地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課件：地史頁(yè)

地殼的發(fā)展歷史——地史

地史學(xué)是闡述地質(zhì)作用及其產(chǎn)物，以及地表生物界在時(shí)間上發(fā)展變化的地質(zhì)分科。它的基本任務(wù)是：根據(jù)地層、構(gòu)造等再造地殼的發(fā)展歷史，并從中找出發(fā)展規(guī)律。它的基本內(nèi)容是：1、沉積發(fā)展史2、生物發(fā)育史3、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史12/24/2022地殼的發(fā)展歷史——地史地史學(xué)是闡述地質(zhì)作用及1第八章地史的研究方法

地球已有46億年的歷史（根據(jù)地殼最古老巖石中存在的微量放射性元素的衰變規(guī)律測(cè)定），其間經(jīng)歷了許多重大和復(fù)雜的變化。研究人類歷史，有文物文字可考查；而地球本身也有它自己的特殊“文物”和“文字”來(lái)記載它的歷史，這就是留存在地殼中的地層、古生物化石和各種構(gòu)造變動(dòng)遺跡?！?地史的研究方法

§2地層系統(tǒng)

12/24/2022第八章地史的研究方法地球已有46億2§1地史的研究方法

一、地層的劃分與對(duì)比確定一個(gè)地區(qū)的地層順序以及不同地區(qū)地層順序的相互關(guān)系。在此之前，一般先建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地層剖面：凡是地層出露完全、順序正常、接觸關(guān)系清楚、化石保存良好的剖面。12/24/2022§1地史的研究方法一、地層的劃分與對(duì)比3地層劃分的依據(jù)

1、沉積旋回和巖性變化

一個(gè)沉積旋回可劃分為一個(gè)地層單位。一個(gè)大的沉積旋回可包括許多小旋回，因此，大地層單位中可劃出小地層單位。沉積旋回不清時(shí)，可根據(jù)巖性變化，尤其海相沉積的巖性在大范圍內(nèi)穩(wěn)定。

地層劃分是根據(jù)上新下老的地層關(guān)系確定一個(gè)地區(qū)的地層順序后，將地層劃分成若干不同等級(jí)的單位。12/24/2022地層劃分的依據(jù)1、沉積旋回和巖性變化一個(gè)沉積旋回42、巖層接觸關(guān)系

對(duì)于沉積巖，根據(jù)不整合面來(lái)劃分地層界限；對(duì)于侵入巖，根據(jù)它與圍巖的接觸關(guān)系——①侵入接觸：侵入巖侵入圍巖中，其特點(diǎn)是圍巖接觸部分有變質(zhì)，侵入巖中常有捕虜體。反映侵入巖的時(shí)代晚于圍巖。②沉積接觸：侵入巖受風(fēng)化剝蝕后，為新的沉積巖所覆蓋，其特點(diǎn)是上覆沉積巖層無(wú)接觸變質(zhì)，侵入巖中也無(wú)捕虜體存在。反映侵入巖的時(shí)代早于圍巖。地質(zhì)剖面圖（示意圖）12/24/20222、巖層接觸關(guān)系對(duì)于沉積巖，根據(jù)不整合面來(lái)劃分53、（生物）化石上述兩種方法只能確定各組地層間的界限及相對(duì)新老關(guān)系，由此劃分的地層為巖石（性）地層單位；而化石可確定各地層的時(shí)代。①化石：由地質(zhì)作用形成的保存在地層中的古生物遺體或遺跡。并不是所有古生物都能保存下來(lái)成為化石，必須具備一定的條件:a、有不易分解的生物硬體，如骨骼、鱗片、貝殼、木質(zhì)纖維等；b、生物死后要迅速被掩埋即快速與空氣隔絕；c、埋藏后的生物遺體要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的炭化作用，或與CaCO3、SiO2等物質(zhì)進(jìn)行交換、充填等作用，才能變成化石。12/24/20223、（生物）化石上述兩種方法只能確定各組地層間6古生物化石與文物的區(qū)別：a、古生物化石，是指由地質(zhì)作用形成的保存在地層中的古生物遺體或遺跡，屬于國(guó)家的自然遺產(chǎn)。而文物是指人類歷史文化的遺物，屬于國(guó)家的歷史文化遺產(chǎn)。b、化石研究的時(shí)間跨度是“人類史前”的地質(zhì)時(shí)期，而文物研究的是“人類歷史以來(lái)”。C、由于古生物化石與文物自然屬性以及保存狀態(tài)的差異，文物的挖掘保護(hù)方式及研究與古生物化石差別甚大，不宜納入同一法規(guī)進(jìn)行保護(hù)。d、在科學(xué)研究范疇上，古生物化石研究屬自然科學(xué)類，而文物研究屬社會(huì)科學(xué)類。前者屬古生物學(xué)(英文為Paleontology),后者屬考古學(xué)(英文為Archaeology)。e、從學(xué)科歸屬和人才培養(yǎng)模式上，古生物學(xué)屬自然學(xué)科類，文物考古屬社會(huì)學(xué)科中的歷史學(xué)大類。在國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和國(guó)家教委頒發(fā)的學(xué)士、碩士以及博士培養(yǎng)目錄中，古生物學(xué)一直是一級(jí)學(xué)科地質(zhì)學(xué)下屬的二級(jí)學(xué)科，名稱為古生物學(xué)及地層學(xué)；文物考古分屬歷史學(xué)下考古學(xué)及博物館學(xué)，二者分屬不同的學(xué)科體系，因此，古生物化石與文物不宜納入統(tǒng)一管理。12/24/2022古生物化石與文物的區(qū)別：12/17/20227②化石層序律：生物由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，具有不可逆性和階段性，因此新地層中化石較老地層中進(jìn)步，同一時(shí)代化石種類相同，不同時(shí)代化石種類不同。③標(biāo)準(zhǔn)化石：水平分布廣，垂直分布短（演化快），個(gè)體數(shù)目多，易采易鑒定的化石。例如，早寒武世的萊氏三葉蟲。④指相化石：凡能指示古地理環(huán)境的化石。例如，珊瑚化石。12/24/2022②化石層序律：生物由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，具有不可逆性和8地層對(duì)比的方法

1、沉積旋回、巖性（標(biāo)志層）、接觸關(guān)系在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。2、化石：適用于遠(yuǎn)距離對(duì)比，但因遷徙等問題，并不絕對(duì)等時(shí)。3、同位素年齡對(duì)比：理論上是絕對(duì)的，但因采樣和測(cè)定中的干擾，會(huì)影響對(duì)比的精確性和可靠性。4、古地磁對(duì)比5、古氣候?qū)Ρ仍诘厥穼W(xué)中地層對(duì)比一般指地質(zhì)年代的對(duì)比。12/24/2022地層對(duì)比的方法1、沉積旋回、巖性（標(biāo)志層）、接觸關(guān)系在一定9二、巖相古地理分析根據(jù)地層的沉積特征、生物特征推論其生成環(huán)境。

2、生物特征

例如，珊瑚、植物等指相化石。1、沉積特征①成分：例如，紅色巖層指示氧化環(huán)境；黑色頁(yè)巖含黃鐵礦等指示還原環(huán)境；膏鹽代表干燥環(huán)境；白云巖代表咸化?；?yàn)a湖環(huán)境。②結(jié)構(gòu)構(gòu)造：例如，交錯(cuò)層、波痕等反映流動(dòng)淺水環(huán)境；干裂代表濱海、濱湖等環(huán)境。巖相分析

研究地層，不只是對(duì)它們進(jìn)行劃分和對(duì)比，了解它們的形成時(shí)代和順序，還必須確定它們的生成環(huán)境。12/24/2022二、巖相古地理分析根據(jù)地層的沉積特征、生物特征推論其生成環(huán)10古地理研究

對(duì)同一時(shí)期的地層進(jìn)行巖相分析，確定當(dāng)時(shí)不同地區(qū)的沉積環(huán)境條件及其相互聯(lián)系，再造當(dāng)時(shí)的海陸分布、地勢(shì)、氣候等特征（恢復(fù)古地理環(huán)境），以揭示地殼的發(fā)展歷史。把古地理研究的結(jié)果綜合表現(xiàn)在圖上，該圖就是古地理圖。12/24/2022古地理研究對(duì)同一時(shí)期的地層進(jìn)行巖相分析，確11三、構(gòu)造歷史分析（歷史構(gòu)造分析、地殼運(yùn)動(dòng)歷史分析）1、巖相的垂直變化——可確定地殼的升降變化2、巖層厚度——可推斷地殼的下降幅度3、地層接觸關(guān)系——可判斷地殼運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)（升降運(yùn)動(dòng)、褶皺運(yùn)動(dòng)）和過程4、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用——可判斷地殼運(yùn)動(dòng)的劇烈程度地殼運(yùn)動(dòng)（構(gòu)造變動(dòng)）引起生成環(huán)境的變化分析方法或依據(jù)

12/24/2022三、構(gòu)造歷史分析（歷史構(gòu)造分析、地殼運(yùn)動(dòng)歷史分析）1、巖相12劃分活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)

根據(jù)以上方法可分析各地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)歷史（構(gòu)造演化歷史），然后可劃分出兩種構(gòu)造性質(zhì)不同的地區(qū)：活動(dòng)區(qū)（地槽或板塊邊緣）和穩(wěn)定區(qū)（地臺(tái)或板塊內(nèi)部）。同一時(shí)期，不同地區(qū)分活動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)；同一地區(qū)，不同時(shí)期活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)相互轉(zhuǎn)化。劃分地殼構(gòu)造發(fā)展階段（地殼運(yùn)動(dòng)階段、構(gòu)造旋回、構(gòu)造階段）地殼的發(fā)展具有階段性、旋回性，從一個(gè)旋回（階段）到另一個(gè)旋回（階段）。12/24/2022劃分活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)根據(jù)以上方法可分析各地區(qū)13§2地層系統(tǒng)

一、巖性地層單位

區(qū)域性或地方性，只反映某一地區(qū)的沉積過程及其發(fā)展變化，不涉及時(shí)代的問題。主要根據(jù)巖性的變化及巖性組合的差別來(lái)劃分，其單位有群、組、段。12/24/2022§2地層系統(tǒng)一、巖性地層單位區(qū)域性或地14二、年代地層單位大區(qū)域性、全國(guó)性或國(guó)際性的。它是一定地質(zhì)時(shí)期所形成的地層的總體名稱（即與地質(zhì)時(shí)代單位相對(duì)應(yīng)），是超越地區(qū)性具體差異的抽象概括（即代表在一定地質(zhì)時(shí)期所形成的所有沉積，而不論其巖性、厚度和化石內(nèi)容有何差異）。例如，石炭系代表石炭紀(jì)這個(gè)地質(zhì)時(shí)代所形成的所有地層，而不管不同地區(qū)巖性、厚度、化石方面的差異。它們的劃分以地質(zhì)時(shí)代為標(biāo)準(zhǔn)，其確定時(shí)代的方法有同位素年齡測(cè)定、古生物化石、古地磁等。其單位有：宇、界、系、統(tǒng)、階。與此相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)代分別為：宙、代、紀(jì)、世、期。例如，形成一個(gè)界的地層所占的時(shí)間稱為代。12/24/2022二、年代地層單位大區(qū)域性、全國(guó)性或國(guó)際性的。15三、兩類地層單位的關(guān)系巖性地層單位主要反映地區(qū)性沉積過程的特征，沉積條件的變化及變化的時(shí)間隨地區(qū)而不同，所以它們間的界面是不等時(shí)面，在不同地區(qū)代表的時(shí)間不同，時(shí)限長(zhǎng)度也不一樣。年代地層單位是同一時(shí)代范圍內(nèi)所有地層的概括，代表一段固定時(shí)限內(nèi)形成的地層，所以它們間的界面是等時(shí)面。因此，群、組、段在不同地區(qū)可以不同時(shí)，它們與統(tǒng)、階等年代地層單位既不是互相對(duì)應(yīng)，其間的界限也不是必然相合的。12/24/2022三、兩類地層單位的關(guān)系巖性地層單位主要反映地16第九章各代地史概況

§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前

§2早古生代（Pz1）6～4億年§3晚古生代（Pz2）4～2·5億年§5新生代（Kz）0·7～億年§4中生代（Mz）2·5～0·7億年12/24/2022第九章各代地史概況§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以17§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前46～38億年（前太古代、原太古代、冥古代、無(wú)生代）：無(wú)資料考證。38～26億年（太古代）：已知最老的巖石年齡為38億年。地球上是海洋，巖漿活動(dòng)劇烈，火山熔巖不斷堆積后露出海面成火山島。地層多是變質(zhì)很深的巖石，化石很少，如我國(guó)的泰山由太古代地層構(gòu)成。太古代后期出現(xiàn)地球上的原始生命體——單細(xì)胞生物。26～6億年（元古代）：其中8～6億年為震旦紀(jì)，出現(xiàn)地史上第一次大冰期。陸地面積小，95％以上是海洋。地殼劇烈運(yùn)動(dòng)，火山熔巖堆積成的火山島連成陸地。海水中除單細(xì)胞外，還有藻類等低等多細(xì)胞生物出現(xiàn)。12/24/2022§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前46～318§2早古生代（Pz1）6～4億年

一、生物界寒武紀(jì)（∈）、奧陶紀(jì)（O）、志留紀(jì)（S）動(dòng)物界

植物界

以海生藻類為主，S末出現(xiàn)半陸生的裸蕨植物。以海生無(wú)脊椎動(dòng)物為主。12/24/2022§2早古生代（Pz1）6～4億年一、生物界寒武紀(jì)（∈）19中國(guó)云南澄江縣帽天山動(dòng)物化石群

1、19世紀(jì)30年代，達(dá)爾文在《物種起源》一書中預(yù)言：今后如果有人對(duì)我的理論提出挑戰(zhàn)，那很可能來(lái)自對(duì)寒武紀(jì)動(dòng)物突然大量出現(xiàn)的解釋。2、云南澄江動(dòng)物化石群是人類20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，堪稱國(guó)寶。澄江已被譽(yù)為“世界古生物圣地”。3、發(fā)現(xiàn)了40多個(gè)門類的180余種動(dòng)物（在泥質(zhì)頁(yè)巖中骨骼、軟體組織保存完美），涵蓋了現(xiàn)代生物的各個(gè)門類，從低等的海綿動(dòng)物到高等脊索動(dòng)物,幾乎所有的現(xiàn)存動(dòng)物門,都可在澄江動(dòng)物群中找到它們各自的代表。還有許多現(xiàn)已滅絕的動(dòng)物新種，如云南蟲，有一脊索，科學(xué)研究認(rèn)為它是魚類-兩棲類-爬行類-哺乳類-人類這一生物演化鏈上的鼻祖。4、美國(guó)《科學(xué)》雜志認(rèn)為澄江動(dòng)物群使脊椎動(dòng)物出現(xiàn)提前了6千萬(wàn)年。5、是揭示寒武紀(jì)“生命大爆炸”奧秘的金鑰匙，有助于古生物學(xué)者證實(shí)大約5.3億年前的寒武紀(jì)早期生命大爆發(fā)。挑戰(zhàn)進(jìn)化論的漸變性，體現(xiàn)了生命的突變性、飛躍性，但不是否定了進(jìn)化論而是豐富和完善了進(jìn)化論。12/24/2022中國(guó)云南澄江縣帽天山動(dòng)物化石群1、19世紀(jì)30年代，達(dá)爾文20云南蟲（產(chǎn)地：云南）12/24/2022云南蟲（產(chǎn)地：云南）12/17/202221三葉蟲（產(chǎn)地：云南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末滅絕。12/24/2022三葉蟲（產(chǎn)地：云南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末22三葉蟲（產(chǎn)地：湖南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末滅絕。12/24/2022三葉蟲（產(chǎn)地：湖南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末23二、古地理、古氣候早古生代代表一個(gè)從海侵到海退的巨大的沉積旋回，而每一個(gè)紀(jì)又各代表一個(gè)次一級(jí)旋回。從空間上看，元古代形成的五大穩(wěn)定地臺(tái)中，南方的岡瓦納古陸僅邊緣遭受海侵，北方的四個(gè)地臺(tái)區(qū)海侵廣泛，表現(xiàn)了明顯的南升北降的對(duì)立形勢(shì)。但總的來(lái)說，早古生代的海洋仍占優(yōu)勢(shì)，既有強(qiáng)烈坳陷的地槽于地臺(tái)之間，又有廣闊的相對(duì)穩(wěn)定的地臺(tái)淺海，從而提供了不斷沉積的場(chǎng)所。生物成巖作用較前寒武紀(jì)更普遍，如由藻類形成的可燃性石煤層，是潮濕溫暖氣候條件的標(biāo)志；另外，紅層和鹽類沉積也十分常見，代表干熱氣候。根據(jù)古氣候資料，推測(cè)南方的岡瓦納古陸當(dāng)時(shí)大致聯(lián)在一起，與北方大陸之間有一帶廣海相隔。12/24/2022二、古地理、古氣候早古生代代表一個(gè)從海侵到24三、構(gòu)造演化早古生代屬加里東構(gòu)造階段，造成早古生代巨大的沉積旋回。S末的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱加里東運(yùn)動(dòng)。在地臺(tái)區(qū)，表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的整體升降，造成海侵和海退。北方四地臺(tái)在∈、O紀(jì)下降海侵，S紀(jì)上升海退，使俄羅斯地臺(tái)與北美地臺(tái)相聯(lián)、古大西洋消失，從而使五大地臺(tái)合并成四塊。在地槽區(qū)，使蒙古地槽、阿巴拉契亞地槽造成局部褶皺隆起，縮小了地槽的范圍，使陸地面積擴(kuò)大。至S末，使歐洲的加里東地槽全部褶皺隆起。在中國(guó)，加里東運(yùn)動(dòng)使祁連山地槽和華南地槽褶皺成加里東褶皺帶。12/24/2022三、構(gòu)造演化早古生代屬加里東構(gòu)造階段，造成早古25四、重要礦產(chǎn)磷礦（云南昆陽(yáng)、貴州開陽(yáng)、湖北襄陽(yáng)）、鐵礦、石膏等。12/24/2022四、重要礦產(chǎn)磷礦（云南昆陽(yáng)、貴州開陽(yáng)、湖北襄陽(yáng)）、鐵礦、石26§3晚古生代（Pz2）4～2.5億年

一、生物界泥盆紀(jì)（D）、石炭紀(jì)（C）、二疊紀(jì)（P1、P2）動(dòng)物界

植物界

泥盆紀(jì)稱裸蕨時(shí)代；石炭、二疊紀(jì)稱蕨類時(shí)代，也是地史上最重要的成煤期之一。泥盆紀(jì)稱魚類時(shí)代；石炭、二疊紀(jì)稱兩棲類時(shí)代。海生無(wú)脊椎動(dòng)物和藻類仍繁盛，但因加里東運(yùn)動(dòng)使海域縮小、陸地?cái)U(kuò)大，動(dòng)植物大規(guī)模登陸，S末出現(xiàn)半陸生的裸蕨植物，由水生轉(zhuǎn)為陸生。12/24/2022§3晚古生代（Pz2）4～2.5億年一、生物界泥盆紀(jì)（27二、古地理、古氣候S末的加里東運(yùn)動(dòng)使中國(guó)、西伯利亞、歐美、岡瓦納四個(gè)穩(wěn)定的地臺(tái)區(qū)上升，使許多海槽和盆地上升為陸地。因此陸地面積增加，陸相沉積發(fā)育。從海洋向陸地轉(zhuǎn)化

氣候由潮濕向干燥演變

在北方，從C到P，許多地槽先后褶皺隆起，P末的海西運(yùn)動(dòng)使之基本閉合褶皺成山脈，北方各古陸開始聯(lián)合形成統(tǒng)一的勞亞古陸，陸地面積空前增大，干旱氣候帶也顯著擴(kuò)大。所以在全世界形成紅層和發(fā)育廣泛的鹽類礦床。在南方，岡瓦納古陸在C末P初出現(xiàn)地史上第二次大冰期（規(guī)模最大的一次），氣候寒冷。12/24/2022二、古地理、古氣候S末的加里東運(yùn)動(dòng)使中國(guó)、西28三、構(gòu)造演化晚古生代屬海西構(gòu)造階段。在穩(wěn)定地臺(tái)區(qū)以升降為主（海侵海退）在活動(dòng)地槽區(qū)，從C到P，使阿巴拉契亞地槽、中亞蒙古地槽、西歐地槽等先后褶皺隆起，使北方各地臺(tái)相聯(lián)成勞亞古陸，南方岡瓦納古陸繼續(xù)存在。南北兩大古陸間為一條古地中海地槽（海槽）相隔，古陸兩側(cè)為環(huán)太平洋地槽（海槽）。從而形成兩大古陸和兩大活動(dòng)海槽并列的局面。此時(shí)，南北兩大古陸可能局部連接。因此P末在地球上出現(xiàn)了一個(gè)互相連接而又南北對(duì)峙的統(tǒng)一大陸，稱聯(lián)合古大陸或泛大陸或潘加亞泛大陸。聯(lián)合古大陸是海西構(gòu)造階段一系列構(gòu)造變動(dòng)的最后產(chǎn)物，是海西構(gòu)造階段結(jié)束時(shí)大地構(gòu)造的基本特征。12/24/2022三、構(gòu)造演化晚古生代屬海西構(gòu)造階段。12/129§4中生代（Mz）2.5～0.7億年

一、生物界三疊紀(jì)（T）、侏羅紀(jì)（J）、白堊紀(jì)（K1、K2）動(dòng)物界

植物界

因陸地面積空前擴(kuò)大，晚古生代的蕨類植物（喜濕熱）不適應(yīng)干濕冷熱的大陸環(huán)境，逐漸衰退，代之以裸子植物，故中生代又稱裸子植物時(shí)代。以蘇鐵、松柏、銀杏等為代表。1、脊椎動(dòng)物：爬行動(dòng)物時(shí)代、恐龍時(shí)代。中國(guó)除臺(tái)灣、福建省外，恐龍化石都有分布，尤其是云南祿豐在侏羅紀(jì)的早、中、晚都有。2、無(wú)脊椎動(dòng)物：軟體動(dòng)物頭足類——菊石繁盛。12/24/2022§4中生代（Mz）2.5～0.7億年一、生物界三疊紀(jì)（30裸子植物化石12/24/2022裸子植物化石12/17/202231恐龍蛋化石12/24/2022恐龍蛋化石12/17/202232蜻蜓化石（距今1.4億年）12/24/2022蜻蜓化石（距今1.4億年）12/17/202233二、古地理、古氣候

泛大陸在中生代分裂解體，到中生代末，古大陸尤其是岡瓦納古陸已徹底解體，先后出現(xiàn)大西洋、印度洋、北冰洋、東非大裂谷等。侏羅紀(jì)是一個(gè)重要的成煤期。12/24/2022二、古地理、古氣候泛大陸在中生代分裂解體，到34三、構(gòu)造演化中生代屬印支（T）～燕山（J、K）階段。印支運(yùn)動(dòng)開始使古地中海（特提斯海）地槽自北向南逐漸褶皺遷移，海槽縮小。燕山運(yùn)動(dòng)使環(huán)太平洋地槽自陸向海方向遷移，形成內(nèi)帶（海岸）褶皺山系，比如，安第斯山脈。12/24/2022三、構(gòu)造演化中生代屬印支（T）～燕山（J、K35§5新生代（Kz）0.7～億年

一、生物界第三紀(jì)（R）：早第三紀(jì)（E）和晚第三紀(jì)（N）、第四紀(jì)（Q）動(dòng)物界

植物界

被子植物時(shí)代。

哺乳動(dòng)物時(shí)代。人類的出現(xiàn)是第四紀(jì)的重大事件——第四紀(jì)可稱為人類時(shí)代。12/24/2022§5新生代（Kz）0.7～億年一、生物界第三紀(jì)（R）：36二、古地理、古氣候?qū)呒{古陸繼續(xù)漂移分裂，大西洋、印度洋繼續(xù)擴(kuò)張，海陸分布接近現(xiàn)代狀況。第三紀(jì)，地球氣候溫暖濕潤(rùn)，氣候波動(dòng)小。第四紀(jì)，氣候冷暖交替，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)自250萬(wàn)年以來(lái)，全球至少經(jīng)歷了24次冷暖交替的變化；是地史上第三次大冰期——第四紀(jì)大冰期，在氣候寒冷的冰期，兩極的巨大冰蓋向外擴(kuò)展，海水溫度大幅度下降，故又稱冰河時(shí)期。12/24/2022二、古地理、古氣候?qū)呒{古陸繼續(xù)漂移分裂，大37三、構(gòu)造演化新生代屬喜馬拉雅構(gòu)造階段。地中?！柴R拉雅海槽最后封閉，形成強(qiáng)烈而高聳的褶皺帶；大西洋和印度洋繼續(xù)擴(kuò)張；環(huán)太平洋海槽不斷褶皺隆起，洋區(qū)日益縮??；各大陸相對(duì)漂移或靠攏，逐漸形成東半球大陸和西半球大陸以及現(xiàn)代的全球海陸分布面貌。12/24/2022三、構(gòu)造演化新生代屬喜馬拉雅構(gòu)造階段。1238地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)課件：地史頁(yè)39地殼的發(fā)展歷史——地史

地史學(xué)是闡述地質(zhì)作用及其產(chǎn)物，以及地表生物界在時(shí)間上發(fā)展變化的地質(zhì)分科。它的基本任務(wù)是：根據(jù)地層、構(gòu)造等再造地殼的發(fā)展歷史，并從中找出發(fā)展規(guī)律。它的基本內(nèi)容是：1、沉積發(fā)展史2、生物發(fā)育史3、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)史12/24/2022地殼的發(fā)展歷史——地史地史學(xué)是闡述地質(zhì)作用及40第八章地史的研究方法

地球已有46億年的歷史（根據(jù)地殼最古老巖石中存在的微量放射性元素的衰變規(guī)律測(cè)定），其間經(jīng)歷了許多重大和復(fù)雜的變化。研究人類歷史，有文物文字可考查；而地球本身也有它自己的特殊“文物”和“文字”來(lái)記載它的歷史，這就是留存在地殼中的地層、古生物化石和各種構(gòu)造變動(dòng)遺跡?！?地史的研究方法

§2地層系統(tǒng)

12/24/2022第八章地史的研究方法地球已有46億41§1地史的研究方法

一、地層的劃分與對(duì)比確定一個(gè)地區(qū)的地層順序以及不同地區(qū)地層順序的相互關(guān)系。在此之前，一般先建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地層剖面：凡是地層出露完全、順序正常、接觸關(guān)系清楚、化石保存良好的剖面。12/24/2022§1地史的研究方法一、地層的劃分與對(duì)比42地層劃分的依據(jù)

1、沉積旋回和巖性變化

一個(gè)沉積旋回可劃分為一個(gè)地層單位。一個(gè)大的沉積旋回可包括許多小旋回，因此，大地層單位中可劃出小地層單位。沉積旋回不清時(shí)，可根據(jù)巖性變化，尤其海相沉積的巖性在大范圍內(nèi)穩(wěn)定。

地層劃分是根據(jù)上新下老的地層關(guān)系確定一個(gè)地區(qū)的地層順序后，將地層劃分成若干不同等級(jí)的單位。12/24/2022地層劃分的依據(jù)1、沉積旋回和巖性變化一個(gè)沉積旋回432、巖層接觸關(guān)系

對(duì)于沉積巖，根據(jù)不整合面來(lái)劃分地層界限；對(duì)于侵入巖，根據(jù)它與圍巖的接觸關(guān)系——①侵入接觸：侵入巖侵入圍巖中，其特點(diǎn)是圍巖接觸部分有變質(zhì)，侵入巖中常有捕虜體。反映侵入巖的時(shí)代晚于圍巖。②沉積接觸：侵入巖受風(fēng)化剝蝕后，為新的沉積巖所覆蓋，其特點(diǎn)是上覆沉積巖層無(wú)接觸變質(zhì)，侵入巖中也無(wú)捕虜體存在。反映侵入巖的時(shí)代早于圍巖。地質(zhì)剖面圖（示意圖）12/24/20222、巖層接觸關(guān)系對(duì)于沉積巖，根據(jù)不整合面來(lái)劃分443、（生物）化石上述兩種方法只能確定各組地層間的界限及相對(duì)新老關(guān)系，由此劃分的地層為巖石（性）地層單位；而化石可確定各地層的時(shí)代。①化石：由地質(zhì)作用形成的保存在地層中的古生物遺體或遺跡。并不是所有古生物都能保存下來(lái)成為化石，必須具備一定的條件:a、有不易分解的生物硬體，如骨骼、鱗片、貝殼、木質(zhì)纖維等；b、生物死后要迅速被掩埋即快速與空氣隔絕；c、埋藏后的生物遺體要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的炭化作用，或與CaCO3、SiO2等物質(zhì)進(jìn)行交換、充填等作用，才能變成化石。12/24/20223、（生物）化石上述兩種方法只能確定各組地層間45古生物化石與文物的區(qū)別：a、古生物化石，是指由地質(zhì)作用形成的保存在地層中的古生物遺體或遺跡，屬于國(guó)家的自然遺產(chǎn)。而文物是指人類歷史文化的遺物，屬于國(guó)家的歷史文化遺產(chǎn)。b、化石研究的時(shí)間跨度是“人類史前”的地質(zhì)時(shí)期，而文物研究的是“人類歷史以來(lái)”。C、由于古生物化石與文物自然屬性以及保存狀態(tài)的差異，文物的挖掘保護(hù)方式及研究與古生物化石差別甚大，不宜納入同一法規(guī)進(jìn)行保護(hù)。d、在科學(xué)研究范疇上，古生物化石研究屬自然科學(xué)類，而文物研究屬社會(huì)科學(xué)類。前者屬古生物學(xué)(英文為Paleontology),后者屬考古學(xué)(英文為Archaeology)。e、從學(xué)科歸屬和人才培養(yǎng)模式上，古生物學(xué)屬自然學(xué)科類，文物考古屬社會(huì)學(xué)科中的歷史學(xué)大類。在國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)和國(guó)家教委頒發(fā)的學(xué)士、碩士以及博士培養(yǎng)目錄中，古生物學(xué)一直是一級(jí)學(xué)科地質(zhì)學(xué)下屬的二級(jí)學(xué)科，名稱為古生物學(xué)及地層學(xué)；文物考古分屬歷史學(xué)下考古學(xué)及博物館學(xué)，二者分屬不同的學(xué)科體系，因此，古生物化石與文物不宜納入統(tǒng)一管理。12/24/2022古生物化石與文物的區(qū)別：12/17/202246②化石層序律：生物由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，具有不可逆性和階段性，因此新地層中化石較老地層中進(jìn)步，同一時(shí)代化石種類相同，不同時(shí)代化石種類不同。③標(biāo)準(zhǔn)化石：水平分布廣，垂直分布短（演化快），個(gè)體數(shù)目多，易采易鑒定的化石。例如，早寒武世的萊氏三葉蟲。④指相化石：凡能指示古地理環(huán)境的化石。例如，珊瑚化石。12/24/2022②化石層序律：生物由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，具有不可逆性和47地層對(duì)比的方法

1、沉積旋回、巖性（標(biāo)志層）、接觸關(guān)系在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定性。2、化石：適用于遠(yuǎn)距離對(duì)比，但因遷徙等問題，并不絕對(duì)等時(shí)。3、同位素年齡對(duì)比：理論上是絕對(duì)的，但因采樣和測(cè)定中的干擾，會(huì)影響對(duì)比的精確性和可靠性。4、古地磁對(duì)比5、古氣候?qū)Ρ仍诘厥穼W(xué)中地層對(duì)比一般指地質(zhì)年代的對(duì)比。12/24/2022地層對(duì)比的方法1、沉積旋回、巖性（標(biāo)志層）、接觸關(guān)系在一定48二、巖相古地理分析根據(jù)地層的沉積特征、生物特征推論其生成環(huán)境。

2、生物特征

例如，珊瑚、植物等指相化石。1、沉積特征①成分：例如，紅色巖層指示氧化環(huán)境；黑色頁(yè)巖含黃鐵礦等指示還原環(huán)境；膏鹽代表干燥環(huán)境；白云巖代表咸化?；?yàn)a湖環(huán)境。②結(jié)構(gòu)構(gòu)造：例如，交錯(cuò)層、波痕等反映流動(dòng)淺水環(huán)境；干裂代表濱海、濱湖等環(huán)境。巖相分析

研究地層，不只是對(duì)它們進(jìn)行劃分和對(duì)比，了解它們的形成時(shí)代和順序，還必須確定它們的生成環(huán)境。12/24/2022二、巖相古地理分析根據(jù)地層的沉積特征、生物特征推論其生成環(huán)49古地理研究

對(duì)同一時(shí)期的地層進(jìn)行巖相分析，確定當(dāng)時(shí)不同地區(qū)的沉積環(huán)境條件及其相互聯(lián)系，再造當(dāng)時(shí)的海陸分布、地勢(shì)、氣候等特征（恢復(fù)古地理環(huán)境），以揭示地殼的發(fā)展歷史。把古地理研究的結(jié)果綜合表現(xiàn)在圖上，該圖就是古地理圖。12/24/2022古地理研究對(duì)同一時(shí)期的地層進(jìn)行巖相分析，確50三、構(gòu)造歷史分析（歷史構(gòu)造分析、地殼運(yùn)動(dòng)歷史分析）1、巖相的垂直變化——可確定地殼的升降變化2、巖層厚度——可推斷地殼的下降幅度3、地層接觸關(guān)系——可判斷地殼運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)（升降運(yùn)動(dòng)、褶皺運(yùn)動(dòng)）和過程4、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用——可判斷地殼運(yùn)動(dòng)的劇烈程度地殼運(yùn)動(dòng)（構(gòu)造變動(dòng)）引起生成環(huán)境的變化分析方法或依據(jù)

12/24/2022三、構(gòu)造歷史分析（歷史構(gòu)造分析、地殼運(yùn)動(dòng)歷史分析）1、巖相51劃分活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)

根據(jù)以上方法可分析各地區(qū)的地殼運(yùn)動(dòng)歷史（構(gòu)造演化歷史），然后可劃分出兩種構(gòu)造性質(zhì)不同的地區(qū)：活動(dòng)區(qū)（地槽或板塊邊緣）和穩(wěn)定區(qū)（地臺(tái)或板塊內(nèi)部）。同一時(shí)期，不同地區(qū)分活動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)；同一地區(qū)，不同時(shí)期活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)相互轉(zhuǎn)化。劃分地殼構(gòu)造發(fā)展階段（地殼運(yùn)動(dòng)階段、構(gòu)造旋回、構(gòu)造階段）地殼的發(fā)展具有階段性、旋回性，從一個(gè)旋回（階段）到另一個(gè)旋回（階段）。12/24/2022劃分活動(dòng)區(qū)與穩(wěn)定區(qū)根據(jù)以上方法可分析各地區(qū)52§2地層系統(tǒng)

一、巖性地層單位

區(qū)域性或地方性，只反映某一地區(qū)的沉積過程及其發(fā)展變化，不涉及時(shí)代的問題。主要根據(jù)巖性的變化及巖性組合的差別來(lái)劃分，其單位有群、組、段。12/24/2022§2地層系統(tǒng)一、巖性地層單位區(qū)域性或地53二、年代地層單位大區(qū)域性、全國(guó)性或國(guó)際性的。它是一定地質(zhì)時(shí)期所形成的地層的總體名稱（即與地質(zhì)時(shí)代單位相對(duì)應(yīng)），是超越地區(qū)性具體差異的抽象概括（即代表在一定地質(zhì)時(shí)期所形成的所有沉積，而不論其巖性、厚度和化石內(nèi)容有何差異）。例如，石炭系代表石炭紀(jì)這個(gè)地質(zhì)時(shí)代所形成的所有地層，而不管不同地區(qū)巖性、厚度、化石方面的差異。它們的劃分以地質(zhì)時(shí)代為標(biāo)準(zhǔn)，其確定時(shí)代的方法有同位素年齡測(cè)定、古生物化石、古地磁等。其單位有：宇、界、系、統(tǒng)、階。與此相對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)代分別為：宙、代、紀(jì)、世、期。例如，形成一個(gè)界的地層所占的時(shí)間稱為代。12/24/2022二、年代地層單位大區(qū)域性、全國(guó)性或國(guó)際性的。54三、兩類地層單位的關(guān)系巖性地層單位主要反映地區(qū)性沉積過程的特征，沉積條件的變化及變化的時(shí)間隨地區(qū)而不同，所以它們間的界面是不等時(shí)面，在不同地區(qū)代表的時(shí)間不同，時(shí)限長(zhǎng)度也不一樣。年代地層單位是同一時(shí)代范圍內(nèi)所有地層的概括，代表一段固定時(shí)限內(nèi)形成的地層，所以它們間的界面是等時(shí)面。因此，群、組、段在不同地區(qū)可以不同時(shí)，它們與統(tǒng)、階等年代地層單位既不是互相對(duì)應(yīng)，其間的界限也不是必然相合的。12/24/2022三、兩類地層單位的關(guān)系巖性地層單位主要反映地55第九章各代地史概況

§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前

§2早古生代（Pz1）6～4億年§3晚古生代（Pz2）4～2·5億年§5新生代（Kz）0·7～億年§4中生代（Mz）2·5～0·7億年12/24/2022第九章各代地史概況§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以56§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前46～38億年（前太古代、原太古代、冥古代、無(wú)生代）：無(wú)資料考證。38～26億年（太古代）：已知最老的巖石年齡為38億年。地球上是海洋，巖漿活動(dòng)劇烈，火山熔巖不斷堆積后露出海面成火山島。地層多是變質(zhì)很深的巖石，化石很少，如我國(guó)的泰山由太古代地層構(gòu)成。太古代后期出現(xiàn)地球上的原始生命體——單細(xì)胞生物。26～6億年（元古代）：其中8～6億年為震旦紀(jì)，出現(xiàn)地史上第一次大冰期。陸地面積小，95％以上是海洋。地殼劇烈運(yùn)動(dòng)，火山熔巖堆積成的火山島連成陸地。海水中除單細(xì)胞外，還有藻類等低等多細(xì)胞生物出現(xiàn)。12/24/2022§1前古生代（前寒武紀(jì)）6億年以前46～357§2早古生代（Pz1）6～4億年

一、生物界寒武紀(jì)（∈）、奧陶紀(jì)（O）、志留紀(jì)（S）動(dòng)物界

植物界

以海生藻類為主，S末出現(xiàn)半陸生的裸蕨植物。以海生無(wú)脊椎動(dòng)物為主。12/24/2022§2早古生代（Pz1）6～4億年一、生物界寒武紀(jì)（∈）58中國(guó)云南澄江縣帽天山動(dòng)物化石群

1、19世紀(jì)30年代，達(dá)爾文在《物種起源》一書中預(yù)言：今后如果有人對(duì)我的理論提出挑戰(zhàn)，那很可能來(lái)自對(duì)寒武紀(jì)動(dòng)物突然大量出現(xiàn)的解釋。2、云南澄江動(dòng)物化石群是人類20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，堪稱國(guó)寶。澄江已被譽(yù)為“世界古生物圣地”。3、發(fā)現(xiàn)了40多個(gè)門類的180余種動(dòng)物（在泥質(zhì)頁(yè)巖中骨骼、軟體組織保存完美），涵蓋了現(xiàn)代生物的各個(gè)門類，從低等的海綿動(dòng)物到高等脊索動(dòng)物,幾乎所有的現(xiàn)存動(dòng)物門,都可在澄江動(dòng)物群中找到它們各自的代表。還有許多現(xiàn)已滅絕的動(dòng)物新種，如云南蟲，有一脊索，科學(xué)研究認(rèn)為它是魚類-兩棲類-爬行類-哺乳類-人類這一生物演化鏈上的鼻祖。4、美國(guó)《科學(xué)》雜志認(rèn)為澄江動(dòng)物群使脊椎動(dòng)物出現(xiàn)提前了6千萬(wàn)年。5、是揭示寒武紀(jì)“生命大爆炸”奧秘的金鑰匙，有助于古生物學(xué)者證實(shí)大約5.3億年前的寒武紀(jì)早期生命大爆發(fā)。挑戰(zhàn)進(jìn)化論的漸變性，體現(xiàn)了生命的突變性、飛躍性，但不是否定了進(jìn)化論而是豐富和完善了進(jìn)化論。12/24/2022中國(guó)云南澄江縣帽天山動(dòng)物化石群1、19世紀(jì)30年代，達(dá)爾文59云南蟲（產(chǎn)地：云南）12/24/2022云南蟲（產(chǎn)地：云南）12/17/202260三葉蟲（產(chǎn)地：云南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末滅絕。12/24/2022三葉蟲（產(chǎn)地：云南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末61三葉蟲（產(chǎn)地：湖南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末滅絕。12/24/2022三葉蟲（產(chǎn)地：湖南）僅在古生代的海洋中生活，以∈最盛，至P末62二、古地理、古氣候早古生代代表一個(gè)從海侵到海退的巨大的沉積旋回，而每一個(gè)紀(jì)又各代表一個(gè)次一級(jí)旋回。從空間上看，元古代形成的五大穩(wěn)定地臺(tái)中，南方的岡瓦納古陸僅邊緣遭受海侵，北方的四個(gè)地臺(tái)區(qū)海侵廣泛，表現(xiàn)了明顯的南升北降的對(duì)立形勢(shì)。但總的來(lái)說，早古生代的海洋仍占優(yōu)勢(shì)，既有強(qiáng)烈坳陷的地槽于地臺(tái)之間，又有廣闊的相對(duì)穩(wěn)定的地臺(tái)淺海，從而提供了不斷沉積的場(chǎng)所。生物成巖作用較前寒武紀(jì)更普遍，如由藻類形成的可燃性石煤層，是潮濕溫暖氣候條件的標(biāo)志；另外，紅層和鹽類沉積也十分常見，代表干熱氣候。根據(jù)古氣候資料，推測(cè)南方的岡瓦納古陸當(dāng)時(shí)大致聯(lián)在一起，與北方大陸之間有一帶廣海相隔。12/24/2022二、古地理、古氣候早古生代代表一個(gè)從海侵到63三、構(gòu)造演化早古生代屬加里東構(gòu)造階段，造成早古生代巨大的沉積旋回。S末的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)稱加里東運(yùn)動(dòng)。在地臺(tái)區(qū)，表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的整體升降，造成海侵和海退。北方四地臺(tái)在∈、O紀(jì)下降海侵，S紀(jì)上升海退，使俄羅斯地臺(tái)與北美地臺(tái)相聯(lián)、古大西洋消失，從而使五大地臺(tái)合并成四塊。在地槽區(qū)，使蒙古地槽、阿巴拉契亞地槽造成局部褶皺隆起，縮小了地槽的范圍，使陸地面積擴(kuò)大。至S末，使歐洲的加里東地槽全部褶皺隆起。在中國(guó)，加里東運(yùn)動(dòng)使祁連山地槽和華南地槽褶皺成加里東褶皺帶。12/24/2022三、構(gòu)造演化早古生代屬加里東構(gòu)造階段，造成早古64四、重要礦產(chǎn)磷礦（云南昆陽(yáng)、貴州開陽(yáng)、湖北襄陽(yáng)）、鐵礦、石膏等。12/24/2022四、重要礦產(chǎn)磷礦（云南昆陽(yáng)、貴州開陽(yáng)、湖北襄陽(yáng)）、鐵礦、石65§3晚古生代（Pz2）4～2.5億年

一、生物界泥盆紀(jì)（D）、石炭紀(jì)（C）、二疊紀(jì)（P1、P2）動(dòng)物界

植物界

泥盆紀(jì)稱裸蕨時(shí)代；石炭、二疊紀(jì)稱蕨類時(shí)代，也是地史上最重要的成煤期之一。泥盆紀(jì)稱魚類時(shí)代；石炭、二疊紀(jì)稱兩棲類時(shí)代。海生無(wú)脊椎動(dòng)物和藻類仍繁盛，但因加里東運(yùn)動(dòng)使海域縮小、陸地?cái)U(kuò)大，動(dòng)植物大規(guī)模登陸，S末出現(xiàn)半陸生的裸蕨植物，由水生轉(zhuǎn)為陸生。12/24/2022§3晚古生代（Pz2）4～2.5億年一、生物界泥盆紀(jì)（66二、古地理、古氣候S末的加里東運(yùn)動(dòng)使中國(guó)、西伯利亞、歐美、岡瓦納四個(gè)穩(wěn)定的地臺(tái)區(qū)上升，使許多海槽和盆地上升為陸地。因此陸地面積增加，陸相沉積發(fā)育。從海洋向陸地轉(zhuǎn)化

氣候由潮濕向干燥演變

在北方，從C到P，許多地槽先后褶皺隆起，P末的海西運(yùn)動(dòng)使之基本閉合褶皺成山脈，北方各古陸開始聯(lián)合形成統(tǒng)一的勞亞古陸，陸地面積空前增大，干旱氣候帶也顯著擴(kuò)大。所以在全世界形成紅層和發(fā)育廣泛的鹽類礦床。在南方，岡瓦納古陸在C末P初出現(xiàn)地史上第二次大冰期（規(guī)模最大的一次），氣候寒冷。12/24/2022二、古地理、古氣候S末的加里東運(yùn)動(dòng)使中國(guó)、西67三、構(gòu)造演化晚古生代屬海西構(gòu)造階段。在穩(wěn)定地臺(tái)區(qū)以升