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地壳演化简史

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地壳演化简史概要

地壳演化简史概要


第一节：概述
根据不同岩层所含化石的出现顺序确定地层相对顺 序的原理称为化石顺序律。这一原理是法国吉罗-苏拉威 1777年首先发现的，但由于当时的欧洲处于水成论和火 成论激烈争论的年代，所以这一原理并没有受到重视。 1796年，英国的史密斯独立的提出了“ 每一岩层都含有 其特殊的化石， 根据化石可以鉴定地层顺序” 的论断， 并成为这一原理的实践者。但是他两所确立的化石顺序律 还只是经验性的，直到1859年达尔文发表《物种起源》 确立了生物进化论，才赋予化石顺序律以科学性。生物进 化不可逆性和阶段性的规律与化石顺序律的结合，奠定了 生物地层学的理论基础。
第一节：概述
对地层的科学研究做出重要贡献的是丹麦学者斯泰诺 N 。他在《天然固体中的坚质体》(1669)一文中，论述了 地层、山脉的形成过程，并提出了地层学的重要基础原 理——地层层序律，具体包括：
a、叠置律，地层未经变动时则上新下老； b、原始连续律， 地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐 渐尖灭； c、原始水平律，地层未经变动时则呈水平产状。
第一节：概述
欧洲人对化石和地层的细致观察始于文艺复兴时期。 意大利著名画家、科学家达.芬奇将贝类化石和现代贝类 进行比较，得出化石是过去生物遗体的正确结论。在其 《笔记》一书“地球和海”一章中，反复论述了是地壳 运动把含有生物化石的岩层抬升到高处。 科隆纳F区分了化石的保存类型，并将化石分为陆生、 海生两大类。在持化石生物成因观点的学者中，不少人 将化石与诺亚洪水联系起来。英国的伍德沃德J在《地球 自然历史初探》(1695)中提出全球性洪水造成大部分生 物死亡，化石就是它们的遗体。这种“洪积说”观点曾 为人们普遍接受。
第一节：概述
时代单位（宙、代、纪、世）相对应的地层单位 （宇、界、系、统），如太古宙形成的地层称太古宇，古 生代形成的地层称为古生界，寒武纪形成的地层称为寒武 系，早、中、晚寒武世形成的地层分别称为下、中、上寒 武统…… 各个地质时代单位都标有英文字母代号，宙（宇） 的符号采用两个大写字母，如太古宙（宇）的代号为AR； 代（界）的代号也是两个字母，但第一个字母大写，第二 个字母小写，如古生代（界）的代号为Pz； 纪（系）的 代号都是采用一个大写字母，如奥陶纪为O，志留纪为S 等等，这些代号都是各自英文名称的缩写。
地壳演化简史

地壳演化简史


的生长发育。
寒武纪时主要 是水的世界， 已经形成的古
陆上全部是童
山和荒漠，而 且彼此孤立、 分隔，不具备
1.气候变化方面
晚古生代
海域缩小，陆 地面积扩大， 浅海明显向大 陆转化岩浆侵 入，火山喷发， 大气中的氧含 量进一步增加
中生代
三叠纪的全球气候较为
新生代
第四纪以来， 干湿及冷暖交 替的波动气候，
地壳演化简史
小组成员：。。。。。
三
个
方 ，
面
CONTENTS
1.气候变化方面
太古宙
太古宙是一个 地壳薄、地热 梯 度 陡 、 火 山—岩浆活动 强烈而频繁、 岩层普遍遭受 变形与变质、 大气圈与水圈 都缺少自由氧、
远古宙
由于藻类植物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
早古生代
寒武纪时海洋 中十分温暖， 适合各种生物
日益繁盛，它
们营光合作用 不断吸收大气 中的CO2，放出 O2，使气圈和 水体从缺氧发 展到含有较多 氧的状态。
2.生物进化方面
在太古宙晚期的构造运动即阜平运动之后， 中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核
心，称为陆核，这是陆壳构造发展的第一阶
段。元古宙的构造运动，在中国称吕梁运动。 通过这些运动，陆核进一步扩大，形成规模 较大的稳定地区，称为原地台，在原地台上 开始沉积了类似盖层的沉积类型。由于沉积、 喷发、侵入、挤压、褶皱、变质、固结等作 用反复进行，陆壳某些部分更趋稳定，到中 元古代晚期原地台进一步扩大，在世界上终 于出现了若干大规模稳定的古地台。
加里东造山运动
尼亚地槽及北阿帕拉契亚地槽 （古大西洋）形成褶皱山地。
3.地壳运动
晚古生代也是各大陆逐渐拼接
的时期。由于海西构造阶段的
第5章地壳演化简史

第5章地壳演化简史

原始水平率——地层未经变动时则呈水平状态。 原始水平率——地层未经变动时则呈水平状态。 岩层是由古老沉积物演化而来的 地层未经变动时则呈水平状态 7.1 ×108 钾 表 × 铀 235U 铅 207Pb 同位素地质年龄40K5—1）Ar 1.5×109 氩 40 地质年代表（ 306， 地质年代表（P—306， 化石层序律” “化石层序律” 238U 206 Pb 生物演化特征 14C 4.5×109 碳 × × 可按照地层的顺序判别地层的顺序 5.7×103 铀 铅 氮 14N 构造活动事件 由老到新，由低级到高级， 由老到新，由低级到高级，由简单到复杂
南京信息工程大学遥感学院
2011/5/28
5
第二节 地壳历史的研究方法
一、地层的划分与对比
二、岩相古地理分析
也称沉积相 沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相（也称沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境 三、构造历史分析 ）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相分析的主要依据 岩相分类： 岩相分类：化石可指示环境，重塑古地理特征 生物化石：化石可指示环境， 生物化石 ： 四、地层系统 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、非正 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、构造 常海相。 常海相。 有代表性的特殊矿物： 有代表性的特殊矿物： 海陆过渡相：三角洲相、 海陆过渡相：三角洲相、泻湖向 海绿石——较深浅海环境 如：海绿石——较深浅海环境 陆相：残积、坡积、洪积干燥环境 湖积、沼泽沉积、 陆相：残积、、石盐——干燥环境 湖积、沼泽沉积、 石膏、石盐—— 、冲积、 石膏坡积、洪积、冲积、 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 白云岩——咸化海 咸化海、 白云岩——咸化海、泻湖环境
第5章地壳演化简史3

第5章地壳演化简史3


二 太古宙 （一）太古宙的一般地质特征 1 缺氧的气圈及水圈 2 薄弱的地壳及频繁的岩浆活动 原始陆壳组分与上地幔接近，也就是尚未进行充 分的分异过程，地壳厚度较小。 3 岩石变质很深 构造运动、岩浆活动使岩石变质很深，加上缺少 生物化石，给地层划分带来很大限制。 4 海洋在地球表面占绝对优势
二 太古宙 5 陆核形成 太古宙中、晚期形成了稳定的基底陆块——陆核， 但比地台规模小得多。 6 原始生命萌芽 在南非布拉维群（Bulaawyan）灰岩中，发现了31 亿年前的原核细胞生物蓝绿藻类化石，形成大型化石 叠层石。 7 构造运动 对太古宙的构造运动研究的不是很清楚，在世界 范围内可能有3次主要的构造运动。在中国比较确认的 是太古宙晚期的阜平运动。
目前，前寒武纪时代划分对比的方法主要是：构 造—岩浆旋回法；同位素测年法；沉积建造和变质作用 法；生物地层法。 根据以上方法和研究成果，1982年11月第六次国际 前寒武纪地层分会决定，将前寒武纪以距今25亿年为 界，分为太古宙和元古宙，废弃隐生宙。 我国前寒武纪地史的研究取得了许多成就，在国际 上有一定影响。地史学教学当中过去习惯按照太古代和 元古代及震旦纪3个时段叙述。震旦纪是元古宙最晚期 的一个地质时期,在中国有着较好的研究历史和成果。 应该与国际通行的做法一致起来。
一、地球早期历史(简介) 地球早期是指由地球形成到距今38亿年(地球 上最古老的地质记录开始)之间大概持续8亿年的冥 古宙时期. 对这段地球历史的研究主要是依据宇宙地质学 研究成果进行类比和推论. 冥古宙没留下直接地质记录。它的主要研究内 容应当是地球上原始地壳（即地球各圈层形成）、 水圈和大气圈的特点等问题。 我们还是把问题扯的更远一点，从宇宙起源说 起。
一、地球早期历史(简介) 1.宇宙的起源 a 目前大多数科学家认为宇宙起源于150-200亿年 之前（尽管哈勃天文望远镜发现大概为80-120亿年）； b 大爆炸理论（Big Bang）--宇宙扩张和绝对零度 以上2.7℃的背景辐射； c 爆炸后宇宙演化过程大致如下：
地壳演化简史1

地壳演化简史1


（4）非正常海相非正常海包括淡化海和咸化海。前者如 现代的黑海，水域较深，最深处达2400m，大部为陆地所 现代的黑海，水域较深，最深处达2400m，大部为陆地所 包围，有大量淡水注入，使海水淡化。表层水密度小，水 的垂直循环不畅甚至停止，因此形成海底缺氧的和滞流的 还原环境。水面浮游及漂流生活的生物死亡下沉，形成富 含有机质黑色泥质沉积。古代地层中有含笔石黑色页岩相， 大致代表此种沉积。 与此相反，在干燥气候条件下的内海，蒸发量大于淡水补 给量，内海海面降低，使外海海水不断溢入。由于不断蒸 发和海水溢入的结果，含盐量增高，形成咸化海。这种海 一般规模较小，海水较浅，不易形成还原环境，常形成缺 少生物化石的膏盐或白云岩沉积。
2.过渡相沉积（海陆混合相沉积） 发育于滨海地 2.过渡相沉积 过渡相沉积（海陆混合相沉积） 区。其中主要包括 三角洲相和潟湖相： （1）三角洲相在河流入海处，特别是在河流含砂 量大、海底较浅而且比较稳定的地区，常常形成 三角洲。三角洲相的特点是具有向海洋方向倾斜 的斜层理，以砂质沉积为主，陆生植物、淡水动 物和海生动物化石混杂一起。
3.地質岩層間的切割關 3.地質岩層間的切割關 係 上述兩條準則主要適用 於沈積岩或層狀岩石的 相對新老關係。但對於 不含化石的火成岩或變 質岩等的地層，則可利 用岩層或岩體與層狀岩 層彼此相互間的穿越及 切割關係，來決定其新 老關係。一般而言，較 新的地質岩體總是切割 或穿越較老的地質岩體。 換言之，切割者新，被 切割者老 。
三.地層對比(Corrlation) 地層對比(Corrlation)
所謂地層對比就是決定兩個或兩個以上地 區的地層層序，在時代上和地層位置上的 彼此先後關係。 分為化石對比(Paleontological 分為化石對比(Paleontological Correlation) 和岩性對比(Physical Correlation)兩種。 和岩性對比(Physical Correlation)兩種。
第五章 地壳演化简史--第三节～第七节3

第五章 地壳演化简史--第三节～第七节3


三个主要稳定核心
华北地台 扬子地台 塔里木地台
中国早寒武世古地理略图
加里东运动对中国的影响
首先，在晚奥陶世华北形成广大古陆。 柴达木地块和阿拉善地块对接；扬子地台 与华北地台部分对接，稳定地区进一步扩 大。 特别是位于扬子地台和华夏地块之间的东 南部活动带，二者对接碰撞，形成一条宽 广的加里东造山带。
从中国下古生界看中国地史发展主 要特征
（1）中国南方，下寒武统地层齐全，化石也 较丰富。 中国北部，下寒武统层位略高。 但中、上寒武统岩层发育较好 。 （2）中国南方海水退出也较晚，而中国北方 海水退出较早 。 （3）南方陆壳比北方的活动性要大些。 （4）志留系全部缺失或部分缺失，是加里东 构造运动的反映。
冈瓦纳大陆
早古生代气候
寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥。 奥陶纪早、中期气候比较温暖。晚奥陶 世末期被认为是震旦纪以后的又一次大 冰期。 志留纪初期，除高纬度的冈瓦纳大陆外， 其他各板块大都处于温暖和干热气候条 件下 。
早古生代中国地史概况
三个主要稳定核心 加里东运动对中国的影响 从中国下古生界看中国地史发展主要特征 中国早古生代矿产
裸蕨植物“无叶植物”。
加里东构造阶段世界古地理轮廓及 地史特征
发生在早古生代的构造运动称加里东运动 。 发生在早古生代的构造运动称 加里东运动。 加里东运动 引起海陆格局的变化 早古生代这一时期， 称为加里东构造阶段。 早古生代这一时期 ， 称为加里东构造阶段 。 海洋占优势的时代
世界古地理格局及其演变
北带自宁夏吉兰泰，经内蒙古乌拉山到冀东燕山，东延至 吉林南部的龙冈山及辽东地区 ； 中带主要分布于吕梁山、太行山和鲁西地区 ； 南带主要分布于关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区。
地壳演化史

地壳演化史


动物界两次大飞跃
无脊椎动物——脊椎动物
泥盆纪：三叶虫类减少，笔石类在早泥盆世后期已 全部绝灭。出现于志留纪末的鱼类此时繁盛，泥盆 纪——鱼类时代，为动物界发展历史的一次大飞跃。 我国泥盆纪鱼类超过52个属，多数在江南发现。
动物从水中——陆上
石炭纪总鳍鱼，逐渐演化成两栖类。晚古生代后期， 地壳运动强烈，环境多变，可以勉强用鳍代替四肢 在陆上移动。再进一步演化，终于形成两栖类。从 水到陆是动物界发展史上的又一次飞跃。
第4节 早古生代（距今5.4－4.1亿年）
划分：寒武、奥陶、志留三个纪
动物界的第一次大发展－海生无脊椎动物时代
寒武系，以大量三叶虫突然出现为标志。
最多的是三叶虫，故寒武纪又称“三叶虫时代”；其次为腕足
类动物；其他无脊椎动物，包括海绵动物、古杯动物、腔肠动物（
如珊瑚）、软体动物（如头足类）、环节动物、牙形石、棘皮动物 、笔石动物等都已出现。
叠层石
叠层石(stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的 一种“准化石”，是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝绿藻、 细菌等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的 捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈 向上凸起的弧形或锥形叠层状，如扣放的一叠碗，故名。

志留纪末期
古大西洋关闭，北美板块与欧洲板块对接，初步形成劳亚大陆；祁连海封 闭使柴达木板块和华北板块拼合。其他古海洋也都遭受到不同程度的影响， 各大陆板块边缘的陆壳增生。
早古生代的气候
寒武纪至奥陶纪早、中期，大部地区较干暖
中国、巴基斯坦等，都有紫红色氧化圈砾石的砾岩等； 世界许多地区有岩盐、石膏等蒸发盐及鲕状灰岩、白云岩等。 中国长江中下游、西南及世界许多地方都发现有古杯动物灰 岩和古杯礁。古杯动物生活于不低于25℃水温的海水中。
地壳发展史

地壳发展史


• 地内事件：生物绝灭、地磁极倒转、海 平面升降、火山喷发及火山灰降落、洋 中脊体积变化、地壳运动、气候变化、 沉积环境变化、缺氧环境出现、浊流和 风暴等； • 地外事件：陨星和彗星撞击地球、超新 星爆发、太阳辐射强度变化等。 • 这些事件既有突变的,也有灾变的;既有地 质历史上极罕见的，也有周期性出现的。
•寒武纪是地壳比较稳定的时期。
例如中国华北和东北南部，在新元古代震旦纪时上升为陆（华 北古陆），直至早寒武世后期始下沉，海水上升，超覆于元古 宙中期的前震旦纪地层之上。
奥陶纪（Ordovician Period）
5亿年~4.4亿年前
笔石
鹦鹉螺
生物界 奥陶纪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。
◆生命起源与演化。 无机物 → 简单有机物（氨 基酸等碳氢化合物）→蛋白质、核酸等复杂有机 物→原始生命→最原始的生物。 到太古代晚期，海洋里已出现了原始单细胞 细菌和藻类生物。
元古代 Pt（ Proterozoic Era ）
距今 25 — 6 亿年前。
◆在此时期，陆壳逐渐增厚，稳定性加强。 多次的地壳运动使陆核扩大、焊接形成一些 较大而稳定的古陆。至晚元古代，全球形成 五个巨型的稳定古陆：北半球的北美古陆、 欧洲古陆、西伯利亚古陆、中国古陆，以及 南半球的冈瓦纳古陆。 在震旦纪时，地球发生了第一次大冰期 （称为震旦纪大冰期）。
一、地质年代
(一)古生物和化石
• 划分地质年代和恢复地史的工作，很重要的依据是化石。 • 1、化石——是保存在地层中的古代生物遗体或活动的遗 迹。 • 要保存为化石，必须具备一定的条件： • (1) 必须有不易分解的生物硬体，如骨骼、鳞片、贝壳、木 质纤维等； • (2) 生物死亡后要迅速被掩埋，遗体被掩埋得越快，和空气 隔绝越快，就越有利于保存成化石； • (3) 埋藏后的生物遗体还要经过长时间的炭化作用，或与 CaCO3 ，SiO2 等物质进行交换、充填等作用，才能变成化 石。
15第十五章地壳演化历史

15第十五章地壳演化历史


2019/8/23
25
第十五章 地壳演化历史
2. 人类活动对地质环境的影响
2019/8/23
梯田 26
第十五章 地壳演化历史
2. 人类活动对地质环境的影响
2019/8/23
围海造田 海边鱼塘 27
第十五章 地壳演化历史
1. 各地质历史时期的主要特征 2. 人类活动对地质环境的影响
2019/8/23
中生代（ 2.25－0.65亿年前）
新生代（ 0.65 －
）
2019/8/23
5
第十五章
1. 各地质历史时期的主要特征
前寒武纪（42－6亿年前）
38亿年前，海洋中开始 有了生命的活动。从出现最 原始的原核细胞生物——蓝 绿藻。
大约到27亿年前，游离 氧在海洋中出现。绿色植物 的大量繁殖，更加快了大气 和海洋环境的变化，使其有 利于高等喜氧生物的发展。 海洋里的生物最多的是菌藻 植物。前寒武纪晚期生物有 了突飞猛进的发展。大陆地 壳不断增大。
第三篇 演化中的地球
地球的起源及地壳的形成 地壳演化历史 地质学发展历史 地质学的发展趋势
2019/8/23
1
第十五章 地壳演化历史
2019/8/23
2
第十五章 地壳演化历史
地球内外各圈层形成之后，就进入了地球的 地质发展时期。
地壳演化历史也就是地球的地质发展史。
地壳的构造运动，生物发生和演变的特征， 都会记录在不同时期的岩石之中，运用现代 地质学知识，通过比较和推理，就可恢复地 球特别是地壳的演化历史及其过程。
人类的生活生产活动对地壳特别是地壳表面 及一定深度有着巨大而深刻的影响，人类积 极地参与到地壳的演化中。
2019/8/23
课件：第九章 地壳演化简史(1概论-太古-元古)

课件：第九章 地壳演化简史(1概论-太古-元古)


二、太古宙
太古宙 Archean Eon(Ar).距今36-25亿年，地史特征 概要：
地壳形成，但很薄，有频繁的岩浆活动；大气圈和水圈逐渐 形成，缺氧环境。
现在保留着的是深变质岩系，成为大陆的核心；海洋占绝对优 势。
原始生命萌芽出现，南非发现32亿年的古杆菌、巴贝通球藻， 31亿年的蓝绿藻（叠层石），它们是结构极其低等的原核生物。
寒武纪∈ （Cambrian Period），5.43--4.9亿年 奥陶纪 O （Ordovician Period），4.9--4.38亿年 志留纪 S （Silurian Period），4.38--4.1亿年 泥盆纪 D （Devonian Period），4.1--3.54亿年 石炭纪 C （Carboniferous Period），3.54--2.95亿年 二叠纪 P （Permian Period），2.95--2.5亿年 三叠纪 T （Triassic Period），2.5--2.05亿年 侏罗纪 J （Jurassic Period），2.05--1.37亿年 白垩纪 K （Cretaceous Period），1.37--0.65亿年 古近纪 E （Eogene Period），0.65--0.23亿年 新近纪 N (Neogene Period)，0.23—0.026 第四纪 Q （Quaternary Period），0.026亿年至今。
冰川冰沉积旋回-冰芯研究
3 古生物(化石层序) 基于生物进化原理,不同时代的地层
中具有不同的古生物化石组合，相同时 代的地层中具有相同或相似的古生物化 石组合；古生物化石组合的形态、结构 由简单到复杂，新地层古生物进化更新。 化石层序律/生物群层序律/生物层序律
(Law of Faunal Succesion)
地质学第五章地壳演化简史

地质学第五章地壳演化简史


第四节：早古生代 (Pz1)
三个主要稳定核心
中国早寒武世古地理略图
• 华北地台 • 扬子地台 • 塔里木地台
第四节：早古生代 (Pz1)
加里东运动对中国的影响
首先，在晚奥陶世华北形成广大古陆。 柴达木地块和阿拉善地块对接；扬子地台与华北地台部 分对接，稳定地区进一步扩大。 特别是位于扬子地台和华夏地块之间的东南部活动带， 二者对接碰撞，形成一条宽广的加里东造山带。
二、时间标尺的建立
地球历史年龄以及相对时间标尺的建立，主要要靠地质 学三大基础理论的建立，才得以实现。 a、“地层三定律”——斯泰诺（丹麦） b、“大地质旋回”的理论——赫顿（丹麦） c、 “化石顺序定律”—— 史密斯（英）
喜马拉雅山 构造阶段
地
质
燕山构造阶段
年
印支构造阶段
代
海西构造
表
阶段
加里东构 造阶段
一、地层学理论的建立
地层即地壳上部成带状展布的层状岩石或堆积物，是地 壳演化历史的物质记录。
人类对于地层的感性观察与认识可以追溯到古代希腊、 中国和阿拉伯世界，其共同的特征是把陆地高山上岩层中所 含的化石， 作为“ 沧海桑田”海陆变化的证据。
一、地层学理论的建立
对地层的科学研究做出重要贡献的是丹麦学者斯泰诺 N 。他在《天然固体中的坚质体》(1669)一文中，论述了地 层、山脉的形成过程，并提出了地层学的重要基础原理—— 地层层序律，具体包括： a、叠置律，地层未经变动时则上新下老； b、原始连续律， 地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐渐 尖灭； c、原始水平律，地层未经变动时则呈水平产状。
第五章 地壳演化简史
主要内容
第一节：概述 第二节：地壳历史的研究方法 第三节：前寒武纪 第四节：早古生代 第五节：晚古生代 第六节：中生代 第七节：新生代

第5章 地壳演化简史


四、地层系统 地层的划分和对比问题已如前述，由于地层
划分的目的、根据和适用范围不同，地层划 分系统可有两类：一是区域性或地方性的， 以岩性变化为主的地层划分，称为岩性地层 分类系统，地层单位为群、组、段等；一是 国际性的、全国性或大区域性的，以时代为 准的地层划分，称为年代地层分类系统，地 层单位为宇、界、系、统、阶等，与其相对 应的地质时代为宙、代、纪、世、期等。
地质年代单位 年代地层单位
宙 宇
代 界
纪 系
世 统
期 阶
时 带
（三）、地质时代单位 地质时代单位是从年代地层单位（它们都代
表地层的实体）概括抽象出来的时间概念， 所以年代地层单位都有一个层型，作为比较 研究的根据。组成地壳的全部地层（从最老 到最新）所代表的时代称地质时代，不同级 别的年代地层单位所代表的时代，称地质时 代单位。形成一个宇的地层所占的时间称为 宙；形成一个界的地层所占的时间称为代； 形成一个系的地层所占的时间称为纪；形成 一个统的地层所占的时间称为世；形成一个 阶的地层所占的时间称为期。
（二）地层的对比 地层的划分是指对于一个地区的地层进行时代的划 分，而地层的对比是指不同地区的地层进行时代的 比较。地层对比既然首先是地质时代的对比，而地 质时代的划分和确立，则首先必须以古生物化石为 根据。生物演化是不可逆的，又是阶段性的，每一 个生物的种属在地球上只能出现一次，不可能有任 何重复；因此，每一个生物种属只能出现在一定地 质时代的地层里。地层的划分和对比的原则和方法， 主要是根据生物地层学和岩性地层学的原理，也是 传统地层学的普遍性原理，不过这只是对沉积地层 纵向堆积作用的划分原则。
指示特殊岩相的化石或化石群，称指相化石 或指相化石群。标准化石和指相化石结合起 来，是确定地层时代、岩相和重塑古地理环 境的重要依据。

地球科学概论第十八章地壳演化简史上

前者属于地台基底，后者属于地台盖层
（二）中国的元古宙古地理和地层 1、古元古代 北方——华北原地台 南方——扬子原地台 西部——塔里木原地台
2、中元古代和新元古代 燕辽沉降带——强烈拗陷 华北大部——稳定的陆表浅海 晋陕古陆——长期遭受剥蚀的隆起区
3、最古老的冰期—南华大冰期
三、震旦纪
（一） 世界古 地理基 本轮廓
•原始细菌是最为原始的生命形式，很可能是目前所有生物的 共同祖先。 •原始细菌是嗜热生物，生活在接近沸点的原始海水中
–现代的原始细菌生活在海底火山的喷口附近. •一些原始细菌直接以硫化物为食 (化学能自养菌).
–太古代的生命可能来源于海底热液喷口 热液喷口可以提供:
•化学能和热能, •包括硫化物在内的大量矿物 •防止紫外线的杀伤.
三叶虫占寒武纪2500余种生物的60－70％，另外腕足类占 20－30％，其他占10－20％，包括海绵动物、古杯动物、 腔肠动物、软体动物、环节动物、牙形石、棘皮动物等
寒武纪海生 无脊椎动物 的代表是三 叶虫，到奥 陶纪有所减 少，到二叠 纪末期灭绝。
小壳动物群
照片
素描图
奥陶纪海生 无脊椎动物 的代表是鹦 鹉螺类，属 于头足纲， 靠触手在海 底爬行，其 壳体多数是 直的，少数 为弯曲或螺
爬行动物的演化
❖ 最早的爬行类出现在晚石炭 世
称为Captorhinomorphs,
Cool
形体小，活动敏捷，以
昆虫及其幼虫为食。
因为繁殖方式, 颚和牙 齿的进化以及灵敏的活 动性使得其得以繁衍。
盘龙类由此类进化而来 并且在二叠纪占据了主 导地位。
（三）晚古生代最重要的生物事件
灭绝事件
灭绝事件 灭绝事件
分 ❖ 波罗的古陆 – 北欧 ❖ 西伯利亚 – 北亚的大部分 ❖ 哈萨克斯坦 – 中亚的一部分 ❖ 中国古陆 – 东南亚和中国东南地区

地壳的演化与发展简史


一、地质年代
(一)古生物和化石
• 划分地质年代和恢复地史旳工作，很主要旳根据是化石。 • 1、化石——是保存在地层中旳古代生物遗体或活动旳遗址。
• 但并不是全部古代生物都能保存成化石旳，多数遗体被腐 烂、破碎或溶解掉，要保存为化石，必须具有一定旳条件：
• (1) 必须有不易分解旳生物硬体，如骨骼、鳞片、贝壳、木 质纤维等；
年代地层系统单位 宇
界质年代单位
宙
代
纪
世
期
时
• 当代旳地质年代表不但按时代旳早晚顺序进行地质年代编年， 而且加上世界各地不同步代岩层放射性同位素年龄测定旳数据， 其分年分阶段更为精确(表3.13)。
二、地球上生物旳演化与发展
(一)生命起源与过程
1、生命起源旳孕育条件
• 原始大气圈和水圈旳形成，是生命起源旳孕育 条件。
(2) 古生物化石（化石层序律）：根据生物旳演化规律，生物界总是从简朴 到复杂、从低档至高级不断进化旳，是不可逆旳。地质时代越早旳生物， 越简朴、低档；时代越晚旳生物，越高级、复杂。这么，我们就能够根 据岩层中所含化石或化石群旳种类来拟定其相正确新老关系，进而拟定 其相正确地质年代（尤其是原则化石，在划分地层时代意义最大），这 就是化石层序律。利用这个原理还能够进行地层对比，当不同地域旳地 层中具有相同旳化石时，不论其相距多远，都属于同一时代。如莱氏三 叶虫只出目前早寒武世，所以不论哪里，凡含莱氏三叶虫化石旳地层必 属早寒武世。
• →原始生命出现后，又经过长久旳生物化学作用与复杂旳演变，使其内部构造复 杂化，逐渐进化成具有细胞形态旳生命体，能进行光合作用和摄取无机物质作为 营养。→之后，又逐渐演化为群体单细胞旳原始生物，井具有运动、营养和生殖 功能。

第九章 地壳演化简史 地质学基础 国家级精品课程课件 43页

❖ 当有适量陆源碎屑供应时，在滨海区常形成大体与海岸平行的倾斜非常平缓的 地区，通称潮坪。在此地区，一方面陆源物质从陆向海运移，一方面浅海及潮 下物质又从海向陆运移，形成复杂的沉积分异方式。在潮上带，主要沉积以泥 质为主的细粒物质；而在潮间带，则以泥砂混合物沉积为主；到了潮下带，则 以砂质沉积为主。这种沉积分异序列，恰与正常浅海沉积分异序列相反。
1、地层层序律（Steno N，1669，《天然固体中的坚质体》）
叠置律：地层未经变动时则上新下老； 原始连续律：地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐渐尖灭； 原始水平律：地层未经变动时则呈水平产状。
2、化石顺序律（Smith W，1796）
是根据不同层位中所含化石及其出现顺序来确定地层相对地质年代的原理。 并指出相同的层总是发现有相同的叠置次序并且包含相同的特有化石，这说 明化石顺序律与地层层序律是一致的。
❖ 地质时代的海相地层绝大部分属于浅海相。
3）半深海相和深海相：
❖ 存在于半深海（海面下约200—2500m）和深海（约2500m以下）地区，即 相当于大陆坡及海盆底地带。
❖ 深海沉积物中有一种特殊沉积物，少含或基本不含有陆屑物质，主要是由具有 灰质和硅质硬体的微小浮游生物遗体堆积而成，称为生物软泥，古代地层中很 少这类沉积物。
❖ 喷出岩 ：如果喷出岩夹于沉积岩层之间，只要把喷出岩上下沉积岩的时代 确定出来，就能确定喷出岩的时代。
❖ 侵入岩 ：必须根据侵入岩和围岩的接触关系确定时代。
侵入接触：即岩浆体侵入围岩之中，其特点是围岩接触部分有变质现 象，火成岩中还往往有捕虏体存在。这种情况，可以确定侵入岩的时 代晚于围岩。
沉积接触：即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又为新的沉积岩层所覆 盖。其特点是上覆沉积岩层不可能有接触变质现象，而侵入岩中也不 会有上覆岩层的捕虏体存在。这种情况可以确定侵入岩的时代早于上 覆岩层的时代。

(完整PPT)地壳演化简史

有些是在广阔的陆表海中沉积形成。陆表海又 称内陆海，深度小于200m，沉积分异明显， 如有海侵海退，沉积旋回也比较清楚。
(3).半深海相和深海相 即相当于大陆坡及海盆底地带。
深海沉积物少含或基本不含有陆屑物质，以 各种碳酸盐岩为主。 现代深海沉积有较多的由具有灰质和硅质硬 体的微小浮游生物遗体堆积而成的生物软泥， 及铁锰结核。铁锰结核的物质来源可能与海 底火山喷发以及海底地下含矿热水喷出有关。
(2).浅海相
海面到深200m左右的浅海区，相当于大陆架 上的海洋部分。
波浪作用减小，阳光充足，底栖生物繁盛，沉积物 以陆源细碎屑物质、化学和生物化学沉积物质为主， 富含生物遗体。
一般为：砂岩→页岩→泥灰岩→石灰岩。常夹有Al、 Fe、Mn等胶体沉积，以及磷块岩等生物化学沉积 而成的矿产。有时含特有的鲕状结构；生物化石种 类多而且丰富。
岩相——指反映一定沉积环境的岩性特征，包括矿物 组成、化学成份、粒度大小、分选性、磨圆度和结构、 构造等。
生物相和岩相都反映了沉积岩形成时的沉积环境，如浅海三 叶虫页岩相标志了岩性是页岩，内含三叶虫化石，其代表的 沉积环境是浅海。
沉积相分为：海相、陆相、（海陆）过渡相。
1. 海相沉积
滨海相、浅海相、半深海相和深海相。 此外还有非正常海相。
沉积旋回
华北燕山区中、上元古代地层剖面 长城群下部为砂页岩，上部 为白云岩； 蓟县群以石灰岩为主，顶部 为页岩； 青白口群下部为页岩、粉砂 岩，上部为白云岩。
2. 地层接触关系
地层间的不整合面是划分地层的重要标志。
任何类型的不整合，都代表地层的不连续现象，反 映了地理环境的重大变化。
两大沉积旋回之间存在着不整合面，根据不整合面
生物是从简单向复杂，从低 级向高级发展的，生物演化 既具有不可逆性，又具有阶 段性。

地壳演化历史，25亿年之前至今天都有什么变化

地壳演化历史，25亿年之前至今天都有什么变化地壳(qiào)，地质学专业术语，是指由岩石组成的固体外壳，地球固体圈层的最外层，岩石圈的重要组成部分，通过地震波的研究判断，地壳与地幔的界面为莫霍洛维奇不连续面(莫霍面)。

演化历史太古代(距今约25亿年之前)太古代是地质年代中最古老、历时最长的一个代，即原始地壳以及原始地壳大气圈、水圈、沉积圈和生物的发生、发展的初期阶段。

太古界的地层由变质深的正、副片麻岩组成。

已知其中最古老的年龄为40多亿年。

据此认为，在此之前地球便出现了小型的花岗岩质地壳。

由沉积岩变质而成的副片麻岩的出现，说明当时有了原始大气圈和水圈，并有单纯的物理化学风化。

在这些结晶变质岩基底上覆盖着一层变质较轻的绿岩带，其中有火山岩和沉积岩，它们形成于当时地面的凹陷带，后来才经历变质作用。

其年龄在34亿-23亿年间。

据推测，太古代早期地球表面有许多小型花岗质陆块，它们之间有深浅多变的古海洋。

后来各小陆块在移运中结合成面积较大的大陆板块。

这些最古老的陆块已散布于各大陆中，即通常所说的稳定陆块的核心--克拉通或古地盾区。

太古代的地壳运动和岩浆活动既广泛又强烈;火山喷发频繁，故使大气圈和水圈才得以形成。

原始海洋的面积可能比我们认识的大，但平均水深则浅得多。

世界各地蕴藏丰富的海相层状沉积的变质铁锰矿床和岩浆活动形成的金矿等就是在这时期形成的。

当时的大气圈可能富含碳酸气、水蒸汽和火山尘埃，只有少量的氮和非生物成因的氧。

海水也是酸性矿化水(后来才逐渐被中和)，陆地是灼热的，荒芜的。

在某些适宜的浅海环境中，有些无机物质经过化学演化跃变为有机物质(蛋白质和核酸)，进而发展为有生命的原核细胞，构成一些形态简单的无真正细胞核的细菌和蓝藻。

这只是出现于太古代的后期。

总的来说，太古代是原始地理圈的形成阶段，陆地是原始荒漠景观，水域是生命孕育和发源之地。

当时地壳与宇宙之间以及和地幔之间的物质能量交换比后来任何时候都强烈得多。

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第五章：地壳演化简史
第一节：概述 第二节：地壳历史的研究方法
姓名：唐晓峰 专业：人文地理学 学号：2014110802004 学院：生态旅游学院 教师：吴利华老师
第一节：概述
地壳的发展历史简称地史。地球表面有广阔的大洋、起伏的大 陆、复杂多样的自然环境、千差万别的动植物群落，如此丰富多彩 的自然环境都是地球发展演变的结果。为了了解地壳的发展过程和 演化规律，就必须研究地史。长期以来，地质调查主要局限于大陆 部分，自20世纪50年代开始对海底的探测和地壳深部及上地幔的研 究逐步开展，航天技术与遥感技术的发展应用，为认识地球提供了 新线索和新领域，但这仅仅是开端，目前资料最多的仍旧是大陆壳 的历史。不过，在地球科学领域，向地球内部、向广深海洋进军的 时代已经开始。 地球经历了46亿年的历史。研究人类历史有文字文物可考，研 究地球历史却无任何文字和文物可鉴。但地球本身在特殊的“书页” 中记录了自己的发展历程，这些“书页”就是地层。地层留下了历 史事件的痕迹，保存了不同时代的生物遗体和遗迹，遗留下环境变 化的物质凭证。恢复地球的历史，主要是靠“阅读”这些不是文字 却胜似文字的记录，通过地层层序、构造顺序和古地理环境的分析 来实现。全球统一的、客观的时间标尺，年代更是重建地球历史的 基础。
第二节：地壳历史的研究方法
（二）、岩相分析主要依据 1、生物化石 例如现代珊瑚生活要求水温20℃左右，水中没有混 杂的泥沙，水深不超过50-70m，因此珊瑚化石指示清澈 温暖的浅海环境。 2、岩性特征和结构 例如，红色岩层指示氧化环境；黑色页岩并含黄铁矿 指示还原环境；交错层、不对称波痕等反映流动浅水地区； 干裂反映滨海、滨湖等环境； 3、特殊矿物 有些矿物是在一定环境下形成的，可以起指相作用。 例如海绿石代表较深浅海环境； 石膏、石盐等代表干燥 环境。
第二节：地壳历史的研究方法
（4）、非正常海相：包括淡化海和咸化海。
第二节：地壳历史的研究方法
2、过渡相沉积（海陆混合相沉积） 发育于滨海地区。其中主要包括三角洲相和潟 湖相： （1）、三角洲相：在河流入海处，特别是在河流含砂量 大、海底较浅而且比较稳定的地区，常常形成三角洲。 （2）、潟湖相：形成于水体与海洋的联系为砂堤部分隔 绝的滨海地区。
第一节：概述
时代单位（宙、代、纪、世）相对应的地层单位 （宇、界、系、统），如太古宙形成的地层称太古宇，古 生代形成的地层称为古生界，寒武纪形成的地层称为寒武 系，早、中、晚寒武世形成的地层分别称为下、中、上寒 武统…… 各个地质时代单位都标有英文字母代号，宙（宇） 的符号采用两个大写字母，如太古宙（宇）的代号为AR； 代（界）的代号也是两个字母，但第一个字母大写，第二 个字母小写，如古生代（界）的代号为Pz； 纪（系）的 代号都是采用一个大写字母，如奥陶纪为O，志留纪为S 等等，这些代号都是各自英文名称的缩写。
冥古宙
太古宙
震旦纪遗留下来的地貌
三叶虫化石
奥陶纪海底样貌
志留纪
泥盆纪邓氏鱼
“巨虫时代”石炭纪
二叠纪植物群落
侏罗纪“恐龙时代”
白垩纪海陆分离
第四纪
第二节：地壳历史的研究方法
一、地层的划分与对比 （一）地层划分的依据
所谓地层是在地壳发展过程中形成的各种成层岩石 的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内。从时代 上讲，地层有老有新，具有时间的概念。地层和岩层这两 个名词相似，但岩层一般是泛指各种成层岩石，而不必具 有时代的概念。
猛犸象
Hale Waihona Puke 第二节：地壳历史的研究方法
（二）、地层的对比 地层划分是指对一个地区的地层进行时代的划分，而 地层对比是指不同地区的地层进行时代的比较。在地层对 比的基础上才能了解广大地区地史发展过程的共性和异性， 才能具体认识地层区域性特征，了解地层空间分异的情况。 例如，河北、山西、山东、河南、陕西等地区都各发育了 一套地层，弄清哪些是同时代的，哪些不是同时代的，然 后才能了解整个华北地区什么时候有海侵，范围有多大， 哪里最深或最浅，什么时候有海退，哪里变成了陆地，生 物是怎样演化的，各地区之间有什么共性和差异等。
第一节：概述
二、时间标尺的建立 地球历史年龄以及相对时间标尺的建立，主要要靠地 质学三大基础理论的建立，才得以实现。
a、“地层三定律” b、“大地质旋回”的理论 c、 “化石顺序定律”
第一节：概述
地质年表（或称地质年代表、地质时代表）的编制 标志着地球演化时间标尺的建立。在相对地质年代的基础 上， 应用同位素地质年代进行准确的测年，二者相辅相 成，所得到的地质年表不仅可以反映地球历史发展的顺序、 过程和阶段，而且能够确立地质时代无机界和生物界的演 化速度。第一个带有同位素年龄数据的地质年表是英国地 质学家霍姆斯于1913年提出的，以后又陆续出现不同时 间、不同国家、不同学者提出的地质年表。
第一节：概述
对地层的科学研究做出重要贡献的是丹麦学者斯泰诺 N 。他在《天然固体中的坚质体》(1669)一文中，论述了 地层、山脉的形成过程，并提出了地层学的重要基础原 理——地层层序律，具体包括：
a、叠置律，地层未经变动时则上新下老； b、原始连续律， 地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐 渐尖灭； c、原始水平律，地层未经变动时则呈水平产状。
第二节：地壳历史的研究方法
第二节：地壳历史的研究方法
二、岩相古地理分析 （一）、沉积相分类 各种沉积物和沉积环境之间都有密切的内在联系。因 此根据沉积环境可以把沉积地层分为海相、过渡相和陆相 三类。 1、海相沉积 （1）、滨海相：发育于低潮线和高潮线之间及其临近地 带的狭长滨海区，潮汐作用和波浪作用占主要地位。 （2）、浅海相：存在于海面到海面下200m左右的浅海地 区，约相当于大陆架上的海洋部分。 （3）、半深海相和深海相：存在于半深海（海面下约 200-2500m）和深海（ 约2500m以下）地区，即相当于 大陆坡及大洋盆地地带。
第一节：概述
欧洲人对化石和地层的细致观察始于文艺复兴时期。 意大利著名画家、科学家达.芬奇将贝类化石和现代贝类 进行比较，得出化石是过去生物遗体的正确结论。在其 《笔记》一书“地球和海”一章中，反复论述了是地壳 运动把含有生物化石的岩层抬升到高处。 科隆纳F区分了化石的保存类型，并将化石分为陆生、 海生两大类。在持化石生物成因观点的学者中，不少人 将化石与诺亚洪水联系起来。英国的伍德沃德J在《地球 自然历史初探》(1695)中提出全球性洪水造成大部分生 物死亡，化石就是它们的遗体。这种“洪积说”观点曾 为人们普遍接受。
第二节：地壳历史的研究方法
2、地层接触关系 地层之间的不整合面是划分地层的重要标志。任何 类型的不整合（平行不整合和角度不整合）都代表岩层的 不连续现象，反映了地理环境的重大变化。
第二节：地壳历史的研究方法
地层划分的对象一般是沉 积岩，但对于火成岩也必须确 定它的新老顺序。对于喷出岩 来说，如果喷出岩夹于沉积岩 层之间，只要把喷出岩上下沉 积岩的时代确定出来，喷出岩 的时代就知道了。（图5-1）
第二节：地壳历史的研究方法
对于侵入岩来说，则必须根据侵入岩和围岩的接触关系确定时 代。一种关系是侵入接触，即岩浆体侵入围岩之中，其特点是围岩 接触部分有变质现象，火成岩中还往往有捕虏体存在。这种情况， 可以确定侵入岩的时代晚于围岩（图5-2）。另一种关系是沉积接 触，即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又为新的沉积岩层所覆盖。 其特点是上覆沉积岩层不可能有接触变质现象，而侵入岩中也不会 有上覆岩层的捕虏体存在。这种情况可以确定侵入岩的时代早于上 覆岩层的时代（图5-3）。
1、沉积旋回和岩性变化 2、地层接触关系 3、古生物（化石）
第二节：地壳历史的研究方法
1、沉积旋回和岩性变化 对一个地区的地层进行划分时，一般是先建立一个 标准剖面。凡是地层出露完全、顺序正常、接触关系清楚、 化石保存良好的剖面就可以作为标准剖面。如果是海相地 层，往往表现出岩相由粗到细又由细到粗的重复变化，这 样一次变化称一个沉积旋回，也就是每一套海侵层位和海 退层位构成一个完整的沉积旋回。
第一节：概述
19世纪末，人们发现同时期形成的地层在不同地点具 有不同的岩性，这种变化导出了岩相横向变化的概念。 1894年，德国学者瓦尔特在《历史性科学——地质学导 论》一书中把岩相横向变化与海侵作用联系起来，说明了 沉积环境随时间的推移在空间上的变化，解释了时间界面 同岩相界面的关系，提出了著名的岩相对比定律，称为瓦 尔特定律。
第二节：地壳历史的研究方法
地层既然具有时代的概念，所以地层就有所谓上下 或新老关系，这叫做地层层序，也就是相当于一本书的页 次。如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老， 愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。这种上新下 老的关系叫地层层序律。
第二节：地壳历史的研究方法
地层划分的主要依据：
第一节：概述
根据不同岩层所含化石的出现顺序确定地层相对顺 序的原理称为化石顺序律。这一原理是法国吉罗-苏拉威 1777年首先发现的，但由于当时的欧洲处于水成论和火 成论激烈争论的年代，所以这一原理并没有受到重视。 1796年，英国的史密斯独立的提出了“ 每一岩层都含有 其特殊的化石， 根据化石可以鉴定地层顺序” 的论断， 并成为这一原理的实践者。但是他两所确立的化石顺序律 还只是经验性的，直到1859年达尔文发表《物种起源》 确立了生物进化论，才赋予化石顺序律以科学性。生物进 化不可逆性和阶段性的规律与化石顺序律的结合，奠定了 生物地层学的理论基础。
第二节：地壳历史的研究方法
3、陆相沉积 大陆是遭受剥蚀的地区，但在相对低洼部位可以接 受沉积。和海相沉积相比，陆相沉积类型多种多样，横向 变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以碎屑（砾、 砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。陆相沉积对 于气候和地形的反映十分敏锐，在不同气候、地形和外营 力的条件下便有不同类型的沉积，主要有残积、坡积、洪 积、冲积、湖泊和沼泽沉积、风积、冰川和冰水沉积、洞 穴堆积等。