古代陆核经历了拉张裂陷——闭合抬升及大量花岗岩体侵入，吕梁运动使初期分裂的陆核重新拼接，并使地壳进一步固结等始原始板块的最终形成，早、中期发育了规模不等的火山碎屑沉积序列，晚期出现的山麓磨拉石堆积代表基底沉积。
（3）裂陷槽发育阶段
进入中、新元古代是裂陷槽发育阶段，在华北板块范围内形成三个沉积区，燕山海槽（北东东向展布）；豫西陆棚海（南接秦岭海槽）；胶辽海深海槽（北北东向展布）这一阶段，沉积层巨厚，达上万米，且有成熟较高的陆源碎屑（石英砂岩—碳酸盐—泥质岩）沉积，被称为似盖层沉积。
3．喜马拉雅运动及其地史意义
喜马拉雅运动在亚洲大陆广泛发育，使中生代的特提斯海变成巨大的山脉，更新统的湖泊，河流沉积物隆起高度达2000多米。喜马拉雅运动可分三幕：第一幕在始新世末至渐新世初期，海水从青藏高原全部退出，并伴随着强裂褶皱，断裂及中酸性岩浆侵入；第二幕始于中新世初期有强烈的褶皱，断裂，岩浆侵入，变质作用等，形成大规模逆冲断层的推覆构造，导致大幅度的隆起、岩浆侵入；第三幕从更新世到现在，主要表现为高原的急剧隆升，周围盆地的大幅度沉降以及老断裂的继续活动，一部分地区火山活动喜马拉雅运动之后中国大陆全部固结，并形成自西向东逐步降低的地势。
4．燕山运动及其地史意义
翁文灏于1927年以燕山为标准地区创名，目前认为燕山运动为整个侏罗纪，白垩纪期间广泛发育于我国境内的重要的构造运动，主要表现为褶皱、断裂变动、岩浆喷发、侵入活动及部分地区的变质作用，燕山运动是我国重要的变形期与成岩成矿期，也是我国基本构造格架的形成期与改造期。燕山运动以后，兴安岭——太行山——武陵山一线东侧岩浆活动较侏罗纪减弱，且向东迁移。白垩纪中、晚期出现松辽、华北、江汉、苏北等大型盆地。而此线以西的大型盆地趋向萎缩。川滇地区更为明显。燕山运动对整个环太平洋带都有重要影响。古太平洋板块与古亚洲大陆东缘和对美洲大陆西缘的俯冲，形成环太平洋火圈（火山活动带）。
四、 论述题
1．石炭纪华北板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
山西大原剖面（略）
加里东运动使华北板块在早奥陶世以后隆升为陆，长期遭受剥蚀，夷平，至晚石世开始接受沉积，本溪组底部代表古岩溶面上风化壳再沉积的铁铝质岩，其典型代表为山西式铁矿和华北地区广泛分布的G层铝土矿，往上为砂泥岩夹含蜒灰岩，及黑色页岩夹煤层，属滨海平原沉积。
往上太原组可划分为三个沉积旋回，每一个旋回的底部以中一粗粒砂岩开始，向上变细，由砂岩，粉砂岩，泥岩，黑色页岩夹煤层组成，代表三次海平面的波动（升降），总体而言第二旋回代表了最大海平面上升，而太原组顶面则代表了重要的海平面下降事件。
晚石炭世早期本溪组岩性，厚度变化有明显规律，辽宁太子河流域本溪一带，厚达160-300米，夹海相灰岩5-6层。煤层可采；至河北唐山厚约80米，夹海相灰岩三层，薄煤2层；至山东中、西部厚约40-65米，不含可采煤层；至山西太原厚度减至50米以下，仅夹海相灰岩一层，也不含可采煤层。太子河流域本溪组包含二个化石带，下部为Eostaffella带，上部Fusulina-Fusulinella带。至河北唐山及山西太原一带，仅见上部化石带，由此证明晚石炭世东北低向山西—河北一线升高，海侵自北向南。再往南至河北峰峰，河南焦作及豫，皖太部地区缺失本溪组沉积。而在苏北贾汪一带，本溪组厚达100米，灰岩夹层总厚达50米，岩性和所含蜒类化石与华南相似，说明苏北一带海侵来自南方，可能与秦岭海槽东延部分的古海域有关。
晚石炭世晚期太原组华北南部海侵范围更为广泛，在皖北，豫南及鄂尔多斯一带均有明显超覆，但在北部本溪，北京，大同以及鄂尔多斯东胜等地却出现陆相含煤沉积。同时，灰岩夹层数量也发生变化，河北唐山仅有少数灰岩夹层，往南至晋东南泌水盆地和冀南磁县一带，太原组厚80-100米，灰岩夹层增至六层，海相化石丰富，更往南至皖北，淮南一带，灰岩层数可达12层，累计厚达80米，由此可见晚石炭世晚期华北转变为北高南低地势，海岸线南移，太原组的含煤性一般以北纬34°30′—37°30′带为最佳，其间正处滨海平原沼泽广布地段。
2．寒武纪扬子板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
滇东昆明附近下寒武统剖面
宜昌寒武系剖面（略）
寒武纪扬子地区海侵广泛，地层两分性明显，下统为泥砂质及碳酸盐岩沉积，化石丰富；中上统以白云质碳酸盐岩沉积为主，化石稀少。
梅树村阶以小壳动物化石为准，包括梅树村组和筇竹寺组下部，筇竹寺组的古老三叶虫Parabadiella.Eoredlichia等的出现和消失为上下界，沧浪铺阶是三叶虫繁盛阶段，Redlichia开始出现，并延续到早寒武纪未。龙王庙阶以油栉虫科大量消失为特征，并出现R.chinensis。组与阶在本标准剖面上是一致的，但离开标准剖面组的界线往往是穿时的。
梅树村组平行不整合于下伏震旦系上统灯影组白云岩岩溶侵蚀面上，梅树村组下部磷块岩，混有陆源碎屑，并夹薄层白云岩，代表海侵开始属海侵体系域（TST），中部海绿石夹层为凝缩段，上部磷块岩及顶部白云岩属高水位体系域（HST），白云岩顶层面有明显的溶蚀沟及充填物，说明海平面曾短暂下降，是白云岩暴露的标志。
筇竹寺组底部20~30cm含磷硅质岩和海绿石粘土岩，夹蒙脱石粘土岩，是典型的凝缩段，其下部不含三叶虫的黑色粉砂岩是海侵体系域，上部富含三叶虫的灰质，褐黑色粉砂岩，向上变粗，属高水位体系域（HST）。沧浪铺组滨海砂岩是一个新的海侵开始，向上变细为砂页岩夹砂岩，属海侵体系域（TST），龙王庙组白云岩是高水位体系域的典型特征，因此本区下寒武统可划分为三个层序，组成一个二级旋回。
鄂西宜昌剖面（略）
寒武系下统自下而上亦可分为四组：水井沱组，石牌组，天河板组，石龙洞组，同样构成一个二级旋回。中统覃家庙组由薄至中层白云岩组成，属纹层状白云岩和叠层石白云岩互层，在灰岩夹层中含少量Anomocarella厚190米。上统三游洞组为厚层白云岩，化石稀少，厚170米。其顶部已属奥陶系，中上寒武统形成一个二级旋回。
扬子区寒武纪是一个略为西高东低的陆表海，康滇与陆始终高出水面，并不断扩大，早寒武世两个层序在区内均可见到，以梅树村组为代表的第一个层序，自西向东变薄为钙质，硅质磷质沉积，第二个层序是扬子区最大海侵期，形成下部含磷硅质粘土岩和含镍、钒、铀的炭质粉砂质页岩——缺氧，滞流仅含漂游生物的海盆，上部高水位体系域空间分异明显，以东经105°±为界，西为砂泥岩为主夹碳酸盐岩，底栖三叶虫为主，为近岸滨浅海沉积，东为陆源碎屑，变细，变少，碳酸盐岩增加，含底栖三叶虫及造礁古杯类生物，为清沏，温暖，富氧，盐度正常的陆表海。早寒武世末期为白云岩沉积。中，上统岩性分异不明显，由白云岩、白云质灰岩组成，西高东低，仍以105°（东经）为界，西部中寒武纪中晚期康滇古陆略有扩大，邻近古陆为夹砂岩的白云岩往东陆源物质减少，东部全为白云岩沉积，西部中、晚寒武世海侵扩大，海水略有加深，东部多为高能颗粒白云岩及核形石白云质灰岩。西部干热，川西南、黔北等地带见膏盐沉积。
总体上寒武纪扬子区为西略高东低缓倾斜的稳定类型陆表海。
3．泥盆纪华南板块的古地理和古构造（包括典型剖面、剖面分析和空间变化）
桂中泥盆系剖面：
上述剖面位于广西横县六景和象州大乐一带，代表华南正常滨一浅海沉积。即象州型沉积。
莲花山组与下伏中寒武统呈角度不整合接触，代表早古生代广西（加里东）运动。莲花山组以紫红色碎屑岩沉积为特色，向上粒度变细，见有槽状交错层理，含鱼类、双壳类和介形类化石，并见腕足类Linggula等，反映干热气候条件下的河一湖及滨海沉积莲花山组底部砾岩厚均1米，代表盆地初始沉降，海侵之前奏。
那高岭组以细碎屑岩夹灰岩为特征，内含珊瑚、腕足类化石，属正常浅海沉积，下部碎屑岩代表海侵开始，中部石灰岩代表海侵扩大，（海进体系域）上部碎屑岩沉积代表海平面相对稳定的高水位体系域，那高岭组为层序I，反映一次明显的海平面升降。
郁江组总体上碎屑岩向上变少，粒度变细，反映海平面持续上升属海进体系域，四排组以厚层台地碳酸盐岩沉积为特征代表高水位体系域，上述两组属层序II，同样反映一次海平面升降。
总体上看早泥盆世华南板块发生初始沉降后，迎来两次海平的升降。
中泥盆统应堂组泥质沉积趋于增多，以灰岩、泥质灰岩夹页岩，属滨海沉积的（TST东岗岭组下部为泥灰岩夹页岩向上变为巨厚层状生物屑灰岩（HST），与应堂组一起组成层序III。
东岗岭组上部自下而上由薄层灰岩到灰岩夹硅质岩，代表新的一次海进，至凝缩段（TST）。上泥盆统谷闭组以厚层含生物灰岩为主，内含腕足、珊瑚及牙形类化石，属台地碳酸盐岩沉积（HST），与东岗岭组上部组成层序IV。
融县组下部为厚层块状生物和生物屑灰岩、藻灰岩、含腕足类和牙形刺化石（TST）上部为白云质灰岩、白云岩（HST）构成层序V。
以上五个层序均属二级超层序，并共同组成一个二级超层序群，代表泥盆纪一次大型的二级海平的升降旋回。其间发生多次的生物大规模集群绝灭事件，以Em事件，F-F事件，D-C事件尤为重要。F-F是显生宙以来全球五大生物集群绝灭事件之一。
加里东运动使东南加里东造山带隆升，扬子板块主体上升为陆。泥盆纪初期除桂东南钦（州）防（域）地区残存海槽和滇东一带见有陆相泥盆系与志留系连续过渡外，华南其余地区皆为遭受剥蚀的古陆或山地。
从早泥盆世开始海侵从滇桂逐渐向外扩展，早泥盆世后期海侵达湘南一带，中晚泥盆世海侵更为广泛，可达黔中、湘中、赣西一带。早泥盆世后期广西开始出现台地（象州型）和台间海槽（南丹型）沉积分异，这种分异到晚泥盆世扩展到湘黔地区，川鄂地区中泥盆世也开始海侵，晚泥盆世可能与南北海域相连。下扬子区以近海河一湖沉积为主，中夹海相层可能与北侧海槽相连。
华南钦防一带，以暗色泥岩硅质岩、泥质粉砂岩为主，内含笔石、竹节石、菊石、介形类、三叶虫等浮游生、属深水海槽环境。显然与华南板块古特提斯特相连。
4．任举中国地史中的二个成煤期并说其古地理环境
石炭——二叠纪是我国最早的成煤期，华南早世炭世晚期可采煤层，自滇东、黔西、广西、湘、粤至赣南、浙西都有分布，属近海湖沼环境含煤沉积，华北晚石炭世太原组煤层质量好，规模大，亦属近海盆地沼泽相沉积。二叠纪华北太原组中上部，山西组普遍含重要煤层，石盒子群下部在豫西、淮南一带有可采煤，在华南青藏区，聚煤层位由东往西穿时抬升。茅口期聚煤限于闽、浙、粤，龙潭期是华南主要聚煤期，分布广，富煤带在黔西六盘水地区；长兴期出现在藏东妥坝、藏北双湖，华南东部为近海平源湖沼环境含煤沉积，而西部为冲积平原沼泽含煤沉积，华北山西组属三角洲平原沼泽环境含煤沉积。
晚三叠世一侏罗纪聚煤期晚三叠世是我国南北方共同的聚煤期，华南属海陆交互的近海聚煤湖沼沉积，北方为陆相湖沼含煤沉积，分布较广，但含煤性较差。早一中侏罗世我国北方是仅次于石类一二叠纪的重要聚煤期，属大型湖沼盆地含煤沉积，著名的鄂尔多斯盆地，储量巨大。
白垩纪聚煤期，东北、内蒙是早白垩世早期著名的成煤区，其聚煤环境为断陷盆地湖一沼沉积。
第三纪聚煤期，早第三纪早期聚煤作用发生在东北鲁东一带，晚期转度至河北、山西境内，以及南岭以南的广东沿海和广西有色一带，小型盆地湖沼沉积。新第三纪聚煤作用发生在云南中小型盆地。第三纪聚煤期，早第三纪早期聚煤作用发生在东北鲁东一带，晚期转度至河北、山西境内，以及南岭以南的广东沿海和广西有色一带，小型盆地湖沼沉积。新第三纪聚煤作用发生在云南中小型盆地。
上述四个聚煤期任选两个。