第二节 加里东构造阶段世界古地理轮廓及地史特征

　　一、加里东运动和加里东构造阶段

　　早古生代初期的大地构造轮廓和震旦纪很相似。后来发生了具有世界影响的构造运动，引起了世界海陆形势的调整和变化，这就是加里东运动。从广义讲，发生在早古生代的构造运动称加里东运动；但狭义的加里东运动，则指志留纪后期的构造运动。早古生代这一时期，称为加里东构造阶段。从板块构造理论讲，基本上不提构造阶段，但可以理解为这一时期确实发生了某些板块碰撞事件，引起海陆格局的变化。

　　二、海洋占优势的时代

　　在前寒武纪末，世界上一方面出现了许多古陆，而另一方面各古陆之间又为地槽所分隔。进入古生代后，许多古陆重新为海水所浸漫，其中尤以奥陶纪海侵规模最大。从整体看来，早古生代仍然是海洋占优势的时代。

　　这时候既有剧烈拗陷的地槽纵横于地台之间，又有广阔的相对稳定的陆表浅海，从而提供了在其中不断进行沉积的场所。在地槽中沉积了上万米厚的下古生界，例如通过英国的加里东地槽，下古生界厚达11500m。在许多地台陆表海中也沉积了从几百米到几千米的海相地层，形成地台的下古生界盖层，如中国地台上的下古生界盖层厚约600—3000m。

　　由于海水占优势，下古生界几乎全是海相地层，沉积基本上可分为两种类型：一是活动类型沉积，主要是在地槽中沉积的，厚度巨大，多复理石相碎屑岩、硅质岩、火山岩、页岩和少量碳酸盐岩等；一类是稳定类型沉积，主要是地台陆表海中沉积的，厚度较小，横向变化不大，以砂岩、页岩、石灰岩、白云岩等为主。

　　三、世界古地理格局及其演变

　　早古生代海陆分布形势，目前已经恢复出来的有各种不同模式。古生代初期，全球计有北美（相当槽台说的地块、地台，下同）、俄罗斯（欧洲）、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北（中朝）、华南（扬子）等古陆，以及包括南美、非洲、印度、南极洲、澳大利亚的冈瓦纳古陆。冈瓦纳古陆当时处于南半球高纬度地区，北半球各古陆则位于中、低纬度地区，特别是低纬度地区。介于北美和俄罗斯古陆之间是一片海洋，称古大西洋。俄罗斯与西伯利亚古陆之间是古乌拉尔海。西伯利亚古陆与华北古陆、塔里木古陆之间是古北亚海，包括祁连海。华北古陆与华南古陆之间是秦岭海。又如北美古陆、扬子古陆、澳洲古陆的外侧为古太平洋（分别相当于阿巴拉契亚地槽、华夏活动带、塔斯马尼亚地槽）。北方各古陆和冈瓦纳古陆之间是东西横亘的古特提斯海（又称古地中海）。上述各古陆相当槽台说的地台，或相当板块说的板块。

　　志留纪末期，古大西洋逐渐变窄，北美板块向欧洲板块俯冲，形成加里东褶皱带，相当现在的西北欧及英国一带，从而使北美板块与欧洲板块对接，初步形成劳亚大陆（又称劳亚古陆或北方大陆Laurasia），并导致古大西洋关闭。中国的祁连海，在志留纪末期，也封闭消失，使柴达木板块和华北（中朝）板块拼合在一起。此外，其他一些古海洋，如扬子板块、澳大利亚板块的外侧以及古特提斯海等，也都遭受加里东运动不同程度的影响，导致各大陆板块边缘的陆壳增生。总之，志留纪末期，亦即早古生代结束时，由于北方某些板块的拼接和增生，出现最大的海退时期（直到泥盆纪初），陆地面积扩大，陆表浅海面积缩小，这种环境的变化，必将导致生物界的重大变革，意味着一个新的时代即将到来。

　　四、早古生代气候

　　寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥，如中国北部和东北南部，以及巴基斯坦等，都有红紫色2页岩、食盐假晶（中国的馒头组）、具有紫红色氧化圈砾石的砾岩（即竹叶状灰岩）等沉积地层；中国的西南部、伊朗、西伯利亚中部、非洲摩洛哥等有岩盐、石膏等蒸发盐；在世界很多地方都分布有鲕状灰岩、白云岩等；还有在中国长江中下游和西南、新疆中天山、黑龙江北部，西伯利亚、澳大利亚、北美洲、摩洛哥、西班牙、意大利、挪威北部、南极，都发现有古杯动物灰岩和古杯礁（古杯动物是一种海生多细胞动物，有单体、群体之分，单体形似杯状，直径5—20mm，高10—30mm，过去名曰古杯海绵，目前认为单独成门，名为古杯动物门Archaeocyatha，繁盛于早寒武世，分布遍及世界各地），古杯动物生活于不低于25℃水温的海水中。以上事实都是说明当时气候情况的依据。

　　奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似，气候比较温暖。当时北美、西伯利亚和中国华北地区，都有蒸发岩沉积，推测曾存在干热气候环境，属于低纬度地区。按古地磁数据，奥陶纪南极位于现在北非西北部，北极位于南太平洋。奥陶纪晚期，在冈瓦纳大陆的西部即非洲西北地区，出现大规模的大陆冰盖和冰海沉积，代表极地寒冷气候，这可能和当时其所处的地理位置是在南极圈内有关。晚奥陶世末期被认为是震旦纪以后的又一次大冰期，但时间短暂，对北方未产生重大影响，但当时出现一次大范围海退（如中国华北地区，晚奥陶世上升为陆，缺失上奥陶统沉积），被认为是由于这次大冰期的出现，导致全球海平面下降的缘故。

　　志留纪初期，当时南极冰盖迅速消融，导致大气环流减弱，纬向气候分带不甚明显。有些浅海地方变为较深海水，环流不畅，含氧量降低，形成滞流环境。早志留世初期，全球广布黑色笔石页岩，表明滞流缺氧环境非常普遍。除高纬度的冈瓦纳大陆外，其他各板块大都处于温暖和干热气候条件下，如在北美和北欧都有碳酸盐岩和生物礁广泛分布；在欧洲、西伯利亚、哈萨克斯坦、华南各板块上均有海相红层发现；在西伯利亚、澳大利亚等地有蒸发岩发现，便是证明。