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地壳演化简史概要
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
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。
地壳演化简史
的生长发育。
寒武纪时主要 是水的世界， 已经形成的古
陆上全部是童
山和荒漠，而 且彼此孤立、 分隔，不具备
1.气候变化方面
晚古生代
海域缩小，陆 地面积扩大， 浅海明显向大 陆转化岩浆侵 入，火山喷发， 大气中的氧含 量进一步增加
中生代
三叠纪的全球气候较为
新生代
第四纪以来， 干湿及冷暖交 替的波动气候，
地壳演化简史
小组成员：。。。。。
三
个
方 ，
面
CONTENTS
1.气候变化方面
太古宙
太古宙是一个 地壳薄、地热 梯 度 陡 、 火 山—岩浆活动 强烈而频繁、 岩层普遍遭受 变形与变质、 大气圈与水圈 都缺少自由氧、
远古宙
由于藻类植物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
早古生代
寒武纪时海洋 中十分温暖， 适合各种生物
日益繁盛，它
们营光合作用 不断吸收大气 中的CO2，放出 O2，使气圈和 水体从缺氧发 展到含有较多 氧的状态。
2.生物进化方面
在太古宙晚期的构造运动即阜平运动之后， 中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核
心，称为陆核，这是陆壳构造发展的第一阶
段。元古宙的构造运动，在中国称吕梁运动。 通过这些运动，陆核进一步扩大，形成规模 较大的稳定地区，称为原地台，在原地台上 开始沉积了类似盖层的沉积类型。由于沉积、 喷发、侵入、挤压、褶皱、变质、固结等作 用反复进行，陆壳某些部分更趋稳定，到中 元古代晚期原地台进一步扩大，在世界上终 于出现了若干大规模稳定的古地台。
加里东造山运动
尼亚地槽及北阿帕拉契亚地槽 （古大西洋）形成褶皱山地。
3.地壳运动
晚古生代也是各大陆逐渐拼接
的时期。由于海西构造阶段的
第5章地壳演化简史
原始水平率——地层未经变动时则呈水平状态。 原始水平率——地层未经变动时则呈水平状态。 岩层是由古老沉积物演化而来的 地层未经变动时则呈水平状态 7.1 ×108 钾 表 × 铀 235U 铅 207Pb 同位素地质年龄40K5—1）Ar 1.5×109 氩 40 地质年代表（ 306， 地质年代表（P—306， 化石层序律” “化石层序律” 238U 206 Pb 生物演化特征 14C 4.5×109 碳 × × 可按照地层的顺序判别地层的顺序 5.7×103 铀 铅 氮 14N 构造活动事件 由老到新，由低级到高级， 由老到新，由低级到高级，由简单到复杂
南京信息工程大学遥感学院
2011/5/28
5
第二节 地壳历史的研究方法
一、地层的划分与对比
二、岩相古地理分析
也称沉积相 沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相（也称沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境 三、构造历史分析 ）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相分析的主要依据 岩相分类： 岩相分类：化石可指示环境，重塑古地理特征 生物化石：化石可指示环境， 生物化石 ： 四、地层系统 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、非正 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、构造 常海相。 常海相。 有代表性的特殊矿物： 有代表性的特殊矿物： 海陆过渡相：三角洲相、 海陆过渡相：三角洲相、泻湖向 海绿石——较深浅海环境 如：海绿石——较深浅海环境 陆相：残积、坡积、洪积干燥环境 湖积、沼泽沉积、 陆相：残积、、石盐——干燥环境 湖积、沼泽沉积、 石膏、石盐—— 、冲积、 石膏坡积、洪积、冲积、 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 白云岩——咸化海 咸化海、 白云岩——咸化海、泻湖环境
南京信息工程大学遥感学院
2011/5/28
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第二节 地壳历史的研究方法
一、地层的划分与对比
二、岩相古地理分析
也称沉积相 沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相（也称沉积相）：沉积岩形成时的成岩环境 三、构造历史分析 ）：沉积岩形成时的成岩环境。 岩相分析的主要依据 岩相分类： 岩相分类：化石可指示环境，重塑古地理特征 生物化石：化石可指示环境， 生物化石 ： 四、地层系统 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、 海相：滨海相、浅海相、半深海相、深海相、非正 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、 岩性特征结构、构造：颜色、粒度、磨圆、构造 常海相。 常海相。 有代表性的特殊矿物： 有代表性的特殊矿物： 海陆过渡相：三角洲相、 海陆过渡相：三角洲相、泻湖向 海绿石——较深浅海环境 如：海绿石——较深浅海环境 陆相：残积、坡积、洪积干燥环境 湖积、沼泽沉积、 陆相：残积、、石盐——干燥环境 湖积、沼泽沉积、 石膏、石盐—— 、冲积、 石膏坡积、洪积、冲积、 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 风积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴堆积。 白云岩——咸化海 咸化海、 白云岩——咸化海、泻湖环境
第5章地壳演化简史3
二 太古宙 （一）太古宙的一般地质特征 1 缺氧的气圈及水圈 2 薄弱的地壳及频繁的岩浆活动 原始陆壳组分与上地幔接近，也就是尚未进行充 分的分异过程，地壳厚度较小。 3 岩石变质很深 构造运动、岩浆活动使岩石变质很深，加上缺少 生物化石，给地层划分带来很大限制。 4 海洋在地球表面占绝对优势
二 太古宙 5 陆核形成 太古宙中、晚期形成了稳定的基底陆块——陆核， 但比地台规模小得多。 6 原始生命萌芽 在南非布拉维群（Bulaawyan）灰岩中，发现了31 亿年前的原核细胞生物蓝绿藻类化石，形成大型化石 叠层石。 7 构造运动 对太古宙的构造运动研究的不是很清楚，在世界 范围内可能有3次主要的构造运动。在中国比较确认的 是太古宙晚期的阜平运动。
目前，前寒武纪时代划分对比的方法主要是：构 造—岩浆旋回法；同位素测年法；沉积建造和变质作用 法；生物地层法。 根据以上方法和研究成果，1982年11月第六次国际 前寒武纪地层分会决定，将前寒武纪以距今25亿年为 界，分为太古宙和元古宙，废弃隐生宙。 我国前寒武纪地史的研究取得了许多成就，在国际 上有一定影响。地史学教学当中过去习惯按照太古代和 元古代及震旦纪3个时段叙述。震旦纪是元古宙最晚期 的一个地质时期,在中国有着较好的研究历史和成果。 应该与国际通行的做法一致起来。
一、地球早期历史(简介) 地球早期是指由地球形成到距今38亿年(地球 上最古老的地质记录开始)之间大概持续8亿年的冥 古宙时期. 对这段地球历史的研究主要是依据宇宙地质学 研究成果进行类比和推论. 冥古宙没留下直接地质记录。它的主要研究内 容应当是地球上原始地壳（即地球各圈层形成）、 水圈和大气圈的特点等问题。 我们还是把问题扯的更远一点，从宇宙起源说 起。
一、地球早期历史(简介) 1.宇宙的起源 a 目前大多数科学家认为宇宙起源于150-200亿年 之前（尽管哈勃天文望远镜发现大概为80-120亿年）； b 大爆炸理论（Big Bang）--宇宙扩张和绝对零度 以上2.7℃的背景辐射； c 爆炸后宇宙演化过程大致如下：
地壳演化史
动物界两次大飞跃
无脊椎动物——脊椎动物
泥盆纪：三叶虫类减少，笔石类在早泥盆世后期已 全部绝灭。出现于志留纪末的鱼类此时繁盛，泥盆 纪——鱼类时代，为动物界发展历史的一次大飞跃。 我国泥盆纪鱼类超过52个属，多数在江南发现。
动物从水中——陆上
石炭纪总鳍鱼，逐渐演化成两栖类。晚古生代后期， 地壳运动强烈，环境多变，可以勉强用鳍代替四肢 在陆上移动。再进一步演化，终于形成两栖类。从 水到陆是动物界发展史上的又一次飞跃。
第4节 早古生代（距今5.4－4.1亿年）
划分：寒武、奥陶、志留三个纪
动物界的第一次大发展－海生无脊椎动物时代
寒武系，以大量三叶虫突然出现为标志。
最多的是三叶虫，故寒武纪又称“三叶虫时代”；其次为腕足
类动物；其他无脊椎动物，包括海绵动物、古杯动物、腔肠动物（
如珊瑚）、软体动物（如头足类）、环节动物、牙形石、棘皮动物 、笔石动物等都已出现。
叠层石
叠层石(stromatolite)是前寒武纪未变质的碳酸盐沉积中最常见的 一种“准化石”，是原核生物所建造的有机沉积结构。由于蓝绿藻、 细菌等低等微生物的生命活动所引起的周期性矿物沉淀、沉积物的 捕获和胶结作用，从而形成了叠层状的生物沉积构造。因纵剖面呈 向上凸起的弧形或锥形叠层状，如扣放的一叠碗，故名。
志留纪末期
古大西洋关闭，北美板块与欧洲板块对接，初步形成劳亚大陆；祁连海封 闭使柴达木板块和华北板块拼合。其他古海洋也都遭受到不同程度的影响， 各大陆板块边缘的陆壳增生。
早古生代的气候
寒武纪至奥陶纪早、中期，大部地区较干暖
中国、巴基斯坦等，都有紫红色氧化圈砾石的砾岩等； 世界许多地区有岩盐、石膏等蒸发盐及鲕状灰岩、白云岩等。 中国长江中下游、西南及世界许多地方都发现有古杯动物灰 岩和古杯礁。古杯动物生活于不低于25℃水温的海水中。
15第十五章地壳演化历史
7/2/2020
地壳演化历史
前寒武纪古地理
6
7/2/2020
前寒武纪古地理7
第十五章 地壳演化历史
1. 各地质历史时期的主要特征
古生代（ 6－2.5亿年前）
古生代可以再进一步 划分为寒武纪、奥陶纪、 志留纪、泥盆纪、石炭纪 及二叠纪，经历了约3亿多 年时间。
两栖类、蕨类
这是地球上生物大规
模发育的时期，又是生物
种属发生的最古老最原始
的时期，也是地球历史上
生物大量出现的时期，所
以用“古生代”一词来概
无脊椎动物
括其时代名称。这个时期 大陆地壳大幅度增加。
古生代晚期的古地理 古古生生代代中期早的期生的物生面物貌面貌古生代晚脊期椎的动生物—物—面鱼貌类
7/2/2020
8
7/2/2020
古生代晚期的古地理
9
第十五章 地壳演化历史
14
中新世的古地理
第十五章 地壳演化历史
1. 各地质历史时期的主要特征 2. 人类活动对地质环境的影响
7/2/2020
15
第十五章 地壳演化历史
2. 人类活动对地质环境的影响
人类自出现以来，就开始了向自然的
索取，不仅造成了地表生态的极大的不平 衡和某些不可再生资源的极大短缺，而且 造成了对原来地形的极大改变，以致我们 不得不把人类的各种活动当作一种改变自 然的营力来看待。这里包括人类对自然界 地壳的剥蚀作用，搬运作用和堆积作用。
7/2/2020
29
7/2/2020
30
1. 各地质历史时期的主要特征
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、 侏罗纪和白垩纪三个时期。
三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动 物都灭绝，产生了以恐龙 为代表的爬行类动物，并 繁盛直到衰亡，陆生植物 苏铁、银杏、松柏等棵子 植物占了统治地位。
地壳演化历史
前寒武纪古地理
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前寒武纪古地理7
第十五章 地壳演化历史
1. 各地质历史时期的主要特征
古生代（ 6－2.5亿年前）
古生代可以再进一步 划分为寒武纪、奥陶纪、 志留纪、泥盆纪、石炭纪 及二叠纪，经历了约3亿多 年时间。
两栖类、蕨类
这是地球上生物大规
模发育的时期，又是生物
种属发生的最古老最原始
的时期，也是地球历史上
生物大量出现的时期，所
以用“古生代”一词来概
无脊椎动物
括其时代名称。这个时期 大陆地壳大幅度增加。
古生代晚期的古地理 古古生生代代中期早的期生的物生面物貌面貌古生代晚脊期椎的动生物—物—面鱼貌类
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古生代晚期的古地理
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第十五章 地壳演化历史
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中新世的古地理
第十五章 地壳演化历史
1. 各地质历史时期的主要特征 2. 人类活动对地质环境的影响
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第十五章 地壳演化历史
2. 人类活动对地质环境的影响
人类自出现以来，就开始了向自然的
索取，不仅造成了地表生态的极大的不平 衡和某些不可再生资源的极大短缺，而且 造成了对原来地形的极大改变，以致我们 不得不把人类的各种活动当作一种改变自 然的营力来看待。这里包括人类对自然界 地壳的剥蚀作用，搬运作用和堆积作用。
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1. 各地质历史时期的主要特征
中生代（ 2.5－0.7亿年前）
中生代包括三叠纪、 侏罗纪和白垩纪三个时期。
三叶虫、腕足、笔石、 四射珊瑚等大量无脊椎动 物都灭绝，产生了以恐龙 为代表的爬行类动物，并 繁盛直到衰亡，陆生植物 苏铁、银杏、松柏等棵子 植物占了统治地位。
课件：第九章 地壳演化简史(1概论-太古-元古)
二、太古宙
太古宙 Archean Eon(Ar).距今36-25亿年，地史特征 概要：
地壳形成，但很薄，有频繁的岩浆活动；大气圈和水圈逐渐 形成，缺氧环境。
现在保留着的是深变质岩系，成为大陆的核心；海洋占绝对优 势。
原始生命萌芽出现，南非发现32亿年的古杆菌、巴贝通球藻， 31亿年的蓝绿藻（叠层石），它们是结构极其低等的原核生物。
寒武纪∈ （Cambrian Period），5.43--4.9亿年 奥陶纪 O （Ordovician Period），4.9--4.38亿年 志留纪 S （Silurian Period），4.38--4.1亿年 泥盆纪 D （Devonian Period），4.1--3.54亿年 石炭纪 C （Carboniferous Period），3.54--2.95亿年 二叠纪 P （Permian Period），2.95--2.5亿年 三叠纪 T （Triassic Period），2.5--2.05亿年 侏罗纪 J （Jurassic Period），2.05--1.37亿年 白垩纪 K （Cretaceous Period），1.37--0.65亿年 古近纪 E （Eogene Period），0.65--0.23亿年 新近纪 N (Neogene Period)，0.23—0.026 第四纪 Q （Quaternary Period），0.026亿年至今。
冰川冰沉积旋回-冰芯研究
3 古生物(化石层序) 基于生物进化原理,不同时代的地层
中具有不同的古生物化石组合，相同时 代的地层中具有相同或相似的古生物化 石组合；古生物化石组合的形态、结构 由简单到复杂，新地层古生物进化更新。 化石层序律/生物群层序律/生物层序律
(Law of Faunal Succesion)
地质学第五章地壳演化简史
第四节：早古生代 (Pz1)
三个主要稳定核心
中国早寒武世古地理略图
• 华北地台 • 扬子地台 • 塔里木地台
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。
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）
喜马拉雅山 构造阶段
地
质
燕山构造阶段
年
印支构造阶段
代
海西构造
表
阶段
加里东构 造阶段
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。
一、地层学理论的建立
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。
第五章 地壳演化简史
主要内容
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
第5章 地壳演化简史
四、地层系统 地层的划分和对比问题已如前述，由于地层
划分的目的、根据和适用范围不同，地层划 分系统可有两类：一是区域性或地方性的， 以岩性变化为主的地层划分，称为岩性地层 分类系统，地层单位为群、组、段等；一是 国际性的、全国性或大区域性的，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。
地质年代单位 年代地层单位
宙 宇
代 界
纪 系
世 统
期 阶
时 带
（三）、地质时代单位 地质时代单位是从年代地层单位（它们都代
表地层的实体）概括抽象出来的时间概念， 所以年代地层单位都有一个层型，作为比较 研究的根据。组成地壳的全部地层（从最老 到最新）所代表的时代称地质时代，不同级 别的年代地层单位所代表的时代，称地质时 代单位。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 阶的地层所占的时间称为期。
（二）地层的对比 地层的划分是指对于一个地区的地层进行时代的划 分，而地层的对比是指不同地区的地层进行时代的 比较。地层对比既然首先是地质时代的对比，而地 质时代的划分和确立，则首先必须以古生物化石为 根据。生物演化是不可逆的，又是阶段性的，每一 个生物的种属在地球上只能出现一次，不可能有任 何重复；因此，每一个生物种属只能出现在一定地 质时代的地层里。地层的划分和对比的原则和方法， 主要是根据生物地层学和岩性地层学的原理，也是 传统地层学的普遍性原理，不过这只是对沉积地层 纵向堆积作用的划分原则。
指示特殊岩相的化石或化石群，称指相化石 或指相化石群。标准化石和指相化石结合起 来，是确定地层时代、岩相和重塑古地理环 境的重要依据。
地球科学概论第十八章地壳演化简史上
前者属于地台基底，后者属于地台盖层
（二）中国的元古宙古地理和地层 1、古元古代 北方——华北原地台 南方——扬子原地台 西部——塔里木原地台
2、中元古代和新元古代 燕辽沉降带——强烈拗陷 华北大部——稳定的陆表浅海 晋陕古陆——长期遭受剥蚀的隆起区
3、最古老的冰期—南华大冰期
三、震旦纪
（一） 世界古 地理基 本轮廓
•原始细菌是最为原始的生命形式，很可能是目前所有生物的 共同祖先。 •原始细菌是嗜热生物，生活在接近沸点的原始海水中
–现代的原始细菌生活在海底火山的喷口附近. •一些原始细菌直接以硫化物为食 (化学能自养菌).
–太古代的生命可能来源于海底热液喷口 热液喷口可以提供:
•化学能和热能, •包括硫化物在内的大量矿物 •防止紫外线的杀伤.
三叶虫占寒武纪2500余种生物的60－70％，另外腕足类占 20－30％，其他占10－20％，包括海绵动物、古杯动物、 腔肠动物、软体动物、环节动物、牙形石、棘皮动物等
寒武纪海生 无脊椎动物 的代表是三 叶虫，到奥 陶纪有所减 少，到二叠 纪末期灭绝。
小壳动物群
照片
素描图
奥陶纪海生 无脊椎动物 的代表是鹦 鹉螺类，属 于头足纲， 靠触手在海 底爬行，其 壳体多数是 直的，少数 为弯曲或螺
爬行动物的演化
❖ 最早的爬行类出现在晚石炭 世
称为Captorhinomorphs,
Cool
形体小，活动敏捷，以
昆虫及其幼虫为食。
因为繁殖方式, 颚和牙 齿的进化以及灵敏的活 动性使得其得以繁衍。
盘龙类由此类进化而来 并且在二叠纪占据了主 导地位。
（三）晚古生代最重要的生物事件
灭绝事件
灭绝事件 灭绝事件
分 ❖ 波罗的古陆 – 北欧 ❖ 西伯利亚 – 北亚的大部分 ❖ 哈萨克斯坦 – 中亚的一部分 ❖ 中国古陆 – 东南亚和中国东南地区
（二）中国的元古宙古地理和地层 1、古元古代 北方——华北原地台 南方——扬子原地台 西部——塔里木原地台
2、中元古代和新元古代 燕辽沉降带——强烈拗陷 华北大部——稳定的陆表浅海 晋陕古陆——长期遭受剥蚀的隆起区
3、最古老的冰期—南华大冰期
三、震旦纪
（一） 世界古 地理基 本轮廓
•原始细菌是最为原始的生命形式，很可能是目前所有生物的 共同祖先。 •原始细菌是嗜热生物，生活在接近沸点的原始海水中
–现代的原始细菌生活在海底火山的喷口附近. •一些原始细菌直接以硫化物为食 (化学能自养菌).
–太古代的生命可能来源于海底热液喷口 热液喷口可以提供:
•化学能和热能, •包括硫化物在内的大量矿物 •防止紫外线的杀伤.
三叶虫占寒武纪2500余种生物的60－70％，另外腕足类占 20－30％，其他占10－20％，包括海绵动物、古杯动物、 腔肠动物、软体动物、环节动物、牙形石、棘皮动物等
寒武纪海生 无脊椎动物 的代表是三 叶虫，到奥 陶纪有所减 少，到二叠 纪末期灭绝。
小壳动物群
照片
素描图
奥陶纪海生 无脊椎动物 的代表是鹦 鹉螺类，属 于头足纲， 靠触手在海 底爬行，其 壳体多数是 直的，少数 为弯曲或螺
爬行动物的演化
❖ 最早的爬行类出现在晚石炭 世
称为Captorhinomorphs,
Cool
形体小，活动敏捷，以
昆虫及其幼虫为食。
因为繁殖方式, 颚和牙 齿的进化以及灵敏的活 动性使得其得以繁衍。
盘龙类由此类进化而来 并且在二叠纪占据了主 导地位。
（三）晚古生代最重要的生物事件
灭绝事件
灭绝事件 灭绝事件
分 ❖ 波罗的古陆 – 北欧 ❖ 西伯利亚 – 北亚的大部分 ❖ 哈萨克斯坦 – 中亚的一部分 ❖ 中国古陆 – 东南亚和中国东南地区
(完整PPT)地壳演化简史
有些是在广阔的陆表海中沉积形成。陆表海又 称内陆海，深度小于200m，沉积分异明显， 如有海侵海退，沉积旋回也比较清楚。
(3).半深海相和深海相 即相当于大陆坡及海盆底地带。
深海沉积物少含或基本不含有陆屑物质，以 各种碳酸盐岩为主。 现代深海沉积有较多的由具有灰质和硅质硬 体的微小浮游生物遗体堆积而成的生物软泥， 及铁锰结核。铁锰结核的物质来源可能与海 底火山喷发以及海底地下含矿热水喷出有关。
(2).浅海相
海面到深200m左右的浅海区，相当于大陆架 上的海洋部分。
波浪作用减小，阳光充足，底栖生物繁盛，沉积物 以陆源细碎屑物质、化学和生物化学沉积物质为主， 富含生物遗体。
一般为：砂岩→页岩→泥灰岩→石灰岩。常夹有Al、 Fe、Mn等胶体沉积，以及磷块岩等生物化学沉积 而成的矿产。有时含特有的鲕状结构；生物化石种 类多而且丰富。
岩相——指反映一定沉积环境的岩性特征，包括矿物 组成、化学成份、粒度大小、分选性、磨圆度和结构、 构造等。
生物相和岩相都反映了沉积岩形成时的沉积环境，如浅海三 叶虫页岩相标志了岩性是页岩，内含三叶虫化石，其代表的 沉积环境是浅海。
沉积相分为：海相、陆相、（海陆）过渡相。
1. 海相沉积
滨海相、浅海相、半深海相和深海相。 此外还有非正常海相。
沉积旋回
华北燕山区中、上元古代地层剖面 长城群下部为砂页岩，上部 为白云岩； 蓟县群以石灰岩为主，顶部 为页岩； 青白口群下部为页岩、粉砂 岩，上部为白云岩。
2. 地层接触关系
地层间的不整合面是划分地层的重要标志。
任何类型的不整合，都代表地层的不连续现象，反 映了地理环境的重大变化。
两大沉积旋回之间存在着不整合面，根据不整合面
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。
(3).半深海相和深海相 即相当于大陆坡及海盆底地带。
深海沉积物少含或基本不含有陆屑物质，以 各种碳酸盐岩为主。 现代深海沉积有较多的由具有灰质和硅质硬 体的微小浮游生物遗体堆积而成的生物软泥， 及铁锰结核。铁锰结核的物质来源可能与海 底火山喷发以及海底地下含矿热水喷出有关。
(2).浅海相
海面到深200m左右的浅海区，相当于大陆架 上的海洋部分。
波浪作用减小，阳光充足，底栖生物繁盛，沉积物 以陆源细碎屑物质、化学和生物化学沉积物质为主， 富含生物遗体。
一般为：砂岩→页岩→泥灰岩→石灰岩。常夹有Al、 Fe、Mn等胶体沉积，以及磷块岩等生物化学沉积 而成的矿产。有时含特有的鲕状结构；生物化石种 类多而且丰富。
岩相——指反映一定沉积环境的岩性特征，包括矿物 组成、化学成份、粒度大小、分选性、磨圆度和结构、 构造等。
生物相和岩相都反映了沉积岩形成时的沉积环境，如浅海三 叶虫页岩相标志了岩性是页岩，内含三叶虫化石，其代表的 沉积环境是浅海。
沉积相分为：海相、陆相、（海陆）过渡相。
1. 海相沉积
滨海相、浅海相、半深海相和深海相。 此外还有非正常海相。
沉积旋回
华北燕山区中、上元古代地层剖面 长城群下部为砂页岩，上部 为白云岩； 蓟县群以石灰岩为主，顶部 为页岩； 青白口群下部为页岩、粉砂 岩，上部为白云岩。
2. 地层接触关系
地层间的不整合面是划分地层的重要标志。
任何类型的不整合，都代表地层的不连续现象，反 映了地理环境的重大变化。
两大沉积旋回之间存在着不整合面，根据不整合面
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。
第5章地壳演化简史2
因此地史中地壳构造活动性相对微弱整体上大面积缓慢升降呈现广阔的平原台地或陆架浅海的地区是地壳上相对稳定的构造类型的代表区域而地壳构造活动性十分活跃发生迅速大大幅度升降呈现高峻山脉山涧盆地或海域中的岛弧海沟边缘海面貌的地区则是地壳显著活动的构造类型的代表区不论地壳运动的表现形式如何它们都会在沉积物的各种特征中留下记录
全球各地虽然发生过长时间的地壳运动,也经历了 长时间的风化,剥蚀,搬运和沉积外力地质作用,但并未 发生填平补齐导致的地形夷平，高低分异更趋强烈。这 说明，遭受侵蚀和接受沉积的地区在不断的发生迁移和 易位。 因此,地史中地壳构造活动性相对微弱,整体上大面 积缓慢升降,呈现广阔的平原,台地或陆架浅海的地区是 地壳上相对稳定的构造类型的代表区域 ; 而地壳构造活动性十分活跃,发生迅速大大幅度升 降,呈现高峻山脉，山涧盆地或海域中的岛弧,海沟,边 缘海面貌的地区则是地壳显著活动的构造类型的代表区 域.
全球泥盆纪古地理图
中国泥盆纪古地理图
（三）岩相分析的主要依据 3 特殊矿物 有些矿物是在一定环境下形成的，可以起指示相 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；白云岩(指形成于古生代以后者)并少 含化石往往代表咸化海或泻湖环境，等等。 此外还可以用地球化学等方法确定沉积环境。不 管用什么方法，都必须进行综合分析，切不可机械照 搬上述标志。
（二）主要沉积环境的特征
1 海相沉积；2 过渡相沉积；3 陆相沉积 以沉积环境特征、沉积物、化石为主掌握。
（三）岩相分析的主要依据 在不同环境下形成具有不同生物化石、岩性特征和 结构以及特殊矿物成分的沉积物；反过来说，沉积物中 不同的生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分往 往指示不同的形成环境。现在综合叙述如下： 1 生物化石 化石可以用来指示古地理环境。例如珊瑚化石指示 清澈温暖的浅海环境 ( 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)；破碎 的贝壳指示滨海环境；植物化石往往指示陆相环境，而 不同的植物又反映不同的气候，如苏铁表明气候湿热， 而银杏表明气候温和等。凡代表特殊地理环境，且指示 特殊岩相的化石或化石群，称指相化石或指相化石群。 标准化石和指相化石结合起来，是确定地层时代、岩相 和重塑古地理环境的重要依据。
全球各地虽然发生过长时间的地壳运动,也经历了 长时间的风化,剥蚀,搬运和沉积外力地质作用,但并未 发生填平补齐导致的地形夷平，高低分异更趋强烈。这 说明，遭受侵蚀和接受沉积的地区在不断的发生迁移和 易位。 因此,地史中地壳构造活动性相对微弱,整体上大面 积缓慢升降,呈现广阔的平原,台地或陆架浅海的地区是 地壳上相对稳定的构造类型的代表区域 ; 而地壳构造活动性十分活跃,发生迅速大大幅度升 降,呈现高峻山脉，山涧盆地或海域中的岛弧,海沟,边 缘海面貌的地区则是地壳显著活动的构造类型的代表区 域.
全球泥盆纪古地理图
中国泥盆纪古地理图
（三）岩相分析的主要依据 3 特殊矿物 有些矿物是在一定环境下形成的，可以起指示相 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；白云岩(指形成于古生代以后者)并少 含化石往往代表咸化海或泻湖环境，等等。 此外还可以用地球化学等方法确定沉积环境。不 管用什么方法，都必须进行综合分析，切不可机械照 搬上述标志。
（二）主要沉积环境的特征
1 海相沉积；2 过渡相沉积；3 陆相沉积 以沉积环境特征、沉积物、化石为主掌握。
（三）岩相分析的主要依据 在不同环境下形成具有不同生物化石、岩性特征和 结构以及特殊矿物成分的沉积物；反过来说，沉积物中 不同的生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分往 往指示不同的形成环境。现在综合叙述如下： 1 生物化石 化石可以用来指示古地理环境。例如珊瑚化石指示 清澈温暖的浅海环境 ( 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)；破碎 的贝壳指示滨海环境；植物化石往往指示陆相环境，而 不同的植物又反映不同的气候，如苏铁表明气候湿热， 而银杏表明气候温和等。凡代表特殊地理环境，且指示 特殊岩相的化石或化石群，称指相化石或指相化石群。 标准化石和指相化石结合起来，是确定地层时代、岩相 和重塑古地理环境的重要依据。
地壳的演化与发展简史
• (三)地质年代表 • 根据上述原则，结合岩性特征，就可对地层进行划分和对比建 立一个地区性甚至是全球性的地层层序系统，每一个地层代表 着它形成时的相应地质年代 。综合世界各地区域性的地层研究 和对比资料，现在已建立了一个国际通用的年代地层系统和相 应的地质年代表。 • 补表23 年代地层系统单位与对应的地质年代单位对比
• 在演化过程中，有一种叫总鳍鱼 的鱼，由 于具有 坚硬的鳍 ，还有原始的鳃肺 ，遇到 干涸季节时，可在空气中呼吸，还可用鳍 勉强在陆地上移动，这样逐渐使鳍 → 能支 撑身体在陆地上爬行的四肢，身体内部构 造也随之而变化，逐渐 → 两栖类，当时的 两栖类有较坚固头板，称为 坚 头 类 （图 3.92 ）。石炭、二叠纪时，地面上河湖沼 泽密布，气候湿润，植物茂盛，昆虫繁多， 因而两栖类得以空前繁盛，故石炭、二叠 纪 又称两栖类时代 。到晚古代生末期，坚 头类一支 → 原始的爬行类。
(3) 晚古生代——脊椎动物的兴起及其由水生到陆生的发展 • 动物界在晚古生代时期有两大飞跃的发展： • 一是由无脊椎动物 → 脊椎动物，出现了原始鱼类； • 另一就是动物由水中 → 陆上发展，即由鱼类 → 两栖类。 • 由于地球上陆地面积不断扩大，海洋缩小，促进了动物界 的巨大变革： 1) 有些无脊椎动物由于本身机能不能适应外界环境的剧烈变 化，终于 衰退和灭绝 ，如三叶虫、笔石及繁盛于石炭、二 叠纪的蜓类等。 2) 有些动物只在原来类型上发展，如腕足类、珊瑚等。 3) 而有些动物，则经过复杂的演变，从无脊椎动物 分化出来 → 脊椎动物，这就是始于志留纪末而盛于泥盆纪的鱼类(图 3.91)，故泥盆纪又称鱼类时代。
(二)生物的演化与发展历史 1、植物界的演化与发展 (1) 元古代——藻类植物时代 • 元古代 藻类空前繁盛，故被称为 藻类植物时代 。主要是低 等微体真核单细胞藻类 ，到了中、晚元古代 大量出现了各 种藻类和叠层石。 • 叠层石——是藻类、细菌和碳酸钙沉积的集合体。 (2) 古生代——早古生代：海生藻类植物继续发展时代；晚古 生代：孢子植物时代 • 早古生代，海生藻类植物在海洋中继续发展。 • 晚古生代 时，由于 陆地扩展 ，出现了大面积的低湿平原、 湖泊和洼地，且 气候湿润 ，为植物从水生到陆生发展提供 了条件。 • 志留纪末泥盆纪初 ，海生植物开始 扩展上了陆地 ，当时是 一些以孢子繁殖的 孢子植物 ，故晚古生代又称 孢子植物时 代。开始是以半水半陆的茎叶不分的裸蕨为主(图3.85)。
地球演化历史
地球的演化过程地球科学家对全球各地的地层和古生物化石进行了对比研究，发现地球演化呈现明显的阶段性，据此把地质历史主要分成宙、代、纪、世四级时间单位，进行系统性的编年。
这就是地质年代表（表1）。
在地球发展的每一个阶段，都有一定的地壳运动和生物演化特征，并形成了一定的矿产。
（一）冥古宙与太古宙38亿年前的冥古宙，是地球演变的早期阶段。
在距今38亿~25亿年的太古宙，地球已经形成了薄而活动的原始地壳，出现了水圈和大气圈，地表起伏不大，几乎全为海洋覆盖。
当时岩浆活动剧烈，火山喷发频繁。
原始生命就是在这一时期的海洋环境中逐渐形成的。
太古宙是重要的成矿时代，尤以铁矿为主，例如我国的鞍山铁矿。
(二)元古宙元古宙距今25亿~5.4亿年。
在元古宙，地球表面仍以海洋占绝对优势，地壳运动剧烈，地表起伏增加，导致陆地规模不断扩大，后期形成了若干稳定的陆地。
生物在元古宙得到进一步发展，从原核生物到真核生物，从单细胞到多细胞，出现了藻类、海绵等低级的多细胞生物，后期还出现了褐藻及红藻等高级藻类。
(三)显生宙距今5.4亿年以来的显生宙有丰富的地层和化石资料，对其认识比较细致。
显生宙分为古生代、中生代和新生代。
●古生代距今5.4亿~2.51亿年前的古生代，海洋仍占绝对优势，直到古生代晚期，发生了规模巨大的地壳运动，陆地面积进一步扩大，形成了南北互相联结的联合古陆。
早古生代是以三叶虫为代表的海生无脊椎动物空前繁盛的时代。
晚古生代出现了鱼类，并日趋繁盛。
接着，鱼类逐渐演化为两栖类。
在植物方面，早古生代仍然以海生藻类为主，晚古生代则形成了以相当繁盛的蕨类植物为代表的陆生植物群。
由于绿色植物大量出现，地球大气已接近现代水平。
因为茂密的森林常在一定的地质作用下形成煤层，所以晚古生代成为重要的成煤时代。
●中生代距今2.51亿~0.65亿年前的中生代，构造运动剧烈而频繁。
由于板块运动，联合古陆分裂、漂移，逐步接近现代海陆分布的总格局。
这一时期爬行动物高度发展，尤以恐龙占优势。
地壳演化史
250百万年以后的超级大陆
The next Pangea, "Pangea Ultima" will form as a result of the subduction of the ocean floor of the North and South Atlantic beneath eastern North America and South America. This supercontinent will have a small ocean basin trapped at its center.
出现原始脊椎动物淡水无颌类。
植物界仍是海生藻类繁盛时期，出现陆生半陆生 裸蕨类植物。
早古生代
早古生代的构造运动及古地理格局 古生代初期，北方各古陆位于中、低纬度地区，保持分裂状 态：北美和俄罗斯古陆间是古大西洋、俄罗斯与西伯利亚古 陆之间是古乌拉尔海、西伯利亚古陆与华北古陆、塔里木古 陆之间是古北亚海、华北古陆与华南古陆之间是秦岭海、北 美古陆、扬子古陆、澳洲古陆的外侧为古太平洋。南方冈瓦
晚古生代
晚古生代的气候
泥盆纪开始已具明显气候分带现象
中、晚石炭世以至二叠纪地史上呈现第一次明显的
植物分区现象。 形成劳亚古陆上的北方植物群（以热带、亚热带、 温带气候为特征）和冈瓦纳古陆上的南方植物群 （以温凉气候为特征）。 石炭－二叠纪出现一次持续5000万年的大冰期，但 只发生在冈瓦纳古陆内。 矿产：石炭－二叠纪是地史上最重要的成煤时代之一。
晚古生代
晚古生代的构造运动与世界古地理变化
晚古生代特别是石炭二叠纪的地壳运动，称为海西
运动。它远比加里东运动显著而广泛，是造山作用
和火山活动广泛分布的时期。 石炭到二叠纪，在加里东时期联结在一起的北美古
地壳演化历史简示表
岩浆岩和深变质岩（片麻岩）
无氧时代
原核生物—单细胞细菌
3800
薄弱地壳，海洋优势
冥古宙
4600
岩海
劳亚大陆和冈瓦纳大陆
陆相、海陆交互相
南半球寒冷，北半球温湿
海西运动阶段
海西运动
珊瑚、腕足类、双壳类、蜓类占优势
两栖动物
原始爬行动物
陆生真蕨植物
原始裸子植物
石炭纪
362
海陆交互相含煤层
泥盆纪
409
海相、海陆交互相
鱼类、昆虫
种子蕨
早古生代
志留纪
439
海洋占优势
海陆交互相
加里东运动阶段
加里东运动
海生无脊椎动物
较炎热
有孔虫等占优势
类人猿
古近纪
65
货币虫较多
灵长类
中生代
白垩纪
135
联合古陆解体
海陆交互相、陆相
气候炎
热潮湿
燕山运动
菊石等软体动物较常见
爬行动物时代（恐龙）
有袋类
被子植物
裸子植物全盛
侏罗纪
208
海水侵入，海陆交互相，含煤层
被子植物出现
三叠纪
250
联合古陆
陆相与海陆交互相
印支运动
晚古生代
二叠纪
290
苔藓虫
珊瑚
无颌纲
海生藻类
半陆生裸蕨类
奥陶纪
510
海相
笔石
三叶虫
寒武纪
570
海相、海陆交互相
三叶虫
元
古
宙
上元古代
震旦纪
800
地核、地台
沉积盖层
气候变冷
晋宁运动
无氧时代
原核生物—单细胞细菌
3800
薄弱地壳，海洋优势
冥古宙
4600
岩海
劳亚大陆和冈瓦纳大陆
陆相、海陆交互相
南半球寒冷，北半球温湿
海西运动阶段
海西运动
珊瑚、腕足类、双壳类、蜓类占优势
两栖动物
原始爬行动物
陆生真蕨植物
原始裸子植物
石炭纪
362
海陆交互相含煤层
泥盆纪
409
海相、海陆交互相
鱼类、昆虫
种子蕨
早古生代
志留纪
439
海洋占优势
海陆交互相
加里东运动阶段
加里东运动
海生无脊椎动物
较炎热
有孔虫等占优势
类人猿
古近纪
65
货币虫较多
灵长类
中生代
白垩纪
135
联合古陆解体
海陆交互相、陆相
气候炎
热潮湿
燕山运动
菊石等软体动物较常见
爬行动物时代（恐龙）
有袋类
被子植物
裸子植物全盛
侏罗纪
208
海水侵入，海陆交互相，含煤层
被子植物出现
三叠纪
250
联合古陆
陆相与海陆交互相
印支运动
晚古生代
二叠纪
290
苔藓虫
珊瑚
无颌纲
海生藻类
半陆生裸蕨类
奥陶纪
510
海相
笔石
三叶虫
寒武纪
570
海相、海陆交互相
三叶虫
元
古
宙
上元古代
震旦纪
800
地核、地台
沉积盖层
气候变冷
晋宁运动