新元古代晚期,罗丁尼亚超大陆开始解体。甘肃敦煌的阿克塔什格杂岩中发育的两期辉绿岩岩墙指示了地块内部开始发生裂解(于海峰et al.,2000)。白银岩群为双峰式火山岩模式,标志着大陆裂谷开始形成(曾俊杰et al.,2009;徐学义et al.,2008)。龙首山地区广泛分布的砾状白云岩是碳酸盐质碎屑流的沉积岩石,是大陆裂谷环境的产物(李文渊and杨鹏飞,2004)。随着裂解作用的进一步加强,在敦煌形成了安南坝沉积建造,进入陆相砂砾岩和海相碳酸盐沉积阶段(于海峰et al.,2000)。到早古生代早中期,已经形成两个大洋体系,即古亚洲洋体系和秦祁昆大洋体系,其间是一些大型陆块。如西伯利亚陆块、塔里木陆块、华北陆块、扬子陆块等。格局类似现代西太平洋的多岛弧盆系,其中发育有岛弧、岩浆弧、弧后盆地、弧间盆地、弧间洋盆及相杂于其间的大小陆块或地块。
新元古代晚期微古植物达到鼎盛时期,个体的形态结构、群的成分等日趋复杂。龙首山的草大坂组在阿拉善右旗青石窑分布有大量微古植物化石(余以生,1994)。肃北石板墩石板墩组富含微古植物化石,有17属,25种以及7个未定种、2个相似种、2个亲近种和1个变种(余以生,1994)。这一时期还发育了大规模的冰川作用,肃北大豁落山、双鹰山、泽鲁木等地洗肠井群发育冰碛岩,以及冰水沉积岩类,甚至可见直径大于1m的漂砾。虽然砾石多为碳酸盐岩,难以保存冰川擦痕,但仍在少数砾石中见到残留的条痕、压坑、压扭裂等冰碛特征(余以生,1994)。
进入早古生代后生物演化迅速,寒武纪生命大爆发,迅速出现三叶虫、腕足类、头足类、蠕虫等生物,三叶虫最为繁盛。环县老爷山、平凉大台子、肃北马鬃山、洪格尔吉、天祝黑茨沟、肃南格尔莫沟均有较丰富三叶虫化石及其他动物化石产出。甘肃寒武纪动物群类型复杂,有华北型、东南型及其过渡型3种类型,统称为东方动物群(卢衍豪et al.,1974)。此外,在北山西部的早寒武世动物群属天山型(项礼文,1981)或称为过渡型(卢衍豪et al.,1974),祁连山西部晚寒武世动物群出现北美型和东南型混生的面貌(甘肃省地质矿产局,1989)。天山型和北美型统称为西方动物群(俞伯达,1994)。不同动物群类型分别适应各自沉积环境。如华北型对应稳定的浅海环境,东南型对应稳定的闭塞海湾或半封闭浅海环境(俞伯达,1994)。
奥陶纪出现腹足类、笔石、珊瑚、苔藓虫、牙形刺等生物,头足类、珊瑚、笔石进入繁盛阶段。在祁连山西段,阴沟群产有丰富的三叶虫、腕足和笔石化石。三叶虫有甘肃幻影头虫、甘青宽尾虫等,腕足类有关氏舌形贝、丝绢小苏维伯贝,笔石以等称笔石、四笔石、舌笔石和对笔石大量出现为特征(张梦岩,1974)。阴沟群在祁连山东段也产有丰富的笔石和腕足化石(张梦岩,1974)。永登石灰沟的中堡群产有四个笔石带(甘肃省地质矿产局,1989;张梦岩,1974)。环县合道川产有中华震旦角石等头足类化石(张日东,1962)。奥陶纪甘肃火山活动较为强烈,火山岩分布最广,分异程度最好,多呈带状延伸,长度可达900km,主要是块状或枕状熔岩,以及不同类型的火山碎屑岩(甘肃省地质矿产局,1997)。(www.xing528.com)
志留系生物繁衍有所抑制,笔石进入鼎盛阶段。玉门肮脏沟肮脏沟组出产丰富的笔石化石,类型多样,可划分为4到5个笔石带,分别是赛氏单笔石带、塔型螺旋笔石带、卷曲卷笔石带和格雷斯顿单栅笔石带,以及顶部可能的螺旋奥氏笔石带(甘肃省地质局区域地质调查队,1985;穆恩之and张有魁,1964;王瑞令and何永鲸,1981)。迭部下吾那沟白龙江群产有丰富的腕足、珊瑚及牙形刺化石,如徽型贝、西北螺贝、甘南贝、半闭珊瑚、全珊瑚、侯氏珊瑚、美丽牙形刺等(甘肃省地质局区域地质调查队,1985)。而中新元古代繁盛的叠层石和微古植物已趋于衰亡。
泥盆纪以腕足类、珊瑚为主,还有腹足类、苔藓虫、三叶虫等。泥盆纪的陆相沉积中已出现了鱼类和植物化石,脊椎动物的出现表明生物已进化到高级阶段。迭部当多村的尕拉组、当多组、鲁热组、下吾那组均含有较丰富的珊瑚、腕足化石,为潟湖相、浅海相等海相沉积,其中下吾那组代表了中泥盆世海侵的全盛时期(翟毓沛,1981;甘肃省地质矿产局,1989)。靖远、景泰、天祝、肃北的泥盆系均为陆相沉积,含有植物和鱼类化石,如斜方薄皮木、奇异亚鳞木、中卫桨鳞鱼等,多为世界性属种(翟毓沛,1981;甘肃省地质矿产局,1989)。
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