[理学]地壳的发展历史

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1、第四节第四节 地壳的发展历史地壳的发展历史地史地史地壳的发展历史地壳的发展历史地球形成已有地球形成已有4646亿年。在这亿年。在这漫长的时间里，地球曾经历过许漫长的时间里，地球曾经历过许多重大和复杂的变化，其历史就多重大和复杂的变化，其历史就记载在地壳的地层、古生物化石记载在地壳的地层、古生物化石和各种各样的构造变动遗迹中。和各种各样的构造变动遗迹中。一、地质年代一、地质年代1 1、绝对地质年代（同位素地质年代）、绝对地质年代（同位素地质年代） 通过测定岩石的放射性同位素含量，通过测定岩石的放射性同位素含量， 依据其蜕变规律而计算出岩石的年龄。依据其蜕变规律而计算出岩石的年龄。例如：例如： U

2、 UThThPbPb（铀系法，铀钍铅）；（铀系法，铀钍铅）； K KArAr（钾氩法）；钾氩法）； RbRbSrSr（铷锶法）；铷锶法）； 1414C C（碳（碳 14 14 同位素法）。同位素法）。铀系法铀系法 234234U U 半衰期：半衰期：25 25 万年；万年；测年范围：测年范围：5 5 万万 100 100 万年；万年； 210210PbPb 半衰期：半衰期：22.322.3 年；年；测年范围：测年范围： 150 150 年；年；测年材料：沉积物、岩石。测年材料：沉积物、岩石。钾氩法钾氩法 原理：原理：4040K K 因电子俘获而放出因电子俘获而放出 或或 射线、衰变为稳定的同位

3、素射线、衰变为稳定的同位素 4040Ar Ar ， 通过测定样品的通过测定样品的 4040K K 和和 4040Ar Ar 含量就可含量就可 以计算出其年代；年代越老，其以计算出其年代；年代越老，其 4040K K 就相对越少，就相对越少， 4040Ar Ar 就相对越多。就相对越多。 4040K K 半衰期：半衰期：1.3101.3109 9 年；年；测年范围：测年范围： 2 2 万万 800 800 万年；万年；测年材料：火成岩、沉积物。测年材料：火成岩、沉积物。1414C C 法法 原理：原理： 1414C C 由宇宙射线中的中子轰击地由宇宙射线中的中子轰击地 球大气中的氮核，产生核反应

4、而生成。球大气中的氮核，产生核反应而生成。 在在 相当长的地质时期里，相当长的地质时期里， 大气中的大气中的 1414C C 含量含量 基本保持稳定，即基本保持稳定，即 1414C C 背景浓度不变；背景浓度不变； 1414C C 半衰期：半衰期：57305730 40 40 年；年；测年范围：测年范围：0 0 10 10 万年；万年； 测年材料：有机质（如贝壳、骨头、沉测年材料：有机质（如贝壳、骨头、沉 木、木屑、泥炭、碳酸盐沉积等等）；木、木屑、泥炭、碳酸盐沉积等等）；2 2、相对地质年代、相对地质年代指根据生物的发展和岩层形成的顺序，指根据生物的发展和岩层形成的顺序， 而将地壳历史划分为

5、与生物发展相对应的而将地壳历史划分为与生物发展相对应的 一些自然阶段。一些自然阶段。它只表示地质历史的相对顺序和发展它只表示地质历史的相对顺序和发展 阶段，不表示各个时代单位的长短。阶段，不表示各个时代单位的长短。划分依据：划分依据： 地层形成顺序。地层是按时代先后层层地层形成顺序。地层是按时代先后层层 沉积下来的，下面的地层较老，上面的地沉积下来的，下面的地层较老，上面的地 层较新，这称为地层层序律；层较新，这称为地层层序律；古生物化石古生物化石生物的演化规律，总是从简单到复杂，生物的演化规律，总是从简单到复杂， 从低级到高级不断进化的。根据岩层中所从低级到高级不断进化的。根据岩层中所 含化

6、石或化石群的种类来确定其相对新老含化石或化石群的种类来确定其相对新老 关系，进而确定其相对的地质年代，这就关系，进而确定其相对的地质年代，这就 是化石层序律是化石层序律; ;地壳构造运动分析地壳构造运动分析区域性的巨大的地壳运动，常常引起区域性的巨大的地壳运动，常常引起 沉积环境、岩性及生物界的重大变化，据沉积环境、岩性及生物界的重大变化，据 此可作为地史不同阶段划分的重要依据。此可作为地史不同阶段划分的重要依据。 如早古生代末欧洲发生的加里东运动，就如早古生代末欧洲发生的加里东运动，就 成为早古生代与晚古生代划分的标志。成为早古生代与晚古生代划分的标志。3 3、地层年代单位、地层年代单位最高

7、级的地层年代单位叫宇。根据生物最高级的地层年代单位叫宇。根据生物 的出现和最低硬壳化石带以及较高级动物的出现和最低硬壳化石带以及较高级动物 的大量出现，把全部地层分为的大量出现，把全部地层分为 3 3 个宇，即个宇，即 太古宇、元古宇和显生宇，后者包括古生太古宇、元古宇和显生宇，后者包括古生 界、中生界和新生界。界、中生界和新生界。 根据生物界重大门类的演化阶段所划分根据生物界重大门类的演化阶段所划分 的单位叫界。如中生界含有丰富的爬行类的单位叫界。如中生界含有丰富的爬行类 化石，新生界含有种类众多的哺乳动物化化石，新生界含有种类众多的哺乳动物化 石等等。石等等。地层年代单位1 更低一级的地层

8、年代单位叫系。系与系更低一级的地层年代单位叫系。系与系 之间的生物在目、纲范围内有很大变化。之间的生物在目、纲范围内有很大变化。 如泥盆系以鱼纲的大发展、石炭系以两栖如泥盆系以鱼纲的大发展、石炭系以两栖 纲的大发展为主要特征。纲的大发展为主要特征。系一般是根据首次研究的典型地区的系一般是根据首次研究的典型地区的 古地名、古民族名或岩性特征等命名，如古地名、古民族名或岩性特征等命名，如 寒武系、奥陶系、石炭系、白垩系等。寒武系、奥陶系、石炭系、白垩系等。地层年代单位2比系更低一级的地层年代单位叫统。比系更低一级的地层年代单位叫统。 统与统之间的生物在科、目范围内有统与统之间的生物在科、目范围内有

9、 显著的变化。例如，在中国和澳洲的显著的变化。例如，在中国和澳洲的 下寒武统中都有莱氏三叶虫（科），下寒武统中都有莱氏三叶虫（科）， 而在欧美都有小油节虫（科），二者而在欧美都有小油节虫（科），二者 都以多节、多刺、小尾为共同特征，都以多节、多刺、小尾为共同特征， 说明下寒武统所代表的时代是三叶虫说明下寒武统所代表的时代是三叶虫 演化的原始阶段。演化的原始阶段。统的名称另冠以下、上或下、中、统的名称另冠以下、上或下、中、 上字样，如下寒武统、中寒武统、上上字样，如下寒武统、中寒武统、上 寒武统等等。寒武统等等。地层年代单位3根据地层中标准化石和化石组合，可根据地层中标准化石和化石组合，可 把地

10、层划分为阶。阶与阶之间的生物在把地层划分为阶。阶与阶之间的生物在 属和种的范围内有显著差异。属和种的范围内有显著差异。阶以地名命名，如华北的上寒武统阶以地名命名，如华北的上寒武统 地层根据三叶虫的种类划分为崮山阶、地层根据三叶虫的种类划分为崮山阶、 长山阶、凤山阶。长山阶、凤山阶。标准化石：指那些演化最快（地层标准化石：指那些演化最快（地层 中垂直分布距离短）、水平分布最广的中垂直分布距离短）、水平分布最广的 化石，是鉴定地质年代最有价值的化石。化石，是鉴定地质年代最有价值的化石。 例如，属于节肢动物的莱氏三叶虫，就例如，属于节肢动物的莱氏三叶虫，就 是下寒武统地层的标准化石。是下寒武统地层的

11、标准化石。 4 4、地质年代单位、地质年代单位 地质年代单位是从地层年代单位概括地质年代单位是从地层年代单位概括 抽象出来的时间概念，作为比较研究抽象出来的时间概念，作为比较研究 的根据。组成地壳的全部地层（从最的根据。组成地壳的全部地层（从最 老到最新）所代表的时代称地质年代。老到最新）所代表的时代称地质年代。 不同级别的地层年代单位所代表的时不同级别的地层年代单位所代表的时 代，称地质年代单位。代，称地质年代单位。 形成一个宇的地层所占的时间称为宙；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

12、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。形成一个阶的地层所占的时间称为期。5 5、地质年代表、地质年代表指按时指按时 代早晚顺序代早晚顺序 把地质年代把地质年代 进行编年。进行编年。现代的现代的 地质年代表地质年代表 把绝对地质把绝对地质 年代和相对年代和相对 地质年代结地质年代结 合起来，使合起来，使 分年分阶段分年分阶段 更为准确。更为准确。地地层层层层年代年代 单单单单 位位地地质质质质年代年代 单单单单 位位 宇宇 eonothemeonothem宙宙 eoneon界界 erathemer

13、athem代代 eraera系系 systemsystem纪纪纪纪 period period统统统统 seriesseries世世 epoch epoch阶阶阶阶 stagestage期期 age age带带带带 chronozonechronozone时时时时 chronchron二、地壳发展简史二、地壳发展简史（一）太古代（一）太古代 ArAr（ ArchaeozoicArchaeozoic Era Era ）地球形成（地球形成（4646亿年前）至亿年前）至 25 25 亿年前，这亿年前，这 是地史中最漫长的一个代。是地史中最漫长的一个代。 地壳处于早期阶段，为一层脆弱的玄武岩圈，地壳处

14、于早期阶段，为一层脆弱的玄武岩圈， 地壳运动与火山活动极其频繁强烈；当时全球几地壳运动与火山活动极其频繁强烈；当时全球几 乎都是浅海，只有一些分散而孤立的岛屿式的小乎都是浅海，只有一些分散而孤立的岛屿式的小 陆块，最后成为稳定陆块的核心（称为陆核）；陆块，最后成为稳定陆块的核心（称为陆核）；生命起源与演化。生命起源与演化。 无机物无机物 简单有机物（氨简单有机物（氨 基酸等碳氢化合物）基酸等碳氢化合物）蛋白质、核酸等复杂有机蛋白质、核酸等复杂有机 物物原始生命原始生命最原始的生物。最原始的生物。到太古代晚期，海洋里已出现了原始单细胞到太古代晚期，海洋里已出现了原始单细胞 细菌和藻类生物。细菌和

15、藻类生物。（二）元古代（二）元古代 PtPt（ ProterozoicProterozoic Era Era ）距今距今 25 6 25 6 亿年前。亿年前。在此时期，陆壳逐渐增厚，稳定性加强。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、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。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在震旦纪时，地球发生了第一次大冰期 （称为震旦纪大冰期）。（称为震旦纪大冰期）。（二）元古代 2元古代元古代藻类植物时代藻类植物时代元古代藻类空前繁盛，原核生物元古代藻类空前繁盛，原核生物 进化为真核生物。进化为真核生物。到了中、晚元古代大量出现各种到了中、晚元古代大量出现各种 藻类、叠层石（叠层