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寒武紀
顯生宙最早的地質時代
定名
寒武（Cambria）一詞最早是由英國地質學家亞當·塞奇威克（Adam Sedgwick）于1835年以英國北威爾士西北部的寒武山脈提出初次命名，Cambria是英國西北部地區(qū)的坎布里亞郡，原是英國古代的一個王國威爾士，其威爾士文（Cymru）拉丁化后轉變成為Cambria。其中文名稱源自于日語的漢字音譯一直沿用。
時期劃分
國際地層年代表
2005年，國際地層委員會采納了2004年由寒武系分會批準的“四統(tǒng)十階的劃分方案”，將寒武系地層自下而上劃分為：紐芬蘭統(tǒng)（幸運階、第二階）、第二統(tǒng)（第三階、第四階）、苗嶺統(tǒng)（烏溜階、鼓山階、古丈階）、芙蓉統(tǒng)（排碧階、江山階、第十階）。其中第二階，第二統(tǒng)的第三階、第四階，第十階為尚未命名的臨時名稱。
寒武紀時代劃分 | ||||||||
統(tǒng)（世） | 設立時間與命名由來 | 階（期） | 設立時間 | 底界值（Ma） | 頂界值（Ma） | GSSP位置 | 開始標志 | 時代特點 |
紐芬蘭統(tǒng)（Terreneuvian） | 2007年設立，以加拿大紐芬蘭島的現(xiàn)代法文名稱“Terre Neuve”(古法文為TerreNeuffve) | 幸運階(Fortunian) | 2007年 | 538.8±0.2 | ~529 | 加拿大紐芬蘭島東南部Burin半島的幸運角（Fortune Head）剖面 | 遺跡化石足狀鋸形跡（Treptichnus pedum）首現(xiàn)，也是唯一一個用遺跡化石來定義底界的年代地層單位 | 埃迪卡拉紀的軟體動物消失，小殼類化石動物增多，古杯動物地球首現(xiàn)，建造了最早的以后生動物為骨架的生物礁，海底有藻席覆蓋的海底底質轉變?yōu)樯飻_動的混合底質 |
第二階(Stage 2) | 尚未設立 | ~529 | ~521 | 尚未設立 | —— | |||
第二統(tǒng) (Series 2) | 尚未設立 | 第三階(Stage 3) | 尚未設立 | ~521 | ~514 | 尚未設立 | —— | 全球性生物礦化事件大爆發(fā)，地層中發(fā)現(xiàn)大量的微體動物骨骼和外殼化石，以小殼類化石居多，古杯類動物快速發(fā)展，萊氏蟲滅絕，寒武紀生命大爆發(fā)第一次高峰。第二統(tǒng)晚期出現(xiàn)全球性海平面下降，在北美、 西伯利亞地臺 、 澳大利亞均出現(xiàn)海退事件 |
第四階(Stage 4) | 尚未設立 | ~514 | ~509 | 尚未設立 | —— | |||
苗嶺統(tǒng)(Miaolingian) | 2018年6月設立，以中國貴州省苗嶺山脈命名 | 烏溜階(Wuliuan) | 2018年6月 | ~509 | ~504.5 | 中國貴州省黔東南苗族侗族自治州劍河縣烏溜-曾家?guī)r剖面 | 球接子類三葉蟲首現(xiàn)，古杯類動物大滅絕 | |
鼓山階(Drumian) | 2006年 | ~504.5 | ~500.5 | 美國猶他州米勒德縣鼓山 | 球接子類三葉蟲(Ptychagnostus atavus）-始祖褶紋球接子首現(xiàn)層位 | |||
古丈階(Guzhangian) | 2008年3月 | ~500.5 | ~497 | 中國湖南省湘西土家族苗族自治州古丈縣羅依溪剖面 | 三葉蟲（Lejopyge laevigata）-光滑光尾球接子首現(xiàn)層位 | |||
芙蓉統(tǒng)(Furongian) | 2002年設立，以中國湖南省別名“芙蓉”命名 | 排碧階(Paibian) | 2003年8月 | ~497 | ~494 | 中國湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣排碧鄉(xiāng)四新村 | 球接子類三葉蟲( Glyptagnostus reticulatus）-網(wǎng)紋雕球接子首現(xiàn)層位 | 全球范圍海退事件，表層海水氧化，地層水缺氧硫化，生物大范圍滅絕（Hawke Bay全球大海退時間），托模特殼動物群、萊德利基蟲目三葉蟲、德氏蟲類、索克蟲類滅絕 |
江山階(Jiangshanian) | 2011年8月 | ~494 | ~489.5 | 中國浙江省江山市碓邊B剖面 | 球接子類三葉蟲（Agnostotes orientalis）-東方擬球接子首現(xiàn)層位 | |||
第十階(Stage 10) | 尚未設立 | ~489.5 | 485.4±1.9 | 尚未設立 | —— | |||
參考資料： | ||||||||
中國地層表
中國地質調查局和全國地層委員會組織實施下，經(jīng)國土資源部批準（國土資[2014]374號）出版發(fā)行了《中國地層表(2014)》，《中國地層表》《中國地層指南及中國地層指南說明書》是中國地質行業(yè)標準規(guī)范重要內容之一，在參考國際地層學研究的基礎上編制了中國地區(qū)的地層年代表。
統(tǒng)（世） | 階（期） | 中國年代表 | 底界值（Ma） | 頂界值（Ma） | 命名 | 開始標志 |
紐芬蘭統(tǒng) | 幸運階 | 晉寧階 | 538.8±0.2 | —— | 痕跡化石（Tricophycus pedum）首現(xiàn) | |
第二階 | 梅樹村階 | —— | 521 | 錢逸 1977年命名，命名地點和層型點位位于中國云南省晉寧縣梅樹村 | 小殼化石（Anabarites trisulacatus-Protohertzina anabacica）組合首現(xiàn)為標志 | |
第二統(tǒng) | 第三階 | 南皋階 | 521 | _ | 彭善池2000年命名，層型點位位于中國貴州省余慶市小腮曾家屯剖面 | 三葉蟲（Tsunyidiscus niutitangensis）首現(xiàn) |
第四階 | 都勻階 | —— | 509 | 彭善池2000年命名，層型點位位于中國貴州省丹寨南皋九門沖 | 三葉蟲（Arthricocephalus chauveaui）首現(xiàn) | |
苗嶺統(tǒng) | 烏溜階 | 臺江階 | 509 | —— | 彭善池2000年命名，層型點位位于中國貴州省劍河八郎村附近的烏溜—曾家?guī)r剖面 | 三葉蟲（Oryctocephalus indicus）首現(xiàn) |
鼓山階 | 王村階 | —— | —— | 彭善池2000年命名，層型點位位于中國湖南省永順王村東南4千米的酉水河北岸公路邊 | 球接子類三葉蟲（Ptychagnostus atavus）首現(xiàn) | |
古丈階 | 古丈階 | —— | 497 | 彭善池2008年命名，層型點位位于中國湖南省湘西土家族苗族自治州古丈縣羅依溪剖面 | 光滑光尾球接子三葉蟲（Lejopyge laevigata）首現(xiàn) | |
芙蓉統(tǒng) | 排碧階 | 排碧階 | 497 | —— | 彭善池2004年命名，層型點位位于中國湖南省湘西土家族苗族自治州花垣縣排碧鄉(xiāng)四新村 | 球接子類三葉蟲( Glyptagnostus reticulatus）首現(xiàn) |
江山階 | 江山階 | —— | —— | 彭善池2010年提交提案，層型點位位于浙江省江山市碓邊B剖面 | 球接子類三葉蟲（Agnostotes orientalis）首現(xiàn) | |
第十階 | 牛車河階 | —— | 485.4 | 彭善池2008年命名，層型點位位于中國湖南省桃源瓦爾崗村被通往慈利的公路旁 | 球接子類三葉蟲（Lotagnostus americanus）首現(xiàn) | |
參考資料： | ||||||
地史特征
全球構造
在元古宙末期，大陸裂解成為諸多古陸版塊并被地槽區(qū)分隔，地臺沉積蓋層不斷發(fā)展，形成了廣闊又相對穩(wěn)定的陸表淺海環(huán)境。自新元古界末期開始，地球開始了新一輪的構造運動，該運動被稱之為加里東構造階段。
加里東構造將現(xiàn)在的南美洲、南極洲、非洲、印度、澳大利亞古陸板塊聚合形成瓦崗納古陸，北美古陸與格陵蘭古陸聚合形成勞倫大陸，與西伯利亞、哈薩克斯坦、塔里木、波羅的、華北、華南古陸以零星分布的方式集聚在南半球，古陸之間以地槽帶形成沉積。北半球形成了一個超大的大洋系統(tǒng)—泛大洋（Panthalassic Ocean），南半球位于西伯利亞大陸板塊西南的為古大西洋（Iapetus），位于波羅的和西伯利亞大陸之間的為埃吉爾洋（?gir），位于波羅的和岡瓦納大陸之間的被稱之為瀾洋（Ran）。
地層及地理特征
寒武紀時期是一個海洋占優(yōu)勢的時代，其形成的地層多為海相地層。期間發(fā)生過多次的海侵活動，大陸版塊重新被海水所淹沒，如中國的華北地臺，形成于古元古代末期的呂梁運動，在震旦紀時露出地表，到寒武紀時期發(fā)生海侵時間后變成陸表淺海，直至中奧陶紀末期海水推出才形成現(xiàn)今的華北古陸。
大陸板塊名稱 | 典型地區(qū) | 地層特點 |
中國 | 位于岡瓦納大陸周邊，南半球中低緯度地區(qū)，屬Redlichiid三葉蟲古地理大區(qū)。華南地臺發(fā)育齊全，化石豐富，區(qū)域變化程度較大 | |
勞倫大陸板塊 | 北美東部、格陵蘭島 | 位于南半球赤道低緯度地區(qū)，地臺露出海面受多次海侵和海退沉積，Olenellid三葉蟲古地理大區(qū)。典型生物群種有布爾吉斯頁巖生物群、格陵蘭島Sirius Passet生物群 |
西伯利亞板塊 | 南半球低緯度地區(qū)，大部分為陸表淺海環(huán)境，北部有陸地露出海面，西伯利亞三葉蟲古地理大區(qū)。疊層石、古杯礁發(fā)育繁盛，小殼化石豐富，演化序列完整 | |
波羅的板塊 | 沙爾馬提亞(Sarmatia)、芬諾斯堪的亞(Fennoscandia) | 位于南半球高緯度地區(qū)，沙爾馬提亞(Sarmatia)、芬諾斯堪的亞(Fennoscandia)兩處古陸呈南北分列在海平面之上，海進沉積序列（有淺海沉積也有深水沉積）。盛產(chǎn)Olenid三葉蟲動物群、奧斯坦型動物群（Orsten-typefauna），低氧生存條件 |
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、美國麻省、英國英格蘭、威爾士 | 又名阿瓦隆尼亞，南半球高緯度地區(qū)，與波多的維度大體相當，從岡瓦納大陸分離合并形成，地層以砂巖為主，動物群體與波羅的板塊相似 |
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 | 分為東岡瓦納與西岡瓦納兩部分區(qū)域，東岡瓦納（澳大利亞與南極）位于南半球低緯度區(qū)域，屬Redlichiid三葉蟲古地理大區(qū)。西岡瓦納（摩洛哥和利比里亞）位于南半球高緯度區(qū)域，屬Bigotinid三葉蟲古地理大區(qū)?；瘞暾甏貙涌蚣芎?/span> |
參考資料： | ||
礦產(chǎn)
磷礦
寒武紀早期發(fā)生了全球范圍的海侵，海平面上升，鈣、磷融入海洋中形成了大量的含磷地層，形成了寒武紀時期最重要的礦產(chǎn)—磷礦。
石膏
石灰?guī)r
海侵事件形成海相巖層，造成石灰?guī)r沉積廣泛。
另外寒武紀時期還盛產(chǎn)有石煤、釩、鎳、銅、金、鈷、鈾等數(shù)十種元素的多元素礦床。
氣候環(huán)境
寒武紀大部分地區(qū)氣候比較溫暖、干燥。在全球多個地區(qū)沉積底層中都發(fā)現(xiàn)有古杯動物灰?guī)r和古杯礁。古杯動物是一種海生多細胞動物，生活在不低于25℃水溫的海水中。寒武紀時期發(fā)生過多次的海侵和海退事件，使得大氣中含氧量和海水中的含氧度發(fā)生快速變化。早期海洋分層現(xiàn)象明顯，表層海水氧化，底層水缺氧甚至硫化，深水區(qū)缺乏底棲生物。從第二統(tǒng)晚期海底氧化面積增大，底棲生物開始向深水區(qū)擴散。
生命發(fā)展
環(huán)境中影響生物生活的非生物因素有底質、溫度、深度、光線、鹽度、氣體、海拔等。寒武紀時期，地球海洋處于陸表淺海環(huán)境，海洋底質由微生物席型底質向混合型海洋底質演化過渡，海底多泥多沙，缺乏后生動物建造，海洋硬底質環(huán)境尚未形成。泥質軟底的海底適宜軟體動物和節(jié)肢動物生存，砂質軟底則適宜硬殼類鉆孔動物生存，25℃水溫適宜生物礁的發(fā)育，淺海陸表的環(huán)境有利于藻類植物生存，并以此影響到部分以藻類植物為食的動物分布。寒武紀時期，諸多利于動物發(fā)展的環(huán)境因素使得動物界出現(xiàn)了爆發(fā)式的大發(fā)展，以具有硬體的生物為特征，幾乎所有的無脊椎動物門絕大部分綱都已出現(xiàn)，被稱之為寒武紀生命大爆發(fā)。
寒武紀早期
寒武紀早期以小殼動物群進入鼎盛時期為標志，以中國云南的“澄江動物群”為主要代表。其特征是個體微小（1~2毫米），主要有軟舌螺、單板類、腕足類、腹足類及分類位置不明的棱管殼等。
寒武紀中期
寒武紀中期以大量三葉蟲的出現(xiàn)為標志，以伯吉斯頁巖瓦爾科特動物群（Burgess Shale）為主要代表。寒武紀一發(fā)現(xiàn)動物化石2500多種，最多的為節(jié)肢動物中的三葉蟲，故寒武紀又稱之為“三葉蟲時代”。
寒武紀晚期
寒武紀晚期以伯吉斯頁巖化石群（Burgess Shale Fossil Beds）為主要代表。在寒武紀末期發(fā)生了冰期事件，并造成了動物大滅絕。
寒武紀時期典型生物群 | ||||||
動物群名稱 | 發(fā)現(xiàn)人 | 發(fā)現(xiàn)時間 | 發(fā)現(xiàn)地點 | 所屬時代 | 動物群性質 | 動物群組成 |
梅樹村剖面小殼化石動物群 | 錢逸、蔣志文 | 1978 | 中國云南省晉寧地區(qū)梅樹村剖面 | 早寒武世 | 個體微?。?~2毫米），具有外殼，海生無脊椎動物 | 已知有 12個類別57屬98種，含軟舌螺、單板類、腕足類、腹足類及分類位置不明的棱管殼等 |
澄江動物群 | 侯先光 | 1984-7-1 | 中國云南省澄江縣縣城東5公里，帽天山 | 早寒武世中期距今5.3億年 | 硬殼節(jié)肢動物與豐富、部分保存軟體組織印痕后生動物共生的動物群 | 發(fā)現(xiàn)、發(fā)掘幾萬塊標本。已發(fā)現(xiàn)24個生物門類的228個物種，包含有三葉蟲，金臂蟲類、水母、蠕蟲類、甲殼綱、腕足類、藻類等，乎涵蓋了除苔鮮之外的所有現(xiàn)代動物門類 |
布爾吉斯頁巖瓦爾科特動物群Burgess Shale | Charles Doolittle Walcoft | 1909-8-31 | 加拿大西部，東不列顛哥倫比亞省邊沿，約霍國家公園，加拿大落基山 | 中寒武世早期距今5.2億年 | 保存極佳的以節(jié)肢動物（包括非三葉蟲節(jié)肢動物）為代表的動物群，部分標本保存生物軟體組織印痕 | 已命名13類別，120 余 屬， 161 種。其中，節(jié)肢動物44屬（包括三葉蟲4亞綱） |
奧斯坦動物群 | Klaus J．Müller（德國） | 1975 | 瑞典南部芙蓉統(tǒng)奧斯坦(Orsten)灰?guī)r結核中發(fā)現(xiàn) | 晚寒武世距今約5億年 | 個體微?。?00~1000微米），三維立體保存，可見軟軀體，表皮次生磷酸鹽化，以節(jié)肢動物為主 | 磷足蟲(Phosphatocopina） |
參考資料： | ||||||
寒武紀時期主要物種 | |||
名稱 | 所屬科目 | 生活時代 | 特征標志 |
三葉蟲（Trilobites） | 節(jié)肢動物門、三葉蟲綱 | 寒武紀至二疊紀時期，二疊紀末滅絕 | 橫向可分為頭部、胸部、尾部三部分，縱向分為中軸和左右肋葉三部分。頭部被一對面線分切成頭蓋和兩側的活動頰。頭部中間凸起，一對眼睛。胸部由若干個可以自由彎曲的肋節(jié)組成，尾部由背殼愈合成硬板。大部分游移于淺海底，以其他動物或尸體為食料 |
節(jié)肢動物門 | 寒武紀至志留紀時期，志留紀滅絕 | 已知體型最大和寒武紀時期動物，體長60厘米~200厘米，身體兩側長有裂片狀的翼，有分節(jié)結構的觸角，近球形的帶柄復眼，身體末端有3對尾翼 | |
怪誕蟲（Hallucigenia） | 葉足動物門 | 寒武紀 | 身體細長呈管狀，有7對背刺、9對足，體長5毫米~10毫米，嘴巴有細碎的牙齒 |
昆明魚（Myllokunmingia） | 脊索動物門、無頷總綱 | 寒武紀 | 體長2厘米~3厘米，脊椎動物，表皮無骨骼和鱗片，身體呈紡錘型，無頜，呈魚形, 具有支持鰓囊和保護器官鰓軟骨系的咽顱, 發(fā)育了原始偶鰭、 和圍心腔構造 |
參考資料： | |||
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