地质学第五章地壳演化简史
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
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
第五章 地壳地幔演化
岩石圈是各种岩石组成的地圈，其上界是地球固态表明，下界位于上地幔B层的软流圈顶面。
由于软流圈顶部界面深度变化较大，使得岩石圈厚度的变化也较大。
岩石圈是跨越地壳和上地幔的固态地圈，在莫霍面以上为上岩石圈，在莫霍面一下为下岩石圈。
+板块（大纲）板块构造理论，地球表面是由漂浮在软流圈之上的岩石圈板块镶嵌而成的，全球总共有七大板块（欧亚板块、南极板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、非洲板块和澳洲板块）。
板块的边缘是由洋脊、俯冲带、转换断层或内陆挤压带等连结起来。
板块的面积处于变化中，扩散边界（如洋脊）导致大洋岩石圈生长，聚合边界（如以海沟为标志的俯冲带）则导致大洋岩石圈消减。
+地壳类型（大纲）1定义：指具有相似地质特征和地球物理特征的地壳区段2主要划分：1 地盾地壳稳定部分2 克拉通地壳稳定部分，有沉积岩3 古生代造山带代表中等稳定的构造活动条件4 中生代~新生代造山带具有不稳定构造活动条件5 大陆裂谷系以断层为边界的谷底6 火山岛火山成因，与俯冲带无关7 岛弧以地震和火山作用为特征，与俯冲带有关8 海沟俯冲带开始的标志9 大洋盆地地壳稳定部分，有深海沉积物10 洋脊构造不稳定11 边缘海盆沉积物来自大陆或岛弧12 内陆海盆与岛弧无关+岩浆系列（07考）1定义：指一系列侵位于地壳之内或喷出于地表之上的一组密切相关的岩浆类型，而岩系往往指具有某些共同化学属性的所有火山岩组成。
2划分：其划分可根据岩石的碱性程度划分为碱性系列、非碱性系列（拉斑玄武岩系列、钙-碱性系列）。
每一岩浆系列中可以形成不同的岩石，它主要取决于原岩的不同程度的部分熔融和岩浆形成之后的晶体、流体的分离作用等。
如果在一个系类中同时出现长英质和镁铁质占优势的岩石，则称为双峰系类（双峰模式）。
3三种基本岩浆系列特征拉斑玄武岩系列一种分布最广、含少量或不含橄榄石的玄武岩钙-碱性系列火山岩地体中以安山石为主，深层岩地体中以花岗闪长岩占优势，以及少量的拉斑玄武岩、流纹英安岩（或它们相同成分的侵入岩石）碱性系列一种含橄榄石的玄武岩，相对富碱性元素原始地壳指地球上主要由岩浆作用生成的最初的固态表面。
地质学中的地球演化过程
地质学中的地球演化过程地球是我们共同生存的家园，而地质学就是研究地球演化过程及其构成的一门学科。
在这个领域中，我们可以通过研究地球的历史，了解它曾经发生过什么，以便更好的保护地球，同时还能深入探索自然科学的奥秘。
地质学家通过对地球历史的研究，逐渐揭示了地球的演化过程。
据研究表明，地球诞生于46亿年前，形成于太阳系中的尘埃和气体凝聚而成的原行星盘中。
最初的地球表面是一片炽热的面海，没有大陆和海洋，没有空气，也没有生命。
随着时间的推移，地球逐渐逐渐冷却，海洋和大陆陆地的形成逐渐进展。
大约在40亿年前，地球表面出现了原始的岩石，随着时间的推移，固体化后，形成了地壳。
地壳不断地移动、漂浮、碰撞，不断变幻着地球的面貌。
另外，地球内部的岩浆会不断向地表喷发，形成了火山，同时地球的地壳与板块运动不断碰撞，发生了山脉的形成以及地震等地质灾害。
在地球演化的过程中，生命的出现标志着地球的历史进入了新的阶段。
在约38亿年前，地球上的生命首次出现。
起初，生命只是单细胞生物，随着时间的推移，生命逐渐发展成了多细胞生物，而且多样性也不断增加。
那些生命形式、群体的形成和扩散，进一步影响了地球的环境以及地球的演化过程。
生命的进化，也为地球演化的研究提供了更多的信息。
从地质学角度看，地球演化有一定的规律性，根据岩石年龄测定可以划分出数个阶段：原始地球（45亿年前），地球的形成（45亿年前-39亿年前），始新代（3.8亿年前-2.6亿年前）等。
这些阶段划分为地质年代，可以帮助我们了解各个阶段的地球变化。
当然，地球演化过程的细节研究还在不断进行中，科学家们正在利用各种手段，如探测卫星、深海探测器、古生物学等，逐渐揭示地球演化的奥秘。
总的来说，地球演化是个十分复杂的过程，涉及领域非常广泛。
从原始的海洋到陆地的形成，从最初的单细胞生物到复杂的多细胞生物，从火山喷发到地震灾害，地球的演化过程是极为复杂的。
而我们应该尽最大努力去了解这个过程，以便更好的保护我们的地球，同时也更好的理解自己和自然科学。
地球科学中的地壳演化过程
地球科学中的地壳演化过程地球上的生命和各种自然景观都是在地壳的基础上形成的。
地壳作为地球上最外层的硬质外壳，其演化过程对地球的生命和环境变化有着重要的影响。
本文将分为三个部分来论述地壳演化过程的相关内容。
一、地壳演化的基本概念地壳演化是指地球地壳在地质、化学和物理等方面长期作用下发生的一系列变化和演化过程。
随着地质年代的逐渐推进，地壳也在逐渐演化，并形成了我们现在所处的自然环境。
地质学家通过对矿物学、地球物理学、地球化学等多学科的研究，揭示出了地壳演化过程的一些基本规律和机理。
其中包括了地球内部热力学循环、板块运动、构造变形、岛弧作用等重要的地质过程。
二、地球内部热力学循环地球内部热力学循环是指地球内部的热能通过物质和能量交换，形成了地球地壳的构造变化和演化。
热力学循环主要包括了地幔对流、火山喷发、物质分异等一系列机制。
地幔对流是一种基本的热力学驱动力，其主要原因为地球内部的热能与物质的输运需要通过地幔对流来完成。
地幔对流分布在地球内部的深度为400-2900千米的范围内，其深度、速度和方向都会受到地球中心的热能差异和地球表面板块运动的影响。
火山喷发是地球内部热力学循环的一个直接表现。
在地壳板块运动的过程中，地球内部能量的积累和释放会导致火山的爆发，形成地球表面的火山岩和火山喷出物。
火山岩中含有许多地球科学家们研究地球内部构造演化的重要信息和知识。
物质分异是地球内部热力学循环的一个有趣现象。
地球最初形成的时候，地球内部物质的形成和分异主要由于地球内部温度和压力的变化。
这个过程主要是由于地球内部不同密度物质的分离和聚集而完成的。
这个过程也导致了地球内核和外核的形成，使得地球有了更丰富的内部结构和演化特征。
三、板块运动和构造变形板块运动和构造变形是地球地壳演化过程中的主要机制。
这个过程主要表现为板块之间的运动和碰撞，以及地壳板块内部的变形和形变。
板块运动导致了地球地壳不断地变化和演化。
板块之间的运动和碰撞可以导致地形地貌的变化，而地形地貌的变化又会引起气候和生态环境的改变。
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。
地质学第五章答案
第五章地壳演化简史一、简述地层层序律，并分析该定律在确定地层相对年代和认识地壳发育历史方面的意义1.第一问：在地壳发展史中，伴随着各种岩层的产生，在不同地震年代，各种岩层形成具有一定时代特征的新老地层。
一般情况下，老地层在下，新地层在上，称正常层位。
这种上新下老的关系叫地层层序律。
2.第二问：地层层序律可以推断两新老地层之间所夹地层的年代；或根据不整合关系，结合地层层序律推断地层年代。
总之，对地层相对年代的确定是通过与地层层序律所确定的标准剖面进行对比实现的，如果出现地层间断，则可推断其地壳的升降活动。
二、略三、何谓地层划分？何谓地层对比？地层划分和地层对比的意义何在？地层划分与对比的依据是什么？1.第一问：确定地层上下顺序，并划分不同等级的阶段和确定其时代的过程2.第二问：对不同地区的地层进行时代的比较3.第三问：略4.第四问：1)地层划分依据：沉积旋回和岩性变化；地层接触关系；古生物化石2)地层对比依据：古生物化石四、如何判断特定地层的形成环境？如何分析一个地区的构造历史？1.第一问：运用“凭古论今”分析法，综合沉积物的后生变化情况，通过对生物化石、岩性特征和结构、特殊矿物的研究，可确定各种海陆相沉积相，并与当时海陆分布、地信、气候等情况联系起来绘成古地理图，就能还原古地理环境。
2.通过地层层序律，可确定一个构造旋回，即一个构造层；通过区域性的不整合可区别不同构造层，再结合海陆分布、生物演化、岩浆活动等可确定构造阶段，进而推断构造历史。
七、概括地球气候变化历史，地球经历了哪几个大的温暖时期和寒冷时期，各时期特征如新构造运动使日本列岛与中国大陆间的距离逐年靠近，青藏高原隆起，使北半球形成不同以往的环流形式——季风。
由于板块碰撞和俯冲，还造成大陆内部断裂运动增加，如泰山等地一直上升，华北平原一直下降等。
十一、第四纪时期地理环境演化具有哪些主要特征？1.向现代继续演化的生物界，主要是哺乳动物2.频繁而普遍的新构造运动，处于喜马拉雅构造阶段3.第四纪大冰期，呈现冰期与间冰期交替出现的现象，并造成植被带迁移和海平面升降4.第四纪沉积物和矿产：沉积物多数未胶结，保存完整，厚度不深，沉积类型复杂，以陆相沉积为主，其最大特点是有大面积黄土分布。
地质学中的地壳演化历史考察
地质学中的地壳演化历史考察地壳演化历史是地质学中的一个重要研究领域，它关注地球上地壳的形成、变化和演化过程。
通过对地壳演化历史的考察，我们可以了解地球的形成和演化，揭示地球上各种地质现象的成因，并为资源勘探和环境保护提供科学依据。
地壳演化历史的研究可以追溯到几十亿年前的地球形成时期。
据科学家们的研究，地球形成于约46亿年前的太阳系形成过程中。
地球的形成过程中，原始的行星物质逐渐聚集形成了地球的地壳。
而在地球形成初期，地壳的形成主要是由于地球内部的火山活动和地壳的构造运动。
随着时间的推移，地壳逐渐发生了变化。
据地质学家们的研究，地球上的地壳分为两类：大洋地壳和大陆地壳。
大洋地壳主要分布在地球的海洋区域，而大陆地壳则主要分布在陆地上。
大洋地壳和大陆地壳的形成和演化过程有着明显的差异。
大洋地壳的形成主要是由于海底火山喷发所形成的。
在地球的洋脊带，岩浆从地壳下面的地幔中涌出，形成了新的地壳。
这种新生的地壳称为洋壳，它的形成速度相对较快，大约每年增长数厘米。
而大陆地壳的形成则是由于岩浆从地幔中上升，经过长时间的冷却和固化形成的。
大陆地壳的形成速度较慢，大约每年只增长几毫米。
地壳演化历史的考察还可以揭示地球上各种地质现象的成因。
例如，地壳演化历史的研究可以解释地球上的地震和火山活动。
地震是由于地壳板块的运动所引起的，而地壳板块的运动则是由于地球内部的构造运动所驱动的。
通过对地壳演化历史的研究，科学家们可以了解地球内部的构造运动是如何推动地壳板块的运动的，从而揭示地震的成因。
火山活动是地壳演化历史中的另一个重要现象。
火山活动主要是由于地球内部的岩浆上升至地壳表面所引起的。
通过对地壳演化历史的研究，科学家们可以了解岩浆是如何从地幔中上升至地壳表面的，从而揭示火山活动的成因。
地壳演化历史的考察还可以为资源勘探和环境保护提供科学依据。
地球上的矿产资源主要分布在地壳中，通过对地壳演化历史的研究，科学家们可以了解各种矿产资源的形成和分布规律，从而为资源勘探提供指导。
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
地质学基础地壳演化简史教案
第五章地壳演化简史[教学目的与要求]了解地史的争论方法；生疏地壳历史的进展挨次和分期阶段。
重点：各地史阶段中的大地构造演化、古地理、古生物的重大大事；难点：我国地史上发生的重要构造运动及其对我国自然地理的影响。
第一节概述一、地层学理论的建立二、时间标尺的建立其次节地壳历史的争论方法一、地层的划分与比照〔一〕地层的划分的依据所谓地层是在地壳进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。
地层既然具有时代的概念，所以地层就有所谓上下或老关系，这叫做地层层序，也就是相当于一本书的页次。
假设地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老，愈处于上部的地层时代愈，叫做正常层位。
前面已经讲过，这种上下老的关系叫地层层序律。
划分地层的主要依据如下：1、沉积旋回和岩性变化对于一个地区的地层进展划分时，一般是先建立一个标准剖面。
但凡地层出露完全、挨次正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以做为标准剖面。
地层中的沉积旋回特别是陆相地层，不肯定都是很清楚的。
这时，就可以依据岩性来划分地层。
岩性变化在肯定程度上反映了沉积环境的变化，而沉积环境的变化又往往与地壳运动亲热相关。
因此，依据岩性把地层划分成很多单位，根本上可以代表地方性的地史进展阶段。
2、岩层接触关系岩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。
3、古生物〔化石〕上述方法只能确定各组地层间的界限和相对老关系。
假设确定各地层时代则必需依据地层中所含的生物化石。
但凡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。
但是，并不是全部古生物都能保存下来成为化石。
首先，生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体局部简洁形成化石。
其次，生物死后必需尽快地被沉积物所掩埋，这样才能避开氧化腐烂或者被其他动物所吞食。
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。
第五章 大地构造学(克拉通、裂谷)
大陆克拉通（地台）基本地质特征
• • • • • • 形态成面状，不规则，地形简单，平坦，常 呈高原、平原、盆地 具有双层结构，下部为基底，上部为盖层盖 层，盖层与基底之间以角度不整合面分开 盖层沉积为稳定类型沉积建造 岩浆活动微弱 构造变动微弱 盖层基本无变质作用，或变质作用极为微弱
大陆克拉通的基本结构 ——双层结构
Distribution of the Oldest rocks and zircons in China
四种不同意见
1. 花岗质壳（Si-Al质岩石）：地幔部份熔 融分离上升形成的Si-Al薄壳 2. 安山质壳：理由是现在地壳平均成分为 安山质 3. 斜长岩：与月岩对比，月岩浅色斜长岩 年龄44－45亿年；暗色玄武岩年龄31－39 亿年 4. 玄武岩：地幔部分熔融分异出玄武岩岩 浆
克拉通内盆地—沉积盖层
系指位于前寒武纪结晶基底之上的盆地。发育于 克拉通边缘或内部，可以表现为凹陷，也可 以表现为断裂控制的裂谷或拗拉谷
大陆克拉通（地台）典型沉积建造 ——内克拉通盆地沉积
• • • • • 石英砂岩建造 石灰岩建造 碎屑含媒建造 膏盐建造 红色碎屑岩建造
克拉通内盆地地层层序及边界不整合研究
盖层：沉积较薄，岩相变化不大，稳定类型 沉积，产状平缓，地壳运动为大面积的缓慢 的升降运动，岩浆活动微弱，很少受变质作 用 基底：活动类型沉积，构造复杂，深成岩系 发育，深融作用普遍，区域变质作用强
大陆克拉通基底—前寒武纪地质
1. 原始地壳性质： 有年龄的地球最老岩石记录为36－38亿年，最 老的碎屑锆石年龄有41亿年。 推测的地球形成于46亿年左右（与月岩对比） 问题：46亿年至40亿年左右地球外层性质如何？
太古宙地壳演化在很大程度上涉及高级变质岩区与花岗－绿岩带之 间的相互关系及演化，多种观点： 1. 传统槽台观点 马杏垣对华北地台基底演化的认识： 陆核－萌地台、萌地槽－雏地台、雏地槽－原地台、原地槽－地台、 地槽 2. 陆壳裂陷观点 Anhaeusser设想，绿岩带是沿陆壳与洋壳交界的主要断裂带形成的， 或是在不稳定的硅铝质原始地壳上的平行断陷槽 Glikson认为高级变质体是在绿岩带之后或同时形成的壳内根部 3. 均变的板块构造观 以Windley为代表，认为现代板块构造观点完全可以运用于早前寒 武纪地壳演化。绿岩带相当于边缘海盆地、裂谷或原始洋中脊； 高级变质地体与岛弧带类比。 4. 非均变的板块构造观 以Goodwin和Kroner等为代表，承认板块构造在太古宙已经存在， 但不同时期板块作用方式有其特殊性。 Kroner的有限板块构造模型：地壳薄，小规模地幔对流，地壳分裂 形成绿岩带，根部高级变质，闭合发生挤压褶皱，这一过程无 需俯冲带出现。
地质学地球演变的历程
地质学地球演变的历程地球是我们共同的家园，它经历了数十亿年的演变，形成了我们现在所熟知的地貌和资源。
地质学是研究地球演变历程的科学，通过对地壳构造、岩石组成和地貌特征的研究，揭示了地球从诞生到今天的变化过程。
本文将从地质学的视角，描述地球演变的历程。
1. 地球的形成和原初地壳构造地球的形成可以追溯到约46亿年前，当时太阳系中的宇宙尘埃聚集形成了地球。
随着地球内部温度的上升，熔岩通过火山活动涌出地表，形成了原初地壳。
这种地壳由于火山喷发的冷却速度较快，因此以玄武岩为主要组成矿物。
2. 原始地壳的破裂和板块构造形成随着地球内部热量的积累，地壳发生了破裂和漂移的现象。
板块构造理论认为地壳由若干个相对移动的板块构成，这些板块不断的碰撞和分离，导致地球表面的地壳变化。
比如，亚欧板块和太平洋板块之间的相互碰撞形成了喜马拉雅山脉，而大西洋沿岸地区的板块分裂则给我们带来了大西洋洋脊。
3. 地壳的变质和岩石的形成地壳的变质是指由于地壳深部高温高压环境的作用，岩石中的矿物质发生了结构和成分的改变。
例如，由于地壳板块的挤压作用，变质作用形成了片麻岩和云母片岩等变质岩。
此外，地壳中的岩浆也可以冷却凝固形成岩石，如花岗岩和玄武岩等。
4. 地壳的抬升和侵蚀作用地壳的抬升是指由于地壳板块碰撞和构造抬升的作用，地壳表面相应地隆起上升。
抬升后的地壳暴露在地表，受到风化、侵蚀和沉积等作用。
风化作用使岩石表面破碎，形成了土壤和沙砾，而侵蚀作用则通过水、冰和风等造成地表物质的移动和剥蚀。
这些被剥蚀的物质通过沉积作用在其他地方重新沉积下来，形成河流、湖泊和沉积岩层。
5. 地球的内部运动和地震火山活动地球内部的地幔和外核存在着对流运动，这种运动不仅驱动着板块的漂移和抬升，也导致着地震和火山活动。
当板块之间的应力积累到一定程度时，就会发生地震；而当地壳板块下沉至地幔深部时，岩浆会上升形成火山喷发，释放出大量的岩浆、气体和热能。
6. 地球中的化学循环和岩石循环地表和地底之间存在着大量的物质和能量交换，这种交换形成了地球的化学循环和岩石循环。
第5章地壳演化简史2
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。
大地构造学 第五章 经典大地构造学说
第五章 经典大地构造学说第一节 地槽地台理论1859年霍尔（J.Hall）在北美第一次注意到古生界同一代地层在阿巴拉契亚山要比毗邻的密西比河平原几乎十倍，提出褶皱山系是在地壳的巨大拗陷部位生成的，1887卡尔宾斯基根据东欧平原近水平产状的古生界到处不整合在已强烈变形的结晶基底之上的现象，建立地台的概念。
一 地槽1859年美国地质学家霍尔（J.Hall）在研究北美时第一次注意到古生界同一时代地层在阿帕拉契亚山要比毗邻的密西西比河平原几乎厚十倍，从而提出褶皱山系是在地壳的巨大拗陷部位生成的,但他错误地把地壳拗陷归困于沉积物的加载。
到1873年丹纳（J.Nana）正式把这种拗陷称为地槽。
1 概念：地槽是地壳上强烈的构造带，曾经为巨大的拗陷带，沉积有巨厚的海相沉积物，在发展过程中各种活动都十分强烈，最后转变为褶皱山脉。
2 特征与标志：（1）地槽通常出现在大陆边缘地带或两个大陆之间，因此，地槽一般都具有狭长的形态呈带状分布，规模很大，长几百至几千公里，宽几百公里，现今地槽多为褶皱山脉。
（2）地槽沉积物分布在长条状的拗陷内，沉积物以海相为主，分选性差，厚度巨大，可达上万米。
常常形成特殊的沉积建造和建造序列，由下而上依次为：a硬砂岩建造，碎屑成分复杂，分选不好，磨圆度差，多含有一些易于风化的长石等矿物，说明沉积时地形起伏大，剥蚀沉积快，这种环境多出现在地槽形成初期构造不稳定环境下。
b硅质－火山岩建造（优地槽产物），一般由硅质页岩、碧玉岩等硅质岩组成，并与细碧岩、安山玄武岩、石英角斑岩及其凝灰岩和火山碎屑岩伴生，相当于蛇绿岩套的一部分，说明地槽下沉最强烈的阶段，断裂、火山活动发育。
c碳酸盐建造，一般不纯，常含泥质成分，说明为下沉最晚期海侵最广泛，陆源物少，地势平缓。
d复理石建造,海相沉积，以砂、粉砂、粘土等陆源碎屑为主交替组成的韵律组合，厚可达上万米，韵律厚为几十厘米，说明是一种浊流沉积（已往认为是地槽上下“振动”形成的），代表地槽上升初期阶段。
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)。
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喜马拉雅山 构造阶段
地 质 年 代 表
燕山构造阶段 印支构造阶段 海西构造 阶段 加里东构 造阶段
晋宁运动 吕梁运动 城 市 与 环 境 科 学 院㊣黄昆 阜平运动
二、时间标尺的建立 地质年代单位
时代地层单位
地质时代单位
宇（Eonthem）…………宙（Eon）
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第四节：早古生代 (Pz1)
笔石始出现于中寒武世，特别繁盛于奥陶纪和志 留纪 。这种化石多保存在页岩特别是黑色页岩里，很 像是笔迹，因此叫笔石。
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第四节：早古生代 (Pz1)
从奥陶纪开始，主要是志留纪，出现了淡水原始的鱼类 无颌类，属于脊椎动物，说明一个新的时代即将来临。 在植物界方面，寒武、奥陶纪都是以海生藻类为主，到 了志留纪，已出现半陆生的裸蕨植物，也意味着即将进
分布于华北及东北南部地区 ，构成华北地台的基底 。
地层划分为下太古界和上太古界，其界线为29—30亿年。 自北而南，大致可分为三带： 北带自宁夏吉兰泰，经内蒙古乌拉山到冀东燕山，东延至 吉林南部的龙冈山及辽东地区 ； 中带主要分布于吕梁山、太行山和鲁西地区 ； 南带主要分布于关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区。
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三、震旦纪
中国震旦纪古地理轮廓及震旦系 震旦纪到来之前，在中国曾发生一次强烈而影响宽广的
构造运动，即晋宁运动。
受晋宁运动影响，中国古地理形成一种新的格局 ： 北部形成华北古陆。 南部形成扬子古陆 。
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华北古陆
扬 子 古 陆
第四纪
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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 （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。
（三）、岩相分析的原则——现实类比方法
1、自然界演化的不可逆性
2、时间因素 3、沉积物的后生变化
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第二节：地壳历史的研究方法
三、构造历史分析 构造历史分析在于 进一步研究地壳构造运
动的历史及发展规律。
可以根据岩相的垂直变 化、岩层厚度、岩层接 触关系等重塑地壳构造 运动。
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三、震旦纪
最古老的一次大冰期——震旦纪冰期
冰川广布是震旦纪一个重要的地质事 件。 震旦纪大冰期至少可能包括两期： • 一是7.4—7亿年，分布最广； • 一是6.5亿年。 我国震旦纪冰期遗迹，最早是在湖北 宜昌南沱发现的南沱冰碛层。
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旦为中国之古称，作为地层专名。
世界古地理基本轮廓 大陆壳已经形成为许多大规模稳定的部分——古地台 。 南半球地台是一个稳定的联合古陆，总称冈瓦纳（ Gondwana）古陆。
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三、震旦纪
繁盛藻类和后生Biblioteka 物大量出现微古植物群和宏观藻类非常繁盛
丛状藻类植物群
伊迪卡拉裸露动物群 从生物地层学角度，震旦纪具有承前启后的特色，是寒 武纪生物群发展的前奏
二、元古宙
华 北 原 地 台 形 成 浅 海 和 古 陆
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二、元古宙
中国元古宙的矿产
铁矿——宣龙式铁矿 锰矿 ——蓟县式锰矿 其他 ——东海式磷矿、含钾页岩矿床等
蓟 县 风 光
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三、震旦纪
震旦纪距今6.80-5.43亿年，属于新元古代的晚期。震
入一个新的时代。
从寒武纪一开始生物界便呈现爆发性增长的形势，称其
为寒武纪生命“大爆炸”。
三叶虫、腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物
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第四节：早古生代 (Pz1)
形成的地层称前寒武纪。
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一、太古宙
太古宙的一般地史特征 缺氧的气圈及水体
薄弱的地壳和频繁的岩浆活动
岩石变质很深
海洋占绝对优势
陆核形成
原始生命萌芽
构造运动 ——中国的阜平运动是我国已知最早的一次 构造运动。
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一、太古宙
中国的太古宙地层
三、震旦纪
中国震旦系矿产 这一时期主要形成铁、锰、磷、盐类等矿产，分布于中
南及西南各省。
其中具代表性的有： • 湘、鄂一带南沱组的锰矿 • 川西观音崖组的铁矿 • 湘、鄂、黔地区陡山沱组的磷矿
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第四节：早古生代 (Pz1)
古生代可以分为早古生代和晚古生代。 早古生代距今5.7—4.09亿年。
泥盆纪邓氏鱼
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“巨虫时代”石炭纪
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二叠纪植物群落
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侏罗纪“恐龙时代”
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白垩纪海陆分离
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第二节：地壳历史的研究方法
二、岩相古地理分析
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。
陆 相 海 陆 过渡相 海相
河流相、湖沼相 冰川相、沙漠相
三角洲相、泻湖相、 滨海相、浅海相、 次深海相、深海相、非正 常海相
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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
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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，
界（Erathem）………… 代（Era）
系（System）……………纪（Period） 统（Series）………………世（Epoch）
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二、时间标尺的建立
地质年代表记法
新生包含三四纪，六千万年喜山期。 中生白垩侏罗三，燕山印支两亿年。 古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武纪。 震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。
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第二节：地壳历史的研究方法
地层划分的主要依据：
1、沉积旋回和岩性变化
2、地层接触关系
3、古生物（化石）
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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
二、元古宙
元古宙的一般地史特征 从缺氧气圈到贫氧气圈 O2 从原核生物到真核生物 ——叠层石 由陆核到原地台和古地台 ——陆壳构造发展的第二个 阶段 古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别 ：前者
属活动类型沉积和浊流沉积变质而成的绿岩系 ；后两
者已经属于盖层沉积的范畴。
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二、元古宙
中国的元古宙古地理和地层
古元古代：中国北方经吕梁运动后形成华北原地台，南 方形成扬子原地台，西部则形成塔里木原地台。 中、新元古代 ：华北原地台形成浅海和古陆； 中国西 部塔里木地区中上元界分布广泛； 中国南部扬子原地 台周围固结扩大，形成大型稳定的扬子地台。
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尖灭；
c、原始水平律，地层未经变动时则呈水平产状。
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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）
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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。
更新世的猛犸象化石
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第二节：地壳历史的研究方法
（二）地层的对比
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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
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第二节：地壳历史的研究方法
四、地层系统
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2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 石地层分类系统，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，