地质学基础课件：地史页PPT

1、地壳的发展历史地史 地史学是阐述地质作用及其产物，以及地表生物界在时间上发展变化的地质分科。 它的基本任务是：根据地层、构造等再造地壳的发展历史，并从中找出发展规律。 它的基本内容是： 1、沉积发展史 2、生物发育史 3、构造运动史7/26/2022第八章 地史的研究方法 地球已有46亿年的历史（根据地壳最古老岩石中存在的微量放射性元素的衰变规律测定），其间经历了许多重大和复杂的变化。研究人类历史，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”来记载它的历史，这就是留存在地壳中的地层、古生物化石和各种构造变动遗迹。 1 地史的研究方法 2 地层系统 7/26/20221 地史的

2、研究方法 一、地层的划分与对比 确定一个地区的地层顺序以及不同地区地层顺序的相互关系。 在此之前，一般先建立一个标准地层剖面：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。 7/26/2022地层划分的依据 1、沉积旋回和岩性变化 一个沉积旋回可划分为一个地层单位。 一个大的沉积旋回可包括许多小旋回，因此，大地层单位中可划出小地层单位。 沉积旋回不清时，可根据岩性变化，尤其海相沉积的岩性在大范围内稳定。 地层划分是根据上新下老的地层关系确定一个地区的地层顺序后，将地层划分成若干不同等级的单位。 7/26/20222、岩层接触关系 对于沉积岩，根据不整合面来划分地层界限； 对于侵

3、入岩，根据它与围岩的接触关系侵入接触：侵入岩侵入围岩中，其特点是围岩接触部分有变质，侵入岩中常有捕虏体。反映侵入岩的时代晚于围岩。沉积接触：侵入岩受风化剥蚀后，为新的沉积岩所覆盖，其特点是上覆沉积岩层无接触变质，侵入岩中也无捕虏体存在。反映侵入岩的时代早于围岩。地质剖面图（示意图）7/26/20223、（生物）化石 上述两种方法只能确定各组地层间的界限及相对新老关系，由此划分的地层为岩石（性）地层单位；而化石可确定各地层的时代。化石：由地质作用形成的保存在地层中的古生物遗体或遗迹。并不是所有古生物都能保存下来成为化石，必须具备一定的条件:a、有不易分解的生物硬体，如骨骼、鳞片、贝壳、木质纤维等

4、；b、生物死后要迅速被掩埋即快速与空气隔绝；c、埋藏后的生物遗体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。7/26/2022古生物化石与文物的区别：a、古生物化石，是指由地质作用形成的保存在地层中的古生物遗体或遗迹，属于国家的自然遗产。而文物是指人类历史文化的遗物，属于国家的历史文化遗产。b、化石研究的时间跨度是“人类史前”的地质时期，而文物研究的是 “人类历史以来”。C、由于古生物化石与文物自然属性以及保存状态的差异，文物的挖掘保护方式及研究与古生物化石差别甚大，不宜纳入同一法规进行保护。d、在科学研究范畴上，古生物化石研究属自然科学类，而文物

5、研究属社会科学类。前者属古生物学(英文为Paleontology) , 后者属考古学(英文为Archaeology)。 e、从学科归属和人才培养模式上，古生物学属自然学科类，文物考古属社会学科中的历史学大类。在国务院学位委员会和国家教委颁发的学士、硕士以及博士培养目录中，古生物学一直是一级学科地质学下属的二级学科，名称为古生物学及地层学；文物考古分属历史学下考古学及博物馆学，二者分属不同的学科体系，因此，古生物化石与文物不宜纳入统一管理。 7/26/2022化石层序律：生物由低级到高级，由简单到复杂，具有不可逆性和阶段性，因此新地层中化石较老地层中进步，同一时代化石种类相同，不同时代化石种类不

6、同。标准化石：水平分布广，垂直分布短（演化快），个体数目多，易采易鉴定的化石。例如，早寒武世的莱氏三叶虫。指相化石：凡能指示古地理环境的化石。例如，珊瑚化石。 7/26/2022地层对比的方法 1、沉积旋回、岩性（标志层）、接触关系在一定范围内的稳定性。2、化石：适用于远距离对比，但因迁徙等问题，并不绝对等时。3、同位素年龄对比：理论上是绝对的，但因采样和测定中的干扰，会影响对比的精确性和可靠性。4、古地磁对比5、古气候对比 在地史学中地层对比一般指地质年代的对比。 7/26/2022二、岩相古地理分析 根据地层的沉积特征、生物特征推论其生成环境。 2、生物特征 例如，珊瑚、植物等指相化石。

7、1、沉积特征 成分：例如，红色岩层指示氧化环境；黑色页岩含黄铁矿等指示还原环境；膏盐代表干燥环境；白云岩代表咸化海或泻湖环境。结构构造：例如，交错层、波痕等反映流动浅水环境；干裂代表滨海、滨湖等环境。 岩相分析 研究地层，不只是对它们进行划分和对比，了解它们的形成时代和顺序，还必须确定它们的生成环境。 7/26/2022古地理研究 对同一时期的地层进行岩相分析，确定当时不同地区的沉积环境条件及其相互联系，再造当时的海陆分布、地势、气候等特征（恢复古地理环境），以揭示地壳的发展历史。 把古地理研究的结果综合表现在图上，该图就是古地理图。 7/26/2022三、构造历史分析（历史构造分析、地壳运动

8、历史分析） 1、岩相的垂直变化可确定地壳的升降变化2、岩层厚度可推断地壳的下降幅度3、地层接触关系可判断地壳运动的性质（升降运动、褶皱运动）和过程4、岩浆活动和变质作用可判断地壳运动的剧烈程度 地壳运动（构造变动）引起生成环境的变化 分析方法或依据 7/26/2022划分活动区与稳定区 根据以上方法可分析各地区的地壳运动历史（构造演化历史），然后可划分出两种构造性质不同的地区：活动区（地槽或板块边缘）和稳定区（地台或板块内部）。同一时期，不同地区分活动区和稳定区；同一地区，不同时期活动区与稳定区相互转化。 划分地壳构造发展阶段（地壳运动阶段、构造旋回、构造阶段） 地壳的发展具有阶段性、旋回性，

9、从一个旋回（阶段）到另一个旋回（阶段）。 7/26/20222 地层系统 一、岩性地层单位 区域性或地方性，只反映某一地区的沉积过程及其发展变化，不涉及时代的问题。主要根据岩性的变化及岩性组合的差别来划分，其单位有群、组、段。7/26/2022二、年代地层单位 大区域性、全国性或国际性的。它是一定地质时期所形成的地层的总体名称（即与地质时代单位相对应），是超越地区性具体差异的抽象概括（即代表在一定地质时期所形成的所有沉积，而不论其岩性、厚度和化石内容有何差异）。例如，石炭系代表石炭纪这个地质时代所形成的所有地层，而不管不同地区岩性、厚度、化石方面的差异。它们的划分以地质时代为标准，其确定时代的

10、方法有同位素年龄测定、古生物化石、古地磁等。其单位有：宇、界、系、统、阶。与此相对应的地质时代分别为：宙、代、纪、世、期。例如，形成一个界的地层所占的时间称为代。 7/26/2022三、两类地层单位的关系 岩性地层单位主要反映地区性沉积过程的特征，沉积条件的变化及变化的时间随地区而不同，所以它们间的界面是不等时面，在不同地区代表的时间不同，时限长度也不一样。 年代地层单位是同一时代范围内所有地层的概括，代表一段固定时限内形成的地层，所以它们间的界面是等时面。 因此，群、组、段在不同地区可以不同时，它们与统、阶等年代地层单位既不是互相对应，其间的界限也不是必然相合的。7/26/2022第九章 各

11、代地史概况 1 前古生代（前寒武纪）6亿年以前 2 早古生代（Pz1）64亿年 3 晚古生代（Pz2）425亿年 5 新生代（Kz）07亿年 4 中生代（Mz）2507亿年 7/26/20221 前古生代（前寒武纪）6亿年以前 4638亿年（前太古代、原太古代、冥古代、无生代）：无资料考证。 3826亿年（太古代）：已知最老的岩石年龄为38亿年。地球上是海洋，岩浆活动剧烈，火山熔岩不断堆积后露出海面成火山岛。地层多是变质很深的岩石，化石很少，如我国的泰山由太古代地层构成。太古代后期出现地球上的原始生命体单细胞生物。 266亿年（元古代）：其中86亿年为震旦纪，出现地史上第一次大冰期。陆地面积小

12、，95以上是海洋。地壳剧烈运动，火山熔岩堆积成的火山岛连成陆地。海水中除单细胞外，还有藻类等低等多细胞生物出现。 7/26/20222 早古生代（Pz1）64亿年 一、生物界寒武纪（）、奥陶纪（O）、志留纪（S） 动物界 植物界 以海生藻类为主，S末出现半陆生的裸蕨植物。 以海生无脊椎动物为主。 7/26/2022中国云南澄江县帽天山动物化石群 1、19世纪30年代，达尔文在物种起源一书中预言：今后如果有人对我的理论提出挑战，那很可能来自对寒武纪动物突然大量出现的解释。2、云南澄江动物化石群是人类20世纪最惊人的科学发现之一，堪称国宝。澄江已被誉为“世界古生物圣地”。3、发现了40多个门类的1

13、80余种动物（在泥质页岩中骨骼、软体组织保存完美），涵盖了现代生物的各个门类，从低等的海绵动物到高等脊索动物,几乎所有的现存动物门, 都可在澄江动物群中找到它们各自的代表。还有许多现已灭绝的动物新种，如云南虫，有一脊索，科学研究认为它是鱼类-两栖类-爬行类-哺乳类-人类这一生物演化链上的鼻祖。 4、美国科学杂志认为澄江动物群使脊椎动物出现提前了6千万年。 5、是揭示寒武纪“生命大爆炸”奥秘的金钥匙，有助于古生物学者证实大约5.3亿年前的寒武纪早期生命大爆发。挑战进化论的渐变性，体现了生命的突变性、飞跃性，但不是否定了进化论而是丰富和完善了进化论。 7/26/2022云南虫（产地：云南）7/26

14、/2022三叶虫（产地：云南）仅在古生代的海洋中生活，以最盛，至P末灭绝。7/26/2022三叶虫（产地：湖南）仅在古生代的海洋中生活，以最盛，至P末灭绝。7/26/2022二、古地理、古气候 早古生代代表一个从海侵到海退的巨大的沉积旋回，而每一个纪又各代表一个次一级旋回。从空间上看，元古代形成的五大稳定地台中，南方的冈瓦纳古陆仅边缘遭受海侵，北方的四个地台区海侵广泛，表现了明显的南升北降的对立形势。但总的来说，早古生代的海洋仍占优势，既有强烈坳陷的地槽于地台之间，又有广阔的相对稳定的地台浅海，从而提供了不断沉积的场所。 生物成岩作用较前寒武纪更普遍，如由藻类形成的可燃性石煤层，是潮湿温暖气候

15、条件的标志；另外，红层和盐类沉积也十分常见，代表干热气候。根据古气候资料，推测南方的冈瓦纳古陆当时大致联在一起，与北方大陆之间有一带广海相隔。 7/26/2022三、构造演化 早古生代属加里东构造阶段，造成早古生代巨大的沉积旋回。S末的构造运动称加里东运动。 在地台区，表现为相对稳定的整体升降，造成海侵和海退。北方四地台在、O纪下降海侵，S纪上升海退，使俄罗斯地台与北美地台相联、古大西洋消失，从而使五大地台合并成四块。 在地槽区，使蒙古地槽、阿巴拉契亚地槽造成局部褶皱隆起，缩小了地槽的范围，使陆地面积扩大。至S末，使欧洲的加里东地槽全部褶皱隆起。在中国，加里东运动使祁连山地槽和华南地槽褶皱成加

16、里东褶皱带。 7/26/2022四、重要矿产 磷矿（云南昆阳、贵州开阳、湖北襄阳）、铁矿、石膏等。 7/26/20223 晚古生代（Pz2）42.5亿年 一、生物界泥盆纪（D）、石炭纪（C）、二叠纪（P1、P2） 动物界 植物界 泥盆纪称裸蕨时代；石炭、二叠纪称蕨类时代，也是地史上最重要的成煤期之一。 泥盆纪称鱼类时代；石炭、二叠纪称两栖类时代。 海生无脊椎动物和藻类仍繁盛，但因加里东运动使海域缩小、陆地扩大，动植物大规模登陆，S末出现半陆生的裸蕨植物，由水生转为陆生。 7/26/2022二、古地理、古气候 S末的加里东运动使中国、西伯利亚、欧美、冈瓦纳四个稳定的地台区上升，使许多海槽和盆地上

17、升为陆地。因此陆地面积增加，陆相沉积发育。 从海洋向陆地转化 气候由潮湿向干燥演变 在北方，从C到P，许多地槽先后褶皱隆起，P末的海西运动使之基本闭合褶皱成山脉，北方各古陆开始联合形成统一的劳亚古陆，陆地面积空前增大，干旱气候带也显著扩大。所以在全世界形成红层和发育广泛的盐类矿床。 在南方，冈瓦纳古陆在C末P初出现地史上第二次大冰期（规模最大的一次），气候寒冷。 7/26/2022三、构造演化 晚古生代属海西构造阶段。 在稳定地台区以升降为主（海侵海退） 在活动地槽区，从C到P，使阿巴拉契亚地槽、中亚蒙古地槽、西欧地槽等先后褶皱隆起，使北方各地台相联成劳亚古陆，南方冈瓦纳古陆继续存在。南北两大

18、古陆间为一条古地中海地槽（海槽）相隔，古陆两侧为环太平洋地槽（海槽）。从而形成两大古陆和两大活动海槽并列的局面。此时，南北两大古陆可能局部连接。因此P末在地球上出现了一个互相连接而又南北对峙的统一大陆，称联合古大陆或泛大陆或潘加亚泛大陆。联合古大陆是海西构造阶段一系列构造变动的最后产物，是海西构造阶段结束时大地构造的基本特征。 7/26/20224 中生代（Mz）2.50.7亿年 一、生物界三叠纪（T）、侏罗纪（J）、白垩纪（K1、K2） 动物界 植物界 因陆地面积空前扩大，晚古生代的蕨类植物（喜湿热）不适应干湿冷热的大陆环境，逐渐衰退，代之以裸子植物，故中生代又称裸子植物时代。以苏铁、松柏、银杏等为代表。 1、脊椎动物：爬行动物时代、恐龙时代。中国除台湾、福建省外，恐龙化石都有分布，尤其是云南禄丰在侏罗纪的早、中、晚都有。 2、无脊椎动物：软体动物头足类菊石繁盛。7/26/2022裸子植物化石7/26/2022恐龙蛋化石7/26/2022蜻蜓化石（距今1.4亿年）7/26/2022二