志留纪是早古生代最后一个地质时期，也是显生宙以来时间跨度最短的一个纪，志留纪时期处于加里东构造的晚期阶段，地球板块运动活跃，许多板块结构都经历了复杂的变化过程，从而也影响了志留纪生物界的重大变革，最明显的变化是寒武纪时期出现的三叶虫类生物明显衰减，奇虾灭绝；鼎盛于奥陶纪时期的鹦鹉螺类开始衰落，双壳类、腹足类开始繁盛；节肢动物肢口纲(Merostomata)生物繁盛，以板足鲎为代表；脊索动物开始从无颌鱼类向有颌鱼类发展[4]；珊瑚类大量发展，与层孔虫、介形虫等生物联合形成大型生物礁。志留纪后期开始出现陆生或半陆生的裸蕨类植物，并逐步开始了生物界向陆地进化的进程。[5][6][7][8][9]
Silurian一词最早由苏格兰地质学家罗德里克·莫奇逊（Roderick Murchison）于1839年提出，其命名地点位于英国威尔士地区的一个古代凯尔特族的部落Silures的名称，因罗德里克·莫奇逊最早命名的志留纪年代跨度与亚当·塞治威克（Adam Sedgwick）所命名的寒武纪在年代跨度上有重叠，而在波罗的海的哥特兰岛上的志留纪地层发育较好，在1893年提出了一个哥特兰纪(Gotlandian)与志留纪命名相互竞争。最终在1960年哥本哈根的国际地质大会上最终确定了志留纪的命名，并将其限定为罗德里克·莫奇逊命名时期中的上志留统。[10][8]志留一词为Silures的日文汉语音译。[11]
1859年，罗德里克·莫奇逊将上志留统分为兰多维列、温洛克、罗德洛三个阶段，该方案成为最早时期英国的划分方案，并被早期世界各国所采用。哥本哈根国际地质大会确立志留纪命名之后，于1965年国际志留系分会成立，其主要任务是建立全球志留纪年代地层序列，确立统一的志留系划分方案。20世纪70年代至80年代初期完成了“四统七阶”的划分工作，其顶层普里道利统没有进一步划分，暂不分阶。1985年，志留系完成全系8枚“金钉子”的确立并获得国际地质科学联合会的批准，成为国际地层委员会第一个全面完成年代地层“金钉子”工作的地层分会。志留系地层自下而上划分为兰多维列统（鲁丹阶、埃隆阶、特列奇阶）、温洛克统（申伍德阶、侯墨阶）、罗德洛统（高斯特阶、卢德福特阶）、普里道利统。[1][10][2]
| 统（世） | 阶（期） | GSSP设立时间 | 底界值（Ma） | 顶界值（Ma） | GSSP 位置 | 开始标志 |
兰多维列统（Llandovery） | 鲁丹阶（Rhuddanian） | 1984年批准 | 443.8±1.5 | 440.8 ±1.2 | 英国苏格兰格文地区Dob's Linn剖面 | 笔石（Akidograptus ascensus）首次出现 |
埃隆阶（Aeronian） | 1984年批准 | 440.8±1.2 | 438.5±1.1 | 英国威尔士兰中南部多维列地区Trefawr剖面 | 笔石（Monograptus austerus sequens）首次出现 | |
特列奇阶（Telychian） | 1984年批准 | 438.5±1.1 | 433.4±0.8 | 英国威尔士兰多维列地区Cefn-cerig公路剖面 | 腕足动物（Eocoelia intermedia）之上和（Eocoelia curtisi）之下 | |
温洛克统（Wenlock） | 申伍德阶(Sheinwoodian) | 1980年批准 | 433.4±0.8 | 430.5±0.7 | 英国什罗普郡Leasows农场附近Hughley Brook剖面 | 牙形刺（Pterospathodus amorphognathoides）末现层位 |
侯墨阶(Homerian) | 1980年批准 | 430.5±0.7 | 427.4±0.5 | 英国英格兰西南什罗普郡侯默附近的申顿溪 | 笔石（Cyrtograptus lundgreni）首现层位 | |
罗德洛统（Ludlow） | 高斯特阶(Gorstian) | 1980年批准 | 427.4±0.5 | 425.6±0.9 | 英国英格兰中西部什罗普郡拉德洛镇西南Pitch Coppice剖面 | 笔石Saetograptus (Colonograptus) varians首现 |
卢德福特阶（Ludfordian） | 1980年批准 | 425.6 ±0.9 | 423.0±2.3 | 英国英格兰西南部什罗普郡拉德洛镇西南约2.5千米处的阳光采石场 | 笔石（leintwardinensis）首现 | |
普里道利统（Pridoli） | —— | 1984年批准 | 423.0±2.3 | 419.2±3.2 | 捷克布拉格市以西的雷波里耶（Reporyje）的Požáry剖面 | 笔石（Neocolongraptus parultimus）首现 |
参考文献：[1][2] | ||||||
中国地质调查局和全国地层委员会组织实施下，经国土资源部批准（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，该地层表将志留系划分为了四统九阶，将其兰多维列统特列奇阶时期分为马蹄湾阶、南塔梁阶两个时期。
| 统（世） | 阶（期） | 中国年代表 | 底界值（Ma） | 顶界值（Ma） | 命名 | 命名点位 | 开始标志 |
兰多维列统 | 鲁丹阶 | 鲁丹阶（龙马溪阶） | 443.8 | —— | 穆恩之、陈旭、倪寓南、荣家余1982年命名 | 中国湖北省宜昌市NE42千米的大中坝王家湾处 | 笔石（Akidograptus ascensus）首次出现 |
埃隆阶 | 埃隆阶（大中坝阶） | —— | —— | 汪啸风2001年命名 | 中国湖北省宜昌市NE42千米的大中坝王家湾公路旁 | 笔石（Demirastrites triangulatus）首次出现 | |
特列奇阶 | 马蹄湾阶 | —— | —— | 第三届全国地层委员会志留系工作组2000年10月命名 | 中国陕西省安康市紫阳县西南10千米芭蕉沟剖面 | spirograptus guerichi带底界 | |
南塔梁阶 | —— | 428.2 | 第三届全国地层委员会志留系工作组2000年10月命名 | 中国陕西省安康市紫阳县西南10千米芭蕉沟剖面 | Monoclimacis griestoniensis带 | ||
温洛克统 | 申伍德阶 | 申伍德阶（安康阶） | 428.2 | —— | 第三届全国地层委员会志留系工作组2000年10月命名 | 中国陕西省安康市紫阳县西南10千米芭蕉口仙中沟口 | 笔石（Cyrtograptus lundgreni）首现层位 |
侯墨阶 | 侯墨阶 | —— | 422.9 | —— | 具体界线未定 | Cyrtograptus lundgreni带之底 | |
罗德洛统 | 高斯特阶 | 高斯特阶 | 422.9 | —— | —— | 具体界线未定 | Pristiograptus nilssoni带之底 |
卢德福特阶 | 卢德福特阶 | —— | 418.7 | —— | 具体界线未定 | Saetograptus fritschi带 | |
普里道利统 | —— | —— | 418.7 | 416 | —— | 具体界线未定 | Monograptus parultimus-ultimus带之底 |
参考文献：[3][12][2][13] | |||||||
志留纪时期延续了奥陶纪晚期的地质构造运动特点，全球进入了一轮新的板块运动。此轮板块运动呈现出区域性、大区域性的特点，进而影响全球的地理格局，如北美的塔康运动（Taconian Orogeny）、中国的广西运动（Kwangsian Orogeny）、欧洲的加里东运动（Caledonian Orogeny），最终使西伯利亚南部、北美阿帕拉契亚地区东部、澳大利亚东部、英国加里东地槽区的东部发生褶皱形成新的山系，北美板块与西伯利亚板块的相向运动最终在志留纪对接拼合，使古大西洋闭合并形成新的劳伦大陆。南美地台西缘及北缘、非洲地台北部和南缘及印度地台北部逐渐下降发生海侵。中国地台板块总体呈不断上升趋势，华北地台板块整个志留系期间海域不断变浅，扬子地台不断抬升并且向西北大规模扩大形成了更大规模的华南板块。[1]
奥陶纪末期的赫南特冰期持续了约20万年，之后的志留纪开始全球转暖，冰川快速消融，海平面在短时间内又形成了海侵的状态。海水的快速加深导致海底区域压力增大形成大范围缺氧，从而发育了黑色页岩的沉积，该层黑色页岩带中蕴含着丰富的油气资源，成为志留纪地质时期的特色。志留纪陆地板块总体呈现抬升的特征，志留纪末期发生的海退使出露地表进一步扩大，许多陆表浅海因地台上升而成为陆地，气候也因此而变干燥，志留纪末与泥盆纪初常形成红色碎屑沉积可为佐证。地理环境的巨大变化，也引起后期生物界的重大变革。[1][6]
| 板块名称 | 包含地区 | 地层及构造特点 |
中国 | 华南地台 | 受加里东构造运动影响活动性增强，华南裂谷盆地萎缩、消亡。西南部滇黔地区大部分上升成陆，与西部康滇古陆连为一体，晚期华南地区基本全部上升成陆，地层有缺失，以扬子地台板块地层发育较好，沉积物由于构造作用大多以碎屑物为主 |
华北地台 | 古陆剥蚀区，缺失志留系沉积，仅为边缘地区发育。沉积物以发育碎屑岩为主，厚度大，岩相变化大，化石较少 | |
塔里木地台 | 主要位于盆地西缘及北缘，与扬子版块关系密切。地层厚度大，为中性火山碎屑岩、火山岩及沉积岩，代表了该地区活跃的构造环境 | |
古特提斯洋 | 中国西藏地区、南亚地区、印度洋地区 | 奥陶纪末志留纪初，匈奴地体从冈瓦纳大陆分离下来，向北移动，在匈奴地体与冈瓦那大陆之间形成的大洋叫古特提斯洋，由原特提斯洋变化而来。华南华北地台从冈瓦纳大陆分离使得古特提斯洋变得越来越大。中国滇西保山地区志留纪时期为古特提斯洋中稳定的小型地块，藏南珠峰地区与滇西保山地区主要为浅海泥质和碳酸盐沉积，为内部稳定的浅海沉积，证明当时冈瓦纳板块与扬子板块间有特提斯大洋的阻隔 |
劳伦大陆 | 西伯利亚地台、北美地台、阿瓦隆地台、波罗的地台 | 西伯利亚地台、北美地台、阿瓦隆尼亚地台、波罗的地台板块在志留纪末期汇集碰撞最终形成了新的劳伦大陆 自新元古代成冰纪开始，北美、欧洲两大板块开始了逐渐的相位移动并形成了碰撞，结束了该地区古生代的地槽阶段形成褶皱带，该运动在苏格兰北部发育最典型，研究也最早，又因苏格兰古称加里东(Caledonia),所以命名为加里东运动(Caledonian Ozogeng) 英国地区：加里东运动早期，苏格兰北部高地及其以北地区由滨海陆表向陆相过渡；苏格兰南部高地基本上以粗粒碎属岩及硬砂岩为主，上部逐渐变为陆相；威尔士地区以滨海壳相和礁灰岩相为主，并形成海侵超覆。加里东运动末期形成褶皱带 北美地区：塔康运动使美国东部阿巴拉契亚山脉北段隆起，而加拿大地台北部诸岛则受海侵形成沼泽地区，在志留纪晚期出现海退形成了含盐的紫红色泥页岩和半淡水灰岩。西部科迪勒拉部分地区在志留纪时期为隆起带，露出海面，缺失志留纪地质 西伯利亚地区：西伯利亚中部及北部地区为碳酸盐岩相，西南部以红色砂岩为主，沉积物来自南方的贝加尔褶皱，浅海沉积相，地台型沉积，沉降幅度减少，志留纪末期全区抬升为陆 |
冈瓦纳板块 | 南美地台、非洲地台、印度地台、南极洲地台、澳大利亚地台 | 冈瓦纳大陆主要地区均为陆地，边缘地带为陆表浅海 南美地区：主要分布在西部边缘、亚马逊河流及巴拉圭地区，早期为海侵状态，中期海水后退，后期地台缓升，缺失上层地质 澳大利亚：东部陆表浅海相，以泥岩、页岩、硬砂岩和火山岩为主，夹灰岩，厚度大。南段含丰富的笔石、珊瑚、腕足类及三叶虫等化石。末期发生强烈造山运动，部分地区褶皱升起。中部地区志留纪时为古陆，无沉积。西部卡那封盆地(Carnarvon Basin)发现化石，证明该地区曾被海水淹没 非洲地区：西非赤道儿内亚在志留纪地层中发现含笔石的岩层，表明该地区曾被海水淹没，南部地区为陆相砂烁岩 印度地区：主陆区古陆环境 阿拉伯半岛：主陆区古陆环境 |
哈萨克斯坦岛链 | 哈萨克斯坦 | 哈萨克斯坦地槽区与中国天山相接，志留纪后期部分地区受褶皱运动影响而隆起，露出海面形成岛弧 |
参考文献：[5][7][8][6][12] | ||
志留纪总体延续了奥陶纪时期的海洋环境，海底沉积了大量铁质形成了鲕状赤铁矿。如美国地区的阿拉巴马，田纳西和乔治亚等州盛产的铁矿石，中国川西北龙门山地区的江油式铁矿，中国准格尔地区的磁赤铁矿等。[8][14]
早古生代生产发育了一系列由黑色页岩、碳质页岩、炭硅质页岩、结核状磷块岩、粉砂质页岩等组成的黑色岩系，该岩系厚度变化大，但层位稳定，岩层内蕴藏着丰富的石煤、钒、磷、钡及多金属稀有元素。[8][14]
海平面上升，温暖潮湿的气候条件下，钙、磷融入海洋中形成了大量的含磷地层。[8][14]
海水咸化，干燥炎热的气候环境易形成岩盐层。[8][14]
黑色岩系中含有石油和沥青等资源，美国俄克拉荷马州克林教及中国贵州中下志留统翁项群中发现油气资源，云南东北部的妙高组、玉龙寺组及江苏南部坟头组内含有沥青资源。[8][14]
在中国新疆南部阿克苏地区柯坪县早志留纪柯坪塔格组中有含铜砂岩透镜体；中国云南省昭通市大关县上志留统下部回星哨组中发现含铜砂岩。[8][14]
钒、钡等稀有元素矿产。[8][14]
经过奥陶纪末期冰期事件后，志留纪气候快速转暖，形成了一个由温室效应控制、气候相对平稳的地质历史时期。南极冰盖的快速消融导致大气环流减弱，海水环流不畅形成滞流环境，含氧量的降低导致形成全球广布的黑色页岩带，是志留纪时期地层的重要特征。在北美、欧洲、中亚哈萨克斯坦、澳大利亚、西伯利亚、华南板块中均有碳酸盐岩和生物礁、红层分布，表明全球大部分的板块都处于温暖和干热的气候条件下。奥陶纪末期赫南特冰期仅在南极地区发育冰盖，在南美西部和南非开普地区发现了含有冷水型的腕足类动物，南美还发现有冰碛岩，表明该地区当时处于接近南极的高纬度地区。[1][7][8][12]
奥陶纪末期全球生物大灭绝事件造成了海洋生物群中85%的生物物种灭绝，志留纪是个板块活跃的时期，由于构造环境和古地理环境的变化，生物界也产生了重大变革，各种海相生物类群逐渐复苏并开始差异辐射。
繁盛于寒武纪、奥陶纪时期的三叶虫纲开始明显衰减[8][15]
奥陶纪时期繁盛的鹦鹉螺类衰减[8][15]
双壳类、腹足类动物开始繁盛[8][15]
棘皮动物海百合兴起、海林檎衰落[8][15]
珊瑚大量发展，层孔虫、几丁虫、介形虫进一步发展，与珊瑚联合形成大型生物礁[8][15]
竹节石、牙形石和单笔石类繁盛，常成为划分志留纪时期的重要化石[8][15]
无颌类在志留纪大量繁盛，并于志留纪晚期演化成有颌的盾皮鱼类和棘鱼类，有颌类的出现标志着脊椎动物已能够有效地捕食；志留纪晚期脊椎动物从海生发展到陆上水生，已能适应半淡水生活[8][15]
志留纪后期出现半陆生的裸蕨类植物，成为生物类群开始向陆地进化的标志[1][5][6][7][8]
| 志留纪主要生物种类 | - | |||||
名称 | 所属科目 | 出现时期 | 灭绝时期 | 志留纪变化 | 特征标志及常见物种 | 参考资料 |
三叶虫（Trilobites） | 节肢动物门、三叶虫纲 | 寒武纪 | 二叠纪 | 明显衰落，镜眼虫目较多，局部地区可见，如中国扬子地台中特列奇阶的王冠虫（Coronocephalus），末期大量灭绝 | 镜眼虫目：三叶虫纲下目种，生活在温暖的浅海中，由手尾虫亚目、隐头虫亚目和镜眼虫亚目等3个亚目组成，以发达的复眼为特征，通常有8至19个胸节，每节都有许多面，能卷曲身体以躲避危险 裂肋虫目：三叶虫纲下目种，由裂肋虫超科、齿肋虫超科、德氏虫超科组成，以多刺为主要特征，胸部通常有8-13个环节，头鞍宽，向前伸达前边缘，尾部大，肋部较平，具3对成叶状的肋节或肋节成刺 | [5] [16][17][18] |
笔石类（Graptolites） | 半索动物门、口索动物纲 | 寒武纪中期 | 早石炭世 | 繁盛阶段，演化迅速，特征明显，数量丰富，分布广泛 | 志留纪主要物种有双笔石类和单笔石类，以单笔石类为主 早期：双笔石类繁盛，典型有雕刻雕笔石（Glyptograptus persculptus）、头笔石（Cephalograptus）；单笔石类出现并繁盛，典型有曲背锯笔石（Pristiograptus cyphas）、塞氏单笔石（Monograptus sedgwicki）、卷笔石（Streptograptus）、耙笔石（Rastrites） 中期：以弓笔石类为主要特征，笔石枝出现幼枝，典型有弓笔石（Cyrtograptus）、单笔石类的瑞卡屯单笔石（Monograptus riccartonensis） 晚期：以胞管又多简单的直管状为特征，典型有尼氏锯笔石（Pristiograptus nilssoni） | [5] |
腕足类（Brachiopoda） | 腕足动物门 | 寒武纪早期 | 未灭绝 | 繁盛阶段 | 常见种类有正形贝类（Ortuis）、扭月贝类(Strophomena)、五房贝类(Pentamerus，内部构造复杂，具有中隔壁和匙板)、石燕贝类（Spiriferida，具螺旋状腕骨）、无洞贝类（Atrypida，具螺旋状腕骨指向背方） | [5][6][8] |
珊瑚（Coral） | 刺胞动物门 | 寒武纪 | 未灭绝 | 繁盛 | 以单带型、泡沫型四射珊瑚和床板珊瑚为主，可造礁，主要代表有泡沫珊瑚(Cystiphyllum)、十字珊瑚（Stauria）、蜂巢珊瑚（Favosites）、链珊瑚（Halysites）、日射珊瑚（Heliolites） | [5][6][8] |
海百合类（Crinoidea） | 棘皮动物门、海百合纲 | 奥陶纪 | 未灭绝 | 繁盛 | 多条腕足，花状身体，表面有石灰质的壳。以中国兰多维列统中最常见的花瓣海百合(Petalocrins)为其代表。它们的个体形态与现代海洋中的相比差别很大 | [19][20] |
几丁虫(Chitinozoa) | 海生微体古生物化石，分类不明 | 奥陶纪 | 泥盆纪 | 常见品类 | 海洋微体浮游生物，在碎屑岩相沉积中相当丰富，常与笔石相伴出现 | [21][20] |
层孔虫（Stromatoporoidea） | 腔肠动物门、水螅纲 | 奥陶纪 | 中生代 | 繁盛 | 海生群体动物，骨骼由钙质组成，呈球状、层状、块状、枝状或不规则状等。以志留纪和泥盆纪最为繁盛。生活在温暖的比较洁净的浅海底域，常与珊瑚、藻类等聚集在一起，形成生物礁，是寻找油气田的标志之一 | [22][20] |
展开
[1]詹仁斌, 张元动. 地层“金钉子”. 第1版. 南京: 江苏凤凰科学技术出版社, 202201: 165-220. ISBN 978-7-5713-2431-5.
[2]国际年代地层表（2022年10月版）.国际地层学委员会. [2023-01-18].
[3]《中国地层表（2014）》正式实施. 中国地质调查局. [2023-01-18].
[4]陆成宽. 4.4亿年前鱼类化石"讲述"有颌类的崛起史[J]. 科学大观园, 2022-10-16, (20): 70-71. [2023-02-01].
[5]肖传桃. 古生物学与地史学概论. 第1版. 北京: 石油工业出版社, 2007-08: 184-208. ISBN 978-7-5021-6176-7.
[6]温献德. 地史学. 第1版. 东营: 石油大学出版社, 199804: 111-121. ISBN：7-5636-1133-9.
[7]地质学基础. 宋春青, 邱维理, 张振春. 第4版. 北京: 高等教育出版社, 200511: 340-351. 978-7-04-016565-4.
[8]夏树芳. 历史地质学. 第1版. 北京: 地质出版社, 199102: 188-212. ISBN 7-116-00759-8.
[9]刘本培, 全秋琦, 冯庆来, 赵锡文, 周正国. 地史学教程（第三版）. 第3版. 北京: 地质出版社, 199611: 96-136. ISBN 7-116-02112-4.
[10]W.B.哈兰德 , A.V.考克斯, P.G.卢埃林, C.A.G.皮克顿, A.G.史密斯. .地质年代表. 袁相国 , 姬再良, 刘椿. 第1版. 北京: 地质出版社, 198704: 21. 统一书号：13038·新361.
[11]志留纪.中国大百科全书. [2023-01-20].
[12]全国地层委员会. 中国地层表（2014）说明书. 第1版. 北京: 地质出版社, 201803: 141-159. ISBN 978-7-116-09920-3.
[13]全国地层委员会. 中国区域年代地层（地质年代）表说明书. 第1版. 北京: 地质出版社, 200210: 49-51. ISBN：7-116-03688-1.
[14]倪炳荣 , 蒋武 , 张靖. 地史学. 第1版. 北京: 石油工业出版社, 198806: 107. ISBN：7-5021-0048-2.
[15]刘本培, 全秋琦, 冯庆来, 赵锡文, 周正国. 地史学教程（第三版）. 第3版. 北京: 地质出版社, 1996-11: 98-104. ISBN 7-116-02112-4.
[16]镜眼虫目.中国大百科全书. [2023-01-20].
[17]裂肋虫目.中国大百科全书. [2023-01-20].
[18]地史学简明教程（2018版）. 陈建强, 王训练, 张海军, 景秀春, 李全国. 第1版. 北京: 地质出版社, 2018-08: 155-163. ISBN：978-7-116-11116-5.
[19]湖北省地质局, 湖北省地质调查院, 中国地质调查局武汉地质调查中心, 中国地质大学(武汉）. 湖北省古生物与珍稀古生物群落·第四卷 节肢、棘皮、半索、脊索动物. 第1版. 武汉: 湖北科学技术出版社, 2020-05: 125-127. ISBN: 9787570608478.
[20]周光召. 中国大百科全书（第2版）. 第2版. 北京: 中国大百科全书出版社, 200903: zhi 28-411. ISBN 978-7-5000-7958-3..
[21]几丁虫.中国大百科全书. [2023-01-20].
[22]层孔虫.中国大百科全书. [2023-01-20].
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