第四章(生命起源及地质年代)

普通地质学主讲人：崔杰西南科技大学环境与资源学院地质工程教研室生命起源与地质年代学生命的起源与演化地质年代学●地质学家的任务之一：确定地质事件的发生时间、岩石与地层的形成时间（上下顺序、新老关系）●有二种定时方法：(1)按先后顺序-相对年龄,(2)按距今时间-绝对年龄.古生物学两件最轰动全世界的科学新发现(1)云南澄江县发现举世闻名的“澄江动物群”（张文堂、侯先光，1985；舒德干等，1993），证实了早寒武世生命大爆炸的科学命题。(2)在辽宁北票上园乡四合屯的下白垩世义县组凝灰岩下部首次发现鸟的祖先“中华龙鸟”(季强,1996),是恐龙与原始祖鸟之间的过渡生物属种；继之又于2002年在锦州义县下白垩世九佛堂组中首次发现原始鸟类的新属新种“中华吉祥鸟”及“中华神州鸟”(初鸟类;季强,2002a,2002b).一、前寒武纪时期（6亿年前）38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出现最原始的原核细胞生物--蓝绿藻。大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变化，使其有利于高等喜氧生物的发展。海洋里的生物最多的是菌藻植物。前寒武纪晚期生物有了突飞猛进的发展。大陆地壳不断增大二、古生代时期（6～2.25亿年）古生代可以再进一步划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪及二叠纪。成经历了约3亿多年时间。这是地球上生物大规模发育的时期，又是生物种属发生的最古老最原始的时期，也是地球历史上生物大量出现的时期，所以用“古生代”一词来概括其时代名称。大陆地壳大幅度增加。古生代早期的生物面貌无脊椎动物古生代中期的生物面貌脊椎动物——鱼类古生代晚期的生物面貌两栖类、蕨类三、中生代时期（2.25～0.65亿年）中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪三个时期，三叶虫、腕足、笔石、四射珊瑚等大量无脊椎动物都灭绝，产生了以恐龙为代表的爬行类动物，并繁盛直到衰亡。陆生植物苏铁、银杏、松柏等棵子植物占了统治地位。大陆面积进一步增大，各大陆的雏形已形成。中生代早期的生物面貌中生代中期的生物面貌四、新生代时期（0.65亿年以后）新生代包括古近纪、新近纪和第四纪，共经历了约65百万年。这一时期生物发展逐渐接近现代生物特征，所以取名新生代。陆生动植物相对于过去的历史来说都得到了最大、最兴盛的发展。大量哺乳动物的出现是其特征。鸟类和昆虫的发展超过了以往任何时期，这一时期植物种属也到了鼎盛时期，被子植物占据绝对优势，蕨类植物相对衰落。到第四纪晚期，人类的出现是一个划时代的进步，从此开始人类就占据了地球历史的大舞台。地球生物的演化第二节地质年代学一、相对年代的确定方法1.地层学方法：沉积岩的原始沉积总是一层一层叠置起来的，它们存在着下伏沉积一定早于上覆沉积的相对新老关系。新老1.基本概念岩层:成层的岩石.层序:岩层形成的先后关系.地层:一定时期内形成的岩层的总称.具时间概念.古生物：文字记载前（12000年)就已生活在地球上的生物.古生物化石：岩层中已经被石化的古生物遗体和遗迹;猛犸象于1710年在西伯利亚冻土中被发现.生物演化规律：低等→高等；简单→复杂；不可逆(偶有返祖现象）！2.层序建立的三原则：①地层由下而上形成；②原始产状是水平的；③岩层形成后只经历过整体上下运动,岩层倾斜必须90.3.地层层序律（仅适用于沉积岩）:下老上新4.生物层序律:①生物简单而原始,反映所在地层较老;生物复杂而高级,反映所在地层较新.②同一地区,相同时期的地层化石类型和组合应相同,不同时期的则不同.一、相对年代的确定方法2.古生物学方法：生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。因而，各地质时期所具有的生物种属、类别是不相同的。时代越老，所具有的生物类别越少，生物越低级，构造越简单；时代越新，所具有的生物类别越多，生物越高级，构造越复杂。因此，在时代较老的岩石中保存的生物化石相对较低级，构造较简单；而在时代较新的岩石中保存的生物化石相对较高级，构造较复杂。5.标准化石：演化快、数量多、分布广、特征明显,能可靠的确定岩层的时代.6.活化石：从远古到现在一直存活的生物如银杏、珊瑚等7.假化石：岩层表面铁、锰质风化痕迹,形状酷像动植物形体.区别:它只见于表面,无内部构造．8.地层切割律:被切割、穿插、包裹的老.植物化石植物化石三叶虫（蝙蝠虫）灰岩菊石类化石菊石类化石菊石5亿年前的三叶虫海胆海星4亿年前的鱼类鱼晚古生代鱼颠石燕鹗头贝3亿年前的两栖类2亿年前的恐龙恐龙1亿年前的恐龙单体贵州珊瑚群体笛管珊瑚栉羊齿2-3百万年前人类的祖先第二节地质年代学一、相对年代的确定方法2.古生物学方法：第二节地质年代学一、确定地质年代的方法（一）相对年代的确定方法3.构造地质学方法：地壳运动和岩浆活动的结果，使不同时代的岩层、岩体和构造出现彼此切割穿插关系，利用这些关系也可以确定岩层、岩体和构造的形成先后的顺序。++++++++++++++++++VVVVVVVVVXXXXXXPPJJEENN地质剖面图第二节地质年代学（二）绝对年代的确定方法现今应用现代技术方法测定岩石或矿物的绝对年龄的方法主要有：放射性同位素法：当矿物岩石一旦形成，它们中所含的放射性同位素便按一定规律衰变，即从母体变为子体，这两者含量直接与衰变时间有关，而且不受环境变化影响。衰变时间越长，子体越多。因此矿物岩石形成年龄，可按公式:t=ln(1+D/P)/λ计算λ—衰变系数D—子量P—母量电子自旋共振法:由德国科学家泽勒提出的一种根据样品所吸收的自然辐照量来推导样品形成年代的方法。地质样品由于受到放射性元素的辐射,样品中的辐射剂量就随时间增加而增长。裂变径迹法:含放射性元素的矿物中放射性裂变，使矿物产生损伤——裂变径迹，通过测定裂变径迹的数目和长度来推算样品的年龄。第二节地质年代学在地质学研究中，把地质历史按不同的级别划分了不同的时间单位。由大到小分别是：宙、代、纪、世。而在这些时间单位内形成的地层称为：宇、界、系、统级别地质年代单位年代地层单位大宙宇代界纪系小世统二、地质年代单位和地质年代表1地质年代表是地质历史的系统编年:五代十三纪新生代Cz:E,N,Q（古-始-渐,中-上,更-全）中生代Mz:T、J、K古生代Pz:∈,O、S；D、C、P元古代Pt-Z:Proterozoic-Sinian太古代Ar:(Pre∈,PreZ)2地质年代单位(国际通用):宙-代-纪-世(阶)(时间概念)宇-界-系-统(地层概念)3岩石地层单位(地方性地层单位):期(时间概念)群-组-段(地层概念)记牢五代十三纪;记牢地质年代与岩石地层单位区别!记牢新生代7个世的名称!