高中地理第三章地球的演化和地表形态的变化3.1地球的早期演化和地质年代素材新人教版选修

1、地质年代 地质年代（Geological Time）:地壳上不同时期的岩石和地层，(时间表述单位:宙、代、纪、世、期、阶；地层表述单位:宇、界、系、统、组、段)。在形成过程中的时间（年龄）和顺序。地质年代可分为相对年代和绝对年龄（或同位素年龄）两种。相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为5代12纪。即早期的太古代和元古代（元古代在中国含有1个震旦纪），以后的古生代、中生代和新生代。古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共7个纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个纪；新生代只有第三纪、第四

2、纪两个纪。在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石。各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等的，出现得越早，越是高等的，出现得越晚。绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。越是老的岩石，地层距今的年数越长。每个地质年代单位应为开始于距今多少年前，结束于距今多少年前，这样便可计算出共延续多少年。例如，中生代始于距今2.3亿年前，止于6700万年前，延续1.2亿年.下页包括生物进化地质年代表大家知道按地层的年龄将地球的年龄划分成一些单位，这样可便于我们进行地球和生命演化的表述。人们习惯于以生物的情况来划分，这样就把整个4

3、6亿年划成两个大的单元，那些看不到或者很难见到生物的时代被称做隐生宙，而将可看到一定量生命以后的时代称做是显生宙。隐生宙的上限为地球的起源，其下限年代却不是一个绝对准确的数字，一般说来可推至6亿年前，也有推至5.7亿年前的。从6亿或5.7亿年以后到现在就被称做是显生宙。绝对地质年代指通过对岩石中放射性同位素含量的测定，根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄。绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法，绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。在人类找到合适的定年方法之前，对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节气候法、沉积法、古生物法、海水含盐

4、度法等，利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果，和地球的实际年龄也有很大差别。目前较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。其中主要有UPb法、钾氩法、氩氩法、RbSr法、 SmNd法、碳法、裂变径迹法等，根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。利用放射性同位素所获得的地球上最大的岩石年龄为45亿年，月岩年龄46-47亿年，陨石年龄在46-47亿年之间。因此，地球的年龄应在46亿年以上。在人类找到合适的定年方法之前，对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等，利用这些方法不同的学者会得

5、到的不同的结果，和地球的实际年龄也有很大差别。目前较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。其中主要有UPb法、钾氩法、氩氩法、RbSr法、 SmNd法、碳法、裂变径迹法等，根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。宙下被划分为一些代。通常的分法大致有：太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五个代。太古代一般指的是地球形成及化学进化这个时期，可以是从46亿年前到38亿年前或34亿年前，这个数字之所以有数以亿计的年数之差是因为我们目前所能掌握的最古老的生命或生命痕迹还有许多的不确定因素。元古代紧接在太古代之后，其下限一般定在前寒武纪生命大爆发之前，这个

6、时期目前在5.7亿到6亿年前。太古代和元古代这两个名称是1863由美国人洛冈命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物界次古老。自寒武纪后到2.3亿年前这段时间为古生代，这个名称由英国人赛德维克制定，他依照洛冈取了生物界古老的意思，此事发生在1838年。从2.3亿年前到0.65亿年前为中生代，从0.65亿年后到现在为新生代。这两个代均由英国人费利普斯于1841年命名，取意分别为生物界中等古老和生物界接近现代。代以下的划分单元为纪。让我们从最古老的纪开始吧。最古老的纪叫长城纪，然后是蕲县纪、青白口纪、震旦纪。震旦纪，由美籍人葛利普于1922年在中国命名，葛氏当时活动在浙、皖一带，他按照古代印度人

7、称呼中国为日出之地而取了这个名称。起于18或19亿年前，止于5.7亿年前。这个时期的生命主要是细菌和蓝藻，后期开始出现真核藻类和无脊椎动物。1936年赛德维克在英国西部的威尔士一带进行研究，在罗马人统治的时代，北威尔士山曾称寒武山，因此赛德维克便将这个个时期称为寒武纪。33年以后，另一位英国地质学家拉普华兹在同一地区发现一个地层，这个与较早发现的志留纪与寒武纪相比有着诸多不同的地方，它介入上述两个层之间，显然是属于一个不同的有代表性的时期，因此他根据一个古代在此居住过的民族名将这个时期称为奥陶纪。志留纪的名称的产生比寒武纪和奥陶纪都要早，大约是在1835年，莫企孙也是在英国西部一带进行研究，名

8、称的意思来源于另一个威尔士古代当地民族的名称。莫氏和赛德维克于1839年在德文郡（Devonshire）将一套海成岩石层按地名进行了命名，中文翻译为“泥盆”。石炭这个名称的出现可能是最早的，1822年康尼比尔和费利普斯在研究英国地质时，发现了一套稳定的含煤炭地层，这是在一个非常壮观的造煤时期形成的，因此因煤炭而得名。二叠纪这个名称是我国科学家按形象而翻译的，最初命名时是在1841年，由莫企孙根据当地所处彼尔姆州（俄乌拉尔山乌法高原）将其命名为彼尔姆纪。后来在德国发现这个时期的地层明显为上是白云质灰岩下是红色岩层，这也是我国后来翻译成二叠纪的根据。以上为古生代的六个纪。中生代为三个纪。第一个是三

9、叠纪，由阿尔别尔特命名于德国西南部，这里有三套截然不同的地层，因此得名，此事在1834年。在德国和瑞士的与瑞士交界处有一座侏罗山，1829年前后布朗维尔在这里研究发现该处有非常明显的地层特征，因此以山命名，如果1820年英国人史密斯首先命名的话，现在肯定不会是侏罗纪这个名称，因为他当时在英国面部研究的菊石正好就是这个时期的。两年后的1822年，德哈罗乌发现英吉利海峡两岸悬崖上露出含有大量钙质的白色沉积物，这恰恰是当时用来制作粉笔的白垩土，于是便以此命名为白垩纪。需要指出的是，世界上大多地区该时期的地层并不都是白色的，如在我国就是多为紫红色的红层。莱尔曾经将古生代称第一纪，中生代为第二纪，新生代

10、为第三纪，1829年德努阿耶在研究法国某些地区的地质时按魏尔纳的分层方案从第三纪中又划分出来了第四纪，这样，新生代便由这两个纪所组成。从前的第一纪则由纪升代含六个纪，同样第二纪也升代含三个纪。地质年代（geologic time）就是指地球上各种地质事件发生的时代。它包含两方面含义：其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄。这两方面结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识，地质年代表正是在此基础上建立起来的。 地质年代的划分和研究，是通过岩石和化石的历史来确定的。 【地层系统】dcngxtng

11、 地壳是由一层一层的岩石构成的。这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石（包括松散沉积层）及其间的非成层岩石的系统总称，叫做地层系统。“宇”、“界”、“系”、“统”分指地层系统分类的第一级、第二级、第三级、第四级。地层系统分类的第一级是“宇”，分为隐生宇（现已该称太古宇和元古宇）和显生宇。 【地质年代】dzhnindi 地质，即地壳的成分和结构。根据生物的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展历史划分的若干自然阶段，叫做地质年代。“宙”、“代”、“纪”、“世”分指地质年代分期的第一级、第二级、第三级、第四级。地质年代分期的第一级是宙，分为隐生宙（现已该称太古宙和元古宙）和显生宙。 【太古宇】tig

12、y 地层系统分类的第一个宇。太古宙时期所形成的地层系统。旧称太古界，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和元古宇）。 【太古宙】tigzhu 地质年代分期的第一个宙。约开始于40亿年前，结束于25亿年前。在这个时期里，地球表面很不稳定，地壳变化很剧烈，形成最古的陆地基础，岩石主要是片麻岩，成分很复杂，沉积岩中没有生物化石。晚期有菌类和低等藻类存在，但因经过多次地壳变动和岩浆活动，可靠的化石记录不多。旧称太古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。 【元古宇】yungy 地层系统分类的第二个宇。元古宙时期所形成的地层系统。旧称元古界，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和

13、元古宇）。 【元古宙】yungzhu 地质年代分期的第二个宙。约开始于25亿年前，结束于5.7亿年前。在这个时期里，地壳继续发生强烈变化，某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。藻类和菌类开始繁盛，晚期无脊椎动物偶有出现。地层中有低等生物的化石存在。旧称元古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。 【显生宇】xinshngy 地层系统分类的第三个宇。显生宙时期所形成的地层系统。显生宇可分为古生界、中生界和新生界。 【显生宙】xinshngzhu 地质年代分期的第三个宙。显生宙可分为古生代、中生代和新生代。 【古生界】gshngji 显生宇的第一个界。古生代时期形成的地层系统。分

14、为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。 【古生代】gshngdi 显生宙的第一个代。约开始于5.7亿年前，结束于2.5亿年前。分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。在这个时期里生物界开始繁盛。动物以海生的无脊椎动物为主，脊椎动物有鱼和两栖动物出现。植物有蕨类和石松等，松柏也在这个时期出现。因此时的动物群显示古老的面貌而得名。 【寒武系】hnwx 古生界的第一个系。寒武纪时期形成的地层系统。 【寒武纪】hnwj 古生代的第一个纪，约开始于5.7亿年前，结束于5.1亿年前。在这个时期里，陆地下沉，北半球大部被海水淹没。生物群以无脊椎动物尤其是三叶虫、低等腕足类为主，植物中

15、红藻、绿藻等开始繁盛。寒武是英国威尔士的拉丁语名称，这个纪的地层首先在那里发现。 【奥陶系】otox 古生界的第二个系。奥陶纪时期形成的地层系统。 【奥陶纪】otoj 古生代的第二个纪，约开始于5.1亿年前，结束于4.38亿年前。在这个时期里，岩石由石灰岩和页岩构成。生物群以三叶虫、笔石、腕足类为主，出现板足鲞类，也有珊瑚。藻类繁盛。奥陶纪由英国威尔士北部古代的奥陶族而得名。 【志留系】zhlix 古生界的第一个系。志留纪时期形成的地层系统。 【志留纪】zhlij 古生代的第三个纪，约开始于4.38亿年前，结束于4.1亿年前。在这个时期里，地壳相当稳定，但末期有强烈的造山运动。生物群中腕足类和

16、珊瑚繁荣，三叶虫和笔石仍繁盛，无颌类发育，到晚期出现原始鱼类，末期出现原始陆生植物裸蕨。志留纪由古代住在英国威尔士西南部的志留人得名。 【泥盆系】npnx 古生界的第四个系。泥盆纪时期形成的地层系统。 【泥盆纪】npnj 古生代的第四个纪，约开始于4.1亿年前，结束于3.55亿年前。这个时期的初期各处海水退去，积聚后层沉积物。后期海水又淹没陆地并形成含大量有机物质的沉积物，因此岩石多为砂岩、页岩等。生物群中腕足类和珊瑚发育，除原始菊虫外，昆虫和原始两栖类也有发现，鱼类发展，蕨类和原始裸子植物出现。泥盆纪由英国的泥盆郡而得名。 【石炭系】shtnx 古生界的第五个系。石炭纪时期形成的地层系统。

17、【石炭纪】shtnj 古生代的第五个纪，约开始于3.55亿年前，结束于2.9亿年前。在这个时期里，气候温暖而湿润，高大茂密的植物被埋藏在地下经炭化和变质而形成煤层，故名。岩石多为石灰岩、页岩、砂岩等。动物中出现了两栖类，植物中出现了羊齿植物和松柏。 【二叠系】rdix 古生界的第六个系。二叠纪时期形成的地层系统。 【二叠纪】rdij 古生代的第六个纪，即最后一个纪。约开始于2.9亿年前，结束于2.5亿年前。在这个时期里，地壳发生强烈的构造运动。在德国，本纪地层二分性明显，故名。动物中的菊石类、原始爬虫动物，植物中的松柏、苏铁等在这个时期发展起来。 【中生界】zhngshngji 显生宇的第二个

18、界。中生代时期形成的地层系统。分为三叠系、侏罗系和白垩系。 【中生代】zhngshngdi 显生宙的第二个代。分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。约开始于2.5亿年前，结束于6 500万年前。这时期的主要动物是爬行动物，恐龙繁盛，哺乳类和鸟类开始出现。无脊椎动物主要是菊石类和箭石类。植物主要是银杏、苏铁和松柏。 【三叠系】sndix 中生界的第一个系。三叠纪时期形成的地层系统。 【三叠纪】sndij 中生代的第一个纪，约开始于2.5亿年前，结束于2.05亿年前。在这个时期里，地质构造变化比较小，岩石多为砂岩、石灰岩等。因本纪的地层最初在德国划分时分上、中、下三部分，故名。动物多为头足类、甲壳类、鱼类、

19、两栖类、爬行动物。植物主要是苏铁、松柏、银杏、木贼和蕨类。 【侏罗系】zhlux 中生界的第二个系。侏罗纪时期形成的地层系统。 【侏罗纪】zhluj 中生代的第二个纪，约开始于2.05亿年前，结束于1.35亿年前。在这个时期里，有造山运动和剧烈的火山活动。由法国、瑞士边境的侏罗山而得名。爬行动物非常发达，出现了巨大的恐龙、空中飞龙和始祖鸟，植物中苏铁、银杏最繁盛。 【白垩系】bix 中生界的第三个系。白垩纪时期形成的地层系统。 【白垩纪】bij 中生代的第三个纪，约开始于1.35亿年前，结束于6 500万年前。因欧洲西部本纪的地层主要为白垩岩而得名。这个时期里，造山运动非常剧烈，我国许多山脉都

20、在这时形成。动物中以恐龙为最盛，但在末期逐渐灭绝。鱼类和鸟类很发达，哺乳动物开始出现。被子植物出现。植物中显花植物很繁盛，也出现了热带植物和阔叶树。 【新生界】xnshngji 显生宇的第三个界。新生代时期形成的地层系统。分为古近系（下第三系）、新近系（上第三系）和第四系。 【新生代】xnshngdi 显生宙的第三个代。分为古近纪（老第三纪）、新近纪（新第三纪）和第四纪。约从6 500万年前至今。在这个时期地壳有强烈的造山运动，中生代的爬行动物绝迹，哺乳动物繁盛，生物达到高度发展阶段，和现代接近。后期有人类出现。 【古近系】gjnx 新生界的第一个系。古近纪时期形成的地层系统。可分为古新统、始

21、新统和渐新统。 【古近纪】gjnj 新生代的第一个纪(旧称老第三纪、早第三纪)。约开始于6 500万年前，结束于2 300万年前。在这个时期，哺乳动物除陆地生活的以外，还有空中飞的蝙蝠、水里游的鲸类等。被子植物繁盛。古近纪可分为古新世、始新世和渐新世，对应的地层称为古新统、始新统和渐新统。 【新近系】xnjnx 新生界的第二个系。新近纪时期形成的地层系统。可分为中新统和上新统。 【新近纪】xnjnj 新生代的第二个纪(旧称新第三纪、晚第三纪)。约开始于2 300万年前，结束于160万年前。在这个时期，哺乳动物继续发展，形体渐趋变大，一些古老类型灭绝，高等植物与现代区别不大，低等植物硅藻较多见。

22、新近纪可分为中新世和上新世，对应的地层称为中新统和上新统。 【第四系】dsx 新生界的第三个系。第四纪时期形成的地层系统。它是新生代的最后一个系，也是地层系统的最后一个系。可分为更新统（下更新统、中更新统、上更新统）和全新统。 【第四纪】dsj 新生代的第三个纪，即新生代的最后一个纪，也是地质年代分期的最后一个纪。约开始于160万年前，直到今天。在这个时期里，曾发生多次冰川作用，地壳与动植物等已经具有现代的样子，初期开始出现人类的祖先（如北京猿人、尼安德特人）。第四纪可分为更新世（早更新世、中更新世、晚更新世）和全新世，对应的地层称为更新统（下更新统、中更新统、上更新统）和全新统。 附：第四纪

23、名称来历。最初人们把地壳发展的历史分为第一纪（大致相当前寒武纪，即太古宙 元古宙）、第二纪（大致相当古生代和中生代）和第三纪3个大阶段。相对应的地层分别称为第一系、第二系和第三系。1829年，法国学者德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时，把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系，其时代为第四纪。随着地质科学的发展，第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了，仅保留下第三纪和第四纪的名称，这两个时代合称为新生代。现第三纪已分为古近纪和新近纪，故仅留有第四纪的名称。我们的行星最初只是由岩石和气体构成的世界。那时的太阳比现在暗淡，而月球则在距地球轨道上以不到现今十分之一的距离运行，像是个庞然巨物。经过了数

24、亿年，地球才变得适于生命存活。然而，在今日这与以往大不相同的地球上，总有些景象能让我们想起它那艰难出世的过程。早期的地球景象有如炼狱，到处是滚烫的岩石和令人窒息的毒气。后来，地表冷却，大陆漂移，山脉隆起又被蚀为平地，生命出现，地球变得温和可亲，绿意盎然，几乎所有这个行星的旧貌都已了无痕迹。然而，从最古老的岩石、最深处的岩浆、甚至是陨击坑遍布的月球表面，科学家们找到了线索，描绘出这颗星球的起源。随着地球的童年岁月逐渐清晰，它曾经有过的罕见景观也日渐明朗，在今日地球条件最严酷的一些地方，仍能找到那些与古老地球神似的景象。地球临产的阵痛开始于亿年前。那时，围绕年轻的太阳旋转的岩石和冰块颗粒相互碰撞融

25、合，滚雪球般生成越来越大的团块。在猛烈的连环冲撞中，这些团块撞在一起构成了行星，其中就包括婴儿期的地球。在混乱中，另一个大如火星的天体撞击了我们的行星，所挟的能量相当于数万亿颗原子弹，足以把地球熔透。大部分撞上地球的物体都被撞击所形成的岩浆深海吞噬，不过，这次撞击也把相当于一颗小行星质量的汽化岩石抛上了轨道。这些撞击物的残骸迅速聚合成一个球，从此以后，月球就用空洞的眼神瞪视着地球历史的开展。月球浴火而生后，地球表面冷却了下来。尽管如此，在此后的亿年间里，我们的行星依旧是一个死寂的世界。这一阶段被科学家们称作“冥古代“。坚固的岩石如黑色浮冰一般在岩浆上漂流；二氧化碳、氮气、水蒸气和其它气体咝咝作

26、响地从冷却中的岩石里冒出，形成笼罩地球的滚烫无氧大气层。随着温度进一步降低，这些水蒸气凝结成雨，随原始的季风下落，填入了海洋盆地。最初的海洋大概只存在了很短的时间。行星产生时遗留在宇宙空间中的碎石有些直径达数十到数百公里，它们在整个冥古代不断撞击地球，最巨大的一些撞击或许导致海水完全蒸发，迫使冷却和凝结的过程又重新开始。到了亿年前，撞击缓和下来，液态水得以存留。大约在此时，或许在海洋中，无生命的化学反应跨过了某道门槛，产生了复杂到足以自我复制的分子，并向着更复杂的形态进化。最早自亿年前开始，生命之路开始演进至单细胞的蓝绿藻，它们在有阳光照射的海洋中茂盛地生长。这种数以万亿计的细微有机体改变了这

27、颗行星。它们捕捉太阳的能量来制造食物，氧气作为副产品被释放出来。一点一点，它们把大气改造成适合呼吸的空气，为后来的生物多样性开启了大门。那些岁月早已消逝远去，但在今日我们仍然能观察到把我们的星球从地狱变成一个适宜居住的世界的过程，地球形成时遗留下来的原始热量仍在火山喷发时释放，熔岩散发着气体到处飞溅，正如同年轻的地球正在冷却时一样。今天，在这颗行星上最严酷的环境中，蓝绿藻数十亿年如一日地占据统治地位。并且，每当一株植物在新近冷却下来的熔岩上扎根立足，生命就又一次地证明，它，战胜了没有生命的岩石。暴雨长久地冲刷着山丘，冲刷着大地，熄灭了炽热的火山，冷却了滚烫的岩浆，将大量的泥沙带回陷落的峡谷和盆

28、地，从此地球上就有了原始的江河湖海。那随火山喷发出的、富含氢和甲烷的大量气体，则在地球上空形成了最初的大气层。 如果我们有机会多了解一些关于地球的事情 我们就不难知道：树木的历史犹如人类的历史。而且，单从时问的角度来看，树木的历史远比人类的历史更悠久。从这一点来说，树木应该是人类的长者。 树木和人类一样，最初只是原始海洋中一个没有生命的分子。先让我们的目光回到大约四十五六亿年前。据说太古之时，天地混沌一团。 初生的地球上，到处都是荒山秃岭和亘古蛮荒。地球表面没有空气和水，地球内部没有地壳、地幔、地核之分。遍布大地的火山喷吐着火红的岩浆和滚滚烟尘，将仅为地球十分之一的原始海洋烧烤得沸腾起来，大量

29、的水蒸气先是冲天而起，继而又在寒冷的高空转变为滂沱大雨，伴随着强烈的闪电，顷刻间覆盖四野。暴雨长久地冲刷着山丘，冲刷着大地，熄灭了炽热的火山，冷却了滚烫的岩浆，将大量的泥沙带回陷落的峡谷和盆地，从此地球上就有了原始的江河湖海。那随火山喷发出的、富含氢和甲烷的大量气体，则在地球上空形成了最初的大气层。 不仅如此，大量的宇宙线、太阳的辐射能、陨星坠落产生的冲击力和热能以及地球内部释放的能量，犹如一个巨大反应炉，不断地将原始大气和地面上的物质进行剧烈的分解和化合。 地球内部原本分布均匀的各种物质，进行了重新定位。比重大的铁、镍等物质开始下沉，较为轻盈的硅、铝则上升，地球不再像当初那样冥顽一团，而是有了理智的内部层次。 后来，大气里又有了二氧化碳、氨和氮。 但是，却完全没有氧气。 科学家们总是善于用理性的判断，将人们对现实的美丽臆想冷冷地打断。他们说：那时的地球，只是一个模糊的边缘不清的球体。但不管怎么说，有一点是毫无疑义的，那就是初生的地球并不好玩，它就像一个刚刚诞生的婴儿，需要唤醒，需要注入生命活力，需要获得许多生命条件，才能真正成长 最初的生命是从哪里来的?关于这个问题，人类走了不少弯路。最早时，科学界有一种学说叫“自然发生说”，认为生命可以从无生命物质自然产生出来。这个学说当时曾困扰了许多人，就连笛卡儿、牛顿这样的大科学家也对此深信不疑。直到l9世纪中，“自然发生说”依