学习任务中国晚古生代划分及生物界
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发布时间：2022-04-23 17:27
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时间：2023-10-10 23:12
【任务描述】 ①了解晚古生代地质特征；②掌握晚古生代的地质时代划分；③了解晚古生代生物界面貌，鉴定代表性化石。
一、晚古生代地质特征
晚古生代为加里东运动之后地史发展的一个新阶段，有机界和无机界较早古生代均有很大发展。在有机界，海生无脊椎动物发生了重要变革，陆生植物也开始大量繁盛，脊椎动物如鱼类、两栖类及原始爬行类逐渐征服*，呈现出一派生机盎然的局面。在无机界，早古生代后期北美和俄罗斯板块的碰撞导致劳俄*的形成。在中国，华夏板块与扬子板块的碰撞形成了基本统一的华南板块。柴达木、秦岭微板块与华北板块的碰撞使华北板块扩大了规模，由此造成了全球构造古地理面貌的重大改观。晚古生代，更大规模的板块运动导致劳俄板块与西伯利亚板块、华北板块和西伯利亚板块与哈萨克斯坦板块、非洲板块与劳俄板块等的缝合，诸多古大洋消失。到晚古生代末期，全球范围的联合古*（Pangea）基本形成。晚古生代的沉积类型更加丰富多彩，沉积矿产类型繁多。海生无脊椎动物的繁盛及高等植物的出现导致森林的形成，为油气和煤等能源矿产的形成创造了条件。
二、晚古生代时代划分
晚古生代的时限为距今410 ～250Ma，延续时间160Ma。包括泥盆纪（距今410 ～354Ma）、石炭纪（距今354～295Ma）、二叠纪（距今295～250Ma）（表8-2）。
三、晚古生代生物界面貌特征
晚古生代生物界发生了重大变化，其主要表现在：①脊椎动物相继发生重要进化并逐渐征服*；②陆生植物逐渐繁盛，改变了陆地的古地理景观；③海生无脊椎动物丰富多彩，生物类别发生了重大改观（图8-2）。
（一）海生无脊椎动物的演化
海生无脊椎动物和早古生代比较有显然不同，笔石类几乎完全绝灭，三叶虫和鹦鹉螺类大大地减少；珊瑚、腕足类的组成成分和数量都有了巨大的变化。头足类中无棱菊石类、腹足类等也较常见，牙形石在晚古生代也十分重要。作为晚古生代地层划分、对比依据的主要生物门类有：腕足类、珊瑚、 、无棱菊石和棱菊石类。
表8-2 晚古生代与地层划分
（据《中国地层指南》，2001）
腕足类在泥盆纪以石燕贝类特别发育，除石燕类外，中泥盆世后期的穿孔贝类，晚泥盆世的小嘴贝类都很重要。扭月贝类及无洞贝类在泥盆纪仍相当繁盛。石炭纪，长身贝类兴起，在浅海壳相地层中极为丰富，成为重要的标准化石。腕足动物在二叠纪时，仍占重要位置，与石炭纪相似，以长身贝类、石燕贝类及扭月贝类为主。其中尤以长身贝类最为繁盛，属种最多，此时扭月贝类出现了一些特化类型。
珊瑚在晚古生代期间极度繁盛，尤其是四射珊瑚出现了3期发展高峰。泥盆纪是四射珊瑚发展的第一*期，表现在属种繁多，构造多样，以泡沫型和双带型四射珊瑚为主，特别是中泥盆世晚期和晚泥盆世早期更为繁盛，常形成珊瑚礁。四射珊瑚一进入石炭纪，即大量分化为各种繁杂的类型，特别是在早石炭世四射珊瑚的繁盛达到顶点，可称为三带型阶段。珊瑚在早二叠世再度繁盛，形成古生代最后一次造礁期，构成礁体的主要为复体三带型四射珊瑚；至晚二叠世，四射珊瑚和横板珊瑚大量减少。
图8-2 晚古生代化石
1.Euryspirifer （阔石燕，D1）；2.Calceola sandalina （草履拖鞋珊瑚，D1-2）；3.Bothrolepis （沟鳞鱼，D2-3）；4.Disphyllum （分珊瑚，D）；5.Stringocephalus （鸮头贝，D2）；6.Manticoceras （尖棱菊石，D3）；7.Cyrtospirifer （弓石燕，D3）；8.Glossopteris （舌羊齿，C3-T1）；9.Cystophrentis （泡沫内沟珊瑚，C2）；10.Neuropteris giganua （大脉羊齿，C2）；11.Fusulinella（小纺锤
，C2）；12.Pseudoschwagerina（假希瓦格
，C2）；13.Gigantoproctus（大长身贝，C1）；14.Gigantopteris （大羽羊齿，P2）；15.Hayasakaia （早板珊瑚，P1）；16.Wentzellophyllum （似文采尔珊瑚，P1）；17.Neoschwagerina（新希瓦格
，P1）；18.Leptos（蕉叶贝，P2）；19.Pseudotirolites（假提罗菊石，P2）
类在早石炭世晚期已开始出现，而获得很大发展是始于早石炭世末期。从此到二叠纪，经历了明显而迅速的演化，且遍布于世界各地，因而
类化石是海相石炭系和二叠系很好的分带化石和对比的主要依据。早石炭世后期出现的原始
类一般都是比较小。旋壁三层式（内、外疏松层＋致密层）或四层式（内、外疏松层＋致密层＋透明层）、旋脊发育，隔壁平直或轻微褶皱。晚石炭世则出现形体较大的
，旋壁开始出现蜂巢层，隔壁褶皱趋于强烈、旋脊渐形退缩。早二叠世
类演化迅速、种属也多，一般为蜂巢层式旋壁，且个体较大，并出现具副隔壁、拟旋脊的类型。至晚二叠世
类减少，面临绝灭。]]
（二）陆生植物的繁盛及地理分异
晚古生代是孢子植物发展的时代。
（1）晚志留世已繁盛的裸蕨类，在早、中泥盆世进一步得到发展，是当时最占优势的陆生植物，但还没有真正的根和叶，仅生长于滨海沼泽等近水地区，主要代表为Zoster⁃ophyllum （工蕨，D1）。早泥盆世晚期至中泥盆世，开始逐渐出现根、茎、叶分化明显的原始石松类及有节类，如Protolepidodendiron （原始鳞木，D2）。晚泥盆世裸蕨类灭绝，除原始石松类仍繁盛外，还有真蕨类，如Archaepoteris （古蕨，D3-C1）和原始裸子植物，乔木植物占据优势，已形成小规模森林。说明植物界适应陆地环境的能力增强。
（2）石炭纪的植物界主要以节蕨类、石松类、真蕨和种子蕨类为主。此外还出现大量的种子蕨。裸子植物中的Cordaites （科达树，C-P）极为常见，是一种极为重要的造煤植物。从植物群演化上看，早石炭世的植物群面貌与晚泥盆世相近，分化现象不明显，是古蕨类植物群的延续，当时的植物只能适应于海滨低地的环境；但到晚石炭世，植物界开始空前繁盛。除节蕨类和石松类以外，真蕨类以及种子蕨类植物迅速发展。此时植物不仅限于海滨，且广布于*内部，由于*地区对气候的反映更为敏锐，因而晚石炭世以现明显的植物气候分带现象。
（3）早二叠世植物界总貌与晚石炭世相似，仍以节蕨、石松、真蕨、种子蕨等占优势，是晚石炭世植物群的连续。但晚二叠世植物界面貌就极为不同，出现了能适应较干燥寒冷气候的银杏、苏铁、本内苏铁、松柏等。事实上，晚二叠世的植物面貌、在很大程度上已和中生代植物相似。
（4）石炭纪晚期至二叠纪出现了明显地植物地理分区。中亚北部、西伯利亚以及我国、东北北部等地属安加拉植物区，以草本的较小的蕨类和种子蕨为主，木本植物有显著的年轮、代表北部温带植物区。南方包括南非、南美、印度、澳大利亚及南极洲等的冈瓦纳植物区，以含Glossopteris （舌羊齿）为特征，又称舌羊齿植物区，可能代表温、凉气候下的植物组合。介于安加拉植物区和冈瓦纳植物区之间的欧美、亚洲东南部为热带植物区，以树高叶大，木本多于草本为特征。由于东南亚大羽羊齿植物群的独特性质，故热带植物区中划分出一个华夏植物区，以别于欧美植物亚区。
（三）脊椎动物的发展与演化
（1）泥盆纪鱼类特别繁盛，可称为鱼类的时代。它们主要生活在河流、湖泊或河口地区，鱼类的繁盛是动物征服*的起始标志。鱼类化石的大量出现是从早泥盆世开始的，早泥盆世多无颚类（甲胄鱼类）和原始的有颚类（盾皮鱼类）。中晚泥盆世除甲胄鱼类和盾皮类外，出现了软骨鱼类（鲨类）和高等的硬骨鱼类（硬鳞鱼类、肺鱼类和总鳍鱼类）。如Bothriolepis （沟鳞鱼）等。总鳍鱼类具坚固的肉鳍，能用肉鳍在泥滩上爬行，并能用鳃和肺进行呼吸，因而它的发展有可能适应两栖生活，为后来两栖类的祖先。到晚泥盆世末，甲胄鱼类绝灭，大部分盾皮鱼类也绝灭，便开始出现原始的两栖类。
（2）石炭纪晚期，原始爬行类的出现是脊椎动物演化史上的又一次重大事件。原始爬行类以产于北美的林蜥为代表，至二叠纪，爬行类的种类更加多样，重要的代表有发现于北美的异龙类和遍布世界各大洲的二齿兽类。这些生物因演化迅速、分布广泛，成为陆相地层中的重要化石和*漂移的重要证据。
四、技能训练——晚古生代典型化石识别
训练目的：观察晚古生代代表性化石标本，掌握晚古生代生物群面貌及重要标准化石。
（一）泥盆纪
划分和对比泥盆系的重要生物类别有陆生植物、鱼类、腕足类、珊瑚和棱角石类。
腕足动物中的石燕类在泥盆纪时有很大发展，早、中泥盆世的石燕类，一般外形呈展翼状，放射褶粗，中隆、中槽光滑。到中泥盆世，则体形渐高，或中槽内具简单放射褶。晚泥盆世时，体形更高呈横方形，侧区及中槽、中隆内具分叉的放射线。此外，扭月贝类、无洞贝类和穿孔贝类在早、中泥盆世时也为重要类别。小嘴贝类在晚泥盆世也相当发育，新兴的长身贝类则从早泥盆世晚期开始出现。
【任务】 观察并描述下列代表性的化石：Dicoelostrophia （双腹扭形贝），Euryspirifer （阔石燕），Stringocephalus （鸮头贝），Cyrtospirifer （弓石燕），Yunnanellina （准云南贝）。
早泥盆世的四射珊瑚以单体型单带为主。泡沫型在中泥盆世早期较繁盛，且延伸到中泥盆世后期。而中、晚泥盆世主要为双带型的单体或复体珊瑚。横板珊瑚面貌与志留纪时相似。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Calcsola （拖鞋珊瑚），Hexagonaria （六方珊瑚）。
棱角石类在泥盆纪初期已有代表，大量出现于中、晚泥盆世。一般营游泳生活，故遗体可保存在浅海相或深水相沉积物中。
【任务】 观察并描述化石：Manticoceras （尖棱角石）。
正笔石类在泥盆纪时只剩下少数代表。
【任务】 观察并描述化石：Neomonograptus （新单笔石）。
陆生植物到泥盆纪时才首次大量出现。早、中泥盆世以形态简单、植物体很小的裸蕨和原始石松类为主。晚泥盆世时，石松植物发展成乔木，节蕨类、楔叶类及真蕨类也都有代表，裸蕨类则衰落了。
【任务】 观察并描述化石：Leptophloeum Dawson （薄皮木）。
淡水鱼类在泥盆纪时特别繁盛，在我国南方化石代表甚多。
【任务】 观察并描述化石：Bothriolepis （沟鳞鱼）。
（二）石炭纪
划分和对比石炭系的主要化石类别是腕足类、珊瑚、
类以及陆相植物。
腕足动物中的长身贝类大量繁殖，石燕类继泥盆纪后在石炭纪时仍为兴盛的一类。此外，尚有小嘴贝类也为常见的类别。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Gigantoproctus （大长身贝），Dictyoclostus （网格长身贝），Choristites （唱贝）。
石炭纪时，四射珊瑚分化出各种类型，早石炭世可称为三带型阶段。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Cystophrentis （泡沫内沟珊瑚），Pseudouralinia （假乌拉珊瑚），Kueichouphyllum （贵州珊瑚），Yuanophyllum （袁氏珊瑚），Thysanophyl⁃lum （泡沫柱珊瑚）。
类在早石炭世晚期开始出现。晚石炭世早期时发展迅速，但此时
的个体小，旋壁三层式或四层式，旋脊发育，隔壁平直或轻微褶皱。晚石炭世晚期则出现形体较大的
，旋壁开始出现蜂巢层构造，隔壁褶皱趋于强烈，旋脊逐渐退缩。]]
），Fusulinella（小纺锤
），Triticites（麦粒
），Pseudoschwagerina（假希瓦格
）。
在石炭纪时，棱角石类仍很繁盛。
【任务】 观察并描述化石：Gastrioceras （腹菊石）。
早石炭世的植物界面貌与晚泥盆世相近似。到晚石炭世早期，植物界开始空前繁盛，除节蕨和石松类外，真蕨及种子蕨也都迅速发展。到晚石炭世晚期时，出现明显的植物分带现象。
【任务】 观察并描述下列代表性的化石：Calamites （芦木）、Neuropteris （脉羊齿）。
（三）二叠纪
二叠纪是生物演化剧烈的时期。划分和对比二叠系的主要化石类别是陆相植物及海相的
类、腕足类、珊瑚及菊石等。早二叠世的演化迅速，种类也多，一般为具蜂巢层式旋壁，且个体较大。到晚二叠世
类减少，濒于绝灭。
【任务】观察并描述下列代表性化石：Parafusulina（拟纺锤
），Verbeekina（费伯克
），Neoschwagerina（新希瓦格
），Palaeofusulina（古纺锤
）。
二叠纪时，珊瑚是以复体三带型四射珊瑚为主，此外还有单体的四射珊瑚以及床板珊瑚。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Wentzellophyllum （似文采尔珊瑚），Polythecalis （多壁珊瑚），Hayasakaia elegantula （雅致早板珊瑚）。
二叠纪时，腕足类仍以长身贝类、石燕类及扭月贝类为主。其中长身贝类最为繁荣，属种最多。扭月贝类则出现一些特化类型。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Cryptospirifer （隐石燕），Oldhamina （欧姆贝）。
菊石在二叠纪时，以棱角石类和菊面石类共生为特征，常保存于特殊岩相（深水相）地层中，分布不广泛。
【任务】 观察并描述下列代表性的化石：Pseudohalorites （假海乐菊石），Pseudotirolites （假提罗菊石）。
陆生植物在早二叠世时，其总貌与晚石炭世时相似。晚二叠世，则有极大的变化，出现了适应干寒气候的银杏、苏铁、本内苏铁和松柏等。二叠纪时的植物分区基本是晚石炭世的继续。
【任务】 观察并描述下列代表性化石：Emplectopteris triangularis （三角织羊齿），Gigantopieris （大羽羊齿），Lobatannularia （瓣轮叶）。
