Các giai đoạn lịch sử phát triển trái đất: Kỷ Devon

Devon là kỷ và hệ của Paleozoi, bắt đầu từ khi kết thúc kỷ Silur cách nay 416,0 ± 2,8 triệu năm và kết thúc khi bắt đầu kỷ Carbon cách nay 359,2 ± 2,5 triệu năm. Tên gọi Devon do hai nhà địa chất Adam Sedgwick và Roderick Murchison đề xuất năm 1839 theo địa danh quận Devonshire ở tây nam nước Anh, nơi đá của hệ này được nghiên cứu đầu tiên. Địa tầng của hệ Devon được phân thành ba thống: hạ gồm 3 bậc, trung gồm 2 bậc và thượng gồm 2 bậc Bảng 1. Ranh giới giữa hệ Devon và hệ Silur nằm dưới và hệ Carbon nằm trên đã được Ủy ban Địa tầng quốc tế xác định rõ, theo đó hệ Devon bắt đầu bằng đới chứa Bút đá Monograptus uniformis của bậc Lochkov, ranh giới trên được xác định theo ranh giới đáy của hệ Carbon. Trong kỷ Devon có một số sự kiện nổi bật của lịch sử sinh giới, đó là sự xuất hiện lần đầu thực vật trên cạn vào đầu kỷ, xuất hiện của động vật trên cạn vào giữa kỷ và đó còn là sự tuyệt chủng lớn, chủ yếu trong sinh vật biển xẩy ra ở cuối kỷ. Trong biển, động vật Thân mềm xuất hiện đại biểu chính thức của Chân đầu dạng Cúc đá, đồng thời Tay cuộn, San hô, Động vật dạng rêu v.v… đặc biệt phát triển tạo thành những ám tiêu lớn. Các loại Cá cổ rất phát triển và tiến hóa nhanh chóng, cá mập nguyên thủy phong phú hơn so với kỷ Silur. Chính do sự phát triển phong phú và đa dạng của các loại Cá cổ mà có người gọi kỷ Devon là kỷ Cá. Trong Devon, lần đầu tiên xuất hiện và phát triển động vật Chân khớp trên cạn. Lần đầu tiên xuất hiện động vật có xương sống có chi cách nay 397 triệu năm, đó chính là những đại biểu đầu tiên của động vật Lưỡng cư. Thực vật bào tử bắt đầu phát triển trên lục địa; chúng tiến hóa nhanh để đến cuối kỷ đã hình thành những khu rừng thực thụ đầu tiên. Trên bề mặt Trái Đất trong Devon có lục địa lớn Gondwana ở phía nam, còn ở phía bắc do chuyển động tạo núi Caledoni diễn ra ở kỷ trước nên lục địa Baltica và Laurentia (Bắc Mỹ, Greenland) nối liền thành lục địa lớn ÂuMỹ (Euramerica) và lục địa Siberia cùng vài khối lục địa nhỏ như KazakhstaniaMông Cổ.

52

Bảng 1 Phân chia địa tầng của hệ Devon

(Ủy ban Địa tầng Quốc tế 2008)

Hệ Thống Bậc Khởi đầu đoạn Thời Carbon Carbon hạ Tournais 359 14

Devon thượng

Devon trung

Devon

hạ

Khởi đầu: Số triệu năm từ khi bắt đầu của mỗi bậc đến

nay

Thời đoạn: Số triệu năm hình thành mỗi bậc

Devon (Kỷ – Hệ)

Tống Duy Thanh Khoa Địa chất

Trường ĐHKHTN (Đại học Quốc gia Hà Nội)

334 Nguyễn Trãi Thanh Xuân Hà Nội

1 Giới thiệu

Devon là kỷ và hệ của Paleozoi, bắt đầu từ khi kết thúc kỷ Silur cách nay 416,0 ± 2,8 triệu năm và kết thúc khi bắt đầu kỷ Carbon cách nay 359,2 ± 2,5 triệu năm Tên gọi Devon do hai nhà địa chất Adam Sedgwick và Roderick Murchison đề xuất năm 1839 theo địa danh quận vonshire ở tây nam nước Anh, nơi đá của hệ này được nghiên cứu đầu tiên Địa tầng của hệ De-von được phân thành ba thống: hạ gồm 3 bậc, trung gồm 2 bậc và thượng gồm 2 bậc [Bảng 1] Ranh giới giữa hệ Devon và hệ Silur nằm dưới và hệ Carbon nằm trên đã được Ủy ban Địa tầng

quốc tế xác định rõ, theo đó hệ Devon bắt đầu bằng đới chứa Bút đá Monograptus uniformis của

bậc Lochkov, ranh giới trên được xác định theo

ranh giới đáy của hệ Carbon

Trong kỷ Devon có một số sự kiện nổi bật

của lịch sử sinh giới, đó là sự xuất hiện lần đầu

thực vật trên cạn vào đầu kỷ, xuất hiện của

động vật trên cạn vào giữa kỷ và đó còn là sự

tuyệt chủng lớn, chủ yếu trong sinh vật biển xẩy

ra ở cuối kỷ

Trong biển, động vật Thân mềm xuất hiện

đại biểu chình thức của Chân đầu dạng Cúc đá,

đồng thời Tay cuộn, San hô, Động vật dạng rêu

v.v… đặc biệt phát triển tạo thành những ám

tiêu lớn Các loại Cá cổ rất phát triển và tiến

hóa nhanh chóng, cá mập nguyên thủy phong

phú hơn so với kỷ Silur Chình do sự phát triển

phong phú và đa dạng của các loại Cá cổ mà có người gọi kỷ Devon là kỷ Cá Trong Devon, lần đầu tiên xuất hiện và phát triển động vật Chân khớp trên cạn Lần đầu tiên xuất hiện động vật có xương sống có chi cách nay 397 triệu năm, đó chình là những đại biểu đầu tiên của động vật Lưỡng cư Thực vật bào tử bắt đầu phát triển trên lục địa; chúng tiến hóa nhanh để đến cuối kỷ

đã hính thành những khu rừng thực thụ đầu tiên

Trên bề mặt Trái Đất trong Devon có lục địa lớn Gondwana ở phìa nam, còn ở phìa bắc do chuyển động tạo núi Caledoni diễn ra ở kỷ trước nên lục địa Baltica và Laurentia (Bắc Mỹ, Greenland) nối liền thành lục địa lớn Âu-Mỹ (Euramerica) và lục địa Siberia cùng vài khối lục địa nhỏ như Kazakhstania-Mông Cổ

2 Sinh giới trong Devon

2.1 Tiến hóa của thực vật

Kỷ Devon đánh dấu một bước tiến hóa quan trọng của thực vật, chúng chuyển đời sống thủy sinh lên đời sống trên cạn Sự tiến hóa và phát triển nhanh của thực vật lại có ý nghĩa

53

Hình 1 Quang cảnh thực vật Lộ trần của Devon sớm

(http://www.palaeos.com/Paleozoic/Devonian.htm)

Hình 2 Quang cảnh rừng cây đầu tiên trong lịch sử Trái

Đất, gồm thực vật chưa có hoa ở Devon muộn

(http://www.palaeos.com/Paleozoic/Devonian.htm)

Hình 3 Tái dựng quang cảnh sinh vật đáy biển Devon:

quần thể San hô, Dạng Cúc đá, Bọ ba thùy và Tay cuộn (http://www.palaeos.com/Paleozoic/Devonian.htm)

thúc đẩy sự phát triển phong phú và đa dạng của

động vật, ví thực vật là nguồn thức ăn đầu tiên

trong chuỗi thực phẩm của động vật

Một trong những đặc điểm quan trọng trong

cấu tạo của thực vật trên cạn là xuất hiện mô mạch

dẫn truyền Đây là một bước tiến quan trọng trong

tiến hóa của thực vật, chuyển từ đời sống dưới

nước lên đời sống trên cạn Cấu tạo mạch dẫn

truyền một mặt làm nhiệm vụ vận chuyển dưỡng

chất từ đất và nước lên cây lá để đồng hóa tạo nên

chất hữu cơ Đồng thời chúng cũng tăng cường độ

vững chắc của cây khi lên sống trên cạn

Thực vật lộ trần [H 1] là dạng đang chuyển lên

đời sống trên cạn, chúng xuất hiện từ cuối Silur và trở

nên phong phú ở đầu Devon Trong cấu tạo mô của

Thực vật lộ trần có dạng thân ngầm dưới đất ẩm, có

những tế bào dài có thể làm nhiệm vụ hút và vận

chuyển chất dinh dưỡng tựa như rễ cây và mạch dẫn

truyền ở thực vật cấp cao 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 Từ Devon giữa song song

với các đại biểu của Thực vật lộ trần như

Asterox-ylon, Rhynia đã xuất hiện thực vật có mạch dẫn

truyền chình thức, đó là những dạng dương xỉ

nguyên thủy như Calamophyton, Lepidodendropsis [H 2] và thậm chì cả dương xỉ có hạt nữa Cuối

Devon dương xỉ bắt đầu trở nên quan trọng; chúng trở nên đa dạng và có cả loại lá hính kim của

thực vật hạt trần nguyên thủy (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 ưa ẩm ướt và là nguồn thành tạo những vỉa than tuy với bề dày không lớn

2.2 Tiến hóa của động vật

2.2.1 Động vật không xương sống

Trong Devon động vật không xương sống ở biển rất phong phú, trong số đó động vật sợi chìch, tay cuộn, thân mềm và chân khớp là phổ

biến nhất [H 3].

Động vật Sợi chích [H 3; H 4] Trong Devon

các đại biểu của ngành Sợi chìch rất phát triển,

nhiều nơi chúng tạo thành những khối đá vôi ám

tiêu lớn như ở Việt Nam, Bỉ và Australia v.v Lỗ

tầng cũng phát triển cực thịnh trong Devon, ở nhiều

nơi cùng với các sinh vật tạo vôi khác đã hính thành

những khối đá vôi ám tiêu lớn

Tay cuộn [H 5, H 11] trong Devon rất phong

phú và đa dạng, chúng là một trong thành phần

54

Hình 6 Hoá thạch Eurypterid (giống

Rhinocarcinosoma) trong hệ tầng Đồ

Sơn (Hình vẽ: Ph Janvier)

chủ yếu của động vật đáy ở các biển, vỏ của

chúng cũng đóng vai trò lớn trong việc hính thành

đá vôi 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

Thân mềm trong Devon đã có mặt đầy đủ đại

biểu của các lớp Chân bụng, Chân ríu, Chân đầu

Dạng Cúc đá [H 5] thuộc lớp Chân đầu xuất hiện

đầu tiên trong Devon sớm, tiếp tục bước phát triển

từ Nautiloidea có vỏ thẳng từ Ordovic, chuyển

dần sang dạng có vỏ cuộn phẳng Sự tiến hóa của

Dạng Cúc đá được hoàn thiện dần và trở thành

nhóm chiếm ưu thế trong động vật không xương

sống ở biển trong các thời kỳ địa chất sau này

Huệ biển (Crinoidea) thuộc ngành Da gai

phát triển cực thịnh trong Devon

Chân khớp (Arthropoda) trong cũng khá

phát triển, tuy Bọ ba thùy đã trở nên hiếm Lần

đầu tiên xuất hiện nhóm nhiều chân (Myriapoda)

và những dạng tương tự như nhện hiện nay

Trong 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 giữa; chúng tiến hóa từ những dạng

nguyên thủy thuộc phụ ngành Có kím

(Chelicera-ta) ở Cambri qua dạng cua hính móng ngựa ở

Ordovic rồi Eurypterida ở Silur Eurypterida có

kìch thước khá lớn; trong Silur chúng thường có

kìch cỡ vài chục centimet còn ở Devon có trường

hợp dài đến 2 m Eurypterida là động vật ăn thịt

hung dữ với đôi mái chèo hoặc kim chìch ở đầu mút đuôi, đôi

mắt to và đôi càng khổng lồ [H 6], chúng sống trong nhiều môi

trường khác nhau như biển, đầm phá, nước ngọt Trong Silur còn

xuất hiện dạng chuyển tiếp từ Eurypterida sang Dạng bò cạp và

Dạng nhện

2.2.2 Động vật có xương sống

Sự tiến hóa và phát tán các dạng cá là một sự kiện nổi bật trong

lịch sử phát triển động vật Paleozoi giữa [H 7] Đầu Devon đã diễn

ra sự phát triển tỏa tia của rất nhiều loại cá nước ngọt, nước lợ và

nhanh chóng tràn lan trên khắp các lục địa [H 7; H 8] Cá Da giáp

và cá Da phiến đóng một vai trò lớn trong sinh giới Devon, nhưng

đặc trưng 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 Các đại biểu đầu tiên của cá xương, cá sụn và cá phổi cũng xuất

Hình 4 Hóa thạch Lỗ tầng và San hô Devon

1.Tiết diện ngang của Amphipora ramosa; 2 Tiết diên ngang của San hô Heliolites porosus; 3 Tiết diện ngang (3a) và dọc (3b) của San hô Thamnopora rigida; 4 Tiết diện ngang và dọc của San hô Peneckiella achanaensis

Hình 5 Tay cuộn và Cúc đá Devon

1 Hysterolites hystericus; 2 Cyrtospirifer pellica; 3

Ago-niatites vanuxemi; 4 Mantioceras intumescens

55

Hình 9 Tuyệt chủng cuối Devon so với các đợt tuyệt chủng

khác trong Phanerozoi (Wikipedia Encyclopedia)

Hình 7 Hóa thạch Cá và Lưỡng cư Devon

Cá giáp: Cephalaspis lyelli (1); Drepanaspis gemuendensis (2);

Bothriolepis sp (3); Cá vây mấu (Crossopterygii) (4): Lưỡng

cư: Ichthyostega (5)

Sơn

1 Vietnamaspis ; 2 Asterolepis; 3 Bothriolepis

(Hình vẽ: Ph Janvier)

hiện trong Devon Một dạng cá xương khá đặc

biệt trong Devon là Cá vây mấu (Crossopterygii)

[H 7.4]; bộ vây ngực và vây bụng của chúng có

phần cơ khoẻ làm chỗ tựa cho các tia vây Cấu

tạo này giúp con vật có khả năng trườn trên cạn

và là báo hiệu của sự xuất hiện động vật bốn chi

Đó chình là những “dã thú” nước ngọt trong

De-von giữa (con to nhất có thể dài tới 1 m), có bộ

răng khoẻ 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)

Một sự kiện quan trọng và có ý nghĩa lớn

của lịch sử phát triển động vật Có xương sống

trong Paleozoi giữa là từ Devon xuất hiện động

vật trên cạn Lưỡng cư cổ đã tiến hóa từ một dạng Cá

vây mấu (Crossopterygii) nào đó ví Cá vây mấu có

khủyu khớp trong gốc vây và mõm dài Cấu tạo xương

của hóa thạch Lưỡng cư đầu tiên, phát hiện trong trầm

tìch Devon thượng, là những đại biểu của nhóm Đầu

giáp (Stegocephali) với giống điển hính Ichthyostega

[H 7.5] có cấu tạo bộ xương rất sơ đẳng, thể hiện trong

cấu tạo vòm sọ, trong thái dương, vị trì hố mũi, v.v

3 Sự tuyệt chủng của 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 5

đợt tuyệt chủng lớn trong lịch sử sinh giới của Trái Đất và là lần tuyệt chủng quan trọng thứ ba

kể từ Cambri [H 9] Trong đợt tuyệt chủng này có hai pha, pha đầu thể hiện ở ranh giới Fras-ni/Famen (F/F) (cách nay khoảng 364 tr 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 hính thái cấu trúc của tổ

tiên Như vậy, những dạng bảo thủ lại dễ thìch

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 họ Proetidae sống cho đến Permi sớm Cuối cùng, cá Da giáp và cá Da phiến cũng biến mất ở cuối Devon

56

Thời gian diễn ra sự 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 – quá trính tuyệt chủng kéo dài suốt trong Famen (15 tr năm) Hai giai đoạn tuyệt chủng lại cũng là vấn đề chưa có sự nhất trì, có thể đó là tổng hợp của hàng loạt đợt tuyệt chủng nhỏ Những nghiên cứu mới nhất cho thấy đã có nhiều đợt tuyệt chủng trong khoảng 3 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 bắn của thiên thạch Kết quả nghiên 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 của sinh khối Đồng thời, còn có sự tập trung đột biến nhiều thành phần kim loại và tăng lượng lưu huỳnh Tại một vài mặt cắt Devon như ở Bỉ đã phát hiện

ở ranh giới F/F những dạng cầu thủy tinh nhỏ được cho là có nguồn gốc từ sự lao bắn của thiên thạch Tất cả những hiện tượng này là cơ sở cho sự suy luận về một sự lao bắn lớn của thiên thạch vào đại dương gây những đợt sóng thần phá hủy 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, nên ở giữa và cuối kỷ đã bắt đầu xuất hiện các rừng cây Hiện tượng tuyệt chủng cuối Devon không ảnh hưởng đến thực vật lục địa, nên thực vật 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 khì quyển, nên hiệu ứng nhà kình giảm và tạo nên khì hậu mát lạnh hơn Một nguyên nhân của sự tuyệt chủng có thể là do một giai đoạn khì hậu lạnh Chứng cớ của điều kiện khì hậu lạnh này là băng tìch Devon ở Bắc Brazil, gần Nam Cực, điều này cho thấy băng

hà phổ biến rộng trên lục địa ví khi đó phần lớn lục địa bao quanh Nam Cực Khối lượng lớn của băng hà làm hạ mực nước biển, gây nên sự kịch

phát của khủng hoảng tuyệt chủng cuối 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

4 Hoạt động kiến tạo và cổ địa lý

Kỷ Devon có hoạt động kiến tạo khá sôi

động do 2 lục địa lớn Gondwana và Laurussia

bắt đầu di chuyển xìch lại gần nhau Lục địa

Laurussia [H 10] đã hính thành từ Silur do sự

xô húc của Baltica, Laurentia và Avalonia, trong Devon sớm lục địa này xoay về đới khô dọc đông chì tuyến và hính thành một khu vực khô hạn gần như sa mạc Chình trong điều kiện đó

đã thành tạo trầm tìch “Cát kết đỏ cổ”, màu đỏ của đá do oxit sắt (hematit) tạo nên, đặc trưng cho khì hậu khô hạn

Trong Devon đã diễn ra hoạt động tạo núi Acadi ở vùng núi Appalach (Đông Bắc Mỹ) và Newfoundland (Đông Bắc Canada) Quá trính hoạt động tạo núi này bắt đầu từ Devon sớm với pha kịch phát diễn ra trong Devon muộn, nhưng hoạt động xâm nhập liên quan với nó còn tiếp tục trong Carbon sớm; cùng thời với tạo núi Acadi ở Đông Bắc Mỹ là tạo núi Breton ở Châu Â

Đó là hai pha mở đầu cho hoạt động tạo núi lớn – Varisci hay Hercyni trong Paleozoi muộn và cũng có thể coi là mở đầu cho quá trính ghép nối lục địa Gondwana ở phia nam bán cầu và các lục địa ở phìa bắc để hính thành siêu lục địa Pangea trong Paleozoi muộn

năm Laurentia, Baltica và Avalonia nối liền nhau do tạo núi Ca-ledoni, tạo nên lục địa mới Laurussia (hay Euramerica)

(Wikipedia Encyclopedia)

57

Như vậy, nét nổi bật của hoạt động kiến tạo trong Devon là sự bắt đầu quy tụ của các lục địa ở bán cầu bắc rồi gắn với Gondwana [H 10] Với sự quy tụ của các lục địa ở bán cầu bắc, những yếu tố đầu tiên của Pangea bắt đầu được hính thành gần xìch đạo do sự gắn kết Bắc Mỹ

và Châu Âu Đại dương Rhea bị khép lại và trở thành một eo biển hẹp giữa Gondwana và Lau-russia, các hệ cung tiếp tục xô húc với phần ứng với phìa đông của Bắc Mỹ hiện nay

Mực nước biển khá cao, phần lớn các lục địa trở thành biển nông, sinh vật tạo ám tiêu phát triển phong phú Phần diện tìch mênh mông của bề mặt Trái Đất là Toàn Đại Dương (Panthalassa) [H 10], những đại dương nhỏ gồm Paleotethys, Rhea và Pleionic (Ural) về sau bị đóng lại do xô húc giữa Baltica và Siberia Hiện tượng bồi tụ các khối lục địa cũng diễn ra ở phìa đông nam Australia, Tasmania, Châu Nam Cực và Nam Mỹ Hoạt động hút chím tiếp tục diễn ra ở ría mảng Kazakhsta-nia và Nội Mông, đại dương Pleionic bắt đầu khép do đó KazakhstaKazakhsta-nia bắt đầu hội tụ với Baltica hay nói đúng hơn là với Laurussia Trong Devon trung phun trào andesit diễn ra mạnh mẽ ở dọc hệ cung Kazakhstania hính thành những tầng đá phun trào và tuf dày ở Altai và Siberie hiện nay Cũng trong Devon sớm Tarim, Pamir và Đông Dương tách dãn khỏi Gondwana để về sau di chuyển dần lên phìa bắc và xô húc với Đông Á

5 Một số nét đặc trưng trong hoạt động địa chất của Devon

5.1.“Cát kết đỏ cổ”– Một điểm đặc trưng của trầm tích Devon

Liên quan với chuyển động hội tụ rồi xô húc nhau của các mảng gây tạo núi Caledoni, cấu trúc của các mảng có những biến đổi lớn Trước hết, ría Na Uy của Baltica xô húc và nối liền với Greenland của mảng Bắc Mỹ, hính thành kiểu địa hính tương phản gọi là Caledonid do các núi mới được hính thành, nhiều vùng biển trước đây trở thành đất liền như ở khu vực Tây Âu và Bắc Âu, Đông Bắc Mỹ Chình trong điều kiện đó đã thành tạo trầm tìch 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 trầm đọng từ sản phẩm bào mòn từ những dãy núi Caledonid và trong điều kiện khì hậu khô nóng ở ría đông bắc nền Bắc Mỹ và ở ría tây bắc Baltica (còn gọi là nền Nga), như ở Anh, Đức, Ba Lan, Tây LB Nga giáp với ría đông Caledonid

Có thể nói “Cát kết đỏ cổ” có tình chất toàn cầu Đó là những trầm tìch lục địa giữa các núi,

ở đâu có biểu hiện của tạo núi Caledoni, ở đó có thể gặp “Cát kết đỏ cổ” Chúng phân bố rộng rãi ở Trung Á, Nam Siberie, Đông Nam Trung Quốc, Bắc Việt Bắc của Việt Nam, v.v Trầm tìch lục địa màu đỏ tuổi Devon sớm chứa phong phú hóa thạch các loại Cá cổ, nằm bất chỉnh hợp trên các đá cổ hơn và tạo nên tầng đáy của trầm tìch Devon tại Nam Trung Quốc (hệ tầng Lianhuashan ở Quảng Tây, Vân Nam) cũng như ở Việt Bắc (hệ tầng Si Ka ở Hà Giang, Cao Bằng, Thái Nguyên) Chúng là sản phẩm của sự phá hủy bào mòn các núi Caledonid hính thành

ở vùng ngày nay ứng với Đông Nam Trung Quốc, kéo dài sang vùng Việt Bắc và Quảng Ninh ở Việt Nam

5.2 Sự phổ biến trầm tích tướng ám tiêu

Trầm tìch carbonat đã bắt đầu gặp từ Paleozoi sớm, nhưng sự phổ biến tràn lan của các loại

đá vôi ám tiêu chỉ bắt đầu từ Devon Sự phân bố 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 Devon Chúng là trầm tìch chỉ thị cho điều kiện biển ấm cận xìch đạo và chỉ ở nền Gondwana lúc đó ở cận Nam Cực là không phổ biến loại đá vôi này Trong trầm tìch Devon ta có thể gặp những tầng đá vôi ở nhiều nơi như Bắc Mỹ, Tây Âu và Trung Âu (Baltica hay nền Nga), Siberie, Nam Trung Quốc, Việt Nam Tại

58

Việt Nam, những hệ tầng đá vôi Devon phong phú hóa thạch San hô phân bố rất rộng rãi cả ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ; những hệ tầng đá vôi tương tự cũng gặp ở Thượng Lào, Trung Lào và Hoa Nam Cùng với đá vôi Paleozoi thượng, chúng hính thành một cảnh quan đá vôi kỳ thú trải rộng hàng chục nghín kilomet vuông

5.3 Đặc điểm địa chất lục địa Âu-Á

Trong phạm vi lục địa thuộc Baltica (nền Nga), và nền Siberie 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, mà trong De-von chế độ lục địa phổ biến rộng rãi trên nền, trừ phần ría phìa đông Nền Siberie chỉ có biển ngập ở ría phìa 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

6 Điều kiện khí hậu

Trong Devon Gondwana vẫn là một khối lục địa rộng lớn ở bán cầu nam trùm lên cả Nam Cực, còn các lục địa khác đều quy tụ gần hai phìa của xìch đạo Sự phân bố các trầm tìch chỉ thị khì hậu cho thấy ở lục địa Gondwana có điều kiện khì hậu từ lạnh đến ấm, còn điều kiện khì hậu

ấm phổ biến ở các lục địa khác như Laurentia, Baltica và Siberie v.v…

Trầm tìch màu đỏ, trầm tìch carbonat biển nông và trầm tìch bốc hơi phổ biến dọc theo bờ nam của đại dương Rhea (ứng với Bắc Phi, Ấn Độ và Australia hiện nay) cũng chứng tỏ khì hậu

ấm Trong Devon giữa điều kiện khì hậu khô nóng thể hiện rõ ở Canada và Đông Bắc Mỹ, do đó

đã để lại những loạt trầm tìch bốc hơi chứa muối Dẫn liệu trầm tìch cũng cho thấy điều kiện khì hậu khô nóng trong Devon giữa và Devon muộn cũng phổ biến ở Đông Âu, Siberie, Hoa Bắc Ở những nơi này không những phổ biến trầm tìch màu đỏ, muối mỏ, thạch cao mà còn có cả những trầm tìch do gió Trầm tìch màu đỏ tướng lục địa khô hạn cũng phổ biến trên phạm vi nền Siberie

Điều kiện khì hậu ấm phổ biến trên các lục địa bao quanh đại dương Rhea thu hẹp dần có lẽ phản ảnh sự giảm thiểu dòng đại dương lạnh từ Nam Cực do Rhea đang trong quá trính bị đóng lại, đẩy những dòng này về phìa tây siêu đại dương Panthalassa Những dòng không khì khô nóng thổi từ phìa đông qua Gondwana cũng đóng góp thêm vào khì hậu ấm Điều kiện khì hậu xìch đạo quanh đại dương Pleionic trong Devon cũng còn có thể do các dòng đại dương ấm của xìch đạo chảy qua ría bắc của Gondwana và thổi tiếp qua các khối lục địa bị phá vỡ rồi tràn vào các bồn Pleionic Điều kiện khì hậu ẩm ướt trong Devon muộn được minh chứng bằng những loạt trầm tìch giàu hydroxit sắt và oxit mangan như ở Siberie cũng như ở Hoa Nam và Việt Bắc (mỏ mangan Tốc Tát) Chứng minh cho điều kiện khì hậu nóng ẩm còn là sự có mặt lần đầu trong lịch sử địa chất của những lớp mỏng đá phiến sét than và thậm chì cả than đá như ở Tas-mania (Australia) và vài nơi ở Đông Nam Á Dạng than keo cũng gặp ở trong trầm tìch Devon ở vùng Quy Đạt (Quảng Bính) của Việt Nam

Điều kiện khì hậu nóng ấm của biển trong Devon phổ biến ở tây bắc của Bắc Mỹ, Ural (Nga), Hoa Nam, Việt Nam và các nước khác ở Đông Nam Á, đông bắc Châu Phi Trong tất cả những vùng này đều phổ biến rộng rãi các loại đá vôi ám tiêu Chế độ khì hậu xìch đạo thể hiện

ở Timan, Ural, Altai-Saian, Hoa Nam và Bắc Việt Nam Ở Nam Hoa Kỳ và Bắc Mexico, Đông Bắc Australia cũng có chế độ khì hậu tương tự Khì hậu ôn đới với tỉnh sinh địa lý Bắc Cực bao gồm Verkhoian-Chucotca, Taimyr kéo dài đến Alasca ở Bắc Mỹ Ở những vùng này không có những cấu trúc ám tiêu lớn, ìt San hô, thành phần giống loài sinh vật đơn điệu

59

a (1)

b

c (2) d

Hình 11 Hoá thạch Tay cuộn Devon hạ ở Việt Nam 1: Euryspirifer tonkinensis (Mansuy); 2: Dicoelostrophia

anna-mitica (Mansuy) (Ảnh của Tạ Hòa Phương)

(Kích thước a-b = 15 cm; c-d = 5,5 cm)

Băng tìch và trầm tìch sét mịn phân dải

chứng tỏ khì hậu lạnh ở Nam Mỹ Than đá và

đôi khi là bauxit chứng tỏ điều kiện khì hậu

ấm và ẩm ở quanh đại dương Pleionic trong

Devon Băng hà ở Nam Mỹ có lẽ phản ảnh vị

trì địa cực của lục địa này Do Gondwana tiếp

tục xoay quanh Nam Cực, trong Silur băng hà

lục địa di chuyển về phìa nam của Nam Mỹ,

còn trong Devon lại di chuyển về phìa bắc

của Nam Mỹ

7 Devon ở Việt Nam

Trầm tìch Devon ở Bắc Bộ Việt Nam và Nam Trung Quốc có chế độ kiến tạo khá bính ổn, còn

ở bồn Việt-Lào (Bắc Trung Bộ của Việt Nam và Trung-Thượng Lào) kế thừa chế độ của đới động thuộc Paleotethys Trầm tìch Devon hạ được bắt đầu bằng cuội kết, cát kết màu đỏ-nâu đặc trưng cho trầm tìch molas tướng ven bờ phủ không chỉnh hợp trên các hệ tầng tuổi Cambri-Ordovic lộ

ra nhiều nơi ở Việt Bắc, trên trầm tìch Silur ở Bính Trị Thiên và trên cả granit tuổi Silur ở ría tây Kon Tum Tiếp lên trên, các mặt cắt Devon trung-thượng chuyển sang trầm tìch tướng thềm carbonat, silic

Biển tiến cực đại trong kỷ Devon ở Việt Nam diễn ra vào kỳ Givet với sự phân bố rộng rãi tướng thềm carbonat, silic chứa phong phú rạn sinh vật (bioherm), San hô ám tiêu, Tay

cuộn v.v Đặc biệt nhiều dạng địa phương của phức hệ Euryspirifer tonkinensis [H 11] De-von sớm chỉ có ở khu vực Bắc Bộ - Hoa Nam Trong thành phần của phức hệ hóa thạch

Eu-ryspirifer tonkinensis tuổi cuối Devon sớm, dạng địa phương chiếm đến 40% trong số hơn 300

loài (chủ yếu là Tay cuộn và San hô)

Trong Devon giữa với môi trường biển nông, vai trò của các dạng địa phương giảm và phổ biến các dạng đa khu vực Đến cuối Devon biển thoái trên quy mô toàn cầu, nhưng ở Việt Nam vẫn còn trầm tìch ở trũng nước sâu chứa nhiều sinh vật biển khơi và cả thềm nước nông

có sinh vật bám đáy mà nhiều nơi ở Bắc Trung Bộ và Bắc Bộ chuyển tiếp lên trầm tìch Tour-nais (Carbon sớm) Đáng chú ý là ở Việt Bắc trầm tìch Devon thượng là đá vôi sọc dải xen đá phiến silic chứa các vỉa mangan phân bố rộng rãi ở Cao Bằng

Tài liệu đọc thêm

1 Condie K C & Sloan R E., 1998 Origin and Evolution of Earth Principles of Historical Geology Printice-Hall, Inc 498 pgs

2 Selley R.C, Cocks L.R.M., Plimer I.R., (Editors), 2005 Encyclopedia of Geology Volume 1-5 Elsevier Academic Press

3 Stanley S M., 2009 Earth System History 3 nd Edition W.H Freeman & Company New York 551 pgs

4 The Devonian in Wikipedia (The Free Encyclopedia) http:// Google.com

5 The Devonian http://www.palaeos.com/Paleozoic/Devonian.htm

6 Tống Duy Thanh, 2009 Lịch sử Tiến hóa Trái Đất (Địa sử) (Tái bản, chỉnh sửa, bổ sung và cập nhật tài liệu

mới) NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Hà Nội 340 tr

60

7 Tống Duy Thanh, Vũ Khúc (Đồng chủ biên), 2005 Các phân vị địa tầng Việt Nam NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội

504 tr Hà Nội

8 Trần Văn Trị, Vũ Khúc (Đồng chủ biên), 2009 Địa chất và Tài nguyên Việt Nam NXB Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Hà Nội 589 tr

9 Wicander R J & Monroe S., 1993 Historical Geology West Publishing Compagny Minneapolis, St New York,

Los Angeles San Francisco 640 pgs

10 Хаин Β Ε., Коровковский Н.В., Ясамнов Н А., 1997 Историческая геология Издат Московского Университета Москва 448 стр