寒武纪成果

❶ 寒武纪生物大爆发中产生了哪几种著名生物

寒武纪生命大爆发的真正原因
寒武纪生命大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案。寒武纪生命大爆发自达尔文以来就一直困扰着进化论等学术界。大约6亿年前，在地质学上称做寒武纪的开始，绝大多数无脊椎动物门在只2000多万年时间内出现了。这种几乎是“同时”地、“突然”地在2000多万年时间内出现在寒武纪地层中门类众多的无脊椎动物化石(节肢动物、软体动物、腕足动物和环节动物等)，而在寒武纪之前更为古老的地层中长期以来却找不到动物化石的现象，被古生物学家称作“寒武纪生命大爆发”，简称“寒武爆发”。
达尔文在其《物种起源》的著作中提到了这一事实，并大感迷惑。他认为这一事实会被用做反对其进化论的有力证据。但他同时解释到，寒武纪的动物的祖先一定是来自前寒武纪动物，是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏，是由于地质记录的不完全或是由于老地层淹没在海洋中的缘故。这就是至今仍被国际学术界列为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。 依照传统和经典的生物学理论，即达尔文生物进化认为，生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程，这一过程是通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现的。
科学家们为揭示“寒武纪大爆发”的原因提出了种种假说。陈均远研究员提出寒武纪生物突变具有极明显的自发性进化行为的设想；舒德干教授提出“寒武纪暖水与冷水两大古生物地理分区"的假说等，但目前还没有一个清晰、证据确凿、令人信服的解释。
寒武纪生命大爆发吸引了无数的古生物学家和进化论者去寻找证据探讨其起因，但都没有找到寒武纪生命大爆发的真正原因，所以把寒武纪生命大爆发认为是反对进化论的有力证据。
地球膨裂说认为“雪球地球’冰期后地温急聚升高是寒武纪生命大爆发的真正原因。“雪球地球”理论认为，地球在距今7.5亿到5.8亿年前曾经经历了一次极其严重而漫长的冰河时代——瓦兰吉尔期。当时不仅陆地全部被冰川覆盖，海洋表面也被完全冻结，液态水靠来自地球核心的热量支持，存在于1公里厚的冰层下。如果从太空看，地球完全是一巨大的“雪球”。“雪球地球”假说最早由美国地质学家约瑟夫·可西文克博士1992年首先提出。“雪球地球”的假说有哪些根据？第一，地球在距今6亿到8亿年间广泛发育了一层或多层称为“冰积岩”的冰川沉积，它代表了全球性的寒冷气候。最著名的一次冰期发生在距今6亿年左右，几乎在现今所有大陆上都留下了可靠的记录，地质学上称为瓦伦格冰期。不管怎样，在地球上很好保存了距今6亿到8亿年的地层中，几乎都能找到同期的冰川沉积。很显然，这个寒冷气候是一个全球性事件。第二，在地球的历史中，很多数据表明，地球在距今6到8亿年间，冰积岩大多沉积在中、低纬度附近，换句话说，也就是赤道和赤道附近，也是陆地主要分布的区域。这方面的资料得出这个结论：广泛的寒冷气候发生在地球的赤道及其附近区域。
地球膨裂说认为，虽然生命在38亿年前形成，但因为地球逐渐变冷，直到8亿年前的“雪球地球”时期的零下50度，冰层12000米厚，物种的进化速度非常缓慢。
“雪球”为什么解冻，变成现在这样的地球，地球膨裂说认为，8亿年前，由于地球内部的放射性物质不断衰变放出热量，使地球发生较大膨裂，造成大量岩浆喷出地壳，使地球的气温急聚升高，冰川溶化，冰臼就是在这一时期形成的。地球气温从震旦纪（8亿年前）的摄氏零下50度，上升到现在的最高温度摄氏58度，8亿年上升了108度，地球的气温平均每1千万年自然升高1.35摄氏度。
地球膨裂说认为，8亿年前地球的气温急聚升高，非常适合生物繁衍，进化速度急聚增加，所以发生了寒武纪生命大爆发。
作者：赖柏林

❷ 寒武纪是什么

寒武纪（Cambrian 距今5.4～5.1亿年）—海洋无脊椎动物大发展

寒武纪是地质年代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。当时出现了丰富多样且比较高级的海生无脊椎动物，保存了大量的化石，从而有可能研究当时生物界的状况，并能够利用生物地层学方法来划分和对比地层，进而研究有机界和无机界比较完整的发展历史。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。

寒武纪是显生宙(Phanerozoic Eon)的开始，标志着地球生物演化史新的一幕。在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆炸”(Cambrian explosion)。带壳、具骨骼的海洋无脊椎动物趋向繁荣，它们营底栖生活，以微小的海藻和有机质颗粒为食物，其中，最繁盛的是节肢动物三叶虫，故寒武纪又称为“三叶虫时代”，其次是腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物，寒武纪的生物形态奇特，和我们现在地球上所能看见的生物极不相同。 比较著名的有早寒武世云南的澄江动物群、加拿大中寒武世的布尔吉斯页岩生物群。寒武纪的生物界以海生无脊椎动物和海生藻类为主。无脊椎动物的许多高级门类如节肢动物、棘皮动物、软体动物、腕足动物、笔石动物等都有了代表。其中以节肢动物门中的三叶虫纲最为重要，其次为腕足动物。此外，古杯类、古介形类、软舌螺类、牙形刺、鹦鹉螺类等也相当重要。抛开牙形石不说，高等的脊索动物还有许多其他代表，如我国云南澄江动物群中的华夏鳗、云南鱼、海口鱼等，加拿大布尔吉斯页岩中的皮开虫，美国上寒武统的鸭鳞鱼。

在潮湿的低地，可能分布有苔藓和地衣类的低等植物，但它们还缺乏真正的根茎组织，难以在干燥地区生活；无脊椎动物也还没有演化出适应在空气中生活的机能。寒武纪没有真正的陆生生物，大陆上缺乏生气、荒凉一片。

古生物学引用“大爆发”一词，来形容生物多样性突然爆发式出现。根据寒武纪开始时痕迹化石和小壳化石的突然多样性和复杂性，“寒武纪大爆发”的理论在澄江动物群发现之前就已提出，但对“寒武纪大爆发”所产生的动物及动物群落结构特征所知甚微，即使著名的加拿大布尔吉斯页岩动物群化石也比“寒武纪大爆发”晚1000多万年，不能回答寒武纪初期海洋中具体有什么生命。

澄江动物群的地质时代正处于“寒武纪大爆发”时期，它让我们如实看到5.3亿年前动物群的真实面貌，各种各样的动物在“寒武纪大爆发”时期迅速起源，立即出现，现在生活在地球上的各个动物门类几乎都已同时存在，而不是经过长时间的演化慢慢变来的。它将动物多样性的历史前推到寒武纪早期。

寒武纪的生物形态奇特，和地球上的现生生物极不相同。最古老的鱼种也出现在这个时代，是耳材村海口鱼（Haikouichthys ercaicunensis），该化石发掘在澄江动物群。

❸ 研究区前寒武纪重大地质事件群及其全球构造意义

就中央造山带而言，由于显生宙多期构造-热事件的叠加，事件的地质记录与较大的陆台相比较，显得极不完全，如中央造山带中的全吉一带虽发现了指示大陆壳扩张和减薄的奥长环斑花岗岩，但迄今未发现与其经常共生的块状斜长岩。此外，南华纪经典的冰碛层迄今也未曾发现，而这套冰碛层在塔里木及扬子陆台却甚为发育。指示寒冷性气候的冰碛层仅出露于全吉群红铁沟组，层位上与塔里木陆台北缘库鲁克塔格群顶部的汉戈尔乔克冰碛层相当，时代上属于震旦纪末期。然而，中央造山带中与造山作用有关的构造-热事件却极为复杂，其地质记录则比陆台上丰富得多。表6-2列出了中央造山带中主要地质事件的性质及年代，并进一步总结如下。

续表

注：No.1—东昆北金水口岩群变质年龄（460±8）Ma；No.2—堇青石花岗岩的深熔时代（402±6）Ma（张建新等，2003）；No.3—茫崖北云母片岩中白云母³⁹Ar-⁴⁰Ar坪年龄（453.4±8.7）Ma（Sobel等，1999）；No.4—西阿尔金高级变质岩峰期变质（450±4.3）Ma（张建新等，1999a）；No.5—全吉河钾长花岗片麻岩锆石变质年龄（440±7.5）Ma；No.6～7—甘肃白银厂细碧岩（449±4）Ma、石英角斑岩（445±6）Ma（陆松年等，2002）；No.8—阿尔金山榴辉岩（494±66.5）Ma（U-Pb法）（张建新等，1999a）；No.9～10—沙柳河及阿莫尼克山榴辉岩（497±10）Ma和（473±4）Ma（陆松年等，2002）；No.11—锡铁山滩间山群变流纹岩（486±13）Ma（李怀坤，1999a、b）；No.12～13—库地辉长岩（510±4）Ma（肖序常等，2003），伟晶辉长岩；No.14—清水泉辉长岩（522.3±4.1）Ma（陆松年等，2002）；No.15—滩间山辉长岩（496±6）Ma（袁桂邦等，2002）；No.16～17北祁连玉石沟、熬油沟辉长岩（550±17）Ma（史仁灯等，2004）、（503.7±6.4）Ma（本书）；No.18—沙柳河花岗片麻岩SHRIMP U-Pb年龄（917±21）Ma；No.19～23—鱼卡河一带单颗粒锆石U-Pb法年龄（917±25）Ma、（928±18）Ma、（987±93）Ma、（1020±41）Ma（U-Pb法）（陆松年等，2002）；No.24～25—阿克塔什塔格基性岩墙群及奥长花岗片麻岩（2351±21）Ma（U-Pb法）年龄（2374±10）Ma（陆松年等，2002）；No.26～27—阿卡孜二长花岗片麻岩（2426±46）Ma（U-Pb法），许许沟钾长花岗片麻岩（2358±10）Ma（U-Pb法）；No.28～29—德令哈杂岩中斜长角闪岩（2412±14）Ma，二长花岗片麻岩（2366±10）Ma（U-Pb法）（陆松年等，2002）；No.30—石包城水峡口英云闪长岩（2670±12）Ma（梅华林等，1998）；No.31—阿克塔什塔格英云闪长片麻岩（2604±102）Ma（U-Pb法）（陆松年等，2003）；No.32—阿克塔什塔格二长花岗片麻岩（3096±17）Ma（U-Pb法）（陆松年等，2003）。

一、太古宙地质事件

中央造山带内除南秦岭造山带外，迄今未发现经U-Pb同位素年龄证实的太古宙地质体。南秦岭造山带中的太古宙岩层实质上代表了扬子陆台边缘早期地质体，其出露范围较小，除勉-略缝合带北侧新太古代鱼洞子岩群外，张宗清等（2005）最近报道在河南陡岭以南也发现有新太古代岩层的存在。

二、古元古代早期岩浆活动

在中央造山带内唯一记录古元古代早期岩浆活动的岩石记录保存在中阿尔金-祁连-全吉地块的全吉地块中，现被称为“德令哈杂岩”的二长花岗片麻岩和斜长角闪岩是组成杂岩的主体，它们的TIMS/U-Pb年龄分别为（2366±10）Ma和（2412±14）Ma。

三、古元古代末期（2000～1800Ma）与造山运动有关的重大事件群

2000～1800Ma期间与造山运动有关的重大事件群在塔里木克拉通及欧龙布鲁克微陆块上表现得十分明显，其中包括约1900Ma的变质事件、约1900Ma的深熔事件和同造山花岗质侵入体，这些事件无疑表明这一时期造山运动的存在。Rogers认为这一时期的造山运动与Nena陆块群的形成有关，但除Nena陆块群外，其他大陆上这一时期的构造-热事件也相当发育，因此，在研究区内2000～1800Ma与造山运动有关的重大事件群究竟与哪一个大陆有更密切的亲缘关系目前尚难断定。

四、约1800Ma裂解事件

以斜长岩和奥长环斑花岗岩组合为标志的中元古代裂解事件保存在全球许多大陆，其中我国华北陆台也保存了中元古代早期大陆裂解的岩石记录。在华北古大陆上，极好地保存了1.7Ga前后的一系列非造山裂解事件的地质记录，在这一组裂解事件群中，AGMS组合，即斜长岩（anorthos⁃ites）-辉长岩（gabbro）-纹长二长岩（mangerites）-正长岩（syenite）和AMCG组合，即斜长岩（anorthosites）-纹长二长岩（mangerites）-紫苏花岗岩（charnockites）-奥长环斑花岗岩（rapakivi granites）深成侵入体组合可能是进行大陆之间对比的重要证据。AGMS和AMCG不仅存在于华北，而且也赋存于北美和波罗的地盾，只是华北AGMS的时代略老（1.78～1.60Ga），但仍揭示了华北与北美和波罗的之间的相似性。华北古大陆晋冀蒙毗邻地区1.75Ga的基性岩墙群十分发育，它应是探讨古大陆块体之间亲缘关系的另一个重要依据。这一时期的基性岩墙群尚未在其他大陆发现。

中央造山带全吉地块是唯一保存约1800Ma裂解事件的地块，以侵位于德令哈杂岩中的基性岩墙群和鹰峰奥长环斑花岗岩的发育为标志，但迄今为止未能在全吉地块发现AGMS和AMCG组合中与环斑花岗岩共生的其他岩石类型，特别是块状斜长岩。值得注意的是，德令哈基性岩墙群（1852±15）Ma和鹰峰环斑花岗岩（1763±53）Ma的侵位时代均比华北陆台上同一类型的岩石（约1.70Ga）形成时代早了约70Ma，表明当时的华北陆台与中阿尔金-祁连-全吉地块不属于相连的同一陆块，裂解所形成的岩石组合也不是同一时代同一裂解作用的产物。

五、与罗迪尼亚超大陆汇聚有关的重大事件群

与罗迪尼亚超大陆汇聚及裂解有关的重大事件群在研究区内，特别是柴达木地块和北秦岭地块表现得十分醒目，无疑表明它们处于罗迪尼亚构造域之中。现以北秦岭地块为例，予以简要说明。

新元古代早期同造山期花岗岩侵入体集中分布于北秦岭地块的秦岭岩群之中，这些花岗岩侵入体无一例外地经历了变质、变形而成为片麻岩。这些正片麻岩原划为秦岭岩群，前人已从其中区分出寨根、牛角山、德河、蔡凹等花岗片麻岩岩体，经过近两年工作，我们分别在甘肃天水县北道，陕西太白官山、周至以南涝峪和松树沟超基性杂岩体与富水杂岩体之间的黄土坳识别出新的花岗片麻岩岩体，并应用SHRIMP和TIMS法获得一批精度较高的原岩侵入时代（表6-3），表明它们主要形成于新元古代早期。

北秦岭地块中的新元古代花岗片麻岩体多呈小的岩体成群分布于秦岭岩群之中，其片麻理与围岩的面理产状一致，同位素年龄介于955～844Ma之间，但多数集中于955～910Ma年龄段。地球化学参数显示钙碱性、富铝、轻重稀土元素分馏强烈、铕呈现明显负异常和高场强元素强烈亏损的特点，说明它们的原岩是在同造山构造环境中形成的陆壳重熔型花岗岩。与北秦岭地块相似，在柴达木地块北缘及南缘的金水口岩群中也鉴别出众多新元古代早期同造山构造环境中形成的陆壳重熔型花岗岩。

表6-3 新元古代早期花岗片麻岩的同位素年龄

（据陆松年等，2003）

根据现有资料分析，在罗迪尼亚超大陆中，塔里木克拉通与扬子克拉通相连或相邻。按现代地理方位，塔里木南缘与扬子北缘相接的可能性较大，且柴达木地块和北秦岭地块可能夹于其间。其有利的证据有以下几方面：第一，北秦岭地块存在一条新元古代早期花岗片麻岩带，这条岩浆岩带与柴达木地块北缘新元古代花岗片麻岩带基本可以对比，二者可能原为一条岩浆岩带；第二，北秦岭地块秦岭岩群的原岩组合及地层时代与柴达木地块北缘沙柳河-鱼卡河岩群原岩组合及地层时代相似，两套地层可能是同一时代、相似沉积环境和构造背景中的产物；第三，柴达木地块南缘（东昆北）金水口岩群形成于一种被动大陆边缘的构造背景，有可能原为中元古代塔里木克拉通南部大陆边缘，南华纪大裂解使柴达木脱离塔里木，逐步成为游离于塔里木与扬子之间的独立块体，后来卷入了早古生代造山作用。因此，作者在塔里木克拉通与扬子克拉通连接的基础上，进一步提出塔里木-柴达木（北秦岭）-扬子连接的可能性，即在中元古代晚期至新元古代早期，塔里木南缘与扬子北缘之间，夹持着柴达木地块和北秦岭地块，而且柴达木地块在两个克拉通之间的位置与现代方位相比大致旋转了180°。

六、与罗迪尼亚超大陆裂解有关的重大事件群

一个超大陆形成后的裂解事件群往往比前期的汇聚事件群保存得完整，也更易识别。中央造山带中与罗迪尼亚超大陆有关的裂解地质记录主要保存在全吉和南秦岭地区，而且这些裂解事件与相邻的塔里木和扬子陆台完全可以对比。例如全吉地块大柴旦以西鹰峰一带发育的辉绿岩基性岩墙群、南秦岭新元古代耀岭河群和碧口群裂谷火山岩与相邻陆块的基性岩墙群或新元古代裂谷火山岩系均是820Ma至800Ma裂解的产物。然而，在塔里木和扬子陆台上新元古代裂解表现出幕式特点，除820Ma至800Ma第一幕裂解事件外，约780Ma至750Ma的第二幕裂解也是很强烈的。与相邻陆台相比，在中央造山带内对多幕式裂解地质记录的研究远不如相邻陆台的研究程度。

七、震旦纪顶部冰碛层

新元古代冰川活动记录在中国古陆，特别是扬子和塔里木陆台上保存极好，普遍发育两套冰碛层，其间被间冰期沉积相隔。下冰碛层以湖北峡东地区古城组为代表，上冰碛层以南沱组为代表。然而，在中央造山带内，包括南秦岭的新元古代地层内尚没有公认的与古城组或南沱组相当的冰碛层存在。目前唯一的前寒武纪冰碛层赋存于全吉群红铁沟组，该组与上覆寒武系呈平行不整合接触。

八、早古生代环冈瓦纳重大事件群

根据现在获得的资料，可以判断中央造山带与泛非造山带不属同一造山带，而是在时代和地理位置上均有差异的两条造山带。前者主要与原特提斯洋—古特提斯洋的演化有关，位于东冈瓦纳北缘，呈近东西向展布，而后者受控于莫桑比克洋的闭合作用，位于东、西冈瓦纳之间，呈近南北向延伸。作者赞同IGCP-369“特提斯洋形成与演化”项目研究成果的观点，即早古生代中国诸陆块位于古亚洲洋与原特提斯洋之间，构成多岛-弧-盆系的东端，而这一多岛-弧-盆系又更接近冈瓦纳大陆，是Peri⁃Gondwana（“冈瓦纳周缘”或“环冈瓦纳”）的多岛-弧-盆系，所以那时的原特提斯洋的规模比古亚洲洋要小得多。

❹ 学习任务前寒武纪构造运动分析

【任务描述】 了解前寒武纪各时代构造演化特征。

前寒武纪地层，特别是太古宙及古元古代地层普遍遭受区域变质及强烈的构造变动，使得我们了解其地史发展产生种种困难。世界范围的前寒武系研究成果表明，一些重大的地质现象（如一些巨大构造运动、岩浆活动、特殊的岩石类型和沉积建造及生物化石等）具有世界性的普遍意义，并且在垂直（年代）分布上具有规律性。

从38亿年前形成的原始地壳至大陆型地壳（稳定地块以至古地台）出现，经历了几次巨大的构造-岩浆旋回，相当距今24亿～25亿年左右，16亿～19亿年左右、8亿～10亿年左右等几次构造运动不同程度在全球都有表现。

◎太古宙（距今38亿～25亿年左右）：原始的太古宙地壳大部分是比较薄的，没有稳定的地块，普遍处于活动状态。大约在25亿年左右，发生了一次较普遍的地壳构造运动及其伴生的岩浆活动，如我国的五台运动，是已知最早的全球性事件之一。这次运动使得太古宙岩石褶皱、变质，从而形成一些稳定地块-太古宙“陆核”。

◎古元古代（距今25亿～18 亿年）：在距今大约18 亿年左右，这就是古元古代地槽带（包括上述磨拉石建造在内）发生强烈的褶皱运动和岩浆侵入。如我国北方的吕梁运动等，这是自距今25亿年开始的一个巨大构造-岩浆旋回的结束，其结果是形成一些巨大的稳定地块-原地台。

◎中元古代（距今18亿～10亿年）：稳定和较稳定类型沉积较广泛分布是中元古代的特点，这和大的稳定地块（原地台）出现有关。中国北方中元古界实际上已是地台型盖层，这些地台型沉积分布于稳定地块区域，地块边缘则分布着冒地槽型和优地槽型地层，如中国南方的中元古界。

◎新元古代（距今10亿～5.43亿年）：距今8亿～10亿年前后，世界很多地区都有地壳运动发生，其结果是形成一些巨型稳定地块-地台。如北美地台、欧洲地台、西伯利亚地台，中国地台（包括华北板块及扬子板块），以及南半球的冈瓦纳联合地台等，这也就是在元古宙后期全球范围内出现的5个大陆板块。

❺ 中国科学家对寒武纪大爆发之谜提出什么新视角

地球动物的“寒武纪大爆发”之谜是什么？这一直是各国科学家关注的话题。对此，《自然通讯》7月3日在线发表的一篇研究论文，为此提供了新的视角。

论文作者提出埃迪卡拉纪以来海洋氮储库的增加，为浮游真核藻类的繁盛提供物质条件，生物链与生态系统的变革最终导致海洋环境的进一步氧化，为后生动物的起源和快速演化奠定了基础。同时，受氮等营养元素供给过剩的影响，该时期大陆架边缘盆地发生多次大规模海水缺氧事件，导致该时期生物发生多次灭绝事件。

据悉，该项研究得到国家自然科学基金、中国地质科学院科研基金、中国科学院战略性先导科技专项(B类)、国家留学基金、中德和中英合作项目等的联合资助，论文的第一作者为王丹博士，2015年毕业于南京大学地球科学与工程学院，现为中国地质科学院地质研究所在站博士后。

来源：中国新闻网

❻ 寒武纪：生物大爆发的时代

寒武纪（Cambrian period）是地质年代划分中属显生宙古生代的第一个纪，距今约5.43亿至4.9亿年。寒武纪是地球上现代生命开始出现、发展的时代，俗称为“三叶虫的时代”，这是因为全球寒武纪岩石中都保存有大量三叶虫化石，其他门类化石相对很少。从寒武纪起出现了丰富多样且比较高级的海生无脊椎动物和少量脊椎动物，如近年发现的海口鱼化石。大量具硬壳或骨骼化石的保存，使我们有条件研究当时生物界的状况，并能够利用生物地层学方法来精确地划分和对比地层，进而研究生物界比较完整的发展历史。在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆发”(Cambrian explosion)。

寒武纪生命爆发的典型代表是我国云南的澄江动物群，它是世界上目前所发现的最古老、保存最为完整的带壳后生动物群。该动物群是我国古生物工作者1984年在云南澄江县帽天山首先发现的。这是一个内容十分丰富、保存非常完美，距今约5.4亿多年的化石群。其成员包括水母状生物、三叶虫、具附肢的非三叶的节肢动物、金臂虫、蠕形动物、海绵动物、内肛动物、环节动物、无绞纲腕足动物、软舌螺类、开腔骨类，以及藻类等，甚至还有属于低等脊索动物或半索动物、拟脊椎动物等。由于许多动物的软组织印痕保存完好，为研究早期无脊椎动物的形态结构、生活方式、生态环境等提供了极好的材料，同时也成了探索地球上大壳后生动物爆发事件的重要窗口。云南澄江动物群的发现，使得我们对前寒武纪晚期到寒武纪早期生命的进化发展有了较为清晰的认识。它在生物进化上的意义至少可以概括为两点：首先，该动物群的发现，再次证实了“生命大爆发”的存在，成为“寒武纪生命大爆发”理论的重要支柱。同时，它还是联系前寒武纪晚期到寒武纪早期生命进化过程的重要环节。

虽然寒武纪出现多门类化石，但三叶虫占明显的统治地位，其种类和数量是其他物种不可比拟的。三叶虫属于节肢动物门、三叶虫纲，仅生活在古生代的海洋中，因虫体外壳纵分为一个中轴和两个侧叶，由前至后又可分为头、胸、尾三部分，故名三叶虫。三叶虫全属海生，多数营游移底栖生活，少数钻入泥沙中或漂游生活。寒武纪早期出现，种属和数量都很多，到晚寒武世发展到高峰，奥陶纪仍然很繁盛，进入志留纪后开始衰退，至二叠纪末则完全绝灭。民间常把三叶虫称为蝙蝠虫，这是因为最初在华北发现的一些三叶虫尾部颇似蝙蝠展翅而得名。三叶虫由于形态美观、演化迅速，是划分和确定地层时代的标准化石，在科普文献及地学、生物学教科书中常与恐龙一同作为古生物的形象代表。保存三叶虫的优质石料可以制作成砚台、石匾等具有保存和观赏价值的工艺品。

新疆寒武纪地层分布有限，出露面积是各纪地层中最小的。但寒武系顶底齐全，即整个寒武纪的地质记录完整，是我国西北研究寒武系及其顶底年代界线的最佳地区之一。目前已知三叶虫最为丰富的地点包括阿克苏地区的柯坪塔格山、塔里木东北缘的库鲁克塔格山和伊犁盆地北缘的科古琴山及甘新交界的北山等地。寒武纪这一时期，新疆塔里木为海水较浅的陆棚海，生长大量底栖型三叶虫；西天山和北山等地为狭长、海水较深的海槽，发育浮游生活的球接子类三叶虫。新疆其余各地大多为隆起的古陆。

1.柯坪的三叶虫

由阿克苏沿314国道南行数十千米，我们可以看到公路西侧塔里木盆地边缘拔地而起的柯坪塔格山。柯坪县是一个地处偏僻、名不见经传的小县，然而，这里的早古生代地层，特别是寒武纪和奥陶纪地层发育齐全，与下部的震旦系为连续沉积，古生物化石丰富，其中三叶虫类型与库鲁克塔格和科古琴山有别，属华北形。化石以底栖类型为主，其普遍表现为个体较大，形态多样，其不仅对塔里木寒武纪地层划分具有意义，而且具有一定的观赏价值。柯坪三叶虫化石最初由区域地质调查工作者于20世纪50年代发现，1959年南京古生物研究所进行了一些采集研究工作。1964年，1973年，新疆古生物学者张太荣、乔新东曾两次赴柯坪进行了系统采集和研究，发现了许多新属种，成果已在1981年出版的《新疆古生物图册》反映。1985年以后，配合石油开发的需要，塔里木石油勘探开发指挥部、西北石油局等单位又与南京古生物所合作进行了新的研究工作。

2.库鲁克塔格的三叶虫

库鲁克塔格山位于库尔勒以西到罗布泊北一带。这里的三叶虫是由中瑞西北科学考察团于1927～1933年的考察中在却尔却克山发现的。化石由E.诺林采集，G.T.楚得生鉴定研究，1937年发表于中国古生物志。库鲁克塔格的三叶虫与柯坪的类型不同，属江南型，同我国浙江一带的三叶虫相类似，主要为浮游生活的球接子类，个体相对较小，观赏性差一些。但也有部分属种个体较大，形态美观，如诺林却尔却克虫等。G.T.楚得生在研究该地的三叶虫时建立了赫定虫、诺林却尔却克虫等许多新属种，这些新属种一直为古生物教科书的经典分子，也为后来新疆三叶虫的研究奠定了扎实基础。

从新疆的地理和交通条件来说，在当时能够到达库鲁克塔格这样荒芜、缺水、地形困难的地区非一件易事。中瑞西北科学考察团团长、著名探险家斯文赫定曾在《亚洲腹地探险八年》一书中对这段艰辛历程进行了详细叙述。

3.果子沟的三叶虫

由赛里木湖南行入伊犁盆地，要穿越风景秀丽的果子沟峡谷。在果子沟附属的支沟将军沟、磷矿沟、凯拉克提及其以西的科古琴山等地，寒武纪地层发育良好，产大量三叶虫化石。这里的三叶虫类型与北山和库鲁克塔格的三叶虫相同，同属江南型。由于该区寒武纪地层厚度很薄，直至上世纪70年代，这些保持完好的三叶虫才被地质工作者发现，也因此才确定西天山寒武纪地层的存在，这对西天山的地质演化具有重大的意义。1977年至1985年，张太荣等历时数年完成了该地三叶虫的采集和描述，出版了《新疆北天山西段寒武纪地层和三叶虫动物群》一书。书中介绍了84属182种三叶虫化石，其中8个新属，70个新种，证实该区是中国江南型三叶虫最为丰富的地区。

❼ 前寒武纪的构造运动

前寒武纪地层，特别是太古宙及古元古代地层普遍遭受区域变质及强烈的构造变动，使得我们了解其地史发展产生种种困难。世界范围的前寒武系研究成果表明，一些重大的地质现象（如一些巨大构造运动、岩浆活动、特殊的岩石类型和沉积建造及生物化石等）具有世界性的普遍意义，并且在垂直（年代）分布上具有规律性。

从37亿年前形成的原始地壳至大陆型地壳（稳定地块以至古地台）出现，经历了几次巨大的构造-岩浆旋回，相当25亿～24亿年左右，19亿～17亿年左右、10亿～8亿年左右等几次构造运动不同程度在全球都有表现。

1.太古宙（＞37亿～25亿年左右）

原始的太古宙地壳大部分是比较薄的，没有稳定的地块，普遍处于活动状态。在25亿年左右，发生了一次较普遍的地壳构造运动及其伴生的岩浆活动，如我国的五台运动，是已知最早的全球性事件之一。这次运动使得太古宙岩石褶皱、变质，从而形成一些稳定地块——太古宙“陆核”。

2.古元古代（25亿～18亿年）

在18亿年左右，这就是古元古代地槽带（包括上述磨拉石建造在内）发生强烈的褶皱运动和岩浆侵入。如我国北方的吕梁运动等，这是自25亿年开始的一个巨大构造-岩浆旋回的结束，其结果是形成一些巨大的稳定地块——“原地台”。

3.中元古代（18亿～10亿年）

稳定和较稳定类型沉积较广泛分布是中元古代的特点，这和大的稳定地块（原地台）出现有关。中国北方中元古界实际上已是地台型盖层，这些地台型沉积分布于稳定地块区域，地块边缘则分布着冒地槽型和优地槽型地层，如中国南方的中元古界。

4.新元古代（10亿～5.43亿年）

10亿～8亿年前左右，世界很多地区都有地壳运动发生，其结果是形成一些巨型稳定地块——地台。如北美地台、欧洲地台、西伯利亚地台，中国地台（包括华北板块及扬子板块），以及南半球的冈瓦纳联合地台等，这也就是在元古宙后期全球范围内出现的5个大陆板块。

❽ 寒武纪地层划分与对比

本区寒武系属华南地层区扬子地层分区（项礼文等，1999），分川西南、南江-旺苍、川东-渝南、城口-巫溪和龙门山5个地层小区（图1-2-1）。

（一）岩石地层划分

本次共清理前人曾使用过的岩石地层单位53个，建议继续使用34个，据此建立各小区岩石地层划分方案（表1-2-1）。

图1-2-1 四川盆地及邻区寒武纪地层区划图

表1-2-1 四川盆地及周边地区寒武系划分对比表

（二）生物地层划分

研究区内寒武纪化石丰富，有三叶虫、小壳动物、牙形石、古杯、腕足类和头足类等，本书仅将前人对前三类化石的研究成果按地层小区作分带整理并与我国台地相区的标准分带作对比（表1-2-2）。

1.三叶虫

区内的三叶虫化石纵向序列完整，自下而上可分为Parabadiella带、Eoredlichia-Wutingaspis带、Yiliangella带、Paokannia带、Palaeolenus带、Redlichia murakamii-Hoffetella带、Redlichia guizhouensis带、Chittidilla带、Kaotaia带、Manchuriella-Shilengshuia-Jiubaspis-Proasaphiscus、Paranomocare带、Blackwelderia带、Metacalvinella带等13个带。其中前6个带不仅在区内分布广泛，而且都是我国浅水台地相区的标准化石带，在国内可作广泛的等时对比。

2.小壳化石

小壳化石仅分布在下寒武统梅树村阶至笻竹寺阶下部，以川西地层小区最丰富，自下而上可分为Anabarites trisulcatus-Protohertzina anabarica带、Parabloborilus subglobosus-Siphogonuchites pusilliformis带、Heraultipegma yunnanensis带、Sinosachites flabelliformis带、Pelagiella emeishanensis带等5个带，其中1、2、4带均是我国南方梅树村阶标准化石带的带化石。

3.牙形石

寒武系顶部牙形石自下而上可划分为Proconodontus带、Eoconodontus notchpeakensis带、Cordylotus proavus带和Monocostas sevierensis带下部等四个带。前三个带的时代为晚寒武世凤山期晚期，第四个带的时代跨越寒武纪—奥陶纪，时代为凤山期末期至新厂期早期。若产出Monocostas sevierensis的化石组合中未发现确定的属奥陶纪的分子，通常认为其属于本带下部的寒武系部分。

（三）层序地层划分

通过野外剖面、钻井及地震层序地层学划分和对比，可将四川盆地寒武系划分为5个三级层序，SQ1对应于筇竹寺组或相当层位、SQ2对应于沧浪铺组或相当层位、SQ3对应于龙王庙组或相当层位、SQ4对应于高台组或相当层位、SQ5对应于洗象池群或相当层位。

❾ 寒武纪的典型地层剖面

山东张夏、崮山、馒头山一带，寒武纪地层发育和出露都十分良好，而且紧靠津浦铁路交通便利，早在19世纪末就为国内外地质学者所重视。1903年美国地质学家B·维里斯和E·布莱克威尔德在张夏、崮山、莱芜九龙山等地测量了剖面，采集了化石，对寒武纪地层作了初步划分，其研究成果于1907年正式发表，将张夏、崮山一带的寒武纪地层自下而上划分为馒头页岩、张夏灰岩、崮山页岩、炒米店灰岩。之后美国古生物学家毕可脱（1913年）、日本人远藤隆次（1939年）、小林贞一（1941年、1942年、1955年）均相继研究过张夏、崮山一带寒武纪地层中的生物化石。中国著名的地质学家孙云铸教授从1923年起对张夏、崮山地区的寒武系进行了长达20余年的研究，对寒武纪地层做了划分。
1953年卢衍豪、董南庭重新观察了张夏、崮山一带寒武纪标准剖面，其中最重要的是把B·维里斯和E·布莱克威尔德的馒头页岩自下而上再分为馒头组、毛庄组、徐庄组，并把前两个组置于下寒武统，把后一个组归入中寒武统，炒米店灰岩再分为凤山组及长山组，将张夏地区寒武系确定为7个单位和17个三叶虫化石带。此后，有关地质院校，如北京地质学院等，以及山东省地质局等单位，先后对张夏寒武纪地层剖面作过大量的野外观察、剖面测制、室内鉴定和专题研究，取得了丰富的实际资料，从不同的角度补充和完善了该剖面的基础资料，进一步提高了该剖面的研究水平。
1959年，位于泰山北侧的张夏寒武纪地层剖面在全国地层会议上被正式定为华北寒武系标准剖面。1958-1961年，北京地质学院在泰山地区进行1：20万区调，将泰山变质岩命名为太古代泰山群，自下而上划分为万山庄、雁翎关、山草峪组等。1960-1962年，山东地质局805队开展包括泰安南留幅等23幅1∶5万区调联测。1963-1965年，山东地质局805队进行1∶5万泰安幅区调，将泰山变质岩称为泰山杂岩，划分为望府山、笤帚峪、唐家庄、盂家庄、冯家峪等五个岩组。同时，地科院程裕淇等，山东地质局805队郑良峙、张成基等人开展变质岩专题研究，确立了雁翎关、山草峪组层序，恢复了原岩，进行变质岩的岩石学研究。
1978年以后，泰山的地质研究工作，进入了一个以专题研究为主的深入发展级段。泰山的保护、管理和开发建设得到了很大的加强，泰山的面貌有了巨大的变化。1980年，应思淮研究员对泰山变质岩进行了专题研究，并出版专著《泰山杂岩》。1981-1984年，山东矿业学院吕朋菊教授对泰山的形成进行了专题研究，并发表了《泰山形成及其年龄》一文。1982-1985年，山东区调队郑良峙、王世进等人进行了鲁西泰山群专题研究，新建柳杭组，置于雁翎关组和山草峪组之上。1982-1987年，山东地矿局第一地质队马云顺、翟颖川等对鲁西太古代绿岩带含矿性进行专题研究。1982-1984年，赵世英等进行红门“桶状构造”的专题研究，并发表《泰山红门“桶状构造”成因的探讨》论文。1982-1985年，地科院朱振华硕士填制了泰山山前1∶2.5万地质图，完成硕士论文，发表“泰山太古宙岩浆杂岩体的岩石化学和地球化学特征”论文。
1983-1986年，法国雷恩大学江博明等，地科院沈其韩等，山东地矿局董一杰等对中国太古宙地壳演化进行专题研究，认为泰山杂岩的大部分为变质侵入岩（灰色片麻岩），称之为望府山片麻岩，取得大量地球化学和同位素年龄资料。1986-1987年，北京大学谢凝高等进行泰山风景名胜区资源综合考察评价及其保护利用研究。1986-1990年，山东区调队王世进等进行1∶20万泰安、新泰幅修测。同期，地科院徐惠芬、山东地质一大队董一杰等人对山东鲁西太古宙绿岩带和鲁西太古代地层等进行专题研究，系统总结了泰山岩群的分布、层序、变质作用的特点，并出版专著。
1987年联合国教科文组织把泰山列为世界自然与文化遗产，泰山的地位和影响发生了历史性的变化。1989-1990年，山东矿业学院吕朋菊教授等对泰山周围重力滑动构造进行专题研究，发表了“泰山周围太古界与古生界不整合面上滑动构造的发现”论文。1990年，山东省地矿局第一地质大队董一杰等发表《泰山地区太古宙杂岩体的地球化学特征》论文。1990－1993年，山东地矿局曹国权等人发表《鲁西早前寒武纪地质》专著。1993－1996年，地质矿产部地质研究所、山东第一地质矿产勘查院进行泰安市幅1∶5万区域地质调查。
1994－1995年，吕朋菊教授就泰山新构造运动的进行专题研究，发表了《新构造运动与现今泰山的形成及地貌景观》论文，并对泰山地质地貌进行总结，撰写《泰山大全》之地质地貌篇。1995年地科院庄育勋等，山东地矿局第一地质大队张富中等就泰山地区新太古代～古元古代地壳演化研究的新进展发表论文。1997年，地科院庄育勋等，山东地矿局第一地质大队任志康等人在《岩石学报》发表论文《泰山地区早前寒武纪主要地质事件与地壳演化》。1998年，山东地勘局地质调查研究院吕发堂等就其研究成果发表《泰山地区晚太古代“框架侵入岩”的地质特征及稀土地球化学演化》论文。
1999年，地科院王新社等，山东地矿局第一地质大队任志康等发表《泰山地区太古宙末韧性剪切作用在陆壳演化中的意义》论文。2000年，地科院地质力学所张明利等发表《新生代构造运动与泰山形成》论文。2002-2003年，山东科技大学吕朋菊教授等、泰山风景区管委会牛健等人进行泰山地质地貌特征及地学价值评价专题研究，并发表《泰山的地学价值及其意义》论文。2004年9月中国地质大学对拟建中国泰山世界地质公园的建设条件、地质遗迹和资源状况等进行了为期两周的研究考察。
张夏寒武纪地层剖面，把寒武系划分为下、中、上统的7个地层单位，即下统的馒头组，中统的毛庄组、徐庄组、张夏组，上统的崮山组、长山组、凤山组。现从老到新简述如下：
馒头组主要由紫红色、黄绿色等杂色页岩及泥质、白云质灰岩组成。底部不整合于泰山杂岩的肉红色片麻状花岗岩之上。下部灰岩中含磁石结核和条带，上部页岩中具微细水平层理，中部页岩含有三叶虫化石～中华莱德利基虫。厚度119米。
毛庄组主要由紫色云母质页岩和灰岩组成。含三叶虫、腕足类及藻类化石。厚度39米。
徐庄组主要由紫灰色页岩和鲕状灰岩组成，其中下部的灰岩及灰质粉砂岩中常具斜层理或交错层理。含有徐庄虫等三叶虫化石及腕足类化石。厚度73米。
张夏组主要由鲕状灰岩和藻类灰岩组成，中夹杂色页岩。含德氏虫等三叶虫化石。厚度198米。
崮山组主要由竹叶状灰岩、疙瘩状灰岩和黄绿色页岩组成。含蝴蝶虫、蝙蝠虫等三叶虫化石。厚度51米。
长山组主要由迭层石灰岩、具红色氧化圈竹叶状灰岩、紫色页岩组成。含有庄氐虫、蒿里山虫等三叶虫化石。厚度70米。
凤山组主要由泥质灰岩和竹叶状灰岩组成。含济南虫、方头虫等三叶虫化石，以及海百合茎和腕足类化石。厚度130米。
张夏寒武纪地层的标准剖面，分别位于张夏和崮山一带的馒头山、虎头崖、黄草顶、唐王寨、范庄等地。其中的馒头山是徐庄组、毛庄组、馒头组的剖面，虎头崖～黄草顶是张夏组的剖面，唐王寨是崮山组、长山组的剖面，范庄是凤山组的剖面。
馒头山位于张夏镇南2公里，104国道的西侧。因其状如馒头而得名。山的北麓有两个名为徐庄和毛庄的小村子。它是张夏寒武纪标准地层剖面的馒头组、毛庄组、徐庄组的建组和命保所在地。
张夏寒武纪地层剖面，在泰山主峰之北，位于泰安和济南之间交通干线的两侧，交通方便，而且构造简单，出露完全，十分有利于现场观察和研究。它是中国地层和古生物研究历史最长、研究程度最高的地层剖面之一，在中国地质学史上占有很重要地位。1959全国地层会议后，被正式确定为中国北方寒武系的标准地层剖面，在中国不同地区寒武纪地层对比和国际寒武纪地层对比方面起着重要作用，同时也是许多寒武纪古生物种属（蒿里山虫Kaolizhania、中华莱德利基虫Redichia Chinensis、馒头褶颊虫Ptychopariamantoensis、山东虫Shantungia、孙氏盾虫Sunasp-is Lavevis）命名地或模式标本的原产地。因此，这个标准地层剖面，在国内外十分闻名，长期以来有许多国内外地质学者不断来此参观考察，同时也成为中国大专院校地学的重要实习基地，无论在地质科学方面，还是在生产实践以及地质教育方面，都具有很高的科学价值。

❿ 寒武纪三叶虫

河南省华北型寒武纪三叶虫前人进行过较详细研究,并进行了生物地层单位的划分（孟宪松,1977,1987；刘印环等,1991；穆时富等,1991；Zhang Wentang et al.,1995）。此外,河南省地质矿产局（1989）、裴放（1991,2000）也进行过生物地层划分。现将寒武纪三叶虫动物群划分为19个生物带。

3.2.1.1 三叶虫生物地层单位划分与特征

（1）Hsuaspis带

该带主要分布在确山县胡庙、方城县三间房、叶县杨寺庄等地,相应岩石地层单位为辛集组,垂直分布距离30～50m。该带产三叶虫Hsuaspis huochiuensis,H.anhuiensis,H.zhoujiaquensis,H.ruyangensis（图3.41）,H.guoshanensis。时代为早寒武世沧浪铺期。

图3.41 汝阳许氏盾壳虫Hsuaspis ruyangensis Zhang et Zhu（据张文堂等,1995）

（2）Redlichia noetlingi 带

该带化石贫乏,主要分布于登封市康家沟、唐瑶、大金店、大贾沟等地,相应岩石地层单位为朱砂洞组,垂直分布距离38～200m,除产Redlichia noetlingi外,还有Redlichia meitanensis。时代为早寒世世沧浪铺期。

（3）Redliehia chinensis延限带

该带在河南分布较广,见于鲁山县大石扒、灵宝县王家村、登封市关口、渑池县仁村、林州市黄崖底、固始县郭山等地,相当岩石地层单位为馒头组一段,在登封市关口其底界在朱砂洞组顶部,以登封关口剖面8～17层（刘印环等,1991,下同）为次层型,垂直分布距离80～150m,该带除带化石Redlichia chinensis（图3.42）外,还有R.murakamii,R.huixianensis,R.meitanensis,R.nobilis,Leptoredlichia elongata。时代为早寒武世龙王庙期。

图3.42 中华莱得利基虫Redliehia chinensis Walcott（据Zhang et al.,1995）

（4）Yaojiayuella 延限带

该带分布在鲁山县辛集、登封市关口、渑池县仁村、卫辉市池山河等地,相应岩石地层单位在渑池为馒头组一段顶部,在其他地区为馒头组二段下部,垂直分布距离16～50m,以登封市关口剖面18～19层为次层型。该带产三叶虫化石Yaojiayuella granosa（图3.43）Y.？carinata,Kaotaia magna,Plesiagraulos tienshihfuensis,Benxiaspis benxiensis,Probowmaniella jixianensis。时代为中寒武世毛庄期。

（5）Shantungaspis延限带

该带在河南分布在平顶山市白龟山、鲁山县辛集、宝丰县马道、汝州市蟒川、汝阳县武湾、登封市关口、渑池县段村、卫辉市池山河,相应岩石地层单位为馒头组二段上部,在渑池为馒头组一段顶部,垂直分布距离24～80m,以登封关口剖面20层为次层型。该带产三叶虫化石Shantungaspis aclis（图3.44）,S.tangyaoensis,Plesiagraulos tienshihfuensis,Psilostracus banpoyangensis,P.mantouensis。时代为中寒武世毛庄期。

图3.43 珠粒小姚家峪虫Yaojiayuella granosa（Walcott）（据Zhang et al.,1995）

图3.44 具刺山东盾壳虫Shantungaspis aclis（Walcott）（据Zhang et al.,1995）

（6）Hsuchuangia-Ruichengella共存延限带

该带分布在平顶山市白龟山、鲁山县辛集、汝州市杨坡、登封市关口、宜阳县胡庙、渑池县仁村、卫辉市池山河等地,相应岩石地层单位在馒头组二段上部,垂直分布距离一般20 ～40m,在鲁山辛集达88m,以登封关口剖面21～22层为次层型。该带化石十分丰富,主要有Hsuchuangia hsuchuan- gensis,H.luliangshanensis（图3.45）,H.elongata,H.angustilimbata（＝Kunmingaspis angustilimbata Meng）,H.houshanensis,Ruichengella triangularis（图3.46）,Eotaitzuia shuiyuensis,Zhongtiaoshanaspis ruichengensis,Z.rara,Kootenia sp.,Solenoparia talingensis,Catinouyia typica。时代为中寒武世徐庄期。

图3.45 吕梁山徐庄虫 Hsuchuangia luliangshanensis Zheng et Wang（据Zhang et al.,1995）

图3.46 三角小芮城虫Ruichengella triangularis Zhang et Yuan（据Zhang et al.,1995）

图3.47 奇异芮城盾壳虫Ruichengaspis mirabilis Zhang et Yuan（据Zhang et al.,1995）

（7）Pagetia-Ruichengaspis共存延限带

该带分布于鲁山县辛集、登封市关口、渑池县仁村、卫辉市池山河等地,相应岩石地层单位为馒头组二段顶部至三段下部,垂直分布距离一般20～60m,在鲁山辛集达110m,以登封关口剖面23～25层下部为次层型。本带含三叶虫化石十分丰富,有Ruichengaspis mirabilis（图3.47）,Shuiyuella tri-angularis,Monanocephalus zhongtiaoshanensis,M.latus,Parachittidilla obscura,P.xiaolinghouensis,Cat- inouyia typica,Wuhaina henanensis,W.lubrica,Solenoparia talingensis,S.latus,Pagetia jinnanensis（图3.48）,P.sp.,Parainouyia fakelingensis,Yujinia cf.angustilimbata,Tenfengia sp.,Kootenia shanxiensis。时代为中寒武世徐庄期。

图3.48 晋南佩奇虫Pagetia jinanensis Lin et Wu（据Zhang et al.,1995）

（8）Sunaspis延限带

该带分布在遂平县老袋沟、舞钢市尹集、叶县杨寺庄、平顶山市白龟山、鲁山县辛集、宝丰县马道、汝州市庙下、汝阳县武湾、登封市关口、渑池县仁村、卫辉市池山河等地,很容易采到相应的三叶虫化石。相应岩石地层单位各地不一,在登封、渑池、卫辉为馒头组三段下部,在汝州、鲁山、叶县为馒头组与张夏组交界附近,在舞钢、遂平为张夏组下部,垂直分布距离12～24m,以登封关口剖面25层中部至26层为次层型。该带主要三叶虫有Sunaspis laevis（图3.49）,S.lui,Sunaspidella rara,S.limbata,Leiaspis shuiyuensis,Pseudinouyia punctata,Rencunia trinodosa,Wuania venusta, W.elongata,W.cf.fongfongensis,Shanxiella venusta,Wuanoides situla,Latilorenzella sp.,Proasaphiscus sp.,Wuhushania cylindrica,Pseudinouyia transversa,P.punctata。时代为中寒武世徐庄期。

图3.49 光滑孙氏盾壳虫Sunaspis laevis Lu（据Zhang et al.,1995）

（9）Metagraulos-Inouyops-Poriagraulos共存延限带

该带分布在舞钢市尹集、平顶山市白龟山、鲁山县辛集、汝州市杨坡、登封市关口、渑池县仁村、济源市白涧河、卫辉市沙滩等地,相应岩石地层单位为张夏组下部或底部,仅卫辉沙滩为馒头组顶部,垂直分布距离50～100m,以登封关口剖面的27～28层为次层型。该带含三叶虫Metagraulos dolon（图3.50）,Inouyia copax,Lorenzella wutaiensis,Jixianaspis lubricus,Proasaphiscus yabei, P.granulus,Inouyops titiana（图3.51）,Peronopsis sp.,Honanaspis sp.,Poriagraulos nanum,Teng- fengia latilimbata,Houmaia cf.taitzuensis,Tonkinella flabelliformis,Austrosinia intermedia,Guankouia lon- ga,Solenoparia sp.,Chishanheella longispina。时代为中寒武世徐庄期。

图3.50 剑刺后野营虫Metagraulos dolon Walcott（据Zhang et al.,1995）

图3.51 泰田似井上虫Inouyops titiana（Walcott）（据Zhang et al.,1995）

（10）Bailiella-Lioparia共存延限带

该带广泛分布于鲁山县辛集、汝州市杨坡、登封市关口、渑池县仁村、济源市白涧河、卫辉市沙滩,相应岩石地层单位在鲁山、登封、济源为张夏组中部,在卫辉为张夏组下部,垂直分布距离在渑池为30m,在登封、鲁山、卫辉达80m,以登封关口剖面的29～32层为次层型。该带含三叶虫Bai- liella lantenoisi（图3.52）,Lioparia theano（图3.53）Yujinia angustilimbata,Y.latilimbata,Honania pansa,Manchuriella sp.,Austrosinia sp.,Proasaphiscus butes,P.honanensis,Anomocarella sp.等。时代为徐庄期。

图3.52 兰氏毕雷氏虫Bailiella lantenoisi（Mansuy）（据Zhang et al.,1995）

图3.53 光颊虫Lioparia theano（Walcott）（据Zhang et al.,1995）

（11）Crepicephalina-Megagraulos共存延限带

该带分布于鲁山县辛集、汝州市庙下、宜阳县祖师庙、登封市关口、渑池县仁村、卫辉市沙滩等地,相应岩石地层单位因地而异,在鲁山、登封为张夏组上部,在渑池为张夏组顶部,在卫辉为张夏组中部,垂直分布距离50～80m,以登封关口剖面33～36层为次层型。本带含三叶虫Megagraulos coreanicus（图3.54）,M.inflata,M.liaotungensis,M.dengfengensis,M.obscura,Crepicephalina perg- ranosa（图3.55）,C.convexa,C.damia,Austranina chalcon,Protohedina sp.Yujinia ludianensis,Lo- phodesella henanensis,L.yiyangensis,Plebiellus obsoletus,Memmatella tubercula,Lianglangshania hueiren- sis,Lisania sp.,Inouyella yiyangensis,Honania lata,Solenoparia similis,Jixiania jixianensis,Proasa- phiscus butes等。时代为中寒武世张夏期。

图3.54 高丽副野营虫Megagraulos coreanicus Kobayashi（据Zhang et al.,1995）

（12）Taitzuia-Poshania 共存延限带

该带分布在舞钢市尹集、平顶山市井营、宝丰县马道、汝州市蟒川、禹州市打狼沟、登封市唐瑶、卫辉市沙滩等地,相应岩石地层单位在舞钢—汝州一带为张夏组上部,在登封、卫辉为张夏组顶部,垂直分布距离60～120m,以卫辉沙滩剖面40层中部至46层为次层型。本带化石偏少,主要有 Taizuia magna,T.wuyangensis,Poshania dajindianensis,Liopeishania lubrica,Peishania sp.等。本带之上华北还有Damesella-Yabeia带,裴放（1987）在河南也曾建Damesella带,因白云岩化普遍较强,化石稀少,仅在林州发现Damesella blackwelderi（＝D.paronai）,不足以建带,这部分地层归Taitzuia- Poshania带。时代为中寒武世张夏期。

（13）Blackwelderia延限带

该带分布于汝州杨坡,登封送表、关口,宜阳祖师庙,卫辉沙滩等地,相应岩石地层单位在登封、汝州为三山子组下部,在卫辉为崮山组底部,以卫辉沙滩剖面47～49层为次层型,垂直分布距离约20m,以该属出现为下界,以上一个化石带带化石出现为上界。本带化石不太丰富,主要有 Blackwelderia sinensis（图3.56）,B.paronai,Monkaspis serratus,Pseudagnostus sp.,Formasagnostus convexus,Liostracina krausei,Cyclolorenzella yentaiensis,Stephanocare richthofeni等。时代为晚寒武世崮山期。

图3.55 满瘤小裂头虫 Crepicephalina pergranosa Resser et Endo（据Zhang et al.,1995）

图3.56 中华蝴蝶虫Blackwelderia sinensis（Bergeron）（据孟宪松,1977）

（14）Drepanura延限带

该带目前仅发现于卫辉沙滩,存在于汝州杨坡、登封唐瑶、渑池等地,相应岩石地层单位在卫辉一带为崮山组上部到炒米店组底部,在其他地区为崮山组,以该属出现为下界,以上一个化石带带化石出现为顶界,垂直分布距离15～40m,以卫辉沙滩剖面50～52层为次层型。该带化石偏少,主要有Drepanura premesnili,Bergeronites？ sp.,Blackwelderia sp.等。时代为崮山期。

（15）Chuangia 延限带

该带见于卫辉沙滩、永城芒山（穆时富等,1991）,相应岩石地层单位在卫辉地区为炒米店组下部,在永城为崮山组,垂直分布距离15m,以卫辉沙滩剖面53～57层为次层型。本带含化石甚少,仅有Chuangiabatia（图3.57）,C.sp.。时代为晚寒武世长山期。

（16）Changshania延限带

该带主要分布于登封关口、卫辉沙滩、永城芒山等地,相应岩石地层单位为炒米店组上部或崮山组（永城）,以该属出现与消失为底、顶界线,垂直分布距离24～40m,以卫辉沙滩剖面58～64层为次层型,本带含三叶虫比较丰富,主要有Changshania conica（图3.58）,Irvingella taitzuhoensis,Dikelocephalites gongxianensis,D.flabelliformis,Homagnostus hoi,Quadrahomagnostus tien- shihfuensis,Pagodia sp.,Chalfontia sp.,Peijiashania sp.,Haniwa mangshanensis,Kaolishania pustulosa等。时代为长山期。

图3.57 刺庄氏虫Chuangia batia（Walcott）（据穆时富等,1991）

图3.58 锥形长山虫Changshania conica Sun（据穆时富等,1991）

（17）Ptychaspis-Tsinania共存延限带

该带目前仅在永城县保山、芒山发现,相应岩石地层单位为炒米店组下部,以永城芒山剖面（穆时富等,1991）8～18层为次层型,垂直分布距离26～92m。本带产三叶虫主要有Ptychaspis sub- globosa,P.brevicus Sun,Tsinania canens（图3.59）,T.trigonalis,Mansuyia sp.,Acrocephalina sp.等。时代为晚寒武世凤山期。

（18）Quadraticephalus带

该带主要分布于陕县干泥沟、渑池县柿峪沟、林州、永城县芒山等地,相应岩石地层单位在永城芒山为炒米店组上部,在其他地区为三山子组,以永城芒山剖面（穆时富等,1991）19～29层为次层型,垂直分布距离32～59m。本带三叶虫化石主要有Quadraticephalus walcotti（图3.60）, Q.linyuensis,Changia rugosa,C.yongchengensis（图3.61）,Haniwa pingquanensis minutia,H.yudongia, H.equal-imbata,Tsinania humilis,T.necopina,Lophosaukia sp.,Sinosaukia sp.,Atratebia nexosa等。时代为凤山期。

图3.59 三角济南虫Tsinania（Dictyites）trigonalis（Kobayashi）（据穆时富等,1991）

图3.60 华氏方头虫Quadraticephalus walcotti Sun（据卢衍豪等,1965）

图3.61 永城章氏虫Changia yongchengensis Yan（据穆时富等,1991）

（19）Mictosaukia带

该带见于渑池七峰峪、林州市白龙庙等地,相应岩石地层单位在三山子组。本带化石十分稀少,主要有Mictosaukia luanheensis（图3.62）,M.cf.bella,Haniwa sp.,Changia sp.,Prosaukia sp.等。时代为凤山期。

3.2.1.2 三叶虫动物群分析及生物地理区

河南华北型寒武系三叶虫动物群比较繁盛,初步统计,有36个科,75个属,88个种,20个未定种（Zhang Wentang et al.,1995）,动物群明显属于华北生物省,分带基本相同,但也存在一些自己的特点,如早寒武世Hsuaspis仅限河南华北地层区南部及陆块南缘,中寒武世缺失或罕见Dorypyge,Amphoton,Damesella, Anomocarella,晚寒武世少见Tsinania等（刘印环等,1991）,这些特点,卢衍豪（1962）、项礼文等（1981）都作了分析,本书不再赘述。

古生物地理学研究历史始自19世纪中叶,著述甚多,认识互有异同。我国也有一些成果相继问世（殷鸿福等,1988；王鸿祯等,1990）,古生物地理区划及命名比较接近。古生代全球分为3个生物大区（realm）,其下分为生物省（prov- ince）,所划华北生物省和华南生物省在古生代同属一个生物大区,但名称不尽一致,寒武纪时为亚澳生物大区。但对分区因素认识也有分歧（卢衍豪,1974；王鸿祯等,1985）。

图3.62 滦河小索克虫Mictosaukia luanhensis Zhou et Zhang（据Zhang et al.,1995）

3.2.1.3 三叶虫动物群的对比

（1）与国内对比

河南华北型寒武系属于华北地台寒武系的一部分,与河北、山西、山东、辽宁、淮南等地寒武系的岩性、生物群组合及分带特征基本相同,说明上述地区在寒武纪时为统一的华北海,只是安徽淮南,河南方城、叶县寒武系有较低层位,说明海侵较早。

河南华北型寒武系与扬子地台区寒武系可以对比（表3.3）。云南、四川、三峡地区都发育有震旦纪—寒武纪的连续沉积,早寒武世早期小壳动物群出现的时间及组合特征基本上相同,说明上述地区在寒武纪为统一的扬子浅海。在河南未发现梅树村阶的小壳动物化石,所产三叶虫Hsuaspis及小壳动物化石是沧浪铺阶中部化石,说明河南的海侵较晚。朱砂洞组和馒头组的三叶虫Redlichia在扬子区沧浪铺阶上部和龙王庙阶都有分布,说明那时两个浅海已经相通。中寒武世,华北海和扬子海的沉积物和动物群有较大区别。河南中寒武统以页岩和灰岩为主,三叶虫化石比较丰富,而扬子区中寒武统则多为白云岩,三叶虫化石稀少,仅有少量共同分子,如滇东陡坡寺组的Kunmingaspis在河南出现。晚寒武世,华北海与扬子海动物群差别更大。滇东缺乏晚寒武世沉积。三峡地区虽有晚寒武世沉积,但因都是白云岩,化石极为稀少,仅有贵州桐梓华坝组的Monkaspis、毛田组的Calvienella是华北型分子。这种现象表明,中、晚寒武世华北海与扬子海距离较远,华北板块与扬子板块彼此分离。但在滇西保山地区,晚寒武世出现了同河南相似的三叶虫动物群,如保山的核桃坪组产Blackwelde ria,Drepanura,柳水组产Chuangia,Kaolishania,保山组产Ptychaspis,Tsinania,Quadraticephalus,Calvienella（卢衍豪,1962；项礼文,1981）,都是河南上寒武统的重要化石。说明晚寒武世滇西保山地区与华北海相通。

滇东南地区的寒武系（卢衍豪,1962；项礼文,1981）与河南华北型寒武系比较相似。滇东南下寒武统猫猫头组产Hsuaspis,见于河南辛集组。大寨组产Redlichia murakamii,见于河南馒头组。滇东南中寒武统大丫口组产Kunmingaspis,Ptychoparia,见于河南馒头组。田蓬组产Solenoparia,Loren-zella,Proasaphiscus,Bailiella,见于河南张夏组。龙哈组产Manchuriella,Taitzuia,是张夏组化石。滇东南上寒武统歇场组产Blackwelderia,Homagnostus,是河南崮山组化石。唐家坝组产Chuangia,Chan-gshania,是河南长山阶的带化石。博莱田组产Ptychaspis,Pagodia,Saukia,Tsinania,是河南炒米店组的化石。很明显,滇东南地区在早寒武世接受海侵之后,海水一直与华北海相通。

可以认为,河南早寒武世辛集期的海侵来自扬子浅海北部,是越过秦岭来的,其通道可能是“南（阳）襄（阳）夹道”（刘鸿允,1951；杨志坚,1958；裴放等,2006）,向北至龙王庙期淹没整个华北地台,成为广阔的华北陆表海。此外,河南方城、叶县等地辛集组之下有一套厚薄不等的砂岩、砂质页岩,杨文智（1981）称为震旦系杨寺庄组,其中产海绵骨针？ Protospongia,有属筇竹寺阶的可能性,值得进一步深入研究。

表3.3 河南省华北型寒武系与国内各地区对比表

（2）与国际对比

河南省华北型寒武系古生物化石比较丰富,可以和世界其他地区进行对比（表3.4）。河南省寒武系三叶虫动物群与澳大利亚的比较类似,两地寒武纪三叶虫的种类、科甚至属一级都有许多是共同的。在南澳大利亚州弗林德斯山及Yorke半岛Yorke灰岩中产三叶虫Yorkella australis（Runnegar et Bentley,1983）,该化石还见于Scott山Ajax灰岩（Daily,1972）。Ajax灰岩产双壳类Pojetaia runne- gari Jell,该化石在河南辛集组已发现,故与其共生的Hsuaspis带可与Yorkella带对比。在南澳大利亚,Wirrealpa灰岩产三叶虫Redlichia versabunda Opik,R.aff.nobilis Walcott,R.guizhouensis Lu etZhang（Brock et Cooper,1993）,可同河南龙王庙阶的Redlichia chinensis带对比。澳大利亚新南威尔士州Mootwinge地区中寒武统底部Ordian阶Coonigan组的“初见灰岩”（Runnegar et Jell,1976）产有三叶虫Redlichia chinensis（Opik,1970）,这是河南龙王庙阶的带化石。河南中寒武统三叶虫Solen-oparia,Crepicephalina,Lisania也见于澳大利亚（Opik,1957）,两地还有一些地方性属种。晚寒武世,两地的三叶虫动物群比较类似,大部分属是共同的。澳大利亚产三叶虫化石Blackwelderia,Bergeronites,Irvingella,Ptychaspis,Tsinania,Prosaukia,Quadraticephalus,Haniwa,Pagodia,Micto-saukia（Opik,1957；Shergold,1975）,都是河南上寒武统的化石（Pei,1989）。可以看出,河南华北型寒武系与澳大利亚寒武系的动物群在早、晚寒武世关系密切,中寒武世地方性属种较多。可以推测,在寒武纪,华北海与澳大利亚海是靠近而且是相连的。

河南华北型寒武系与西伯利亚地台寒武系动物群的关系比较特殊。西伯利亚早寒武世小壳化石与扬子地台区相比,缺少云南梅树村阶最底部的小壳化石组合（罗惠麟等,1984）,但有比河南辛集组要低的层位和小壳化石,说明海侵比河南早,西伯利亚海在早寒武世曾与扬子海相通,与华北海相距较远。辛集组的三叶虫Bergeroniellus,单板类 Yochelcionella见于西伯利亚Botomian 阶（Миссаржевский,1981）。朱砂洞组的三叶虫Redlichia noetlingi在西伯利亚外贝加尔地区也有发现。馒头组的Redlichia又是西伯利亚Lenian阶的常见化石。可见,河南下寒武统可与西伯利亚Tommotian阶上部到Lenian阶对比。河南寒武系与西伯利亚的中寒武统三叶虫有一些共同分子。西伯利亚西部和中部产三叶虫Kootenia,Bailiella,Amphoton,这些化石也见于河南中寒武统。西伯利亚东北部的上寒武统产Blackwelderia,Bergeronites,这些化石也见于河南崮山阶,河南长山阶的Irvingella也见于西伯利亚,凤山阶的Haniwa,Tsinania见于西伯利亚。因此,两地的上寒武统有许多相似性。可以看出,华北海与西伯利亚海在寒武纪时先远而后近。

河南华北型寒武纪动物群与美国的（Lochman-Balk et al.,1958）也有一些相似。美国的下寒武统含有与云南梅树村阶上部相当的遗迹化石,比河南辛集组要低。美国下寒武统的三叶虫与河南的差别较大,共同分子罕见。北美的中寒武统产三叶虫Kochaspis,河南馒头组的Hsuchuangia hsuchuangen-sis曾归入Kochaspis,二者有共同之处。河南中寒武统的Kootenia,Pagetia,Crepicephalina在北美多处发现。北美上寒武统产三叶虫Irvingella,Ptychaspis,Prosaukia,Saukia（Palmer,1977,1979）,化石组合面貌与河南类似。因而可以推测,华北海与北美海在寒武纪是相通的,彼此都处于低纬度的远洋海域。