陇原演化有证据

陇原演化有证据

肃南皇城奥陶系阴沟群地层中的直立倾伏褶皱

甘肃地层研究始于1893年，是我国西北开展地层工作最早的地区之一，至今已百年有余。

省内地层出露十分广泛，分布面积逾41.6万平方公里,约占全省国土面积的92.4%。36亿年前的早太古代至当前的全新世地层均有出露，地层层序基本完整。25亿年~39亿年前的太古宙至4.17亿年前的早古生代以海相沉积地层为主；4.17亿年~2.5亿年前的晚古生代以海相—海陆交互相沉积地层为主；2.3亿年~1.4亿年前中生代前以陆相地层为主，局部为海相地层，沉积类型复杂多样。海相和陆相地层中都产有丰富化石，赋存大量沉积矿产。

按地质年代，甘肃地层可划分为宇、界、系、统、阶5个级别单位，其界限全球统一划定。岩石地层单位一般可依次划分为群、组、段和层4个级别，按区域地层的岩石特征分别划定。

甘肃的太古宙地层

甘肃太古宙地层研究起步较晚，始于20世纪60年代，即全面开展1∶20万区域地质调查时期。

甘肃太古宙地层包括：始太古代（36亿年~39亿年）、古太古代（32亿年~36亿年）、中太古代（28亿年~32亿年）和新太古代（25亿年~28亿年）4个时期的岩层。其岩石地层单位一般划分到群和组。“群”通常采用地方性名称命名，如“阿尔金岩群”。“组”是“群”下的次级单位，通常按主体岩石名称命名，如“阿尔金岩群奥长花岗片麻岩组”和“阿尔金岩群斜长角闪片麻岩组”等。

甘肃最古老的地层出露在阿克塞哈萨克族自治县阿尔金山北麓地区，称为“阿尔金岩群”。该岩群为一套深层压熔古老变质花岗岩（灰色片麻）及少量变质火山—沉积岩组成，变质程度以中高温“角闪岩相”为主，局部达高温“麻粒岩相”。2002年，天津地质矿产研究所陆松年研究员等，采用锆石迅普法，在该岩群的古老花岗岩中获得36亿年的同位素测年数据，从而证实这一地区有最古老的始太古代初始地壳存在。

全球已知最老地层的年龄为38亿年，出露在丹麦的格陵兰岛。36亿年~38亿年前的地层，全球出露极少。在中国也仅见于河北迁西等少数地区。它们是地球固化初期初露端倪的原始地壳，称为“陆核”。年龄稍晚的结晶片麻岩系，在甘肃出露有祁连山西端的晚太古代—古元古代北大河群、龙首山的中晚太古代—古元古代龙首山岩群（最老岩石年龄31亿年，王崇礼）和陇山地区的晚太古代—古元古代秦岭岩群等。它们由西至东构成甘肃大地古老“结晶地轴”。

甘肃太古宙地层赋存有沉积变质型铁矿资源。

甘肃的中、新元古代地层

中元古代地层和新元古代地层分别称为中元古界和上元古界。在甘肃地区，中元古代与新元古代地层常常相伴，广泛出露，主要分布于祁连山、河西走廊北山、兴隆山、陇山和陇南摩天岭等地区。甘肃中上元古界由浅变质的板岩、千枚岩、变砂页岩、石英岩、硅质岩、大理岩和结晶石灰岩组成。变质程度为低温绿片岩相。

志留纪肮脏沟组板岩与砂岩形成的韵律层

甘肃中元古界和上元古界普遍含有各种球形藻和叠层石等菌藻类化石。广海中，菌藻生物营漂浮生活或固着在沉积物上，最终埋藏在沉积物中成为单体藻化石或叠层石。叠层石是菌藻生物与沉积物共同形成的生物—岩石结构构造。

新元古代晚期震旦纪曾进入一个全球大陆冰川时代，广泛分布冰川沉积物：冰积砾岩和冰水沉积物。甘肃祁连西段石包城—龚岔、金昌龙首山和文县关家沟等地区的震旦系下部都有冰积砾岩出露。至今冰积砾岩上还保留有冰川擦痕及各种遗迹。

需要着重指出，武都临江地区震旦系冰积层之上，早古生代寒武系之下，首次发现具有硬体的小壳动物群。具硬体动物化石的出现，标志着生物界已由无硬体低等菌藻类向具硬体较高级动物的飞跃，是古生物系统演化的一次重大事件。

元古宙地层常常产出世界级铁矿床。如著名的镜铁山铁矿，是我国大型矿床之一。肃南小柳沟盛产白钨矿。此外，含叠层石大理岩和纯白色大理岩（汉白玉）均是极佳的建筑装饰材料。

早古生代地层——海生无脊椎动物繁盛时代地层

早古生代地层称为早古生界。早古生界包括寒武纪、奥陶纪和志留纪三个时期的沉积，分别为寒武系、奥陶系和志留系。早古生代是无脊椎动物时代。

甘肃早古生代进入大陆裂解—拼接构造活动期，呈现活动型和稳定型两种沉积环境。活动型地区以深水相火山岩—碎屑岩沉积为特点；稳定型地区以浅海陆棚相碎屑岩和石灰岩沉积为特征。活动型早古生代地层主要分布于祁连造山带的鹰嘴山—白银厂—蛟龙掌一线、北山区红柳河—马鬃山等造山带及大型裂谷带地区。早期由巨厚的玄武岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩、基性凝灰岩、千枚岩和板岩等组成；晚期由中酸性安山岩、安山质流纹岩、流纹岩、凝灰岩、硅质岩、千枚岩、板岩及泥岩等组成。岩石中—低温变质。稳定型早古生代地层主要分布于方山口—双鹰山一线裂陷槽和陇南迭山裂谷带地区，由砂岩、粉砂岩、页岩、硅质岩和石灰岩等组成。不含或极少含火山岩沉积。底部含磷。岩石弱变质或未变质。

早古生代是显生宙开始时期。一开始，古生物就显示重大变化，几乎所有无脊椎动物门类都在这一时期同时出现。甘肃早古生代地层中，深海相地带以浮游无脊椎动物三叶虫、笔石、牙形石和鹦鹉螺居多；浅海陆棚相地带，以底栖无脊椎动物腕足类、珊瑚和苔藓虫动物最为繁盛。但是在奥陶纪—志留纪地层中首次出现类似“鱼”或“鱼形”类脊椎动物先驱分子。植物界仍然以海藻生物为主。然而，到志留纪晚期，地层中已产出原始陆生植物库逊蕨（Cooksonia）：一种原始裸蕨类植物，如火柴杆大小，高不过10厘米，圆柱形，二歧分支，无叶，顶端着生生殖器官孢子囊的原始蕨类植物。孢子囊成熟后随风吹撒土壤中繁殖。

早古生代是甘肃的重要成矿时期。白银厂铜金矿、方山口磷矿和钒矿、肃北大道尔吉铬铁矿、鹰嘴山金矿等均是全国知名矿床。

志留纪肮脏沟组板岩中的板理构造

晚古生代地层——海生生物登陆时代地层

晚古生代地层称为晚古生界。晚古生界包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪三个时期的沉积，分别为泥盆系、石炭系和二叠系。晚古生代是脊椎动物和植物登陆的时代。

加里东造山运动后，祁连大洋已最终关闭，甘肃地区总体趋于稳定。晚古生代，除北山北部红石山地区和甘南—陇南迭山地区等版图的南、北边缘仍为海相沉积外，省内广大地区以台地海—陆交替相沉积和局部带状大陆裂陷槽相沉积为主。台地海陆交替相地层表现脉动式海进—海退变化。海进时，以石灰岩和泥页岩沉积为主；海退时，以碎屑砾岩、砂岩和泥页岩沉积为主。地层中分别产出海生腕足类、双壳类、珊瑚类、层孔虫、苔藓虫及锥石类和原始鱼类动物化石；陆生蕨类、鳞木类等植物密布成林，经沉积物埋藏多保存为植物化石及硅化木，并常常炭化成煤。裂陷槽相沉积地层厚度较厚，以砂岩、页岩、泥岩等碎屑岩沉积为主，夹石灰岩和硅质岩。产丰富的动物菊石、牙形石、有孔虫、腕足类、珊瑚类、双壳类和鱼化石。

晚古生代是生物界全面登陆时代。随早古生代志留纪原始裸蕨Cooksonia（库逊蕨）出现后，晚古生代泥盆纪大量节蕨类和鳞木类已经繁盛，石炭纪和二叠纪的陆生植物已密布成林。泥盆纪晚期，总鳍鱼的胸鳍已特化成肢体，逐渐演化为陆生爬行类动物。其时，甘肃北山晚古生代晚期地层中已发现晚二叠世脊椎动物爬行类先驱分子“二齿兽”化石产出。

甘肃是国内石炭纪海陆交替相地层发育最好的地区之一。天祝县臭牛沟剖面及其“臭牛沟组”地层名称和靖远煤矿剖面等都是全国知名地区和地层单位。

晚古生代是重要成煤期，甘肃祁连山地区的靖远煤矿、九条岭煤矿和窑街煤矿等都是这一时期形成的煤。

中生代地层——爬行动物时代地层

中生代地层称为中生界。中生界包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个时期的沉积，分别是三叠系、侏罗系和白垩系。中生代是爬行动物的时代，是恐龙称霸的时代。

晚古生代末期，甘肃地区海水向南撤离至甘南—陇南地带。自中生代侏罗纪开始至今，甘肃地区完全成为陆地。

甘肃甘南—陇南地区残留海相三叠系，为一套大陆斜坡浊流沉积，由砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质石灰岩和灰岩构成旋回式韵律。地层中产海生牙形石、腕足类、双壳类动物化石及经河流搬运而来的植物化石碎片等。海底沉积物中还常常保留蠕虫动物生活时存留的钻孔、爬行和排泄物等遗迹化石。中生代侏罗纪和白垩纪，海水完全退出甘肃大地，广泛分布陆相地层。

甘肃中生代陆相地层在北山、祁连山和西秦岭地区都有出露。中生界主要为河流相、湖泊相、山麓洪积相及泥石流沉积，由砾岩、砂岩和泥岩组成。古山麓洪积和古山前泥石流特别发育。其中，玉门昌马山前洪积扇是亚洲最大山麓洪积扇；著名的崆峒山也堆积着晚侏罗世时期洪积扇沙砾石，经地壳抬升而成为今日的名山大川。

中生代是陆生爬行动物的时代，陆相地层中富产以恐龙占绝对优势的爬行类动物化石。同时出现了珍稀的大陆原始鸟类和昆虫等动物化石。河流与湖泊中，鱼类大量繁衍，无脊椎动物腕足类、双壳类、腹足类、介形虫类和叶肢介等依然繁盛。甘肃中生代植物，以蕨类、银杏类、拟刺葵、松柏类、木贼类与桫椤科等乔木和灌木为主。这些植物常常密布成林，当其枝干被沉积物所埋藏，经石化而成为硅化木或炭化成煤。

中生代晚期白垩纪，全球变暖，海平面上升，气候变得干燥炎热，红色地层广泛分布。白垩纪末期，恐龙演化到达巅峰，个体庞大的恐龙最终走向灭绝，为鸟类所取代。

甘肃恐龙化石产地可分为南、北两个带。北带：自北山公婆泉，经金塔，向东延至内蒙古赤峰等地。南带：自兰州、临洮盆地向西延伸至西宁盆地。除恐龙外，尚有丰富的龟鳖类、鱼类、昆虫、介形虫和叶肢介等生物化石伴生。

甘肃中生代侏罗纪地层赋存丰富煤矿资源。河西走廊以北煤田均属侏罗纪煤田。甘肃拥有华亭等一批重要的中生代煤矿。

新生代地层——哺乳动物时代地层

新生代地层称为新生界。新生界，包括古近纪、新近纪和第四纪三时期沉积，分别是古近系、新近系和第四系。新生代是哺乳动物时代。

甘肃新生代地层广泛分布，全由陆相碎屑物组成，局部有淡水石灰岩夹层。

甘肃新生界沉积类型多样，包括已胶结成岩和未胶结松散沉积物。新生代早、中期始新世、古新世、渐新世、中新世、晚新世和更新世七期地层是已固化胶结的地层；全新世是未胶结地层。

未胶结的地层按沉积物成因分类。甘肃主要有山麓洪积相（含泥石流、山体崩塌、山前洪积扇和戈壁）、河流冲积相、河流洪积相、湖泊相、沼泽相、冰积相和风成黄土相等。新生代第四纪沉积物还可按地貌成因分类并划分单位。沟谷区，再分为河流阶地和夷平面。广泛的黄土区，可分为塬、梁和峁等单位。以上地层单位在地质图件上均一一有所表示。

新生代是哺乳动物的世界，最终也是人类统治的时代。近代和现代哺乳动物都在这一时期产生。

甘肃省临夏盆地是全球著名的以古哺乳动物为主的近代动物化石产地。早在20世纪中叶，临夏地区就已发现新生代土石中埋藏有丰富脊椎动物化石。民间普遍采掘这些脊椎动物化石作为中药“龙骨”，因而大量流失。直到2007年6月，甘肃省国土资源厅批准建立“甘肃和政古动物化石省级地质公园”后，珍贵的临夏古脊椎动物群才得以有效保护。

临夏地区化石出露面积超过1万平方公里。除康乐县和永靖县化石产地外，“甘肃和政古动物化石地质公园”实际包括以和政县为主体的广河县、东乡县、积石山县和临夏县5个地区，总面积164.4平方公里。习惯上统称为“和政动物群”。园区是全球哺乳动物化石最丰富地区之一，已知化石点80余处。

甘肃新近纪地层是重要的生油和储油地层。著名的玉门油田和长庆油田均产在新近纪晚期地层中。

（朱伟元　文）