第二章 第二部分 地质年代与生物演化

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1、地质年代与 生物演化地质年代地质年代1 1 相对地质年代：相对地质年代：地质体形成或地质地质体形成或地质 事件发生的先后顺序事件发生的先后顺序 2 2 绝对年代：绝对年代：地质体形成或地质事件地质体形成或地质事件 发生距今有多少年发生距今有多少年 3 3 地质年表地质年表相对地质年代（确定原则）相对地质年代（确定原则）v地层层序律 ：根据叠加原理。（老地 层在下，新地层在上）利用波痕，层理 ，泥裂，雨痕可判断岩层顶底。v生物层序律：生物演化遵循由简单到复 杂，低级到高级的不可逆原则。利用生 物群特征确定岩层新老。v地质体之间的切割关系：被切割的先形 成，切割者后形成。地层及其层序的建立地层及其

2、层序的建立vv地层：地层：在特定的地质时期形成的层状岩层。在特定的地质时期形成的层状岩层。v地层层序律：地层形成时是水平或接近水平地层形成时是水平或接近水平 的，较老地层在下，较新地层在上，简言之的，较老地层在下，较新地层在上，简言之 ，原始产出的地层具有下老上新的规律，即，原始产出的地层具有下老上新的规律，即 地层层序律（叠置原理）。地层层序律（叠置原理）。vv是确定地层相对年代的基本方法。是确定地层相对年代的基本方法。地层新老关系的确定地层新老关系的确定地层新老关系的判断1、如果地层未经历构造运动，则为下老上新；2、如果地层因构造运动而倾斜，则顺倾斜方向的地 层新，反倾斜方向的地层老；3、

3、如果构造运动强烈造成地层层序倒转，即上下关 系颠倒，必须利用沉积岩的沉积构造来判断岩层的顶 底面，恢复原始层序，确定新老关系。水平地层倾斜地层直立地层干裂、波痕干裂、波痕 斜层理斜层理 递变层理递变层理根据沉积岩的原生构造判断地层层序根据沉积岩的原生构造判断地层层序生物层序律埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹称为化石。生物层序律：生物的演化从简单到复杂，从低级 到高级不断发展。一般来说，年代越老的地层中 所含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的 地层中所含生物越进步、越复杂、越高级。另一 方面，不同时期的地层中含有不同类型的化石及 其组合，而在相同时期且在相同地理环境下所形 成的地层，只要原先

4、的海洋或陆地相通，都含有 相同的化石及其组合。鱼化石及化石的形成过程鱼化石及化石的形成过程各 种 化 石 标 本对于研究地质年代有决定意义的化 石，应该具有在地质历史中演化快 、延续时间短、特征显著、数量多 、分布广的特点，这种化石称为标 准化石（index fossil）。三叶虫三叶虫vv浅海底栖、游泳节肢浅海底栖、游泳节肢 动物。动物。vv个体一般长数厘米。个体一般长数厘米。vv由头甲、胸甲和尾甲由头甲、胸甲和尾甲 组成。组成。vv寒武纪、奥陶纪繁盛寒武纪、奥陶纪繁盛 。笔石笔石vv已灭绝的海已灭绝的海 生群体生物生群体生物 。vv像写在岩层像写在岩层 上的笔迹而上的笔迹而 得名。得名。v

5、早奥陶世至 早泥盆世的 标准化石。蜓（纺锤虫）蜓（纺锤虫）vv已经灭绝的海生已经灭绝的海生 原生真核单细胞原生真核单细胞 动物。动物。 vv钙质外壳，一般钙质外壳，一般 36mm36mm。vv包括：初房、旋包括：初房、旋 壁、隔壁等构造壁、隔壁等构造 。vv石炭纪、二叠纪石炭纪、二叠纪 标准化石。标准化石。地层的划分和对比地层的划分和对比vv地层的划分：是依据地层的某种特征或属性地层的划分：是依据地层的某种特征或属性 ，按照地层的原始顺序，将地层剖面划分为，按照地层的原始顺序，将地层剖面划分为 不同类型、不同级别的地层单位。不同类型、不同级别的地层单位。vv地层的对比：是依据地区的特征或属性，

6、对地层的对比：是依据地区的特征或属性，对 不同地区的地层单位进行比较研究，论征这不同地区的地层单位进行比较研究，论征这 些地层单位在特征和地层位置上的对应和相些地层单位在特征和地层位置上的对应和相 当关系。当关系。 地层柱状图地层划分地层对比地层对比A A 地层完整地层完整 B B 地层缺失地层缺失地质体之间的切割关系切割率：就侵入岩和围岩的关系来说，总是侵入 者年代新、被侵入者年代老。引申：可以用来确定有交切关系或包裹关系的任 何地质体和地质界面的新老关系。即：切割者新 ，被切割者老；包裹者新，被包裹者老。根据地质体之间的切割关系判断新老关系12345612783349绝对年代（同位素年龄的

7、测定）原理：原理：vv放射性元素衰变后成为稳定元素；放射性元素衰变后成为稳定元素； 如：铀（如：铀（238238）= =铅（铅（206206）+8+8氦（氦（4 4 ）。）。vv衰变具固定的半衰期（年）；衰变衰变具固定的半衰期（年）；衰变 速度不受外界影响。速度不受外界影响。vv矿物为测定对象。矿物为测定对象。放射性元素的衰变放射性元素的衰变vv氦核氦核 vv电子电子 vv能量能量 U-238U-238衰变成衰变成Pb-206Pb-206的过程的过程放射性C14是由于大气层中宇宙射线冲击N14而产生 的。C14以二氧化碳形式被生物吸收到组织、外壳和 骨骼。当生物活着的时候，放射性同位素C14与

8、稳定 同位素C12的比例保持平衡。当生物死后，C14不仅 得不到补充，相反由于衰变而含量不断减少。人们 把标本中含C14率与现代生物中含C14率进行比较以 求得标本年龄。放射性碳-C14C14的半哀期为5730年，只 适于测定40,000年以内的年 龄。C14测定法被古人类学家 、考古学家和地质学家广泛 采用。绝对年代（古地磁方法的测定）原理： a地质历史中地磁场的南北极不断变 化，而且每一磁性时期的延续时间也 不相同。b通过测定岩石极性变化特征，与标 准值对比，可推断该岩石的形成年代 。c只限于中生代以来的岩石年代。地质年代单位与年代地层单位根据年代先后把地质历史进行系统性的编年 ，得出了地

9、质年代表。包括各个地质年 代单位、名称、代号和同位素年龄值。地质年代表反映地壳中无机界与有机界演化 的顺序、过程和阶段。地质年代单位与年代地层单位相对应：宙-宇 、代-界、纪-系、世-统、期-阶。宙（宇）代（界）纪纪（系）显显生宙新生代（Kz）第四纪纪（Q） 新近纪纪（N） 古近纪纪（E）中生代（Mz）白垩纪纪（K） 侏罗纪罗纪 （J） 三叠纪纪（T）古生代 （Pz）晚古生代 （Pz2）二叠纪纪（P） 石炭纪纪（C） 泥盆纪纪（D）早古生代 （Pz1）志留纪纪（S） 奥陶纪纪（O） 寒武纪纪（）元古宙（Pt）太古宙（Ar）地质年代表岩石地层单位根据地层的岩性特征在垂直方向上的差异，将 地层分层

10、，建立起地层系统和层序。这样划分 出来的地层单位，称为岩石地层单位。群（Group）：厚度大、成分不尽相同但总体 外貌一致的一套岩层。组（Formation）：由一种岩石组成，也可以 由两种或更多种的岩石互层组成。段（Member）：代表组内岩性相当均一的一 段地层。生物演化生物演化又可以分为早 期和晚期两个阶段。早 期生物演化为细胞演化 阶段；晚期生物演化为 组织器官演化阶段（系 统演化阶段）。细胞演 化阶段是从原始的单细 胞生命产生到后生动植 物的大量出现，持续了 25亿年以上。后生动 植物出现后，生物进入 系统演化阶段，在大约 7亿年的时间内，数以 千万计的物种经历了形 成和绝灭的演化历

11、程。前寒武时期前寒武时期v有机碳(38亿年前,格陵兰)v菌类化石(35亿年前,澳大利亚和南非)v真核生物化石(25亿年前,中国)v多细胞生物(8亿年前,后生动物;澳大利亚的埃 迪卡拉动物群)v叠层石(前寒武的主要化石)8 8亿年前的后生动物复原图亿年前的后生动物复原图古生物演化（时间单时间单 位：Ma）542488443416360299寒武纪纪奥陶纪纪志留纪纪泥盆纪纪石炭纪纪二叠纪纪三叶虫增 多珊瑚虫、 腕足动动物 、鹦鹉鹦鹉 螺 、笔石随 处处可见见有颚鱼颚鱼 出 现现，海螺 已存在鱼类鱼类 增多 ，第一批 两栖动动物 出现现第一批爬 行动动物及 第一批有 翅昆虫出 现现，两栖 类类增多昆

12、虫种类类 增多，爬 行动动物占 据陆陆地251190145652.5/1.8三叠纪纪侏罗纪罗纪白垩纪纪第三纪纪第四纪纪恐龙龙、哺 乳类类开始 出现现鸟类鸟类 出 现现、恐龙龙 繁盛恐龙龙繁盛 到灭绝灭绝灵长类长类 出 现现到古猿 类类出现现人类类出现现早古生代生物特征早古生代生物特征vv寒武纪以三叶虫为主。寒武纪以三叶虫为主。vv奥陶纪主要为鹦鹉螺。奥陶纪主要为鹦鹉螺。vv志留纪腕足、双壳、笔石繁盛。志留纪腕足、双壳、笔石繁盛。vv寒武纪末出现鱼类。寒武纪末出现鱼类。vv志留纪末期出现裸蕨植物。志留纪末期出现裸蕨植物。 vv早古生代是海生无脊椎动物大发展的时早古生代是海生无脊椎动物大发展的时

13、期。期。vv三叶虫化石三叶虫化石( (上上) )vv腕足化石腕足化石( (右右) )澄江动物群澄江动物群 复原图复原图晚古生代生物特征晚古生代生物特征vv无脊椎动物、脊椎动物、陆生植物共同无脊椎动物、脊椎动物、陆生植物共同 发展的时期。发展的时期。 vv无脊椎动物的腕足、珊瑚、菊石、蜓大无脊椎动物的腕足、珊瑚、菊石、蜓大 发展。发展。vv脊椎动物的鱼类泥盆纪大发展。脊椎动物的鱼类泥盆纪大发展。vv泥盆纪晚期出现两栖类，石炭泥盆纪晚期出现两栖类，石炭二叠纪二叠纪 大发展。大发展。vv晚石炭纪出现原始爬行类。晚石炭纪出现原始爬行类。vv植物界在石炭植物界在石炭二叠纪乔木、蕨类植物二叠纪乔木、蕨类植

14、物 空前繁盛空前繁盛, ,成为世界上的重要成煤期。成为世界上的重要成煤期。珊瑚珊瑚vv海生腔肠底栖固着海生腔肠底栖固着 生物。生物。vv温暖、清澈浅海造温暖、清澈浅海造 礁。礁。vv分单体和复体。分单体和复体。vv具中轴、外壁、隔具中轴、外壁、隔 壁、横板、鳞板等壁、横板、鳞板等 构造。构造。vv古生代皱纹珊瑚和古生代皱纹珊瑚和 横板珊瑚繁盛；中横板珊瑚繁盛；中 生代至现代六射珊生代至现代六射珊 瑚发育。瑚发育。菊石化石 蕨类植物蕨类植物vv鳞木是石松类鳞木是石松类 的高大木本乔的高大木本乔 木。木。vv高达高达40m40m，直，直 径径2m2m，主要造，主要造 煤植物。煤植物。v石炭纪、二叠

15、 纪繁盛。cm 芦木芦木vv楔叶类高楔叶类高 大乔木。大乔木。vv石炭纪至石炭纪至 二叠纪繁二叠纪繁 盛。盛。轮叶轮叶 AnnulariaAnnularia：楔叶类枝叶化石：楔叶类枝叶化石中生代生物特征中生代生物特征vv爬行动物（恐龙）和裸子植物大爬行动物（恐龙）和裸子植物大 发展的时代。发展的时代。vv三叠纪末出现哺乳动物。三叠纪末出现哺乳动物。vv侏罗纪晚期出现了始祖鸟。侏罗纪晚期出现了始祖鸟。vv我国近年辽宁西北部发现的中华我国近年辽宁西北部发现的中华 龙鸟找到了爬行类向鸟类进化的龙鸟找到了爬行类向鸟类进化的 证据。证据。始祖鸟复原图始祖鸟复原图始祖鸟化石始祖鸟化石中华龙鸟（白垩纪）爬行

16、类爬行类vv陆地产卵陆地产卵 、孵化的、孵化的 脊椎动物脊椎动物 。vv中生代繁中生代繁 盛。盛。满洲龟满洲龟裸子植物裸子植物vv苏铁类叶苏铁类叶 部化石。部化石。vv大型羽状大型羽状 复叶。复叶。v中生代繁 盛。cm 新生代vv哺乳动物、鸟类和被子植物大发展哺乳动物、鸟类和被子植物大发展 的时代。的时代。vv人类的出现是第四纪的重要标志。人类的出现是第四纪的重要标志。哺乳类哺乳类vv胎生高等胎生高等 脊椎动物脊椎动物 。vv新生代繁新生代繁 盛。盛。猛犸象复原图 鸟类 恒温、飞翔高等脊椎动物（新生代）玉门甘肃鸟被子植物被子植物vv中华古果中华古果vv最早的被子最早的被子 植物。植物。辽宁古果被子植物叶化石被子植物叶化石人类的起源与演化人类的起源与演