自然地理学地壳的演变

1 地质年代
1.1 相对年代法或古生物地层法
相对年代法主要根据岩层的沉积顺序（ 相对年代法主要根据岩层的沉积顺序（按地层剖面中 的上新下老及整合与不整合相互关系） 的上新下老及整合与不整合相互关系）和古生物化石 按生物进化的阶段性和不可逆性， （按生物进化的阶段性和不可逆性，找出标准化石和 生物群体）进行对比和划分。 生物群体）进行对比和划分。这种方法又称古生物地 层法。 层法。 通过古生物地层法并结合地壳运动和古地理等特征， 通过古生物地层法并结合地壳运动和古地理等特征， 对全世界的地层进行对比研究， 对全世界的地层进行对比研究，把地质历史划分为两 大阶段：老的叫隐生宙；新的叫显生宙。宙以下分代， 大阶段：老的叫隐生宙；新的叫显生宙。宙以下分代， 代以下分纪，纪以下分世， ）。宙 代以下分纪，纪以下分世，……（表2-3）。宙、代、 （ ）。 世是国际统一定名的时代划分单位。 纪、世是国际统一定名的时代划分单位。每个时代单 位都有相应的地层单位，它们称为： 位都有相应的地层单位，它们称为：宇、界、系、 统……。 。
1.3 与地球演变有关的几种地质年龄
综上所述，与地壳早期演化有关的几种年龄为： 综上所述，与地壳早期演化有关的几种年龄为： 地球物质（尤其重化学元素） 地球物质（尤其重化学元素）形成的年龄早于 地球的年龄； 地球的年龄； 地球形成的年龄约为50× 地球形成的年龄约为 ×108—70×108年； × 地壳形成的年龄约为46× 地壳形成的年龄约为 ×108年； 现有最古老的岩石年龄为30× 现有最古老的岩石年龄为 ×108—40×108年； × 已知最早的生物化石的年龄为30× 年左右。 已知最早的生物化石的年龄为 ×108年左右。
第五节 地壳的演变
思考题： 思考题： 识记各地质年代名称以及相应年代的主 要特征。 要特征。
第五节 地壳的演变
1 地质年代 1.1 相对年代法或古生物地层法 1.2 绝对年代法 1.3 与地球演变有关的几种地质年龄 2 地壳演化简史 2.1 太古代 2.2 元古代 2.3 古生代 2.4 中生代 2.5 新生代
2.1 太古代
太古代的地壳运动和岩浆活动既广泛又强烈；火山喷发 太古代的地壳运动和岩浆活动既广泛又强烈； 频繁，故使大气圈和水圈才得以形成。 频繁，故使大气圈和水圈才得以形成。 原始海洋的面积可能比现在大，但平均水深则浅得多。 原始海洋的面积可能比现在大，但平均水深则浅得多。 现在世界各地蕴藏丰富的海相层状沉积的变质铁锰矿床 和岩浆活动形成的金矿等就是在这时期形成的。 和岩浆活动形成的金矿等就是在这时期形成的。当时的 大气圈可能富含碳酸气、水蒸汽和火山尘埃， 大气圈可能富含碳酸气、水蒸汽和火山尘埃，只有少量 的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性矿化水（ 的氮和非生物成因的氧。海水也是酸性矿化水（后来才 逐渐被中和），陆地是灼热的，荒芜的。 ），陆地是灼热的 逐渐被中和），陆地是灼热的，荒芜的。在某些适宜的 浅海环境中，有些无机物质经过化学演化跃变为有机物 浅海环境中， 蛋白质和核酸），进而发展为有生命的原核细胞， ），进而发展为有生命的原核细胞 质（蛋白质和核酸），进而发展为有生命的原核细胞， 构成一些形态简单的无真正细胞核的细菌和蓝藻。 构成一些形态简单的无真正细胞核的细菌和蓝藻。这只 是出现于太古代的后期。 是出现于太古代的后期。
2 地壳演化简史
2.1 太古代（距今约 太古代（ 25×108年前） × 年前）
太古代是地质年代中最 古老、 古老、历时最长的一个 代，即原始地壳以及原 始大气圈、水圈、 始大气圈、水圈、沉积 圈和生物的发生、 圈和生物的发生、发展 的初期阶段。 的初期阶段。
2.1 太古代
太古界的地层由变质深的正、副片麻岩组成。已 太古界的地层由变质深的正、副片麻岩组成。 知其中最古老的年龄为40× 据此认为， 知其中最古老的年龄为 ×108年。据此认为， 在此之前地球便出现了小型的花岗岩质地壳。 在此之前地球便出现了小型的花岗岩质地壳。由 沉积岩变质而成的副片麻岩的出现， 沉积岩变质而成的副片麻岩的出现，说明当时有 了原始大气圈和水圈，并有单纯的物理化学风化。 了原始大气圈和水圈，并有单纯的物理化学风化。 据推测， 据推测，太古代早期地球表面有许多小型花岗质 陆块，它们之间为深浅多变的古海洋。 陆块，它们之间为深浅多变的古海洋。后来各小 陆块在移动中结合成面积较大的大陆板块。 陆块在移动中结合成面积较大的大陆板块。这些 最古老的陆块现在已散布于各大陆中， 最古老的陆块现在已散布于各大陆中，即通常所 说的稳定陆块的核心——克拉通或古地盾区。 克拉通或古地盾区。 说的稳定陆块的核心 克拉通或古地盾区
2.3 古生代
2.3 古生代
据研究， 据研究，我国北方的中朝古陆与南方的扬子古 陆的性质很不相同， 陆的性质很不相同，后者与南半球冈瓦纳古陆 的许多情况极为相似。 的许多情况极为相似。 他们认为， 他们认为，扬子古陆在早古生代曾是冈瓦纳古 陆的一部分，后来分裂并向北漂移， 陆的一部分，后来分裂并向北漂移，至晚古生 代才与中朝古陆碰撞合并在一起， 代才与中朝古陆碰撞合并在一起，两者之间的 秦岭-淮阳山地是个地缝合线 淮阳山地是个地缝合线。 秦岭 淮阳山地是个地缝合线。近年来在这里也 发现了蛇绿岩套岩层（由蛇纹岩、橄榄岩、 发现了蛇绿岩套岩层（由蛇纹岩、橄榄岩、辉 长岩及枕状基性火山岩等组成的、 长岩及枕状基性火山岩等组成的、属于洋壳和 地幔喷出的岩层， 地幔喷出的岩层，它是代表大陆缝合线的指示 岩层）。我国古地磁的研究也认为， ）。我国古地磁的研究也认为 岩层）。我国古地磁的研究也认为，元古代后 扬子古陆大致位于现在印度洋北部， 期，扬子古陆大致位于现在印度洋北部，与北 方的中朝古陆远隔重洋。 方的中朝古陆远隔重洋。
1.1 相对年代法或古生物地层法
1.2 绝石中放射性同位素的测定，并按放射性 蜕变定律计算出其具体年龄，用数量时 蜕变定律计算出其具体年龄， 间单位来表示。 间单位来表示。 同位素年龄测定法有多种， 同位素年龄测定法有多种，如U-Th-Pb法、 法 K-Ar法、Rb-Sr法、Sm-Nb法、14C法等。 法等。 法 法 法 法等 这些方法各有特点及其适用范围。 这些方法各有特点及其适用范围。
2.2 元古代
原核生物已进化为真核生物， 原核生物已进化为真核生物，嫌气生物转化为 喜氧生物（这个转折点称尤里点， 喜氧生物（这个转折点称尤里点，发生于大气 中氧含量增至当前大气中氧浓度的千分之一的 时候） 物种数量也增多。 时候），物种数量也增多。这时地球上的植物 界第一次得到大发展， 界第一次得到大发展，出现了数量较多的能进 行光合作用与呼吸作用的较原始的低等植物， 行光合作用与呼吸作用的较原始的低等植物， 如绿藻、轮藻、褐藻、红藻等。 如绿藻、轮藻、褐藻、红藻等。这些微古生物 已可用于地层的划分和对比。在元古代晚期， 已可用于地层的划分和对比。在元古代晚期， 原始动物也出现了。如澳洲的埃迪卡拉动物群， 原始动物也出现了。如澳洲的埃迪卡拉动物群， 其中有海绵、水母、节虫、 其中有海绵、水母、节虫、扁虫及软体珊瑚等 水生无脊索动物化石。 水生无脊索动物化石。在北美还发现有海绵骨 针化石。 针化石。
1.3 与地球演变有关的几种地质年龄
现在地壳中存在的最古老的岩石为格陵兰西南部的阿尔 曹库正片麻岩，年龄为3980±170Ma（Rb-Sr法）或 曹库正片麻岩，年龄为 ± （ 法 3620±100Ma（Pb法测定）。 法测定）。 ± （ 法测定 这表明， 这表明，在30×108—40×108年之前地球就已经有了质 × × 轻的花岗岩地壳。 轻的花岗岩地壳。 通过铅、锶等同位素蜕变规律推算， 通过铅、锶等同位素蜕变规律推算，有的认为地壳的年 龄约为45.6×108年。 龄约为 × 近来根据陨石、月岩（壤）和地壳古老岩石所测定的数 近来根据陨石、月岩（ 据估算也发现，它们的年龄大致在46× 年左右。 据估算也发现，它们的年龄大致在 ×108年左右。 由此认为， 由此认为，地球的年龄即原始地球形成的时间一般要比 地壳的年龄为早，大致为50× 地壳的年龄为早，大致为 ×108—70×108年。 ×
2.2 元古代
元古代有多次地壳运动， 元古代有多次地壳运动，较广泛的有我国的 五台运动，吕梁运动、澄江运动、 五台运动，吕梁运动、澄江运动、蓟县运动 北美有克诺勒运动、哈德逊运动、 等；北美有克诺勒运动、哈德逊运动、格伦 维尔运动、贝尔特运动等。 维尔运动、贝尔特运动等。历次造山运动形 成的褶皱带都使原有的小陆块逐渐拼合在一 起成为古陆， 起成为古陆，后来都成为各大陆的古老褶皱 基底和核心，前寒武纪陆台（或称地台）， 基底和核心，前寒武纪陆台（或称地台）， 现在出露的只占陆地面积的1/5。 现在出露的只占陆地面积的 。
2.1 太古代
总的来说，太古代是原始地理圈的形成阶段， 总的来说，太古代是原始地理圈的形成阶段， 陆地是原始荒漠景观， 陆地是原始荒漠景观，水域是生命孕育和发源 之地。 之地。当时地壳与宇宙之间以及和地幔之间的 物质能量交换比后来任何时候都强烈得多。 物质能量交换比后来任何时候都强烈得多。
太古代34亿年前古细胞化石 太古代34亿年前古细胞化石 34
2.2元古代（距今25×108—6×108年） 元古代（距今 × 元古代 ×
在元古代，大陆性地壳逐渐由小变大，从薄增厚， 在元古代，大陆性地壳逐渐由小变大，从薄增厚， 火山活动相对减少， 火山活动相对减少，岩性也从偏基性向偏酸性转 下元古界有巨厚的碎屑堆积， 化。下元古界有巨厚的碎屑堆积，有利于强烈的 花岗岩化活动及导致大型侵入体的形成。 花岗岩化活动及导致大型侵入体的形成。由于大 气中CO2浓度降低和水中 、Mg离子增多，开 浓度降低和水中Ca、 离子增多 离子增多， 气中 始出现有化学沉积的碳酸盐岩。 始出现有化学沉积的碳酸盐岩。它将直接影响到 岩浆过程的演化，导致碱性派生岩的出现。 岩浆过程的演化，导致碱性派生岩的出现。随着 大气中游离氧的增加，氧化环境也开始出现了。 大气中游离氧的增加，氧化环境也开始出现了。 生物的出现对环境的影响还不大， 生物的出现对环境的影响还不大，所以在元古界 无大量的生物化学沉积。 无大量的生物化学沉积。元古代末还发现有冰碛 这是全球性第一次大冰期的产物。 岩，这是全球性第一次大冰期的产物。