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古近纪以来全球气候变化

发布时间:2021-07-17 06:32:34

1、古近纪和新近纪植物界的一般特征

与中生代相比,在新生代植物发生重要变化的是种子植物的大量发展和后期被子植物的繁盛,这是地球上植物界进化的重大事件。第四纪植物群是在古近纪和新近纪植物群基础上演化发展而来的,所以在第四纪的早期植物群中常出现新近纪的孑遗种。

图 9-5 全球古近纪和新近纪植物分区(据 《中国新生代植物》,1978)

在古近纪,全球在行星风系的控制下,气候都比较炎热,大部分地区处在热带和亚热带气候背景中,只是在后期发生了强烈的降温,在南极出现冰川。在北半球,植物分别属于两个植物区(图 9-5),北部(北纬50°)为 泛 北 极 植 物 群(也 称 格陵兰 植 物群),后来演化为图尔盖植物群,分布在北方温带地区。这个植物群主要为落叶阔叶林,常见的被子植物有山毛榉属、枫杨属、桦属、榆属、椴属和栎属,裸子植物有冷杉属、云杉属和水杉属。而南部为古热带植物群(也称格林顿植物群),后来发展为波塔瓦植物群,分布在南方的热带和亚热带地区,主要由常绿阔叶林或常绿叶落叶阔叶林组成的森林植被,主要的植物有棕榈科、樟科、木兰属、桃金娘科、罗汉松及大量硬叶栎,以及古老的银杏、水杉、苏铁等。这个时期的中国,自北而南的植物分带为: 温暖带阔叶林(北纬 42°)、亚热带草原和荒漠带、热带常绿叶阔叶林。

图 9-6 在新近纪(中新世)中国的植物分区(据吴征镒,1979)

进入新近纪,受青藏高原隆起、全球气候变冷和北极冰流的影响,北半球北部的泛北极植物群温暖带植物往南移动,并排挤南部的亚热带和热带植物群,使热带和亚热带植物群分布范围缩小,而温湿带植物群往南扩大,在欧亚大陆出现广阔的大草原景观。

这个时期的中国,植物群分布也发生了明显变化,出现了纬向和经向的植物群差异(图9-6)。贺兰山-横断山一线以东受东南和西南季风的影响,气候湿润温暖,从北向南依次为温带-暖温带落叶阔叶林-草原,亚热带落叶阔叶林和常绿叶混交林(北纬 46°到长江流域),亚热带、热带雨林,热带季雨林。此线以西,大陆性气候增强,向干旱的荒漠草原发展,但在该区的南部喜马拉雅山-昆仑山一带,发育主要由雪松、铁杉、罗汉松、山核桃、栎、榆、栗、柳等组成的针叶落叶阔叶林。

2、云台山地区地貌演化过程

云台山地区的“谷中谷”地貌和纵向上的一系列河流裂点表明,该区经历了多旋回的地貌演化过程。而多旋回的地貌演化与地壳活动和气候变化有着密切的联系,下面将在新生代、特别是晚新生代构造与气候演化背景下探讨该区的地貌演化过程。

1.地貌发育的构造和气候背景

(1)构造背景

如前所述,华北平原在新生代期间主要经历了两个阶段的构造演化过程。古近纪是华北盆地的强烈断陷阶段,地壳张裂所引发的地表断陷作用主要集中在华北盆地内部,形成了下辽河坳陷、辽东湾坳陷、冀中凹陷、黄骅凹陷、渤中凹陷、济阳凹陷、临清坳陷、东濮坳陷和汤阴凹陷等一系列北北东走向、宽20~30km的半地堑式或地堑式的断陷盆地。该期间在南太行山南端的邵原—济源—沁阳一带也形成了近东西向的小型断陷盆地。新近纪期间,华北盆地的大部分地区由早期的强烈断陷转为整体拗陷阶段,强烈的断陷作用向西迁移到太行山山麓地带和山西地堑系一带,在太行山山地中及山脉的东、南麓形成涞源盆地、武安盆地和林州盆地等一系列北东—北北东走向的中小型断陷盆地。在北东走向的焦作-辉县盆地的西北山前边界带,也发育了多条正断层带。在焦作和方庄北侧的山、盆边界处,一条长数公里、北东走向、倾向南东侧的山前正断层垂直错动了形成于早更新世和中更新世期间的第四纪地层(图1-58)。钻孔资料和地表露头揭示,盆地中最早的新生代堆积物是上新世的潞王坟组砾岩、泥灰岩与泥岩和静乐组棕红色粘土层,表明该盆地至少在新近纪晚期便已开始断陷,据此推断,焦作-辉县盆地应该是华北盆地第二幕断陷活动的产物。与新生代期间盆地断陷活动相伴的是周缘山地的强烈隆升过程。大范围断块山地的隆升一般是边界断裂垂直活动和地壳均衡作用的综合反映。在北北西向的地壳水平拉张背景下,太行山周缘地堑在新生代期间的持续断陷和太行山的相对隆升作用下导致了太行山山前东、西两侧强烈的地貌反差。因此,太行山在古近-新近纪和第四纪期间的持续隆升过程构成了该区内垂向多层地貌形成所必需的最重要构造背景。

图1-58 云台山山前地带的构造-地貌剖面

(2)气候背景

地层古生物资料表明,与全球气候变化的总趋势一致,新生代期间华北地区也经历了气候逐渐变冷的过程。太行山及其邻区主要表现为由暖湿与暖干气候交替为特征的亚热带气候环境向暖湿和冷湿或冷干气候交替的暖温带气候环境逐渐过渡的过程。其中在晚白垩世-新近纪期间,太行山地区一直处于暖热的亚热带气候环境中,区域内发育森林植被,并且在山地中的岩溶剥蚀区发育了亚热带岩溶地貌(钱学溥,1984)。并且在始新世—渐新世期间还表现为早期干热、晚期湿热的特点。经过中新世早期的降温过程之后,中新世中晚期该区逐渐过渡为温凉的暖温带气候环境(早期湿润、后期较干旱),区域内以发育针阔叶混交林为特征的森林草原植被,在岩溶剥蚀区形成温带岩溶地貌。在中新世晚期以来的降温过程中,以季风作用为主的温带气候环境控制了该区。第四纪期间,暖湿和冷干交替出现的温凉气候环境构成影响区域内植被、岩溶和地貌发育的重要因素。

2.地貌演化历史

山地地貌的演化是山地对内、外动力地质作用的一种反应过程。在隆升山地中,研究地貌的发育过程主要是与夷平面和阶地面等层状侵蚀面或堆积面的时代和发育史相联系的。

(1)地貌面时代

1)夷平面时代。关于华北山地夷平面的期次、分布和时代等都曾有过诸多争论(王竹泉,1937;钱学溥,1984;程绍平等,1991;吴忱等,1996),但目前比较认同的是,太行山地区从早到晚普遍发育了三级准平原或夷平面,分别为北台面、太行面(或甸子梁面)和唐县面。由于目前条件下直接测定地貌面的时代几乎是不可能的,因此至今一直缺少关于上述夷平面的年代学证据。但在地貌面被后期沉积物覆盖而得以保留的部位,可以通过分析夷平面之上的覆盖物的年龄来间接推断夷平面的形成时代。综合现有资料(钱学溥,1984;程绍平等,1991;吴忱等,1996),华北大部分地区在中生代晚期经历了最晚一期燕山运动之后,便进入了相当漫长的剥蚀夷平阶段,致使该区多缺乏晚白垩世-古新世的地层。剥蚀作用一直持续到古新世晚期-始新世早期(距今约55Ma),在华北地区,包括现今华北平原的底部都呈现出地势起伏平缓的准平原地貌。现今在华北裂谷各凹陷带底部所揭露出的始新世地层与中生代及前中生代地层之间的不整合面和期间所发育的岩溶剥蚀面应该代表的是被埋藏的古准平原面。在太行山区所能观察到的北台期夷平面在该区仅保留在海拔2500~2800m以上区域,其夷平了中生代燕山运动期间所形成的褶皱、断裂构造。根据盆地中相关不整合面的发育时代推断,该夷平面形成于距今约55Ma左右。之后伴随喜马拉雅运动第一幕的开始,华北裂谷带强烈断陷,北台期夷平面解体,太行山开始了新一轮剥蚀夷平过程。到渐新世的晚期,长期的剥蚀作用形成了太行期夷平面。该夷平面在山地中主要分布于海拔1200~1800m左右高度,在盆地中对应于渐新统与中新统之间的角度不整合面或沉积间断面。该夷平面在山西繁峙一带切割了形成于距今约38~24Ma期间产状平缓的玄武岩层,在河北张北—万全一带被形成于距今约27~19Ma期间的玄武岩层所覆盖(程绍平等,1991;陈文寄等,1985)。据此推断太行期夷平面应该形成于距今约24Ma左右。之后伴随喜马拉雅运动第二幕的开始,太行山东、西两侧开始了新一轮盆地裂陷过程,同期的山地强烈剥蚀活动导致了太行山夷平面的解体。这一期侵蚀活动一直持续到中新世晚期-上新世的初期,形成了分布于太行山中海拔300~500m(山麓地带)和800~1000m(山脉腹地中)的宽谷-山麓面———唐县面。该期夷平面在张家口地区切割了形成于中新世的汉诺坝玄武岩,并对应于盆地中上新世与中新世间的沉积间断面。在山西高原,其被保德期或静乐期红粘土层所覆盖。在河北的井陉和河南的鹤壁一带,该夷平面被距今约4~8Ma的玄武岩层所覆盖(程绍平等,1991;陈文寄等,1985)。因此该夷平面应该形成于距今约4~8Ma的晚中新世—早上新世期间。需要说明的是,上述的夷平面时代是参考性的,而不是绝对的。因为在多数情况下,夷平面往往都是穿时的,在不同的地貌部位和构造情况下,夷平面解体的时间往往不一致。

2)阶地时代。隆升区的阶地发育往往是复杂的区域性构造和气候演化综合作用的结果,同时又受到河流规模、流量和流域内的地质构造以及分布的岩石地层等诸多因素的影响。因此,不同流域的河流阶地的发育过程既有相似性,又有差异性。目前所知,在云台山地区子房河下游段所发育的河流阶地级数较多,也比较具有代表性。这里以它为代表来探讨阶地的时代问题。如前所述,阶地都发育在切割了最近一期夷平面的河谷中。在对阶地堆积物进行年代学研究的基础上,同时对比黄河流域的河流阶地发育过程,可以发现该区的阶地下切过程与第四纪期间几次重要的相对暖湿的间冰期气候密切相关。云台山地区河流阶地的研究结果表明(赵逊等,2005),发育于子房河下游段、拔河高度分别为约80~90m、60m、36m、27m、10m和3~4m的T6—T1分别形成于第四纪期间约1.6MaB.P.、0.8~0.4MaB.P.、0.15~0.10MaB.P.、0.05~0.03MaB.P.和4~2kaB.P.。其中同时代的河流阶地在子房河和南太行山其他河流的中-上游也常见到,但拔河高度和阶地级数却往往不尽相同。

(2)地貌演化过程

综合前述云台山地区的横跨河谷的地形剖面以及子房河的河谷纵剖面上的地貌面分布特征与时代分析结果,以夷平面的发育演化过程为框架,参照华北地文期中的侵蚀-堆积演化模式和赵希涛等的对云台地貌演化阶段的划分意见(赵希涛等,2004),可以将云台山地区的地貌演化史初步划分为以下4个大的演化阶段(图1-59)。

图1-59 云台山子房河中游段河谷横剖面及河谷发育阶段示意图

1)太行期侵蚀夷平阶段。华北山地中最老的北台期夷平面在云台山及其邻区已被后期的侵蚀作用破坏殆尽,因此该区现今地貌的演化主要是伴随太行期夷平作用的出现而开始的。在距今约55Ma左右的始新世早期,太行山东侧开始强烈的断陷作用,由众多北东—北北东向走向的中、小型断陷盆地组合而成的华北裂谷带开始出现,山、盆之间的一升一降造成太行山与华北盆地之间地势高差的加大,再加上暖湿的亚热带气候,引起外流水系对山脉的强烈侵蚀切割,致使早期形成的北台期夷平面被切割解体,开始了所谓的太行期夷平作用。早期由于许多新生的河流都发育在山麓地带,强烈的侵蚀作用也相应地局限在山麓地带,而山脉的腹地仍以缓慢的剥蚀作用为主。随着溯源侵蚀作用的逐渐扩展,河流规模的逐渐扩大,强烈侵蚀或剥蚀作用的范围也随之扩大。经过始新世早期到渐新世晚期约30Ma左右漫长的剥蚀作用,到了距今约28~25Ma的渐新世末期,在山地中形成地势起伏相对平缓的准平原面或夷平面,即现今在景区及邻区所观察到的海拔1200~1400m左右、峰顶面近乎等高并微微向山麓地带倾斜的山顶面———太行期夷平面(图1-59)。河流在长期侵蚀作用过程中,一些水源充足和流域面积较大的河流经长期侧蚀夷平便逐渐形成曲流,如南太行山的沁河、丹河、东大河和峪河等曲流河可能都形成于该侵蚀-夷平阶段。

2)“云台期”切割过程。在距今约25Ma左右的中新世早期,华北裂谷带转为整体拗陷阶段,但在太行山东麓的焦作-辉县、林州、鹤壁、武安等地和太行山西侧的山西地堑系开始了新一轮的盆地断陷过程,同时在太行山周缘还伴随着强烈火山活动。此次构造活动中,在太行山东南麓的山麓或山前发育了由多条北东东—北东走向、倾向南东、近平行分布的正断层所构成的断裂带,断裂带的垂直活动不仅造就了北东向的焦作-辉县断陷盆地的发育,而且还直接导致了山脉的隆升。伴随山脉的隆升,河流的侵蚀切割作用再一次加剧,使得众多河流下切入太行期夷平面中,从而造成该夷平面的解体。在云台山的红石峡南侧,断裂的垂直活动造成太行期夷平面在断裂两侧的分布高度相差达300~500m左右。与数百米的断层垂直活动幅度相对应,在断层上升盘的子房河上游各支谷中发育了高260~360m不等的高大的河流裂点,子房河的河谷地貌发育也从此开始出现以裂点为界的纵向分段性。

在云台山及其邻区发育于中、小型河谷中-上部太行期夷平面之下的“盘状”宽谷和U形宽谷的形成主要是此次河流切割过程的结果,只是由于地貌部位不同及所造成的剥蚀方式和强度差异形成了形态不同的谷形。在以小型冲沟切割作用为主的山梁、山脊部位,因下切作用弱而形成“盘状”宽谷,而以河流强烈下切为主的河谷区,则形成深切的U形峡谷或嶂谷,并造成河谷横剖面上同时代地貌体的上、下叠置分布的现象。根据该期谷地的切割深度估计,此次下切在丹河、东大河和子房河等河谷中-上游段达200~300m,而在子房河中-下游段达500~800m,从而形成了高耸的陡崖地貌。其中在云台山子房河中游,红石峡和子房水库一带的河谷两侧主要发育在近水平产状的寒武纪厚层灰岩夹中薄层泥页岩地层中,由多层高数十米至一二百米的悬崖绝壁、间以数米至数十米的缓坡而形成的高500~600m的高大峡谷谷壁(图1-60),子房河中、上游分界处高二三百米的河流裂点以及裂点处发育的高314m的“云台天瀑”便可归结为山前断裂垂直活动所引发的此期侵蚀切割作用以及随后的河谷溯源侵蚀的结果。鉴于此次沟谷深切在云台山表现得最为显著,并且为“云台天瀑”的形成奠定了基础。因此,将该切割阶段称为“云台期”切割(赵希涛等,2004)。

3)唐县期夷平阶段。云台期下切可能一直持续了近10个百万年,到中新世的中期,随着气候向相对干冷的方向转变以及山脉隆升强度的减弱,河流开始由早期的下切为主阶段转变为以侧蚀夷平作用为主的阶段,即唐县期夷平阶段(图1-59)。

在云台山的子房河流域,由于高大河流裂点的存在和河谷不同地段出露岩性的差异,造成了唐县期的夷平作用在不同段落表现形式的不同。在上游段,唐县期夷平作用发生在厚层的近水平产状的奥陶纪灰岩、白云岩地层中,由于相对较小的河流流量,其主要表现为较弱的河谷侧蚀加宽过程,形成高出现代河床150m左右、宽数百米的壮年期宽谷面。在中游段,唐县期夷平作用主要表现为河流向上游的溯源侵蚀和河谷的侧向扩展。但由于该区上覆厚层碳酸盐岩层与下伏中薄层泥页岩和灰岩互层岩层叠置分布的特点,河谷溯源侵蚀和侧向扩展基本上都是通过河流侧向掏蚀软弱岩层造成上部陡峭谷坡上巨大岩块的重力垮塌的方式来实现的。因此,随着河谷的不断更新,该段河谷总是表现为青年期或幼年期的特征,而不显示所谓的老壮年期宽谷地貌。在下游段,由于河流流量大,水系密度大,河流的侧蚀夷平作用特别发育。经过中-晚中新世期间较长期的夷平过程形成了高出河床150~200m左右的山麓侵蚀面和老壮年期的宽谷面,常表现为海拔300~500m的山麓峰顶面或山脊面和河谷中的“盘状”宽谷面,并在河流出山口附近形成小规模的曲流河段。

图1-60 云台山子房河云台期切割阶段形成的高数百米的深切U形谷———“卧虎崖”景观

4)唐县期之后的河谷阶段性下切与堆积过程。唐县期宽谷面形成之后,在晚中新世—早上新世,山前正断层活动开始逐渐向盆地一侧迁移,盆地沉降范围得到进一步的扩大。伴随此次构造活动和相对暖湿的气候条件引发了新的河流切割作用,河流从唐县面下切150m左右,导致唐县期夷平面或被切割侵蚀或被沉积物覆盖而解体,并形成了嵌入U形谷或“盘状”谷中的V形峡谷或隘谷地貌(图1-59)。此次下切大致相当于华北地文期中的“X”期侵蚀或汾河期侵蚀。

此后在山脉相对缓慢的隆升背景下,受阶段性气候变化影响,该区主要河谷中又经历了至少7次相对较为短暂的、以阶段性侵蚀-堆积旋回为特征的河谷发育阶段,形成了区域上可大致对比的6级河流阶地、一套河漫滩堆积及相关的岩溶洞穴堆积物。按照华北地文期的模式可将子房河流域最近的河流切割-堆积过程划分为以下几个阶段:

下泥河湾层堆积期-红石峡期侵蚀(也可能相当于湟水期切割):在上新世中晚期-早更新世初期,气候整体较为干冷,河流以侧蚀拓宽和堆积为主,形成切割了唐县期夷平面的河谷,并在其中或唐县面之上堆积了一套相当于“早泥河湾期”的厚达4~6m、时代为大约2.5~1.7MaB.P.的河流相钙质胶结砾石层和岩溶洞穴堆积物。在子房河的中游段,由于河谷两侧是陡峻的石灰岩峭壁、下部是坚硬的厚层石英砂岩,因此此次河谷拓宽极为有限,仅形成了宽度约为100~300m的浅V形谷及其中的砾石层。在河流下游段,河流侧蚀形成了宽1~2km的U形宽谷以及充填其中的钙质胶结砾石层。

在距今1.6MaB.P.左右,随着暖湿气候的到来,河流侵蚀作用加强。在子房河的红石峡—黑石岭段所观察到的河流切割更新世早期的冲积物而形成的拔河80~100m不等的T6阶地即为该阶段河流侵蚀切割的产物。由于在子房河的红石峡段该期切割作用最为显著,因此这里称其为“红石峡期切割”。地表观察发现,在子房河的红石峡段,河流在该阶段下切在“坚硬的”中元古界的中厚层—巨厚层的紫红色石英砂岩中;而在红石峡以下河段,河流下切在相对“较软的”中奥陶世的中厚层灰岩地层中。由于岩性抵抗河流侵蚀能力的不同,在河流下切过程中以红石峡一带坚硬的厚层石英砂岩为界形成了子房河中、下游河段之间的又一个重要的河流裂点。在裂点北侧的红石峡段,由于裂点造成了大的河床坡降比,再加上厚层石英砂岩坚硬的岩性,使得该段河谷在第四纪中-晚期几乎一直处于持续的强烈下切和溯源侵蚀过程中,并因此在近水平砂岩地层中形成数米至数十米宽、深度达80~100m、类似于“一线天”的隘谷地貌———红石峡(图1-61)。同时在峡谷的谷底发育了一级级由于岩性差异而形成的岩坎以及相关的瀑布、潭和跌水等景观。在子房河的下游宽谷中,红石峡期切割形成了U形宽谷中的拔河80m左右的最高一级河流阶地。

图1-61 云台山子房河中红石峡期切割过程中形成的深上百米的隘谷地貌———红石峡

中泥河湾层堆积期(或下离石黄土堆积期)-铜川期侵蚀:早更新世晚期(距今约1.6Ma或1.1~0.8Ma期间),华北气候进入干冷阶段,山地河谷中的加积作用又开始占据主导地位。与离石黄土下部和泥河湾层的中部地层的发育几乎同期,在云台山子房河下游段、青天河和丹河等河谷中都经历了一期河谷侧蚀和充填阶段,河谷的曲度进一步增加,并在河谷中充填了一套相当于“中泥河湾期”的数米至数十米厚的钙质胶结砾石层和红土层。随后在中更新世的早-中期(距今约0.8~0.4Ma期间),气候又开始向相对暖湿转变,太行山地区河流的侵蚀作用复盛,进入了铜川期侵蚀阶段。河流在该期下切中形成了子房河中拔河60m左右的T5阶地和青天河中拔河100m左右的T4。在河流侵蚀的同时,岩溶洞穴中或岩溶泉附近则由于岩溶水作用的加强处于堆积期,形成层状的钙华堆积物。如云台山药王洞、青龙峡溶洞及河谷中都发育了该时期的钙华堆积物。

上泥河湾层堆积期(或上离石黄土堆积期)-清水期侵蚀:中更新世的晚期(距今约0.4~0.15Ma期间),华北气候再次转变为以干冷为主的阶段,山地河谷中的加积作用又开始占据主导地位。在云台山子房河下游段河谷中,河流侧蚀和充填阶段使河谷的曲度进一步增加,河流在出山口附近逐渐形成曲流河,并在河谷中充填了一套大致与上泥河湾层或上离石黄土层同期的数米至十几米厚的局部钙质胶结的砾石层。随后在晚更新世的早-中期(距今约0.15~0.08Ma期间),气候向相对暖湿转变,河流的侵蚀作用复盛,华北山地进入清水期切割阶段。该期的河流下切形成了子房河中拔河27m左右的T4阶地和青天河中拔河50m左右的T3。在青龙峡景区还发育了同期的层状岩溶钙华堆积。

下马兰黄土堆积期-“五家台期侵蚀”:晚更新世中期(距今约80~50ka期间),华北气候进入干冷的末次冰期早冰阶气候期,河谷中的加积作用又成为主导。云台山的子房河下游段、峪河、仙神河、东大河和丹河等河谷又经历了一期河谷侧蚀和充填阶段,河谷的曲度进一步增加,并在河谷中充填了一套与“马兰黄土下层”基本同期的十几至二十几米厚的砾石层和黄土层。随后在晚更新世的中-晚期(距今约50~30ka期间),随着气候向相对暖湿的转变,河流的侵蚀作用复盛。河流的下切形成了子房河和青天河中拔河27m左右的T3阶地。发育在青龙峡、青天河和峰林峡等景区的岩溶洞穴中的石帘、石幔、石钟、石笋和石钟乳等钟乳石也大多是从该阶段开始形成的。鉴于河流在该期侵蚀阶段在子房河下游出山口附近的五家台一带形成了拔河27m左右、分布广阔的河流阶地,因此这里将该阶段的侵蚀作用称之为“五家台期侵蚀”。

上马兰黄土堆积期-板桥期侵蚀:晚更新世晚期(距今约30~12ka期间),华北气候进入相当于末次冰期盛冰阶的干冷气候阶段,河谷中的加积作用占据主导地位。在云台山子房河下游段、丹河、峪河、青天河和丹河等河谷中都充填一套相当于“马兰黄土上层”的数米至近十米厚的黄土-砾石层。随后在晚更新世的末期(距今约12~8ka期间),大致相当于全新世的大暖期期间,气候向相对暖湿的转变,河流的侵蚀作用复盛,山地河谷中进入了板桥期侵蚀阶段。河流的下切形成了子房河、峪河、丹河和青天河等河谷中拔河10m左右的T2。

皋兰期堆积-近代切割与堆积:板桥期侵蚀之后,在全新世早-中期(距今约8~4ka期间),华北山地进入皋兰期堆积阶段,在云台山及邻区的子房河下游段、峪河、丹河、东大河、仙神河、青天河和丹河等河谷中充填了一套2~4m厚的松散砾石层。随后在全新世的中-晚期(距今约4~3ka期间),大致在新冰期之后,华北山地中的河流又经历了一期比较普遍的侵蚀下切阶段,形成了子房河、丹河、青天河、仙神河和峪河等河谷中拔河2~5m左右的T1。随后在太行山中众多河谷的下游段,又堆积了数十厘米至近一米厚的冲积砾石层,即河谷中的河漫滩堆积,并且多数河漫滩都经历了短暂和小幅度的切割作用。而在河流坡降比较大的河谷中-上游段,河流多处于持续的侵蚀阶段,并且由于岩性差异及抗剥蚀能力的不同,在河床纵向上形成了一级级的高度不等的岩坎与跌水地貌。

3、古近纪代表性生物及地质事件

隐生宙:包括前太古代,太古代,元古代。出现生命迹象,植物为高级藻类;动物为多细胞动物、裸露动物、小壳动物。

地质事件:刚开始时,地面温度很高,由火山喷发出的气体形成大气层,之后不断循环,形成较初始的地球(原始海洋,大气层形成,地表温度降低);……到结尾时,全球性冰河时期结束。

显生宙:这里按年代顺序讲,

1,古生代:包括早期和晚期。
1)早古生代:有寒武纪,奥陶纪,志留纪。植物出现陆生裸蕨,在志留纪出现鱼类。代表性的生物有:寒武纪的三叶虫;奥陶纪的淡水无颚鱼、星甲鱼、腕足动物;志留纪,无脊椎动物,如笔石、腕足类、珊瑚等;陆生植物的出现则是志留纪生物革新的一个重要标志。
地质事件:(1)从海洋占绝对优势到陆地面积不断扩大。(2)南升北降地壳发展形势到北方大陆联合南方大陆开始解体。(3)地壳发展由活动趋向稳定,形成两在地槽与南北古陆对立形势。
2)晚古生代:泥盆纪,石炭纪,二叠纪。泥盆纪脊椎动物进入飞跃发展时期,各种鱼类空前繁盛,有颌类、甲胄鱼数量和种类增多,现代鱼类——硬骨鱼开始发展。石炭纪陆生生物飞跃发展,海生无脊椎动物也有所更新。二叠纪的生物,内容丰富,不论是动物或植物都显示出与有一定的演化连续性。代表性的生物:泥盆纪的邓氏鱼;石炭纪的鱼石螈、西蒙龙以及各种巨型昆虫;二叠纪的三尖叉齿兽、丽齿兽等。
地质事件:晚泥盆纪大灭绝,二叠纪末发生了有史以来最严重的大灭绝事件(估计地球上有96%的物种灭绝,其中95%的海洋生物和75%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失)
2,中生代:三叠纪,侏罗纪,白垩纪。植物出现裸子植物,动物以爬行动物为代表。三叠纪是中生代的第一个纪,是古生代生物群消亡后现代生物群开始形成的过渡时期。三叠纪早期植物面貌多为一些耐旱的类型,随着气候由半干热、干热向温湿转变,植物趋向繁茂,低丘缓坡则分布有和现代相似的常绿树,如松、苏铁等。三叠纪时,脊椎动物得到了进一步的发展。其中,槽齿类爬行动物出现,并从它发展出最早的恐龙,三叠纪晚期,蜥臀目和鸟臀目都已有不少种类,恐龙已经是种类繁多的一个类群了,在生态系统占据了重要地位因此,三叠纪也被称为“恐龙世代前的黎明”。侏罗纪是恐龙的鼎盛时期,在三叠纪出现并开始发展的恐龙已迅速成为地球的统治者。
侏罗纪的昆虫更加多样化,大约有一千种以上的昆虫生活在森林中及湖泊、沼泽附近。地面上长满了蕨类和木贼所构成的浓密植被。白垩纪早期陆地上的裸子植物和蕨类植物仍占统治地位,松柏、苏铁、银杏、真蕨及有节类组成主要植物群。海生爬行动物则包含:生存于早至中期的鱼龙类、早至晚期的蛇颈龙类、白垩纪晚期的沧龙类。动物界里,哺乳动物还是比较小,只是陆地动物的一小部分。陆地的优势动物仍是主龙类爬行动物,尤其是恐龙,它们较之前一个时期更为多样化。翼龙目繁盛于白垩纪中到晚期,但它们逐渐面对鸟类辐射适应的竞争。在白垩纪末期,翼龙目仅存两个科左右。 代表生物:三叠纪始盗龙、板龙;侏罗纪的梁龙、异特龙(跃龙);白垩纪的迅猛龙、伤齿龙、暴龙等;
地质事件:三叠纪的开始和结束各以一次灭绝事件为标志。最大海侵事件发生于晚侏罗世基末里期、联合古陆分裂和新海洋扩张速率增强以及古气候分带和古地理隔离程度的加强。白垩纪-第三纪大灭绝是地球历史上的一次大规模物种灭绝事件,发生于中生代白垩纪与新生代第三纪之间 ,约6550万年前,灭绝了当时地球上的大部分动物与植物(含恐龙)。白垩纪-第三纪灭绝事件因为造成恐龙的灭亡与哺乳动物的兴起而著名。
3,新生代:第三纪到第四纪。哺乳动物兴起和人类的诞生。第三纪时被子植物极度繁盛。除松柏类尚占重要地位外,其余的裸子植物均趋衰退。蕨类植物也大大减少且分布多限于温暖地区。而脊椎动物的变化主要表现在爬行动物的衰亡,哺乳类、鸟类和真骨鱼类取而代之,兴起且高度繁盛。第四纪冰期时,大陆冰盖向南扩展,动植物也随之向南迁移。间冰期期间动植物向北迁移。冰期和间冰期植被带的移动范围最大可达纬度30°,在地层剖面中可明显地看到喜冷和喜暖动植物群的交替现象。第四纪后期,大型陆生哺乳动物发生过大规模绝灭。在北美,大型哺乳动物的属有70%绝灭,欧洲和非洲比例小得多。这一大规模绝灭发生于距今15000~9000年。发生大规模绝灭的原因主要是人类的狩猎活动,其次是自然环境的变迁。
代表生物:灵长类,巨犀,安氏中兽,哥伦比亚猛犸等。
地质事件:第四纪冰河时期………………

4、丹霞地貌概念

80年来中国地学工作者,在广泛调查,深入研究,推敲对比,概括升华的基础上,对红色碎屑沉积岩所形成的丹霞地貌了解日益深入,对其概念也已日臻完善,丹霞地貌的使用也被越来越多的人所接受(图2-1)。

归纳起来,笔者认为地貌的形成和演化,决定于①地质构造;②岩石组分和结构(红色是其外观表现之一);③气候条件三要素(图2-2),而最重要的控制条件又是地质构造背景。

根据新全球观的板块构造学说,阿尔卑斯运动时期,各大洋中脊先后扩张,地壳运动再次趋于活跃,特提斯洋的开合和冈瓦纳大陆的裂解和飘移造成了侏罗纪以来全球构造新格局。展示了侏罗纪—古新世印度板块的北移,侏罗纪—白垩纪期间东亚燕山运动,北美洲内华达和拉勒米运动,南美的安第斯运动和欧洲的阿尔卑斯运动,非洲的阿特拉运动等。据董树文等(2007,2009)研究成果,燕山运动的驱动力可能来自超级冷地幔下降流,软流圈物质的侧向补偿,牵引了太平洋板块向西俯冲(J3)印度洋板块向北东俯冲(156~150Ma),可能引发西伯利亚陆块与华北板块挤压碰撞(J2+3—K1)引起了东亚大陆燕山期多向汇聚构造体系的形成。与此同时大西洋中脊(185~155Ma)和北冰洋美亚盆地(J—K)的开启,其影响可能滞后到第四纪,可见燕山运动同期的构造运动,在全球不少地区都有表现,趋前和滞后明显。但与地球上前几次大的构造旋回已十分不同,陆相沉积盆地多与板块界线如俯冲带(造山)、裂谷系(拉伸)、走滑断裂(拉分)等密切相关,形成受控于这些构造边界的磨拉石建造,陆相红色碎屑建造,含膏盐沉积建造,煤系和油气沉积建造,火山碎屑沉积建造。

图2-1 中国地质公园分布示意图

图2-2 中国气候分区图(据王鸿祯等,1985)

燕山运动对丹霞地貌形成的主要影响:

1)陆相红层的沉积时代为侏罗-白垩纪即燕山期为主,但因与沉积盆地演化的构造运动趋前和滞后,在一些地区可能为早中三叠世—古近纪;形成丹霞地貌的时间应主要在古近纪、新近纪和第四纪,即6500万年(新生代以来,喜马拉雅运动)。

2)岩性为陆相红色碎屑岩为主,可能有含煤、含油岩系或含盐、火山喷发物或短暂的海相夹层。

3)产状较平缓,垂直节理、裂隙发育,与地壳呈间歇性断块上升有关。

4)地貌组合:丹崖赤壁方山,堡寨,峰墙、峰柱、峰丛,隘谷障谷、峡谷、盘谷、套谷,额洞栈廊、水蚀沟槽,扁洞,蜂窝洞龛、天生桥、石拱。

燕山运动由翁文灏(1926,1927,1929)提出,代表中侏罗世至白垩纪发生的地质构造运动,后经多人研究,1976年地震局把其时代定义为侏罗纪—古近纪,即2.03亿~0.23亿年更趋合理。

中生代以来,全球发生了一系列重大地质和气候变化事件,中国东部属环太平洋活动大陆边缘,西部经历了特提斯洋的最终闭合,印度板块与欧亚板块碰撞的影响,火山活动频繁,气候变暖(董树文等,2009;毛建仁等,2009;沙金庚等,2009;郑亚东等,2009)。

各地地壳运动的不同时性是20世纪50~60年代争论的焦点,施蒂勒学派主张同时性,但渐有Qutten,Gillyly,Harland,Burke,Wezel,Mattauer等强调了同一造山带,构造运动的穿时性。研究证明,全球大致在中晚三叠世,普遍发生了大陆的裂解,冈瓦纳大陆逐渐破裂并向不同方向漂移,印度板块移向欧亚板块南部并与澳大利亚一起向北推动。

同时,欧亚大陆板块与库拉—太平洋大洋板块间,在滨太平洋区甚至深入大陆板块内,发生了影响广泛的燕山运动(J3—E)。中国东部发生了强度各异的褶皱、断陷和岩浆活动,大量陆相湖盆的形成(部分为红色沉积),形成陆相红色碎屑岩沉积的磨拉石建造和火山沉积建造,厚度不等。

在其后的喜马拉雅运动中,这些红色内陆盆地开始褶皱或抬升,风化剥蚀。当地质构造特征和岩石成分与剖面结构有利,气候条件合适,这就有了中国丹霞地貌的形成。

丹霞地貌可以概括为(指狭义(典型)丹霞地貌)。燕山运动形成的陆相红色碎屑岩,在喜马拉雅运动中褶皱、上升,经风化剥蚀、重力崩塌、流水冲刷和冻融冰劈、风蚀和生物作用造成的以丹崖赤壁为代表的地形。

从广义和扩展的角度来分析,有不少红色地层也形成“色如渥丹,灿若明霞”的丹崖赤壁为代表的地形,但红层并非形成于燕山期陆相盆地,也不一定是陆相碎屑建造,但从旅游学的角度来研究丹霞地貌,将其扩展为广义丹霞地貌,也是十分有意义的。

5、至今为止,地球经历了哪几个时期

1 前寒武纪
2 寒武纪
3 奥陶纪
4 志留纪
5 泥盆纪
6 石炭纪早期
7 石炭纪晚期
8 二叠纪
9 三叠纪
10 侏罗纪
11 侏罗纪晚期
12 白垩纪
13 白垩纪-第三纪灭绝
14 始新世
15 中新世
16 冰川时代晚期
17 现代世界
18 未来世界
19 1.5亿年后
20 2.5亿年后

前寒武纪
前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)

形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时开始分裂。前寒武纪晚期的世界与现在的气候十分相近,是一个“冰室”世界。

罗迪尼亚大约在7.5亿年前分裂成两半,形成了古大洋(Panthalassic Ocean)。

寒武纪
寒武纪:古生代的开始(距今5亿1,400万年前)

具有硬壳的生物在寒武纪第一次大量出现。诸大陆为浅海所泛滥。超大陆冈瓦那开始在南极附近形成。

巨神海(Iapetus Ocean)在劳伦西亚(Laurentia,北美)、波罗地(Baltica,北欧)和西伯利亚(Siberia)这几个古大陆之间扩张。

奥陶纪
古海洋隔开诸大陆(距今4亿5,800万年前)

奥陶纪时,古海洋分隔开劳伦西亚、波罗地、西伯利亚和冈瓦那大陆。奥陶纪末期是地球历史上最寒冷的时期之一。冈瓦那大陆的南方完全为冰所覆盖。

巨神海(Iapetus Ocean)隔开了波罗地和西伯利亚大陆,古地中海(Paleo-Teyhys Ocean)分隔开冈瓦那大陆、波罗地和西伯利亚大陆,古大洋(Panthalassic Ocean)则覆盖了北半球的大部分。

志留纪
古生代海洋闭合,诸大陆开始碰撞(距今4亿2,500万年前)

劳伦西亚与波罗地大陆的碰撞闭合了巨神海的北面,并形成了“老红砂岩”(Old Red Sandstone)大陆。珊瑚礁扩张,陆生植物开始覆盖荒芜的大陆。

大陆碰撞导致斯堪地那维亚半岛上的加里东山脉(Caledonide Mts.)的形成,以及大不列颠北部、格陵兰和北美东海岸的阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)的形成。

泥盆纪
泥盆纪:鱼类的时代(距今3亿9千万年前)

泥盆纪时,古生代早期海洋闭合,形成“前盘古(pre-Pangea)”大陆。淡水鱼类从南半球迁徙至北美和欧洲。森林首次在赤道附近的古加拿大生长。

植物大量生长,形成了今天加拿大北部、格陵兰北部和斯堪的纳维亚的煤炭。

石炭纪早期
石炭纪早期盘古大陆开始形成(距今3亿5,600万年前)

石炭纪早期,欧美大陆(Euramerica)和冈瓦那大陆间的古生代海洋闭合,形成阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)和维利斯堪山脉(Variscan Mts.)。南极开始形成冰帽,同时四足脊椎动物在赤道附近的煤炭沼泽开始发展。

石炭纪晚期
石炭纪晚期:巨大煤炭沼泽的时代(距今3亿600万年前)

石炭纪晚期,由北美及欧洲组成的大陆与南方的冈瓦那大陆碰撞,形成了盘古大陆(Pangea)的西半部分。南半球大部分被冰所覆盖,而巨大的煤炭沼泽则沿着赤道形成。

以赤道为中心,盘古大陆从南极延伸至北极,并将古地中海(Paleo-Tethys Ocean)与古大洋(panthalassic)分隔在东、西两侧。

二叠纪
二叠纪末期:自古至今最大的灭绝(距今2亿5,500万年前)

二叠纪时,巨大的沙漠覆盖了西盘古大陆。同时爬行动物扩散到整个超大陆。99%的生物在灭绝事件中消失,标志着古生代的终结。

三叠纪
三叠纪末期,盘古大陆形成(距今2亿3,700万年前)

形成于三叠纪的盘古超大陆使陆生动物可以从南极迁徙到北极。在二叠纪-三叠纪大灭绝之后,生命开始重新多样化。同时,暖水生物群落扩散到整个古地中海(Tethys Ocean)。

侏罗纪
侏罗纪早期:恐龙遍布盘古大陆(距今1亿9,500万年前)

侏罗纪早期,中南亚开始形成。宽广的古地中海将北方大陆与冈瓦那大陆分隔开。尽管盘古大陆依然完整,不过可以听到大陆开始分裂的隆隆声。

侏罗纪晚期
盘古大陆开始分裂(距今1亿5,200万年前)

侏罗纪中期,盘古大陆开始分裂。侏罗纪晚期,中大西洋是将非洲与北美东部隔开的狭窄海洋。东冈瓦那大陆开始与西冈瓦那大陆分离。

白垩纪
新的大洋张开(距今9,400万年前)

白垩纪时南大西洋张开。印度从马达加斯加分离,加速向北对着欧亚大陆撞去。值得注意的是,北美仍与欧洲相连,澳大利亚仍然是南极洲的一部分。

白垩纪时全球的气候比现在要温暖。恐龙与棕榈树出现在现在的北极圈,南极洲以及澳洲南部。虽然白垩纪早期的极区可能会有一些冰帽存在,但是整个中生代都没有任何大规模的冰帽出现过。

白垩纪是海盆迅速张裂的时期。中洋脊迅速扩张导致了海平面的上升。

白垩纪-第三纪灭绝
恐龙时代的终结(距今6,600万年前)

希克苏鲁伯(Chicxulub)撞击地球。这个直径16千米的彗星的撞击导致了全球气候变化,恐龙和许多其他种类的生物因此而灭绝。白垩纪晚期,海洋继续拓宽,印度接近亚洲南缘。

始新世
新生代早期:印度开始撞击亚洲(距今5,020万年前)

5千万至5千5百万年前,印度开始撞击亚洲,形成了青藏高原和喜马拉雅山脉。原本与南极洲相连的澳洲,此时也开始迅速向北移动。

中新世
世界显出现代构造(距今1,400万年前)

2千万年前,南极洲被冰雪所覆盖,同时北方各个大陆迅速冷却。世界看起来和现代相似,不过请注意佛罗里达和亚洲的一部分仍然在海洋之下。

冰川时代晚期
过去3千万年来地球进入冰室气候(距今18,000年前)

当地球处于“冰室”气候时,两极皆被冰雪覆盖。极区冰盖因为地球轨道变化(米兰柯维奇旋回Milankovitch Cycle)而扩张。最后一次极区冰盖扩张发生在18,000年前。

现代世界
现今世界有定义明确的气候带

我们进入了大陆碰撞的新阶段,这最终会在未来形成新的盘古超大陆。全球气候在变暖,因为我们正在脱离冰川时代,同时也因为我们向大气层中排放温室气体。

6、笔架盆地地质构造特征及油气勘探潜力

钟广见 易海 林珍 金华

广州海洋地质调查局 广州 510760)

第一作者简介:钟广见,男,高级工程师,从事油气地质、海洋地质研究,E-mail:guangjianz@2lcn.com。

摘要 笔架盆地位于南海北部大陆边缘南部,是一个新生代沉积盆地。盆地发育了 A,B,C三套地震层序;盆地内地质构造复杂,断裂发育,平面上断裂展布方向主要有 NE向、近EW向和NW向三组,断裂可分为正断层及平移断层,以正断层为主。笔架盆地新生代发育经历了断陷、坳陷和区域沉降三个发育阶段。受神狐运动的影响,古新世—早渐新世为盆地形成时期-断陷阶段,由于受NW-SE地壳应力向拉张作用,产生了一系列NE向或NEE向断裂和彼此相间的地堑和半地堑,形成了笔架盆地的雏形。盆地内部充填了大量河湖相沉积。晚渐新世-中中新世为盆地发展期-坳陷阶段,受南海中央海盆扩张的影响,南海北部普遍下沉,盆地沉积类型也随之发生变化,陆相逐步过渡到海陆过渡相和海相。晚中新世-全新世为盆地成熟期-区域沉降阶段,盆地以稳定的半深海-深海相沉积为主。古近系以断陷陆相河湖相、三角洲相沉积为特征,分布范围较广,最大沉积厚度超过1700m,具有一定的生烃能力;盆地储盖条件良好,油气运移条件良好;笔架盆地具备一定的油气潜力。

关键词 南海 笔架盆地 地质构造 油气勘探

笔架盆地是广州海洋地质调查局近年来开展南海北部陆坡深水区油气资源调查所圈定的新生代沉积盆地,盆地位于水深1000~3000m的陆坡上,地形变化大。20世纪80年代吴进民[1]利用重力资料初步圈定了笔架盆地区,对该盆地的进一步了解是从2003年开始,深水油气资源调查发现该盆地发育较厚的新生代沉积。本文利用最新地震调查资料,分析盆地的地质构造特征,预测盆地的油气潜力。

1 区域地质背景

笔架盆地位于南海北部大陆边缘南部,北边是珠江口盆地珠二坳陷,南边是南海中央海盆(图1),南海北部大陆边缘是华南地块与南海中央海盆的衔接区。晚白垩世末期,菲律宾海板块向欧亚板块俯冲,形成了菲律宾群岛和加里曼丹群岛。此时在岛弧后侧,上地幔隆升,岩石圈减薄,上地壳拉张下沉,形成地堑型盆地。这次构造运动-神狐运动涉及的范围包括整个南海,形成了包括台西南盆地、珠江口盆地、笔架盆地和尖峰北盆地等在内的一系列地堑或半地堑型拉张盆地。而南海中央海盆的形成与演化对南海北部陆缘新生代沉积盆地的演化具有重要的控制作用。

图1 笔架盆地区域位置图

Fig.1 Location map of Bijia basin

2 地质构造特征

2.1 地震层序特征

由于盆地处于早期勘探阶段,对盆地沉积特征的研究只能基于地震反射资料,通过分析地震层序的方法研究盆地的沉积特征。

根据地震反射界面的不整合特征,即上超、下超、削蚀等,识别了T2,T4,T6,T7,Tg等五个反射界面(图2),其中以T7,Tg等反射界面特征较为明显。

T7界面在笔架盆地内大部分地区分布,仅在局部隆起缺失。界面特征为低频、强振幅、中高连续的双相位反射同相轴,同相轴较粗糙。T7界面上覆地层为中高频、强振幅、高连续的席状平行地震相,在斜坡处可见上超现象;界面下伏地层为亚平行反射结构,在NHDL48测线上可见下伏地层局部褶皱,褶皱顶部被T7界面削截(图2)。

Tg界面在笔架盆地内全区分布。界面特征为低频、中强振幅、中高连续的双相位反射同相轴,同相轴较粗糙。Tg界面上覆地层为亚平行、中高连续地震相或中高频、强振幅、高连续的席状平行地震相,在斜坡处可见上覆地层沿斜坡逐层向上超覆;界面下伏地层为亚平行、中低连续或杂乱地震相,局部可见地层削截(图2)。

图2 笔架盆地地震反射界面

Fig.2 Seismic profile showing the reflection boundaries of Bijia basin

笔架盆地迄今无钻井,但邻近的珠江口盆地、台西南盆地分布有众多钻井。通过与盆地内地震测线相交的其他地震测线追踪至钻井附近,与钻井的分层资料进行对比,可以分析地震反射界面的地质属性。T7,Tg地震反射界面与珠江口盆地的对应界面具有相同的年代地层意义——T7是下渐新统与上渐新统的分界,为南海发生南北向扩张前华南大陆整体抬升引起的区域性不整合面,并被渐新世期间的全球海平面相对下降所加强,属南海运动的产物;Tg为新生代沉积底界面,形成于晚白垩世末—早始新世,属神狐运动的产物。

以海底反射界面T0及T2,T7,Tg为界划分出T0—T2(A层序),T2—T7(B层序),T7— Tg(C层序)三套地震层序(表1)。

A层序(T0—T2):基本上为一套平行反射层组,呈席状披盖盆地,地震反射层次清晰。地震反射层组以中强振幅、连续为特征。A层序沉积变形微弱,为半深海相-深海相主的泥质沉积物,厚度300~500m。

B层序(T2—T7):为一套以中强振幅、连续地震相为特征的反射波组,层序底界斜坡处可见上超现象,盆地中心多为整合接触;顶界多为整合接触,局部可见削截现象。B层序是一套大范围的披覆型沉积,以浅海、半深海相泥岩沉积为主,厚度1000~1500m。

C层序(T7— Tg):地震相特征为中频、中振幅、中连续、亚平行-平行反射。下部地层呈不整合接触,上超于Tg界面之上,其顶面局部可见削截现象。以一套充填型沉积层为特征,C层序最大厚度达1700m。

2.2 构造特征

笔架盆地新生代经历了多次构造运动,形成了为数众多、方向各异的断裂。从断裂的空间展布特征看,断裂方向主要有NE向、近EW向和NW向三组。从断裂性质看,断裂主要为正断层,其中比较重要的断层有F2,F3,F4等(图3),其规模较大,特征明显,对盆地的发育演化具有十分重要的控制作用。

表1 笔架盆地地震层序划分表 Table1 Seismic Sequence dividing table of Bijia baSin

F1断裂为南海中央海盆北缘断裂,姚伯初[2]称为中央海盆北断裂为陆坡区与中央海盆的分界,总体走向为NE向,延伸长度超过400km。该断裂两侧重磁场特征有明显差异,断裂北侧,空间重力以小规模异常为其主要特征,异常多呈块状、不规则状,走向不稳定,断裂南侧,重磁异常呈宽缓长波长异常。

F2,F4断裂位于陆坡上,是笔架盆地的南、北边界断裂,属基底断裂,在重磁上表现为陡异常梯度带,沿断裂岩浆活动强烈。断裂走向近EW,延伸长度超过150km,最大垂直断距约2000m。断裂形成于晚三叠末期,新生代开始重新活动,是导致笔架盆地形成的主导断裂,它们控制着盆地的新生代沉积。

F3断裂是笔架盆地的西侧界断裂,沿断裂带为磁场分区特征线,断裂两侧磁力场特征有较大差异,断裂西北侧,磁力场为正磁异常,断裂东南侧为正负变化磁异常。沿断裂带存在明显布格重力梯度带,布格重力异常最大梯度达每公里2.4×10-5m/s2。断裂呈NE走向,延伸长约200km。

盆地内发育的正断层为神狐运动和南海运动的构造形迹之一。晚白垩世末—古近纪早期,由于太平洋板块的俯冲效应,位于弧后地区的南海北部陆缘处于拉张应力作用下,形成NE向正断层,并形成一系列地堑和半地堑,控制了盆地的构造格局。晚渐新世南海发生近南北向扩张,近EW向向正断层多发育于该时期。

图3 笔架盆地及围区主要断裂分布图

Fig.3 Fracture systems in Bijia basin and adjacent area

以T7为界新生代地层可分为上下两套构造层,下构造层以古近系为主,上构造层主要发育新近系,沉积相对稳定,地层呈席状披盖,变形微弱,厚度大。盆地的发育演化特征如下:

受神狐运动的影响,古新世时,由于受NW-SE地壳应力向拉张作用,产生了一系列NE向或NEE向断裂和彼此相间的地堑和半地堑,形成了笔架盆地的雏形,但盆地内的小地堑或半地堑还是孤立的,盆地内部充填了大量河湖相沉积。

到早始新世时,孤立的小地堑连为一体,盆地格局基本形成。神狐运动导致盆地内断裂发育,断裂性质以张性为主,走向有NE,NW,以NE向为主。

晚始新世,太平洋板块向欧亚板块俯冲继续加强,在南海形成西南海盆[3]。西南海盆的形成导致曾母地块的南移,与巽他地块碰撞,形成锡布带,如拉让群变质时代为始新世晚期。这次构造运动称作西卫运动。西卫运动的表现形式以挤压作用为主,早期神狐运动形成的盆地内地层受到挤压褶皱作用,古新-早中始新世地层褶皱变形。西卫运动从晚始新世持续到早渐新世。早渐新世,沉积作用虽仍受断层控制,但沉积范围广泛,盆地以断坳作用为主,接受海陆交互相沉积。

晚渐新世-中中新世,太平洋板块向欧亚板块继续俯冲,南海发生近南北向的海底扩张,中央海盆形成,南海北部陆缘随着中央海盆的持续扩张演变为被动大陆边缘。这次构造运动在南海地区被称为南海运动。笔架盆地转化为坳陷型盆地,形成盆地内最重要的不整合面,随后,海水完全侵入形成浅海-半深海沉积。

中中新世末—晚中新世早期,由于菲律宾板块往北西方向漂移,最后与欧亚大陆碰撞,导致南海北部再次发生构造运动,即东沙运动。该次运动使地壳上升,盆地内部分地层缺失,产生NW向的走滑断裂活动,并伴随着频繁的基性岩浆喷溢。

东沙运动之后,南海地区进一步沉降,海域扩大,盆地处于区域沉降阶段,沉积环境为半深海-深海,远离物源,沉积速率缓慢,以薄层的泥质沉积物为主。

3 油气远景

笔架盆地发育良好的古近系,以断陷沉积为特征,分布范围较广,最大沉积厚度超过1700m。其沉积环境为陆相河湖相、三角洲相,以砂泥为主。从地震剖面对比看,其古近系沉积特征与盆地北部的珠江口盆地白云凹陷相似,白云凹陷的古近系已证实具有良好的生烃能力,推测笔架盆地古近系具备生烃潜力。

南海北部陆缘古近纪末开始形成陆坡,并且随着海侵规模的扩大陆坡逐渐北移。陆坡的形成为低水位浊积砂体的发育创造了条件。层序地层学研究表明,受全球气候变化的影响,南海北部陆缘盆地海平面升降频繁,形成了多层系、多类型的低水位浊积砂体,这些浊积砂体主要发育于陆坡区的缓坡部位,主要类型有盆底扇、斜坡扇等。彭大钧等[4]认为珠江口盆地南缘-珠二坳陷处于古陆架与陆坡的过渡带,在这些地带广泛地发育着低水位时期的沉积楔状体,包括深切谷充填、海底峡谷、深水滑塌物、盆底扇、斜坡扇与低位进积复合体等。同样在构造位置上相似的笔架盆地也发育了盆底扇、斜坡扇等,盆底扇砂岩储层厚度大,物性条件好。斜坡扇通常以复合体形式出现,主要由水下水道和漫滩天然堤砂体组成。斜坡扇砂岩储层也具有很好的物性。盆地普遍发育的半深海-深海相浊积砂岩是良好储层。其分布范围广、分布层位多、埋深适中、储集性能好,将是盆地最具勘探潜力的目的层,新近纪盆地由古近纪的断陷沉积转化为海相坳陷沉积,其沉积环境为浅海-半深海,以泥岩为主,是本区良好的区域盖层。

盆地内发育有大量张性断层、多个不整合面和大面积连通砂体,从而构成了良好的油气输导体系。中新世晚期的构造运动,使得构造形成期、断裂活动期与新生代排烃高峰期匹配良好,有利于油气沿断层垂向运移至较浅部位的圈闭聚集成藏。

总之,盆地具备良好的生烃潜力,发育良好储层和盖层,油气运移条件好,具备良好的油气前景,是进一步勘探的有利区域。

参考文献

[1]吴进民.新生代盆地图,南海地质地球物理图集[M].广州:广东地图出版社,1987

[2]姚伯初.南海西南海盆的海底扩张及其构造意义[J].南海地质研究(九).1997,20~36

[3]宋海斌,郝天珧,江为为等.南海地球物理场特征与基底断裂体系研究[J],地球物理学进展,2002,第17 卷,第1期:24~33

[4]彭大钧,陈长民等.南海珠江口盆地深水扇系统的发现[J].石油学报,2004,Vo1.25,No.5:17~23

The Structure of Bijia Basin and its prospect for petroleum Exploration

Zhong Guangjian Yi Hai Lin Zhen Jin Huafeng

(Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760)

AbStract:Bijia basin is a Cenozoic sedimentary basin Which locates in the south continent margin of South China Sea.The basin developed three seismic sequences With complex tectonic systems,the faults developed very much and extended alone NE,EW and NW directions,the faults can be divided into normal fault and shift fault,normal fault is the most important fault.The basin has three developing stages——graben period,depression period and regional subside period.Affected by the Shenfu movement,the basin formed many NE direction faults and many small grabens from paleocene to Eocene,ring this period the basin accepted river-lake facies sediments.Afected by the spreading of the central basin of South China Sea,Bijia basin depressed and accepted transition facies or marine sediments from late Oligocene to middle Miocene.Late Miocene Was the regional subsiding stage,the basin accepted mid-deep sea to deep sea sediments.Its thickness of graben sediments is more than 1700m,it can generated hydrocarbon,the basin has good reservoir and seal condition,the migration condition is also good,so the basin has good oil-gas potential.

Key WordS:South China Sea Bijia basin Structure petroleum exploration

7、从古至今世界所经历的时代(如冰河时代等)

地质年代(geologic time)就是指地球上各种地质事件发生的时代。它包含两方面含义:其一是指各地质事件发生的先后顺序,称为相对地质年代;其二是指各地质事件发生的距今年龄,由于主要是运用同位素技术,称为同位素地质年龄。这两方面结合,才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识,地质年代表正是在此基础上建立起来的。

地质年代的划分和研究,是通过岩石和化石的历史来确定的。

【地层系统】dìcéngxìtǒng

地壳是由一层一层的岩石构成的。这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石(包括松散沉积层)及其间的非成层岩石的系统总称,叫做地层系统。“宇”、“界”、“系”、“统”分指地层系统分类的第一级、第二级、第三级、第四级。地层系统分类的第一级是“宇”,分为隐生宇(现已该称太古宇和元古宇)和显生宇。

【地质年代】dìzhìniándài

地质,即地壳的成分和结构。根据生物的发展和地层形成的顺序,按地壳的发展历史划分的若干自然阶段,叫做地质年代。“宙”、“代”、“纪”、“世”分指地质年代分期的第一级、第二级、第三级、第四级。地质年代分期的第一级是宙,分为隐生宙(现已该称太古宙和元古宙)和显生宙。

【太古宇】tàigǔyǔ

地层系统分类的第一个宇。太古宙时期所形成的地层系统。旧称太古界,原属隐生宇(隐生宇现已不使用,改称太古宇和元古宇)。

【太古宙】tàigǔzhòu

地质年代分期的第一个宙。约开始于40亿年前,结束于25亿年前。在这个时期里,地球表面很不稳定,地壳变化很剧烈,形成最古的陆地基础,岩石主要是片麻岩,成分很复杂,沉积岩中没有生物化石。晚期有菌类和低等藻类存在,但因经过多次地壳变动和岩浆活动,可靠的化石记录不多。旧称太古代,原属隐生宙(隐生宙现已不使用,改称太古宙和元古宙)。

【元古宇】yuángǔyǔ

地层系统分类的第二个宇。元古宙时期所形成的地层系统。旧称元古界,原属隐生宇(隐生宇现已不使用,改称太古宇和元古宇)。

【元古宙】yuángǔzhòu

地质年代分期的第二个宙。约开始于25亿年前,结束于5.7亿年前。在这个时期里,地壳继续发生强烈变化,某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。藻类和菌类开始繁盛,晚期无脊椎动物偶有出现。地层中有低等生物的化石存在。旧称元古代,原属隐生宙(隐生宙现已不使用,改称太古宙和元古宙)。

【显生宇】xiǎnshēngyǔ

地层系统分类的第三个宇。显生宙时期所形成的地层系统。显生宇可分为古生界、中生界和新生界。

【显生宙】xiǎnshēngzhòu

地质年代分期的第三个宙。显生宙可分为古生代、中生代和新生代。

【古生界】gǔshēngjiè

显生宇的第一个界。古生代时期形成的地层系统。分为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。

【古生代】gǔshēngdài

显生宙的第一个代。约开始于5.7亿年前,结束于2.5亿年前。分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。在这个时期里生物界开始繁盛。动物以海生的无脊椎动物为主,脊椎动物有鱼和两栖动物出现。植物有蕨类和石松等,松柏也在这个时期出现。因此时的动物群显示古老的面貌而得名。

【寒武系】hánwǔxì

古生界的第一个系。寒武纪时期形成的地层系统。

【寒武纪】hánwǔjì

古生代的第一个纪,约开始于5.7亿年前,结束于5.1亿年前。在这个时期里,陆地下沉,北半球大部被海水淹没。生物群以无脊椎动物尤其是三叶虫、低等腕足类为主,植物中红藻、绿藻等开始繁盛。寒武是英国威尔士的拉丁语名称,这个纪的地层首先在那里发现。

【奥陶系】àotáoxì

古生界的第二个系。奥陶纪时期形成的地层系统。

【奥陶纪】àotáojì

古生代的第二个纪,约开始于5.1亿年前,结束于4.38亿年前。在这个时期里,岩石由石灰岩和页岩构成。生物群以三叶虫、笔石、腕足类为主,出现板足鲞类,也有珊瑚。藻类繁盛。奥陶纪由英国威尔士北部古代的奥陶族而得名。

【志留系】zhìliúxì

古生界的第一个系。志留纪时期形成的地层系统。

【志留纪】zhìliújì

古生代的第三个纪,约开始于4.38亿年前,结束于4.1亿年前。在这个时期里,地壳相当稳定,但末期有强烈的造山运动。生物群中腕足类和珊瑚繁荣,三叶虫和笔石仍繁盛,无颌类发育,到晚期出现原始鱼类,末期出现原始陆生植物裸蕨。志留纪由古代住在英国威尔士西南部的志留人得名。

【泥盆系】nípénxì

古生界的第四个系。泥盆纪时期形成的地层系统。

【泥盆纪】nípénjì

古生代的第四个纪,约开始于4.1亿年前,结束于3.55亿年前。这个时期的初期各处海水退去,积聚后层沉积物。后期海水又淹没陆地并形成含大量有机物质的沉积物,因此岩石多为砂岩、页岩等。生物群中腕足类和珊瑚发育,除原始菊虫外,昆虫和原始两栖类也有发现,鱼类发展,蕨类和原始裸子植物出现。泥盆纪由英国的泥盆郡而得名。

【石炭系】shítànxì

古生界的第五个系。石炭纪时期形成的地层系统。

【石炭纪】shítànjì

古生代的第五个纪,约开始于3.55亿年前,结束于2.9亿年前。在这个时期里,气候温暖而湿润,高大茂密的植物被埋藏在地下经炭化和变质而形成煤层,故名。岩石多为石灰岩、页岩、砂岩等。动物中出现了两栖类,植物中出现了羊齿植物和松柏。

【二叠系】èrdiéxì

古生界的第六个系。二叠纪时期形成的地层系统。

【二叠纪】èrdiéjì

古生代的第六个纪,即最后一个纪。约开始于2.9亿年前,结束于2.5亿年前。在这个时期里,地壳发生强烈的构造运动。在德国,本纪地层二分性明显,故名。动物中的菊石类、原始爬虫动物,植物中的松柏、苏铁等在这个时期发展起来。

【中生界】zhōngshēngjiè

显生宇的第二个界。中生代时期形成的地层系统。分为三叠系、侏罗系和白垩系。

【中生代】zhōngshēngdài

显生宙的第二个代。分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。约开始于2.5亿年前,结束于6 500万年前。这时期的主要动物是爬行动物,恐龙繁盛,哺乳类和鸟类开始出现。无脊椎动物主要是菊石类和箭石类。植物主要是银杏、苏铁和松柏。

【三叠系】sāndiéxì

中生界的第一个系。三叠纪时期形成的地层系统。

【三叠纪】sāndiéjì

中生代的第一个纪,约开始于2.5亿年前,结束于2.05亿年前。在这个时期里,地质构造变化比较小,岩石多为砂岩、石灰岩等。因本纪的地层最初在德国划分时分上、中、下三部分,故名。动物多为头足类、甲壳类、鱼类、两栖类、爬行动物。植物主要是苏铁、松柏、银杏、木贼和蕨类。

【侏罗系】zhūluóxì

中生界的第二个系。侏罗纪时期形成的地层系统。

【侏罗纪】zhūluójì

中生代的第二个纪,约开始于2.05亿年前,结束于1.35亿年前。在这个时期里,有造山运动和剧烈的火山活动。由法国、瑞士边境的侏罗山而得名。爬行动物非常发达,出现了巨大的恐龙、空中飞龙和始祖鸟,植物中苏铁、银杏最繁盛。

【白垩系】bái’èxì

中生界的第三个系。白垩纪时期形成的地层系统。

【白垩纪】bái’èjì

中生代的第三个纪,约开始于1.35亿年前,结束于6 500万年前。因欧洲西部本纪的地层主要为白垩岩而得名。这个时期里,造山运动非常剧烈,我国许多山脉都在这时形成。动物中以恐龙为最盛,但在末期逐渐灭绝。鱼类和鸟类很发达,哺乳动物开始出现。被子植物出现。植物中显花植物很繁盛,也出现了热带植物和阔叶树。

【新生界】xīnshēngjiè

显生宇的第三个界。新生代时期形成的地层系统。分为古近系(下第三系)、新近系(上第三系)和第四系。

【新生代】xīnshēngdài

显生宙的第三个代。分为古近纪(老第三纪)、新近纪(新第三纪)和第四纪。约从6 500万年前至今。在这个时期地壳有强烈的造山运动,中生代的爬行动物绝迹,哺乳动物繁盛,生物达到高度发展阶段,和现代接近。后期有人类出现。

【古近系】gǔjìnxì

新生界的第一个系。古近纪时期形成的地层系统。可分为古新统、始新统和渐新统。

【古近纪】gǔjìnjì

新生代的第一个纪(旧称老第三纪、早第三纪)。约开始于6 500万年前,结束于2 300万年前。在这个时期,哺乳动物除陆地生活的以外,还有空中飞的蝙蝠、水里游的鲸类等。被子植物繁盛。古近纪可分为古新世、始新世和渐新世,对应的地层称为古新统、始新统和渐新统。

【新近系】xīnjìnxì

新生界的第二个系。新近纪时期形成的地层系统。可分为中新统和上新统。

【新近纪】xīnjìnjì

新生代的第二个纪(旧称新第三纪、晚第三纪)。约开始于2 300万年前,结束于160万年前。在这个时期,哺乳动物继续发展,形体渐趋变大,一些古老类型灭绝,高等植物与现代区别不大,低等植物硅藻较多见。新近纪可分为中新世和上新世,对应的地层称为中新统和上新统。

【第四系】dìsìxì

新生界的第三个系。第四纪时期形成的地层系统。它是新生代的最后一个系,也是地层系统的最后一个系。可分为更新统(下更新统、中更新统、上更新统)和全新统。

【第四纪】dìsìjì

新生代的第三个纪,即新生代的最后一个纪,也是地质年代分期的最后一个纪。约开始于160万年前,直到今天。在这个时期里,曾发生多次冰川作用,地壳与动植物等已经具有现代的样子,初期开始出现人类的祖先(如北京猿人、尼安德特人)。第四纪可分为更新世(早更新世、中更新世、晚更新世)和全新世,对应的地层称为更新统(下更新统、中更新统、上更新统)和全新统。

附:第四纪名称来历。最初人们把地壳发展的历史分为第一纪(大致相当前寒武纪,即太古宙 元古宙)、第二纪(大致相当古生代和中生代)和第三纪3个大阶段。相对应的地层分别称为第一系、第二系和第三系。1829年,法国学者德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时,把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系,其时代为第四纪。随着地质科学的发展,第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了,仅保留下第三纪和第四纪的名称,这两个时代合称为新生代。现第三纪已分为古近纪和新近纪,故仅留有第四纪的名称。
参考资料:百度

太古代

太古代离我们久远,是地质发展史中最古老的时期,延续时间长达15亿年,是地球演化史中具有明确地质记录的最初阶段。由于年代久远,太古代的保存下来的地质纪录非常破碎、零散。但是,太古代又是地球演化的关键时期,地球的岩石圈、水圈、大气圈和生命的形成都发生在这一重要而又漫长的时期,大约39亿年前,地球形成最初的永久地壳,至35亿年前大气圈、海水开始形成。

在太古代的最初期,地球上尚无生命出现。生命元素,如C,H,O,N等在强烈的宇宙射线、雷电轰击下首先形成简单有机分子,后发展为复杂有机分子,再形成准生命的凝聚体,进而由凝聚体进化成原始生命。在距今约33亿年前,形成了地球上最古老的沉积岩,大气圈中已含有一定的二氧化碳,并出现了最早的、与生物活动相关的叠层石;到 31亿年前,地球上开始出现比较原始的藻类和细菌。在29亿年前,地球上出现了大量蓝绿藻形成叠层石,这表明这一时期地球上已经出现了游离氧以及行光合作用的原核生物。

经过了天文期以后,地球便正式成为太阳系的成员。大约又经过22亿年,地球发展便进入到地质时期——太古代。这段从46亿年~38亿年的地质时期有哪些特点?

(1)薄而活动的原始地壳:根据资料分析,原始地壳的部分可能更接近于上地幔。硅铝质和硅镁质尚未进行较完全的分异,因此太古代时期的地壳是很薄的,也没有现在这样坚固复杂。由于地球内部放射性物质衰变反映较为强烈,地壳深处的融熔岩浆,不时从地壳深处,沿断裂涌出,形成岩浆岩和火山喷发。当时到处可见火山喷发的壮观景象。因此我们现在从太古代地层中,普遍可见火山岩系。

(2)深浅多变的广阔海洋中散布少数孤岛:当时地球的表面,还是海洋占有绝对优势,陆地面积相对较少,海洋中散布着孤零的海岛,地壳处于十分活跃状态,海洋也因强烈的升降运动,而变得深浅多变。陆地上也有多次岩浆喷发和侵入,使上面局部地区固结硬化,使地壳慢慢向稳定方向发展,因此太古代晚期形成了稳定基底地块——“陆核”。陆核出现,标志地球有了真正的地壳。

(3)富有CO2,缺少氧气的水体和大气圈:太古代地球表面,虽然已经形成了岩石圈、水圈和大气圈。但那时的地壳表面,大部分被海水覆盖,由于大量火山喷发,放出大量的CO2,同时又没有植物进行光合作用,海水和大气中含有大量的CO2,而缺少氧气。大气中的CO2随着降水,又进入到海洋,因此海洋中HCO3-浓度增大。岩浆活动和火山喷发的同时,带来大量的铁质,有可能被具有较强的溶解能力的降水和地表水溶解后带入海洋。含HCO3-高浓度海水同时具有较大的溶解能力和搬运能力,因此可将低价铁源源不断地搬运至深海区,这就是为什么太古代铁矿石占世界总储量60%,矿石质量好,并且在深海中也能富集成矿的原因。

(4)太古代的地层:太古代的地层,都是一些经过变质的岩石,例如片麻岩、变粒岩、混合岩等深变质的岩石。我国太古代地层只分布在秦岭、淮河以北地区。出产鞍山式铁矿的鞍山、吕梁山、泰山、太行山等地均有太古代地层。

太古代(Archeozoic Era,Archeozoic)最古的地质时代。一般指距今46亿年前地球形成到25亿年前原核生物(包括细菌和蓝藻)普遍出现这段地质时期。“太古代”一词1872年由美国地质学家达纳(J.D.Dana)所创用。当时形成的地层叫“太古界”,代表符号为“Ar”。主要由片麻岩、花岗岩等组成,富含金、银、铁等矿产,构成各大陆地壳的核心。主要分布在澳大利亚、非洲、南美的东北部、加拿大、芬兰、斯堪的那维亚等地;我国辽东半岛、山东半岛和山西等地,亦有太古代地层露出。1970~1980年,一批科学家连续报道了在澳大利亚西部诺恩·波尔(NorthPole)地区35亿年前的瓦拉乌纳群(Warrawoonagroup)地层中,发现了一些丝状微化石。这是迄今在太古代地层中发现的、比较可信的最早化石记录。

元古代

元古代早期火山活动仍相当频繁,生物界仍处于缓慢,低水平进化阶段,生物主要是叠层石以及其中分离得到的生物成因有机碳和球状、丝状蓝藻化石,由于这些光合生物的发展,大气圈已有更多的氧气。

在19亿年前,大陆地壳不断增厚,开始发育有盖层沉积,地球表面始终保持着一种十分有利于生命发展的环境。蓝藻和细菌继续发展,到距今13亿年前,已有最低等的真核生物—绿藻出现。在元古代晚期,盖层沉积继续增厚,火山活动大为减弱,并出现广泛的冰川,从此地球具有明显的分带性气候环境,为生物发展的多样性提供了自然条件,著名的后生动物群—澳大利亚埃迪卡拉动物群就出现这个时期。

古生代

古生代(Paleozoic era)——地质年代的第3个代(第1、2个代分别是太古代和元古代)。约开始于5.7亿年前,结束于2.3亿年前。古生代共有6个纪(Period),一般分为早、晚古生代。早古生代包括寒武纪(Cambrian 5.4亿年前)、奥陶纪(Ordovician 5亿年前)和志留纪(Silurian 4.35亿年前),晚古生代包括泥盆纪(Devonian 4.05亿年前)、石炭纪(Carboniferous 3.55亿年前)和二叠纪(Permian 2.95亿年前)。动物群以海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。在奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪,相继出现低等鱼类、古两栖类和古爬行类动物。鱼类在泥盆纪达于全盛。石炭纪和二叠纪昆虫和两栖类繁盛。古植物在古生代早期以海生藻类为主,至志留纪末期,原始植物开始登上陆地。泥盆纪以裸蕨植物为主。石炭纪和二叠纪时,蕨类植物特别繁盛,形成茂密的森林,是重要的成煤期。

地质年代名称。显生宙(Phanerozoic Eon)的第一个代,距今约5.7亿年至2.3亿年前,占显生宙时期的2/3。包括早古生代的寒武纪、奥陶纪、志留纪和晚古生代的泥盆纪、石炭纪、二叠纪。早古生代是海生无脊椎动物的发展时代,如寒武纪的节肢动物三叶虫、奥陶纪的笔石和头足类、泥盆纪的珊瑚类和腕足类等。最早的脊椎动物无颚鱼也在奥陶纪出现。植物以水生菌藻类为主,志留纪末期出现裸蕨植物。在晚古生代,脊椎动物开始在陆地生活。鱼类在泥盆纪大量繁衍,并向原始两栖类演化。石炭纪和二叠纪时,两栖类和爬行类已占主要地位。植物也进入依靠孢子繁殖的蕨类大发展时期,石炭纪和二叠纪因有蕨类森林而成为地质历史上的重要成煤期。古生代的地壳运动和气候变化深刻影响自然环境的发展。早古生代的地壳运动在欧洲称加里东运动,在美洲称太康运动,在中国又称广西运动。此时古北美、古欧洲、古亚洲、冈瓦纳古陆及古太平洋、古地中海都已形成。晚古生代地壳运动在欧洲称海西(华力西)运动,在北美称阿勒盖尼运动,在中国又称天山运动。经过古生代地壳运动,世界许多巨大的褶皱山系出现,南方的冈瓦纳古陆和北方的劳亚古陆联合在一起,形成泛古陆(联合古陆)。晚古生代在冈瓦纳古陆发生了大规模的冰川作用,大冰盖分布于古南纬60°以内的今南非、阿根廷等地,该冰川作用期即地质历史上的石炭—二叠纪大冰期。古生代的地层总称古生界。

古生代(Paleozoic era)——地质年代的第3个代(第1、2个代分别是太古代和元古代)。约开始于5.7亿年前,结束于2.3亿年前。古生代共有6个纪(Period),一般分为早、晚古生代。早古生代包括寒武纪(Cambrian 5.4亿年前)、奥陶纪(Ordovician 5亿年前)和志留纪(Silurian 4.35亿年前),晚古生代包括泥盆纪(Devonian 4.05亿年前)、石炭纪(Carboniferous 3.55亿年前)和二叠纪(Permian 2.95亿年前)。

太古代(Archeozoic Era,Archeozoic)最古的地质时代。一般指距今46亿年前地球形成到25亿年前原核生物(包括细菌和蓝藻)普遍出现这段地质时期。
太古代离我们久远,是地质发展史中最古老的时期,延续时间长达15亿年,是地球演化史中具有明确地质记录的最初阶段。由于年代久远,太古代的保存下来的地质纪录非常破碎、零散。但是,太古代又是地球演化的关键时期,地球的岩石圈、水圈、大气圈和生命的形成都发生在这一重要而又漫长的时期,大约39亿年前,地球形成最初的永久地壳,至35亿年前大气圈、海水开始形成

元古代早期火山活动仍相当频繁,生物界仍处于缓慢,低水平进化阶段,生物主要是叠层石以及其中分离得到的生物成因有机碳和球状、丝状蓝藻化石,由于这些光合生物的发展,大气圈已有更多的氧气。

在19亿年前,大陆地壳不断增厚,开始发育有盖层沉积,地球表面始终保持着一种十分有利于生命发展的环境。蓝藻和细菌继续发展,到距今13亿年前,已有最低等的真核生物—绿藻出现。在元古代晚期,盖层沉积继续增厚,火山活动大为减弱,并出现广泛的冰川,从此地球具有明显的分带性气候环境,为生物发展的多样性提供了自然条件,著名的后生动物群—澳大利亚埃迪卡拉动物群就出现这个时期。

寒武纪是地质历史划分中属显生宙古生代的第一个纪,距今约5.4亿至5.1亿年,寒武纪是现代生物的开始阶段,是地球上现代生命开始出现、发展的时期。寒武纪对我们来说是十分遥远而陌生的,这个时期的地球大陆特征完全不同于今天。 寒武纪常被称为“三叶虫的时代”,这是因为寒武纪岩石中保存有比其他类群丰富的矿化的三叶虫硬壳。但澄江动物群告诉我们,现在地球上生活的多种多样的动物门类在寒武纪开始不久就几乎同时出现。

奥陶纪(Ordovician Period,Ordovician),地质年代名称,是古生代的第二个纪,开始于距今5亿年,延续了6500万年。

志留纪(Silurian period)是早古生代的最后一个纪,也是古生代第三个纪。本纪始于距今4.35亿年,延续了2500万年。由于志留系在波罗的海哥德兰岛上发育较好,因此曾一度被称为哥德兰系。 志留纪可分早、中、晚三个世。志留系三分性质比较显著。一般说来,早志留世到处形成海侵,中志留世海侵达到顶峰,晚志留世各地有不同程度的海退和陆地上升,表现了一个巨大的海侵旋回。志留纪晚期,地壳运动强烈,古大西洋闭合,一些板块间发生碰撞,导致一些地槽褶皱升起,古地理面貌巨变,大陆面积显著扩大,生物界也发生了巨大的演变,这一切都标志着地壳历史发展到了转折时期。

泥盆纪,地质年代名称,古生代的第四个纪,约开始于4.05亿年前,结束于3.5亿年前,持续约5000万年。“泥盆纪分为早、中、晚3个世,地层相应地分为下、中、上3个统。
早期裸蕨繁茂,中期以后,蕨类和原始裸子植物出现。无脊椎动物除珊瑚、腕足类和层孔虫(Stromatoporoidea,腔肠动物门,水螅虫纲的一个目)等继续繁盛外,还出现了原始的菊石(Ammonites,属软体动物门,头足纲的一个亚纲)和昆虫。脊椎动物中鱼类(包括甲胄鱼、盾皮鱼、总鳍鱼等)空前发展,故泥盆纪又有“鱼类时代”之称。晚期甲胄鱼趋于绝灭,原始两栖类(迷齿类(Labyrinthodontia)(亦称坚头类)开始出现

石炭纪(Carboniferous period)是古生代的第5个纪,开始于距今约3.55亿年至2.95亿年,延续了6000万年。石炭纪时陆地面积不断增加,陆生生物空前发展。当时气候温暖、湿润,沼泽遍布。大陆上出现了大规模的森林,给煤的形成创造了有利条件。

二叠纪(Permian period)是古生代的最后一个纪,也是重要的成煤期。二叠纪分为早二叠世, 中二叠世和晚二叠世。二叠纪开始于距今约2.95亿年,延至2.5亿年,共经历了4500万年。二叠纪的地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系,古板块间逐渐拚接形成联合古大陆(泛大陆)。陆地面积的进一步扩大,海洋范围的缩小,自然地理环境的变化,促进了生物界的重要演化,预示着生物发展史上一个新时期的到来。

中生代

中生代(Mesozoic Era;距今约2.5亿年~距今约6500万年)

显生宙第二个代,晚于古生代,早于新生代。这一时期形成的地层称中生界。中生代名称是由英国地质学家J.菲利普斯于1841年首先提出来的,是表示这个时代的生物具有古生代和新生代之间的中间性质。自老至新中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪。

中生代时,爬行动物(恐龙类、色龙类、翼龙类等)空前繁盛,故有爬行动物时代之称,或称恐龙时代。中生代时出现鸟类和哺乳类动物。海生无脊椎动物以菊石类繁盛为特征,故也称菊石时代。淡水无脊椎动物,随着陆地的不断扩大,河湖遍布的有利条件,双壳类、腹足类、叶肢介、介形虫等大量发展,这些门类对陆相地层的划分、对比非常重要。

中生代植物,以真蕨类和裸子植物最繁盛。到中生代末,被子植物取代了裸子植物而居重要地位。中生代末发生著名的生物绝灭事件,特别是恐龙类绝灭,菊石类全部绝灭。有人认为生物绝灭事件与地外小天体撞击地球有关,但真正原因有待进一步研究确定。

古生代末期,联合古陆的形成,使全球陆地面积扩大,陆相沉积分布广泛。中生代中、晚期,联合古陆逐渐解体和新大洋形成,至中生代末 ,形成欧亚 、北美 、南美、非洲、澳大利亚、南极洲和印度等独立陆块。并在其间相隔太平洋、大西洋、印度洋和北极海。

中生代中、晚期,各板块漂移加速,在具有俯冲带的洋、陆壳的接触带上俯冲、挤压,导致著名的燕山运动(或称太平洋运动),形成规模宏大的环太平洋岩浆岩带、地体增生带和多种内生金属、非金属矿带。中生代气候总体处于温暖状态,通常只有热带、亚热带和温带的差异。

新生代

新生代(距今6500万年~今)Cenozoic Era

地质历史上最新的一个代,显生宙的第三个代。这一时期形成的地层称新生界。新生代以哺乳动物和被子植物的高度繁盛为特征,由于生物界逐渐呈现了现代的面貌,故名新生代(即现代生物的时代)。1760年,意大利博物学家G.阿尔杜伊诺在研究意大利北部地质时,把组成山系的地层分为3个系:第一系为结晶岩,第二系为含化石的成层岩石,第三系为半胶结的层状岩石,常含海相贝壳。1829年,法国学者J.德努瓦耶研究巴黎盆地时,把第三系之上的松散沉积层称为第四系。第一系、第二系的名称已废弃不用,第一系大致相当前寒武系,第二系相当于古生代和中生代的地层。新生代包括第三纪和第四纪,第三纪又可分为早第三纪和晚第三纪,纪可再划分为几个世(见表)。

新生代开始时,中生代占统治地位的爬行动物大部分绝灭,繁盛的裸子植物迅速衰退,为哺乳动物大发展和被子植物的极度繁盛所取代。因此,新生代称为哺乳动物时代或被子植物时代。哺乳动物的进一步演化,适应于各种生态环境,分化为许多门类。到第三纪后期出现了最高等动物——原始人类。原始人类起源于亚洲或非洲。
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8、地球经历了几个时期?距今各多少年?

1、前寒武纪
2、寒武纪
3、奥陶纪
4、志留纪
5、泥盆纪
6、石炭纪早期
7、石炭纪晚期
8、二叠纪
9、三叠纪
10、侏罗纪
11、侏罗纪晚期
12、白垩纪
13、白垩纪-第三纪灭绝
14、始新世
15、中新世
16、冰川时代晚期
17、现代世界
18、未来世界
19、1.5亿年后
20、2.5亿年后 

1、前寒武纪:前寒武纪晚期超大陆和“冰室”世界(距今6亿5千万年前)

形成于11亿年前的罗迪尼亚超大陆这时开始分裂。前寒武纪晚期的世界与现在的气候十分相近,是一个“冰室”世界。

2、寒武纪:古生代的开始(距今5亿1,400万年前)

具有硬壳的生物在寒武纪第一次大量出现。诸大陆为浅海所泛滥。超大陆冈瓦那开始在南极附近形成。巨神海(Iapetus Ocean)在劳伦西亚(Laurentia,北美)、波罗地(Baltica,北欧)和西伯利亚(Siberia)这几个古大陆之间扩张。

3、奥陶纪:古海洋隔开诸大陆(距今4亿5,800万年前)

4、志留纪:古生代海洋闭合,诸大陆开始碰撞(距今4亿2,500万年前)

5、泥盆纪 :鱼类的时代(距今3亿9千万年前)

泥盆纪时,古生代早期海洋闭合,形成“前盘古(pre-Pangea)”大陆。淡水鱼类从南半球迁徙至北美和欧洲。森林首次在赤道附近的古加拿大生长。 植物大量生长,形成了今天加拿大北部、格陵兰北部和斯堪的纳维亚的煤炭。

6、石炭纪早期:石炭纪早期盘古大陆开始形成(距今3亿5,600万年前)

石炭纪早期,欧美大陆(Euramerica)和冈瓦那大陆间的古生代海洋闭合,形成阿帕拉契山脉(Appalachian Mts.)和维利斯堪山脉(Variscan Mts.)。南极开始形成冰帽,同时四足脊椎动物在赤道附近的煤炭沼泽开始发展。

7、石炭纪晚期 :巨大煤炭沼泽的时代(距今3亿600万年前) 

石炭纪晚期,由北美及欧洲组成的大陆与南方的冈瓦那大陆碰撞,形成了盘古大陆(Pangea)的西半部分。南半球大部分被冰所覆盖,而巨大的煤炭沼泽则沿着赤道形成。以赤道为中心,盘古大陆从南极延伸至北极,并将古地中海(Paleo-Tethys Ocean)与古大洋(panthalassic)分隔在东、西两侧。

8、二叠纪

二叠纪末期:自古至今最大的灭绝(距今2亿5,500万年前)

二叠纪时,巨大的沙漠覆盖了西盘古大陆。同时爬行动物扩散到整个超大陆。99%的生物在灭绝事件中消失,标志着古生代的终结。

9、三叠纪 

三叠纪末期,盘古大陆形成(距今2亿3,700万年前)

形成于三叠纪的盘古超大陆使陆生动物可以从南极迁徙到北极。在二叠纪-三叠纪大灭绝之后,生命开始重新多样化。同时,暖水生物群落扩散到整个古地中海(Tethys Ocean)。

10、侏罗纪 

侏罗纪早期:恐龙遍布盘古大陆(距今1亿9,500万年前) 

侏罗纪早期,中南亚开始形成。宽广的古地中海将北方大陆与冈瓦那大陆分隔开。尽管盘古大陆依然完整,不过可以听到大陆开始分裂的隆隆声。

11、侏罗纪晚期 :盘古大陆开始分裂(距今1亿5,200万年前)

侏罗纪中期,盘古大陆开始分裂。侏罗纪晚期,中大西洋是将非洲与北美东部隔开的狭窄海洋。东冈瓦那大陆开始与西冈瓦那大陆分离。

12、白垩纪 :新的大洋张开(距今9,400万年前) 

白垩纪时南大西洋张开。印度从马达加斯加分离,加速向北对着欧亚大陆撞去。值得注意的是,北美仍与欧洲相连,澳大利亚仍然是南极洲的一部分。

白垩纪时全球的气候比现在要温暖。恐龙与棕榈树出现在现在的北极圈,南极洲以及澳洲南部。虽然白垩纪早期的极区可能会有一些冰帽存在,但是整个中生代都没有任何大规模的冰帽出现过。 白垩纪是海盆迅速张裂的时期。中洋脊迅速扩张导致了海平面的上升。

13、白垩纪-第三纪灭绝 :恐龙时代的终结(距今6,600万年前)

希克苏鲁伯(Chicxulub)撞击地球。这个直径16千米的彗星的撞击导致了全球气候变化,恐龙和许多其他种类的生物因此而灭绝。白垩纪晚期,海洋继续拓宽,印度接近亚洲南缘。

14、始新世 新生代早期:印度开始撞击亚洲(距今5,020万年前)

5千万至5千5百万年前,印度开始撞击亚洲,形成了青藏高原和喜马拉雅山脉。原本与南极洲相连的澳洲,此时也开始迅速向北移动。

15、中新世 :世界显出现代构造(距今1,400万年前) 

2千万年前,南极洲被冰雪所覆盖,同时北方各个大陆迅速冷却。世界看起来和现代相似,不过请注意佛罗里达和亚洲的一部分仍然在海洋之下。

16、冰川时代晚期 :过去3千万年来地球进入冰室气候(距今18,000年前)

当地球处于“冰室”气候时,两极皆被冰雪覆盖。极区冰盖因为地球轨道变化(米兰柯维奇旋回Milankovitch Cycle)而扩张。最后一次极区冰盖扩张发生在18,000年前。

17、现代世界 :现今世界有定义明确的气候带

我们进入了大陆碰撞的新阶段,这最终会在未来形成新的盘古超大陆。全球气候在变暖,因为我们正在脱离冰川时代,同时也因为我们向大气层中排放温室气体。

拓展资料

地球的形成

对地球起源和演化的问题进行系统的科学研究始于十八世纪中叶,至今已经提出过多种学说。一般认为地球作为一个行星,起源于46亿年以前的原始太阳星云。地球和其他行星一样,经历了吸积、碰撞这样一些共同的物理演化过程。

形成原始地球的物质主要是星云盘的原始物质,其组成主要是氢和氦,它们约占总质量的98%。此外,还有固体尘埃和太阳早期收缩演化阶段抛出的物质。在地球的形成过程中,由于物质的分化作用,不断有轻物质随氢和氦等挥发性物质分离出来,并被太阳光压和太阳抛出的物质带到太阳系的外部,因此,只有重物质或土物质凝聚起来逐渐形成了原始的地球,并演化为今天的地球。水星、金星和火星与地球一样,由于距离太阳较近,可能有类似的形成方式,它们保留了较多的重物质;而木星、土星等外行星,由于离太阳较远,至今还保留着较多的轻物质。关于形成原始地球的方式,尽管还存在很大的推测性,但大部分研究者的看法与戴文赛先生的结论一致,即在上述星云盘形成之后,由于引力的作用和引力的不稳定性,星云盘内的物质,包括尘埃层,因碰撞吸积,形成许多原小行星或称为星子,又经过逐渐演化,聚成行星,地球亦就在其中诞生了。根据估计,地球的形成所需时间约为1千万年至1亿年,离太阳较近的行星(类地行星),形成时间较短,离太阳越远的行星,形成时间越长,甚至可达数亿年。

9、藏南古近纪相对海平面变化探讨

Vail等(1977、1991)把沉积构造、全球海平面变化、气候变化及物源条件作为控制层序产生和发展的主要因素,并强调了海平面变化的主导作用。一个完整的沉积层序反映了一次海平面变化的周期,不同级次和规模的构造运动控制着不同级别的海平面变化。而超层序是在海平面相对变化的二级旋回期间形成的,是沉积盆地不同演化阶段各种因素的综合产物。

藏南古近系的2个二级超层序,代表2次二级海平面变化周期,分别为:Danian上升—Thanetian下降;Ypresian上升—Priabonian下降。二级超层序在藏南残留(前陆)盆地范围内可以对比,其体系域所反映的海平面变化趋势也基本相同,反映出受相同的影响因素控制的特点,并且与全球海平面升降曲线(Haq,1988)可以对比,具有明显的同步性。而所识别的三级层序在藏南(前陆)盆地北部前渊带与南部前隆带则有所区别,反映了沉积层序的形成在不同地区既有联系又有区别的特点。北部前渊区以深海盆地相层序为主,缺乏低水位体系域和暴露面;南部浅海区以浅海相层序为主,低水位体系域和暴露沉积构造相对发育。所以,沉积层序海平面-沉积基准面变化的控制,而且也明显受构造变动、气候和物源的影响,在盆地的不同地区形成数量不等的三级沉积层序和相对海平面变化旋回。

藏南地区古近纪的地层记录了西藏(新)特提斯洋晚期演化与最终消亡的过程,其沉积层序受特提斯构造活动的控制,表现出明显的前陆盆地沉积层序的特征,即三级层序界面在不同的构造部位具有明显的差别。

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