三叠纪

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三叠纪(Triassic Period),中生代的第一个纪。约开始于2.50亿年前,结束于2.08亿年前。三叠纪时期形成的地层称三叠系。1834年,F.A. von阿伯蒂在德国中部研究介于二叠系蔡希斯坦统与侏罗系里阿斯统之间的斑砂统、壳灰统、考依波统时,因其三分性明显,称之为三叠系,这一名称为1900年第8届国际地质大会承认。三叠纪在地史上具有特殊意义,它是生物群广泛更新的时代,是大面积陆地出现的时代,也是联合古陆开始破裂的时代。

目录

地层

世界的三叠系广泛分布于冈瓦纳古陆劳亚古陆和特提斯海的边缘海域、岛弧及各类拼贴地体上,也见于大陆内部的内陆盆地内。

按照沉积相特点,国际上通常分为海陆交互相的德国型三叠系、海相的阿尔卑斯型三叠系和陆相红层的英国型三叠系。近年来,有的学者又提出特提斯南缘浅海相的塞伐狄克型三叠系和北方海域的北极型三叠系等。这些类型实际上侧重于反映欧洲地区的一般情况。此外,还有亚澳地区的陆相含煤三叠系等类型。世界三叠纪地层对比见表1。

德国型三叠系

又称典型的三叠系,是欧洲海陆交互相三叠系的通称。主要分布在德国中部、法国巴黎盆地、波兰等地。在德国中部,主要出露在汉诺威至绍林吉亚、弗兰考尼亚、施瓦本。这里的三叠系由非海相的红层斑砂统、海相的灰岩层壳灰统和非海相的紫杂色层考依波统组成,厚达1600米。巴黎盆地的三叠系出露少,大片露头仅见于洛林地区,至盆地边缘阿登山,已变成近岸相的砂岩、白云岩层。在波兰,陆相三叠系十分发育,但中三叠统中仍有海相菊石和双孔藻 (Diplopora),显示浅海相环境。

德国型的三叠系同阿尔卑斯型的三叠系有密切联系,早已在德国的壳灰统中发现了洛麦尔鱼鳞蛤(Daonellalommelli) 和奥恩粗菊石(Trachyceras aon)等拉丁阶、卡尼阶化石,在波兰的三叠系中也发现有三瘤齿菊石(Paraceratites trinodosus)。这表明,在中三叠世及稍后时期,德国盆地、巴黎盆地等内陆盆地同特提斯海之间有广泛的沟通和交流。类似于德国型的三叠系也见于亚洲,中国北方大陆边缘的南祁连海湾和麟游海湾内有早、中三叠世海陆交互的碎屑岩沉积组合,阳康群和岐山组、和尚沟组产克氏蛤-正海扇 (Claraia-Eumorphotis)双壳类群和镜转菊石、假阿波罗菊石(Lenotropites and Pseudoapoloceras)以及滨海相的皮蛇尾 (Ophioderma)、斜蚌 (Naiadites)等。这是特提斯海泛入中国北方大陆形成的内湾相。

阿尔卑斯型三叠系

又称经典的三叠系,是欧洲海相三叠系的通称,主要分布在阿尔卑斯山区,其沉积相显示了特提斯海北缘暖海沉积特点。在奥地利的石灰岩阿尔卑斯地区,下部主要是三角洲沉积,称维尔芬统及顾登施泰因石灰岩,上部主要是潟湖相的白云岩和石灰岩,称主白云岩组、箭石灰岩组等。顶部的横相变化鲜明,潟湖向海的一侧,发育礁石灰岩、台地碳酸盐岩,称为兹拉姆巴赫珊瑚石灰岩和含伟齿蛤 (Megalodon)的达格施泰因石灰岩,碳酸盐台地之间还有盆地相或台沟相的红色石灰岩,即深水相的哈尔州石灰岩;潟湖向陆的一侧,发育杂色白云质砂、泥质岩层,也称为考依波层。

阿尔卑斯型的三叠系并不局限于阿尔卑斯山区,类似维尔芬统、哈尔州石灰岩和兹拉姆巴赫石灰岩、达格施泰因石灰岩的三叠系,广泛分布于狄那里克阿尔卑斯山脉、喀尔巴阡山、海伦尼克山、托罗斯山、扎格罗斯山、喜马拉雅山和青藏高原诸山脉。中国的阿尔卑斯型三叠系,大致分布在雅鲁藏布江以北、秦岭以南,良好的层序见于广西和黔南、桂北地区。许多研究者指出,广西田东、田林地区的下三叠统有相当于亚哥伦布欧文菊石(Owenites subcolumbites)层,贵州南部有类似维尔芬统和安尼期的赖夫林石灰岩及粗菊石 (Trachyceras)层。这表明中国的扬子地台南缘及右江海槽内,有盆地相-台地相沉积。

英国型三叠系

即陆相红层三叠系的统称。这种多伴有蒸发盐岩的红层,在三叠纪早、中世广泛分布于中、低纬度(北纬60°至南纬30°)地区。见于欧亚大陆的大型盆地中,如俄罗斯地台的维特鲁日群、中国北部准噶尔盆地的上苍房沟群、陕甘宁盆地的石千峰群上部(刘家沟组、和尚沟组)等。也见于北美大陆东侧的芬地湾、新苏格特、卡罗来纳等地的狭窄断陷盆地中,如红色砂岩、页岩夹熔岩组成的纽瓦克系。在冈瓦纳大陆的许多内陆盆地,如南非、印度、澳洲、南极洲的大、小内陆盆地内,陆相红层也十分发育。比较著名的是南非的卡鲁系,有水龙兽(Lystrosaurus)、肯氏兽(Kannemeyeria)等四足动物

塞伐狄克型三叠系

又称特提斯南缘的三叠系,分布在伊伯利亚半岛的一部分地区、法国的南部普罗旺斯地区、爱琴海沿岸(希腊)、西亚和北非等地。这是一种浅海相为主的三叠系,兼有德国型与阿尔卑斯型三叠系特点,即其下部类似维尔芬统,中、上部与壳灰统、考依波统相似。中国藏南珠穆朗玛地区的三叠系属于塞伐狄克型,也具有早三叠世克氏蛤动物群(Claraia griesbachiCl.painkhandana,Cl.dieneri),属种单调,中三叠世菊石群同阿尔卑斯型相似率低的特点,是冈瓦纳大陆北缘陆棚浅海沉积的一部分。

北极型三叠系

是世界中、高纬度上的三叠系,主要分布在北极圈内的斯维尔德鲁普盆地和科迪列拉海槽,即伊丽沙白群岛和不列颠哥伦比亚、阿尔伯特州,墨西哥和阿拉斯加一些地区也有零星分布。它们是北美大陆上和大陆边缘的三叠系,由碎屑岩组成。斯维尔德鲁普盆地的下三叠系称布林弗组和约恩组含丰富的北方菊石,分为 4个阶,已逐渐被国际地学界接受为世界年代标准。位于太平洋西侧的俄罗斯和中国,也发现了北极型三叠系的菊石,例如中国青海省东部同仁、兴海和冬给措纳湖一带,发现了维什菊石 (Vishnuites cf.dicipiens)、但奈丁菊石(Dunedinites sp.)、斯瓦尔巴菊石(Svalba-rdiceras sp.) 等。这表明北方海同特提斯海北部当时有广泛的交流,北极型三叠系可同阿尔卑斯型三叠系对比。

生物年代地层分类和对比

18世纪末叶至19世纪中叶,世界三叠系的生物年代分类标准,逐步地在东阿尔卑斯地区建立起来。这就是在奥地利和意大利境内的下三叠统维尔芬阶或斯西提阶,中三叠统安尼阶、拉丁阶、上三叠统卡尼阶、诺利阶和瑞替阶。这些阶的层型,在奥地利的梯罗尔州维尔芬附近,恩斯河流域和意大利的多洛麦特山等地。20世纪以来,三叠系的生物年代分类研究更为详细。主要涉及下三叠统的分阶,二叠-三叠系界线,瑞替阶的归属和各阶的含义厘定等。经过深入研究,德国型与阿尔卑斯型三叠系的生物年代对比也比较明确。地层分类对比见表2。

生物界

三叠纪的古生物群(特别是古动物群)演化进入一个新阶段,海生无脊椎动物大量更替,陆生脊椎动物有新的发展,植物不论类别还是组成分子都有显著变革。

海生无脊椎动物

是由菊石、双壳类、腕足类等门类组成的新集群。菊石演化迅速,是划分地层的重要类群。三叠纪初期仅有一支二叠纪后裔耳菊石(Otoceras)和外盘菊石(Xenodiscus)幸存,随后迅速繁衍,早三叠世发展成100多个属,整个三叠纪近460个属。菊石壳的结构和饰纹,也由简单的菊石式、光壳进化到复杂的菊面石式、具粗脊和结节。其重要的菊石化石属于齿菊石科 (Ceratitidae)、转菊石科(Tpopitidae)、皱菊石科(Ptychitidae)、克拉第菊石科(Cladiscitidae)和鳍菊石科(Pinnacoceratidae)。双壳类类别多、分布广泛,在古特提斯与古太平洋区地层对比中有重要价值,如克氏蛤(Claraia)、正海扇(Eumorphotis)、鱼鳞蛤(Daonella)、海燕蛤(Halobia)、髻蛤(Monotis)、缅甸蛤(Burmesia)是地层分带和生物地理区的重要代表。腕足类在三叠纪初期已相当衰落,但自中三叠世开始重新激增。如在中国,早三叠世仅有无铰纲舌形贝(Lingula)、髑髅贝(Crania)等10多个属,中三叠世以后有具铰纲的小嘴贝目、石燕目、穿孔贝目等14个超科、33个科、120个属、200多个种出现。此外,六射珊瑚,特别是石珊瑚目(Seleractina),也是中、晚三叠世繁盛的一类。它们曾在北纬30°至南纬30°间形成礁体。有孔目、棘皮动物门(海百合纲、蛇尾纲、海星纲)、海绵动物门等,也在暖海浅水区内或礁体附近集结成群落,它们的分异度相对较小。

脊椎动物

在二叠纪末无明显的绝灭现象。二叠纪的四足动物,包括两栖类和爬行类的残余成分滑体迷齿类(Lissamphibians)、虾蟆螈(Mastodonsaurus)、坚椎鱼(Stereospondylus),派克鳄(Euparkeria)等,是三叠纪初期的主要成分。中、晚三叠世时,大量的新类群,包括两栖类(如原舌尾目Proanura)、龟鳖类(如海龟目Chelonia)、喙头类 (如Phynchocephalus)、原始的恐龙(腔骨龙Coelophysis)、古脚类(Paleopoda)、鸟臀目(Ornithoschia)等迅速发展起来了。最原始的哺乳类,如摩根尖齿兽(Morganucodon)、三尖齿兽类(Triconodonts)、柱齿兽类(Dacodonts)、对齿兽类(Symmetrodonts),也在此时出现。因适应湖海生活还形成了一支水生爬行类,如鱼龙 (Ichthyosaurus)、幻龙(Nothosaurus)、楯齿类 (Placodus)等。水体中还有鱼类的几个支系,鲨、空棘类、肺鱼类和软骨硬鳞类等。

古植物群

其变革发生于二叠纪末,苛达类、树形石松、瓢叶以及古生代的种子蕨植物绝灭了,楔叶和真蕨纲减退下来,而松柏、银杏和中生代类型的种子蕨植物兴起并进入三叠纪,裸子植物成为优势群落。在早三叠世仅有少量蕨类如翅羊齿(Neuropteridium)、石松纲如肋木(Pleuromeia)等;而中、晚三叠世大量的苏铁类、银杏类兴盛起来并发展成为局部的森林,包括篦羽叶(Ctenis)、侧羽叶(Pterophyllum)、大网羽叶(Anthraphyopsis)、耳羽叶(Otozamites)、拟丹尼蕨(Danaeopsis)、网叶蕨(Dictyephyllum)、鳞羊齿(Lepidopteris)等。(见彩图)

古构造、古地理和古气候

三叠纪是联合古陆开始破裂、特提斯洋开始扩张,陆地面积空前扩大,气候比较炎热的时期。联合古陆的解体,沿着北极-北大西洋裂谷系和特提斯-中大西洋-墨西哥湾裂谷系两个方向进行。佯随着联合古陆的解体和特提斯洋的演化,在中、低纬度的海侵范围增大,三叠纪的气候也由炎热向温湿转化。根据全球气候敏感岩石(蒸发盐岩和煤)和旱生植物(松柏类)、喜湿植物(蕨类、苏铁类)以及温暖浅海生长的珊瑚等无脊椎动物的分布,人们已勾画了三叠纪气候分带图景:赤道两侧各有一条宽阔的干旱带,高纬度带和极区(北极区)各有潮湿带,特提斯东部中纬度地区,有小片的季节性雨区。全球海相三叠系分布如图。

参考书目

杨遵仪、李子舜、曲立范等:中国的三叠系,《中国地层概论》,地质出版社,北京,1982。

A.Tollmann, Analyse des Klassischen nordal pinen Mesozoikums,Franz Deuticke Wien,1976.

M.House & J.R. Senior ed.,The Ammonoidea:theEvolution, Classification, Mode of Life and Geological Usefulness of a Major Fossil Group,Academic Pr.,London,1981.

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