古新世

古新世（Paleocene Epoch），是新生代古近纪的的第一个世（第二世为始新世，第三世为渐新世），延续时间6700±300~6000±200万年。^[1]国际地质年代表中将古新统^[注2]（世）划分为三个阶段：塔内特阶（Thanetian）、塞兰特阶（Selandian）以及丹麦阶（Danian）^[2]，已建立三枚“金钉子”，底界划分来自于同位素测年为66.0Ma的古新统底界——丹麦阶“金钉子”，顶界划分来自于同位素测年为56.0Ma的始新统底界——伊普里斯阶“金钉子”。^[3]

古新世到始新世之间，南方各大陆的分裂、漂移活动在新生代继续进行，不仅南大西洋与印度洋继续扩张，而且非洲与印度、澳大利亚与南极洲之间也开始分裂并不断漂离。在此期间，澳大利亚以北的印度洋-太平洋经由中美洲水道和大西洋-太平洋间的联系畅通无阻，大洋的扩大继续限制了太平洋的范围。^[4]古新世也是东亚边缘海盆地开始形成时期，特别是靠近大陆一侧开始逐渐下陷并且产生沉积。^[5]在世界各地，古新统发现不多，海相沉积很少，以陆相沉积为主。在中国以陆相沉积为主，如在广东南雄盆地，湖南茶永盆地、安徽潜山、宣城以及江西、内蒙古、陕西、新疆等地的红层，均发现古新统。古新统与上白垩统多为逐渐过渡关系，^[1]是聚煤、储存石油和膏盐的重要时期。古近纪是新生代中比较温暖的时期，从古新世开始，温度逐步升高^[3]，哺乳动物代之兴起。许多常见的哺乳动物，如肉食类、灵长类、齿类和有蹄类的祖先类型，都是在古新世前后，从原始的食虫类中分化出来的。^[1]在古新世发生的大事件有古新世-始新世极热事件^[3]、大洋酸化^[6]、底栖有孔虫灭绝等。^[7]

古新世（Paleocene）之名来自希腊文的παλαιός（古，演化为palaios）与拉丁文的καινός（新，演化为kainos），由法国古植物学家威廉·菲利普·辛珀（Wilhelm Philippe Schimper）于1874年命名。^[8]

1989年，在华盛顿第28届国际地质大会上，国际古近纪地层分委员会确定了现行的将古近系划分为三统九阶的方案，即古新统、始新统和渐新统。其中古新统被分为的丹麦阶（Danian）、塞兰特阶（Selandian）和塔内特阶（Thanetian）。^[3]

2022年，国际地质科学联合会在第三十六届国际地质大会上公布的国际底层表中，延续了以往的划分，将古新统（世）划分为三个阶段。^[2][9]

中国地质调查局和全国地层委员会组织实施下，经原国土资源部批准（国土资[2014]374号）出版发行了《中国地层表（2014）》，《中国地层表》《中国地层指南及中国地层指南说明书》是中国地质行业标准规范重要内容之一，在参考国际地层学研究的基础上编制了中国地区的地层年代表，该地层表将古新统（世）分为俩阶。^[11]

南方各大陆的分裂、漂移活动在新生代继续进行，不仅南大西洋与印度洋继续扩张，而且非洲与印度、澳大利亚与南极洲之间也开始分裂并不断漂离，分离的时间大致均为古新世至始新世期间。古新世时期北美洲与欧洲分裂，当时在格陵兰与挪威之间发生了海底分裂；与此同时格陵兰与北美洲之间也产生分裂，这样，北美洲与欧洲之间通过格陵兰而存在的联结最终被割断。北大西洋此后稳步扩张，美洲大陆向西漂移，欧亚大陆向东漂移，它们都与太平洋板块发生碰撞，结果导致环太平洋新生代褶皱山系的形成以及太平洋的不断缩小。上述这种趋势至今仍在继续进行。太平洋边缘一带的频繁地震和火山活动以及丰富的地质、地球物理资料证实了这一点。^[14]

古新世也是东亚边缘海盆地开始形成时期，特别是靠近大陆一侧的盆地，开始下陷接受沉积。古新统主要分布于靠近大陆一侧的一些盆地或凹陷的底部，分布范围小且分散，多数为河流相、内陆湖相、洪积相，仅堪察加半岛东侧和东海陆架南部、台西北、台西南盆地为海相。一些坳陷底部见火山岩沉积，如渤海湾盆地昌滩坳陷和辽河断陷等地区与孔三段至孔二段下部相当的地层为大套火山岩地层，其同位素年龄为65Ma~56.4Ma。在鄂霍次克海的东北部（堪察加半岛的西侧）的一些坳陷底部也为火山碎屑沉积。^[5]

古新世到始新世之间，澳大利亚以北的印度洋-太平洋经由中美洲水道和大西洋-太平洋间的联系畅通无阻，使得洋际间的重要通道在赤道和低纬度地区继续存在。印度洋和大西洋之间存在的中纬度洋间环流位于非洲之南和流经特提斯海的北半球内，此时的特提斯水道已变得大受限制。^[4]并且古新世的塔内特阶（59.2Ma~56.0Ma）时期发生了高纬度海退，接着便是带有海神石（Cyprina）生物群的北方海水的扩展，海神石是北欧晚古新世的产物。^[15]

大西洋和印度洋的扩大继续限制了太平洋的范围。在晚白垩世，由于北美向亚洲转动，从而关闭了北冰洋和太平洋之间的联系。这杜绝了以前来自北太平洋高纬度地区底层水的任何来源，而来自南方的深水变得越来越重要。北大西洋与北冰洋的通道仍关闭着。如现代大洋一样，大洋之间底层水的局部分隔，形成了地球化学差异，并导致大洋的地球化学分异，结果产生了碳酸盐补偿深度（Carbonate compensation depth，CCD）发育历史方面的差异；整个古新世和始新世太平洋碳酸盐补偿深度继续变浅，而同一时期大西洋和印度的碳酸盐补偿深度却在变深。在古新世大部分时期和始新世保持着相对温暖和稳定的气候，然而这段时期内的大部分时间温度是下降的，并导致了较大的纬度气候差异，进而加强了大洋环流并提高了低、中纬度的生物生产率，形成了广泛的生物硅质沉积物。^[4]

在古新世，尽管南极大陆没有明显的冰川作用，但它的确处在极南的位置，澳大利亚和南极洲是联结在一起的。海水表层温度比较高（亚南极区约为18°C）。因为毗邻南极的表层水温度比较高，所以深水也是温暖的（约1000米水深处，温度为16°C左右）。尽管热带特提斯海流经过狭窄的北部水道和印度以西的三角形海区续向西流动，由于印度接近亚洲大陆，此时印度洋北部的环流变得受限制了。北大西洋与北冰洋较小规模的表层水交换可能已经开始，温较暖的水经过拉布拉多水道进入北冰洋盆地。^[4]

古新世沉积的地层称为古新统。欧洲法国巴黎盆地、英国伦敦盆地和比利时盆地的海相古新统研究较早，分层较细。有些地区把古新统包括在始新统内，没有划分出来，有的缺失古新统。在世界各地，古新统发现不多，海相沉积很少，以陆相沉积为主。在中国以陆相沉积为主，如在广东南雄盆地，湖南茶永盆地、安徽潜山、宣城以及江西、内蒙古、陕西、新疆等地的红层，均发现古新统。古新统与上白垩统多为逐渐过渡关系。^[1]

板块名称典型地区地层特点中国西部盆地紫泥泉子组的古新统-始新统剖面：河湖相碎屑岩，紫红色、褐红色砂质泥岩夹灰红色泥岩及砾岩，含少量介形类化石^[16]东部盆地阜宁组的始新统-古新统剖面：分布范围颇广，除然地中心外周围露头区亦有所见，主要由黑色、灰绿色、棕色、棕红色的泥岩、粉砂岩构成多次的粗-细、红-黑的旋回，按此可分为四岩性段，产介形类-阜宁中华金星介（Sinocypris funingensis）动物群及轮藻-常州厚球轮藻（Grovesichara chanzhouensis）组合，鱼类化石有纤细六合鲱fēi（Linheus gracilis）、来安洞庭鳜（Tuntingichthys laianensis）、洪泽洞庭鳜（T.hongiceensis）^[16]阜宁组中发现的微咸水中生活的脊孔新单角介（Neomonoceratina poecta）、鲱鱼、鳜鱼之类，该组中还有龙介虫管化石，都说明该盆地并非完全与海洋隔绝，曾几度有短暂的海侵发生。到始新世以后基本上属淡水沉积，与海洋隔绝^[16]浓山组的上古新统剖面：紫红色、灰绿色泥岩、泥质砂岩、砂岩，含有大量爬行类和哺乳类化石，包括中兽科、伪脊齿兽科、古脊齿兽科、似伪齿兽科、假古猬科、北柱兽科等^[16]上湖组的下、中古新统剖面：紫红、褐红泥岩、砂质泥岩夹砂砾岩，含丰富的哺乳类化石肥岗双尖中兽（Dissacus feigansnsis）、上河双尖中兽（D.shanghoensis）、疑湖口兽（Hukoutheriusm ambigum）、南雄阶齿兽（Bemalambda nanhsiungensis）、肿骨阶齿兽（B.pachyoesteus）、粗壮阶齿兽（B.crassa），其中以阶齿兽科化石最为丰富^[16]内蒙古北部脑木根组的上古新统剖面：棕色泥岩、绿色泥岩及石膏，含有高锯齿兽（Prionessus lucifer）、高贵楔齿兽（Sphenopsalis mobilis）、侏肉齿兽（Sarcodon pygmaous）及其它，相当于北美的迪法尼阶（Tiffanian）^[16]劳亚大陆欧洲巴黎盆地：古新统包括蒙特阶和萨尼特阶。蒙特阶（Montian）开始时海侵层充填于白纪侵蚀面上的低洼处由钙藻灰岩构成，并含有蟹守螺及暖水型的海生双壳类化石。蒙特阶沉积以后当地上升，出现陆上湖泊沉积，即萨尼特阶（Thanetian），当时也有短暂海侵入，留下“布拉索砂岩”，其中含有牡蛎、花蛤及其他双壳类化石，同时还有鱼类、钙藻、群体珊瑚。而双壳类中还带有现今见于北海者，但总的面貌，仍反映出暖海气候环境。在湖相沉积中还发育了褐煤层，其中含有淡水双壳类、昆虫、植物叶片以及古新世的多瘤齿兽类与古肉食类化石^[17]中亚哈萨克斯坦：下第三系总厚达4600米，古新统以砂岩为主，始新至渐新统为砂泥质类复理石及火山碎屑沉积。在蒙古东南部，第三纪存在游移河湖盆地，沉积厚度不大，与中国内蒙古情况相似^[17]哈萨克斯坦南部的南天山一带，早第三纪仍遭到特提斯海海侵波及。始新世有含货币的红色砂岩和泥灰岩，古新世和渐新世有白云岩和石膏^[17]古地中海-喜马拉雅海槽区特提斯海西段西、北非在古新世和早始新世时沉积了石灰岩和少量碎屑岩。晚始新世山脊隆起，出现巨厚的碎屑岩^[16]特提斯海东段早第三纪的历史比较复杂。其东段印度支那南部伊洛瓦底江流域，下第三系为厚逾万米的巨厚碎岩系，不整合于白墨系之上。古新统可能失，下始新统为砾岩层^[16]南半球区印度内陆区印度内陆区，即特提斯海以南的德干高原，巨厚的玄武岩流广布于陆相的古新统与始新统之间，并有大型侵入体，这也与板块的分裂漂移有关^[16]澳大利亚南部和东部有古新世和始新世的火山活动，也可能与南极洲大陆从澳大利亚分离出去有关^[16]环太平洋带日本列岛日本的许多地方白垩系与下第三系之间呈不整合接触，古新统的海相层分布相对局限。新生代早期除北海道东部等地有与上白统连续沉积的古新统外，一都是始新统以角度不整合覆于前第三系之上^[16]南美南美的太平洋沿岸安第斯地槽区第三纪时处于上升阶段，海区面积较白垩纪缩小。古新世的海相层只限于南美西部边缘的一个狭窄海岸地带^[16]西南太平洋区新西兰在古新世时处于剥蚀区，始新世开始海侵，中或晚渐新世时到达最大，随后就发生海退。海相地层以碎屑岩为主夹石灰岩，但它们也往往穿插在煤系之中，故海侵时间尚属短暂，此亦活动区之特点。而褶皱隆起的极盛期发生在上新世晚期和更新世早期^[16]

古新世是海进时期，海水泛滥于西欧和南欧大部。欧洲古地中海不断扩展，向东延伸到南亚，沉积了有名的货币虫灰岩。^[1]主要矿产以煤、石油、油页岩及各种盐类为主，有重要经济价值。^[18]

煤

古新世是重要的聚煤时期之一。在中国，古新世聚煤区主要分布在东北、鲁东一带，可以辽宁抚顺群下部为代表。^[18]

石油

古新世是中国重要的含油岩系，无论海相、陆相或过渡相地层中都已发现有工业价值的石油资源。晚古新世到早始新世，主要见于江汉、苏北和三水盆地。^[18]

膏盐

古新世干旱气候带广布，膏盐产地较普遍。西起喀什海湾，南达滇西兰坪思茅地区和广东三水盆地，东至江汉、衡阳等盆地都有膏盐矿床。山东大汶口附近还发现有钾盐存在。^[18]

古近纪是新生代中比较温暖的时期，^[3]但古新世的古气候环境并不稳定。海洋微体化石的古生物地理变化和陆生植物变化指出了这一时期的许多冷暖间隔。在中古新世一个重要变冷事件之后，晚古新世变暖趋势结束于早始新世至中始新世（53~49Ma）期间内一个最暖和的时期，也可能是整个新生代最暖和的时期。^[19]

在古新世-始新世之交（56Ma^[注1]），有过一次短暂而强烈的升温过程，之后又快速恢复到正常状态。这一过程被称为“古新世-始新世极热事件”（Paleocene EoceneThermal Maximum，PETM）。^[3]这次极热事件持续大约20万年，温度升高5-8℃，赤道年平均温度超过40℃，不适宜陆生植物生长；北极地区冬天的温度接近0℃，夏季平均气温高于20℃，降水较多。化石证据表明，北极的陆地上以混合阔叶林为特征，短吻鳄鱼、龟类以及包括灵长类在内的各种哺乳动物繁盛北极海洋中发现丰富的“红萍”，表明北极地区温度至少达到亚热带水平。^[7]

通过大洋钻探研究发现5500万年前古新世-始新世极热事件时期，在不到1万年的时间里，有≥2万亿吨的碳溶入大洋，海洋碳酸盐补偿深度（Carbonate compensation depth，CCD）上升2000米，δ13C值降低3‰PDB，造成底栖生物的大改组，同时表层海水温度升高约5℃。^[6]

哺乳动物在新生代的辐射、演化，使之在陆地生态系统中占据了主导地位。其化石在非海相地层的划分对比和时代确定方面发挥着重要的作用。哺乳动物在古近纪经历了3个主要演化阶段：古新世古老类群的繁盛、始新世现代类群的出现与发展，以及渐新世动物群的重组。^[20]古新统在古近系中沉积时间不长，但却记录了地球历史上生物进化的一个重要转折时期。其间称霸地球的恐龙已绝灭，代之而起的哺乳动物有胎盘类开始快速繁行和进化，包括各种古老类群，如全齿曽zēng类、踝huái节类、南方有蹄类的大量发展和迅速分化，占有并填补了中生代未期爬行动物衰退后的生态环境。与此同时，古鸟类在空中开始有了较快的发展，与恐龙共同生活过的一些中类如有袋类、多瘤齿兽类、食虫类得以延续。无脊椎动物中，在中生代海洋繁盛的菊石和箭石均已绝灭，大型有孔虫和浮游有孔虫物种开始增多并广泛分布，软体动物双壳类、腹足类越来越繁盛，陆上的腹足类、介形类及昆虫等动物得到进一步发展。植物界中，白垩纪古老种类开始大量衰退，蕨类植物、裸子植物数量和物种已不及从前繁盛，被子植物的现生属种开始有了较多的出现，但总体面貌仍与白垩纪时相似。^[21]世界上发现的古新世哺乳动物化石地点不多，在中国广东、湖南、新疆、安徽、内蒙古等省、自治区发现不少古新世哺乳动物化石，如双锥中兽、阶齿兽、古柱兽和楔齿兽等。介形类在中国有以土菱介、小花形介为代表的海相组合。有以土星介、美星介、金星介、玻璃介、女星介为主的陆相组合。轮藻方面，有以古匈牙利有盖轮藻（Tectochara Palaeo-hungarica）为代表的轮藻组合。^[1]

在古新世-始新世高温事件（PETM）时期，从海洋来看，高温导致的海水酸化对珊瑚影响较大，35%~50%的底栖有孔虫灭绝；同时，浮游有孔虫钙化减弱，并发生了多样性大爆发；升温对颗石影响较小，钙藻在这一时期开始繁盛，沟鞭藻在亚热带繁盛；一些热带或是亚热带鱼类在这一时期也较为繁盛。^[7]