Địa Sử - Lịch sử tiến hóa Trái Đất: Phần 2

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:160

Thêm vào BST

Báo xấu

119
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Lịch sử tiến hóa Trái Đất (Địa Sử) được biên soạn trước hết nhằm mục đích cho việc dạy và học môn Địa sử trong Khoa học về Trái Đất ở Đại học Quốc gia Hà Nội. Tài liệu gồm 2 phần, mời bạn đọc cùng tham khảo phần 2 Tài liệu sau đây.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Địa Sử - Lịch sử tiến hóa Trái Đất: Phần 2

Chương 9 PALEOZOI TRUNG (Silur và Devon) 9.1. KHÁI QUÁT VỀ PALEOZOI TRUNG Paleozoi trung gồm hai kỷ Silur (gần 30 triệu năm) và Devon (gần 40 triệu năm); hệ Silur do R. Murchison xác lập năm 1835 và gọi tên theo bộ tộc cổ ở xứ Wales (Tây Nam nước Anh). Trước 1960 hệ Silur gồm hai thống Ordovic và Gothland; Đại hội Địa chất Quốc tế XXI (1960) thông qua việc tách hệ Silur làm hai hệ là Ordovic và Silur, do đó hệ Silur chỉ còn ứng với khối lượng thống Gothland trước kia. Trước đây hệ Silur được phân làm hai t hống, hiện nay các bậc trong bảng phân chia cũ được coi là những thống và Silur gồm 4 thống, trong đó thống Pridoli chưa chia thành bậc, Landovery gồm 3 bậc, Venloc và Ludlov mỗi thống gồm 2 bậc (Bảng 9.1). Hệ Devon gồm ba thống trừ thống hạ gồm ba bậc, các thống trung và thượng đều gồm hai bậc (Bảng 9.1). Hệ Devon do A. Murchison và R. I. Sedgwick xác lập trên cơ sở mặt cắt ở quận Devonshire ở Tây Nam nước Anh, nhưng ở Anh trầm tích Devon thuộc tướng lục địa nên việc phân chia thống và bậc của hệ lại dựa vào các mặt cắt ở Châu Âu lục địa. Bảng 9.1. Phân chia địa tầng và những sự kiện lớn trong Paleozoi trung Kỷ Thống Bậc (Kỳ) Sự kiện lớn trong lịch sử địa chất (Hệ) (Thế) Phổ biến khí hậu khô nóng Thượng Tuyệt chủng nhiều sinh vật trên Tạo núi Phát tri ển các loại cá cổ Famen cạn Breton, Acadi (D3) Phát tri ển phong phú Tay cuộn, Huệ biển Xuất hiện Lưỡng cư đầu tiên DEVON Frasni Tuyệt chủng 60% sinh vật San hô và L ỗ tầng tạo ám tiêu Trung Givet Xuất hiện cá mập (D2) Eifel Emsi Xuất hiện Côn trùng Hạ Praga Cát kết (D1) Lochkov Xuất hiện Cúc đá, Cá vây mấu đỏ c ổ Tạo núi cuối Caledoni Pridoli Đóng đại Ludlov Ludford Xuất hiện Thực vật lộ trần dương Iapetus Gorsti SILUR Venloc Homerian Bắt đầu phát triển cá không hàm Sheinwood Landovery Telych Aeron Rhuddan Paleozoi trung là giai đoạn hoạt động xô húc, khâu nối các mảng Baltic, Laurentia và kết thúc tạo núi Caledoni; kết quả là hình thành những dải núi lớn dọc theo rìa đông bắc Bắc Mỹ, rìa tây của 180
Scandinavia kéo xuống phía tây nam ở vùng Scotland của Nước An h. Cấu trúc núi do hoạt động Caledoni cũng thấy ở Đông Australia, Đông Nam Trung Quốc và nhiều nơi khác trên thế giới. Nhìn chung mực nước biển được dâng cao trong Silur và Devon, trầm tích biển nông phân bố rộng rãi. Trong Paleozoi trung phát triển phong phú sinh vật tạo ám tiêu, mặt khác sau chuyển động Caledoni hoàn thành, thành hệ molas và trầm tích bay hơi phân bố rộng rãi trong trầm tích đầu Devon. Do điều kiện sinh thái lục địa phát triển nên trong Devon đã diễn ra sự phát triển toả tia của sinh giới trên lục địa, lúc này lần đầu tiên xuất hiện thực vật trên cạn chính thức, đồng thời cũng xuất hiện sâu bọ, nhện, lưỡng cư. Một đợt tuyệt chủng hàng loạt sinh vật diễn ra vào cuối Devon, có lẽ liên quan với sự lao đập của thiên thạch. Sự phân chia địa tầ ng và những sự kiện lớn trong lịch sử Paleozoi trung được trình bày tóm tắt trên bảng 9.1. 9.2. SINH GIỚI TRONG PALEOZOI TRUNG 9.2.1. Khái quát Sau sự tuyệt chủng hàng loạt ở cuối Ordovic, đến đầu kỷ Silur sinh vật rất đơn điệu, nhưng ngay sau đó quá trình phát triển toả tia đã nhanh chóng làm cho sinh giới trở nên đa dạng và phong phú. Nhiều nhóm sinh vật mới chỉ xuất hiện ở Ordovic, sang Silur trở nên rất phong phú và đa dạng, trong số đó trước hết phải kể đến San hô và Lỗ tầng, chúng đã nhanh chóng ph át triển thành những dạng tạo ám tiêu. Quá trình uốn nếp, tạo núi Caledoni ở cuối Silur đã làm thay đổi nhiều về điều kiện địa lý tự nhiên nên sinh giới đã có những biến đổi lớn. Sự kiện quan trọng bậc nhất về sự biến đổi sinh giới trong kỷ Devon là sự xuất hiện động vật và thực vật trên cạn. Đặc biệt phát triển và đa dạng là các loại cá cổ do đó có nhà nghiên cứu gọi tên kỷ Devon là kỷ của cá. Có ý nghĩa nhất đối với địa tầng Devon là hoá thạch của các ngành Sợi chích (Cnidaria), Tay cuộn, Răng nón (Conodonta) và một số đại biểu của lớp Chân đầu. Các đại biểu có ý nghĩa lớn trong kỷ Silur như Bút đá, Bọ ba thuỳ v.v..., đến Devon chúng hoặc không còn vai trò gì lớn (Bọ ba thuỳ) hoặc gần như bị tuyệt chủng hoàn toàn (Bút đá). 9.2.2. Một số nhóm sinh vật chủ yếu  Động vật không xương sống Động vật Sợi chích (Cnidaria)1. Từ kỷ Silur động vật Sợi chích đã vượt qua giai đoạn mở đầu và bước vào giai đoạn phồn thịnh. Những đại biểu cơ bản là San hô dạng vách đáy (Tabulata), San hô bố n tia (Rugosa) đều phong phú cả về số lượng giống loài và cá thể. Do sự phát triển của động vật Sợi chích nên hình thành những ám tiêu thường được gọi tên chung là ám tiêu San hô. Bên cạnh ý nghĩa địa tầng, hoá thạch Sợi chích còn có ý nghĩa lớn trong xem xét điều kiện c ổ địa lý vì chúng thích nghi với điều kiện biển nông, khí hậu ấm. Trong Silur San hô vách đáy phát triển rất phong phú, ngay từ đầu kỷ hầu hết các bộ chủ yếu của San hô vách đáy (Tabulata) đều đã có mặt như Favositida, Halysitida, Pachyporida v.v... (H.9.1); San hô Mặt trời (Heliolitoidea) cũng đã khá phát triển. Cùng với San hô bốn tia chúng đã trở thành những nhóm hoá thạch chỉ đạo quan trọng nhất đối với trầm tích carbonat. Có thể kể đến một số giống phổ biến trong Silur như Favosites, Thecia, Multisolenia, Halysites, Heliolites v.v... 1 Trước đây quen gọi là Xoang tràng hay Ruột khoang (Coelenterata) 181
San hô bốn tia (Tetracoralla hay Rugosa) xuất hiện từ Ordovic và bắt đầu phong phú từ Silur, trong chúng San hô đơn thể, một đới không còn đóng vai trò chủ yếu như ở kỷ Ordovic mà đã có nhiều dạng quần thể. Trong cấu tạo xương xuất hiện hệ thống mô bọt làm hình thành dạng San hô hai đới. Các giống phổ biến và đặc trưng của Silur có thể kể đến là Tryplasma, Cystiphyllum, Konodophyllym, Goniophyllum v.v... (H.9.1) Hình 9.1. San hô và Stromatoporoides Silur 1. Dạng quần thể của Stromatoporoide; 2. Thecia swinderniana; 3. Multisolenia formosa; 4. Halysites regularis; Tryplasma hedstromi; Cystipjyllum pikense; Acervularia conglomerata 182
Hình 9.2. Stromatoporoidea và San hô Devon Stromatoporoidea (1-2): 1. Amphipora ramose; Actinostroma clathratum; San hô (3-9): 3. Thamnopora rigida; 4. Alveolites suborcularis; 5. Heliolites porosus; 6. Calceola sandalina; 7. Hexagonaria hexagona; 8. Neostringophyllum ultimum; 9. Peneckiella achanaensis Trong Devon các đại biểu của ngành Sợi chích lại càng phát triển, nhiều nơi chúng tạo thành những đá vôi ám tiêu lớn như ở Việt Nam, Bỉ và Australia v.v... San hô vách đáy tiếp tục phát triển 183
và có ý nghĩa địa tầng lớn (H.9.2; H.9.3). Ở Devon hạ và phần đầu của Devon trung có ý nghĩa nhất là các đại biểu của họ Favositidae, còn ở Devon trung và Devon thượng là Alvelitidae. Các giống hay gặp là Favosites, Thamnopora, Alveolites, Caliapora. San hô bốn tia đạt tới mức phát triển cực thịnh, đa dạng trong kỷ Devon, phần lớn chúng thuộc nhóm San hô hai đới. Các giống hay gặp là Thamnophyllum, Macgeea, Tryplasma, Calceola, Hexagonaria, Phillipsastraea, Rhyzophyllum. Nếu so sánh các đại biểu ngành Sợi chích của Devon với Silur chúng ta thấy một mặt Sợi chích Devon tiếp tục phát triển những nhóm cơ bản từ Silur chuyển sang, mặt khác Sợi chích Devon cũng đổi mới rõ rệt. Một số các đại biểu của Silur đã bị tuyệt chủng hoặc mất ý nghĩa, như những đại biểu cổ của San hô vách đáy và xuất hiện những đại biểu mới đặc trưng cho Devon. Sợi chích Devon có ý nghĩa địa tầng khá lớn, địa tầng Devon được phân chia khá tỉ Hình 9. 3. San hô Rhyzophyllum yenlacensis trong Devon hạ ở Bắc Bộ Việt Nam mỉ nhờ dựa vào hoá thạch của chúng, nhất là đối với các trầm tích carbonat hoặc sét carbonat như ở Ural, Bỉ v.v... Ở Việt Nam và Hoa Nam hoá thạch San hô có vai trò lớn đối v ới địa tầng, nhất là đối với các trầm tích Devon hạ và Devon trung. Lỗ tầng (Stromatoporoidea) trong Paleozoi trung rất phát triển và cực thịnh trong Devon, chúng cũng có ý nghĩa trong địa tầng và ở nhiều nơi cùng với các sinh vật tạo vôi khác, xương của nhóm Lỗ tầng đã hình thành những khối đá vôi ám tiêu lớn. Đặc biệt trong các trầm tích bậc Givet (Devon trung) các đại biểu của Amphipora đã hình thành những tầng đá vôi khá dày ở Việt Nam. Những tầng đá vôi này có mặt ở rất nhiều nơi và được gọi là “đá vôi Amphipora” như ở thượng lưu và hạ lưu sông Đà, vùng Hạ Lang (Cao Bằng) v.v... Bút đá (Graptolithina). Bút đá tiếp tục phát triển trong Silur và có vai trò lớn trong địa tầng (H.9.4). Ở Anh 20 đới Bút đá của Silur đã được phân định, ở Tiệp Khắc  18 đới, trong đó có nhiều đới ở cả hai nơi xa nhau đó vẫn có những dạng chung; nhiều đới còn gặp xa hơn nữa như ở Na Uy, Nga kể cả phía Siberi v.v... Phần lớn Bút đá của Silur có đặc trưng là các ổ nằm về cùng một phía của nhánh, điển hình là ở giống Monograptus. Các giống đặc trưng nhất của Bút đá trong kỷ Silur ta có thể kể đến Monograptus, Spirograptus, Cyrtograptus, Retiolites, Colonograptus, Rastrites, Pristiograptus. Về cơ bản Bút đá bị tuyệt chủng vào cuối Silur, tuy một vài dạng còn gặp trong trầm tích Denvon hạ. Ở Việt Nam Bút đá gặp nhiều trong trầm tích Silur ở Trung Trung Bộ (hệ tầng Đại Giang) và quần đảo Cô Tô (hệ tầng Cô Tô). Tay cuộn (Brachiopoda). Paleozoi trung cũng là thời kỳ phát triển phong phú của Tay cuộn. Trong số Tay cuộn Silur (H.9.4) vai trò quan trọng thuộc các bộ Pentamerida, Strophomenida và Atrypida. Trong các giống đặc trưng cho Silur có thể kể đến Atrypa, 184
Pentamerus, Conchidium, Strophomena, Leptaena v.v... Các đại biểu của bộ Spiriferida chỉ mới lác đác xuất hiện như giống Eospirifer. Hình 9.4. Bút đá và Bọ ba thùy Silur Bút đá (1-6): 1. Monograptus priodon; 2. Spirograptus turriculatus; 3. Rastrites longispinus; 4. Cyrtograptus murchisoni; 5. Retiolites geinitziana; 6. Pristiograptus leintwardinensis Bọ ba thùy (7-10): 7. Phacops fecundus; Cheirurus quenstedi; Deiphon sp.; Dalmanites caudatus Trong Devon hoá thạch Tay cuộn rất phong phú và đa dạng (H.9.6), là một trong thành phần chủ yếu của động vật đáy ở các biển, vỏ của chúng cũng đóng vai tr ò lớn trong việc hình thành đá vôi. Phát triển phong phú nhất trong Devon là các đại biểu của Strophomenaceae, Spiriferida, Rhynchonellaceae v.v... đến cuối Devon Productida bắt đầu phát triển. Các đại biểu của bộ Spiriferida chiếm tỉ lệ rất lớn trong Tay cuộn Devon, nhiều giống là hoá thạch đặc trưng như Howittia, Euryspirifer, Emmanuella, Mucrospirifer, Acrospirifer; họ Strophomenaceae có các giống Stropheodonta, Schellwienella và bộ Rhynchonellida với các giống Camarotoechia, 185
Uncinulus. Ngoài ra, các giống thuộc các nhóm khác cũng có vai trò lớn trong địa tầng như Devonoproductus, Schizophoria, Stringocephalus. Sự phát triển phong phú và đa dạng của Tay cuộn có ý nghĩa rất lớn trong việc nghiên cứu địa tầng và cổ địa lý. Ở Việt Nam hoá thạch Tay cuộn cùng với hoá thạch Sợi chích đóng vai trò chủ yếu trong phân chia địa tầng Devon hạ và Devon trung. Chúng phổ biến trong trầm tích Devon cả ở Bắc Bộ và Trung Bộ. Thân mềm (Mollusca). Trong Silur các lớp Chân rìu (Pelecypoda hay Bivalvia) và Chân bụng (Gastropoda) chưa có vai trò lớn đối với địa tầng. Đại biểu của lớp Chân đầu tiếp tục bước phát triển từ Ordovic, Nautiloidea không những khá phong phú mà còn đa dạng nữa. Các giống đáng chú ý của thượng bộ này là Gomphoceras, Orthoceras (có kích thước lớn, có thể dài đến 2m) (H.9.5). Hình 9.5. Tay cuộn, Thân mềm Silur Tay cuộn (1-5): 1. Pentamerus galeatus; 2. Chonchidium knighti; 3. Leptaena rhomboidalis; 4. Eospirifer plicatellus; 5. Chonetes striatella; Thân mềm (6-7): 6. Orthoceras regulare; 7. Tentaculites, hình một cá thể và bên phải là dạng bám của hoá thạch trên bề mặt đá 186
Trong Devon động vật thân mềm có mặt đầy đủ đại biểu của các lớp Chân bụng, Chân rìu, Chân đầu. Trong đó lớp Chân đầu có ý nghĩa lớn đối với địa tầng , còn lớp Chân rìu ý nghĩa địa tầng kém hơn, lớp Chân bụng còn ít ý nghĩa hơn nữa. Nếu như các hoá thạch Tay cuộn đóng vai trò lớn trong việc phân chia địa tầng của tướng biển nông thì các đại biểu lớp Chân đầu lại có ý nghĩa quan trọng hàng đầu đối với đị a tầng của trầm tích tướng biển sâu. Dạng Cúc đá (Ammonoidea) thuộc lớp Chân đầu xuất hiện đầu tiên ở Devon sớm, tiếp tục bước phát triển từ Nautiloidea có vỏ thẳng từ Ordovic, chuyển dần sang dạng có vỏ xoáy phẳng. Sự tiến hoá của Dạng Cúc đá được hoàn thiện dần và trở thành nhóm chiếm ưu thế trong động vật không xương sống ở biển trong Mesozoi cho đến khi chúng bị tuyệt diệt ở cuối kỷ Creta. Hình 9.6. Hóa thạch Tay cuộn Devon 1. Hysterolites hystericus; 2. Euryspirifer speciosus; 3. Acrospirifer pellica; 4. Mucrospirifer bouchardi; 5. Cyrtospirifer verneuilli; 6. Stringocephalus burtini; 7. Uncinulus orbignyi; 8. Schellwienella umbraculum; 9. Devonoproductus walcotti; 10. Schizophoria striatula; 11. Euryspirifer paradoxus; 12. Acrospirifer primaevus Sự tiến hoá Dạng Cúc đá thể hiện rõ nét trong cấu trúc của các vách ngăn phòng; chúng thể hiện trên bề mặt vỏ bằng đường thuỳ yên (giao tuyến của vách ngăn phòng và vỏ ngoài) ngày 187
càng phức tạp làm tăng cường độ vững chắc của vỏ nên con vật có thể bơi lội và lặn tốt hơn ở độ sâu lớn để kiếm mồi và chạy trốn kẻ thù. Sự tiến hoá đường thuỳ yên diễn ra rất nhanh nên hoá thạch Dạng Cúc đá có ý nghĩa địa tầng rất tốt. Dạng Cúc đá trong Devon tiến hoá nhanh thể hiện ở đường thùy yên. Nhóm thứ nhất có đường thùy yên kiểu Agoniatites rất đơn giản, chỉ có một hoặc hai thuỳ, phát triển chủ yếu ở Devon sớm Hình 9. 7. Các kiểu đường thùy yên của lớp ầu trong Paleozoi . a. Kiểu Agoniatites: và Devon giữa (H.9.7a). Nhóm thứ hai , có đường thùy Chân đ b. Kiểu Goniatites; c. Kiểu Ceratites yên kiểu Goniatites (H.9.7b) xuất hiện từ đầu Devon muộn, chúng song song tồn tại với các đại biểu cuối cùng của nhóm thứ nhất. Sau đó đến Permi mới xuất hiện nhóm thứ ba với kiểu thùy yên Ceratites (H.9.7c). Nghiên cứu Goniatites ta thấy rõ chúng di cư từ Baltic qua Timan, Ural rồi từ đây phân theo hai tuyến. Một tuyến từ Ural qua vùng Kirghiz, Kuzbas và nối với H imalaya, Cathaysia (Trung Quốc) và cuối cùng là Australia. Tuyến thứ hai từ bắc Ural, Goniatites di cư qua phía bắc Siberi, bắc eo Bering rồi qua Bắc Mỹ . Da gai (Echinodermata). Trong Silur nhiều đại biểu của ngành Da gai (thuộc các lớp cổ như Cystoidea, Blastoidea, Cầu gai cổ) cũng tiếp tục phát triển. Các đại biểu của Huệ biển (Crinoidea) cũng bắt đầu phát triển để sang Devon phát triển cực thịnh. Đến Devon Cystoidea, Blastoidea đã bị tiêu giảm rất nhiều và đang trên đường tuyệt chủng, trong khi đó các đại biểu của Huệ biển (Crinodea) phát triển rất phong phú, các đốt thân của chúng rất hay gặp t rong các trầm tích Devon nhất là trong đá carbonat. Chân khớp (Arthropoda). Trong Silur Bọ ba thuỳ thuộc nhóm thứ ba có điểm đặc trưng là thuộc loại má trước. Lần đầu tiên xuất hiện nhóm nhiều chân (Myrapoda) và những dạng tương tự như nhện hiện nay. Sang kỷ Devon Bọ ba thuỳ giảm ý nghĩa, nhưng một số trong chúng cũng có vai trò trong địa tầng, trước hết là đại biểu của họ Phacopodae. Các giống Phacops, Dechenella, Dalmanites, Ductina cũng gặp trong trầm tích Devon ở Việt Nam. Cùng với Bọ ba thuỳ, trong kỷ Devon phát triển một số đại biểu khác của ngành Chân khớp như Gigantostraca, xuất hiện lần đầu các đại biểu của Côn trùng. Eurypterida là nhóm khá đặc biệt của ngành Chân khớp trong Paleozoi trung, chúng tiến hoá từ những dạng nguyên thuỷ thuộc phụ ngành Có kìm (Chelicerata) của Cambri qua dạng cua hình móng ngựa ở Ordovic rồi Eurypterida ở Silur. Eurypterida có kích thước khá lớn, trong Silur chúng thường có kích cỡ vài chục centimet nhưng Hình 9.8. Tái dựng dạng Eurypterid trong hệ tầng Đồ Sơn (giống Rhinocarcinosoma) ở Devon có trường hợp dài đến 2m. Những dạng cuối cùng của Eurypterida bị biến mất trong Permi sớm. Sống trong nhiều môi trường khác 188
nhau như biển, đầm phá, nước ngọt; với đôi mái chèo hoặc kim chích ở đầu mút đuôi, đôi mắt to và đôi càng khổng lồ Eurypterida là động vật ăn thịt hung dữ trong các thuỷ vực Paleozoi. Trong Silur còn xuất hiện dạng chuyển tiếp từ Eurypterida sang Dạng bò cạp và Dạng nhện. Hoá thạch Eurypterida ít phổ biến, chúng thường gặp trong trầm tích tướng đầm hồ, cửa sông ven biển, ở Việt Nam cũng đã g ặp Eurypterida (H.9.8) trong trầm tích Devon ở bán đảo Đồ Sơn (giống Rhynocarcinosoma). Trong số động vật không xương sống của Devon cũng cần chú ý đến sự có mặt của các đại biểu lớp Chân cánh (Pteropoda) với nhóm Tentaculites (H.9.5) như các giống Viriatellina, Nowakia. Đặc biệt hoá thạch của nhóm Conodonta có ý nghĩa địa tầng rất tốt cho địa tầng Devon, trong nhiều trường hợp chúng là hoá thạch định tầng chủ yếu, nhất là trong trầm tích vô i silic. Ở Việt Nam hoá thạch Conodonta gặp trong trầm tích vôi silic ở Devon trung và nhất là Devon thượng. Trong trầm tích Devon hạ có giống Polygnatus với các loài đặc trưng như Pol. inversus, Pol. nothoperbonus, còn trong Devon thượng là các giống Palmatolepis, Hindeodella v.v… Hình 9.9. Vài dạng hoá thạch cá và Lưỡng cư trong Devon  Động vật có xương sống Cá giáp: Cephalaspis lyelli (1); Drepanaspis gemuendensis (2); Bothriolepis sp. (3); Cá vây mấu (Crossopterigyi) (4): Sự tiến hoá và phát tán các dạng cá Lưỡng cư: Ichthyostega (5). là một sự kiện nổi bật trong lịch sử phát triển động vật Paleozoi trung. Trước Silur chỉ mới có cá không hàm thuộc nhóm cá Da giáp (Ostracodermi) và là cá biển, đầu Silur bên cạnh cá Da giáp đã xuất hiện cá có hàm. Cuối Silur và đầu Devon đã diễn ra sự phát triển toả tia của rất nhiều loại cá nước ngọt, nước lợ và nhanh chóng tràn lan trên khắp các lục địa. Cá Da giáp và cá Da phiến đóng một vai trò lớn trong sinh giới Devon, nhưng đặc tr ưng nhất đối với Devon vẫn là cá Da phiến. Đặc điểm của chúng là trên phần đầu ngực của con vật có lớp giáp cứng bao phủ (H.9.9). Các đại biểu đầu tiên của cá xương, cá sụn và cá phổi cũng xuất hiện trong Devon. Đặc biệt cá phổi tiến hoá rất nhanh và trong Devon chúng đã đạt được 75% toàn bộ sự tiến hoá của chúng trong lịch sử. Một dạng cá xương khá đặc biệt trong Devon là Cá vây mấu (Crossopterygyi); bộ vây ngực và vây bụng của chúng có phần cơ khoẻ làm chỗ tựa cho các tia vây (H.9.9). Cấu tạo này giúp co n vật có khả năng trườn trên cạn và là báo hiệu của sự xuất hiện động vật bốn chi. Đó chính là những “dã thú” nước ngọt trong Devon trung (con to nhất có thể dài tới 1m), có bộ răng khoẻ, bề mặt răng có nếp gấp gọi là răng rối làm tăng độ cứng khoẻ của răn g. Do sự phong phú và đa dạng của cá trong Devon nên có nhà địa chất đã đề nghị gọi kỷ Devon là kỷ cá (theo cách gọi như Carbon là kỷ than đá). Có thể thấy rõ bốn khu vực cổ địa lý sinh vật của cá Devon là Laurentia, Siberi, Hoa Nam và Australia. Hoá thạch cá ở Việt Nam thuộc khu vực Bắc Bộ - Hoa Nam và trong 189
trầm tích Devon đã phát hiện nhiều hoá thạch cá đặc hữu của khu vực (H.9.10, H.9.11) theo sự thể hiện của Ph. Janvier). Một sự kiện quan trọng và có ý nghĩa lớn của lịch sử phát triển động vật Có xương sống trong Paleozoi trung là từ Devon xuất hiện động vật trên cạn. Lưỡng cư cổ đã tiến hoá từ một dạng Cá vây mấu (Crossopterygyi) nào đó vì Cá vây mấu có khuỷu khớp trong gốc vây và mõm dài. Cấu tạo xương của hoá Hình 9.10. Phục chế dạng cá Devon của hệ tầng Đồ Sơn: thạch Lưỡng cư đầu tiên, phát hiện tron g 1. Vietnamaspis ; 2. Asterolepis; 3. Bothriolepis trầm tích Devon thượng ở Nga và Greenland cho thấy rõ chúng được phát triển từ Cá vây mấu. Đó là những đại biểu của nhóm Đầu giáp (Stegocephali) với giống điển hình Ichthyostega (H.9.9) có cấu tạo bộ xương rất sơ đẳng, thể hiện trong cấu tạo vòm sọ, trong thái dương và vị trí hố mũi v.v... Hình 9.11. Tái dựng các dạng cá Devon sớm ở Bắc Bộ - Việt Nam (hình vẽ của Ph. Janvier) 1. Langdenia; 2. Youngolepis; 3. Chuchinolepis; 4. Vanchienolepis; 5. Songdalepis; 6. Tongdzuylepis; 7. Bannhuanaspis; 8. Heteroyunnanolepis; 9. Một dạng của Placodermi; 10 và 12. Yunnanolepis; 11. Laxapis; 13. Diabolepis (Cá phổi); 14. Polibranchiaspis; 15. Các dạng Tay cuộn và Chân rìu (thức ăn của cá phổi); 16. Minicrania (một loại Antiarchi chỉ nhỏ bằng hạt gạo).  Tiến hoá của thực vật Một trong những đặc điểm quan trọng trong cấu tạo của thực vật là mô mạch dẫn truyền. Cấu tạo mạch dẫn truyền một mặt làm nhiệm vụ vận chuyển chất dinh dưỡng, đồng thời cũng tăng cường 190
độ vững chắc của cây khi lên sống trên cạn. Sự xuất hiện mạch dẫn truyền là một bước tiến quan trọng trong tiến hoá của thực vật, có ý nghĩa như sự xuất hiện chi và phổi ở động vật, gắn liền với việc chuyển đời sống từ dưới nước lên đời sống trên cạn. Trong Paleozoi sớm chỉ có tảo sống dưới nước, chưa có mạch dẫn truyền trong cấu tạo mô. Từ cuối Silur xuất hiện thực vật lộ trần (Psilophyta) (H.9.12) là dạng đang chuyển lên đời sống trên cạn. Trong cấu tạo mô của chúng có dạng thân ngầm dưới đất ẩm, có những tế bào dà i có thể làm nhiệm vụ hút và vận chuyển chất dinh dưỡng tựa như rễ cây và mạch dẫn truyền ở thực vật cao cấp sau này. Trồi lên mặt đất là những chồi, ở đầu mút của chúng có những bao bào tử, có khi có đọt dạng lá. Những di tích thực vật trong Devon sớm vẫn còn mang nhiều tính chất của thực vật Silur nhưng thực vật lộ trần lúc này phong phú hơn về giống loài. Từ Đevôn trung song song với các đại biểu của thực vật lộ trần như Asteroxylon, Rhynia (H.9.12), đã xuất hiện thực vật có mạch dẫn truyền chính thức, đó là những dạng dương xỉ nguyên thủy như Calamophyton, Lepidodendropsis và thậm chí cả dương xỉ có hạt nữa. Cuối Devon thực vật lộ trần dần dần bị biến mất và vai trò của dương xỉ bắt đầu trở nên quan trọng. Trong thời gian này có mặt các đại biểu của dươ ng xỉ như Racopteris, Calamites, Archaeopteis và loại lá hình kim của thực vật hạt trần nguyên thuỷ (Annularia). Thực vật cuối Devon đã gần gũi với thực vật Carbon, đã có dạng cây cao thân mộc, rừng rậm ở một số nơi có thực vật ẩm ướt và là nguồn thành tạo những vỉa than tuy với bề dày không lớn và chất lượng kém. 9.2.3. Sự tuyệt chủng sinh vật biển ở Devon muộn Sự giảm thiểu về đa dạng sinh học trong Devon muộn là hiện tượng thể hiện rất rõ, đây là một trong năm đợt tuyệt chủng lớn trong lịch sử sinh gi ới của Trái Đất và là lần tuyệt chủng quan trọng thứ ba kể từ Cambri (H.9.13). Trong đợt tuyệt chủng này có hai pha, pha đầu thể hiện ở ranh giới Frasni/Famen (F/F). Cách nay khoảng 364 triệu năm) khi đột nhiên tất cả các loại cá không hàm biến mất, pha thứ hai diễn ra vào thời điểm kết thúc kỷ Devon. Những dạng sống sót sau sự tuyệt chủng phần lớn thuộc những nhóm có cấu trúc nguyên thủy, gần với hình thái cấu trúc của tổ tiên. Như vậy những dạng bảo thủ lại dễ thích nghi với sự khủng hoảng điều kiện sinh thái hơn những dạng đã tiến hóa. Đợt tuyệt chủng Devon muộn làm biến mất 33% số họ, 57% số giống và 75% số loài sinh vật biển. Chịu ảnh hưởng trực tiếp của sự tuyệt chủng là sinh vật đáy ven bờ và ám tiêu biển nông. Những sinh vật bị tuyệt chủng trước hết là San hô, một số Tay cuộn, phần lớn Lỗ tầng và Dạng Cúc đá, còn Bọ ba thuỳ chỉ còn Proetidae sống cho đến Permi sớm. Cuối cùng của Devon cá Da giáp và cá Da phiến cũng biến mất. Hình 9.13. So sánh sự tuyệt chủng Devon với các đợt tuyệt chủng khác trong lịch sử địa chất ( Wikipedia Encyclopedia) 191
Thời gian diễn ra hiện tượng tuyệt chủng này vẫn còn là vấn đề tranh luận, có ý kiến cho là chỉ diễn ra trong 0,5 triệu năm, ý kiến khác - tuyệt chủng kéo dài suốt trong Famen (15 tr. năm). Hai giai đoạn tuyệt chủng lại cũng là vấn đề chưa có sự nhất trí, có thể đó là tổng hợp của hàng loạt đợt tuyệt chủng nhỏ. Những nghiên cứu m ới nhất cho thấy đã có nhiều đợt tuyệt chủng trong khoảng ba triệu năm của Devon muộn . Nguyên nhân của sự tuyệt chủng Devon muộn còn là vấn đề suy đoán. Nhà Cổ sinh học D. McLaren (1969) cho sự tuyệt chủng này là do sự lao đập của thiên thạch. Kết quả ng hiên cứu đồng vị oxy cho thấy có sự hạ nhiệt độ rồi lại ấm lên trong thời gian này, còn nghiên cứu đồng vị carbon cho thấy có sự giảm rõ rệt sinh khối. Đồng thời, còn có sự tập trung đột biến nhiều thành phần kim loại và tăng lượng lưu huỳnh. Tại một vài m ặt cắt Devon như ở Bỉ đã phát hiện ở ranh giới F/F những dạng cầu thuỷ tinh nhỏ được cho là có nguồn gốc từ sự lao đập của thiên thạch. Tất cả những hiện tượng này là cơ sở cho sự suy luận về một sự lao đập lớn của thiên thạch vào đại dương gây những đợt s óng thần phá huỷ hệ sinh thái bờ biển, đồng thời gây xáo trộn các tầng nước biển, đưa nước nghèo oxy, giàu kim loại của biển sâu lên đầu độc sinh vật biển nông . Sự hóa xanh lục địa đã diễn ra trong Devon, giữa và cuối kỷ đã bắt đầu xuất hiện những rừng cây, hiện tượng tuyệt chủng F/F không ảnh hưởng đến thực vật lục địa nên chúng tiếp tục phát triển sang kỷ Carbon. Sự phát triển rừng cây và hoạt động quang hợp của thực vật làm giảm lượng dioxit carbon trong khí quyển nên hiệu ứng nhà kính giảm và tạo nên khí hậu mát lạnh hơn. Một nguyên nhân của sự tuyệt chủng có thể là do một giai đoạn khí hậu lạnh. Chứng cớ của điều kiện khí hậu lạnh này là băng tích Devon ở Bắc Brazil, gần Nam Cực, điều này cho thấy băng hà phổ biến rộng trên lục địa vì khi đó phần lớn lụ c địa bao quanh Nam Cực. Khối lượng lớn của băng hà làm hạ mực nước biển, gây nên sự kịch phát của khủng hoảng Devon. Nhưng băng hà lại chỉ xuất hiện vào sát cuối Devon nên có lẽ đó là hậu quả hơn là nguyên nhân của sự hạ thấp nhiệt độ toàn cầu. 9.2.4. Tỉnh sinh địa lý Malvinokaffric Nói chung sinh giới Silur và Devon trên thế giới khá đồng nhất, trừ một khu vực dọc theo vĩ độ o 40 ở bán cầu nam, được gọi tên là tỉnh sinh địa lý Malvinokaffric (viết tắt từ tên quần đảo Malvinas ở phía đông Arhentina và tên vùng Kaffric gần thành phố Capetown của Nam Phi). Ranh giới phía bắc của tỉnh sinh địa lý này có nét đặc trưng là sự tăng cường thành phần sinh vật ưa nóng từ biển Laurentia chuyển đến. Trầm tích Silur -Devon trong tỉnh sinh địa lý Malvinokaffric cũng có nét đặc trưng rõ rệt, không có các loại trầm tích màu đỏ, trầm tích bốc hơi hoặc carbonat; ngoài ra trong cát kết lại chứa nhiều thành phần hạt vụn chưa bị phong hoá. Trong thành phần sinh vật rất ít những dạng chung với các khu vực khác của thế giới, gồm nhiều dạng của Tay cuộn, Bọ ba thuỳ; một ít Chân rìu, Chân bụng, Rêu động vật và Nautiloid. Không hề gặp những dạng đặc trưng của các thuỷ vực gần xích đạo như San hô, Huệ biển, Cystoidea, Lỗ tầng, Dạng Cúc đá, Bút đá, Conodonta; cũng không gặp hoá thạch cá vốn rất phổ biến trong trầm tích Silur muộn và Devon ở các nơi khác trên thế giới. Rõ ràng thành phần sinh vật này chứng tỏ khí hậu lạnh của tỉnh Malvinokaffric và khí hậu lạnh đó dĩ nhiên không thuận lợi cho việc hình thành trầm tích carbonat. Một số lớn đại biểu động vật của Malvinokaffric bị tuyệt chủng vào cuối Silur có lẽ do tác động của hiện tượng biển thoái trong thời gian n ày. Điều kiện khí hậu của Malvinokaffric trở nên ấm dần vào Devon trung, do đó không còn những dạng đặc hữu của khí hậu lạnh nữa; đồng thời những sinh vật thích nghi với khí hậu ấm như Dạng Cúc đá được di cư từ nơi khác đến. 192
Sinh vật biển trong kỷ Devon Hình bên trái: San hô, Ammonoid, Trilobita, Brachiopod. Hình bên phải: Phía trên – Cá Gai Parex (trái) và Cá Vây tia Cheirolepis (giữa và phải). Phía dưới – cá Da phiến Bothriolepis (trái); cá Da giáp Hemicyclaspis (phải) (Wicander R. & Monroe J. S. 1993). Động vật và thực vật lục địa kỷ Devon Sinh cảnh lục địa Devon sớm Sinh cảnh lục địa Devon muộn Thực vật trên cạn: Protolepidodendron (trái), Dawsonites Lưỡng cư cổ Ichthyostega, cây có mạch (phải), Bucheria (giữa suối). (Wicander R. & Monroe J. 1993) không hạt (Wicander R. & Monroe J. 1993) Rừng nguyên thủy kỷ Carbon Trong hình thể hiện rừng Quyết thực vật với động vật: Lưỡng cư cổ Dolichosoma (giữa suối), Eryops (dưới), Branchiosaurus (giữa hình). (Theo Wicander R. & Monroe J. 1993). 193
9.3. HOẠT ĐỘNG ĐỊA CHẤT TRONG PALEOZOI TRUNG 9.3.1. Bộ mặt thế giới trong Paleozoi trung Trong Silur phần còn lại của đại dương Iapetus bắt đầu quá trình đóng do các cung tiếp tục xô húc với Laurentia và cuối cùng Baltica và Laurentia xô húc nhau vào cuối Silur (H.9.14.). Vào giữa và cuối Silur hoạt động xô húc diễn ra giữa Mông Cổ và Siberi tạo nên những dãy núi lớn ở Siberi hiện nay. Hoạt động hút chìm tích cực tiếp diễn dọc theo hai phía của Gondwana và lục địa này Hình 9.14. Các mảng lục địa trong Silur chuyển về hướng tây, làm đóng bồn đại dương Rheic vào cuối Silur. Khi đó Gondwana vẫn nằm ở bán cầu nam với Nam Phi nằm ở Nam Cực. Hoạt động hút chìm tiếp diễn dọc bờ Kazakhstan, khép nối vào Siberi, và hoạt động hút chìm cũng mới bắt đầu dọc theo bờ tây của Laurentia. Bản thân Laurentia vẫn là một nền ở vùng xích đạo trong suốt Silur và Devon giống như các nền Baltica, Kazakhstan, Hoa Bắc và Hoa Nam, Australia (H.9.14; H.9.15). Biển nông bao phủ phần lớn các lục địa trong Silur trung, sự tách giãn tiếp diễn dọc theo rìa Rheic của Gondwana, các mảng Mông Cổ và Hoa Bắc có lẽ cũng tách giãn vào giai đoạn này. Lục địa Gondwana tiếp tục di chuyển về phía nam, nhưng những dẫn liệu trầm tích cho thấy mũ băng Silur thu nhỏ so với băng hà cuối Ordovic. Sự thu hẹp mũ băng và băng hà làm cho mực nước biển dâng cao, dẫn chứng là trầm tích Silur thường nằm bất chỉnh hợp trên mặt bào mòn của Ordovic. Các nền và các mảnh của Hình 9.15. Phân bốLục địa Avalonia, Caledonid những lục địa khác cùng nhau di chuyển về cận và “Cát kết đỏ cổ” (Wikipedia Encyclopedia). xích đạo, bắt đầu hình thành một siêu lục địa lớn 194
gọi là Laurussia hay cũng còn gọi là Euramerica (H.9.1 5). Khi Châu Âu nguyên thủy xô húc với Bắc Mỹ gây nên sự uốn nếp, những trầm tích ven bờ đã được hình thành ở ngoài khơi bờ đông Bắc Mỹ và bờ tây Châu Âu. Đây chính là hoạt động tạo núi Caledoni, hệ thống núi được hình thành kéo dài dọc rìa đông Bắc Mỹ, rìa tây Châu Âu từ Bắc Nước Anh đến Na Uy hiện nay (H.9.1 5). Cuối Silur mực nước biển lại hạ thấp, để lại những hồ nước mặn hình thành trầm tích bốc hơi, đồng thời các rặng núi bị bào mòn. Đại dương Panthalassa bao phủ gần khắp bán cầu bắc, ngoài ra còn có các đại dương khác như Paleotethys, Rheic và Iapetus nằm giữa Avalonia và Laurentia, đồng thời một đại dương mới được hình thành là đại dương Ural (hay Pleionic). Trong Silur Trái Đất bắt đầu một pha dài của hiệu ứng nhà kính, biển ấm bao phủ một phần lớn vùng xích đạo. Điều kiện khí hậu trở nên ổn định, chấm dứt sự dao động khí hậu thất thường của thời k ỳ trước. Nằm giữa các mảng ở bán cầu bắc và Gondwana ở bán cầu nam là đại dương Paleotethys chạy theo phương vĩ tuyến, rìa nam của dải đại dương này là rìa thụ động, còn rìa bắc - rìa hoạt động với nhiều đảo nhỏ, dải cung đảo và biển rìa. Phần rộng nhất của đại dương này nằm ở phía tây và bờ bắc của nó là Bắc Mỹ, bờ nam là Châu Phi và Nam Mỹ; phần rộng phía đông - nằm giữa Đông Âu và Arabia. Về phía đông, Paleotethys bị Hoa Nam, Indosinia, Hoa Ấn chắn ở phía bắc và Australia, Châu Nam Cực chắn ở phía nam. Đặc điểm chung của hoạt động địa chất trong Devon là sự quy tụ của các lục địa của bán cầu bắc hiện nay và sự phân tách Gondwana. Với sự quy tụ của các lục địa ở bán cầu bắc, Pangea bắt đầu được hình thành gần xích đạo do sự gắn kết Bắc Mỹ và Châu Âu, đồng thời với sự hình thành Caledonid ở Bắc Appalache (Bắc Mỹ) và Scotland, Scandinavia. Lục địa Gondwana ở bán cầu nam tuy vẫn là một lục địa lớn nhưng lại bị phân tách từng phần. Đại dương Rheic bị khép lại và trở thành một eo biển hẹp giữa Gondwana và Laurusia (Laurentia – Baltica), các hệ cung tiếp tục xô húc với phần ứng với phần phía đông của Bắc Mỹ hiện nay (H.9.16). Sau pha tạo núi Caledoni Hình 9.16. Các mảng lục địa trong Devon sớm 195
ở cuối Silur, ở những vùng cấu trúc Caledonid ở Bắc Appalache (Bắc Mỹ) và Scotland, Scandinavia đã hình thành thành hệ molas màu đỏ gọi là “Cát kết đỏ cổ”; màu đỏ nâu của cát kết do oxit sắt (hematit) tạo nên. Cấu trúc Caledonid và “Cát kết đỏ cổ” cũng quan sát thấy ở Đông Australia, Hoa Nam và Bắc Bắc Bộ của Việt Nam. Mực nước biển khá cao , phần lớn các lục địa trở thành biển nông phát triển ám tiêu. Phần diện tích mênh mông của bề mặt Trái Đất là Toàn đại dương (Panthalassa), những đại dương nhỏ gồm Paleotethys, Rheic và Ural (Pleionic) về sau bị đóng lại do xô húc giữa Baltica và Siberi. Hiện tượng bồi tụ các địa khu diễn ra ở ph ía đông nam Australia, Tasmania, Châu Nam Cực và Nam Mỹ, dọc theo đai tạo núi Samfrau. Hoạt động hút chìm tiếp tục diễn ra ở rìa Kazakhstan và Nội Mông (H.9.16). Đại dương Pleionic bắt đầu khép do đó Kazakhstan bắt đầu hội tụ với Baltica. Trong Devon trung phun trào andesit diễn ra mạnh mẽ ở dọc hệ cung Kazakhstan hình thành những tầng đá phun trào và tuf dày ở Altai và Siberi hiện nay. Cũng trong Devon sớm Tarim, Pamir và Đông Dương tách giãn khỏi Gondwana để về sau di chuyển dần lên phía bắc và xô húc với Đông Á. 9.3.2. Hoạt động tạo núi Hoạt động tạo núi Caledoni (1) ban đầu được xác lập ở Nước Anh và Tây Âu, kết quả của chuyển động Caledoni là hình thành cấu trúc núi Caledonid kéo dài từ Scotland, Ireland và theo hướng đông bắc đến Scandinavia. Theo quan niệm ban đầu, Cal edoni chỉ là pha tạo núi cuối Silur, hiện nay hoạt động tạo núi Caledoni được coi là một quá trình xẩy ra từ Ordovic (pha Tacon) đến cuối Silur (pha Caledoni). Trong Silur sớm sự xô húc của các lục địa với Bắc Mỹ làm cho hoạt động tạo núi Tacon đã bắt đầu từ Ordovic muộn lại mở rộng hơn. Trong Silur sớm (khi đó đại dương Iapetus vẫn phân cách Laurentia và Gondwana) mảng Baltica di chuyển dần lên phía bắc, tiến gần lại với Laurentia và xô húc mảng này, dẫn đến pha tạo núi Caledoni kịch phát vào cuối Silur. Siberi từ vị trí nam xích đạo trong Cambri (Paleozoi sớm) di chuyển lên bắc xích đạo (H.9.1 6). Pha tạo núi Caledoni (cuối Silur đầu Devon) phổ biến rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở Bắc Mỹ, Greenland, Scandinavia, Scotland, Trung Âu, Kazakhstan, Bắc Thiên Sơn, Đông Australia v.v... Ở Hoa Nam biểu hiện hoạt động tạo núi Caledoni cũng thểhiện rõnét, người Trung Quốc gọi là tạo núi Guangxi (Quảng Tây). Khi đó Avalonia bị kẹp giữa hai mảng hội tụ Baltica và Laurentia và khâu nối với hai mảng này, Na Uy khâu nối với Greenland; cuối cùng hình thành một lục địa mới - lục địa Laurusia (còn gọi là Euramerica) bao gồm cả Laurentia, Baltica và Avalonia (H.9.15). Cuối Devon trung đại dương Iapetus hoàn toàn bị khép lại và do đó Baltica nối liền với Laurentia. Nói chung, lúc này các lục địa ở bán cầu bắc bị sát nhập lại với nhau còn lục địa Gondwana ở phía nam lại tiếp tục bị phá vỡ một phần. Trong Devon muộn quá trình xô húc tiếp tục diễn ra giữa Laurentia và Baltica, Nam Âu và Châu Phi gây nên pha tạo núi Breton ở Âu Á và pha Acadi ở Bắc Mỹ. Hoạt động tạo núi Breton do Stille phát hiện và được coi là những pha mở đầu cho hoạt động tạo núi Hercyni (Varisci) ở 1 Tên gọi Caledoni xuất phát từ địa danh Caledonia là tên của vùng Scotland ở nước Anh bằng tiếng Latin 196
Tây Âu1. Hoạt động tạo núi Acadi đã có tác động mạnh mẽ đối với khu vực Bắc Appalache (Đông Bắc Mỹ); pha kịch phát của hoạt động tạo núi này diễn ra trong Devon muộn nhưng hoạt động xâm nhập liên quan với nó còn tiếp tục trong Carbon sớm. Một tác động khác của tạo núi Acadi là tạo nên sự gắn thêm tiểu lục địa Avalonia vào rìa bắc của Bắc Mỹ thuộc Laure ntia, do sự đóng của một phần đại dương Iapetus. 9.3.3. Một số đặc điểm trong hoạt động địa chất Paleozoi trung  Sự thành tạo “Cát kết đỏ cổ ” Liên quan với chuyển động của các mảng và tạo núi Caledoni, cấu trúc nền của các mảng có những biến đổi lớn. Trước hết, do bờ Na Uy của Baltica xô húc và nối liền với Greenland, mảng Bắc Mỹ cũng xô húc với Greenland hình thành kiểu địa hình tương phản rất phổ biến do các núi mới được hình thành (H.9.1 5; 9.16), nhiều vùng biển trước đây trở thành đất liền nên điều kiện lục địa phổ biến ở khu vực Tây Âu và Bắc Âu, Đông Bắc Mỹ. Chính trong điều kiện đó đã thành tạo thành hệ molas màu đỏ tuổi Devon sớm, được quen biết với tên gọi “Cát kết đỏ cổ” (Old Red Sandstone). Chúng gồm cuội kết, cát kết được hình thành trong điều kiệ n khí hậu khô nóng và là sản phẩm bào mòn từ những dãy núi Caledonid mới được hình thành và trầm đọng lại ở rìa Đông Bắc nền Bắc Mỹ giáp với rìa tây của dải núi Caledonid, ở rìa tây bắc Baltica (còn gọi là nền Nga) như ở Anh, Đức, Ba Lan, Tây LB Nga giáp với rìa đông Caledonid (H.9.15). Có thể nói “Cát kết đỏ cổ” có tính chất toàn cầu, đó là những trầm tích lục địa giữa các núi, ở đâu có biểu hiện của tạo núi Caledoni, ở đấy có thể gặp “Cát kết đỏ cổ”. Chúng phân bố rộng rãi ở Trung Á, Nam Siberi, Đông Nam Trung Quốc và Bắc Việt Nam v.v... Trầm tích lục địa màu đỏ tuổi Devon sớm, phong phú hoá thạch các loại cá cổ, nằm bất chỉnh hợp trên các đá cổ hơn và hình thành tầng đáy của trầm tích Devon tại Nam Trung Quốc (hệ tầng Lianhuashan ở Quảng Tây, Vân Nam) cũng như ở Việt Bắc (hệ tầng Sika ở Hà Giang, Cao Bằng, Thái Nguyên). Chúng là sản phẩm của sự phá huỷ bào mòn các núi Caledonid được hình thành ở vùng ngày nay ứng với vùng Đông Nam Trung Quốc, kéo dài sang vùng Quảng Ninh, Việt Bắc của Việt Nam.  Sự phổ biến trầm tích tướng ám tiêu trong Paleozoi trung Trầm tích carbonat trên Trái Đất đã bắt đầu gặp trong Paleozoi sớm, nhưng Paleozoi trung là thời kỳ đầu tiên của sự phổ biến tràn lan trên thế giới của các loại đá vôi ám tiêu. Sự phổ biến rộng rãi đá vôi ám tiêu gắn liền với sự phát triển bùng nổ của các loại sinh vật tạo vôi, có vỏ hoặc xương vôi như San hô, Lỗ tầng, các loại tảo và nhiều loại sinh vật khác ở các nền bị ngập biển trong Silur và Devon. Chúng là trầm tích chỉ thị cho điều kiện biển ấm cận xích đạo, chỉ ở nền Gondwana lúc đó ở cận Nam Cực là không phổ biến loại đá vôi này. Trong các trầm tích Silur, nhất là Devon ta có thể gặp những tầng đá vôi ở nhiều nơi như Bắc Mỹ, Tây Âu và Trung Âu (Baltica hay nền Nga), Siberi, Nam Trung Quốc và Miền Bắc Việt Nam. Tại Việt Nam những hệ tầng đá vôi Silur phong phú hoá thạch San hô có thể gặp ở hạ lưu Sông Đà, Kiến An. Đặc biệt những hệ tầng dày của đá vôi Devon giàu di tích San hô, Lỗ tầng phân bố rất rộng rãi cả ở Bắc Trung Bộ và Bắc Bộ; những hệ tầng đá vôi tương tự cũng gặp ở Thượng và Trung Lào, Hoa Nam. 1 Thuật ngữ Varici xuất xứ từ tên bằng tiếng Latin của quận Variscia và tộc người Varisci ở vùng Saxon (Đức), còn thuật ngữ Hercyni xuất nguồn từ tên gọi của vùng núi Harz cũng ở Đức. 197
Tất cả chúng cùng với đá vôi Paleozoi thượng hình thành một cảnh quan đá vôi rộng lớn hàng chục nghìn kilomet vuông.  Đặc điểm địa chất một số nền lục địa trong Paleozoi trung Lục địa Âu - Á. Trong phạm vi lục địa thuộc Baltica (nền Nga), và nền Siberi ở kỷ Silur là thời kỳ biển lùi, chế độ lục địa phổ biến trên cả hai nền này. Gần như toàn bộ nền Nga là lục địa, trầm tích Silur chỉ gặp ở rìa phía tây của nền, sang Devon chế độ lục địa phổ biến rộng rãi trên nền, trừ phần rìa phía đông. Nền Siberi chỉ có biển ngập ở rìa phía tây ứng với vùng Tungusk hiện nay, trong Devon chế độ lục địa còn phổ biến hơn. Chế độ lục địa cũng phổ biến ở khu vực Hoa Bắc và bán đảo Triều Tiên, tình trạng tương tự cũng quan sát thấy ở tiểu lục địa Indosinia (địa khối Kon Tum và rìa bao quanh nó). Lục địa Gondwana. Trong Paleozoi trung Gondwana vẫn là một lục địa lớn thống nhất ở bán cầu nam và chỉ một số khu vực bị chìm ngập như địa đài Sahara (Tây Châu Phi), khu vực Amazon ở Nam Mỹ và vùng cực nam Châu Phi. Trong Silur nền Gondwana định vị ở đới gần Nam Cực còn các lục địa khác vẫn nằm gần xích đạo (H.9.14). Những trầm tích chỉ thị cho thấy Gondwana có điều kiện khí hậu từ lạnh đến ấm, trong khi đó Laurentia chủ yếu là khí hậu ấm. Từ Devon bắt đầu quá trình di chuyển và tách các phần đất thuộc Hoa Nam, Đông Dương, Đông Malaysia và Tây Sumatra khỏi lục địa mẹ - Gondwana. Sự tách của tỉnh địa lý sinh vật Trung Hoa - Australia trong Silur thành hai phụ tỉnh và mất Hình 9.17. Phân bố cổ địa lý của Tay cuộn trong Silur mối liên hệ của hai địa khu Châu Á và Australia trong Devon sớm có thể là hậu quả của sự chuyển động của những địa khu này theo hướng bắc để tách khỏi Gondwana. Sự quay ngược chiều kim đồng hồ được phát hiện ở Australia cùng với sự quay theo chiều kim đồng hồ của Châu Á và sự mở rộng Paleotethys đã dẫn đến sự tách Đông Nam Á khỏi Gondwana . Hiện tượng này diễn ra từ Devon và rõ nét hơn trong các giai đoạn lịch sử địa chất về sau. Lục địa Trung Quốc và Đông Dương. Cho đến Silur Hoa Nam và Đông Dương vẫn thuộc lục địa Gondwana, một trong những dẫn liệu về mối quan hệ chặt chẽ giữa các khu vực này thể hiện ở thành phần sinh giới, điển hình là ở sự phân bố của động vật Tay cuộn Retziella weberi (H.9.17). 198
Ở Silur phần giữa nền bị ngập biển nhưng chủ yếu có chế độ biển nông, phổ biến trầm tích lục nguyên phong phú sinh vật đáy, trầm tích carbonat chỉ phổ biến trong Silur trung, còn trầm tích Silur muộn thuộc tướng biển lùi chỉ gồm những hệ tầng cát kết không dày, đại bộ phận Hoa Nam (Tứ Xuyên, Quảng Tây, Quảng Đông) là lục địa. Ch uyển động Caledoni ở phần đông nam (máng biển sâu Qin Fang  đông nam Quảng Đông, bắc bán đảo Lôi Châu, kéo dài sang quần đảo Cô Tô và Quảng Ninh của Việt Nam) ảnh hưởng trực tiếp đến phía nam nền Trung Quốc nên biển rút khỏi gần toàn bộ Hoa Nam. Do đó đầu Devon hình thành trầm tích lục địa màu đỏ phủ không chỉnh hợp trên trầm tích Paleozoi hạ ở Vân Nam, Quảng Tây và Việt Bắc của Việt Nam. Trong Devon biển nông bao phủ diện tích rộng lớn ở Hoa Nam như phía đông Vân Nam, Quảng Tây và cả ở Bắc Bộ của Việt Nam. Khu vực biển nông này hình thành một vùng sinh địa lý với nhiều dạng sinh vật đặc hữu, nhất là trong Devon sớm. Sinh vật đáy rất phong phú, trước hết là các loại cá trong đầu Devon, Tay cuộn và San hô trong Devon sớm và Devon trung. Sự phong phú và với tỷ lệ áp đảo của các dạng đặc hữu, địa phương đã gây khó khăn cho việc đối sánh địa tầng Devon của khu vực này với những nơi khác trên thế giới. Ví dụ, thành phần hoá thạch cá cổ ở đầu Devon sớm hoàn toàn khác lạ so với các nơi khác trên thế giới.  Paleozoi trung ở Việt Nam Một mặt ở một số nơi trầm tích Silur thường gắn liền với trầm tích Ordovic tạo thành loạt trầm tích liên tục Ordovic-Silur, mặt khác ở nhiều nơi trầm tích Devon thường bất chỉnh hợp trên các trầm tích cổ hơn và thường lại liên tục với trầ m tích Carbon hạ. Trước hết, trầm tích Silur nằm trong loạt trầm tích Ordovic-Silur có sự phân dị ngang rõ rệt về tướng đá. Trầm tích lục nguyên dạng flysh chứa Bút đá ở phần trên của các hệ tầng Phú Ngữ, Tấn Mài, Sông Cả và hệ tầng Đại Giang, đặc biệt là flysh tuf turbidit của hệ tầng Cô Tô được thành tạo trong các bồn trước cung dọc sườn và chân lục địa Paleotethys. Ở Tây Bắc Bộ trầm tích trên miền thềm nông gồm cuội kết vụn thô chuyển lên lục nguyên - carbonat chứa San hô tuổi Silur ở phần trên của hệ tầng Sinh Vinh. Cuối Silur biển thoái dần có các trầm tích lục nguyên - carbonat chứa phức hệ hoá thạch Tay cuộn, San hô, Chân rìu trong các hệ tầng Kiến An, Bó Hiềng, Đại Giang gần gũi với các miền Hoa Nam, Đông Australia. Đồng thời một số nhánh Paleotethys được khép lại và diễn ra quá trình tạo núi Caledoni kèm theo xâm nhập granit, như ở vòm Sông Chảy, ở Đại Lộc. Quá trình tạo núi này còn tạo ra những thành hệ molas Devon sớm ở Việt Bắc và Trung Trung Bộ. Trầm tích Devon ở Bắc Bộ Việt Nam và Nam Trung Quốc, Trung Trung Bộ có chế độ kiến tạo khá bình ổn, còn ở bồn Việt – Lào (Trung Bộ của Việt Nam và Trung-Thượng Lào) kế thừa chế độ của đới động thuộc Paleotethys (H.9.1 9). Trầm tích Devon được bắt đầu bằng cuội kết, cát kết (D 1) màu đỏ - nâu đặc trưng cho thành hệ molas tướng ven bờ phủ không chỉnh hợp trên các thành tạo Cambri - Ordovic lộ ra nhiều nơi ở Việt Bắc, trên trầm tích Silur ở Bình Trị Thiên và trên cả granit ở rìa tây Kon Tum. Tiếp lên trên, các mặt cắt Devon trung - thượng chuyển sang trầm tích tướng thềm carbonat, silic. Trầm tích lục nguyên mịn dạng flysh phát triển liên tục từ Silur thượng lên Devon hạ có Bút đá, Tentaculitoid chuyển lên carbonat, silic ở lưu vực sông Cả kéo dài lên rìa Tây Bắc Bộ trong môi trường biển sâu ở sườn và chân lục địa dọc eo biển Paleotethys. 199