地球历史概况

地球的历史地质年代概述•地壳有明显地质作用以来到人类出现以前大约38亿年的漫长时期称作地质时期（或地质年代）。•在这一时期内，由各种地质作用形成的岩石，以及保存在岩石中的各种地质事件的痕迹，统称为地质记录•地质学上将地壳演化历史，象人类历史划分朝代顺序和年代一样，用两种方法把它划分成若干时间单位•绝对地质年代利用岩石中某些放射性元素的蜕变规律测算岩石的年龄•相对地质年代根据生物的发展和演化把整个地质历史划分为不同历史阶段绝对地质年代基于放射性元素都具有固定的衰变常数（每年每克母同位素能产生的子同位素克数），且矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母同位素含量与蜕变而成的子同位素可以测出，这样，根据一定的公式就可计算出该放射性同位素的年龄1903年，英国物理学家卢瑟福（L．Rutherford）提出放射性元素的原子会蜕变，即它们能自行分裂为另外的原子，这一假说在以后的实验中得到证实。同位素地质年代的测定：利用放射性同位素衰变前后质量来计算地质年龄的方法。如，相对原子质量为238的铀（238U），蜕变的最后结果是产生出氦和相对原子质量为206的铅（这种铅比相对原子质量为207的普通铅轻，但在元素周期表上都处于同一位置，称为铅的同位素）。人们还发现这些放射性元素蜕变的速度不受外界的影响，即速度稳定不变，不过不同元素蜕变的速度和产物各不相同。如238U经过45.1亿年就蜕变掉一半，这个时间被称为铀238的半衰期。238U—206Pb＋84He半衰期为45.1亿年235U—207Pb＋74He半衰期为7.1亿年232Th－208Pb＋64He半衰期为139亿年铀在许多岩石中都有，它蜕变产生的氦是气体，容易散失，铅则留下来了。因此，根据一块岩石中含有多少铀及分裂出来的铅，就能够算出这块岩石的形成年龄－绝对地质年龄。现在已知的最古老的岩石，是1973年在格陵兰发现的，年龄为38亿年；1983年又在澳大利亚找到几粒年龄为41亿～42亿年的矿物颗粒。所以敢说，距今40亿年前后，地壳已开始形成。这种采用同位素方法测定的年龄，称为同位素年龄。利用同位素测年的方法，结合生物演化的阶段性，我们可把地球的演化史划分为5级单位，由大到小为：宙、代、纪、世、期。并建立了全球地质年代表。相对地质年代相对地质年代的确定方法地质年代单位与年代地层单位地质年代表岩石地层单位相对地质年代的确定方法地质历史上各种地质事件的结果和影响，都可在地层和岩石中留下一定的痕迹，因此，追索地层和岩石的各种特征及其空间关系，就可了解地壳的发展历史。地质学确定岩石相对年龄主要依据以下规律地层层序律生物演化律切割律地层层序律•地层是在一定地质时期内所形成的层状岩石。地层形成时是水平的或近于水平的，并且，较老的地层先形成，位于较下部位，较新的地层后形成，覆于较上部位。(没有倒转的前提下)•即原始产出的地层具有下老上新的规律。这就是地层层序律或称叠置原理生物演化律•生物的演变是从简单到复杂、从低级到高级不断发展的（年代越老的地层中所含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级）•不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合•而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合，这就是生物演化律•利用生物化石分析来判断地质演化过程•a进步性：生物演化的总趋势是从简单到复杂，从低级到高级。••b阶段性：生物的演化过程不是均一和等速的，而是由缓慢的量变和急速的质变交替出现，在质变中生物大量绝灭和突发演化，从而形成了生物演化的阶段性。••c不可逆性：即以前出现并灭绝的种类在以后不会再重复出现••d同时期的一致性：同一个地质历史时期生物界的总貌具有全球的一致性，这一特征使得全球地层对比成为可能。•综合地层层序律与生物演化律的规律并加以运用，就成为系统地划分和对比不同地方的地层，恢复地层形成顺序的基本方法•有些生物对环境变化的适应能力很强，虽经过漫长的地质历史，它们的特征没有明显变化。这种化石对于确定地层年代意义不大。对于研究地质年代有决定意义的化石，应该具有在地质历史中演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点，这种化石称为标准化石切割律•就侵入岩与围岩的关系说来，总是侵入者年代新，被侵入者年代老，这就是切割律•这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹关系的任何两地质体或地质界面的新老关系。即切割者新，被切割者老；包裹者新，被包裹者老地质年代单位与年代地层单位地质年代单位是记录相对地质年代的时间尺度，国际上通用的地质年代单位由大到小包括宙、代、纪、世、期五个基本单位年代地层单位是每一地质年代单位内形成的地层的总和。年代地层单位由老至新包括宇、界、系、统、阶五个基本单位地质年代单位地质学上将地质历史由古至今划分为两个大的阶段，即隐生宙和显生宙。隐生宙又称为前寒武纪，其特点是生物的遗迹不很明显，目前只发现了细菌、藻类、水母等低级生物。早期阶段为太古代，岩石广泛经历了变质作用和岩浆作用，绝大部分是深变质的岩石。晚期为元古代，其岩层通常为浅变质岩，具有较明显的沉积特征显生宙分为古生代、中生代和新生代代：代表全球生物界演化大阶段的特征，古生代以海生无脊椎动物为特色；中生代则以爬行动物和裸子植物为特色，新生代以哺乳动物和被子植物为特色。（1）古生代(Pz)：寒武纪（∈）、奥陶纪（O)、志留纪(S)、泥盆纪(D)、石炭纪（C）、二叠纪(P)。海生无脊椎动物最繁盛。（2）中生代（Mz）：三叠纪(T)、侏罗纪(J)、白垩纪(K)。是爬行动物和裸子植物的时代。（3）新生代(Kz)：哺乳动物和被子植物的时代，为近代生物的时代，包括古近纪（E)、新近纪（N）和第四纪（Q）。每个代又可分为若干个纪纪：根据全球生物界总貌来划分，一般与纲一级的生物演化阶段相符。如寒武纪又称为三叶虫的时代，泥盆纪又成为鱼类的时代。其它地质年代单位以更小单位的生物演化来划分。每个纪一般分为早、中、晚三个世最小的地质年代单位是期对应关系•地质年代单位年代地层单位•宙）……………宇•代………………界•纪………………系•世………………统•期………………阶地质年代表•包括各个地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值等•它反映了地壳中无机界（矿物、岩石）与有机界（动、植物）演化的顺序、过程和阶段•地质年代表是通过对世界各地的地层进行系统划分对比而建立的岩石地层单位•以地层的岩性特征和岩石类别作为地层划分依据的地层单位称岩石地层单位•包括群、组、段三个基本单位。•组是基本的岩石地层单位•比组大一级的是群•比组小一级的是段•岩石地层单位没有严格的时限，在其分布范围内的不同地点，其时间范围是不等同的，往往存在有规律的穿时现象，在山麓堆积与盆地边缘沉积中这种穿时现象尤为明显•群：连续的、在成因上有联系的几个组的组合，或指厚度巨大、岩性复杂，又不能分组的一套岩系。•组：可以由一种岩石组成，也可以一种岩石为主，兼有其它岩石夹层，或是由不同岩石互层或韵律层组成，其岩性与上下的地层岩性有明显区别，界限分明。•段：组进一步划分为段，可以根据岩性和旋回划分。命名可以用地理名称，也可用岩性、旋回和相对层位的顺序命名称灰岩段、砂岩段、上段、下段等•层：层是等级最低的岩石地层单位，它一般由岩性、成分、生物组合等特征显著而又明显区别于相邻岩层的地层组成。是最小的岩石地层单位。如：特殊的矿层、界线粘土层等图3-3北京西山青白口群