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白垩纪

来源:中文百科专业版 浏览: 发布时间:2020-05-24

白垩纪英语:Cretaceous Period),中生代最后一个纪(第三个纪)。约开始于1.37亿年前,结束于0.65亿年前。白垩纪形成的地层称白垩系(Cretaceous System)。白垩纪这一名称来源于英吉利海峡两岸的白垩层,由比利时学者J.-B.-J.奥马利达鲁瓦1822年创立,法文是Terrains Crétacés,英文Cretaceous来源于拉丁字creta,是白垩土或石灰的意思。白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩,是生物成因的海洋沉积,主要由一种叫作颗石藻(coccoliths)的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成,在英、法海峡两岸形成美丽的白色悬崖。白垩层不仅发育于欧洲北美澳大利亚西部也有分布。

白垩纪的气候相当暖和,海平面的变化大。陆地生存着恐龙,海洋生存著海生爬行动物、菊石、以及厚壳蛤。新的哺乳类鸟类出现,开花植物也首次出现。白垩纪-第三纪灭绝事件是地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一,包含恐龙在内的大部分物种灭亡。

白垩纪是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代,后期地势低平发生了广泛的海侵。晚白垩世被子植物代替裸子植物在陆上占优势,是植物界的一大变革。动物界在白垩纪末才发生重大变化,恐龙、菊石和其他许多生物类群大量灭绝,预示着新生代即将开始。对引起这次大规模生物灭绝的原因,近年来在国际科学界展开了热烈的争论。颇为流行的“地外事件”学说认为,地球上一些地方,白垩—第三系界线上的黏土岩中铱元素异常高含量,是宇宙中一颗巨大的流星碰撞地球产生的类似核冬天效应的结果,但对“地外事件”持怀疑和反对意见的人也不少。

地层

白垩系的划分以欧洲海相地层为依据,分为两个统。下统从下而上为贝里阿斯阶、凡兰吟阶、欧特里夫阶、巴列姆阶、阿普特阶、阿尔必阶;上统包括塞诺曼阶、土伦阶、科尼亚克阶、桑顿阶、坎潘阶、马斯特里赫特阶。在这12个阶中可划分出53个菊石带,近年来又以浮游有孔虫和钙质超微化石作为白垩系分阶、分带以及洲际对比的重要依据。白垩系底界建议以贾氏贝里阿斯菊石(Berriasella jacobi)最底层位为其生物标志。

英国下白垩统下部是著名的韦尔登系陆相地层,包括哈斯丁层和韦尔登黏土两部分;下白垩统上部是绿色砂岩层,包括阿普特和阿尔必两个期的沉积。上白垩统即狭义的白垩层,包括从赛诺曼期到坎潘早期地层,顶部缺失坎潘中晚期和马斯特里赫特期沉积。北美也采取了国际通用标准,但在广大的落基山区,白垩纪海侵是从早白垩世晚期开始的,普遍缺失早、中期沉积。

陆相白垩系在东亚腹地非常发育,中国仅西藏、新疆喀什地区、黑龙江省东部和台湾岛才有海相白垩系沉积,其余广大地区则不同程度地发育了陆相地层。东部沿海属环太平洋活动带,以红色及杂色岩层夹火山碎屑岩和熔岩为主;西北内陆盆地以杂色沉积岩层为主;西南和华中主要是红色岩层。东北下白垩统下部是含煤岩层,上部是湖相沉积,夹少许油页岩;上白垩统则是著名的含油岩系,与北美情况不同,含煤岩层很少。中国白垩系由于以陆相地层为主,与海相标准分层进行对比还存在许多问题,特别是侏罗—白垩系界线的划分是长期争论的问题。

生物界

白垩纪早期陆地上的裸子植物和蕨类植物仍占统治地位,松柏、苏铁、银杏、真蕨及有节类组成主要植物群。被子植物开始出现于白垩纪早期,辽宁北票义县组内的辽宁古果(Archaefructus liaoningensis)是迄今在全世界发现的最古老的被子植物化石。中期大量增加,到晚期在陆生植物中居统治地位,山毛榉、榕树、木兰、枫、栎、杨、樟、胡桃、悬铃木等都已出现,接近新生代植物群的面貌。从侏罗纪开始出现的超微化石,其特点随产生层位不同而变化,具有重要的地层学意义,其中除颗石外,还有已经绝灭的微锥石(Nannoconus)、楔形石(Sphenolithus)等。

脊椎动物中爬行类从极盛走向衰落,主要代表有霸王龙、暴龙、翼龙、青岛龙等,特别是在辽西一带出现带羽毛的恐龙。早期鸟类孔子鸟、朝阳鸟、华夏鸟、吉祥鸟等大量繁盛。白垩纪早期还出现原始哺乳动物。侏罗纪以前的硬鳞鱼被真骨鱼所代替。海洋无脊椎动物中浮游有孔虫异军突起,成为划分对比白垩纪中、晚期海相地层的重要依据;底栖大型有孔虫中也出现了许多标准化石。菊石和箭石演化迅速而明显,分布广泛,是传统的划分阶和带的标准化石。群生底栖的固着蛤类(Rudistids)可形成礁体,为典型的暖水动物群,在中国西藏和新疆上白垩统地层中均有发现。海胆在特提斯海中颇为繁盛,有少数标准种属。珊瑚和腕足动物在白垩纪居于次要地位。淡水无脊椎动物也很丰富,如甲壳类的介形虫和叶肢介演化迅速,软体动物中的螺和蚌分布广泛,还有昆虫与淡水轮藻化石,它们中的许多属种都可以成为划分对比陆相地层的标准化石。

中国早白垩世的植物地理分区非常明显,根据对孢子花粉的研究,境内至少存在两个明显差异的孢粉植物群。

(1)无缝双囊粉类–无突肋纹孢(Disacciatrileti-Cicatricosisporites)植物群。分布于北方区,主要包括东北和华北北部地区。这里植物繁茂,尤其是松科、罗汉松科和海金砂科等植物,形成丰富的煤藏。也说明这里是温暖潮湿气候带。 (2)克拉梭粉–莎草蕨孢(Classopollis-Schizaeoisporites)植物群。分布于南方区,多产出于含膏盐沉积的红色地层,反映出当时较为炎热而干旱的气候环境。在北纬40°~50°之间,存在着一个呈北西西—南东东方向的条状过渡带,南北植物群发生混生现象。从全球分布来看,中国南、北两个植物区与干旱带和湿亚热带的情况相当。

圣贤孔子鸟(Confuciusornis sanctus)化石(采自辽宁凌源下白垩统义县组地层)

东方吉祥鸟(Jixiangornis orientalis)化石(采自辽宁义县下白垩统九佛堂组地层)

古地理、古气候和构造运动

联合古陆于2亿年前开始解体和漂移。侏罗纪时产生了一条分割南美洲与非洲大陆的新裂谷,白垩纪时南大西洋沿此裂谷迅速张开,到白垩纪末已加宽到约3,000千米;北大西洋裂谷在格陵兰东侧,北美与格陵兰白垩纪大部分时间都是联结在一起的。分隔欧亚大陆与非洲大陆的是特提斯海,现中南欧和中近东的许多国家当时都淹没在海水中。当欧亚板块缓慢地顺时针转动时,非洲则继续逆时针转动,早白垩世时印度板块还与马达加斯加联结在一起,到了晚白垩世则彼此分开,而澳大利亚是到了晚白垩世末期才开始脱离南极板块。

晚白垩世早期,发生了全球性大规模的海侵,从墨西哥湾到北冰洋的一浅海,流经北美洲中西部,分大陆为东西两部分;另一浅海经波兰侵入俄罗斯中部,使北冰洋与特提斯海贯通,北方冷水动物群与南方暖水动物群发生混合。

中国大陆白垩纪时只在边陲地区有海侵发生。特提斯海东段不仅淹没了西藏高原,还在新疆喀什地区伸进了一个狭长的海湾;沿太平洋乌苏里湾早白垩世早期伸达黑龙江省东部,台湾西海岸平原的钻井岩心中也找到过早白垩世晚期的菊石和海相双壳类化石。就陆上情况而言,早白垩世时东部是滨海低地火山活动带,向内是东部高原,西北则有大型内陆庆阳湖和准噶尔湖,横断山系以东的西南湖群包括巴湖、蜀湖、西昌湖和滇湖,沉积的全是红色地层。晚白垩世时除西南湖群略有萎缩外,其他地貌格局发生了重大变化,东部滨海低地上升成为高山,原来东部高原的南北两端沉陷为松花湖和云梦泽两大水系,西北的庆阳湖和准噶尔湖则消失不见,只剩下一些小型的山间盆地。

白垩纪的气候比较温暖,北纬40°~90°地带年平均温度为10℃,未见极地冰盖迹象,温带和亚热带植物可出现于格陵兰和阿拉斯加等高纬度地区;中国南方晚白垩世普遍为干旱炎热地区。

早白垩世晚期,由于太平洋板块的剧烈活动,中国东部著名的郯庐断裂发生了巨大的平移,1,500万年间平移将近740千米,平均每年移动约5厘米。太平洋东岸的圣安德烈斯断裂带与此相应,平移了将近720千米,这是太平洋北部的库拉板块向西北方向漂移所引起的。在这一活动过程中,中国东部特别是东南沿海地区发生了强烈的火山喷发和岩浆活动,在浙、闽、粤、苏、皖、赣诸省造成了巨厚的下白垩统中酸性火山岩系。这一火山岩浆作用一直持续到晚白垩世,不过向东发生了迁移,主要在丽水—海丰大断裂之东。中国中部和西部内陆地区,白垩纪很少有火山活动,但西藏海域却有海底喷发。

矿产

白垩系主要矿产为石油、天然气、煤和膏盐矿床。美国得克萨斯州、墨西哥、波斯湾、北非、俄罗斯均有许多大油田,特别是中国松辽平原上白垩统的大庆油田。东北和内蒙古有下白垩统的大煤田。中国南部有巨厚的膏盐矿。云南白垩纪红层有著名的铜矿,而中国东南沿海的火山活动,形成了明矾、萤石、沸石等非金属矿床和铅锌银等金属矿床。
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