地壳演化简史

第二节：地壳历史的研究方法
地层既然具有时代的概念，所以地层就有所谓上下 或新老关系，这叫做地层层序，也就是相当于一本书的页 次。如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老， 愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。这种上新下 老的关系叫地层层序律。
第二节：地壳历史的研究方法
地层划分的主要依据：
第一节：概述
根据不同岩层所含化石的出现顺序确定地层相对顺 序的原理称为化石顺序律。这一原理是法国吉罗-苏拉威 1777年首先发现的，但由于当时的欧洲处于水成论和火 成论激烈争论的年代，所以这一原理并没有受到重视。 1796年，英国的史密斯独立的提出了“ 每一岩层都含有 其特殊的化石， 根据化石可以鉴定地层顺序” 的论断， 并成为这一原理的实践者。但是他两所确立的化石顺序律 还只是经验性的，直到1859年达尔文发表《物种起源》 确立了生物进化论，才赋予化石顺序律以科学性。生物进 化不可逆性和阶段性的规律与化石顺序律的结合，奠定了 生物地层学的理论基础。
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 例如现代珊瑚生活要求水温20℃左右，水中没有混 杂的泥沙，水深不超过50-70m，因此珊瑚化石指示清澈 温暖的浅海环境。 2、岩性特征和结构 例如，红色岩层指示氧化环境；黑色页岩并含黄铁矿 指示还原环境；交错层、不对称波痕等反映流动浅水地区； 干裂反映滨海、滨湖等环境； 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。
第一节：概述
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古生界，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…… 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Pz； 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。
第二节：地壳历史的研究方法
3、陆相沉积 大陆是遭受剥蚀的地区，但在相对低洼部位可以接 受沉积。和海相沉积相比，陆相沉积类型多种多样，横向 变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以碎屑（砾、 砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。陆相沉积对 于气候和地形的反映十分敏锐，在不同气候、地形和外营 力的条件下便有不同类型的沉积，主要有残积、坡积、洪 积、冲积、湖泊和沼泽沉积、风积、冰川和冰水沉积、洞 穴堆积等。
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。
第一节：概述
古希腊的色诺芬尼提出，化石是海生动物被大水挟带 泥沙一起冲到陆地上堆积而形成。亚里士多德认为“陆地 和海洋的分布不是永恒的” ，海陆变迁是“按一定规律 在一定时期发生的” 。阿拉伯学者阿维森纳和比鲁尼认 识到岩层中的化石是海陆变迁的证据，化石的形成要经历 很长时间。中国晋代葛洪所著《神仙传》中载有“东海三 为桑田”的故事。唐代颜真卿，宋代沈括都把山崖中的螺 蚌壳视为沧海桑田变化的见证。宋代朱熹明确指出，岩石 “即旧日之土” ，化石螺蚌壳“即水中之物” ，他认为 由于地壳变动“下者变而为高，柔者变而为刚” ，对地 层和化石形成给予了科学的解释。
第一节：概述
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” b、“大地质旋回”的理论 c、 “化石顺序定律”
第一节：概述
地质年表（或称地质年代表、地质时代表）的编制 标志着地球演化时间标尺的建立。在相对地质年代的基础 上， 应用同位素地质年代进行准确的测年，二者相辅相 成，所得到的地质年表不仅可以反映地球历史发展的顺序、 过程和阶段，而且能够确立地质时代无机界和生物界的演 化速度。第一个带有同位素年龄数据的地质年表是英国地 质学家霍姆斯于1913年提出的，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。
第一节：概述
欧洲人对化石和地层的细致观察始于文艺复兴时期。 意大利著名画家、科学家达.芬奇将贝类化石和现代贝类 进行比较，得出化石是过去生物遗体的正确结论。在其 《笔记》一书“地球和海”一章中，反复论述了是地壳 运动把含有生物化石的岩层抬升到高处。 科隆纳F区分了化石的保存类型，并将化石分为陆生、 海生两大类。在持化石生物成因观点的学者中，不少人 将化石与诺亚洪水联系起来。英国的伍德沃德J在《地球 自然历史初探》(1695)中提出全球性洪水造成大部分生 物死亡，化石就是它们的遗体。这种“洪积说”观点曾 为人们普遍接受。
第一节：概述
对地层的科学研究做出重要贡献的是丹麦学者斯泰诺 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。
第二节：地壳历史的研究方法
例如，在甲、乙、丙3个地点均含有相同的化石，把 含相同化石的地层用虚线连接起来，说明它们属于同一时 代的地层。有的剖面未见底部出露，有的剖面未见顶部地 层，但把甲、乙、丙3地的地层综合在一起，就可以知道 一个地区的全部地层顺序、岩性、厚度、含化石情况等 （如图5-5右侧综合图），同时对此进行分析，这一地区 的古地理发展情况也就一目了然了。
第二节：地壳历史的研究方法
如果有多次侵入现象，则侵入体往往互相穿插，在这 种情况下，被穿过的岩体时代较老，穿越其他岩体者时 代较新（图5-4）。
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。生物是从简单向复杂， 从低级向 高级发展的， 生物演化既具有不可逆性，又具有阶段性。 所以一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层 里， 而相同地质年代的地层里必定保存着相同或近似种 属的化石或化石群。这种关系就叫生物层序律。这样就有 可能根据化石确定地层的地质年代。
第二节：地壳历史的研究方法
对于侵入岩来说，则必须根据侵入岩和围岩的接触关系确定时 代。一种关系是侵入接触，即岩浆体侵入围岩之中，其特点是围岩 接触部分有变质现象，火成岩中还往往有捕虏体存在。这种情况， 可以确定侵入岩的时代晚于围岩（图5-2）。另一种关系是沉积接 触，即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又为新的沉积岩层所覆盖。 其特点是上覆沉积岩层不可能有接触变质现象，而侵入岩中也不会 有上覆岩层的捕虏体存在。这种情况可以确定侵入岩的时代早于上 覆岩层的时代（图5-3）。
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
姓名：唐晓峰 专业：人文地理学 学号：2014110802004 学院：生态旅游学院 教师：吴利华老师
第一节：概述
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。为了了解地壳的发展过程和 演化规律，就必须研究地史。长期以来，地质调查主要局限于大陆 部分，自20世纪50年代开始对海底的探测和地壳深部及上地幔的研 究逐步开展，航天技术与遥感技术的发展应用，为认识地球提供了 新线索和新领域，但这仅仅是开端，目前资料最多的仍旧是大陆壳 的历史。不过，在地球科学领域，向地球内部、向广深海洋进军的 时代已经开始。 地球经历了46亿年的历史。研究人类历史有文字文物可考，研 究地球历史却无任何文字和文物可鉴。但地球本身在特殊的“书页” 中记录了自己的发展历程，这些“书页”就是地层。地层留下了历 史事件的痕迹，保存了不同时代的生物遗体和遗迹，遗留下环境变 化的物质凭证。恢复地球的历史，主要是靠“阅读”这些不是文字 却胜似文字的记录，通过地层层序、构造顺序和古地理环境的分析 来实现。全球统一的、客观的时间标尺，年代更是重建地球历史的 基础。
第二节：地壳历史的研究方法
（4）、非正常海相：包括淡化海和咸化海。
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第二节：地壳历史的研究方法
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： （1）、三角洲相：在河流入海处，特别是在河流含砂量 大、海底较浅而且比较稳定的地区，常常形成三角洲。 （2）、潟湖相：形成于水体与海洋的联系为砂堤部分隔 绝的滨海地区。
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。
猛犸象
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 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。 例如，河北、山西、山东、河南、陕西等地区都各发育了 一套地层，弄清哪些是同时代的，哪些不是同时代的，然 后才能了解整个华北地区什么时候有海侵，范围有多大， 哪里最深或最浅，什么时候有海退，哪里变成了陆地，生 物是怎样演化的，各地区之间有什么共性和差异等。
第一节：概述
19世纪末，人们发现同时期形成的地层在不同地点具 有不同的岩性，这种变化导出了岩相横向变化的概念。 1894年，德国学者瓦尔特在《历史性科学——地质学导 论》一书中把岩相横向变化与海侵作用联系起来，说明了 沉积环境随时间的推移在空间上的变化，解释了时间界面 同岩相界面的关系，提出了著名的岩相对比定律，称为瓦 尔特定律。
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 （一）、沉积相分类 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。 1、海相沉积 （1）、滨海相：发育于低潮线和高潮线之间及其临近地 带的狭长滨海区，潮汐作用和波浪作用占主要地位。 （2）、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洋部分。 （3）、半深海相和深海相：存在于半深海（海面下约 200-2500m）和深海（ 约2500m以下）地区，即相当于 大陆坡及大洋盆地地带。
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
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
地层划分的对象一般是沉 积岩，但对于火成岩也必须确 定它的新老顺序。对于喷出岩 来说，如果喷出岩夹于沉积岩 层之间，只要把喷出岩上下沉 积岩的时代确定出来，喷出岩 的时代就知道了。（图5-1）