地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)第五章地殼演化簡史教案

第五章 地殼演化簡史[教學(xué)目的與要求]了解地史的研究方法；熟悉地殼歷史的發(fā)展順序和分期階段。重點：各地史階段中的大地構(gòu)造演化、古地理、古生物的重大事件；難點：我國地史上發(fā)生的重要構(gòu)造運動及其對我國自然地理的影響。第一節(jié)概述一、 地層學(xué)理論的建二、 時間標(biāo)尺的建立第二節(jié)地殼歷史的研究方法一、 地層的劃分與對比（一）地層的劃分的依據(jù)ft成1、沉積旋回和巖性變化全、順序正常、接觸關(guān)系清楚、化石保存良好的剖面就可以做為標(biāo)準(zhǔn)剖面?？梢源淼胤叫缘牡厥钒l(fā)展階段。2、巖層接觸關(guān)系（角度不整合）都代表巖層的不連續(xù)現(xiàn)象，反映了地理環(huán)境的重大變化。3、古生物（化石）（骨骼、硬殼等）和遺跡（如動物足印、蟲穴、蛋、糞便、人類石器等）都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保填充、置換或升餾等作用才能形成化石。（二）地層的對比層進(jìn)行比較研究。二、（一）沉積相的分類

巖相古地理分析地層分為海相、過渡相和陸相三大類。1、海相沉積海洋是接受沉積的最主要最廣闊的場所，古代沉積巖層有很大部分屬于海相沉積。和波浪作用占主要地位。淺海相存在于海面到海面下200m左右的淺海地區(qū)，約相當(dāng)于大陸架上的（海面下約200—2500m（約2500m以下）地區(qū)，即相當(dāng)于大陸坡及海盆底地帶。非正常海相非正常海包括淡化海和咸化海。2、過渡相沉積（海陸混合相沉積）發(fā)育于濱海地區(qū)。其中主要包括三角洲相和潟湖相：的地區(qū)，常常形成三角洲。潟湖相濱海地區(qū)部分海水為砂堤隔絕可形成潟湖。3、陸相沉積（砂、泥）成分為主，有時含陸生動植物化石。（二）巖相分析的主要依據(jù)1、生物化石（瑚生活要求：水溫20℃左右，水中沒有混雜的泥沙，水深不超過50—70m；2、巖性特征和結(jié)構(gòu)3.、特殊礦物有些礦物是在一定環(huán)境下形成的，可以起指相作用。例如海綠石代表較深淺海環(huán)境；石膏、石鹽等代表干燥環(huán)境；白云巖（指形成于古生代以后者）并少含化石往往代表咸化?；驖暫h(huán)境，等等。（三）巖相分析的原則——現(xiàn)實類比方法自然界演化的不可逆性時間因素沉積物的后生變化（四）古地理圖對于一定地區(qū)一定時代的地層進(jìn)行巖相分析之后，把當(dāng)時的海陸分布、地形、氣候等情況綜合起來繪成圖件，就是古地理圖。三、 構(gòu)造歷史分析動可以根據(jù)巖相的垂直變化、巖層厚度、巖層接觸關(guān)系等。四、（一）巖性地層單位

地層系統(tǒng)一個組。比組大的地方性地層單位叫群。凡是厚度巨大、巖性較復(fù)雜而又具有一定的相似性，但又無明確界限可以分組的一套巖系，或者是連續(xù)的、在成因上互相聯(lián)系的幾個組的組合，都可以劃分成一個群。組還可以根據(jù)巖性特征進(jìn)一步劃分為段。環(huán)境，只適用于一定地區(qū)，所以屬于地方性的地層單位。（二）年代地層單位總體的名稱，是超越地區(qū)性具體差異的抽象概括。（三）地質(zhì)時代單位（它們都代表地層的實體地層（從最老到最新地層所占的時間稱為世；形成一個階的地層所占的時間稱為期。第三節(jié)前寒武紀(jì)——太古宙和元古宙一、太古宙太古宙大約經(jīng)歷了十多億年（38—25億年）的時間，已經(jīng)形成了薄而活動的原始地殼，出現(xiàn)了水圈和氣圈，蘊育和誕生了低級的生命。（一）太古宙的一般地史特征1、缺氧的氣圈及水體CO2含量比后來要高。太古宙地層中含有豐2、薄弱的地殼和頻繁的巖漿活動3、巖石變質(zhì)很深4、海洋占絕對優(yōu)勢5、陸核形成陸核的形成標(biāo)志著地殼構(gòu)造發(fā)展的第一大階段的結(jié)束。6、原始生命萌芽目前已知最古老的生物化石是在南非發(fā)現(xiàn)的32億年前的超微化石——古桿菌和巴貝通球藻（利用電子顯微鏡觀察。這是最原始的原核生物，個體呈圓形和橢圓形，整個個體只有一個細(xì)胞組成，沒有細(xì)胞核。在南非布拉維群灰?guī)r中，還發(fā)現(xiàn)了年齡值31億年的原核細(xì)胞藍(lán)綠藻類（形成大型化石疊層石31億年前藍(lán)綠藻類已經(jīng)開始繁殖。從無生命到有生命，是生物演化史上的一次飛躍。7、構(gòu)造運動（二）中國的太古宙地層中國的太古宙地層主要分布于華北及東北南部地區(qū)，即東經(jīng)105°以東，北緯31°—43°之間，構(gòu)成華北地臺的基底。地層劃分暫時分下太古界和上太古界，其29—30億年。自北而南，大致可分為三帶：北帶自寧夏吉蘭泰，經(jīng)內(nèi)蒙古烏拉ft到冀東燕ftftft二、 元古宙（一）元古宙的地史特征1、從缺氧氣圈到貧氧氣圈CO2O2氣圈和水體從缺氧發(fā)展到含有較多氧的狀態(tài)。2、從原核生物到真核生物或錐形疊層狀，就象扣放著的一摞碗，稱做疊層石。生命演化過程中進(jìn)入一個新階段。3、由陸核到原地臺和古地臺由陸核到原地臺和古地臺，是陸殼構(gòu)造發(fā)展的第二個階段。4、古元古代地層和中、新元古代地層有很大區(qū)別（二）中國的元古宙古地理和地層1、古元古代塔里木原地臺。2、中元古代和新元古代陸殼穩(wěn)定情況仍存在很大差異。三、 震旦紀(jì)（一）世界古地理基本輪廓——臺。這時候全世界形成的古地臺有：.中國地臺（主要包括華北地臺，塔里木地臺，揚子地臺.西伯利亞地臺（又稱安卡拉地臺；Ⅲ.俄羅斯地臺（維亞半島大部地區(qū)；.加拿大地臺（又稱北美地臺，包括美國中北部、加拿大地盾，格陵蘭地臺.巴西地臺（又稱南美地臺，主要包括巴西；Ⅵ.非洲地臺（拉伯半島地塊；.印度地臺（包括印度中南部；Ⅷ.澳大利亞地臺（包括澳大利亞中、西部。古陸地臺和澳大利亞地臺是一個穩(wěn)定的聯(lián)合古陸，在中生代以前它們還沒有分裂，總稱岡瓦納古陸。地理角度可以叫海槽。（二）繁盛藻類和后生動物大量出現(xiàn)震旦紀(jì)生物界的演化與前期相比，出現(xiàn)迅速和突變的趨勢?？偟恼f來，早震旦世（距今8—7億年）大體是繼承青白口紀(jì)，微古植物群（如各種刺球藻，屬種繁多）和宏觀藻類非常繁盛，后者在地層中形成多種疊層石。（三）中國震旦紀(jì)古地理輪廓及震旦系震旦紀(jì)到來之前，在中國曾發(fā)生一次強(qiáng)烈而影響寬廣的構(gòu)造運動，即晉寧運動。受晉寧運動影響，中國古地理形成一種新的格局，華北古陸、揚子古陸。第四節(jié)早古生代一、 動物界的第一次大發(fā)展——海生無脊椎動物時代2500最多的是節(jié)肢動物中的三葉蟲，其數(shù)量占生物分類總數(shù)的60—70％，故寒武紀(jì)又稱“三葉蟲時代”；其次為腕足類動物，約占20—30％；其他無脊椎動物占（如珊瑚、軟體動物（如頭足類、環(huán)節(jié)動物、牙形石、棘皮動物、筆石動物等。因此，早古生代是海生無脊椎動物空前繁盛的時代。二、 加里東構(gòu)造階段世界古地理輪廓及地史特征（一）加里東運動和加里東構(gòu)造階段早古生代初期的大地構(gòu)造輪廓和震旦紀(jì)很相似。后來發(fā)生了具有世界影響的構(gòu)造運動，引起了世界海陸形勢的調(diào)整和變化，這就是加里東運動。從廣義講，發(fā)生在早古生代的構(gòu)造運動稱加里東運動；但狹義的加里東運動，則指志留紀(jì)后期的構(gòu)造運動。早古生代這一時期，稱為加里東構(gòu)造階段。（二）海洋占優(yōu)勢的時代最大。從整體看來，早古生代仍然是海洋占優(yōu)勢的時代。（三）世界古地理格局及其演變（四）早古生代氣候（中國的饅頭組（即竹葉狀灰?guī)r）等沉積地層；中國的西南部、伊朗、西伯利亞中部、非洲摩洛哥等有巖鹽、石膏等蒸發(fā)鹽；在世界很多地方都分布有鮞狀灰?guī)r、白云巖等；還有在中國長江中下游和西南、新疆中天ft、黑龍江北部，西伯利亞、澳大利亞、北美洲、摩洛哥、西班牙、意大利、挪威北部、南極，都發(fā)現(xiàn)有古杯動物灰?guī)r和古杯礁。奧陶紀(jì)早、中期氣候和寒武紀(jì)相似，氣候比較溫暖。當(dāng)時北美、西伯利亞和中國華北地區(qū)，都有蒸發(fā)巖沉積，推測曾存在干熱氣候環(huán)境，屬于低緯度地區(qū)。有海相紅層發(fā)現(xiàn)；在西伯利亞、澳大利亞等地有蒸發(fā)巖發(fā)現(xiàn)，便是證明。三、 早古生代中國地史概況（一）穩(wěn)定的地臺稱它們?yōu)榘鍓K，基底是復(fù)雜的變質(zhì)巖系，蓋層主要是穩(wěn)定沉積類型。1、華北地臺包括陰ft-燕ft與秦嶺-大別ft之間、賀蘭ft以東的近似三角形的廣大地區(qū)，向東延伸包括東北南部、渤海、黃海北部，從地質(zhì)構(gòu)造上講，也包括朝鮮北部，所以又稱中朝地臺。2、揚子地臺包括秦嶺-大別ft以南、雪峰ft（湘）-懷玉ft（贛）以北、龍門ft（川）-哀牢ft（滇）以東的廣大地區(qū)，向東延展沒于黃海南部。3、塔里木地臺（二）加里東運動對中國的影響（三）從中國下古生界看中國地史發(fā)展主要特征第五節(jié)晚古生代一、 晚古生代生物界的飛躍發(fā)展（一）植物界的第一次大發(fā)展——蕨類時代周而復(fù)始，形成了許多煤層，石炭二疊紀(jì)是地史上最重要的成煤時代之一。（二）動物界的兩次大飛躍——從無脊椎到有脊椎，從水中到陸上類、雙殼類、腹足類等科屬數(shù)量達(dá)到極盛。從無脊椎動物發(fā)展到脊椎動物，這是動物界發(fā)展歷史的一次大飛躍。到了石炭紀(jì)，有一種叫總鰭魚的魚，逐漸演化成兩棲類。因在晚古生代后期，地殼運動強(qiáng)烈，環(huán)境多變，許多地方海退，出現(xiàn)湖泊沼澤。這種總鰭魚具有堅硬的（三）晚古生代最重要的生物事件生物界的演化并不是一帆風(fēng)順的，其間不斷遇到災(zāi)難性的事件。以泥盆紀(jì)而論，已經(jīng)被識別的全球性事件至少有8次之多。其中最重要一次為發(fā)生于晚泥盆世的生物危機(jī)，表現(xiàn)為生物量急劇下降，造礁生物消失，竹節(jié)石類、腕足動物的3個目、四射珊瑚的10也稱弗朗斯-法門事件。二、（一）地史特征

海西構(gòu)造階段世界古地理格局變化及地史特征為海西運動，也稱華力西運動。晚古生代可以稱為海西構(gòu)造階段。從地層內(nèi)容來看，上古生界比下古生界要復(fù)雜的多。這是第一個特點。海西構(gòu)造階段使陸塊從分散趨向集中，這是第二個特點。（二）聯(lián)合古陸的形成（稱泛大陸（三）氣候和植物分區(qū)據(jù)沉積物巖相及其分布情況看，泥盆紀(jì)已具明顯氣候分帶現(xiàn)象。（四）石炭、二疊紀(jì)是世界上最重要的成煤時代。當(dāng)石炭二疊紀(jì)北方大陸森林繁茂，形成廣大煤田的時候，南方岡瓦納古陸上卻是冰雪晶瑩，出現(xiàn)了震旦紀(jì)和奧陶紀(jì)以來規(guī)模最大的一次冰川活動三、 晚古生代中國地史概況（一）由海洋向大陸的環(huán)境轉(zhuǎn)化就整個時代看，主要還是陸地在不斷擴(kuò)大。（二）上古生界特征在晚古生代時中國各地地殼中國上古生界地層分布很廣。第六節(jié)中生代一、 中生代生物界的新發(fā)一、中生代生物界的新發(fā)展（一）裸子植物時代“敏感”表植物.(二)爬行動物時代時代。（三）無脊椎動物進(jìn)一步發(fā)展（四）恐龍全部滅亡——最突出的生物事件“霸”部絕滅，這一事件引起國際科學(xué)界的重視和爭議。二、 中生代全球大地構(gòu)造和古地理演化（一）中生代的構(gòu)造運動ft（二）聯(lián)合古陸的解體老阿爾卑斯構(gòu)造階段是聯(lián)合古陸解體階段。大約從三疊紀(jì)晚期開始，位于南極周圍的岡瓦納超級大陸逐步分裂為幾個大陸。到侏羅紀(jì)這種分裂趨勢進(jìn)一步增強(qiáng)，在北大西洋西部巴哈馬群島附近已發(fā)現(xiàn)中侏羅世的洋底深水沉積，說明北美和非洲在這一時期已經(jīng)分裂、漂移，出現(xiàn)北大西洋洋殼海盆。（三）中生代古地理概況（四）中生代氣候和沉積礦產(chǎn)，存在有潮濕地帶。（五）環(huán)太平洋內(nèi)生金屬成礦帶形成三、 中生代中國地史概況（一）印支運動結(jié)束南海北陸的局面，中國基本形成大陸環(huán)境（二）燕ft運動期從南北分異轉(zhuǎn)向東西分異（三）大規(guī)模的巖漿侵入和噴發(fā)活動（四）西部地區(qū)古生代褶皺帶強(qiáng)烈上升（五）中國東部中生界第一，北方中生界全部為陸相沉積；而南方則不同。第二，西部川鄂盆地和鄂爾多斯盆地，中生界不見火ft巖系。第三，無論南方或北方，從三疊紀(jì)晚期起，特別是到侏羅紀(jì)早期，很多盆地中沉積了含煤地層，說明當(dāng)時氣候溫暖、植物叢生。有的地方，在三疊、侏羅系中還含有油層或油頁巖。（六）中國中生代礦產(chǎn)第七節(jié)新生代一、 古近紀(jì)（一）向近代發(fā)展的生物界種松柏等裸子植物組成的植被逐漸為被子植物所代替。中生代開始出現(xiàn)的哺乳動物得到迅速發(fā)展。（二）喜馬拉雅構(gòu)造階段地史特征新生代的構(gòu)造運動稱新阿爾卑斯運動，又稱喜馬拉雅運動，簡稱喜ft運動。（三）中國早第三紀(jì)古地理概況1、古地理輪廓中國現(xiàn)代構(gòu)造和地貌輪廓在中生代末期，即燕ft運動以后就基本上奠定了基礎(chǔ)。2、早第三紀(jì)地層及有關(guān)礦產(chǎn)中國第三系以陸相為主，海相沉積僅限于喜馬拉雅ft部地區(qū)。二、 新近紀(jì)（一）接近現(xiàn)代的生物界物分布范圍延伸到更靠北的地方。無脊椎動物，有大量屬種是現(xiàn)生屬種。早第三紀(jì)特別繁盛的海生貨幣蟲類全部絕滅。適應(yīng)能力較強(qiáng)的雙殼類、復(fù)足類、介形類繼續(xù)繁衍。海水中有孔蟲、放射蟲等非常繁盛。（二）晚第三紀(jì)地史特征陸地面積比現(xiàn)在稍小。經(jīng)過喜馬拉雅運動期，阿爾卑斯-喜馬拉雅ft脈和環(huán)太平洋ft脈都已形成，并繼是地史發(fā)展中的一件重要事件。（三）中國晚第三紀(jì)古地理概況有海水覆蓋，全國大部地區(qū)都是陸地。三、 第四紀(jì)（一）向現(xiàn)代繼續(xù)演化的生物界第四紀(jì)生物界總的面貌已和今天相似，以西北歐為例，在現(xiàn)生植物中大約有很快。（二）頻繁而普遍的新構(gòu)造運動6.6cm。（三）第四紀(jì)冰期（四）第四紀(jì)沉積物和礦產(chǎn)1、第四紀(jì)沉積下界由于第四系有海相陸相之分，二者很難找到共同的標(biāo)準(zhǔn)。1977年，國際第四紀(jì)會議建議，以意大利的弗利卡（剖面作為上新統(tǒng)和更新統(tǒng)的分界剖面，164350—330萬年。中國地質(zhì)學(xué)者認(rèn)為第四紀(jì)應(yīng)定在黃土沉積的248248萬年。2、第四紀(jì)沉積物特征第四紀(jì)沉積物的特點是：大多數(shù)未膠結(jié)，呈松散狀態(tài)；保存比較完整；厚度一般相變劇烈，主要有河流沉積、湖相沉積、風(fēng)成沉積、冰川沉積、冰水沉積、洞穴沉積、殘積、坡積、洪積、重力堆積、火ft堆積、生物沉積和海相沉積等。第四3、第四紀(jì)海侵5次海侵，從古至新分別稱為海興海侵、津海侵。4、黃土與氣候波動記錄5、中國第四系概況中國第四系分布廣泛，類型多樣，橫向多變，以陸相為主。（五）人類的出現(xiàn)上是人類時代。真正的勞動是從制造工具開始的。人類的發(fā)展可以分為古猿、直立人（猿人、早期智人（古人）和晚期智人（新人）四個階段。1