该阶段除北淮阳地区外,都处于准地台发展阶段。在准地台的坳陷区形成碳酸盐-陆屑建造,伴有铁、磷、煤、石膏等沉积矿产,海相无脊椎动物繁盛。其中早古生代以海侵为主,晚古生代和三叠纪则海水进退和海陆交替频繁,构成两大不同海水进退规程,且淮阳古陆两侧沉积特征殊异。
此阶段,中奥陶世晚期至早石炭世皖北长期隆起为陆,泥盆纪皖中和皖南整体上升,全省第一次成为整体大陆;石炭纪在北淮阳地带成为山前坳陷,整体大陆发生支解。中朝准地台长期较稳定,下扬子台坳自震旦纪起,海底地形即表现为沿江拱起,两侧坳陷。这种“陷夹拱”格局,一直持续到二叠纪才趋消失。印支运动使准地台盖层全面褶皱,结束准地台发展阶段和海侵历史,全省再度成为整体大陆,开创了地史发展的新阶段,即大陆边缘活动带阶段。
北淮阳地区缺失佛子岭群沉积之后至梅山群沉积之前的地质记录,情况不明,但华力西-印支期那里形成了磨拉式建造,地壳仍处于不稳定状态。
一、震旦纪
震旦纪是安徽地壳演化中的重要转折时期。覆盖于准地台上的陆表海被淮阳古陆长期分隔为黄淮海和下扬子海两大海域(图2)。
黄淮海在震旦纪早期继承青白口纪海域。其内最先接受海滩相砂泥质沉积,接着为局限台地相化学-生物化学富镁碳酸盐沉积。早震旦世后期起,海域逐渐向北退缩。晚震旦世后期的栏杆运动使大部地区隆起,迫使海域浓缩至始终作为海盆中心的宿县褚兰一带的极小范围内,形成蒸发台地相富镁碳酸盐沉积。震旦纪末,霍邱运动使该区一度全部隆起,海水退出省域。这期间,生物界发生重大变化,不仅原已繁盛起来的藻类、疑源类和叠层石极为丰富,而且开始出现须腕动物和环节动物等软躯体后生动物。
下扬子海海底地形显示为沿江拱起,两侧坳陷。早震旦世早期,由于淮阳古陆上升缓慢,剥蚀作用较弱,在边缘的坳陷(滁河台陷)内形成厚近1300米的陆棚相细碎屑沉积(周岗组);江南古岛快速上升和强烈剥蚀,在其边缘形成厚1000—2000米的海滩相粗屑沉积(休宁组),最大沉降地区在古岛之东南侧;中间隆起地带(沿江台拱)的沉积厚度不足400米(图3A)。早震旦世晚期,早澄江运动导致地壳曾一度上升,气候寒冷,成为省内地史中的第一次冰期,并在海盆内形成冰水陆棚相沉积(图3B)。晚震旦世气候转暖,以陆棚相碳酸盐沉积为主,海底地形无明显改变,但此时的海水深度和沉降幅度恰与早震旦世相反,变成了海水北浅南深而沉降幅度北大南小(图3C)。生物群面貌与黄淮海类似,但几乎不见叠层石。

图2早震旦世早期岩相古地理
1.海陆界限;2.沉积相界线;3.沉积等厚线;4.海侵方向;5.陆源碎屑供给方向;6.郯庐深断裂;7.陆棚相;8.局限台地相;9.过渡带;10.海滩相
二、寒武纪
寒武纪基本上继承了震旦纪地理轮廓,但皖北地区由于震旦纪末霍邱运动的影响,地壳曾一度隆起而使黄淮海水退出。早寒武世早期,在霍邱—淮南一带有一个向西开口的半闭塞海盆,陡峭海岸遭浪击崩塌,堆积成凤台组砾岩(也有人认为属冰成岩)。早寒武世中期,该区总体下沉,来自东北方向的黄淮海水复又广泛浸漫,形成局限台地,台地边缘生成磷矿。接着,气候干燥,以致出现了含盐蒸发台地相沉积(猴家山组)。由于蚌埠台拱基本处于水下,故两淮地区沉积特征类似。早寒武世晚期起,海水继续加深成为碳酸盐开阔台地,但蚌埠台拱逐渐抬升,阻挡两淮海水畅通,致使成为两个海水咸度不等的沉降区。到了晚寒武世,蚌埠台拱又上升为陆,成为淮阳古陆向西伸出的半岛,以致淮南地区在后期出现了蒸发台地相白云岩(土坝组)。此期间,淮北碳酸盐台地中,出现我国华北地区最早的笔石和全球早期头足动物。
下扬子海在寒武纪仍继承震旦纪海域连续沉积。但是,早寒武世早期潜于水下的沿江台拱西北侧显著抬升,成为倾向东南的斜坡,构成宿松—巢湖一带北陡南缓、西低东高的白云岩局限台地,其余地区显示为平静浅海盆地环境,形成含磷硅质岩、页岩、石煤沉积组合。此时,滁河断裂已在孕育中。早寒武世中期至中寒武世,沿江台拱成为平坦的白云岩局限台地,滁州和皖南逐渐由浅海盆地转化为碳酸盐陆棚,故这一阶段海底地形平坦,海水总体趋于变浅。晚寒武世,滁河台陷沉降幅度显著加大,沿江台拱缩小,西北侧隆起更高。寒武纪的生物界发生全球性质变,多门类带壳动物开始繁衍,由隐生宙进入显生宙时代,省内发育有三叶虫、腕足类、腹足类、头足类、藻类、笔石、牙形石、海绵等计9个门类671个属种,其中以三叶虫占绝对优势。

图3震旦纪下扬子台坳演化剖面
1.砂岩组;2.砂岩-页岩组;3.页岩-砂岩组;4.页岩组;5.含冰碛砾石及凝灰质砂岩-泥岩组;6.含冰碛砾石泥岩组;7.白云岩-灰岩-页岩组;8.白云岩-灰岩组;9.白云质灰岩-硅质页岩组;10.沉积基底
三、奥陶纪
奥陶纪的地理轮廓与寒武纪十分接近,生物界的变化表现为营漂浮生活的笔石和营游动底栖生活的头足类代替了游泳或漂游的三叶虫而进入鼎盛时期。怀远运动引起淮河台坳隆起,使黄淮海仅在宿县夹沟一带保留一个很小的盆地,沉积了局限台地相的韩家组燧石结核白云岩。早奥陶世晚期海水从东北方向入侵,海域扩大,而蚌埠台拱却大部露出海面,使淮南地区成为局限台地,形成白云岩-灰岩组合,淮北地区则为开阔台地—局限台地相灰岩-白云岩组合。至中奥陶世,海水又退缩,形成半封闭的白云岩局限台地,并逐渐隆起成陆,海水退出,广泛遭受长期剥蚀。
下扬子海在奥陶纪的海底地形变得复杂。宣城—泾县—石台一带为狭长的台地边缘浅滩,滁河台陷已不明显,江南深断裂强烈活动,沿江台拱则迅速扩大。台拱两侧的岩相和生物群有显著差异,西北侧基本上属碳酸盐局限台地—开阔台地,东南侧的皖南台陷沉降幅度仍很大(达1000米左右),为硅质型陆棚—浅海盆地,而且地壳的活动性较大,甚至晚奥陶世出现砂泥质复理石沉积。
四、志留纪
由于宜昌运动影响,继皖北自中奥陶世后期全部上升为陆之后,晚奥陶世末下扬子海水也向东南方向退缩,全省大部分地区成为陆地,早志留世初期,仅在黄山—宁国一带保留一个残存海湾,后来海域才向西北扩大,至中晚期逐渐恢复近似晚奥陶世的海域。其中,早中期以盆地相或陆棚相砂泥质沉积为主,晚期大多地区变为过渡带相的砂泥质或砂质沉积。此期间,江南深断裂对岩相和古地理起明显控制作用,同时,早志留世中晚期周王深断裂发生,以致石台—黄山一带形成一个东西向坳陷叠加于早期北东向坳陷之上。中志留世以海滩相和陆棚相砂泥质沉积为主,分别在贵池—东至一带和黄山周围成为两个沉降中心,下沉幅度分别在400米和1400米左右。到晚志留世,海水又开始撤退,由于沿江台拱逐渐往北扩展,以至滁河台陷消亡。早中期在江南深断裂之北为海滩相,南为潮坪相,晚期的海域仅限于东至—旌德以北,贵池—宣城以南地区,形成海滩相砂质沉积。
志留纪有19个门类共200余属种生物,其中以笔石、三叶虫、腹足类、腕足类和双壳类为主,并在安徽省生物演化史上首次出现鱼类。
五、泥盆纪
志留纪末,除长期隆起的皖北地区外,江南运动导致下扬子海(下扬子台坳)也升为陆地,全省第一次形成整体大陆。经过早中泥盆世的长期剥蚀后,晚泥盆世起,下扬子台坳又开始下沉,接受了一套砂泥质沉积(五通组)。此时,由沿江台拱基础上发育而成的中间隆起使下扬子台坳复又成为北东向两陷夹一拱的格局。这个期间的气候较温湿,生物主要为陆生植物,并有淡水叶肢介、腹足类、双壳类和鱼类等。和县一带海相双壳类的出现,说明该地接近入海口,有时海水可以浸漫至此。
六、石炭纪
华力西运动(柳江运动)的发生,导致泥盆纪安徽早期整体大陆不复存在。石炭纪大海侵,使全省复又形成近乎早古生代的地理轮廓。温暖广阔的陆表海为生物提供了良好的生活环境,故而进入鼎盛时期,其中以海生底栖浮游和底栖固着生物为主,主要有、珊瑚、腕足类、腹足类、双壳类、头足类、层孔虫、苔藓虫、海百合、三叶虫和藻类等,尤以前3种为盛,此外,还有陆生植物及鱼、昆虫等。
早石炭世,省域西部和北部基本上仍为陆地,唯北淮阳地区的局部凹槽内有河流冲积—洪积相和湖泊相砂泥质沉积。皖中和皖南地区则逐渐微微下沉,导致下扬子海再度入侵。铜陵一带为一北东向岛屿,早中期沉积分布在岛屿两侧。由于华力西运动的再活动,下扬子台坳东南部翘起,使铜陵岛与江南岛一度相连,构成皖东古陆,迫使海盆向西北迁移,以至在淮阳古陆东南缘形成一条狭长的北东向海槽,巢湖和宿松成为两个沉降中心。晚石炭世大海侵,使得经历了长期剥蚀后的皖北地区复又被黄淮海入侵。海域前缘先抵蚌埠隆起之北,晚期绕过蚌埠半岛南进到淮南—定远一带。此时,宿州和淮南成为两个滨海沼泽的沉积中心,在奥陶纪古风化壳上,形成铝土矿。此时,秦岭海也复又伸展到北淮阳地区,形成半封闭海湾,沉积了海侵沼泽相含煤岩系。晚石炭世的下扬子海较早期更为开阔,铜陵岛被淹,其南缘通过休宁海峡与华南海沟通,形成开阔的碳酸盐台地。此时的沿江台拱仍是一个幅度不大的水下隆起。
七、二叠纪
二叠纪地壳比较活动,海陆变迁和海水进退相当频繁。下扬子海的中间拱起(沿江台拱)渐趋消失,甚至反而成坳陷中心。这期间的气候温暖湿润,生物繁盛,以底栖固着生物为主,次为底栖浮游和游泳生物,陆生植物也很茂盛,其中,、珊瑚、腕足类、菊石、植物占最大优势。总体上华北以陆生植物为主,华南以海生生物占优势。皖北地(图4)区在早二叠世至晚二叠世早期基本为湖泊盆地,以淮北的沉降幅度为大,中心在宿州附近,达800米。晚二叠世晚期地壳自北而南逐渐翘起,气候也转干热,淮南形成河床相砂砾沉积,而淮北则为闭塞的湖沼盆地,加上强烈蒸发作用形成石膏矿。石炭纪之后秦岭海可能退出了省域。淮阳古陆东南地区,即下扬子台坳区仍为下扬子海覆盖。二叠纪初期,由于云南运动影响而致海域萎缩,形成海侵沼泽相含煤沉积,继后海侵扩大,形成碳酸盐开阔台地沉积(栖霞组),进而为硅泥质型盆地相(孤峰组下部)和陆棚相(孤峰组上部)沉积,接着,海水复又变浅,除铜陵、东至、宿松一带为开阔台地相沉积(武穴组)外,其余地区形成泻湖相沉积(银屏组)。此时的沿江台拱已趋消失。整个下扬子台坳成为一个简单坳陷(图4、5)。经东吴运动后,晚(图5)二叠纪下扬子台坳演化剖面二叠世总体为一海进序列,依次形成海侵沼泽相含煤岩系(龙潭组和吴家坪组下部)、开阔台地相碳酸盐沉积(龙潭组顶部和吴家坪组中上部),晚期形成硅泥质型盆地相和泥硅质型陆棚相沉积。沉积中心仍在下扬子台坳的中央地带。

图4早二叠世晚期岩相古地理
1.海陆界线;2.沉积相界线;3.沉积等厚线;4.海退方向;5.陆源碎屑供给方向;6.郯庐深断裂;7.盆地相;8.陆棚相;9.开阔台地相;10.泻湖相;11.海侵沼泽相

图5二叠纪下扬子台坳演化剖面
1.砂岩-页岩组;2.页岩-硅质页岩组;3.灰岩组;4.硅质岩组
八、三叠纪
三叠纪基本上继承了二叠纪末的构造和地理格局。皖北地区在干热气候条件下形成湖泊相为主体的含藻类红色碎屑岩系。皖中和皖南仍为下扬子海域,早三叠世至中三叠世初期为一个北低南高之碳酸盐台地,沉积中心在芜湖—安庆(850米)和泾县(1000米)一带,证明沿江台拱已完全消失。由于地壳抬升,海水撤退,使中三叠世早期仅在沿江保留一个狭长海槽,气候又较于热,故形成蒸发台地相白云岩和岩溶角砾岩(东马鞍山组),还可有层状石膏。中三叠世晚期的沉积范围更为缩小,堆积了海陆交替相含铜红色碎屑和含煤碎屑岩系。这个狭长的坳陷带,可能是古长江的雏形。晚三叠世末,随着印支运动加剧,海水全部撤出,准地台盖层形成北东向褶皱,伴之中酸性岩浆侵入。