奥陶纪(卷名：地质学)
Ordovician Period
古生代第二个纪，约开始于5亿年前，结束于4.4亿年前。在此期间形成的地层称奥陶系，位于寒武系之上，志留系之下。奥陶系是英国地质学家C.拉普沃思于1879年用Ordovices命名的，Ordovices是威尔士地区的一古民族名。“奥陶”一词系Ordovices的日文汉语音译。奥陶系包括原来属于A.塞奇威克命名的寒武系和R.I.莫企逊命名的志留系两地层的重复部分。奥陶纪于1960年哥本哈根召开的第21届国际地质大会上正式通过。
地层 奥陶纪一般分为3个世:早奥陶世、中奥陶世和晚奥陶世，相应的地层为下奥陶统、中奥陶统和上奥陶统。英国的奥陶系分为6个统，由下至上依次为:①特马豆克统（Tremadoc Series）、②阿伦尼格统(ArenigSeries)、③兰维恩统(Llanvirn Series)、④兰代洛统(Llandeilo Series)、⑤卡拉道克统(Caradoc Series)和⑥阿什极尔统(Ashgill Series)。目前世界上多数国家的奥陶系都取用三分，但界线不甚一致。如瑞典、挪威、前苏联、中国、美国和澳大利亚等国，对中奥陶统的顶、底界线各有各的划法（表1）。在分统问题上，中国国内也有不同意见。按三分，相当特马豆克统、阿伦尼格统和兰维恩统的地层为下统；相当兰代洛统和卡拉道克统中、下部地层为中统；卡拉道克统上部和阿什极尔统地层为上统。按二分，即兰代洛统底界以上的地层为上统，以下的地层为下统，以扬子地台划分为准，建立了小壳相为主的分阶。
英国奥陶系分统界线不够精确，长时期国际上用其作为对比的标准是个很大弱点。英国奥陶系分层标准用的是笔石带,而世界多数地区发育介壳相,因此对比很困难,使各统之间的分界往上或往下移动频繁。最近英国地质学家D.惠廷顿等(1984)经过认真研究，试图限定每个统的底界，以补其先天不足。如特马豆克统的底界以群居扇形网格笔石(Dictyonema flabelliforme sociale)亚带的底界为准。阿伦尼格统的底界以下曲对笔石(Did-ymograptus deflexus)亚带的底界为准。兰维恩统的底界以两分对笔石(Didymograplus bifidus)带的底界为准。由于英国的D.‘bifidus，与北美的D.bifidus不同,有人建议以直窄对笔石(D.artus)带来替代。兰代洛统的底界以圆滑雕笔石(Glyptograptus teretiusculus)带的底界为准。卡拉道克统的底界过去以纤细丝笔石(Nemagraptus gracilis)带的底界为准,现在看来不够准确, 还需继续研究。阿什极尔统的底界位于笔石带Pleurograptus linearis或牙形石 Amorphognathus superbus带之间。
最近英国学者在3个统内又划分为若干个阶：
捷克和斯洛伐克古生物学家认为英国的统实际上是阶。中国长时期把英国奥陶系的统当作阶使用。
奥陶系的顶、底界线也不一致。 在英国原来以Glyp-tograptus persculptus带的底界为奥陶系顶界,1985年国际地科联又同意以Parakidograptus acuminatus带的底界为其顶界，中国和其他一些国家的地质学家还有不同意见。关于奥陶系的底界，世界上多数国家以特马豆克统底界为准，只有英国倾向以阿伦尼格统底界为奥陶系底界（表1）。
中国的奥陶系沉积分布很广，包括华北、东北、华南和西部地区。沉积基本上可以分为2 种类型：①活动类型沉积，如天山、兴安地槽区、祁连山地槽区和东南地槽区等；②稳定类型沉积,如中朝地台,扬子地台以及塔里木地台等。此外,上述两种类型之间还有过渡区,如江南区。地槽区的岩石有复理石相碎屑岩、硅质岩、火山岩、页岩和少量的碳酸岩等，一般厚度较大，有些地区可达数千米。地台区以砂岩、页岩、石灰岩和白云岩等为主，一般厚度较小，多在400～600米之间。北非和南美等地奥陶系有冰碛层，中国尚未发现。扬子地台与东南地槽区之间，及中朝地台与祁连山地槽区之间过渡类型的奥陶系，黑色页岩增多，灰岩减少，厚度比地台区较大。
中国北方地台区的奥陶系是碳酸盐沉积，由上至下包括中奥陶统八陡组、阁庄组和下奥陶统马家沟组、亮甲山组和冶里组，上奥陶统仅见于地台西缘。中国西南地台区的奥陶系研究较详，湖北三峡地区的地层划分具有代表性，由上至下是上奥陶统五峰组、临湘组，中奥陶统宝塔组、庙坡组，下奥陶统牯牛潭组、大湾组、红花园组、分乡组和南津关组。中国东南地区有完好的笔石地层剖面，奥陶纪笔石带顺序清楚，已经基本上建立起中国以笔石相为准6个阶（期），含25个笔石带（表2）。
在地台区或过渡区，奥陶系剖面连续,界线清楚,是研究奥陶系的理想地区。从目前情况看，今后应当加强地槽区奥陶纪古生物、生物地层、沉积岩石学和有关的矿产研究。
生物界 奥陶纪以海生无脊椎动物占绝对优势。由于浅海广布和气候条件适合，海生无脊椎动物进一步繁盛，生态分异更为显著。在浅海海域，滋生着底栖的三叶虫、腕足类、双壳类、腹足类、介形类、海百合、海林檎等。在清澈的浅海中有苔藓虫、珊瑚、海绵类、喙壳类、鹦鹉螺、牙形石、层孔虫和藻类等。在深水或滞流静水海域，海底不适合底栖生物生存，海面上则漂浮着笔石类和其他具有薄壳的纤小动物，如叶虾类等，这些动物可以顺洋流漂浮到海或洋域的各个部位，成为广布的化石。奥陶纪时，除海生藻类外，尚未发现陆生或半陆生植物化石。
笔石最早出现于中寒武世，奥陶纪大量繁盛，主要营漂浮生活方式，分布广，演化快而且容易保存，因而是奥陶纪重要的分带化石。早奥陶世早期以树形笔石为主，中期正笔石类中的无轴亚目大量繁盛，晚期有轴亚目的雕笔石出现；中、晚奥陶世是正笔石类的鼎盛时期。鹦鹉螺类最早出现于晚寒武世，奥陶纪属种繁多，体形较大，长可达1米以上,可能是奥陶纪海域中最凶猛的动物。三叶虫和腕足类种属很多，也是研究奥陶纪生物地层的重要门类。奥陶纪开始出现的或大量繁盛的三叶虫有栉虫类、 斜视虫类、 镰虫类、三瘤虫类、镜眼虫类、手尾虫类、隐头虫类、裂肋虫类和齿肋虫类等，腕足类中有绞纲的正形贝类和扭月贝类占重要地位。
奥陶纪的生物地理区与寒武纪的生物地理区有所不同。由于地质和生物的逐渐演化，奥陶纪一些属群分布较广，因此有明显边界的大生物地理区已不存在，主要是小范围的生物地理区。一些地质或物理、化学条件相似的地区，动物群趋向相似，如华北和东北南部区与西伯利亚、北美等地区，在三叶虫、头足类、牙形石和笔石等门类是相似的，有人认为这是属于低纬度的动物群。中国西南地区的三叶虫、鹦鹉螺、笔石、牙形石和疑源类等，通过古地中海与欧洲动物群相似，而中国东南地槽区的笔石与澳大利亚东部地槽区、北美地槽区的笔石动物群相似。此外，中国祁连地槽区和北方地槽区所发现的笔石动物群也与东南地槽区的相似，有学者称这是太平洋笔石动物群区。(见彩图)
地史特征 中国奥陶纪的海侵是在寒武纪海域延续下来的。扬子地台和中朝地台西部边缘地带，在中、晚寒武世或早奥陶世略有上升，奥陶纪早期地层缺失，较新的奥陶纪地层与寒武系呈假整合接触。在中朝地台的中部、东部和扬子地台，奥陶纪地层与寒武纪地层皆呈整合接触。中奥陶世之后中朝地台上升为陆地，除西部边缘地区外，晚奥陶世没有沉积。奥陶纪加里东运动在地台区表现为频繁的震荡运动，地槽区有较多的火山喷发岩、中基性和中酸性火山岩，如北方地槽区。祁连山地槽区火山活动有两个时期，一是早奥陶世中期，另一是晚奥陶世。欧亚大陆上有4个稳定的地台区,即俄罗斯地台(或东欧地台)、西伯利亚地台和规模较小的中朝地台、扬子地台。印度半岛和阿拉伯半岛也属稳定区，但包括在南大陆的范围。前述4个地台，除少数地区外,基本上被海水侵入,形成浅海水域,地台的周围被地槽区所围绕。俄罗斯地台和扬子地台的南缘，呈东西向条带状的海域即占地中海。古地中海的南缘止于非洲北部、阿拉伯半岛中部、伊朗南部和印度半岛北部，向南经中南半岛与澳大利亚东部及北部奥陶纪的海域相连，更南可能伸延到南极地区。北美大部为地台浅海地区，沉积以石英砂岩、页岩和碳酸盐岩为主，厚度不大。北美大陆的东西两侧为地槽区的海域，西部以碎屑岩和碳酸盐岩为主，东部有硬砂岩、泥岩和火山岩为特征。南美的西部太平洋沿岸地带为地槽海域，北部的中部为地台浅海海域。南大陆的周围边缘地带皆被地槽区或地台型海域所围绕，非洲、印度半岛、澳大利亚西南部、南美东部和南极洲的东部皆为陆地。
奥陶纪早、中期继承了寒武纪的气候，气候温暖、海侵广泛；奥陶纪晚期南大陆的西部发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积，代表寒冷的极地气候。按古地磁数据，奥陶纪南极应位于现在北非西北部，这与非洲冰碛层的分布应位于南极圈内的解释是吻合的。南大陆的东部仍处于赤道附近。北美、西伯利亚和中国华北地区有蒸发岩沉积,推测为干热气候环境,属于低纬度地区。奥陶纪北极应位于南太平洋，大陆地区基本上位于南半球，从沉积物来判断，当时南半球的气候分带比较明显。还由于晚奥陶世末期大冰期的存在，同时影响全球海平面的下降，并引起广泛的海退。
矿产 中国云南东北部中奥陶世早期或早奥陶世晚期的巧家组产鲕状赤铁矿，华北马家沟组或峰峰组不同层位有磁铁矿和赤铁矿。这种铁矿的成因与中生代侵入岩侵入奥陶纪的富镁围岩有关。华北区峰峰组下段产硬石膏和石膏层。石灰岩和白云岩等作为石灰、水泥、熔剂的材料，在华北区奥陶系层位多，分布较广。以奥陶纪地层作为运移、储存条件的矿产还有石油和丰富的地下水资源。
参考书目
王鸿祯、刘本培主编：《地史学教程》，地质出版社，北京，1980。
H.B.Whittington,W.T.Dean et al., Definition of the Tremadoc Series and the Series of the Ordovician System in Britain,Geol. Mag. Vol.121,No.1,1984.