中新世(Miocene Epoch),新生代新近紀的第一個世,其時間劃分約為距今2300萬年前到533萬年前(23.03Ma~5.333Ma),延續時間約為1700多萬年。國際地質科學聯合會將中新統(世)劃分為6個階段,應建立6枚“金釘子”,已建立5枚“金釘子”,底界劃分來自于同位素測年為23.03Ma的中新統底界——阿基坦階“金釘子”,頂界劃分來自于同位素測年為5.333Ma的上新統底界——墨西拿階“金釘子”。中原地區地層表中將中新統劃分為5階。
中新世全球海、陸輪廊已很接近于現今。整體說來,海洋所占面積較大,陸地面積較小。中新世中期,喜馬拉雅山脈地區再次出現褶皺構造、逆掩斷層、大推覆體以及大規模的變質作用和巖漿入侵活動;阿爾卑斯山脈繼續變形上升;太平洋東岸的北美出現了強烈的凹陷,形成厚達3000米的中新統。中新世的海區大致限于現在的地中海范圍內,晚期又發生一次褶皺運動,沉積區進一步縮小,形成潟湖沉積。新生代以來,地球氣候總體呈變冷趨勢,但也存在類似于中中新世的暖期(距今1700萬~1500萬年),中中新世暖期是中新世以來氣候最為溫暖的時期,其后在距今1400萬年前發生了中中新世變冷事件。
中新世時期,陸生植物從兩極延伸到赤道,陸生哺乳動物基本上現代化,許多古老的群體在上一個漸新世結束時已經滅絕,今天已知的哺乳動物家族中有一半出現在中新世。原始的羚羊、鹿和長頸鹿以及現代大象的祖先在中新世期間活動至歐亞大陸,生物變得更加多樣化。海洋生物里幾乎所有的現代鯨目群、海豹和海象都在中新世出現。鳥類中早期的蒼鷺、鴨子、鷹、烏鴉、麻雀、環頸雉、貓頭鷹和鷓鴣也在這一時期出現在歐洲。
命名
中新世(Miocene)名稱來自希臘語“με?ων”(meiōn,英語意為“less”),意為“略新”,即“略早于現代”。
時期劃分
國際地質年代表
國際地質科學聯合會公布的國際底層表中,將中新統(世)劃分為六個階段。
中國地層表
參考國際地層學研究基礎,《中國地層表(2014)》將中新統(世)劃分為五階。
地史特征
全球構造
中新世全球海、陸輪廊已很接近于現今。整體說來,海洋所占面積較大,陸地面積較小。現地中海沿岸,如北非阿特拉斯山區(Atlas Mountains)、意大利大部、法國和西班牙的地中海沿岸區都曾為古地中海區,法國的西海岸、北歐地區則被大西洋所占;在北美西海岸南部及墨西哥灣濱海區也被海洋所占。
漸新世晚期至中新世中期,喜馬拉雅山脈地區再次出現褶皺構造、逆掩斷層、大推覆體以及大規模的變質作用和巖漿入侵活動。滇西一帶的紅層沉積宣告結束,盆地上升,開始剝蝕。在青藏高原北部及其邊緣、天山地區等地,表現為古生代褶皺山系中的大斷裂活動,于是出現顯著的養異性升降運動。在日本此幕稱為“高千穗運動”,為四萬十(Shimanto)喜山地槽的主要褶皺幕,使日本的外帶結束了自中生代以來的海槽狀態,成為日本列島整體的組成部分。臺灣島也受到影響。阿爾卑斯山脈繼續變形上升。中東的扎格羅斯山脈(Zagros Mountains)此時升起。特提斯海西段的海區縮小到相當于現今地中海的范圍。沿岸的一系列高山都已形成。太平洋東岸的北美出現了強烈的凹陷,形成厚達3000米的中新統。
中新世的海區大致限于現在的地中海范圍內,海水曾侵進到前阿爾卑斯、前喀爾巴阡(Carpathian)、克里米亞半島高加索凹地(Crimean-Caucasus concave ground)、里海,與大西洋溝通。在沉積區的中心地帶發育了泥灰巖,含有瓣鰓綱、海膽、魚、腹足類動物化石,在沉積區的邊緣為淺水相的礫巖、砂巖及粘土,甚至貝殼巖。至中新世晚期又發生一次褶皺運動,沉積區進一步縮小,形成潟湖沉積。
地層及地理特征
中新世的地層特點是隔段地層間有相變現象,而化石產出層位不變,這也是劃分時代的可靠依據。
礦產
古近紀-新近紀有大量聚煤作用發生并形成有工業價值煤田的時期。其中包括了新近紀的中新世-上新世時期發生的聚煤作用,主要分布于云南省及臺灣。在中國陸上區域,古近系-新近系聚煤區的煤占煤炭資源總量的0.6%。
氣候環境
中新世開始草原型的哺乳動物迅速發展,同時高緯度地區的熱帶或熱帶植物分布區逐漸收縮,以至消失,可見氣候已經轉冷,所以半于燥的草原景觀在大區域內大片出現。當時海生瓣鰓綱殼體的氧同位素的分析也證明這一點。
新生代以來,地球氣候總體呈變冷趨勢,但也存在持續100萬年以上的三個暖期,即早始新世大暖期(距今5200萬~5000萬年)、中中新世暖期(距今1700萬~1500萬年)和上新世暖期(距今500萬~300萬年)。中中新世暖期是中新世以來氣候最為溫暖的時期,其后在距今1400萬年前發生了中中新世變冷事件。
在中中新世暖期時,全球溫度比現代平均氣溫高3~6℃,赤道與兩極溫度梯度較小,全球冰量達到漸新世以來最小。全球自然環境在這一暖期均發生了顯著變化,如澳大利亞北部和東北部此時出現了熱帶雨林,歐洲中緯度地區出現了大量喜熱型生物,中國新疆北領地的植物多樣性達到新近紀以來的最高值,亞洲低緯地區發生了顯著的化學風化和侵蝕作用。中中新世暖期的形成機制有兩種主要觀點:1.相對較高的CO2濃度是造成這一暖期的主要原因,盡管這一觀點得到了氣候模擬的支持,但該時段CO2濃度的重建結果還存在較大不確定性;2.當時熱帶洋流能夠向南半球高緯地區輸送較多的熱量而不利于冰蓋的擴張,導致這時期相對溫暖,但這一觀點難以解釋中中新世暖期的全球性特征。
中中新世變冷事件的發生,使全球海平面降低超過45米,南冰洋高緯海面溫度降低達6~7℃,南極大陸夏季平均溫度下降8℃以上并造成南極地區凍原生態系統的消失,導致東南極冰蓋擴張。中中新世變冷事件與始新世漸新世之交全球變冷事件。第四紀初的北半球大冰期事件,一同構成新生代地球3次重要的快速變冷事件。
中中新世變冷事件的形成機制,主要存在“CO2降低”說、“洋流變化”說和“軌道驅動”說3種假說。"CO2降低”說認為1400萬年前后強烈的山體隆升加強了硅酸鹽風化,引起大氣中CO2濃度降低,由此導致該時期氣候變冷。“洋流變化”說認為1400萬年前后大洋環流格局發生改變,造成熱帶向南極地區熱量輸送減少,引起這一時期氣候變冷事件的發生。“軌道驅動”說認為地球軌道參數的改變可導致環南極流加強,造成南極地區的熱隔離而引起冰蓋擴張和全球變冷。還存在另外一種觀點,認為是CO2濃度和地球軌道驅動共同導致了這一變冷事件。這些假說仍需進一步的大氣CO2濃度結果重建加以驗證。
生命發展
新近紀在低地平線和大陸碰撞聚合的同時,陸生植物開啟了大陸間的遷徙,清晰的氣候帶從兩極延伸到赤道。中新世時,北半球的氣候還相對溫暖,澳大利亞也沒有現在那么干旱。長鼻目自非洲、安琪馬自北美遷入歐亞大陸后,在中中新世形成了全新的動物群。
在中新世,陸生哺乳動物基本上現代化,許多古老的群體在上一個漸新世結束時已經滅絕,今天已知的哺乳動物家族中有一半出現在中新世。在北半球,舊世界和新世界之間發生了一些動物群的交流。非洲和歐亞大陸之間也有可能交流,但南美洲和澳大利亞仍然孤立。原始的羚羊、鹿和長頸鹿出現在中新世的歐亞大陸。現代大象的祖先,在之前的漸新世似乎僅限于非洲,似乎在中新世期間傳播到歐亞大陸,變得更加多樣化。
中新世對靈長目的進化具有重要意義。北美化石記錄中最古老的靈長類動物,一種5500萬年前的眼鏡猴狀生物,稱為“Teilhardina magnoliana”,在美國南部廣為人知,但隨著該地區的氣候變冷,所有北美靈長類動物在始新世末期(約3390萬年前)滅絕。在其他地方,高等靈長類動物,尤其是猿類,經歷了大量的進化。化石證據似乎表明,包括猿類在內的高級靈長類動物存在于南歐。在歐洲的中新世巖石中發現了一種早期形式,外觀像長臂猿科,但與長臂猿“Pliopithecus”只有很遠的親緣關系。“Dryopithecines”是一組高級類人類人猿,可能代表了現代類人猿和人類起源的種群,也存在于歐洲的中新世巖石中,也存在于非洲的中新世地層中,該地區是類人形式和現代人類可能起源的地區。
到中新世末期,幾乎所有的現代鯨目群都出現了,早期的海豹和海象也是如此。早期的蒼鷺、鴨子、鷹、烏鴉、麻雀、環頸雉、貓頭鷹和鷓鴣等鳥類出現在歐洲。
參考資料 >
國際年代地層表(2022年10月版).國際地層學委員會.2023-01-11
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通古爾階.中國大百科全書.2024-06-17
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謝家階.中國大百科全書.2024-06-17
古近-新近紀聚煤期.中國大百科全書.2024-06-17
中中新世變冷事件.中國大百科全書.2024-06-17