地质学第五章地壳演化简史幻灯片

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1、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 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,主 要 内 容,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。,第一节：概述,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。,对地层的科学研究做出重要贡献的

2、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。,一、地层学理论的建立,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）,地质年代表,晋宁运动 吕梁运动 阜平运动,加里东构造阶段,海西构造阶段,

3、印支构造阶段,燕山构造阶段,喜马拉雅山构造阶段,地质年代单位,时代地层单位地质时代单位 宇（Eonthem）宙（Eon） 界（Erathem） 代（Era） 系（System）纪（Period） 统（Series）世（Epoch）,二、时间标尺的建立,新生包含三四纪，六千万年喜山期。 中生白垩侏罗三，燕山印支两亿年。古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武纪。震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。,二、时间标尺的建立,地质年代表记法,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

4、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。,第二节：地壳历史的研究方法,地层划分的主要依据： 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

5、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,第二节：地壳历史的研究方法,3、古生物（化石） 凡是保存在地层中的地质时期的生物遗体（如动物骨骼、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。,更新世的猛犸象化石,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

6、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。,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 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。,河流相、湖沼相 冰川相、沙漠相,三角洲相、泻湖相、,滨海相、浅海相、 次深海相、深海相、非正常海相,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 珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境。 2、岩性特征和结构 红色岩层指示氧化环境；黑色页岩并含黄铁矿指

7、示还原环境； 3、特殊矿物 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,（三）、岩相分析的原则现实类比方法 1、自然界演化的不可逆性 2、时间因素 3、沉积物的后生变化,第二节：地壳历史的研究方法,三、构造历史分析 构造历史分析在于进一步研究地壳构造运动的历史及发展规律。可以根据岩相的垂直变化、岩层厚度、岩层接触关系等重塑地壳构造运动。,第二节：地壳历史的研究方法,四、地层系统 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2类： 一是区域性或地方性的，以岩性变化为主的地层划分，称为岩石地层分类系统，地层单位为群、组、段等； 一是国际性的、全国性

8、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。,第二节：地壳历史的研究方法,第三节：前寒武纪太古宙 和元古宙,前寒武纪又称前古生代，指寒武纪或古生代以前距今5.43亿年以前的地质时代，是地球历史最早的地质阶段。这一时期形成的地层称前寒武纪。,一、太古宙,缺氧的气圈及水体 薄弱的地壳和频繁的岩浆活动 岩石变质很深 海洋占绝对优势 陆核形成 原始生命萌芽 构造运动 中国的阜平运动是我国已知最早的一次构造运动。,太古宙的一般地史特征,中国的太古宙地层,分布于华北及东北南部地区 ，构成华北地台的基底 。 地层划分

9、为下太古界和上太古界，其界线为2930亿年。 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。,一、太古宙,中国太古宇地层分布略图,一、太古宙,太古宙地层的重要矿产,太古宙地层中尤以铁矿具有世界性的普遍意义。 国内：鞍山式铁矿磁铁石英岩 ； 国外：如，北美苏必利尔湖铁矿等 。,鞍山采矿场,一、太古宙,元古宙的一般地史特征,从缺氧气圈到贫氧气圈 O2 从原核生物到真核生物 叠层石 由陆核到原地台和古地台 陆壳构造发展的第二个阶段 古元古代地层和

10、中、新元古代地层有很大区别 ：前者属活动类型沉积和浊流沉积变质而成的绿岩系 ；后两者已经属于盖层沉积的范畴。,二、元古宙,中国的元古宙古地理和地层,古元古代：中国北方经吕梁运动后形成华北原地台，南方形成扬子原地台，西部则形成塔里木原地台。 中、新元古代 ：华北原地台形成浅海和古陆； 中国西部塔里木地区中上元界分布广泛； 中国南部扬子原地台周围固结扩大，形成大型稳定的扬子地台。,二、元古宙,华北原地台形成浅海和古陆,二、元古宙,中国元古宙的矿产,铁矿宣龙式铁矿 锰矿 蓟县式锰矿 其他 东海式磷矿、含钾页岩矿床等,蓟县风光,二、元古宙,世界古地理基本轮廓,大陆壳已经形成为许多大规模稳定的部分古地台

11、 。 南半球地台是一个稳定的联合古陆，总称冈瓦纳（Gondwana）古陆。,三、震旦纪,震旦纪距今6.80-5.43亿年，属于新元古代的晚期。震旦为中国之古称，作为地层专名。,繁盛藻类和后生动物大量出现,微古植物群和宏观藻类非常繁盛 丛状藻类植物群 伊迪卡拉裸露动物群 从生物地层学角度，震旦纪具有承前启后的特色，是寒武纪生物群发展的前奏,三、震旦纪,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 ： 北部形成华北古陆。 南部形成扬子古陆 。,三、震旦纪,华北古陆,扬子古陆,最古老的一次大冰期震旦纪

12、冰期,冰川广布是震旦纪一个重要的地质事件。 震旦纪大冰期至少可能包括两期： 一是7.47亿年，分布最广； 一是6.5亿年。 我国震旦纪冰期遗迹，最早是在湖北宜昌南沱发现的南沱冰碛层。,三、震旦纪,中国震旦系矿产,这一时期主要形成铁、锰、磷、盐类等矿产，分布于中南及西南各省。 其中具代表性的有： 湘、鄂一带南沱组的锰矿 川西观音崖组的铁矿 湘、鄂、黔地区陡山沱组的磷矿,三、震旦纪,第四节：早古生代 (Pz1),古生代可以分为早古生代和晚古生代。 早古生代距今5.74.09亿年。 早古生代形成的地层叫下古生界。 它划分为三个纪，即寒武纪() 、奥陶纪(O)和志留纪(S)。,一、动物界的第一次大发展

13、海生无脊椎动物时代,寒武纪又称“三叶虫时代”,第四节：早古生代 (Pz1),海生无脊椎动物,第四节：早古生代 (Pz1),笔石始出现于中寒武世，特别繁盛于奥陶纪和志留纪 。这种化石多保存在页岩特别是黑色页岩里，很像是笔迹，因此叫笔石。,第四节：早古生代 (Pz1),从奥陶纪开始，主要是志留纪，出现了淡水原始的鱼类无颌类，属于脊椎动物，说明一个新的时代即将来临。 在植物界方面，寒武、奥陶纪都是以海生藻类为主，到了志留纪，已出现半陆生的裸蕨植物，也意味着即将进入一个新的时代。 从寒武纪一开始生物界便呈现爆发性增长的形势，称其为寒武纪生命“大爆炸”。 三叶虫、腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物,

14、第四节：早古生代 (Pz1),裸蕨植物“无叶植物”。,第四节：早古生代 (Pz1),二、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。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。 海洋占优势的时代,第四节：早古生代 (Pz1),世界古地理格局及其演变 古生代初期，全球计有北美、俄罗斯（欧洲）、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北、华南（扬子）等古陆，以及包括南美、非洲、印度、南极洲、澳大利亚的冈瓦纳古陆。 北方各古陆和冈瓦纳古陆之间是东西横亘的古特提斯海（又称古地中海）。 志留纪末期，北美板块与欧洲板块对接，初步形成劳亚大陆 。,第四节：早古生代 (

15、Pz1),冈瓦纳大陆,劳亚大陆,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 。,第四节：早古生代 (Pz1),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,第四节：早古生代 (Pz1),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,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

16、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。,第四节：早古生代 (Pz1),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。,第四节：早古生代 (Pz1),中国早古生代矿产,（一）磷矿分布普遍 （二）石膏 （三）石灰岩,第四节：早古生代 (Pz1),第五节：晚古生代 (Pz2),晚古生代距今4.092.5亿年， 它划分为三个纪， 泥盆纪（D）、石炭纪(C)、二叠纪(P)。,晚古生代生物界的飞跃发展,植物界的第一次大发展蕨类时代 动物界的两次大飞跃从无脊椎到有脊椎，从水中到陆上 。,第五节：晚古生代 (Pz2),志留纪中期的有颌鱼类,石炭纪两栖类,中晚石炭世