古近纪

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  古近纪汉语拼音:Gujinji;英语:Paleogene Period; Eogene Period),新生代最早的即第一个纪。包括古新世始新世渐新世。约开始于距今6,500万年前,结束于2,330万年前。这一时期形成的地层称古近系,旧称老第三系。过去一直被作为第三纪的一个亚纪,曾译为老第三纪早第三纪,并被广泛使用,其原意指近代生物的发生和启蒙时期。1993年中国国家自然科学名词审定委员会公布地质学名词,将其定为古近纪。2000年中国第三届全国地层会议决定将亚纪提升为纪,与国际相一致。

  1933年,英国科学家C.莱伊尔,在研究法国巴黎盆地第三纪软体动物化石时,发现地层愈新,其中含有的软体动物与现生种属相同的种类愈多。他根据地层中含有现生种属的百分比,将第三纪划分为始新世(1%~5%)、中新世(20%~40%)和上新世(50%~90%)。由于全球各个区域的地层中所含生物群相异,因此对比上存在一定困难。1854年,E.贝利希在德国发现早于中新世的沉积物,从而提出渐新世一名。1853年,M.赫奈斯依生物群和沉积物的相似性,将中新世和上新世合称新近纪(曾称晚第三纪)。1866年,K.F.瑙曼则把渐新世和始新世(当时包括了古新世)合称古近纪。1874年,W.P.夏姆珀根据巴黎盆地发现的植物化石,认为含有这些化石的层位早于始新世,并提出古新世以示区别。

  古新世最大特点是动物群中“古老”或“土著”类型占很大优势,与其后的动物群成员有着明显的区别。始新世意指为近代的启蒙时期,是哺乳动物的巩固时代。渐新世是生物界开始具有较近代化的面貌,是向现代类型转换的过渡时期。

地层

  古近纪在地史上经历的时间较短,其地层与中生界有明显不同。古近系含有丰富的生物门类化石,对地层的划分、对比以及标准层序和层型剖面的建立起着关键性作用。世界上不少地区在古近纪形成了界限较为分明的海相、海陆过渡相和陆相地层;近年也发现了一些非常重要的洞穴和裂隙堆积。如西欧古近系标准层序划分为9个阶。在北美中西部、亚洲中部等地区也形成了以河湖相为主的陆相沉积,尤以美国落基山脉的盆地分布区最为典型。

  中国古近系地层发育齐全。在全国数百个盆地中,分布了很有特色的陆相地层。世界发现上古新统的地区为数不多,主要以美国居多,亚洲在20世纪初仅在蒙古发现了一个地区。1960年以来,中国在8个省和自治区陆续发现了不少重要的古新统地层,以下部的上湖组和上部的浓山组为代表。迄今古新统已发现的动植物化石几百种,其中含有脊椎动物100多种。始新统在中国有良好的发育,如内蒙古自治区的伊尔丁曼哈阶和锡拉木仑阶已获国际上公认。渐新统的系统研究起步较晚,近年来在内蒙古、宁夏、新疆等地已有新的发现,这为健全渐新统的层序提供了良好的基础。中国陆相古近系的下界大致相当含阶齿兽(Bemalambda)动物群的上湖组和望虎墩组之底;上界可能相当含副巨犀(Paraceratherium)–塔塔鼠(Tataromys)动物群的层位,如内蒙古伊肯布拉格组之顶。

  中国海相古近系见于喜马拉雅山区、塔里木盆地和东海陆架——台湾岛和邻近南海诸岛屿等有限地区。喜马拉雅山区和新疆有特提斯型古新统和始新统,古新统包括宗浦组和基堵拉组,下、中始新统包括遮普惹组,它含大有孔虫、介形虫和软体动物化石。塔里木盆地古近系主要是古新统阿尔塔什组、始新统卡拉塔尔组等,另外,渐新统包括苏维依组等,它们含有孔虫和软体动物等化石,属于中亚副特提斯海区。台湾北港地区钻孔中发现古新统云林组,有钙质超微化石,西部山麓带和中央山脉带有始新世毕禄山组、十八重溪组、达见组,晚始新世–早渐新世西村组,早渐新世四棱组、中、晚渐新世水长流组、花港组和五指山组,它们主要以有孔虫、钙质超微化石和软体动物和孢粉化石为时代依据。东海陆架古近系发育良好,其中古新世灵峰组、始新世瓯江组有孔虫、钙质超微化石,序列完整,为西太平洋地区较完整的海相地层序列。

生物界

  随着中生代结束,气候显著的变化给植物生命带来了转机,在景观上增加了多样性。被子植物在早白垩世时已出现,到古近纪极度繁盛。以前由古代羊齿和各种松柏组成的植被逐渐为被子植物如樟、柳等所替代。这时的被子植物基本上是乔木,无论从种属,还是从个体数量较之中生代有很大增加,整个植物群景观有了较大的改观。热带、亚热带植物如棕榈等远远深入到北极地区。显花植物和草类的发展给动物界(如昆虫、脊椎动物)的繁荣,创造了必要的生存条件。

  大陆漂移和海底扩张、气候的分带和气温变化、造山运动等对生命的进化发展和生态环境产生深远的影响。动物界有海生、陆生和适应半咸水的种类,其中以脊椎动物的变化最为突出。中生代晚期分布广泛的海生爬行动物,如蛇颈龙类、海生蜥蜴类等,在古近纪被小型鲸类、海狮、海豚、海象等海生哺乳类替代。在陆上,中生代占统治地位的恐龙和飞行爬行动物翼龙类基本消失;而中生代不占突出地位的哺乳动物迅速繁衍,它们占有爬行动物以往的各种生态领域。各大陆和岛屿上充满了各种接近现代形貌的鸟类。从中生代爬行动物占优势过渡到古近纪哺乳动物的繁盛,这是地球上生命历史变革中的一件大事。

  古近纪是生物界、尤其是哺乳动物历史上一个很重要繁衍和进化时期。在晚白垩世,哺乳动物共有10多个科,但古新世时却增加到40多个科。这些哺乳动物除白垩纪已有的多瘤齿兽目、食虫目、混齿目和踝节目外,更重要的是各种古老和土著类型的有胎盘动物类大量发展和分化。它们绝大部分与现代哺乳动物种类都没有直接的系统关系;有许多种类是离奇的或特化的。始新世的哺乳动物科一级的总数比古新世约增加80%;奇蹄目和偶蹄目两大现代目是动物群中的重要角色。此外,啮形动物、食肉目也有了较大的发展和繁衍。渐新世哺乳动物群开始具有更近代的面貌。它显示了过渡的特点,一方面是古老或土著类群的大量衰退、绝灭;另外是近代类群的兴起和开始发展。其他脊椎动物如软骨鱼类、硬骨鱼类、鳄、龟鳖类和蜥蜴类也是常见的古近纪的化石;鸟类化石时有发现。至于无脊椎动物,其中双壳类如牡蛎、蚶、海扇和珠蚌异常繁盛;腹足类属种繁多,分布广泛;介形类主要有浪花介、土菱子介、金星介和达尔文介等;叶肢介属种单调,主要是雕饰叶肢介、狭叶肢介等,已处于衰落时期;有孔虫和棘皮动物在世界上分布很广,大有孔虫主要有圆盘虫类、货币虫类等;而昆虫化石群基本面貌与近代昆虫相似。

  古近纪初期,由于海底扩张和大陆漂移,北大西洋断裂,使劳亚古陆切开与北极海相通,当时海生动物大致形成北海、地中海和印度—太平洋3个主要分布中心。而陆上生物,因大陆之间像现代这样的连接形式在古近纪时尚未完成,它的传播与现代仍有明显的不同。根据对脊椎动物的研究,动物地理区系大致分为如下区域:古北区,包括欧洲、地中海区域、亚洲中部和北部;新北区,包括北美洲;新热带区,包括南美洲和中美洲;埃塞俄比亚区,包括非洲大部分;澳洲区,包括澳大利亚、新西兰和邻近的一些岛屿;东方区,包括东印度和南亚。

地史特征

  由于海底扩张、古陆解体,地球上整个地质构造格局、古地理环境产生了重大变化。古近纪后期,古地中海(特提斯海)最终消失,亚洲大陆最后形成,青藏高原隆起,阿尔卑斯山、喜马拉雅山、落基山和安第斯山等现代山系相继形成,吐尔盖海峡和巴拿马地峡出现或消失,气候分带渐趋明显,地球上的自然环境向多样性发展。

古地理

  古近纪时,冈瓦纳古陆进一步分裂,澳大利亚与南极大陆分开,逐渐向北转移,为有袋类动物发展奠定基础;印度地块在始新世与亚洲腹地相接,形成南亚次大陆;非洲北部逐渐向东赤道位置靠近;南、北美洲在“巴拿马地峡”时而相接,引起两地动物群部分种类的迁徙和交流。欧亚大陆在早始新世前仍有“乌拉尔海”和喜马拉雅海的阻隔,可能到中始新世前后浅海逐渐消失,两大陆的动物群渐趋相近。古近纪初期,欧亚大陆东西两部与北美相连;亚洲和北美之间通过“白令陆桥”的交流直到晚期才逐渐形成北半球陆生动物群传播的主要路线。格陵兰和斯堪的纳维亚已漂移到接近现在的位置。阿拉伯半岛与非洲分开,后同亚洲相连,红海出现。非洲东部开始出现一个巨大的断裂带。古近纪中后期,亚洲大陆的最后形成以及中国东部边缘海域的构成,奠定了中国现代地势的框架。

古气候

  由于各大陆当时在地球上所处的位置与现代不同,板块漂移、古纬度变化、气温与近今也不同。据古植物研究,白垩纪后期到古新世,北半球年平均气温曾下降3℃左右,到古新世后期气温一度回升,而始新世晚期气温又有下降趋势,直至以后气温才逐渐回升。此外,古近纪晚期,中国气候有明显的南北分带现象,如南北为两个潮湿带,中部为干旱带。气候带的展布与今日的纬度斜交。

地壳运动

  古近纪最引人注目的是喜马拉雅运动的影响,这一阶段是青藏高原开始隆起时期,它对全球气候环境产生深远的影响。同时也是中国西部规模较大的山前拗陷和东部沉积中心形成的时期。尽管世界各地大规模的中生代火山活动带到晚白垩世有了减弱,但一般说来,古近纪火山活动仍较频繁,主要以基性为主的火山喷发。但中国西藏冈底斯山到拉萨一线见有中酸性火山物质,台湾同样有酸性熔岩分布。

矿产

  古近纪由于古气候环境多样化,在中国不仅形成了巨厚的磨拉石建造,且在广大地区形成了各种成因类型的陆相、海相、海陆过渡相的沉积物和洞穴、裂隙堆积物。这些沉积物中蕴藏的资源相当丰富,主要有石油、煤、天然气、含铜砂岩和各种盐类。生成石油的原始物质是有机物。由于古近纪有大量动植物遗体的堆积,不仅在海相而且在陆相地层中都有油田存在。石油主要见于长期下沉的拗陷和大中型沉积盆地,如古近纪初、中期有关层位中。煤受一定的构造和气候因素控制,常见于暖温(亚热带)地区,因气候温暖潮湿适宜于煤的形成和聚集。古近纪是一个重要的成煤时期,在中国主要见于秦岭以北,贺兰山—六盘山以东和南岭以南珠江—右江地区。同时含煤层位中大都含有油页岩层,如中国抚顺、茂名均见有较厚的油页岩层。古近纪盐类沉积相当丰富,主要有石膏、岩盐、芒硝、天然碱和钾盐等。盐类的形成除具备深拗而封闭较好的盆地外,更重要的是要具有较长期干旱气候的环境。古近纪时期,中国干旱带占有相当大的范围是盐类富集的天然场所。此外,还有含铜砂岩、铀的氧化物及金刚石等非金属矿产资源等沉积。