地质学基础第五章地壳演化简史教案

第五章 地壳演化简史[教学目的与要求]了解地史的研究方法；熟悉地壳历史的发展顺序和分期阶段。重点：各地史阶段中的大地构造演化、古地理、古生物的重大事件；难点：我国地史上发生的重要构造运动及其对我国自然地理的影响。第一节概述一、 地层学理论的建二、 时间标尺的建立第二节地壳历史的研究方法一、 地层的划分与对比（一）地层的划分的依据ft成1、沉积旋回和岩性变化全、顺序正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以做为标准剖面。可以代表地方性的地史发展阶段。2、岩层接触关系（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。3、古生物（化石）（骨骼、硬壳等）和遗迹（如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等）都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保填充、置换或升馏等作用才能形成化石。（二）地层的对比层进行比较研究。二、（一）沉积相的分类

岩相古地理分析地层分为海相、过渡相和陆相三大类。1、海相沉积海洋是接受沉积的最主要最广阔的场所，古代沉积岩层有很大部分属于海相沉积。和波浪作用占主要地位。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（海面下约200—2500m（约2500m以下）地区，即相当于大陆坡及海盆底地带。非正常海相非正常海包括淡化海和咸化海。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：的地区，常常形成三角洲。潟湖相滨海地区部分海水为砂堤隔绝可形成潟湖。3、陆相沉积（砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。（二）岩相分析的主要依据1、生物化石（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；2、岩性特征和结构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；白云岩（指形成于古生代以后者）并少含化石往往代表咸化海或潟湖环境，等等。（三）岩相分析的原则——现实类比方法自然界演化的不可逆性时间因素沉积物的后生变化（四）古地理图对于一定地区一定时代的地层进行岩相分析之后，把当时的海陆分布、地形、气候等情况综合起来绘成图件，就是古地理图。三、 构造历史分析动可以根据岩相的垂直变化、岩层厚度、岩层接触关系等。四、（一）岩性地层单位

地层系统一个组。比组大的地方性地层单位叫群。凡是厚度巨大、岩性较复杂而又具有一定的相似性，但又无明确界限可以分组的一套岩系，或者是连续的、在成因上互相联系的几个组的组合，都可以划分成一个群。组还可以根据岩性特征进一步划分为段。环境，只适用于一定地区，所以属于地方性的地层单位。（二）年代地层单位总体的名称，是超越地区性具体差异的抽象概括。（三）地质时代单位（它们都代表地层的实体地层（从最老到最新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。第三节前寒武纪——太古宙和元古宙一、太古宙太古宙大约经历了十多亿年（38—25亿年）的时间，已经形成了薄而活动的原始地壳，出现了水圈和气圈，蕴育和诞生了低级的生命。（一）太古宙的一般地史特征1、缺氧的气圈及水体CO2含量比后来要高。太古宙地层中含有丰2、薄弱的地壳和频繁的岩浆活动3、岩石变质很深4、海洋占绝对优势5、陆核形成陆核的形成标志着地壳构造发展的第一大阶段的结束。6、原始生命萌芽目前已知最古老的生物化石是在南非发现的32亿年前的超微化石——古杆菌和巴贝通球藻（利用电子显微镜观察。这是最原始的原核生物，个体呈圆形和椭圆形，整个个体只有一个细胞组成，没有细胞核。在南非布拉维群灰岩中，还发现了年龄值31亿年的原核细胞蓝绿藻类（形成大型化石叠层石31亿年前蓝绿藻类已经开始繁殖。从无生命到有生命，是生物演化史上的一次飞跃。7、构造运动（二）中国的太古宙地层中国的太古宙地层主要分布于华北及东北南部地区，即东经105°以东，北纬31°—43°之间，构成华北地台的基底。地层划分暂时分下太古界和上太古界，其29—30亿年。自北而南，大致可分为三带：北带自宁夏吉兰泰，经内蒙古乌拉ft到冀东燕ftftft二、 元古宙（一）元古宙的地史特征1、从缺氧气圈到贫氧气圈CO2O2气圈和水体从缺氧发展到含有较多氧的状态。2、从原核生物到真核生物或锥形叠层状，就象扣放着的一摞碗，称做叠层石。生命演化过程中进入一个新阶段。3、由陆核到原地台和古地台由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。4、古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别（二）中国的元古宙古地理和地层1、古元古代塔里木原地台。2、中元古代和新元古代陆壳稳定情况仍存在很大差异。三、 震旦纪（一）世界古地理基本轮廓——台。这时候全世界形成的古地台有：.中国地台（主要包括华北地台，塔里木地台，扬子地台.西伯利亚地台（又称安卡拉地台；Ⅲ.俄罗斯地台（维亚半岛大部地区；.加拿大地台（又称北美地台，包括美国中北部、加拿大地盾，格陵兰地台.巴西地台（又称南美地台，主要包括巴西；Ⅵ.非洲地台（拉伯半岛地块；.印度地台（包括印度中南部；Ⅷ.澳大利亚地台（包括澳大利亚中、西部。古陆地台和澳大利亚地台是一个稳定的联合古陆，在中生代以前它们还没有分裂，总称冈瓦纳古陆。地理角度可以叫海槽。（二）繁盛藻类和后生动物大量出现震旦纪生物界的演化与前期相比，出现迅速和突变的趋势。总的说来，早震旦世（距今8—7亿年）大体是继承青白口纪，微古植物群（如各种刺球藻，属种繁多）和宏观藻类非常繁盛，后者在地层中形成多种叠层石。（三）中国震旦纪古地理轮廓及震旦系震旦纪到来之前，在中国曾发生一次强烈而影响宽广的构造运动，即晋宁运动。受晋宁运动影响，中国古地理形成一种新的格局，华北古陆、扬子古陆。第四节早古生代一、 动物界的第一次大发展——海生无脊椎动物时代2500最多的是节肢动物中的三叶虫，其数量占生物分类总数的60—70％，故寒武纪又称“三叶虫时代”；其次为腕足类动物，约占20—30％；其他无脊椎动物占（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。因此，早古生代是海生无脊椎动物空前繁盛的时代。二、 加里东构造阶段世界古地理轮廓及地史特征（一）加里东运动和加里东构造阶段早古生代初期的大地构造轮廓和震旦纪很相似。后来发生了具有世界影响的构造运动，引起了世界海陆形势的调整和变化，这就是加里东运动。从广义讲，发生在早古生代的构造运动称加里东运动；但狭义的加里东运动，则指志留纪后期的构造运动。早古生代这一时期，称为加里东构造阶段。（二）海洋占优势的时代最大。从整体看来，早古生代仍然是海洋占优势的时代。（三）世界古地理格局及其演变（四）早古生代气候（中国的馒头组（即竹叶状灰岩）等沉积地层；中国的西南部、伊朗、西伯利亚中部、非洲摩洛哥等有岩盐、石膏等蒸发盐；在世界很多地方都分布有鲕状灰岩、白云岩等；还有在中国长江中下游和西南、新疆中天ft、黑龙江北部，西伯利亚、澳大利亚、北美洲、摩洛哥、西班牙、意大利、挪威北部、南极，都发现有古杯动物灰岩和古杯礁。奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似，气候比较温暖。当时北美、西伯利亚和中国华北地区，都有蒸发岩沉积，推测曾存在干热气候环境，属于低纬度地区。有海相红层发现；在西伯利亚、澳大利亚等地有蒸发岩发现，便是证明。三、 早古生代中国地史概况（一）稳定的地台称它们为板块，基底是复杂的变质岩系，盖层主要是稳定沉积类型。1、华北地台包括阴ft-燕ft与秦岭-大别ft之间、贺兰ft以东的近似三角形的广大地区，向东延伸包括东北南部、渤海、黄海北部，从地质构造上讲，也包括朝鲜北部，所以又称中朝地台。2、扬子地台包括秦岭-大别ft以南、雪峰ft（湘）-怀玉ft（赣）以北、龙门ft（川）-哀牢ft（滇）以东的广大地区，向东延展没于黄海南部。3、塔里木地台（二）加里东运动对中国的影响（三）从中国下古生界看中国地史发展主要特征第五节晚古生代一、 晚古生代生物界的飞跃发展（一）植物界的第一次大发展——蕨类时代周而复始，形成了许多煤层，石炭二叠纪是地史上最重要的成煤时代之一。（二）动物界的两次大飞跃——从无脊椎到有脊椎，从水中到陆上类、双壳类、腹足类等科属数量达到极盛。从无脊椎动物发展到脊椎动物，这是动物界发展历史的一次大飞跃。到了石炭纪，有一种叫总鳍鱼的鱼，逐渐演化成两栖类。因在晚古生代后期，地壳运动强烈，环境多变，许多地方海退，出现湖泊沼泽。这种总鳍鱼具有坚硬的（三）晚古生代最重要的生物事件生物界的演化并不是一帆风顺的，其间不断遇到灾难性的事件。以泥盆纪而论，已经被识别的全球性事件至少有8次之多。其中最重要一次为发生于晚泥盆世的生物危机，表现为生物量急剧下降，造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚的10也称弗朗斯-法门事件。二、（一）地史特征

海西构造阶段世界古地理格局变化及地史特征为海西运动，也称华力西运动。晚古生代可以称为海西构造阶段。从地层内容来看，上古生界比下古生界要复杂的多。这是第一个特点。海西构造阶段使陆块从分散趋向集中，这是第二个特点。（二）联合古陆的形成（称泛大陆（三）气候和植物分区据沉积物岩相及其分布情况看，泥盆纪已具明显气候分带现象。（四）石炭、二叠纪是世界上最重要的成煤时代。当石炭二叠纪北方大陆森林繁茂，形成广大煤田的时候，南方冈瓦纳古陆上却是冰雪晶莹，出现了震旦纪和奥陶纪以来规模最大的一次冰川活动三、 晚古生代中国地史概况（一）由海洋向大陆的环境转化就整个时代看，主要还是陆地在不断扩大。（二）上古生界特征在晚古生代时中国各地地壳中国上古生界地层分布很广。第六节中生代一、 中生代生物界的新发一、中生代生物界的新发展（一）裸子植物时代“敏感”表植物.(二)爬行动物时代时代。（三）无脊椎动物进一步发展（四）恐龙全部灭亡——最突出的生物事件“霸”部绝灭，这一事件引起国际科学界的重视和争议。二、 中生代全球大地构造和古地理演化（一）中生代的构造运动ft（二）联合古陆的解体老阿尔卑斯构造阶段是联合古陆解体阶段。大约从三叠纪晚期开始，位于南极周围的冈瓦纳超级大陆逐步分裂为几个大陆。到侏罗纪这种分裂趋势进一步增强，在北大西洋西部巴哈马群岛附近已发现中侏罗世的洋底深水沉积，说明北美和非洲在这一时期已经分裂、漂移，出现北大西洋洋壳海盆。（三）中生代古地理概况（四）中生代气候和沉积矿产，存在有潮湿地带。（五）环太平洋内生金属成矿带形成三、 中生代中国地史概况（一）印支运动结束南海北陆的局面，中国基本形成大陆环境（二）燕ft运动期从南北分异转向东西分异（三）大规模的岩浆侵入和喷发活动（四）西部地区古生代褶皱带强烈上升（五）中国东部中生界第一，北方中生界全部为陆相沉积；而南方则不同。第二，西部川鄂盆地和鄂尔多斯盆地，中生界不见火ft岩系。第三，无论南方或北方，从三叠纪晚期起，特别是到侏罗纪早期，很多盆地中沉积了含煤地层，说明当时气候温暖、植物丛生。有的地方，在三叠、侏罗系中还含有油层或油页岩。（六）中国中生代矿产第七节新生代一、 古近纪（一）向近代发展的生物界种松柏等裸子植物组成的植被逐渐为被子植物所代替。中生代开始出现的哺乳动物得到迅速发展。（二）喜马拉雅构造阶段地史特征新生代的构造运动称新阿尔卑斯运动，又称喜马拉雅运动，简称喜ft运动。（三）中国早第三纪古地理概况1、古地理轮廓中国现代构造和地貌轮廓在中生代末期，即燕ft运动以后就基本上奠定了基础。2、早第三纪地层及有关矿产中国第三系以陆相为主，海相沉积仅限于喜马拉雅ft部地区。二、 新近纪（一）接近现代的生物界物分布范围延伸到更靠北的地方。无脊椎动物，有大量属种是现生属种。早第三纪特别繁盛的海生货币虫类全部绝灭。适应能力较强的双壳类、复足类、介形类继续繁衍。海水中有孔虫、放射虫等非常繁盛。（二）晚第三纪地史特征陆地面积比现在稍小。经过喜马拉雅运动期，阿尔卑斯-喜马拉雅ft脉和环太平洋ft脉都已形成，并继是地史发展中的一件重要事件。（三）中国晚第三纪古地理概况有海水覆盖，全国大部地区都是陆地。三、 第四纪（一）向现代继续演化的生物界第四纪生物界总的面貌已和今天相似，以西北欧为例，在现生植物中大约有很快。（二）频繁而普遍的新构造运动6.6cm。（三）第四纪冰期（四）第四纪沉积物和矿产1、第四纪沉积下界由于第四系有海相陆相之分，二者很难找到共同的标准。1977年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡（剖面作为上新统和更新统的分界剖面，164350—330万年。中国地质学者认为第四纪应定在黄土沉积的248248万年。2、第四纪沉积物特征第四纪沉积物的特点是：大多数未胶结，呈松散状态；保存比较完整；厚度一般相变剧烈，主要有河流沉积、湖相沉积、风成沉积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴沉积、残积、坡积、洪积、重力堆积、火ft堆积、生物沉积和海相沉积等。第四3、第四纪海侵5次海侵，从古至新分别称为海兴海侵、津海侵。4、黄土与气候波动记录5、中国第四系概况中国第四系分布广泛，类型多样，横向多变，以陆相为主。（五）人类的出现上是人类时代。真正的劳动是从制造工具开始的。人类的发展可以分为古猿、直立人（猿人、早期智人（古人）和晚期智人（新人）四个阶段。1