地质学第五章地壳演化简史ppt课件.ppt
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1、第五章 地壳演化简史,第一节:概述第二节:地壳历史的研究方法第三节:前寒武纪第四节:早古生代第五节:晚古生代第六节:中生代第七节:新生代,主 要 内 容,地壳的发展历史简称地史。地球表面有广阔的大洋、起伏的大陆、复杂多样的自然环境、千差万别的动植物群落,如此丰富多彩的自然环境都是地球发展演变的结果。,第一节:概述,一、地层学理论的建立,地层即地壳上部成带状展布的层状岩石或堆积物,是地壳演化历史的物质记录。 人类对于地层的感性观察与认识可以追溯到古代希腊、中国和阿拉伯世界,其共同的特征是把陆地高山上岩层中所含的化石, 作为“ 沧海桑田”海陆变化的证据。,对地层的科学研究做出重要贡献的是丹麦学者斯
2、泰诺N 。他在天然固体中的坚质体(1669)一文中,论述了地层、山脉的形成过程,并提出了地层学的重要基础原理地层层序律,具体包括:a、叠置律,地层未经变动时则上新下老;b、原始连续律, 地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐渐尖灭;c、原始水平律,地层未经变动时则呈水平产状。,一、地层学理论的建立,二、时间标尺的建立,地球历史年龄以及相对时间标尺的建立,主要要靠地质学三大基础理论的建立,才得以实现。a、“地层三定律”斯泰诺(丹麦)b、“大地质旋回”的理论赫顿(丹麦)c、 “化石顺序定律” 史密斯(英),地质年代表,晋宁运动吕梁运动阜平运动,加里东构造阶段,海西构造阶段,印支构造阶段,燕山构造阶段,
3、喜马拉雅山构造阶段,地质年代单位,时代地层单位地质时代单位 宇(Eonthem)宙(Eon) 界(Erathem) 代(Era) 系(System)纪(Period) 统(Series)世(Epoch),二、时间标尺的建立,新生包含三四纪,六千万年喜山期。中生白垩侏罗三,燕山印支两亿年。古生二叠石炭泥,志留奥陶寒武纪。震旦青白蓟长城,海西加东到晋宁。,二、时间标尺的建立,地质年代表记法,冥古宙,太古宙,震旦纪遗留下来的地貌,三叶虫化石,奥陶纪海底样貌,志留纪,泥盆纪邓氏鱼,“巨虫时代”石炭纪,二叠纪植物群落,侏罗纪“恐龙时代”,白垩纪海陆分离,第四纪,第二节:地壳历史的研究方法,一、地层的划分
4、与对比(一)地层划分的依据 所谓地层是在地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称,包括变质的和火山成因的成层岩石在内。从时代上讲,地层有老有新,具有时间的概念。地层和岩层这两个名词相似,但岩层一般是泛指各种成层岩石,而不必具有时代的概念。,第二节:地壳历史的研究方法,地层划分的主要依据:1、沉积旋回和岩性变化2、地层接触关系3、古生物(化石),第二节:地壳历史的研究方法,1、沉积旋回和岩性变化 对一个地区的地层进行划分时,一般是先建立一个标准剖面。凡是地层出露完全、顺序正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以作为标准剖面。如果是海相地层,往往表现出岩相由粗到细又由细到粗的重复变化,这样一次变
5、化称一个沉积旋回,也就是每一套海侵层位和海退层位构成一个完整的沉积旋回。,第二节:地壳历史的研究方法,2、地层接触关系 地层之间的不整合面是划分地层的重要标志。任何类型的不整合(平行不整合和角度不整合)都代表岩层的不连续现象,反映了地理环境的重大变化。,第二节:地壳历史的研究方法,第二节:地壳历史的研究方法,3、古生物(化石) 凡是保存在地层中的地质时期的生物遗体(如动物骨骼、硬壳等)和遗迹(如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等) 都叫化石。,更新世的猛犸象化石,第二节:地壳历史的研究方法,(二)地层的对比 地层划分是指对一个地区的地层进行时代的划分,而地层对比是指不同地区的地层进行时代的比
6、较。在地层对比的基础上才能了解广大地区地史发展过程的共性和异性,才能具体认识地层区域性特征,了解地层空间分异的情况。,第二节:地壳历史的研究方法,第二节:地壳历史的研究方法,二、岩相古地理分析 各种沉积物和沉积环境之间都有密切的内在联系。因此根据沉积环境可以把沉积地层分为海相、过渡相和陆相三类。,河流相、湖沼相冰川相、沙漠相,三角洲相、泻湖相、,滨海相、浅海相、次深海相、深海相、非正常海相,第二节:地壳历史的研究方法,(二)、岩相分析主要依据1、生物化石 珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境。2、岩性特征和结构 红色岩层指示氧化环境;黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境;3、特殊矿物 海绿石代表较深浅海环
7、境; 石膏、石盐等代表干燥环境。,第二节:地壳历史的研究方法,(三)、岩相分析的原则现实类比方法1、自然界演化的不可逆性2、时间因素3、沉积物的后生变化,第二节:地壳历史的研究方法,三、构造历史分析 构造历史分析在于进一步研究地壳构造运动的历史及发展规律。可以根据岩相的垂直变化、岩层厚度、岩层接触关系等重塑地壳构造运动。,第二节:地壳历史的研究方法,四、地层系统 由于地层划分的目的、根据和适用范围不同,地层划分系统可有2类:一是区域性或地方性的,以岩性变化为主的地层划分,称为岩石地层分类系统,地层单位为群、组、段等;一是国际性的、全国性或大区域性的,以时代为准的地层划分,称为年代地层分类系统,
8、地层单位为宇、界、系、统、阶等,与其相对应的地质时代为宙、代、纪、世、期等。,第二节:地壳历史的研究方法,第三节:前寒武纪太古宙 和元古宙,前寒武纪又称前古生代,指寒武纪或古生代以前距今5.43亿年以前的地质时代,是地球历史最早的地质阶段。这一时期形成的地层称前寒武纪。,一、太古宙,缺氧的气圈及水体 薄弱的地壳和频繁的岩浆活动 岩石变质很深 海洋占绝对优势 陆核形成 原始生命萌芽 构造运动 中国的阜平运动是我国已知最早的一次构造运动。,太古宙的一般地史特征,中国的太古宙地层,分布于华北及东北南部地区 ,构成华北地台的基底 。地层划分为下太古界和上太古界,其界线为2930亿年。 自北而南,大致可
9、分为三带:北带自宁夏吉兰泰,经内蒙古乌拉山到冀东燕山,东延至吉林南部的龙冈山及辽东地区 ;中带主要分布于吕梁山、太行山和鲁西地区 ;南带主要分布于关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区。,一、太古宙,中国太古宇地层分布略图,一、太古宙,太古宙地层的重要矿产,太古宙地层中尤以铁矿具有世界性的普遍意义。国内:鞍山式铁矿磁铁石英岩 ;国外:如,北美苏必利尔湖铁矿等 。,鞍山采矿场,一、太古宙,元古宙的一般地史特征,从缺氧气圈到贫氧气圈 O2从原核生物到真核生物 叠层石 由陆核到原地台和古地台 陆壳构造发展的第二个阶段 古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别 :前者属活动类型沉积和浊流沉积变质而成的绿岩系
10、 ;后两者已经属于盖层沉积的范畴。,二、元古宙,中国的元古宙古地理和地层,古元古代:中国北方经吕梁运动后形成华北原地台,南方形成扬子原地台,西部则形成塔里木原地台。 中、新元古代 :华北原地台形成浅海和古陆; 中国西部塔里木地区中上元界分布广泛; 中国南部扬子原地台周围固结扩大,形成大型稳定的扬子地台。,二、元古宙,华北原地台形成浅海和古陆,二、元古宙,中国元古宙的矿产,铁矿宣龙式铁矿 锰矿 蓟县式锰矿 其他 东海式磷矿、含钾页岩矿床等,蓟县风光,二、元古宙,世界古地理基本轮廓,大陆壳已经形成为许多大规模稳定的部分古地台 。南半球地台是一个稳定的联合古陆,总称冈瓦纳(Gondwana)古陆。,
11、三、震旦纪,震旦纪距今6.80-5.43亿年,属于新元古代的晚期。震旦为中国之古称,作为地层专名。,繁盛藻类和后生动物大量出现,微古植物群和宏观藻类非常繁盛 丛状藻类植物群 伊迪卡拉裸露动物群 从生物地层学角度,震旦纪具有承前启后的特色,是寒武纪生物群发展的前奏,三、震旦纪,中国震旦纪古地理轮廓及震旦系,震旦纪到来之前,在中国曾发生一次强烈而影响宽广的构造运动,即晋宁运动。受晋宁运动影响,中国古地理形成一种新的格局 :北部形成华北古陆。南部形成扬子古陆 。,三、震旦纪,华北古陆,扬子古陆,最古老的一次大冰期震旦纪冰期,冰川广布是震旦纪一个重要的地质事件。震旦纪大冰期至少可能包括两期: 一是7.
12、47亿年,分布最广;一是6.5亿年。 我国震旦纪冰期遗迹,最早是在湖北宜昌南沱发现的南沱冰碛层。,三、震旦纪,中国震旦系矿产,这一时期主要形成铁、锰、磷、盐类等矿产,分布于中南及西南各省。 其中具代表性的有:湘、鄂一带南沱组的锰矿川西观音崖组的铁矿湘、鄂、黔地区陡山沱组的磷矿,三、震旦纪,第四节:早古生代 (Pz1),古生代可以分为早古生代和晚古生代。早古生代距今5.74.09亿年。早古生代形成的地层叫下古生界。它划分为三个纪,即寒武纪() 、奥陶纪(O)和志留纪(S)。,一、动物界的第一次大发展海生无脊椎动物时代,寒武纪又称“三叶虫时代”,第四节:早古生代 (Pz1),海生无脊椎动物,第四节
13、:早古生代 (Pz1),笔石始出现于中寒武世,特别繁盛于奥陶纪和志留纪 。这种化石多保存在页岩特别是黑色页岩里,很像是笔迹,因此叫笔石。,第四节:早古生代 (Pz1),从奥陶纪开始,主要是志留纪,出现了淡水原始的鱼类无颌类,属于脊椎动物,说明一个新的时代即将来临。在植物界方面,寒武、奥陶纪都是以海生藻类为主,到了志留纪,已出现半陆生的裸蕨植物,也意味着即将进入一个新的时代。从寒武纪一开始生物界便呈现爆发性增长的形势,称其为寒武纪生命“大爆炸”。三叶虫、腕足动物、古杯动物、棘皮动物和腹足动物,第四节:早古生代 (Pz1),裸蕨植物“无叶植物”。,第四节:早古生代 (Pz1),二、加里东构造阶段世
14、界古地理轮廓及地史特征,发生在早古生代的构造运动称加里东运动。引起海陆格局的变化早古生代这一时期,称为加里东构造阶段。海洋占优势的时代,第四节:早古生代 (Pz1),世界古地理格局及其演变 古生代初期,全球计有北美、俄罗斯(欧洲)、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北、华南(扬子)等古陆,以及包括南美、非洲、印度、南极洲、澳大利亚的冈瓦纳古陆。 北方各古陆和冈瓦纳古陆之间是东西横亘的古特提斯海(又称古地中海)。 志留纪末期,北美板块与欧洲板块对接,初步形成劳亚大陆 。,第四节:早古生代 (Pz1),冈瓦纳大陆,劳亚大陆,早古生代气候 寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥。奥陶纪早、中期气候比较温暖。
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