Question

志留纪的古地理特征

Answer 1

志留纪处于加里东构造阶段的晚期，是构造运动相对活跃的时期，处于挤压构造体制之下，此时的古构造格局与古地理面貌发生了明显变化。板块内部稳定地区因受边缘造山运动的影响，沉积和古地理格局显著改变；板块之间碰撞拼合，如华北板块与柴达木地块，扬子板块与华夏板块等。

（一）华南区

志留纪是华南裂谷盆地萎缩、消亡的时期。受其影响，扬子板块早、中志留世海域仅限于北部，晚志留世海退，海水仅残存于川滇及钦防残余海盆，其他地区均抬升成陆。志留纪后期华夏板块与扬子板块对接拼合形成统一的华南板块。

1.扬子板块志留纪的地层序列和古地理特征

鄂西宜昌剖面是扬子区研究较早、较深入的地区之一，该区志留系包括下志留统龙马溪组、罗惹坪组、石屋子组和中志留统纱帽组（图7-6）。

受晚奥陶世海退的影响，在扬子区奥陶系与志留系之间普遍形成一不整合界面，但在宜昌地区龙马溪组与五峰组之间连续沉积。龙马溪组下部100m厚的黑色页岩和硅质页岩内，包含了五个笔石化石带，笔石呈聚集式保存，属典型的笔石页岩相，代表滞流、非补偿海盆。上部黄绿色砂质页岩厚度较大，但只含3个笔石带，笔石分散保存。根据岩性变粗、颜色变浅及笔石的保存情况等，推测上部为弱还原环境，反映沉积速率加快，逐渐转化为补偿盆地。罗惹坪组内产有大量的珊瑚、腕足类、三叶虫等底栖生物化石，代表正常浅海环境。石屋子组及纱帽组是一套滨海相碎屑岩堆积。纱帽组自下而上砂岩含量增加，粒度变粗，交错层理发育，化石稀少，代表周围碎屑物质供应充分的超补偿海盆。中志留世后期，宜昌地区升出海面遭受剥蚀，与上覆中泥盆统云台观组石英砂岩呈假整合接触（图7-6）。

图7-6 中国东部志留系柱状对比图

（转引自刘本培等，1996）

1—黑色页岩；2—粉砂岩及泥页岩

志留纪扬子区主要为碎屑陆棚海，随着加里东运动的强化，其海域面积不断萎缩（图7-7）。龙马溪期是继晚奥陶世海退之后又一新的海侵开始，此时沉积范围限于扬子北部，扬子区南部是大范围的古陆。龙马溪早期的古地理环境与五峰期相似，属于典型的笔石页岩相。从龙马溪晚期开始，扬子区属正常陆棚浅海环境，海侵范围扩大到黔中南一带。在黔东北至川南一带，早志留世沉积与宜昌地区相似，但在相当于罗惹坪组下部的地层内碳酸盐岩发育，各种生物十分繁盛，由四射珊瑚和床板珊瑚组成小型点礁，在贵州石阡一带称雷家屯组；中统为秀山组和回星哨组，秀山组为正常浅海陆棚相，回星哨组是一套紫红色、灰绿色砂岩、粉砂岩及页岩，含有腹足类、双壳类和鱼类等化石，代表滨海相沉积。由此可见，至中志留世晚期，扬子板块内部受扬子板块与华夏板块拼接的影响，主体环境逐渐上升而成为陆上剥蚀区。

图7-7 中国中志留世古地理图

（转引自刘本培等，1996）

扬子板块早、中志留世为浅海沉积，富产地方色彩浓厚的四川角石等头足类、彗星虫等三叶虫和各种珊瑚类地方性分子，据统计横板珊瑚属的地方性分子达30%以上，说明志留纪扬子区为独立的板块。

在扬子板块西缘的滇东一带，从晚寒武世隆升成陆后直到中志留世晚期才开始接受沉积。关底组以泥灰岩及页岩为主，含Sichunoceras。其上妙高组岩性由黄绿、灰绿色页岩及瘤状泥灰岩、灰岩所组成。再上为黑色页岩夹薄层瘤状泥灰岩组成的玉龙寺组，含腕足类、三叶虫和牙形石化石，与上覆下泥盆统地层整合接触，由此可见，晚志留世滇东地区为扬子板块的沉降中心。

2.扬子板块大陆边缘及华南残余盆地志留纪古地理特征

扬子板块东缘的志留系仅有下统，在湘中一带称周家溪群，主要为泥砂质类复理石沉积，厚度巨大。中晚志留世江南区未接受沉积，较板块内部更早结束了沉积作用。

华南裂谷盆地自中奥陶世起萎缩加剧变为残余盆地，到志留纪仅在钦防地区残留海水，其他地区已上升成陆。

扬子板块北部大陆边缘的南秦岭地区早志留世与奥陶纪相似，南秦岭裂谷盆地的安康、随州一带具玄武岩，早志留世晚期以后为笔石页岩相，厚度巨大，与泥盆系呈假整合接触。裂谷盆地以北秦岭微板块仅见早、中志留世复理石沉积，晚志留世地层缺失，反映受加里东晚期北秦岭造山运动的影响。

扬子板块西缘构造环境比较复杂，活动性较强。在金沙江地区，志留系代表逐渐收缩变浅的裂陷海槽沉积特点，义敦地区为一套夹基性火山岩的较深水沉积，滇西墨江的志留系、泥盆系为深水连续沉积（图7-7）。

（二）华北-东北南部区

华北板块志留纪主体仍为古陆剥蚀区，缺失志留系沉积，但大陆边缘地区志留系相当发育。

1.华北板块志留纪的地层序列和古地理

板块内部志留纪地层仅发现于板块西南宁夏同心地区，只有中、上统。中志留统照花井组，主要由灰岩、泥灰岩构成，含大量造礁生物，厚仅100m左右，属稳定浅海沉积。上志留统旱峡群，为紫红色砂砾岩，厚度500m，代表西侧造山带山前的前陆盆地沉积。此外，在河南固始下石炭统灰岩砾石中还发现了志留纪珊瑚化石，表明此地应有志留系沉积。

2.华北板块大陆边缘志留纪古地理特征

华北板块北缘的内蒙古地区，下志留统为中酸性火山岩夹砂泥质沉积，中、上志留统为砂泥质复理石沉积，志留纪末属磨拉石建造。磨拉石建造与下伏地层间具明显的不整合，说明本区发生强烈的加里东运动，形成板块北缘的早古生代褶皱带。

华北板块南部的北秦岭地区没有志留系的记录，推测受加里东运动的影响已形成古陆或山地。

西南部祁连山地区志留纪的研究程度较高。北祁连海槽在志留纪仍然为强烈坳陷区，中祁连在志留纪一直为隆起带。南祁连海槽早、中志留世仍处于张裂、下陷阶段，中、晚志留世海槽缩小，沉积了巨厚的硬砂岩。志留纪末，由于柴达木板块与华北板块的碰撞、挤压，南、北祁连海槽相继形成褶皱带，从而使柴达木板块和华北板块拼合成一个大陆（图7-7）。

（三）其他地区

1.塔里木板块及其大陆边缘

塔里木板块的志留系主要出现在西北、东北部，与扬子板块关系密切。柯坪地区的下志留统为含笔石及三叶虫的杂色碎屑岩，中上统为含中华棘鱼的紫红色砂岩和泥岩。塔里木北缘南天山一带志留纪厚度巨大，为中性火山碎屑岩、火山岩及沉积岩，代表活动的古构造环境。

2.古亚洲洋

志留纪古亚洲洋北部的准噶尔-兴安地区各段活动性不同。西准噶尔早志留世的复理石、类复理石是洋壳大规模俯冲后残余盆地的产物。东准噶尔晚志留世含Tuvaella的紫色灰岩、钙质砾岩、中酸性火山角砾岩等不整合于奥陶纪—中志留世蛇绿岩套之上。再向东至兴安岭地区，志留纪海域范围与奥陶纪相似，均具有一定活动性。天山-西拉木伦洋志留纪仍然为大洋环境，其向华北板块俯冲形成沟-弧-盆体系。

3.古特提斯洋

滇西保山地区志留纪主要为浅海泥质和碳酸盐沉积，为古特提斯洋中稳定的小型地块。藏南珠峰地区的志留系发育完整，下志留统为灰黄色石英岩，中志留统为灰色页岩，含笔石Streptegraptus、Orthograptus，上志留统为灰色含泥质条带灰岩，内产丰富的头足类、牙形石，总厚度不足100m。向北至申扎地区，灰岩增多，厚度达250m。两地均属板块内部的稳定浅海沉积。在上述地区的角石类以Michelinoceras最为常见，与扬子区明显不同，证明当时冈瓦纳板块与扬子板块间有特提斯洋阻隔。