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加里东构造阶段世界古地理轮廓及地史特征

时间:2010-07-02 20:33 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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第二节 加里东构造阶段世界古地理轮廓及地史特征

  一、加里东运动和加里东构造阶段

  早古生代初期的大地构造轮廓和震旦纪很相似。后来发生了具有世界影响的构造运动,引起了世界海陆形势的调整和变化,这就是加里东运动。从广义讲,发生在早古生代的构造运动称加里东运动;但狭义的加里东运动,则指志留纪后期的构造运动。早古生代这一时期,称为加里东构造阶段。从板块构造理论讲,基本上不提构造阶段,但可以理解为这一时期确实发生了某些板块碰撞事件,引起海陆格局的变化。

  二、海洋占优势的时代

  在前寒武纪末,世界上一方面出现了许多古陆,而另一方面各古陆之间又为地槽所分隔。进入古生代后,许多古陆重新为海水所浸漫,其中尤以奥陶纪海侵规模最大。从整体看来,早古生代仍然是海洋占优势的时代。

  这时候既有剧烈拗陷的地槽纵横于地台之间,又有广阔的相对稳定的陆表浅海,从而提供了在其中不断进行沉积的场所。在地槽中沉积了上万米厚的下古生界,例如通过英国的加里东地槽,下古生界厚达11500m。在许多地台陆表海中也沉积了从几百米到几千米的海相地层,形成地台的下古生界盖层,如中国地台上的下古生界盖层厚约600—3000m。

  由于海水占优势,下古生界几乎全是海相地层,沉积基本上可分为两种类型:一是活动类型沉积,主要是在地槽中沉积的,厚度巨大,多复理石相碎屑岩、硅质岩、火山岩、页岩和少量碳酸盐岩等;一类是稳定类型沉积,主要是地台陆表海中沉积的,厚度较小,横向变化不大,以砂岩、页岩、石灰岩、白云岩等为主。

  三、世界古地理格局及其演变

  早古生代海陆分布形势,目前已经恢复出来的有各种不同模式。古生代初期,全球计有北美(相当槽台说的地块、地台,下同)、俄罗斯(欧洲)、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北(中朝)、华南(扬子)等古陆,以及包括南美、非洲、印度、南极洲、澳大利亚的冈瓦纳古陆。冈瓦纳古陆当时处于南半球高纬度地区,北半球各古陆则位于中、低纬度地区,特别是低纬度地区。介于北美和俄罗斯古陆之间是一片海洋,称古大西洋。俄罗斯与西伯利亚古陆之间是古乌拉尔海。西伯利亚古陆与华北古陆、塔里木古陆之间是古北亚海,包括祁连海。华北古陆与华南古陆之间是秦岭海。又如北美古陆、扬子古陆、澳洲古陆的外侧为古太平洋(分别相当于阿巴拉契亚地槽、华夏活动带、塔斯马尼亚地槽)。北方各古陆和冈瓦纳古陆之间是东西横亘的古特提斯海(又称古地中海)。上述各古陆相当槽台说的地台,或相当板块说的板块。

  志留纪末期,古大西洋逐渐变窄,北美板块向欧洲板块俯冲,形成加里东褶皱带,相当现在的西北欧及英国一带,从而使北美板块与欧洲板块对接,初步形成劳亚大陆(又称劳亚古陆或北方大陆Laurasia),并导致古大西洋关闭。中国的祁连海,在志留纪末期,也封闭消失,使柴达木板块和华北(中朝)板块拼合在一起。此外,其他一些古海洋,如扬子板块、澳大利亚板块的外侧以及古特提斯海等,也都遭受加里东运动不同程度的影响,导致各大陆板块边缘的陆壳增生。总之,志留纪末期,亦即早古生代结束时,由于北方某些板块的拼接和增生,出现最大的海退时期(直到泥盆纪初),陆地面积扩大,陆表浅海面积缩小,这种环境的变化,必将导致生物界的重大变革,意味着一个新的时代即将到来。

  四、早古生代气候

  寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥,如中国北部和东北南部,以及巴基斯坦等,都有红紫色2页岩、食盐假晶(中国的馒头组)、具有紫红色氧化圈砾石的砾岩(即竹叶状灰岩)等沉积地层;中国的西南部、伊朗、西伯利亚中部、非洲摩洛哥等有岩盐、石膏等蒸发盐;在世界很多地方都分布有鲕状灰岩、白云岩等;还有在中国长江中下游和西南、新疆中天山、黑龙江北部,西伯利亚、澳大利亚、北美洲、摩洛哥、西班牙、意大利、挪威北部、南极,都发现有古杯动物灰岩和古杯礁(古杯动物是一种海生多细胞动物,有单体、群体之分,单体形似杯状,直径5—20mm,高10—30mm,过去名曰古杯海绵,目前认为单独成门,名为古杯动物门Archaeocyatha,繁盛于早寒武世,分布遍及世界各地),古杯动物生活于不低于25℃水温的海水中。以上事实都是说明当时气候情况的依据。

  奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似,气候比较温暖。当时北美、西伯利亚和中国华北地区,都有蒸发岩沉积,推测曾存在干热气候环境,属于低纬度地区。按古地磁数据,奥陶纪南极位于现在北非西北部,北极位于南太平洋。奥陶纪晚期,在冈瓦纳大陆的西部即非洲西北地区,出现大规模的大陆冰盖和冰海沉积,代表极地寒冷气候,这可能和当时其所处的地理位置是在南极圈内有关。晚奥陶世末期被认为是震旦纪以后的又一次大冰期,但时间短暂,对北方未产生重大影响,但当时出现一次大范围海退(如中国华北地区,晚奥陶世上升为陆,缺失上奥陶统沉积),被认为是由于这次大冰期的出现,导致全球海平面下降的缘故。

  志留纪初期,当时南极冰盖迅速消融,导致大气环流减弱,纬向气候分带不甚明显。有些浅海地方变为较深海水,环流不畅,含氧量降低,形成滞流环境。早志留世初期,全球广布黑色笔石页岩,表明滞流缺氧环境非常普遍。除高纬度的冈瓦纳大陆外,其他各板块大都处于温暖和干热气候条件下,如在北美和北欧都有碳酸盐岩和生物礁广泛分布;在欧洲、西伯利亚、哈萨克斯坦、华南各板块上均有海相红层发现;在西伯利亚、澳大利亚等地有蒸发岩发现,便是证明。


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