1、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)王道永成都理工大學(xué)第四章 生命起源與地質(zhì)年代學(xué)4.1 地質(zhì)年代學(xué)確定地質(zhì)年代的方法地質(zhì)年代單位和地質(zhì)年表4.2 生命的起源與演化4.3 地質(zhì)作用4.1 確定地質(zhì)年代的方法地質(zhì)事件的四維性要求我們?nèi)パ芯康刭|(zhì)事件的形成時間，計算時間的方法：相對地質(zhì)年代絕對地質(zhì)年代一、相對年代的確定方法 確定方法：地層學(xué)方法，古生物學(xué)方法，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)法 1.地層學(xué)方法（疊置律） （地層層序律、原始連續(xù)律、原始水平性定律）新 老地球生物的演化2.古生物學(xué)方法（生物演化律）： 生物演化是由簡單到復(fù)雜，由低級到高級，生物種屬由少到多，而且這種演化和發(fā)展是不可逆的?；瘜有蚵捎\河工程師史密斯(William

2、Smith,1769-1832)，在開鑿運河的過程中獲得了大批化石，經(jīng)過他的整理研究發(fā)現(xiàn)每一地層各有其特定的化石他據(jù)此制訂出世界上第一張最為系統(tǒng)的地層表。標(biāo)準(zhǔn)化石在地質(zhì)時期有些生物種屬生存時間短，演化快、分布地區(qū)廣、數(shù)量多、易于保存，所形成的化石易于尋找和鑒定地質(zhì)時代，故稱其為標(biāo)準(zhǔn)化石。 古生代的三葉蟲菊石類化石2.古生物學(xué)方法：3.構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方法： 地殼運動和巖漿活動的結(jié)果，使不同時代的巖層、巖體和構(gòu)造出現(xiàn)彼此切割穿插關(guān)系，被切割的巖層比切割的巖層老；被侵入的巖體比侵入的巖層或巖脈老。 地質(zhì)剖面圖ABC1.放射性同位素法：當(dāng)?shù)V物巖石一旦形成，它們中所含的放射性同位素便按一定規(guī)律衰變，即從母體

3、變?yōu)樽芋w，這兩者含量直接與衰變時間有關(guān)，而且不受環(huán)境變化影響。因此礦物巖石形成年齡，可按公式: t=ln( 1+D/P ) / X計算 X衰變系數(shù) D子量 P母量鈾235變鉛207的半衰期是7.04億年，鈾238變成鉛206是45億年，鉀40變成氬40是125億年，而碳14半衰期為5730年.二、絕對年代的確定方法2電子自旋共振法由德國科學(xué)家澤勒提出的一種根據(jù)樣品所吸收的自然輻照量來推導(dǎo)樣品形成年代的方法。地質(zhì)樣品由于受到放射性元素的輻射,樣品中的輻射劑量就隨時間增加而增長。通過測量樣品的輻射劑量，就可推算出樣品的形成年齡。3裂變徑跡法在含放射性元素的礦物中，由于放射性元素發(fā)生放射性裂變，使礦

4、物產(chǎn)生損傷，這種損傷稱為裂變徑跡。裂變徑跡的數(shù)目和長度與時間成正比，所以可以通過測定礦物中裂變徑跡的數(shù)目和長度來推算樣品的年齡。地球的年齡現(xiàn)今測得的地球上最古老的巖石年齡為42億年。測得的隕石年齡為45.5億年。推斷原始地球形成的年齡為46億年。地質(zhì)年代單位 在地質(zhì)學(xué)研究中，把地質(zhì)歷史按不同的級別劃分了不同的時間單位。由大到小分別是：宙、代、紀(jì)、世。而在這些時間單位內(nèi)形成的地層稱為：宇、界、系、統(tǒng)級別 地質(zhì)年代單位 年代地層單位大 宙 宇 代 界 紀(jì) 系小 世 統(tǒng)年代地層單位：表示的是在特定地質(zhì)時間間隔內(nèi)形成的地層。其頂、底界面均為等時面(同一時期形成的界面)。巖石地層單位:以地層的巖性特征作

5、為主要劃分地層單位的依據(jù)。巖石地層單位包括群、組、段等幾個級別。組：是基本的巖石地層單位，也是在地質(zhì)工作中常用的地層單位，一般是指巖性較均一或兩種(兩種以上)巖石有規(guī)律組合而成的一個地層單位；段：是組內(nèi)進一步劃分出來的次一級巖石地層單位，代表組內(nèi)具明顯的或特殊的一段地層；群：是最大的巖石地層單位。它是由相鄰兩個或兩個以上有相似巖性特征的組聯(lián)合構(gòu)成。地質(zhì)年代表經(jīng)過全世界，特別是一些重要地區(qū)的地層劃分、對比研究，以及對各種巖石進行同位素年齡測定等所積累的資料進行綜合研究，從而把地質(zhì)年代按時代進行編年成為地質(zhì)年代表。太 古 代（3826億年前）長達12億年。太古宙的巖石大多屬于高級變質(zhì)巖類，少有或沒

6、有生物，原始生命形成時期，原核細胞生物，藍綠藻、疊層石。4.2 生命的起源與演化元 古 代 265.7億年真核生物出現(xiàn)在地球大氣圈含氧量增加到一定程度之后。在加利福尼亞州南部，14億年前的貝克泉組產(chǎn)有大的單細胞形體和分叉的管狀綠藻，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為這些化石是真核細胞有機體。另一個是109億年在澳大利亞苦泉組的灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的。最早的動物化石出現(xiàn)在前寒武紀(jì)晚期的震旦紀(jì)。軟軀體后生動物在震旦紀(jì)冰期之后得到突發(fā)性的迅猛發(fā)展，在距今7億6億年間成為海洋生物的統(tǒng)治者。分為前埃迪卡拉和埃迪卡拉兩個亞階段。前埃迪卡拉亞階段以中國的淮南生物群為代表，埃迪卡拉亞階段以澳大利亞的埃迪卡拉動物群為代表 時限距今8億年7.5

7、億年前，以中國淮南下震旦群下部劉老碑組內(nèi)其特征化石以軟軀體的印模和活動遺跡保存，主要是一些蠕蟲類、查爾生物類。共生的有帶藻和疑源類植物的組合。6.7億年。埃迪卡拉動物群包含三個門，19個屬，24種低等無脊椎動物。三個門是：腔腸動物門，環(huán)節(jié)動物門和節(jié)肢動物門。顯生宙 古生代，中生代，新生代最近 5.7億年來大氣圈的成分漸漸接近目前的狀況海水的成分也慢慢變成與今天相近的了在這種環(huán)境中，生命加速發(fā)展，海洋中的生物迅速繁榮起來（化石證據(jù)較多）古生代（5.72. 25億年）是地球上生物大規(guī)模發(fā)育的時期。大約在56億年前，在地球?qū)W家稱為寒武紀(jì)的開始之時，絕大多數(shù)無脊椎動物在幾百萬年的很短時間內(nèi)出現(xiàn)了。這一

8、時期首次在地球上出現(xiàn)了以魚類為代表的脊椎動物，也首次出現(xiàn)了陸生植物和兩棲類爬行類動物，晚期又有大量生物滅絕(如三葉蟲等)。這一時期的植物化石主要有各種裸子植物化石，如蘆木、輪木及羊齒類的化石。中生代時期（2.250.65億年）古生代末的構(gòu)造運動，地球面貌發(fā)生的巨大變化，反映靈敏的生物也變化極大，三葉蟲、腕足、筆石，四射珊瑚等大都滅絕，取而代之的是更加高等的生物種屬，產(chǎn)生一些形體巨大的脊椎和爬行類動物，恐龍就是代表，而且它由興起、繁盛直到衰亡。哺乳動物得到了發(fā)展，首次出現(xiàn)了鳥類。植物的陸生種屬也大大繁盛起來。這一時期以恐龍及植物中的蕨類、蘇鐵、銀杏、松柏等裸子植物占了統(tǒng)治地位。四、新生代時期（0.65億年以后）新生代經(jīng)歷了約65百萬年。這一時期生物發(fā)展逐漸接近現(xiàn)代生物特征，所以取名新生代。陸生動植物得到了最大、最興盛的發(fā)展。大量哺乳動物的出現(xiàn)是其特征。鳥類和昆蟲的發(fā)展超過了以往任何時期.這一時期植物種屬也到了鼎盛時期，被子植物占據(jù)絕對優(yōu)勢，蕨類植物相對衰落。到第四紀(jì)晚期，人類的出現(xiàn)是一個劃時代的進步，從此開始人類就占據(jù)了地球歷史的大舞臺。4.3 地球的能量系統(tǒng)、地質(zhì)作用及其形式 在漫長的地質(zhì)歷史中，地球每時每刻都處在不停的運動和變化之中 由自然動力引起的使地殼或巖石圈甚至整個地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地表形態(tài)發(fā)生變化和發(fā)展的作用稱為地質(zhì)作用 。能、營力、作用方式地質(zhì)作用能