侏罗纪

中生代的第二个纪

侏罗纪

侏罗纪(Jurassic Period)[0],中生代中的第二个纪,其时间划分约为距今2.01亿~1.45亿年(201.4Ma~145.0Ma),[1]跨度长达5800年左右。[0]在国际地层分类体系中将侏罗纪分为3世(统)11期(阶),应建立11枚“金钉子”,现已建立8枚“金钉子”,顶界提塘阶未确定金钉子,底界赫塘阶金钉子位于奥地利提洛尔地区卡尔德文山脉的库约赫山口。[2]在中国地质年代表中,侏罗纪地层系统被设立为3世(统)4期(阶)。[3]侏罗纪时期,全球古地理格局主要以盘古超级大陆的持续裂解为主。早侏罗世(201~175Ma),盘古大陆、泛大洋和特提斯洋共同构成了大致倾斜的“C”形全球古地理海陆格局;中-晚侏罗世(175~145Ma),大陆的裂解进程持续。在南半球,印度板块从冈瓦纳大陆分离并开始了北漂进程;南极板块和澳大利亚板块等也先后开始分离。在北半球,北美和格陵兰板块与西欧和南美板块分离开来。在东亚地区,羌塘板块和中缅地块等持续向亚洲大陆汇聚,[2]期间产生的煤炭和煤成气资源在陆相地层中占有重要地位,在北美、北欧、东亚、东北亚和南极洲潮湿气候带都有广泛分布。[4]侏罗纪是地球历史上典型的温室气候期,全球平均温度比现代要高出5~10℃,在高纬度地区,海水的温度要比现代海水温度高,且全年全球无冰。[2]

侏罗纪(Jurassic Period)[1],中生代中的第二个纪,其时间划分约为距今2.01亿~1.45亿年(201.4Ma~145.0Ma),[2]跨度长达5800年左右。[1]在国际地层分类体系中将侏罗纪分为3世(统)11期(阶),应建立11枚“金钉子”,现已建立8枚“金钉子”,顶界提塘阶未确定金钉子,底界赫塘阶金钉子位于奥地利提洛尔地区卡尔德文山脉的库约赫山口。[3]在中国地质年代表中,侏罗纪地层系统被设立为3世(统)4期(阶)。[4]

侏罗纪时期,全球古地理格局主要以盘古超级大陆的持续裂解为主。早侏罗世(201~175Ma),盘古大陆泛大洋和特提斯洋共同构成了大致倾斜的“C”形全球古地理海陆格局;中-晚侏罗世(175~145Ma),大陆的裂解进程持续。在南半球印度板块从冈瓦纳大陆分离并开始了北漂进程;南极板块和澳大利亚板块等也先后开始分离。在北半球,北美和格陵兰板块与西欧和南美板块分离开来。在东亚地区,羌塘板块和中缅地块等持续向亚洲大陆汇聚,[3]期间产生的煤炭和煤成气资源在陆相地层中占有重要地位,在北美、北欧、东亚、东北亚和南极洲潮湿气候带都有广泛分布。[5]侏罗纪是地球历史上典型的温室气候期,全球平均温度比现代要高出5~10℃,在高纬度地区,海水的温度要比现代海水温度高,且全年全球无冰。[3]

生物在侏罗纪时期得到了极大的发展。裸子植物的发展在侏罗纪进入极盛期,苏铁、银杏和松柏类都占有重要地位;[5]软体动物空前繁荣,菊石更盛,箭石与海胆也占重要地位;爬行类中的恐龙迅速发展;哺乳类也有所发展;真骨鱼类与鸟类于晚侏罗世问世。[6]

命名

侏罗纪英文名为“Jurassic Period”,其中“Jurassic”一词来源于瑞士法国交界的“Jura”(汝拉山,又译侏罗山),“侏罗”一词为其日文汉语音译。1795年,德国近代地理学、地质学家亚历山大·冯·洪堡(Alexander von Humboldt)根据该山的白色灰岩首先提出“侏罗灰岩”一词;1829年,法国地质学家A·T·布龙尼亚尔(Brongniart,Adolphe-Théodore)据此首次提出“侏罗地层”术语。[5]

国际地质年代表

在2022年第三十六届国际地质大会[7]国际地质科学联合会公布的国际地层表中,侏罗统被划分的3世(统)11期(阶),[2]应设立11个金钉子,现已设立8个。[3]

统(世)阶(期)底界值(Ma)顶界值(Ma)[注1]金钉子设立时间金钉子位置开始标志
上侏罗统提塘阶(Tithonian Stage)149.2±0.7~145.0未确定未确定未确定
钦莫利阶(Kimmeridgian Stage)154.8±0.8149.2±0.72021年2月英国苏格兰北部斯塔芬湾(Stornoway Bay)的弗洛蒂加里(Flodigarry)剖面(北纬57°39'39",西经6°14'44")菊石Pictonia baylei带的Piclonia flodigarriensis亚带的底界为标志
牛津阶(Oxfordian Stage)161.5±1.0154.8±0.8未确定未确定未确定
中侏罗统卡洛夫阶(Callovian Stage)165.3±1.1161.5±1.0未确定未确定未确定
巴通阶(Bathonian Stage)168.2±1.2165.3±1.12008年7月法国东南部上普罗旺斯阿尔卑斯省巴斯-奥兰地区的Ravin du Bès剖面(北纬43°57'38”,东经6°18'55")以菊石Gonolkite convergens和Morphoceras parvum的首现为标志
巴柔阶(Bajocian Stage)170.9±0.8168.2±1.21996年葡萄牙大西洋海岸蒙德戈角(Cabo Mondego)地区的Murtinheira剖面(北纬 40°11'57",西经 8°54'15")菊石类化石Hyperlioceras的首次出现层位为标志
阿林阶(Aalenian Stage)174.7±0.8170.9±0.82000年西班牙的努埃瓦洛斯(Nuévalos)市丰特尔萨斯(Fuentelsaz)剖面FZ107层的底界(北纬41°10'15",西经1°49'60")菊石化石Lerioceras opalinum以及Leioceras lineatum的首次出现层位(L.opalinum带的底界)为标志
下侏罗统托阿尔阶(Toarcian Stage)184.2±0.3174.7±0.82014年葡萄牙西部佩尼切(Peniche)地区的Ponto do Trovão剖面(北纬 39°22′15″,西经9°23′07″)菊石Dactylioceras(Eodactylioceras)simplex的最低出现层位作为标志
普林斯巴阶(Pliensbachian Stage)192.9±0.3184.2±0.32005年英国约克郡罗宾汉湾(Robin Hood's Bay)的Wine Haven剖面(北纬54°24′25″,西经0°29′51″)菊石Uptonia jamesoni带的Phricodoceras taylori亚带的首现层位(taylori 亚带的底界)为标志
辛涅缪尔阶(Sinemurian Stage)199.5±0.3192.9±0.32000年英国西南部的西萨默塞特行政区(West Somerset)东昆托斯黑德村(East Quantoxhead)(北纬51°11′28″,西经3°14′12″)菊石Vermiceras(V.quantoxense,V.palmeri)和Metophioceras sp.indet.A的首次出现层位作为标志
赫塘阶(Hettangian Stage)201.4±0.2199.5±0.32010年4月奥地利提洛尔(Tyrol)地区卡尔德文(Cardada)山脉的库约赫(Kujoh)山口(北纬47°29′02″,东经11°31′50″)菊石Psiloceras spelae tirolicum、有孔虫Praegubkinella turgescens的首现为标志

中国地层表

参考国际地层学研究基础,《中国地层表(2014)》将侏罗统划分为3世(统)4期(阶)。[4]

中国年代表底界值(Ma)顶界值(Ma)[注1]
上侏罗统未建阶————
中侏罗统玛纳斯阶————
石河子阶180±4——
下侏罗统硫磺沟阶195±4180±4
永丰阶199.6195±4

海陆格局

侏罗纪时期,全球古地理格局主要以盘古超级大陆的持续裂解为特征并对侏罗纪中、后期的古地理、古气候与古生态演化产生了深远影响。早侏罗世(201~175Ma),盘古超级大陆开始初始裂解,盘古大陆泛大洋和特提斯洋共同构成了大致倾斜的“C”形全球古地理海陆格局。中-晚侏罗世(175~145Ma),大陆的裂解进程持续,在南半球印度板块从冈瓦纳大陆分离并开始了北漂进程,南极板块和澳大利亚板块等也先后开始分离;在北半球,北美和格陵兰板块与西欧和南美板块分离开来;在东亚地区,羌塘板块和中缅地块等持续向亚洲大陆汇聚。中-晚侏罗世这一超级大陆的裂解和亚洲大陆的汇聚过程一直持续至白垩纪[3]

侏罗纪世界古地理图
侏罗纪世界古地理图

地质运动

侏罗纪地史的基本特点是联合古陆继续分裂,特提斯带洋盆进一步扩张和环太平洋带出现强烈构造-岩浆活动。联合古大陆自三叠纪未期开始出现分裂迹象,侏罗纪得到进一步增强。北大西洋西部巴哈马群岛附近已发现中侏罗世卡洛夫期(Callovian)的洋底最老深水沉积层,表明北美和非洲在这一时期已经分裂漂移,北大西洋洋壳海盆已经出现。根据南美、非洲碱性火成岩活动和玄武岩喷发高潮的同位素年龄资料,南大西洋的初始分裂很可能出现于晚侏罗世钦莫利期(Kimmeridgian)。[5]

中特提斯古海洋于侏罗纪晚期已经扩张到最大规模。西段南欧阿尔卑斯地区可见中、晚侏罗世深水型红色结核灰岩、放射虫硅质岩直接覆盖在浅水石灰岩之上,反映先前存在的浅水碳酸盐台地已经开裂、塌陷,转化为大陆坡至深海盆环境,但并不代表大型洋盆。东段中国青藏高原的雅鲁藏布江带、班公湖-怒江带都发现侏罗纪蛇绿岩套和洋盆沉积,该区南北不同地块侏罗纪的古地磁研究也证明存在30°左右的古纬度差,表明洋盆开裂幅度较西段更大。东南亚的南海地域已经在巴拉望岛北部发现中二叠-晚侏罗世连续的放射虫硅质岩地层序列,证明华南大陆(含印支地块)和北巴拉望地块之间同样存在中特提斯洋(或称古南中国海)。北巴拉望地块与华南大陆的拼合发生于侏罗纪未至白垩纪早期,确切的拼合带位置尚待进一步查明。东特提斯地区大规模的开裂导致冈瓦纳大陆北缘分离出伊朗、冈底斯、西缅甸、巴拉望等一系列小型地块,它们自三叠纪起脱离冈瓦纳大陆,侏罗纪时显著向北漂移,侏罗纪末已与古亚洲大陆拼合。显然,中特提斯洋的扩张中心位于上述地块的南侧。[5]

环太平洋带的强烈构造变动与古太平洋板块向周围大陆板块的俯冲有密切关系。在时间发生上也有一定的相对同时性,大致以中侏罗世晚期和晚侏罗世钦莫利期为两个高潮。北美大陆西缘,中侏罗世晚期表现为卡切溪等一批洋壳亲缘地体对北美大陆的增生和前陆盆地开始形成,晚侏罗世钦莫利期以内华达运动为代表。中国东部表现为早期燕山运动的强烈构造-岩浆活动和陆内成山作用。东南沿海地区侏罗纪的火山活动在中国粤东地区发生于早侏罗世,粤闽交界发生在中、晚侏罗世,浙东地区发生于晚侏罗-早白垩世(不大于1.4亿年),显示了由南向北的转移趋势。伴随上述构造运动的强烈者浆活动,形成太平洋金属成矿带主体部分。[5]

印支运动后中国大部分处于大陆环境,古生代以来长期存在的南海北陆状态已经结束。新形成的古昆仑山、古秦岭横亘东西,在分隔南北古气候带上有一定影响,但沿北北东向大兴安岭-太行山-武陵山一线两侧的古地理分异更为明显,该线以西出现大型稳定内陆盆地,以东则属于环太平洋带强烈的地壳构造运动和岩浆活动带。持续的海侵区仅限于青藏高原怒江以南,在黑龙江东部、台湾和湘粤地区和金沙江以东也有短期海侵中国侏罗纪海侵来自特提斯暖水生物大区,仅黑龙江东部虎饶地区晚侏罗世的雏蛤动物群,指示海侵来自北方海区。[5]

地层特征

侏罗纪时期是全球古地理格局变化、构造运动海平面变化以及古气候波动十分活跃的时期。海相侏罗系在欧洲西北部地区发育最为连续,根据其所含菊石和其他化石组合序列,将侏罗系划分为3个统11个阶。截至2023年9月,已在欧洲西北部的英国法国奥地利德国西班牙葡萄牙地区确立了8个阶的底界的“金钉子”,尚有3个阶未确立“金钉子”。中国西藏等局部地区发育海相侏罗系以外,其余地区主要发育陆相侏罗系。[3]

板块名称地层及构造特点
中国地区陆相侏罗系东部活动区的侏罗系:经过印支运动,在巨形盆地的基础上形成若干小型盆地,其中发育侏罗系,并以不整合或假整合与老地层相养。开始时盆地周围的地势起伏较大,河流相沉积发育。随着持久的剥蚀,周围山地降低,高差变小,湖泊相沉积出现。再加上当时气候温暖湿润,森林茂密,所以各地下侏罗统内大致以砾岩层开始,继为粗砂岩长石砂岩,再而砂岩、粉砂岩页岩泥岩、炭质页岩或煤层,并具多旋回性质,一般厚达数百至一、二千米
自中侏罗世开始,从东北到东南火山喷发岩的分布面积逐渐扩大,厚达千米以上。东南区以酸性岩类为主,有流纹岩、流纹质凝灰岩等。辽西区则为中基性安山岩玄武岩。当火山喷发间歇时,河湖相沉积发育,故巨厚的火山岩系中常见灰岩、硅质岩、页岩等。其中富含各门类化石,辽西尚见恐龙足印
晚侏罗世火山岩的规模更大,其喷发过程大致有三个阶段,东南区表现最为清楚。第一阶段,闽浙地区为流纹岩、流纹质凝灰岩,一般厚达千米以上,亦间有页岩、凝灰岩
西部稳定区的侏罗系:西部无火山活动,属大型盆地沉积,基本上继承了三叠纪的盆地范围,但罗纪时有些缩小
富县组分布不广,比较零星,岩性变化较大。延安组分布广泛,属于河湖沼泽相,含有煤及石油。中、上统各组分布也很广泛,其中安定组含油页岩,有经济意义。芬芳河组在宁夏东部为湖相沉积
山西北部的侏罗系,见于大同、宁武一带,系小盆地沉积,下统为紫灰色碎沉积,中统为沼泽相含煤建造及粗碎居沉积,上统亦属紫红色陆相碎屑沉积
新疆的侏罗系亦相当发育,分别见于准噶尔、吐鲁番、三塘湖及伊犁诸盆地内,大体上属山前凹陷盆地性质。下统及中统为含煤建造。上统则转变为红色碎岩和泥质岩建造,产叶肢介、介形类及轮藻等化石。整个侏罗系厚度颇大,达千米以上,甚至数千米
甘肃走廊到兰州一带的侏罗系与新疆相似
海相侏罗系中国的海相侏罗系分布不广,仅有特提斯型的青藏区和环太平洋型的东北那丹哈达岭区与广东区
青藏区属特提斯海东延部分,包括西藏的大部、青海、新疆南部及滇西的一小部分。区内有两条大致平行的地槽型沉积带,即南边雅鲁藏布江沿岸的地槽活动带和北边怒江活动闭合(消减)带。雅鲁藏布江带的侏罗系为局部浅变质的砂页岩系、中性与基性火山岩,并伴有一条断续分布的超基性岩
东北区的海相与海陆交互相侏罗系见于完达山-老爷岭地区,下统由厚达7000米的硅质岩、凝灰岩及凝灰质砂岩、页岩等组成。中、上统为海陆交互相的含煤沉积,含有北达北极头菊石、盘状光海扇、伸展光海扇、中间型古栗蛤、棱脊花蛤等,这些动物均来自北极海区,地层厚超过二千米
中南区在早侏罗世时海侵到达粤北、湘南一带。有两种沉积类型:粤中粤北、湘南一带为缓慢沉降的海陆交互的砂泥岩含煤建造,厚度不大,一般约200~400米,最大可达千米;粤东地区的下侏罗统为巨厚的砂、页岩夹煤层,厚度2000~5000m。在梅县、汕头一带并夹有火山碎屑岩。此处具有地槽性质,属环太平洋地槽带的一部分。中、上休罗统转变为陆相碎屑岩伴火山岩建造,与东南浙闽地区相似,显示环太平洋活动带的特征
欧洲地区非特提斯型的欧洲沉降区:从早侏罗世开始,来自特提斯海与大西洋的海水侵入英国、法国、丹麦、向东直到俄罗斯地区。其中以巴黎盆地的东缘,经莫尔旺(Morvan)向北到阿登(Ardennes)南部的侏罗系露头最为宽阔,而且层序完整。下侏罗统以泥灰岩、泥质石灰岩最为常见,近顶部出现铁矿层和磷质结核。其中含有较丰富的菊石和双壳类化石,划分出近20个化石带。中侏罗统泥灰岩类减少,石灰岩增多,而且有相当数量的生物碎屑灰岩,尤以海百合和瑚化石最丰富,中统含9个化石带。上侏罗统海水变浅,不少地方复泥质沉积及铁质状泥岩,含黄铁矿化菊石。只在洛林(Lorraine)等局部地区尚见珊瑚礁、海绵礁或贝壳礁。在德国巴伐利亚(Bavaria)地区,则出现泻湖相沉积,即出产始祖鸟、薄鱼等著名化石的索伦芬石印石灰岩。侏罗系顶部常有盐类夹层,示海退迹象。当时的巴黎处于隆起地区
作为侏罗纪命名地点的汝拉山(Jura Mountain)之侏罗系,与巴黎盆地东缘至阿登南部一带相似。下统为含煤沉积,并有黑色泥灰岩及铁质状泥岩,中统的下部为海百合石灰岩,中部为含铁质砂岩,上部为珊瑚石灰岩;上统为铁质状泥岩、板状石灰岩,表面常见海百合茎及牡蛎化石,至顶部出现生物礁。所以整个侏罗系表现为一个完整的沉积旋回
欧洲沉降区的西部,英国的侏罗系也相当发育,主要分布在自波特兰(Portland)附近向东北到约克郡(Yorkshire)一条逐渐加宽的条带内。下统由泥灰岩、砂岩、骨化石层组成,有时含浅海相的铁矿层。下统内曾发现精美的鱼龙化石。中统为浅海相灰岩,往往构成当地的山脊。上统多为薄层钙质或泥质砂岩,而牛津阶则由厚层的粘土岩组成,富含海生的无脊椎动物及陆生爬行类化石
东欧地区早侏罗世初期广大幅员之内直到乌拉尔(Ural)以西均发育含煤沉积,尚无海。仅在俄罗斯地台南缘乌克兰一带沉积了含有歇尔德菊石的钙质砂岩和粘土岩类,可见特提斯海的海水于侏罗纪初期曾到达此处。早侏罗世晚期海侵扩大到整个俄罗斯地台,使特提斯海与北极海沟通。中侏罗世东欧地区广泛发育含海相化石的砂和粘土沉积,其中不乏北极型生物。晚侏罗世海区更大,自乌拉尔西坡经波罗的地盾(Baltic shield)向西,与淹没德国北海以及英国的海区连成一片。此时俄罗斯地台区沉积了粘土岩类、泥灰岩类,含双壳类、腕足类、腹足类、棘皮动物等化石。但上统厚度不大,仅几十米,显示其陆表海特点
特提斯型沉积区:本区地壳活动性比三叠纪强烈,故构造亦复杂。侏罗系有两个特点,一方面在深凹区有巨厚而连续的沉积,另一方面在“山链”、岛屿或浅滩上有浅海相沉积,形成菱铁矿层,往往有较多的间断或超覆,因而岩相变化较三叠系复杂,生物无北极型分子,金属热带性质
阿尔卑斯山分为南北两支。南支称狄那里克山系(Dinaric Alps),北支称亚阿尔卑斯山系(Alps)。自法国中央高原以东,从西北向东南又分为多芬尼地带(Dauphine Zone)、布良苏隆地带(Bryansulon Zone)、柏蒙隆地带(Bloom Monton Zone)
多芬尼地槽带的侏罗系属深海沉积,厚达数千米,化石不多,仅见菊石与箭石等浮生物。下统由黑色泥灰岩、粘土岩类组成。中统为黑色石灰岩与页岩,往往形成平展的山脊。上统为浅色灰岩、薄层灰岩等
布良苏隆地带的侏罗系较薄,不过200米。下统只几十米,为含卷蛎或海百合的石灰岩。中统为厚层富含泥质的灰岩,有些地方为状灰岩、钙质页岩夹煤层,灰岩中含瑚礁。上统为黑色灰岩、放射虫页岩、钙质页岩等,含菊石、箭石等,为海至滨海沉积
柏蒙地槽带的侏罗系已遭强烈变质,由灰绿色的千枚岩板岩夹变质的辉绿岩、玄武岩组成,厚达千余米。由于其中云母片岩较多,故称闪光板岩,其底部产石和石。柏蒙隆地带只有不厚的浅海角砾岩,覆于三叠系之上
阿尔卑斯山以西,伊比利亚半岛(Ibérian Peninsula)的侏罗系也颇发育,海侵从晚三叠世开始,至晚侏罗世到达顶点,岩层多由泥灰岩组成,动物群亦属特提斯型。到侏罗纪末海区缩小,仅半岛南端有残留海沉积
阿尔卑斯山以东,喀尔巴阡山(Carpathian mountains)、高加索山脉(Caucasus Mountains)直到帕米尔(the Pamirs)一线,由于三叠纪末旧西末利运动的影响,侏罗系与三叠系之间往往有明显的不整合。下侏罗统为煤系地层。早侏罗世晚期开始海侵,形成厚达数百米的石灰岩,富含珊瑚、双壳类、菊石等化石。晚侏罗世出现海退,发育红层与石膏。在高加索地区整个侏罗纪都有火山活动
喜马拉雅地区的侏罗系,在南带俾路支(Balochistan)山脉为厚层的石灰岩,计千米以上;中带砂页岩层发育,夹薄层灰岩
北美地区北美地区侏罗系分布不广,主要限于沿太平洋岸的科迪勒拉地槽(Cordilleran Geosyncline)内,侏罗系为地槽型沉积,除厚达数千米的黑色泥岩、板岩外,尚有火山喷发岩夹层,化石多为菊石、箭石等浮游种类。火山活动主要集中在中期和晚期,早期较弱。此等情况与中国东部侏罗纪火山活动特征颇为类似
科迪勒拉地槽以东的大陆区,侏罗系厚度大减,表现为海陆交替相沉积。晚侏罗世海退,发育河湖相沉积,脊椎动物化石十分丰富,如恐龙竟达69种之多,著名的雷龙、梁龙、腕龙、剑龙等均见于此,鳄类及鱼类也不少,还有哺乳动物,达24种之多。此处的恐龙动物群与非洲坦桑尼亚(Tanzania)所见者十分相似,当时两地还没有连接
墨西哥湾的侏罗系也属地槽型,为厚达千余米的页岩和灰岩,所含化石与南美北部的特提斯型相似,而与北美太平洋岸所见者不同,可见这里的侏罗纪海洋并未与太平洋沟通,但到晚侏罗世曾有短暂的海水沟通,出现共有化石
约占北美面积三分之二的东部地区,都没有海相侏罗系,表明属剥蚀的大陆区
太平洋西岸西伯利亚东北角的维尔霍扬斯克山脉(Verkhoyansk Mountains)至科力马河(Kolyma River)一带,侏罗系广泛分布,岩相极为复杂。厚达数千米的泥砂岩系中夹砾岩及基性、中性和酸性的熔岩、凝灰岩、凝灰角砾岩等,属地槽型沉积。从海相层中所含的化石分析,侏罗系各统俱全,其至各阶都存在
侏罗纪的海侵也到达日本,前期为海相,后期转为海陆交互相的含煤沉积。不少地方出现火山喷发。一般侏罗系厚一、二千米,断裂发育区厚达万米。本区应属环太平洋地槽带,也是太平洋板块与欧亚板块的接合带,中国东部沿海的侏罗纪火山活动即受此带活动的影响
冈瓦纳大陆冈瓦纳大陆上侏罗纪发生大规模海侵,主要见于非洲、阿拉伯印度和澳大利西海岸。早侏罗世的海侵范围与三叠纪相似,主要淹及东北非和马达加斯加,沉积了砂泥质岩系及石膏。中侏罗世海侵扩大,到达北非和印度,沉积了碳酸盐类,并含大量造础生物。晚侏罗世海侵最大,甚至超覆到前寒武系之上北非、东北非、阿拉伯一带形成碳酸盐沉积;南非、印度、马达加斯加主要是砂质泥岩,有时为状铁矿层。侏罗纪末上述地区发生海退,转为陆相和泻湖相沉积
澳大利亚的下、中侏罗统基本上是陆相碎屑岩,上统有海相层,但为时不久就出现海退
早侏罗世冈瓦纳大陆上还出现火山活动,特别在非洲,东南非的三分之一面积均被火山岩系掩盖,以玄武岩为主,厚达数百至数千米。此火山喷发与地壳开裂导致印度洋扩张有关,并使印度板块漂移南美洲的南部也有火山活动,暗色岩系厚达600余米,预示冈瓦纳大陆将进一步分裂漂移

主要矿产

侏罗纪的煤炭和煤成气资源在陆相地层中占有重要地位,在北美、北欧、东亚、东北亚南极洲潮湿气候带都有广泛分布。中国北方早中侏罗世是主要的聚煤期,其规模仅次于石炭纪二叠纪山西大同、京西门头沟辽宁北票鄂尔多斯盆地的神府、东胜、华亭等地都是著名的煤田,新疆哈密大南湖煤田单层煤厚达182米,夹矸仅1.2米。干早气候带中的膏盐沉积见于中国滇西早侏罗世红层中。半干旱气候带中的含铜、含yóu砂岩出现于中国川滇盆地、美国西部犹他州等中、晚侏罗世地层内。环太平洋带的强烈构造-岩浆活动,为一系列内生金属矿产的形成提供了有利条件。以铜、铁、铅、锌、、钨、锡为主的太平洋金属成矿带外带,中、晚侏罗世是重要的成矿期之一。[5]

欧洲各国普遍利用黑、棕、白侏罗的不同岩性,作为不同建筑材料。如黑侏罗的坚硬板状泥灰岩作为板石和制作砖瓦原料,棕侏罗的厚层砂岩是许多宏伟壮丽教堂的建筑石材,白侏罗的泥灰岩是制作水泥的良好原料,成层性极好的索伦霍芬灰岩(Solnhofen Plattenkalk)历史上曾用于石印事业,现仍作为建筑材料开采。[5]

侏罗统产量仅次于石炭二叠纪。当时的中、高纬度地区为温暖湿润气候区,森林茂煤密,沼泽发育,于是在内陆盆地或滨海湖沼中发育煤炭,南北两半球都有广泛分布。以中国为例,华北与华南多产于下、中侏罗统内,东北则见于上侏罗统。[6]

石油和天然气

侏罗统的石油和天然气多见于下、中侏罗统,中国见于陕甘宁盆地四川盆地准噶尔盆地[6]

盐类与石膏

侏罗统的盐类和石膏主要沿赤道两侧低纬度的干煤炎热气候区分布,赋存于红层中,如四川盆地所产。[6]

沉积铁矿

侏罗统的铁矿与温湿气候区的沼泽有关,如四川早侏罗世的江式铁矿。[6]

沉积铜矿

侏罗统的铜矿与盐类沉积的红层有关,与浸染状透镜体铜矿有关,如四川上侏罗统蓬莱镇组上部、云南下侏罗统下禄丰组或相当层位均有所见。[6]

气候环境

侏罗纪是地球历史上典型的温室气候期,全球平均温度比现代要高出5~10℃,在高纬度地区,海水的温度要比现代海水温度高且全年全球无冰。不同的气候指标,包括植物化石、岩相等,均表明侏罗纪古气候呈现出以古赤道为轴、南北对称分布的特征,且季节性特征十分显著。尽管如此,在温室气候大背景下,侏罗纪时期也存在几次降温事件,包括晚普林斯巴期、晚卡洛夫期和中牛津期等。[3]

早侏罗世气候主要呈现湿热特征,彼时的大气二氧化碳浓度要远高于现代。但在普林斯巴晚期的地层中,氧同位素记录了侏罗纪的第一次降温事件,而后在托阿尔期温度迅速回升,这次事件的温度波动幅度高达10~13℃。中侏罗世的古气候总体上以季节性干旱为主要特征,温度依然炎热;在中侏罗世早期,亚洲东部(中国)局部由于气候温暖湿润,形成了丰富的煤炭资源。但在晚卡洛夫期,发生了一次长达260万年的降温事件,称为“卡洛夫冰期”。晚侏罗世温度显著下降,特别是钦莫利期,在两极区域(如西伯利亚和东南冈瓦纳地区)的冬季,全球年平均气温已经降到零点以下;这一时期的北美地区依然干旱,而欧洲南部则表现为周期性干旱。[3]

生命发展

侏罗纪的生物界在演化史上处于十分重要的阶段。裸子植物达于盛世,软体动物空前繁荣,菊石更盛,箭石海胆也占重要地位;爬行类中的恐龙迅速发展;哺乳类也有所发展;真骨鱼类与鸟类于晚侏罗世问世。[6]

海生无脊椎动物

侏罗纪时期仍以软体动物占主导地位,尤以菊石、双壳类和箭石三者最重要,往往构成带化石。[6]

菊石

菊石在侏罗纪进入发展的新阶段,其缝合线更为复杂,普遍出现菊石式缝合线,同时许多种类具单瓣口盖,壳饰更趋多样化,有光滑、脊线、凸瘤等等。此等变化,从早期到晚期,大致有如下属类可作其代表:早侏罗世的羊盖菊石、裸菊石、琴菊石、香港菊石等;中侏罗世的圆菊石、道斯菊石、巴氏菊石等;晚侏罗世的束肋菊石、喜马拉雅菊石、三叉菊石等。[6]

菊石化石
菊石化石

双壳类

双壳类(首次出现在三叠纪)在侏罗纪仍然存在,其中三角蛤科海螂科牡蛎科大量发展,趋于极盛。早侏罗世时异齿目中的筐蛤科、缨边蛤科、花蛤科大量繁荣,沫丽蛤科也较重要,jiǎo蛤科在早侏罗世虽有代表,到中侏罗世就绝灭了。晚侏罗世出现的厚齿目双角蛤科和螺形蛤科是白垩纪大量发展的马尾蛤类的先驱。[6]

三角帆蚌
三角帆蚌

箭石

三叠纪时曾一度繁荣的沟箭石科到侏罗纪逐渐绝灭代之以箭石科,成为侏罗纪的重要化石。栓箭石亚科仍很繁荣,如栓箭石、矛箭石更盛,成为世界性的属。晚侏罗世箭石演化到达高峰,以箭石亚科最盛,如似箭石、希波箭石都是世界性的属,在半深海或深水环境中密集生活。[6]

箭石复原图
箭石复原图

其他海洋无脊椎动物

在侏罗统的浅海相沉积层内,腕足动物中的小嘴贝科和孔贝科相当丰富。海百合有时可构成海百合灰岩(如巴柔阶)。海胆有时也成为标准化石,如薄壳、无饰、弱棘的斜海胆和口孔海胆;厚壳、多饰、多棘的普氏盾海胆、象形雕海胆。[6]

陆生无脊椎动物

叶肢介

叶肢介(首次出现在澳大利亚三叠纪的古渔乡)在早、中侏罗世时十分繁荣。中侏罗世的叶肢介个体小,壳饰具小网状纹,构成自流井真叶肢介和柴达木叶肢介群。中侏罗世后期出现了以大网格饰纹的假线叶肢介为代表的属类。到晚侏罗世,中国出现了三个不同时期的动物群:早期为中渔乡叶肢介-燕山狭叶肢介;中期为尼斯托叶肢介-背角叶肢介群;晚期为东方叶肢介群。东南地区常有直线叶肢介和延吉叶肢介。[6]

叶肢介复原图
叶肢介复原图

介形类

侏罗纪的介形类比较单调,主要是速足目的达尔文介科、女星介科、艳神介科,以达尔文介科为主,它以不同种与其他属分别组成了早、中、晚各期的组合。[6]

介形类化石
介形类化石

脊椎动物

在侏罗纪时期,鱼类和爬行类进化十分重要,鸟类和哺乳类该阶段的生物进化上也具有特殊意义。[6]

鱼类

三叠纪时较多的全骨鱼类到侏罗纪处于极盛,有鳞齿鱼、叉鳞鱼,此外还有角齿鱼、弓鲛类,它们一般见于下、中侏罗统。真骨鱼类始于晚侏罗世,薄鳞鱼可为其代表,其具有全骨鱼向真骨鱼进化的过渡特点,可以说是亚全骨鱼类。中国晚侏罗世出现的真骨鱼类有两大群组,见于北方者以狼鳍鱼为代表,见于南方者以中鲚鱼-副鲚鱼-中华弓鳍鱼为代表。[6]

狼鳍鱼化石
狼鳍鱼化石

爬行类

龟鳖目中的龟类(首次出现在三叠纪)在侏罗纪有所发展,特别是晚侏罗世的蛇颈龟是陆相地层中常见的化石。

蛇颈龟
蛇颈龟

恐龙自三叠纪出世后,侏罗纪迅速发展,但早侏罗世仍属原始类型,数量少,特征分化也不大明显,如禄丰龙

禄丰龙化石
禄丰龙化石

中侏罗世是恐龙演化的过渡阶段,如在原蜥脚类的基础上出现新的特征,表现为食肉类恐龙的牙齿增大,前肢开始退化,脊椎骨变粗;蜥脚类的勺状齿变为棒状齿。晚侏罗世是恐龙的飞跃演化时期,趋于繁盛,特别是棒状齿的脚类恐龙演化最快;食肉类的牙齿边缘也发育了锯齿,牙床变厚,前肢退化,后肢变得粗大。甲龙类也在晚侏罗世出现。侏罗纪恐龙特别大,重达三、五十吨,为蜥类的雷龙梁龙腕龙和发现于四川马门溪龙,它们栖居于沼泽地带,以植物为食。还有生活在陆上的剑龙中国嘉陵江龙、沱江龙均属此类。

雷龙复原图
雷龙复原图

海生爬行类中的鱼龙自中三叠世问世以来,侏罗纪更趋繁盛。蛇颈龙类的数量也增多,形体更增大,长达六米以上。侏罗纪还出现飞行的爬行类,种类也多,其中以喙嘴龙最为典型,它有初龙类的头骨结构和引长的下颌骨以及拖长的尾巴,以捕鱼类为生。至晚侏罗世,翼手龙类出世,其尾巴已退化,部如鸟喙状,牙齿大部消失,成为白垩纪的重要飞龙类。[6]

喙嘴龙复原图
喙嘴龙复原图

鸟类

1979年4月,印度新德里报纸上报导最早的鸟类化石曾在印度南部安德拉邦下侏罗统内发现,但尚未被公认。发现于联邦德国巴伐利亚上侏罗统索伦芬石灰岩中的始祖鸟被认为是最早鸟类化石。与喙嘴龙相比,始祖鸟具有从爬行类向鸟类进化的过渡特点。[6]

始祖鸟复原图
始祖鸟复原图

哺乳类

哺乳类(首次出现在三叠纪晚期)在侏罗纪有所发展,如柱齿兽类、三锥齿兽类、对齿兽类、古兽类、多瘤兽类等。其中多瘤兽类是最早出现的食植物的哺乳动物,可见早侏罗世的哺乳动物已有食肉与食草的不同适应了。[6]

柱齿兽复原图
柱齿兽复原图

植物界

在侏罗纪时期,裸子植物处于极盛,其中以苏铁、银杏、松柏三大类占优势。类植物以真蕨类木贼类为主。自早侏罗世晚期至中侏罗世阶段是植物的繁盛期,当时的植物地理区基本上分为南、北两大区,各自的组合有所不同。[6]

欧洲-印度区(南方区)

欧洲-印度区(南方区)包括中国南部、中东、南欧、美洲中部、冈瓦纳大陆南方区等,该区以苏铁类和双扇蕨科比较繁盛,适宜于热带亚热带湿润温暖气候区中生长。裸子植物的茎干化石未见年轮构造,似示无季节性特点。中国的早、中侏罗世植物群称为网叶蕨-格子蕨植物群。具体地说,早体罗世的面貌与三叠纪颇相似,其中苏铁类约占三分之一,其次是真蕨、银杏、种子蕨松柏木贼等,代表性的属类有锥叶蕨、拟刺葵、侧羽叶、楔拜拉等,中侏罗世植物缺乏特有分子,是早侏罗世气候转变为干燥而适宜生长的种类,以侧羽叶、锥叶蕨、木贼类、尼尔桑、银杏等较为常见,与北方区较为接近。晚侏罗世由于气候更为干燥,南方型植物不大发育,常见者有柏型枝、短叶杉。[6]

苏铁
苏铁

西伯利亚区(北方区)

西伯利亚区包括日本中国东北地区的北部、西伯利亚、欧洲中部、斯堪的纳维亚半岛直至格陵兰,该区以松柏、银杏及蕨类为主,苏铁次之。早、中侏罗世分布颇广,一般称锥叶-拟刺葵植物群。其中以真与银杏类最盛,伴以相当数量的松柏类,真类中以枝脉和锥叶较多。它们与前期的延长植物群差别较大。早侏罗世者以新生的为主,其面貌与库兹涅茨盆地同期者相似。常见的属类有似莲座、紫箕、尼尔桑、银杏等。华北接近西伯利亚植物地理区的南缘,故混入一些南方分子。中侏罗世的植物是早侏罗世的延续,有节类渐衰,其茎干变窄,关节盘变小,节问变长。蕨类中的双扇献科与马通藏科减少,蚌壳科及枝脉比重相对增大,故锥叶蕨到达鼎盛。晚侏罗世由于大部分地区出现干早,植物生长受到影响,只在海侵边缘地区气候温湿,适宜生长。此时早、中侏罗世的大批属种已不存在,银杏类和松柏类是当时的主要分子。[6]

深圳早侏罗世金鸡组的蕨类和苏铁类化石
深圳早侏罗世金鸡组的蕨类和苏铁类化石

参考资料 8

  1. 参考 1
  2. 国际年代地层表(2022年10月版) — 国际地层学委员会
  3. 参考 3
  4. 《中国地层表(2014)》正式实施 — 中国地质调查局
  5. 侏罗纪 — 中国大百科全书
  6. 参考 6
  7. INTERNATIONAL GEOLOGICAL CONGRESS (IGC) — lUGS
  8. 参考 8

注释

  1. Ma:百万年
广告位:底部(ad-bottom)—— 请到中台「公共区块」编辑此内容