石炭纪( 二 )


石炭纪

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鳞木在石炭纪的森林中 , 既有高大的乔木 , 也有茂密的灌木 。乔木中的木贼根深叶茂 , 木贼的茎可以长到20~40厘米粗 , 它们喜爱潮湿 , 广泛分布在河流沿岸和湖泊沼泽地带 。石松是另一类乔木 , 它们挺拔雄伟 , 成片分布 , 最高的石松可达40米 。石炭纪时 , 早期的裸子植物(如苏铁、松柏、银杏等)非常引人注目 , 但蕨类植物的数量最为丰富 。蕨类植物是灌木林中的旺族 , 它们虽然低矮 , 但大量占据了森林的下层空间 , 紧簇拥挤 , 蒸蒸日上 。可以这样说 , 今天地球上之所以蕴藏有如此丰富的煤炭资源 , 与石炭纪的植物界的繁盛密切相关 。中国是煤炭资源大国 , 外国科学家们曾经指出 , 石炭纪森林的广袤和茂密可以从中国所产煤层的厚度上看出来 , 有的煤层厚度竟然超过120米 , 这相当于2440米的原始植物质的厚度 。植物是怎样变成煤炭的呢?由于石炭纪的植物种类繁多 , 生长迅速 , 它们死后即便有一部分很快腐烂 , 但仍有许多枝干倒伏后避免了风化作用和细菌、微生物的破坏 。石炭纪森林的不少林地是被水浸泡着的沼泽地 , 死亡后的植物枝干很快会下沉到稀泥中 , 那里实际上是一种封闭的还原环境 , 在这种环境中植物枝干避免了外界的破坏 , 并在压实作用和其它作用下缓慢地演变成泥炭 。年复一年 , 由植物形成的泥炭在地层中得到保存 , 并又经历了成煤作用后成为初级的煤炭-褐煤 。褐煤是一种劣质煤 , 褐煤再经过长时间的压实后 , 才能形成真正意义上的煤——烟煤 。褐煤转化成烟煤要付出巨大的“代价” , 据地质学家们推算 , 0.3米厚的烟煤是由6米厚的象褐煤这样的植物质压缩而成的 。石炭纪森林分布在地球陆地的许多地方 , 在中国北方的华北平原 , 就曾保存着石炭纪的广袤森林 , 山西的煤层应该是最好的证据 。在石炭纪时 , 山西大地历经海水的数次入侵 , 海陆频频交替 。每当海水退却 , 陆地植物便在温暖潮湿的环境下迅速繁盛 , 一期又一期的森林就这样生成了 。成煤的泥炭沼泽植物林中 , 主要以石松类、科达类、种子蕨类、真蕨类等为主 , 当我们今天开发山西的煤炭资源时 , 有谁能够知道并辨认出那些形形色色的史前植物呢?气候资源根据石炭纪的珊瑚礁分布 , 可以推断早石炭世的赤道带通过北美洲中部 , 西北欧经黑海穿过中国西北、华南到达印尼和澳洲东部 。石炭纪同大陆上的古气候相适应的是植物地理区系的分布 , 欧美植物区和华夏植物区为热带、亚热带气候 , 冈瓦纳植物区和安加拉植物区分别代表热带以外的南北温凉气候区 。世界上各地石炭纪的成煤时期早晚也有差别 , 分别代表各地区的热带潮湿气候 , 石炭纪的乾旱气候区仅限于一定的地理分布,同泥盆纪和二叠纪相比 , 乾旱面积较小,乾旱气候同蒸发岩类沉积的分布相适应 , 例如亚洲早石炭世从哈萨克斯坦南部经天山伸延至南天山和塔里木 , 哈萨克斯坦向东到西伯利亚乾旱气候一直延续到中石炭世 。南半球的冈瓦纳大陆 , 石炭纪时高出海面 , 从石炭纪中晚期开始气候变冷 , 冰川活动一直持续到早二叠世 , 冰期和间冰期沉积在南美、南非、印度和澳大利亚都有广泛的分布 , 在南非南部冰川呈放射状方向流动 。在北半球 , 仅在西伯利亚东部可能为寒冷乾燥气候 。石炭纪时陆地海岸和沼泽地区气候温暖潮湿,形成重要的煤矿,中国华南早石炭世晚期的测水组(湖南)、梓山组(江西)、叶家塘组(浙江) , 均含可採煤层 。东北、华北和西北的上石炭统 , 含有重要的煤系 。大陆上经过长期剥蚀的地区 , 往往形成铝土矿和耐火粘土 , 中国华北石炭系含有G层铝土矿和山西式铁矿,贵州清镇一带下石炭统顶部亦含大型铝土矿 。北美晚石炭世蕴藏有油页岩和石油 。中国石炭系也是油气勘探的重要层位 。中国新疆、甘肃、宁夏中部石炭系含有石膏及蒸发岩矿床 。石炭纪碳酸盐岩沉积分布广泛 , 世界各地开採石灰岩和白云岩作为石灰和水泥的原料 。