关于寒武纪介绍

[拼音]：Hanwuji

[外文]：Cambrian Period

古生代的第一个纪，约开始于6亿年前，结束于5亿年前。寒武纪形成的地层称寒武系。寒武系为1835年A.塞奇威克取名于英国西部威尔士的寒武山脉（坎布里亚山脉）。“寒武”一词是 Cambric的日语汉字音译。寒武纪有不同类别的沉积岩、火成岩和变质岩，广布于全球各大洲。海洋中生活着各类低级植物，大量原始无脊椎动物和原生生物（陆地上基本上无生物活动）。海进、海退相当频繁。蕴藏着丰富的矿产。

地层

寒武纪地层具有多样岩石类型，地层厚度极为悬殊，大者可达数千米，小者数百米。巨厚地层是以快速沉降海盆或海槽沉积的砂岩、页岩、硅质岩等为主的复理石或类复理石建造，间或夹以火山岩，如中国粤、桂、闽、湘南、赣南、甘肃中部等处；也有的以白云岩、白云质灰岩为主的不正常陆表海沉积或地台边缘沉积，如华中、西南等处以及滞流海槽相沉积，如浙西、甘肃北山、新疆霍城、皖南、赣北、湘中等地。此外，还有生物礁,如华北、东北南部上寒武统的大涡卷状藻礁,华中、西南、黑龙江北部、天山东部的古杯动物（一种已绝灭了的与海绵相似的动物）礁。晚寒武世岩相古地理分布如图1。

寒武纪生物地理区，依据古生物的显著特点划分为：东方动物群地理区、西方动物群地理区和两个动物群混生的中间动物群地理区。中国主要属东方动物群地理区，仅大兴安岭和黑龙江一带为中间动物群地理区。按岩性特征和沉积环境将生物地理区进一步划分为区系和亚区（或型和亚型）。中国的华北区系（包括华北－东北南部亚区和扬子-青川藏亚区）和东南区系（包括江南-西北亚区和珠江亚区）分别与西方动物群地理区的北美区系和大西洋区系相对应（图2，表1）。

东方动物群地理区中的华北区系和东南区系以及其间的过渡区的地层，以中国发育最为完整。寒武纪时期，中国西南海侵较东北更早，下寒武统下部的梅树村阶、筇竹寺阶和沧浪铺阶下部的地层在华北和东北南部全部缺失，沧浪铺阶中期（辛集期）和后期(昌平期)海侵逐步向东北方向超覆。由于各地沉积的岩石类型不同，各有其地层名称,表2为中国主要各大区寒武纪地层的划分和对比。

西方动物群地理区中,北美区系以美国发育较全,大西洋区系则可以西北欧斯堪的纳维亚地区为代表，过渡区的地层不甚发育，以零星出露于加拿大纽芬兰的较为典型。

关于寒武系的顶界、底界和统与统之间界线的划分，尚未解决。寒武系底界的剖面，有中国云南晋宁梅树村、俄罗斯西伯利亚、加拿大纽芬兰、美国纽约州和印度小喜马拉雅等处较有代表性，其中以梅树村剖面 (见彩图)第一个化石带(Anabarites-Cirootheca-Protoertzina带)的底界作为前寒武系与寒武系的界线，有希望选作为国际的界线层型。寒武系与奥陶系之间的界线，以中国吉林浑江大阳岔剖面最为完整，与加拿大纽芬兰剖面被同列为候选界线层型。下寒武统与中寒武统的界线，在东方动物群中，划在中国的龙王庙阶与徐庄阶之间,以三叶虫Redlichiids的消亡为准;在北美，中、下统的界线没有一致意见,一部分人将佐治亚阶的 Plagiura-Poliella带划归下寒武统，另一部分人将此带作为中寒武统的底界。大西洋区系意见较为统一，界线划在Protolenids-Strenuellids类的消亡与 Eccaparadoxides的出现之间。上寒武统与中寒武统的界线，华北区系划在张夏阶与崮山阶之间；东南区系划在杨柳岗群 Lejopyge armata带上部（相当于Lejopyge sinensis带）与华严寺组的Glyptagnostusstolidotus 带之间。这个界线相当于西北欧 Lejopygelaevigata带与Agnostus pisiformis带之间的位置。北美区系有人把 Crepicephalus带作为上寒武统的底界，也有人将其下的Cedaria带作为底界。

生物界

寒武纪初期地球上出现大量个体微小的原始硬壳无脊椎动物(称为小壳动物群)，几乎所有海生无脊椎动物的各大门类都有它们的代表，例如软舌螺、单板类、腹足类、喙壳类、腕足类和分类位置不明的棱管壳、齿形壳等，称为“非三叶虫时代”，即相当中国的梅树村阶（期）。其后，从筇竹寺期开始，进入“三叶虫时代”。三叶虫(Trilobite)属于节肢动物甲壳类,在寒武纪繁殖最盛,其数量占生物分类总数的60～70％,其次为腕足类(Brachiopoda)，占20～30％,其余10～15％为海绵动物(Porifera)、古杯动物 (Archaeocyatha)、腔肠动物(Coelenterata)、软体动物(Mollusca)、环节动物(Annelida)、牙形石(Conodonta)、棘皮动物(Echinodermata)、笔石动物 (Graptolithina)和三叶虫除外的其他节肢动物等。植物方面，有各种藻类（如海带）、叠层石(Strmatolite)、孢子（Spore）、疑源类(Acritarcha) 以及细菌等。全球的寒武纪可以划分为几个主要生物地理区。

全球进入“三叶虫时代”之后，以三叶虫为主的生物界有两个发展中心：一个是亚洲、大洋洲、南极洲以莱德利基虫 （redlichiids）类（早寒武世）、德氏虫(damesellids)类（中寒武世）和济南虫 (tsinaniids)类(晚寒武世)为代表的东方动物群；一个是南美洲、北美洲和西欧以小油节虫(olenellids)类(早寒武世)、兜头虫 (paradoxids)类（中寒武世）和油节虫(olenids)类（晚寒武世）为代表的西方动物群。这两个动物群发展中心之间的过渡区，具有两个动物群的混生现象。晚寒武世晚期，华北区系和北美区系均有索克虫类 (saukiids)三叶虫的发现，说明东方与西方动物群之间的海水沟通已十分明显。另一方面，以浮游为主的球接子类(agnostids) 三叶虫, 在东南区系与大西洋区系中也普遍分布；而以底栖或半游泳为主的非球接子类的多节类(polymerid trilobites)三叶虫，则有明显的区别。根据古生态、沉积环境、器官机能构造、古地理条件等因素,这两大动物群又可分为3类：

（1）以底栖为主的、在海水动荡、供氧充分、气候温暖的内陆浅海区或浅海陆棚区生活的华北区系和北美区系；

（2）是以浮游为主的、生活在宁静滞流海盆或海槽区，海水较深、供氧不足、还原环境为主的东南区系和大西洋区系；

（3）是底栖与浮游两类动物均有，它们生活在以上两个类型之间的过渡区。

地史特征

寒武纪的气候比较温暖、干燥，表现在：

（1）中国西南、伊朗、西伯利亚中部和摩洛哥有岩盐和石膏等蒸发岩。

（2）中国北部和东北南部、巴基斯坦有红、紫色页岩、砂岩、食盐与石膏假晶和具有红紫色氧化外壳砾石的砾岩。

（3）气候温暖的另一证明，可以从全球广泛分布的鲕状灰岩、白云岩和海绿石推知。

（4）从分布于中国长江中游、西南、新疆中天山、黑龙江北部、西伯利亚、澳大利亚、南极、北美洲、摩洛哥、西班牙、意大利、挪威北部的古杯动物灰岩或古杯礁，也可以推知寒武纪的气候较为温暖。古杯动物生活的水温被认为应不低于25℃。

寒武纪是地壳比较稳定的时期，强烈的造山运动仅见于北亚萨莱伊尔-萨彦岭等局部地区,主要是地壳升降的造陆运动。例如中国华北和东北南部，在新元古代震旦纪时上升为陆（华北古陆），直至早寒武世后期（辛集期和昌平期）始下沉，海水上升，超覆于元古宙中期的前震旦纪地层之上。但局部的火山活动强烈，如中国甘肃中部、中亚、澳大利亚、英国、捷克和斯洛伐克等处都有大量喷发岩。

矿产

在中国南部和西北部、爱沙尼亚有早寒武世铀矿，中国西南部和瑞典有中、晚寒武世铀矿。中国西南、西北、华北地台南缘和前苏联卡拉套有早寒武世磷矿，中国海南、新疆、青海和澳大利亚乔治娜盆地有中、晚寒武世磷矿。中国南部的江南亚区和过渡区有石煤、钒、镍、铜、金、钴等数十种元素的多元素矿床。中国四川、吉林和摩洛哥、伊朗、俄罗斯西伯利亚有岩盐和石膏矿，中国河南亦有石膏矿。世界著名汞矿产于中国湘西、黔东、桂北江南亚区和过渡区的寒武纪地层中，华南有一大部分钨矿产于珠江亚区的寒武纪复理石和类复理石地层中。这两个矿种均产于寒武纪沉积岩，经过第二次富集作用而成的矿床。此外，湘西过渡区的寒武系中、下统中尚有铅、锌矿。（见彩图）

参考书目

1. 王鸿祯主编：《中国古地理图集》，地图出版社，北京，1985。
2. 卢衍豪：地球发展史中无脊椎动物演化的过程，《进化论选集》（纪念达尔文逝世一百周年学术讨论会论文选编），科学出版社，北京，1983。
3. C.H.Holland ed., Lower Palaeozoic Rocks of the World,John Wiley & Sons,Inc.,London,1974.

参考文章

• 前寒武纪时的亚洲是个什么样子？地理知识
• 前寒武纪（系）Precambrian地球科学
• 寒武纪CambrianPeriod地球科学