地质年代的划分及生命的演化历程

地质年代的划分
地质年代开始
于前寒武纪。

前寒武
纪占地球历史的
88%，结束于5.44亿
年前。

地质学家又把
前寒武纪以后到现
在的时间划分为古
生代、中生代、新生
代三个单元。

古生代
就是指远古早期有
生命的时代，许多生
活在古生代的动物
都没有脊椎，也就是
无脊椎动物。

人们常
常称中生代为恐龙时代，其实恐龙只是中生代众多生物中的一种，哺乳动物就是在中生代开始进化的。

地球最近的代是新生代，它开始于6500万年前并持续到现在，新生代也叫哺乳动物时代，我们人类就生活在新生代。

每个代又被划分为几个纪，例如三叠纪、侏罗纪、白垩纪，你可能很好奇这些纪的名字从哪里来的？它们的名字大多来自地质学家第一次发现这个地质年代的岩石和化石的地方。

●地质年代
地球从形成、演化发展46亿年来，留下了一部内容丰富的大自然的巨大史册，这就是各时代的地层。

地质年代的划分是研究地球演化、了解各处地层所经历的时间和变化的前提。

1881年，国际地质学会正式通过了至今通用的地层划分表，以后又不断进行修订、完善，形成了一张系统完整的地质年代表。

地质学家常用放射性同位素测定法和古生物学两种方法来划分不同地质年代的地层。

用放射性同位素测定的地层或岩石的年代，是地层或岩石的真实年龄，称为绝对地质年代；用古生物学方法测定的年代，只反映地层的早晚顺序和先后阶段，不说明具体时间，称为相对地质年代。

把两种方法结合起来，就能更准确地反映地壳的演变历史。

地质学家把地层分为六个阶段：即远太古代、太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。

其中远太古代、太古代和元古代为地球的发展初期阶段，距今时间最远，经历时间也最长，当时的生物仅处于发生和孕育时期。

进入古生代时，海洋里的生物已经相当多了，无论是植物还是动物都开始由低级向高级阶段进化。

到了中生代和新生代，像恐龙、始祖鸟、鱼龙、古象等大型动物相继出现，地球生物界出现了空前的繁荣。

为了深入揭示各地质年代中地层和生物界的特征，地质学家又在“代”的下面划分出许多次一级的地质时代。

如古生代自老到新可分为六个纪：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

中生代分为：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。

新生代分为：第三纪和第四纪。

这些“纪”的名称听起来很古怪，但都各
有各的来历。

例如，在英国的威尔土地区，古时候曾居住过两个名叫“奥陶”和“志留”的民族，于是地质学家便把在这儿发现的两种标准地层称为“奥陶纪”和“志留纪”地层。

又如，在德国和瑞士交界处的侏罗山里发现了另一种标准地层，就取名为“侏罗纪”地层。

而“石炭纪”和“白垩纪”，则表明地层中含有丰富的煤层和白垩土，等等。

地质年代单位是根据生物演化的不可逆性和阶段将地质时期划分为不同的时间单位，故又称为“地质时间单位”。

按级别从大到小将地质时期划分为宙、代、纪、世、期、时等，其中宙、代、纪、世为国际性的地质时间单位，全球通用；期和时是区域性的地质时间单位，只适用于大的区域。

宙是根据动物化石出现的情况，将整个地质时期划分为动物化石稀少的隐生宙和动物化石大量出现的显生宙。

宙进一步划分为代。

代是根据古生物演化的几个主要阶段划分的，隐生宙划分为太古代和元古代，显生宙划分为古生代、中生代和新生代。

代可再分为纪。

纪是基本的地质年代单位，它相当于形成一个“系”（基本地层单位）的时间，主要根据生物演化阶段性划分，延续时间一般为3500～7000万年，但第四系仅100～300万年。

世界最小的国际地质年代单位是纪的再分，一般为三分，称早、中、晚世，如早寒武世、中寒武世、晚寒武世；也有二分，称早、晚世，如早二叠世、晚二叠世。

期和时为区域性地质年代单位。

期是世的再分，相当于形成一个“阶”（区域性地层单位）的时间，大约为300～1000万年。

时是期的再分。

地质年代学geochronology
研究岩层形成的年代顺序及测定其年龄值的学科。

地史学的一个分支。

它与地层学、古生物学、构造地质学、矿物学、地球化学等密切相关。

对地质年代学的研究可制定更准确的地质年表。

地质年代学包括相对地质年代学和同位素地质年代学两大分支。

相对地质年代学的研究对象，包括地层、岩石、古生物和古地磁。

依据地层层序律，先形成的岩层位于下面，后形成的岩层位于上面，这可判定岩层形成的早晚；一些具有特殊性岩石或矿产的岩层，可作为确定相对地质年代的标志，如条带状磁铁石英岩只形成于太古宙至元古宙；生物地层法是利用化石来鉴定地层时代，生物界的演化由简单到复杂，由低级到高级，具有不可逆性和阶段性，在同一时期，生物界大体具有全球一致性，因此，化石是确定相对地质年代的重要手段；古地磁法是利用地磁极性正常和倒转的交替，编制地磁极性年代表，可确定相对地质年代。

同位素地质年代学，又称绝对地质年代学。

当岩浆冷凝，矿物、岩石结晶或重结晶时，放射性元素以某些形式进入矿物或岩石，在封闭体系中，放射性母体或子体同位素持续衰变和积累。

只要准确地测定矿物和岩石中放射性母体和子体的含量，即可根据放射性衰变定律计算出岩石和矿物的年龄。

地层层序律superposition of strata，law of
传统地层学的普遍性原理。

又称叠覆原理。

在层状岩层的正常层序中，先形成的岩层位于下面，后形成的岩层位于上面。

依据这一原理，可判定岩层形成的先后。

这一原理是丹麦地质学家N.斯泰诺于1669年首先提出来的。

它是对沉积物单纯纵向堆积作用而言。

但实际上还存在侧向堆积作用，而绝大部分沉积岩层是侧向进积和纵向加积两种作用的结果。

因此，地层层序律对局部或单个地层剖面是适宜的，而对较大范围的区域就不一定适宜了。

地球化学geochemistry
研究地球（含部分天体）的化学组成、化学作用和化学演化的学科。

地学和化学结合的产物。

地球化学的发展约有3个时期。

①萌芽期，1838 年，德国化学家C.F.舍恩拜因首先提出地球化学这个名词。

19世纪中叶以后，分析化学方法日益进步、化学元素周期律的发现以及原子结构理论的重大突破，为地球化学的形成奠定了基础。

②形成期，1908年美国F. W.克拉克发表《地球化学资料》一书，广泛地汇集和计算了地壳及其各部分的化学组成，明确提出地球化学应研究地球的化学作用和化学演化，为地球化学的发展指出了方向。

③发展期，50年代以后，地球化学除继续把矿产资源作为重要研究对象以外，还开辟了环境保护、地震预报、海洋开发、生命起源、地球深部和地外空间等领域的研究。

地球化学的研究内容有：①研究地球和地质体中元素及其同位素的组成，定量测定元素及其同位素在地球各部分(水圈、气圈、生物圈、岩石圈和地幔等)中的分布。

②研究地球表面和内部及某些天体中进行的化学作用，揭示元素及其同位素的迁移、富集和分散规律。

③研究地球乃至天体的化学演化，即研究地球各层圈中化学元素的平衡、旋回，在时间和空间上的变化规律。

基于研究对象和手段不同，地球化学形成了许多分支学科，包括元素地球化学、同位素地球化学、有机地球化学、天体化学、环境地球化学、矿床地球化学、区域地球化学和勘查地球化学等。

本学科的研究方法，综合了地质学、化学和物理学等的方法和技术，形成一套完整和系统的地球化学研究方法。

包括野外地质观察、采样；天然样品的元素、同位素组成分析和存在状态研究；元素迁移、富集地球化学过程的实验模拟等。

地球化学研究范围经历了由大陆转向海洋，由地壳表部转向深部，由地球转向地外空间的转变。

低温地球化学、地球化学动力学、超高压地球化学、稀有气体地球化学、比较行星地球化学将有更大远景。

构造地质学structural geology
研究岩石圈内地质体的形成、形态和变形构造作用的成因机制及其相互间影响、时空分布和演化规律的学科。

地质学的一个重要分支。

狭义的构造地质学一般限于形变和变形机制的研究，广义的构造地质学还包括大地构造学。

简史构造地质学最先是对构造要素即褶皱与断裂的形态、变形组合的认识和分析，而后又结合岩石组合特征来研究构造演化历史、变形期次与阶段以及动力机制和成因模式，因此总与地质构造学说、假说相联系。

1859年J.霍尔提出沉积重力负荷导致北美阿巴拉契亚山脉呈槽形特征的古生代沉积区的下沉，1873年J.D.丹纳把这种槽形构造命名为地槽，并认为是地球因冷缩而在大陆边缘出现的凹陷带。

地槽概念的出现标志着现代构造地质学的起点。

1887年M.贝特朗提出造山旋回的概念。

1883～1903年E.修斯在其著作《地球的面貌》一书中发展了沉积建造的时空分带理论，从而使地槽地台学说得以建立；并奠定了20世纪前半叶的地质学研究的基础；从构造运动角度看，地槽地台学说是垂直论的代表，也是固定论的思想萌芽。

1912年A.L.魏格纳提出了代表水平论和活动论观点的大陆漂移说，从而揭开了与垂直论、固定论论战的序幕。

1928年A.霍姆斯提出了地壳以下物质热对流假说，支持了大陆漂移说，1924年德国地质学家W.H.施蒂勒提出了造山幕及其世界同时性的学说，支持了地槽学说造山理论，1936年他进一步把地槽划分为正地槽与准地槽，把正地槽又分为优地槽和冒地槽，显示了构造地质学在造山作用理论与岩石建造学说等方面的重大发展，使得地槽地台学说成为20世纪前
半叶地质科学的主导理论。

60年代以后，大陆漂移说重新崛起，并随着海底扩张说、转换断层等概念的相继提出，板块构造理论体系形成。

这是现代地球科学理论的一场革命，由此引起了对地质学中原有的基本原则和规律的重新思考和再认识。

80年代地体学说的提出又进一步充实和推进了构造地质学的研究。

20世纪50年代创立的构造物理学，60年代以后，以J.G.兰姆赛为代表提出的有限应变概念以及从40年代开始进行的岩石变形的物理实验，70年代开展的地球动力学模拟实验和描述计算等均大大提高了构造变形机制定量研究的实践性，扩大了构造成因机制的研究基础，对构造地质学的发展起了重要的促进作用。

研究内容构造地质学主要研究地质体的次生构造及其成因和演化，同时也进行构造作用环境的重建和反演的研究，二者又可概称为改造和建造。

各种构造作用主要集中在岩石圈内，故岩石圈又称构造圈；岩石圈板块运动是构造演化的主因，因此构造地质学研究必须着眼于全球整体的地质演化规律与特定的形成环境相结合。

持续
不断的构
造作用使
地表和地
下各种地
质体发生
形变，如
岩层的弯
曲和断
裂；地表
升降造成
山脉、高
原和盆
地；地表
遭剥蚀和
盆地内沉
积；岩浆
侵入和火
山喷发等
等，它们
的变形、
变位、相
互关系以
及成因机
制和形成
环境都是
构造地质
学的研究
内容；研
究对象的
尺度自矿物晶格位错至巨大造山带的形成。

由构造作用决定的原生构造现象是构造地质学研究的另一内容，如造山带的位置和形态、盆地的形态和分布、各种构造层次的变质作用与分带、不同成因的岩浆岩侵位和火山活动条件等本身特征。

构造地质学还研究与板块运动有关的运动学和动力学问题，如板块俯冲碰撞所产生的陆壳增厚机制，挤压推覆构造、伸展构造、走滑构造等。

地质年代表
按适用范围分有：国际性地质年代表和地方性地质年代表。

国际性地质年代表是将地球上的各种地质事件，按其发生的先后顺序，进行系统地时代编排后列出的反映地质历史的时间表。

在国际性地质年代表的基础上，根据某区域的地质特点，将该区域中发生的各种地质事件按其发生的先后顺序编排出来的地质历史时间表，称为地方性地质年代表.
按时代顺序编排的依据分有：生物地层年代表、同位素年龄年代表及地磁性年代表。

1、生物地层及同位素年龄地质年代表
是根据地层层序律和生物层序律将世界各地的地层进行系统划分和对比后，按一定的时代单位编排，并将各时代的地层分别作放射性同位素年代测定，而建立起来的。

地质年代所使用的时代单位和地层单位如下：
地质年代表
自19世纪以来，人们在长期实践中进行了地层的划分和对比工作，并按时代早晚顺序把地质年代进行编年、列制成表。

早先进行这样的工作，只是根据生物地层学的方法，进行相对地质年代的划分，相对地质年代反映了地球历史发展的顺序、过程和阶段，包括无机界和生物界的发展阶段。

自从同位素年龄测定取得进展以后，对于地质年代的划分起了很重要作用。

因为相对地质年代只能表明地层的先后顺序和发展阶段，而不能指出确切的时间，从而无法确立地质时代无机界和生物界的演化速度。

但有了同位素年龄资料，这个问题便解决了。

并且，在古老岩层中由于缺少或少有生物化石，对于这样的地层和地质年代的划分经常遇到很大困难，而同位素地质年龄的测定则大大推动了古老地层的划分工作。

但是，应该指出，相对地质年代和同位素地质年龄二者是相辅相成的，却不能彼此代替，因为地质年代的研究，不是简单的时间计算，而更重要的是地球历史的自然分期，力求表明地球历史的发展过程和阶段，同位素地质年龄有助于使这一工作达到日益完善的地步。

我们把表示地史时期的相对地质年代和相应同位素年代值的表，称为地质年表，或称地质年代表、地质时代表。

1913年英国地质学家A.霍姆斯提出第一个定量的（即带有同位素年龄数据的）地质年表，以后又陆续出现不同时间、不同国家、不同学者提出的地质年表。

目前比较通用的地质年表
见表1-8。

表1-8地质年代简表
──据王鸿桢、李光岑《中国地层时代表》（1990）简化
此地质年表为一简表，按照生物演化阶段及地层形成的时代顺序，表中列出宙、代和纪，即地质时代从古至今共划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。

其中元古宙又划分为古元古代、中元古代和新元古代；显生宙划分为古生代、中生代和新生代。

其中新元古代的晚期，划分出一个震旦纪，目前只适用于中国；古生代划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪；中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪；新生代划分为第三纪和第四纪。

纪以下还可以再划分为世，除去震旦纪、二叠纪、白垩纪等是二分外，其余均按三分法，如寒武纪分为早寒武世、中寒武世、晚寒武世，奥陶纪分为早奥陶世、中奥陶世、晚奥陶世，…；但石炭纪原来也是按三分法分为早、中、晚石炭世，近来顷向于按二分法分为早、晚石炭世；至于第三纪和第四纪所划分的世则另有专称，如古新世、始新世…更新世、全新世等，所有关于世的划分，此表一概从略。

所有与地质时代单位（宙、代、纪、世）相对应的地层单位（宇、界、系、统），如太古宙形
成的地层称太古宇，古生代形成的地层称为太古界，寒武纪形成的地层称为寒武系，早、中、晚寒武世形成的地层分别称为下、中、上寒武统…，凡此本表也都从略。

各个地质时代单位都标有英文字母代号，宙（宇）的符号采用两个大写字母，如太古宙（宇）的代号为AR；代（界）的代号也是两个字母，但第一个字母大写，第二个字母小写，如古生代（界）的代号为Pt；纪（系）的代号都是采用一个大写字母，如奥陶纪为O，志留纪为S，等等，这些代号都是各自英文名称的缩写。

地质年表的各有关地质时代都列出“距今年龄值”，表的右侧列出与地质时代相应的生物演化阶段。

关于地质历史演化的具体情况，将在本书的最后一部分予以介绍。

地质年代表
（单位：百万年）
地质年代表及相应动植物出现时代与进化程序表
地質年代表Geological Time Scale Geological Time Scale
EON
代
ERA
紀
PERIOD
世
EPOCH
距今大約年代
(百萬年)
MILLION
YEARS
顯生宙Phanerozoic
新生代
Cenozoic
第四紀
Quaternary
全新世Holocene現代Today--0.01
更新世Pleistocene0.01--1.8
第三紀
Tertiary
上新世Pliocene 1.8--5.3
中新世Miocene 5.3--23
漸新世Oligocene23--36.5
始新世Eocene36.5--53
古新世Palaeocene53--65
中生代
Mesozoic
白堊紀Cretaceous-65--145
侏羅紀Jurassic-145--208
三疊紀Triassic-208--248
古生代
Palaeozoic
二疊紀Permian-248--290石炭紀Carboniferous-290--360
泥盆紀Devonian-360--410
志留紀Silurian-410--438
奧陶紀Ordovician-438--510
寒武紀Cambrian-510--570
元古宙Precambrian
元古代
Proterozoic
震旦紀Sinian-570--800
- 800--2,500
太古宙Archaean
太古代
Archaeozoic
-2,500--4,600
A.魚類Fishes, 2, 3
B.鯊魚牙Shark Teeth, 2
C.海洋生物Sea Life, 2, 3
D.三葉虫Trilobites, 2, 3, 4, 5
E.恐龍Dinosaurs, 2, 3, 4 , 5
F.其他動物Other Animals, 2
G.昆虫Insects, 2
H.植物Plants
I.太空隕石Meteorite, 2化石書籍Fossils Book
地质年代名称的由来
今天一个上过初中的人都可能知道地球有46亿年的历史了，而
且许多人还可能了解地层形成的基本过程和原理。

另外近些年来人
们对“寒武纪”、“侏罗纪”、“白垩纪”、“第四纪”这样的词也比较熟悉了，
但是这些名词是如何来的恐怕很多人只是个较朦胧的印象吧？
大家知道按地层的年龄将地球的年龄划分成一些单位，这样可便于我们进行地球和生命演化的表述。

人们习惯于以生物的情况来划分，这样就把整个46亿年划成两个大的单元，那些看不到或者很难见到生物的时代被称做隐生宙，而将可看到一定量生命以后的时代称做是显生宙。

隐生宙的上限为地球的起源，其下限年代却不是一个绝对准确的数字，一般说来可推至6亿年前，也有推至5.7亿年前的。

从6亿或5.7亿年以后到现在就被称做是显生宙。

宙下被划分为一些代。

通常的分法大致有：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五个代。

太古代一般指的是地球形成及化学进化这个时期，可以是从46亿年前到38亿年前或34亿年前，这个数字之所以有数以亿计的年数之差是因为我们目前所能掌握的最古老的生命或生命痕迹还有许多的不确定因素。

元古代紧接在太古代之后，其下限一般定在前寒武纪生命大爆发之前，这个时期目前在5.7亿到6亿年前。

太古代和元古代这两个名称是1863由美国人洛冈命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物界次古老。

自寒武纪后到2.3亿年前这段时间为古生代，这个名称由英国人赛德维克制定，他依照洛冈取了生物界古老的意思，此事发生在1838年。

从2.3亿年前到0.65亿年前为中生代，从0.65亿年后到现在为新生代。

这两个代均由英国人费利普斯于1841年命名，取意分别为生物界中等古老和生物界接近现代。

(见附表)
代以下的划分单元为纪。

让我们从最古老的一个纪开始吧。

最古老的纪叫震旦纪，由美籍人葛利普于1922年在中国命名，葛氏当时活动在浙、皖一带，他按照古代印度人称呼中国为日出之地而取了这个名称。

起于18或19亿年前，止于5.7亿年前。

这个时期的生命主要是细菌和蓝藻，后期开始出现真核藻类和无脊椎动物。

1936年赛德维克在英国西部的威尔士一带进行研究，在罗马人统治的时代，北威尔士山曾称寒武山，因此赛德维克便将这个个时期称为寒武纪。

33年以后，另一位英国地质学家拉普华兹在同一地区发现一个地层，这个与较早发现的志留纪与寒武纪相比有着诸多不同的地方，它介入上述两个层之间，显然是属于一个不同的有代表性的时期，因此他根据一个古代在此居住过的民族名将这个时期称为奥陶纪。

志留纪的名称的产生比寒武纪和奥陶纪都要早，大约是在1835年，莫企孙也是在英国西部一带进行研究，名称的意思来源于另一个威尔士古代当地民族的名称。

莫氏和赛德维克于1839年在德文郡（Devonshire）将一套海成岩石层按地名进行了命名，中文翻译为“泥盆”。

石炭这个名称的出现可能是最早的，1822年康尼比尔和费利普斯在研究英国地质时，发现了一套稳定的含煤炭地层，这是在一个非常壮观的造煤时期形成的，因此因煤炭而得名。

二叠纪这个名称是我国科学家按形象而翻译的，最初命名时是在1841年，由莫企孙根据当地所处彼尔姆州（俄乌拉尔山乌法高原）将其命名为彼尔姆纪。

后来在德国发现这个时期的地层明显为上是白云质灰岩下是红色岩层，这也是我国后来翻译成二叠纪的根据。

以上为古生代的六个纪。

中生代为三个纪。

第一个是三叠纪，由阿尔别尔特命名于德国西南部，这里有三套截然不同的地层，因此得名，此事在1834年。

在德国和瑞士的与瑞士交界处有一座侏罗山，1829年前后布朗维尔在这里研究发现该处有非常明显的地层特征，因此以山命名，如果1820年英国人史密斯首先命名的话，现在肯定不会是侏罗纪这个名称，因为他当时在英国面部研究的菊石正好就是这个时期的。

两年后的1822年，德哈罗乌发现
英吉利海峡两岸悬崖上露出含有大量钙质的白色沉积物，这恰恰是当时用来制作粉笔的白垩土，于是便以此命名为白垩纪。

需要指出的是，世界上大多地区该时期的地层并不都是白色的，如在我国就是多为紫红色的红层。

莱尔曾经将古生代称第一纪，中生代为第二纪，新生代为第三纪，1829年德努阿耶在研究法国某些地区的地质时按魏尔纳的分层方案从第三纪中又划分出来了第四纪，这样，新生代便由这两个纪所组成。

从前的第一纪则由纪升代含六个纪，同样第二纪也升代含三个纪。

纪下面还有分级单位，如“世”，一般是将某个纪分成几个等份，如新生代依次分为古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世、更新世、全新世等。

宙代纪世距今年
数
生物的进化
显生宙新
生
代
第四纪
全新世1万人类时代现代动物
现代植物更新世200万
第三纪
上新世600万
被子植物和
兽类时代中新世2200万
渐新世3800万
始新世5500万
古新世6500万
中
生
代
白垩纪 1.37亿
裸子植物和
爬行动物时代侏罗纪 1.95亿
三迭纪 2.30亿
古
生
代
二迭纪 2.85亿
蕨类和
两栖类时代石炭纪 3.50亿
泥盆纪 4.05亿裸蕨植物
鱼类时代志留纪 4.40亿
奥陶纪 5.00亿
真核藻类和
无脊椎动物时代寒武纪 6.00亿
隐生宙元
古
震旦纪
13.0亿
19.0亿
细菌藻类时代
34.0亿
太
古
46.0亿地球形成与化学进化期
>50亿太阳系行星系统形成期
地质年代。