三疊紀

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三疊紀(Triassic Period),中生代的第一個紀。約開始於2.50億年前,結束於2.08億年前。三疊紀時期形成的地層稱三疊系。1834年,F.A. von阿伯蒂在德國中部研究介於二疊系蔡希斯坦統與侏羅系裡阿斯統之間的斑砂統、殼灰統、考依波統時,因其三分性明顯,稱之為三疊系,這一名稱為1900年第8屆國際地質大會承認。三疊紀在地史上具有特殊意義,它是生物群廣泛更新的時代,是大面積陸地出現的時代,也是聯合古陸開始破裂的時代。

目錄

地層

世界的三疊系廣泛分布於岡瓦納古陸勞亞古陸和特提斯海的邊緣海域、島弧及各類拼貼地體上,也見於大陸內部的內陸盆地內。

按照沉積相特點,國際上通常分為海陸交互相的德國型三疊系、海相的阿爾卑斯型三疊系和陸相紅層的英國型三疊系。近年來,有的學者又提出特提斯南緣淺海相的塞伐狄克型三疊系和北方海域的北極型三疊系等。這些類型實際上側重於反映歐洲地區的一般情況。此外,還有亞澳地區的陸相含煤三疊系等類型。世界三疊紀地層對比見表1。

德國型三疊系

又稱典型的三疊系,是歐洲海陸交互相三疊系的通稱。主要分布在德國中部、法國巴黎盆地、波蘭等地。在德國中部,主要出露在漢諾瓦至紹林吉亞、弗蘭考尼亞、施瓦本。這裡的三疊系由非海相的紅層斑砂統、海相的灰岩層殼灰統和非海相的紫雜色層考依波統組成,厚達1600米。巴黎盆地的三疊系出露少,大片露頭僅見於洛林地區,至盆地邊緣阿登山,已變成近岸相的砂岩、白雲岩層。在波蘭,陸相三疊系十分發育,但中三疊統中仍有海相菊石和雙孔藻 (Diplopora),顯示淺海相環境。

德國型的三疊系同阿爾卑斯型的三疊系有密切聯繫,早已在德國的殼灰統中發現了洛麥爾魚鱗蛤(Daonellalommelli) 和奧恩粗菊石(Trachyceras aon)等拉丁階、卡尼階化石,在波蘭的三疊系中也發現有三瘤齒菊石(Paraceratites trinodosus)。這表明,在中三疊世及稍後時期,德國盆地、巴黎盆地等內陸盆地同特提斯海之間有廣泛的溝通和交流。類似於德國型的三疊系也見於亞洲,中國北方大陸邊緣的南祁連海灣和麟游海灣內有早、中三疊世海陸交互的碎屑岩沉積組合,陽康群和岐山組、和尚溝組產克氏蛤-正海扇 (Claraia-Eumorphotis)雙殼類群和鏡轉菊石、假阿波羅菊石(Lenotropites and Pseudoapoloceras)以及濱海相的皮蛇尾 (Ophioderma)、斜蚌 (Naiadites)等。這是特提斯海泛入中國北方大陸形成的內灣相。

阿爾卑斯型三疊系

又稱經典的三疊系,是歐洲海相三疊系的通稱,主要分布在阿爾卑斯山區,其沉積相顯示了特提斯海北緣暖海沉積特點。在奧地利的石灰岩阿爾卑斯地區,下部主要是三角洲沉積,稱維爾芬統及顧登施泰因石灰岩,上部主要是潟湖相的白雲岩和石灰岩,稱主白雲岩組、箭石灰岩組等。頂部的橫相變化鮮明,潟湖向海的一側,發育礁石灰岩、台地碳酸鹽岩,稱為茲拉姆巴赫珊瑚石灰岩和含偉齒蛤 (Megalodon)的達格施泰因石灰岩,碳酸鹽台地之間還有盆地相或台溝相的紅色石灰岩,即深水相的哈爾州石灰岩;潟湖向陸的一側,發育雜色白雲質砂、泥質岩層,也稱為考依波層。

阿爾卑斯型的三疊系並不局限於阿爾卑斯山區,類似維爾芬統、哈爾州石灰岩和茲拉姆巴赫石灰岩、達格施泰因石灰岩的三疊系,廣泛分布於狄那裡克阿爾卑斯山脈、喀爾巴阡山、海倫尼克山、托羅斯山、扎格羅斯山、喜馬拉雅山和青藏高原諸山脈。中國的阿爾卑斯型三疊系,大致分布在雅魯藏布江以北、秦嶺以南,良好的層序見於廣西和黔南、桂北地區。許多研究者指出,廣西田東、田林地區的下三疊統有相當於亞哥倫布歐文菊石(Owenites subcolumbites)層,貴州南部有類似維爾芬統和安尼期的賴夫林石灰岩及粗菊石 (Trachyceras)層。這表明中國的揚子地台南緣及右江海槽內,有盆地相-台地相沉積。

英國型三疊系

即陸相紅層三疊系的統稱。這種多伴有蒸發鹽岩的紅層,在三疊紀早、中世廣泛分布於中、低緯度(北緯60°至南緯30°)地區。見於歐亞大陸的大型盆地中,如俄羅斯地台的維特魯日群、中國北部準噶爾盆地的上蒼房溝群、陝甘寧盆地的石千峰群上部(劉家溝組、和尚溝組)等。也見於北美大陸東側的芬地灣、新蘇格特、卡羅來納等地的狹窄斷陷盆地中,如紅色砂岩、頁岩夾熔岩組成的紐瓦克系。在岡瓦納大陸的許多內陸盆地,如南非、印度、澳洲、南極洲的大、小內陸盆地內,陸相紅層也十分發育。比較著名的是南非的卡魯系,有水龍獸(Lystrosaurus)、肯氏獸(Kannemeyeria)等四足動物

塞伐狄克型三疊系

又稱特提斯南緣的三疊系,分布在伊伯利亞半島的一部分地區、法國的南部普羅旺斯地區、愛琴海沿岸(希臘)、西亞和北非等地。這是一種淺海相為主的三疊系,兼有德國型與阿爾卑斯型三疊系特點,即其下部類似維爾芬統,中、上部與殼灰統、考依波統相似。中國藏南珠穆朗瑪地區的三疊系屬於塞伐狄克型,也具有早三疊世克氏蛤動物群(Claraia griesbachiCl.painkhandana,Cl.dieneri),屬種單調,中三疊世菊石群同阿爾卑斯型相似率低的特點,是岡瓦納大陸北緣陸棚淺海沉積的一部分。

北極型三疊系

是世界中、高緯度上的三疊系,主要分布在北極圈內的斯維爾德魯普盆地和科迪列拉海槽,即伊麗沙白群島和不列顛哥倫比亞、阿爾伯特州,墨西哥和阿拉斯加一些地區也有零星分布。它們是北美大陸上和大陸邊緣的三疊系,由碎屑岩組成。斯維爾德魯普盆地的下三疊系稱布林弗組和約恩組含豐富的北方菊石,分為 4個階,已逐漸被國際地學界接受為世界年代標準。位於太平洋西側的俄羅斯和中國,也發現了北極型三疊系的菊石,例如中國青海省東部同仁、興海和冬給措納湖一帶,發現了維什菊石 (Vishnuites cf.dicipiens)、但奈丁菊石(Dunedinites sp.)、斯瓦爾巴菊石(Svalba-rdiceras sp.) 等。這表明北方海同特提斯海北部當時有廣泛的交流,北極型三疊系可同阿爾卑斯型三疊系對比。

生物年代地層分類和對比

18世紀末葉至19世紀中葉,世界三疊系的生物年代分類標準,逐步地在東阿爾卑斯地區建立起來。這就是在奧地利和義大利境內的下三疊統維爾芬階或斯西提階,中三疊統安尼階、拉丁階、上三疊統卡尼階、諾利階和瑞替階。這些階的層型,在奧地利的梯羅爾州維爾芬附近,恩斯河流域和義大利的多洛麥特山等地。20世紀以來,三疊系的生物年代分類研究更為詳細。主要涉及下三疊統的分階,二疊-三疊系界線,瑞替階的歸屬和各階的含義釐定等。經過深入研究,德國型與阿爾卑斯型三疊系的生物年代對比也比較明確。地層分類對比見表2。

生物界

三疊紀的古生物群(特別是古動物群)演化進入一個新階段,海生無脊椎動物大量更替,陸生脊椎動物有新的發展,植物不論類別還是組成分子都有顯著變革。

海生無脊椎動物

是由菊石、雙殼類、腕足類等門類組成的新集群。菊石演化迅速,是劃分地層的重要類群。三疊紀初期僅有一支二疊紀後裔耳菊石(Otoceras)和外盤菊石(Xenodiscus)倖存,隨後迅速繁衍,早三疊世發展成100多個屬,整個三疊紀近460個屬。菊石殼的結構和飾紋,也由簡單的菊石式、光殼進化到複雜的菊面石式、具粗脊和結節。其重要的菊石化石屬於齒菊石科 (Ceratitidae)、轉菊石科(Tpopitidae)、皺菊石科(Ptychitidae)、克拉第菊石科(Cladiscitidae)和鰭菊石科(Pinnacoceratidae)。雙殼類類別多、分布廣泛,在古特提斯與古太平洋區地層對比中有重要價值,如克氏蛤(Claraia)、正海扇(Eumorphotis)、魚鱗蛤(Daonella)、海燕蛤(Halobia)、髻蛤(Monotis)、緬甸蛤(Burmesia)是地層分帶和生物地理區的重要代表。腕足類在三疊紀初期已相當衰落,但自中三疊世開始重新激增。如在中國,早三疊世僅有無鉸綱舌形貝(Lingula)、髑髏貝(Crania)等10多個屬,中三疊世以後有具鉸綱的小嘴貝目、石燕目、穿孔貝目等14個超科、33個科、120個屬、200多個種出現。此外,六射珊瑚,特別是石珊瑚目(Seleractina),也是中、晚三疊世繁盛的一類。它們曾在北緯30°至南緯30°間形成礁體。有孔目、棘皮動物門(海百合綱、蛇尾綱、海星綱)、海綿動物門等,也在暖海淺水區內或礁體附近集結成群落,它們的分異度相對較小。

脊椎動物

在二疊紀末無明顯的絕滅現象。二疊紀的四足動物,包括兩棲類和爬行類的殘餘成分滑體迷齒類(Lissamphibians)、蝦蟆螈(Mastodonsaurus)、堅椎魚(Stereospondylus),派克鱷(Euparkeria)等,是三疊紀初期的主要成分。中、晚三疊世時,大量的新類群,包括兩棲類(如原舌尾目Proanura)、龜鱉類(如海龜目Chelonia)、喙頭類 (如Phynchocephalus)、原始的恐龍(腔骨龍Coelophysis)、古腳類(Paleopoda)、鳥臀目(Ornithoschia)等迅速發展起來了。最原始的哺乳類,如摩根尖齒獸(Morganucodon)、三尖齒獸類(Triconodonts)、柱齒獸類(Dacodonts)、對齒獸類(Symmetrodonts),也在此時出現。因適應湖海生活還形成了一支水生爬行類,如魚龍 (Ichthyosaurus)、幻龍(Nothosaurus)、楯齒類 (Placodus)等。水體中還有魚類的幾個支系,鯊、空棘類、肺魚類和軟骨硬鱗類等。

古植物群

其變革發生於二疊紀末,苛達類、樹形石松、瓢葉以及古生代的種子蕨植物絕滅了,楔葉和真蕨綱減退下來,而松柏、銀杏和中生代類型的種子蕨植物興起並進入三疊紀,裸子植物成為優勢群落。在早三疊世僅有少量蕨類如翅羊齒(Neuropteridium)、石松綱如肋木(Pleuromeia)等;而中、晚三疊世大量的蘇鐵類、銀杏類興盛起來並發展成為局部的森林,包括篦羽葉(Ctenis)、側羽葉(Pterophyllum)、大網羽葉(Anthraphyopsis)、耳羽葉(Otozamites)、擬丹尼蕨(Danaeopsis)、網葉蕨(Dictyephyllum)、鱗羊齒(Lepidopteris)等。(見彩圖)

古構造、古地理和古氣候

三疊紀是聯合古陸開始破裂、特提斯洋開始擴張,陸地面積空前擴大,氣候比較炎熱的時期。聯合古陸的解體,沿著北極-北大西洋裂谷系和特提斯-中大西洋-墨西哥灣裂谷系兩個方向進行。佯隨著聯合古陸的解體和特提斯洋的演化,在中、低緯度的海侵範圍增大,三疊紀的氣候也由炎熱向溫濕轉化。根據全球氣候敏感岩石(蒸發鹽岩和煤)和旱生植物(松柏類)、喜濕植物(蕨類、蘇鐵類)以及溫暖淺海生長的珊瑚等無脊椎動物的分布,人們已勾畫了三疊紀氣候分帶圖景:赤道兩側各有一條寬闊的乾旱帶,高緯度帶和極區(北極區)各有潮濕帶,特提斯東部中緯度地區,有小片的季節性雨區。全球海相三疊系分布如圖。

參考書目

楊遵儀、李子舜、曲立範等:中國的三疊系,《中國地層概論》,地質出版社,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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