寒武紀是在地質(zhì)時(shí)間上約為五億五百萬(wàn)至五億四千萬(wàn)年前古生代初期的一段地質(zhì)時(shí)間。它可區分為三個(gè)時(shí)期：始寒武紀（五億四千萬(wàn)至五億七千萬(wàn)年前）、中寒武紀（五億兩千三百萬(wàn)至五億四千萬(wàn)年前）、以及后寒武紀（伍億五百萬(wàn)至五億兩千三百萬(wàn)年前）。

[編輯本段]海洋無(wú)脊椎動(dòng)物大發(fā)展

寒武紀是地質(zhì)年代劃分中屬顯生宙古生代的第一個(gè)紀，距今約5.4億至5.1億年，寒武紀是現代生物的開(kāi)始階段，是地球上現代生命開(kāi)始出現、發(fā)展的時(shí)期。寒武紀對我們來(lái)說(shuō)是十分遙遠而陌生的，這個(gè)時(shí)期的地球大陸特征完全不同于今天。寒武紀常被稱(chēng)為“三葉蟲(chóng)的時(shí)代”，這是因為寒武紀巖石中保存有比其他類(lèi)群豐富的礦化的三葉蟲(chóng)硬殼。當時(shí)出現了豐富多樣且比較高級的海生無(wú)脊椎動(dòng)物，保存了大量的化石，從而有可能研究當時(shí)生物界的狀況，并能夠利用生物地層學(xué)方法來(lái)劃分和對比地層，進(jìn)而研究有機界和無(wú)機界比較完整的發(fā)展歷史。但澄江動(dòng)物群告訴我們，現在地球上生活的多種多樣的動(dòng)物門(mén)類(lèi)在寒武紀開(kāi)始不久就幾乎同時(shí)出現。

寒武紀是顯生宙(phanerozoi)的開(kāi)始，標志著(zhù)地球生物演化史新的一幕。在寒武紀開(kāi)始后的短短數百萬(wàn)年時(shí)間里，包括現生動(dòng)物幾乎所有類(lèi)群祖先在內的大量多細胞生物突然出現，這一爆發(fā)式的生物演化事件被稱(chēng)為“寒武紀生命大爆炸”(cambrianexplosion)。帶殼、具骨骼的海洋無(wú)脊椎動(dòng)物趨向繁榮，它們營(yíng)底棲生活，以微小的海藻和有機質(zhì)顆粒為食物，其中，最繁盛的是節肢動(dòng)物三葉蟲(chóng)，故寒武紀又稱(chēng)為“三葉蟲(chóng)時(shí)代”，其次是腕足動(dòng)物、古杯動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和腹足動(dòng)物，寒武紀的生物形態(tài)奇特，和我們現在地球上所能看見(jiàn)的生物極不相同。比較著(zhù)名的有早寒武世云南的澄江動(dòng)物群、加拿大中寒武世的布爾吉斯頁(yè)巖生物群。寒武紀的生物界以海生無(wú)脊椎動(dòng)物和海生藻類(lèi)為主。無(wú)脊椎動(dòng)物的許多高級門(mén)類(lèi)如節肢動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、軟體動(dòng)物、腕足動(dòng)物、筆石動(dòng)物等都有了代表。其中以節肢動(dòng)物門(mén)中的三葉蟲(chóng)綱最為重要，其次為腕足動(dòng)物。此外，古杯類(lèi)、古介形類(lèi)、軟舌螺類(lèi)、牙形刺、鸚鵡螺類(lèi)等也相當重要。拋開(kāi)牙形石不說(shuō)，高等的脊索動(dòng)物還有許多其他代表，如我國云南澄江動(dòng)物群中的華夏鰻、云南魚(yú)、?？隰~(yú)等，加拿大布爾吉斯頁(yè)巖中的皮開(kāi)蟲(chóng)，美國上寒武統的鴨鱗魚(yú)。

在潮濕的低地，可能分布有苔蘚和地衣類(lèi)的低等植物，但它們還缺乏真正的根莖組織，難以在干燥地區生活；無(wú)脊椎動(dòng)物也還沒(méi)有演化出適應在空氣中生活的機能。寒武紀沒(méi)有真正的陸生生物，大陸上缺乏生氣、荒涼一片。

古生物學(xué)引用“大爆發(fā)”一詞，來(lái)形容生物多樣性突然爆發(fā)式出現。根據寒武紀開(kāi)始時(shí)痕跡化石和小殼化石的突然多樣性和復雜性，“寒武紀大爆發(fā)”的理論在澄江動(dòng)物群發(fā)現之前就已提出，但對“寒武紀大爆發(fā)”所產(chǎn)生的動(dòng)物及動(dòng)物群落結構特征所知甚微，即使著(zhù)名的加拿大布爾吉斯頁(yè)巖動(dòng)物群化石也比“寒武紀大爆發(fā)”晚1000多萬(wàn)年，不能回答寒武紀初期海洋中具體有什么生命。

澄江動(dòng)物群的地質(zhì)時(shí)代正處于“寒武紀大爆發(fā)”時(shí)期，它讓我們如實(shí)看到5.3億年前動(dòng)物群的真實(shí)面貌，各種各樣的動(dòng)物在“寒武紀大爆發(fā)”時(shí)期迅速起源，立即出現，現在生活在地球上的各個(gè)動(dòng)物門(mén)類(lèi)幾乎都已同時(shí)存在，而不是經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的演化慢慢變來(lái)的。它將動(dòng)物多樣性的歷史前推到寒武紀早期。

寒武紀的生物形態(tài)奇特，和地球上的現生生物極不相同。最古老的魚(yú)種也出現在這個(gè)時(shí)代，是耳材村?？隰~(yú)（haikouichthysercaisis），該化石發(fā)掘在澄江動(dòng)物群。

[編輯本段]全球洪水泛濫的年代

在寒武世時(shí)，具有硬殼的動(dòng)物第一次大量地出現，許多大陸都被淺海所泛濫，超大陸剛瓦那(gondwana)則正在南極附近形成。

寒武紀晚期地球海陸分布圖形成于前寒武世末期(大約距今六億年前)的超大陸潘諾西亞(pannotia)，在古生代的時(shí)候開(kāi)始分裂，一個(gè)新的海洋－－巨神海(iapetuso)在勞倫西亞(urentia,北美)、波羅地(baltica,北歐)和西伯利亞(siberia)這幾個(gè)古大陸之間擴張。超大陸岡瓦那(gondwana)則在泛非褶皺帶上組合而成當時(shí)最大的大陸，范圍從赤道延伸到南極。

在奧陶世時(shí)期，溫暖的海水把石灰巖和鹽巖沉淀在岡瓦那大陸的赤道地區(australia澳洲、india印度、a中國與antarctica南極洲)，同時(shí)在岡瓦那大陸的南極地區(africa非洲與southamerica南美)則沉淀了冰河的沉積及冰漂的碎屑。

也稱(chēng)“前古生代”，古生代第一個(gè)紀－寒武紀（距今約六億年）之前的地質(zhì)時(shí)代。

[編輯本段]漫長(cháng)的前寒武紀

寒武紀的開(kāi)始，標志著(zhù)地球進(jìn)入了生物大繁榮的新階段。而在寒武紀之前，地球早已經(jīng)形成了，只是在幾十億年的漫長(cháng)過(guò)程中一片死寂，那時(shí)地球上還沒(méi)有出現門(mén)類(lèi)眾多的生物。這樣，科學(xué)家們便把寒武紀之前這一段漫長(cháng)而缺少生命的時(shí)間稱(chēng)作前寒武紀。前寒武紀約占全部地史時(shí)間的六分之五，由于沒(méi)有足夠的生物依據，我們對地球的這段歷史知之甚少。

根據有關(guān)生命活動(dòng)跡象的寶貴資料，也是為了研究上的便利，地質(zhì)學(xué)家把漫長(cháng)的前寒武紀分為太古代、元古代兩部分。太古代之前（地球形成之初－38億年前）則有多種不同的稱(chēng)呼。

太古代離我們久遠，其時(shí)限約從38億年至26億年前，長(cháng)達12億年。太古代是具有明確地史記錄的最初階段。在這漫長(cháng)的12億年間，是地球形成后的初始期，地表到處形成童山和荒漠，由于年代久遠，確實(shí)很難尋覓到化石，人們對這一時(shí)期的生命活動(dòng)了解得很少。但20世紀后半期，科學(xué)家們陸續在南非和澳大利亞獲得了重大收獲，在變質(zhì)程度不太劇烈的沉積巖層中發(fā)現了疊層石，這是微生物和藻類(lèi)活動(dòng)的產(chǎn)物。此外，人們在這些古老的巖層中還分析出大量的有機化合物（如苯、烴基苯等）和環(huán)形化合物（如呋喃、甲醇、乙醛等）。在南非的一套古老沉積巖中，科學(xué)家們借助先進(jìn)的精密觀(guān)測儀器，發(fā)現了200多個(gè)與原核藻類(lèi)非常相似的古細胞化石，這些微體化石一般為橢圓形，具有平滑的有機質(zhì)膜，這是人們迄今為止發(fā)現的最古老、最原始的化石，也是在太古代地層中發(fā)現的最有說(shuō)服力的生物證據。從生物界看，這是原始生命出現及生物演化的初級階段，當時(shí)只有數量不多的原核生物，他們只留下了極少的化石記錄。從非生物界看，太古宙是一個(gè)地殼薄、地熱梯度陡、火山—巖漿活動(dòng)強烈而頻繁、巖層普遍遭受變形與變質(zhì)、大氣圈與水圈都缺少自由氧、形成一系列特殊沉積物的時(shí)期；也是一個(gè)硅鋁質(zhì)地殼形成并不斷增長(cháng)的時(shí)期，又是一個(gè)重要的成礦時(shí)期。

元古代的時(shí)限自26億年前至5.7億年，在這段地史中，原核生物演化為真核細胞生物，形成地史時(shí)期的菌－藻類(lèi)時(shí)代。人們在這一時(shí)期的古老地層中發(fā)現過(guò)微古植物化石、宏觀(guān)藻類(lèi)化石及疊層石。僅在我們中國，古生物學(xué)家就已發(fā)現元古代不同時(shí)期的微古植物化石80余屬、近200個(gè)種，生命在元古代得到進(jìn)一步繁榮，那時(shí)的地球已不再是滿(mǎn)目荒蕪了。初期地表已出現了一些范圍較廣、厚度較大、相對穩定的大陸板塊。因此，在巖石圈構造方面元古代比太古代顯示了較為穩定的特點(diǎn)。早元古代晚期的大氣圈已含有自由氧，而且隨著(zhù)植物的日益繁盛與光合作用的不斷加強，大氣圈的含氧量繼續增加。元古代的中晚期藻類(lèi)植物已十分繁盛，明顯區別于太古代。

元古代末期，大約從8.5－5.7億年，被命名為震旦紀，這是因為這段時(shí)間在生命演化歷程中具有承前啟后的意義，并且它的命名地是在中國。

“震旦（sinian）”意指中國，古印度就稱(chēng)華夏大地為“震旦”，德國地質(zhì)學(xué)家首先把它用于地層學(xué)，后來(lái)許多學(xué)者都仿效使用，但含義有所不同。后來(lái)地質(zhì)學(xué)家們重新定義了震旦紀，我國著(zhù)名地質(zhì)學(xué)家李四光等在長(cháng)江三峽建立起完整的震旦紀地質(zhì)剖面，這就是有名的峽東剖面，它向全世界提供了地層對比的依據。

震旦紀已有了明確的生物證據，在動(dòng)物界出現了低等的小型具硬殼的物種，以及大量裸露的高級動(dòng)物，后者就是發(fā)現于澳大利亞的埃迪卡拉動(dòng)物群。在植物方面表現為高級藻類(lèi)（如紅藻、褐藻類(lèi)等）的進(jìn)一步繁盛，宏觀(guān)藻類(lèi)也得到飛速的發(fā)展，這時(shí)的地球已徹底改變一片死寂、毫無(wú)生氣的面貌了。

震旦紀（sinianperiod）是元古代最后期一個(gè)獨特的地史階段。從生物的進(jìn)化看，震旦系因含有無(wú)硬殼的后生動(dòng)物化石，而與不含可靠動(dòng)物化石的元古界有了重要的區別；但與富含具有殼體的動(dòng)物化石的寒武紀相比，震旦系所含的化石不僅種類(lèi)單調、數量很少而且分布十分有限。因此，還不能利用其中的動(dòng)物化石進(jìn)行有效的生物地層工作。震旦紀生物界最突出的特征是后期出現了種類(lèi)較多的無(wú)硬殼后生動(dòng)物，末期又出現少量小型具有殼體的動(dòng)物。高級藻類(lèi)進(jìn)一步繁盛，微體古植物出現了一些新類(lèi)型，疊層石在震旦紀早期趨于繁盛，后期數量和種類(lèi)都突然下降。再從巖石圈的構造狀況來(lái)看，震旦紀時(shí)地表上已經(jīng)出現幾個(gè)大型的、相對穩定的大陸板塊，之上已經(jīng)是典型的蓋層沉積，與古生界相似。因此，震旦紀可以被認為是元古代與古生代之間的一個(gè)過(guò)渡階段。

埃迪卡拉動(dòng)物群主要由類(lèi)似水母類(lèi)、蠕蟲(chóng)類(lèi)、海鰓綱的生物所組成，多保存為印痕化石，盡管它們的形態(tài)、結構都很原始，但它們被認為是20世紀古生物學(xué)最重大的發(fā)現之一。這一發(fā)現使科學(xué)界擯棄了長(cháng)期以來(lái)認為在寒武紀之前不可能出現后生動(dòng)物化石的傳統觀(guān)念。所謂后生動(dòng)物即是指相對于原生動(dòng)物的各種多細胞動(dòng)物。

[編輯本段]聞名的張夏寒武紀地層剖面

山東張夏、崮山、饅頭山一帶，寒武紀地層發(fā)育和出露都十分良好，而且緊靠津浦鐵路交通便利，早在19世紀末就為國內外地質(zhì)學(xué)者所重視。1903年美國地質(zhì)學(xué)家b·維里斯和e·布萊克威爾德在張夏、崮山、萊蕪九龍山等地測量了剖面，采集了化石，對寒武紀地層作了初步劃分，其研究成果于1907年正式發(fā)表，將張夏、崮山一帶的寒武紀地層自下而上劃分為饅頭頁(yè)巖、張夏灰巖、崮山頁(yè)巖、炒米店灰巖。之后美國古生物學(xué)家畢可脫（1913年）、日本人遠藤隆次（1939年）、小林貞一（1941年、1942年、1955年）均相繼研究過(guò)張夏、崮山一帶寒武紀地層中的生物化石。我國著(zhù)名的地質(zhì)學(xué)家孫云鑄教授從1923年起對張夏、崮山地區的寒武系進(jìn)行了長(cháng)達20余年的研究，對寒武紀地層做了劃分。1953年盧衍豪、董南庭重新觀(guān)察了張夏、崮山一帶寒武紀標準剖面，其中最重要的是把b·維里斯和e·布萊克威爾德的饅頭頁(yè)巖自下而上再分為饅頭組、毛莊組、徐莊組，并把前兩個(gè)組置于下寒武統，把后一個(gè)組歸入中寒武紀，炒米店灰巖再分為鳳山組及長(cháng)山組，將張夏地區寒武系確定為7個(gè)單位和17個(gè)三葉蟲(chóng)化石帶。此后，有關(guān)地質(zhì)院校，如北京地質(zhì)學(xué)院等，以及山東省地質(zhì)局等單位，先后對張夏寒武紀地層剖面作過(guò)大量的野外觀(guān)察、剖面測制、室內鑒定和專(zhuān)題研究，取得了豐富的實(shí)際資料，從不同的角度補充和完善了該剖面的基礎資料，進(jìn)一步提高了該剖面的研究水平。

張夏寒武紀地層剖面，把寒武系劃分為下、中、上統的7個(gè)地層單位，即下統的饅頭組,中統的毛莊組、徐莊組、張夏組，上統的崮山組、長(cháng)山組、鳳山組?，F從老到新簡(jiǎn)述如下：

饅頭組主要由紫紅色、黃綠色等雜色頁(yè)巖及泥質(zhì)、白云質(zhì)灰巖組成。底部不整合于泰山雜巖的rou紅色片麻狀花崗巖之上。下部灰巖中含磁石結核和條帶，上部頁(yè)巖中具微細水平層理，中部頁(yè)巖含有三葉蟲(chóng)化石～中華萊德利基蟲(chóng)。厚度119米。

毛莊組主要由紫色云母質(zhì)頁(yè)巖和灰巖組成。含三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)及藻類(lèi)化石。厚度39米。

徐莊組主要由紫灰色頁(yè)巖和鮞狀灰巖組成，其中下部的灰巖及灰質(zhì)粉砂巖中常具斜層理或交錯層理。含有徐莊蟲(chóng)等三葉蟲(chóng)化石及腕足類(lèi)化石。厚度73米。

張夏組主要由鮞狀灰巖和藻類(lèi)灰巖組成，中夾雜色頁(yè)巖。含德氏蟲(chóng)等三葉蟲(chóng)化石。厚度198米。

崮山組主要由竹葉狀灰巖、疙瘩狀灰巖和黃綠色頁(yè)巖組成。含蝴蝶蟲(chóng)、蝙蝠蟲(chóng)等三葉蟲(chóng)化石。厚度51米。

長(cháng)山組主要由迭層石灰巖、具紅色氧化圈竹葉狀灰巖、紫色頁(yè)巖組成。含有莊氐蟲(chóng)、蒿里山蟲(chóng)等三葉蟲(chóng)化石。厚度70米。

鳳山組主要由泥質(zhì)灰巖和竹葉狀灰巖組成。含濟南蟲(chóng)、方頭蟲(chóng)等三葉蟲(chóng)化石，以及海百合莖和腕足類(lèi)化石。厚度130米。

張夏寒武紀地層的標準剖面，分別位于張夏和崮山一帶的饅頭山、虎頭崖、黃草頂、唐王寨、范莊等地。其中的饅頭山是徐莊組、毛莊組、饅頭組的剖面，虎頭崖～黃草頂是張夏組的剖面，唐王寨是崮山組、長(cháng)山組的剖面，范莊是鳳山組的剖面。

饅頭山位于張夏鎮南2公里，104國道的西側。因其狀如饅頭而得名。山的北麓有兩個(gè)名為徐莊和毛莊的小村子。它是張夏寒武紀標準地層剖面的饅頭組、毛莊組、徐莊組的建組和命保所在地。

張夏寒武紀地層剖面，在泰山主峰之北，位于泰安和濟南之間交通干線(xiàn)的兩側，交通方便，而且構造簡(jiǎn)單，出露完全，十分有利于現場(chǎng)觀(guān)察和研究。它是我國地層和古生物研究歷史最長(cháng)、研究程度最高的地層剖面之一，在我國地質(zhì)學(xué)史上zhan有很重要地位。1959全國地層會(huì )議后，被正式確定為我國北方寒武系的標準地層剖面，在我國不同地區寒武紀地層對比和國際寒武紀地層對比方面起著(zhù)重要作用，同時(shí)也是許多寒武紀古生物種屬（蒿里山蟲(chóng)kaolizhania、中華萊德利基蟲(chóng)redichiaensis、饅頭褶頰蟲(chóng)ptychopariamantoensis、山東蟲(chóng)shantungia、孫氏盾蟲(chóng)sunasp－isvevis)命名地或模式標本的原產(chǎn)地。因此，這個(gè)標準地層剖面，在國內外十分聞名，長(cháng)期以來(lái)有許多國內外地質(zhì)學(xué)者不斷來(lái)此參觀(guān)考察，同時(shí)也成為我國大專(zhuān)院校地學(xué)的重要實(shí)習基地，無(wú)論在地質(zhì)科學(xué)方面，還是在生產(chǎn)實(shí)踐以及地質(zhì)教育方面，都具有很高的科學(xué)價(jià)值

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