1、地层分析地层分析地壳演化简史地壳演化简史地层的划分和对比地层的划分和对比地球经历了46亿年的历史。地球发展过程中的各种信息，记录在自己的“书页”地层地层之中。岩层：我们把野外见到的成层岩石（沉积岩、火山岩及其变质岩）泛称为岩层。地层划分的依据地层划分的依据地层在地壳发展过程中形成的各种成层岩各种成层岩石的总称。石的总称。不仅包括沉积岩沉积岩，还包括变质变质的和火山火山成因的成层岩石。地层与岩层的区别地层与岩层的区别：岩层岩层一般是泛指各种成层岩石，不具有时代含义不具有时代含义；地层地层有老有新，具有时间含义具有时间含义。地层层序律地层上下或新老关系。正常层位未受扰动的地层，愈处于下部下部时代愈
2、愈老老，愈处于上部上部的地层时代愈新愈新。4地层划分的依据地层划分按地层的岩性、古生物等特征及形成先后顺序，对地层进行分层。地层划分的任务地层划分的任务：整理出地层的上下顺序上下顺序，划分出划分出不同等级不同等级的阶段和确定其时代确定其时代。地层划分的依据：地区岩性地区岩性、岩层的接触关系岩层的接触关系、古古生物特征生物特征及放射性同位素年龄放射性同位素年龄。标准剖面地层出露完全出露完全、顺序正常顺序正常、接触接触关系清楚关系清楚、化石保存良好化石保存良好可供进行地层划分、对比等研究的剖面。1.1.沉积旋回和岩性变化沉积旋回和岩性变化沉积岩的岩性，包括组成成份成份、粒度大小粒度大小、浑浑圆度圆
3、度、颜色颜色、结构结构、构造构造等。岩性特征：从各个侧面反映沉积岩形成的沉积环境。沉积环境。粒度粒度大小和浑圆度浑圆度，反映了搬运力的强弱搬运力的强弱和搬运距离的长短长短；颜色颜色标志了形成时的氧化还原条件氧化还原条件；层层理、波浪理、波浪等构造，反映了沉积过程中的动力条件动力条件岩性变化岩性变化(2).(2).沉积旋回沉积旋回沉积旋回海相地层中，往往岩相由粗到细由粗到细又由细到粗由细到粗的重复变化称一个沉积旋回。一个完整的沉积旋回完整的沉积旋回，由一套海侵层位海侵层位和一套海退海退层位层位构成。一个大旋回大旋回中，可以包含几个次级次级或更次级小旋回更次级小旋回。地层中一个沉积旋回不一定是完整
4、的。因海侵层位海侵层位容易保存容易保存，海退层海退层位则不易全部或者根本不保存不保存。每一沉积旋回，一般总是由粗碎屑岩开始，称底砾底砾岩岩。因此，底砾岩的下部层面底砾岩的下部层面一般是两个地层单位的分界面分界面。陆相地层陆相地层中，沉积旋回不一定很清楚不一定很清楚。沉积旋回沉积旋回华北燕山区中、上元古代地层剖面华北燕山区中、上元古代地层剖面长城群长城群下部为砂页岩砂页岩，上部为白云岩白云岩；蓟县群蓟县群以石灰岩为主，顶部为页岩；青白口群青白口群下部为页岩、粉砂岩，上部为白云岩。2.2.地层接触关系地层接触关系地层间的不整合面不整合面是划分地层的重要标志划分地层的重要标志。任何类型的不整合，都代
5、表地层的不连续现象，反映了地理环境的重大变化。两大沉积旋回之间存在着不整合面，根据不整合面和沉积旋回所划分出来的地层界限常是一致的。地层接触关系地层接触关系整合接触：地层的连续沉积整合接触：地层的连续沉积不整合接触不整合接触平行不整合或假平行不整合或假整合整合角度不整合角度不整合侵入接触或沉积接触侵入接触或沉积接触地层的五种接触关系地层的五种接触关系3.3.古生物化石古生物化石确定各地层的具体时代，则必须根据地层中所含的生物化石。化石化石保存在地层中的地质时期的生物遗体和遗迹。遗体遗体：动物骨骼、硬壳等；遗迹遗迹：动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等。化石形成的条件：生物本身有硬壳、骨骼等不易
6、毁坏的硬体硬体；生物死后尽快地沉积物掩埋的条件掩埋的条件；生物遗体经较长时间的填充、置换升馏填充、置换升馏等。标准化石标准化石生存时间短、演化快、分布地区广、个体数目多的生物种类所形成的化石。其仅出现在一定的地层中，是划分地层的可靠标志。如寒武纪的三叶虫三叶虫，奥陶纪、志留纪的笔石笔石等。生物层序律生物层序律生物是从简单向复杂从简单向复杂，从低从低级向高级级向高级发展的，生物演化既具有不可逆性不可逆性，又具有阶具有阶段性段性。一定种类一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层一定时代的地层里，而相同地质年代的地层相同地质年代的地层里必定保存着相同相同或近似种属近似种属的化石或化石群化石群。
7、例如：在某地层中发现有莱莱氏三叶虫氏三叶虫，则可以据此断定该地层属早寒武世早寒武世。地层的对比地层的对比在地层划分的基础上在地层划分的基础上，根据岩性岩性、古生物古生物和构造运动构造运动特征特征，进行地层对比地层对比，建立区域性的地层新老关系和建立区域性的地层新老关系和年代顺序年代顺序。之后之后，还可以在更大范围内进行地层对比，建立大区建立大区域域的甚至全球的地层年代顺序地层年代顺序。地层的对比示意图地层的对比示意图如图，为数个出露不全的地层剖面的自然露头出露不全的地层剖面的自然露头，根据岩性等特征进行对比后，得到这一地区完整的地层综地层综合剖面。合剖面。岩相古地理分析岩相古地理分析沉积相沉积
8、物特征沉积物特征、生物特征生物特征及其历代表的生成生成环境环境的总和总和。包括岩相岩相(或沉积岩相沉积岩相)和生物相生物相。生物相指反映一定沉积环境的生物群的生态特征生物群的生态特征。如含大量笔石的笔石相，反映流水不畅的海湾环境海湾环境。岩相指反映一定沉积环境的岩性特征岩性特征，包括矿物组成组成、化学成份化学成份、粒度大小、分选性粒度大小、分选性、磨圆度磨圆度和结构结构、构造构造等。生物相和岩相都反映了沉积岩形成时的沉积环境沉积环境，如浅海三叶虫页岩相标志了岩性是页岩，内含三叶虫化石，其代表的沉积环境是浅海。沉积相分为：海相海相、陆相陆相、（海陆）过渡相（海陆）过渡相。沉积相的分类沉积相的分类
9、1.1.海相沉积海相沉积滨海相滨海相、浅海相浅海相、半深海相半深海相和深海相深海相。此外还有非正常海相非正常海相。(1).(1).滨海相滨海相位于低潮线低潮线和高潮线之间高潮线之间及其临近地带的狭长狭长滨海区。滨海区。潮汐潮汐和波浪波浪作用占主导。可分为潮上带潮上带、潮间带潮间带和潮下带潮下带。沉积物以碎屑物如砾石、砂等为主砾石、砂等为主；由于波浪作用强，所以磨圆度和分选度较好磨圆度和分选度较好，常具交错层交错层、波痕波痕、干干裂等，含海生海生动物贝壳动物贝壳，但多破碎。近年认识到在滨海区滨海区还可以形成碳酸盐岩形成碳酸盐岩沉积。潮上带潮上带碳酸盐岩中常夹石膏中常夹石膏，具碎裂纹理及泥裂泥裂，
10、缺乏生物缺乏生物。在潮间带潮间带，常有介壳滩介壳滩、鲕状鲕状及生物碎屑灰岩生物碎屑灰岩，间有白云岩白云岩及石膏层石膏层。有时在潮上带被冲碎的岩块又冲到潮间带，胶结形成竹叶状灰岩竹叶状灰岩，常具有泥裂及生物钻孔潜穴。潮下带潮下带水动力条件平稳，常呈水平层理灰岩水平层理灰岩，化石完整丰富化石完整丰富。(2).(2).浅海相浅海相海面到深200m左右的浅海区浅海区，相当于大陆架上的海洋部分。波浪作用减小，阳光充足阳光充足，底栖生物繁盛底栖生物繁盛，沉积物以陆源细碎屑物质陆源细碎屑物质、化学化学和生物化学沉积物质生物化学沉积物质为主，富含生物遗体含生物遗体。一般为：砂岩砂岩页岩页岩泥灰岩泥灰岩石灰岩石
11、灰岩。常夹有Al、Fe、Mn等胶体沉积等胶体沉积，以及磷块岩等生物化学沉积而成的矿产。有时含特有的鲕状结构；鲕状结构；生物化石种化石种类多类多而且丰富。有些是在广阔的陆表海中沉积形成。陆表海陆表海又称内陆海内陆海，深度小于200m，沉积分异明显沉积分异明显，如有海侵海退有海侵海退，沉积旋回沉积旋回也比较清楚。(3).(3).半深海相和深海相半深海相和深海相即相当于大陆坡及海盆底地带。深海沉积物少含少含或基本不含不含有陆屑物质陆屑物质，以各种碳酸盐岩为主碳酸盐岩为主。现代深海沉积有较多的由具有灰质和硅质硬体的微小浮游生物遗体堆积而成的生物软泥生物软泥，及铁锰结核铁锰结核。铁锰结核的物质来源可能与
12、海底火山喷发以及海底地下含矿热水喷出有关。(4).(4).非正常海相非正常海相淡化海淡化海如现代的黑海现代的黑海，水域较深，陆地包围，大量淡水注入，海水淡化海水淡化。水的垂直循环不畅垂直循环不畅甚至停止，因此海底为缺氧的还还原环境原环境。生物死亡下沉生物死亡下沉，形成富含有机质黑色泥质黑色泥质沉积。沉积。古代地层古代地层中有含笔石黑色页岩相含笔石黑色页岩相，大致相当此沉积。咸化海咸化海干燥气候条件下的内海，蒸发量大于淡水补给量，形成含盐量高的咸化海咸化海。这种海一般规模较小，海水较浅，海水较浅，不易形成还原环境，常形成缺少生物化石形成缺少生物化石的膏盐膏盐或白云岩白云岩沉积。2.2.陆相沉积陆
13、相沉积大陆上相对低洼部位接受沉积，形成陆相地层。陆相沉积物以碎屑岩为主碎屑岩为主，水平方向上岩性岩性和厚度厚度的变化大变化大。多种层理，水平层理水平层理、斜交层理斜交层理和交铅错交铅错层理等。干燥地区干燥地区，沉积物因氧化常呈红色红色。保存有陆陆生植物及淡水动物的化石。生植物及淡水动物的化石。陆相沉积物按成因可划分为：残积残积、坡积坡积、洪积洪积、河流河流、湖泊湖泊、冰川和风成相等冰川和风成相等。2.2.陆相沉积陆相沉积各种陆相地层沉积物的特点：残积相残积相和坡积相坡积相为土状铁、锰、铝组成个风化壳风化壳；洪洪积积多为砾岩、砂岩等粗碎屑岩粗碎屑岩。冲积相冲积相多由砾岩、砂岩、粘土岩等组成，磨因
14、度好磨因度好，形成于河床、河漫摊，水平层理水平层理、斜层理斜层理和交错层交错层理均较发育。湖泊相湖泊相以细秒岩、粉砂岩及粘土岩为主，常具有极薄极薄的层理的层理。冰川相冰川相沉积物分选性差分选性差，不具层理不具层理，砾石多成棱角状棱角状。风成相风成相沉积物以砾岩砾岩和粉砂岩粉砂岩为主。3.3.过渡相沉积（海陆交互相沉积）过渡相沉积（海陆交互相沉积）形成于滨海地区，包括三角三角洲相洲相和潟湖相潟湖相。三角洲相三角洲相河流的三角洲。砂质沉积砂质沉积为主，具向海洋方向倾斜的斜层理斜层理；陆陆生植物生植物、淡水淡水和海生动物海生动物化石混混杂杂。底部沉积物变细，以粉砂及粘土为主，层理水平，层理水平，富含
15、海生海生动物化石。动物化石。泻湖相泻湖相滨海地区的泻湖泻湖。湿润气候湿润气候下，形成砂页岩砂页岩和泥炭层泥炭层，具薄的水平层理；干燥炎热干燥炎热气候下，形成白云岩、石膏、石盐等白云岩、石膏、石盐等。岩相分析的主要依据岩相分析的主要依据指相化石（群）指相化石（群）代表特殊的地理环境，且指示特殊岩相的化石（群）。标准化石标准化石和指相化石指相化石结合起来，是确定地层时代、岩相和重塑古地理环境重塑古地理环境的重要依据。不同的化石指示不同的古地理环境。例如：现代珊瑚的生活环境现代珊瑚的生活环境：水温20左右，水中没有混杂的泥沙，水深不超过5070m。则：珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境。则：珊瑚化石指示
16、清澈温暖的浅海环境。破碎的贝壳破碎的贝壳指示滨海环境。滨海环境。不同的植物化石指示不同的陆相环境，如苏铁苏铁气候湿热气候湿热；银杏银杏气候温和气候温和等。生物化石生物化石2.2.岩性特征和结构岩性特征和结构岩性特征岩性特征、结构结构和构造构造等是一定环境下沉积物的表现形式。因此，是岩相分析的重要根据是岩相分析的重要根据。红色岩层红色岩层氧化环境氧化环境；黑色页岩黑色页岩并含黄铁矿黄铁矿还原环境还原环境；交错层交错层、不对称波痕不对称波痕流动浅水地区流动浅水地区；鲕状赤铁矿鲕状赤铁矿和石灰岩石灰岩温暖气候下的动荡浅海动荡浅海；竹叶状灰岩竹叶状灰岩波浪作用所及的潮上和潮间带、浅波浪作用所及的潮上和
17、潮间带、浅海环境海环境或风暴环境风暴环境；3.3.特殊矿物特殊矿物有些矿物形成于一定环境下，可以起指相作用。海绿石海绿石较深浅海环境较深浅海环境；石膏、石盐石膏、石盐干燥环境干燥环境；白云岩白云岩（指形成于古生代以后者古生代以后者）并少含化少含化石石咸化海或泻湖环境咸化海或泻湖环境。岩相分析图岩相分析图古地理图古地理图古地理图对一定地区一定时代的地层进行岩相分析之后，把当时的海陆分布、地形、气候等情况综合起来绘成的图件。构造历史分析构造历史分析构造历史分析根据岩相的垂直变化岩相的垂直变化、岩层岩层厚度厚度、岩层接触关系岩层接触关系等，重塑地壳构造运动。地壳的发展是从一个旋回一个旋回到另一个旋回
18、另一个旋回的过程。每一个旋回所形成的全部地层，称一个构造层一个构造层。两个构造层之间总是被广泛的区域性不整合区域性不整合所分开。地壳发展的过程，根据地槽发育构造旋回构造旋回、海海陆分布陆分布、生物演化生物演化、岩浆活动的阶段性变化岩浆活动的阶段性变化等，可以划分为若干个构造旋回，或称构造阶段构造阶段。地层系统地层系统岩性地层系统以岩性变化为主岩性变化为主的地层划分系统，是区域性区域性或地方性地方性的地层单位地层单位。划分的依据：岩性变化岩性变化、岩性组合差异岩性组合差异、沉积韵律沉积韵律、沉积间断沉积间断（平行不整合、角度不整合等）等。地层单位为群群、组组、段段等。岩性地层单位岩性地层单位地层
19、系统地层系统组凡岩相岩相、岩性岩性、变质程度变质程度大体一致，与上下地层间界限明确界限明确，在一定范围内比较稳定稳定的地层的地层，都以划分为一个组。组是地方性的最基本的地层单位最基本的地层单位。组的命名：采用最初建组的地名（山名、村名等），如华北中寒武统包括徐庄组徐庄组和张夏组张夏组等。岩性地层单位岩性地层单位岩性地层单位岩性地层单位群凡是厚度巨大厚度巨大、岩性较复杂岩性较复杂、具有相似具有相似性性，但又无明确界限无明确界限可以进一步分组的一套岩系，都可划分成一个群。是比组大的地方性地层单位。群用专门地理名称命名，如阜平群阜平群，五台群五台群。段组中进一步根据岩性特征划分的单位组中进一步根据岩
20、性特征划分的单位。如燕山地区蓟县系雾迷山组可以分成四个或五个段，分别称为雾迷山组第一段雾迷山组第一段、第二段第二段。年代地层单位年代地层单位年代地层单位一定地质时期所形成地层总一定地质时期所形成地层总体的名称体的名称，是超越地区性具体差异的抽象概括。根据生物门类（纲、目、科、属、种）的演化阶段，地层可划分为大小不同的年代地层单位：宇、界、系、统、阶等。宇、界、系、统、阶等。年代地层单位年代地层单位阶根据地层中标准化石标准化石和化石组合化石组合，划分的年代地层单位。全国性全国性或大区域性大区域性的年代地层单位。阶与阶之间的生物在属和种属和种的范围内有显著差异。阶以地名命名以地名命名，如华北地区上
21、寒武统根据三叶虫的种类划分为崮山阶崮山阶、长山阶长山阶、凤山阶凤山阶。统根据地层中生物化石在科、目上的 变化划分的年代地层单位。比阶高一级比阶高一级的年代地层单位。统与统之间的生物在科、目科、目范围内有显著的变化。全球性全球性的年代地层单位。一个统包括数目不等的阶。统的名称冠以下、上或下、中、上字样。如下寒武如下寒武统、中寒武统、上寒武统。统、中寒武统、上寒武统。年代地层单位年代地层单位系比统高一级的年代地层单位。一个系分为23个统。系之间生物在目、纲目、纲范围内变化。如泥盆系鱼纲发展，石炭系两栖纲发展。一般根据首次研究的典型地区首次研究的典型地区的古地名古地名、古民族名古民族名或岩性特征等命
22、名，如寒武系、奥陶系、石炭系等。界根据生物门的演化阶段所划分的单位。如中生界中生界爬行类爬行类；新生界新生界哺乳动物哺乳动物。界以象征生物发展阶段的古生、中生和新生等命名。一个界包括23甚至6个系。宇最高级的年代地层单位叫宇。根据生物的出现生物的出现、最低硬壳化石带最低硬壳化石带及较高级动物较高级动物的大量出现，把全部地层分为3个宇，即太古宇太古宇、元元古宇古宇和显生宇显生宇。显生宇包括古生界古生界、中生界中生界和新生新生界界。地质时代单位地质时代单位地质时代单位从年代地层单位概括抽象出来的时间概念。宙宙形成一个宇宇的地层所占的时间；代代形成一个界界的地层所占的时间；纪纪形成一个系系的地层所占
23、的时间；世世形成一个统统的地层所占的时间；期期形成一个阶阶的地层所占的时间。地层分类系统表地层分类系统表前寒武纪前寒武纪(太古宙、元古宙太古宙、元古宙)前寒武纪前寒武纪又称前古生代前古生代。指寒武纪寒武纪或古生代古生代以前，即距今5.7亿年以前的地质时代。这一时期形成的地层称前寒武系前寒武系。1977年，国际上将前寒武纪划分为太古宙太古宙和元元古宙古宙，界线放在25亿年，太古宙下限为38亿年。1989年之后，国际上对元古宙进行三分三分。元古宙划分为古元古代古元古代、中元古代中元古代和新元古代；新元古代；界线定为18亿亿年和10亿亿年。太古宙，认为尚不具备进一步划分的充分依据。太古宙太古宙 太古
24、宙约经历了13亿年（3825亿年），形成薄而活动的原始地壳，有了水圈和气圈，蕴育和诞生了低级生命。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（叠层石）构造运动频繁中国的太古宙地层中国的太古宙地层 主要分布于华北及东北南部，构成华北地台的基主要分布于华北及东北南部，构成华北地台的基底。可分为三带：底。可分为三带：北带：宁夏吉兰泰，到冀东燕山，东延至吉林及辽东地区。中带：吕梁山、太行山和鲁西地区。南带：关中、豫西、大别山、安徽淮阳地区，分称太华群、登封群、大别群等。华北古陆太古宙陆核分布示意图华北古陆太古宙陆核分布示意图太古宙地层的重要矿产太古宙地层
25、的重要矿产太古宙地层中以铁矿具有世界性的普遍意义。太古宙地层中以铁矿具有世界性的普遍意义。鞍山的鞍山群中含磁铁石英岩，品位较低，层位稳定，储量大，常构成大型及特大型铁矿床鞍山式铁矿鞍山式铁矿。此外，本溪、密云、冀东迁西、吕梁等大铁矿，均产于太古宙地层中。国外国外：苏必利尔湖铁矿苏必利尔湖铁矿、圭亚那铁矿圭亚那铁矿、瑞典的基隆纳铁矿、瑞典的基隆纳铁矿、澳大利亚西部铁矿澳大利亚西部铁矿、南非和印度的铁矿等，都产于太古宙地层。为沉积变质铁矿，占世界铁矿总储量的60。几乎在所有古地块的有关地层中皆形成石英脉金矿。几乎在所有古地块的有关地层中皆形成石英脉金矿。其形成与花岗岩侵入有关，如澳洲西部、南非和北
26、美。我国山东招远招远、河北遵化遵化、青龙龙等地也都产金矿。元古宙元古宙 从从256或（或（5.7）亿年，共）亿年，共19亿年。划分为：亿年。划分为：古元古代古元古代、中元古代中元古代、新元古代新元古代。其中新元古代。其中新元古代后半段，单划分称后半段，单划分称震旦纪震旦纪。从缺氧气圈到贫氧气圈从原核生物到真核生物由陆核到原地台和古地台古元古代地层和中、新元古代地层有很大区别叠层石叠层石 元古宙古陆分布元古宙古陆分布中国的元古宙古地理和地层中国的元古宙古地理和地层形成了：北方华北原地台北方华北原地台、南方扬子原地台南方扬子原地台，西部塔西部塔 里木原地台里木原地台。华北地区华北地区形成了碎屑-火
27、山沉积和含叠层石的白云岩沉积以滹沱群滹沱群为代表；五台-太行山地区形成磨拉石堆积。属地槽活动型堆积属地槽活动型堆积。河南形成嵩山群嵩山群，安徽形成凤阳群凤阳群，都属稳定类型稳定类型。上述沉积经褶皱夷平，为中、新元古界不整合覆盖，该不整合面分布广泛，即吕梁运动吕梁运动。经吕梁运动，形成华北原地台华北原地台。中国西南中国西南包括川中、鄂西。下元古界及上太古界褶皱形成扬子原地台扬子原地台。中国西部中国西部塔里木地区下元古界以浅变质火山沉积岩系为主，属于活动类型。早元古代末形成了原地台原地台。古元古代古元古代中国元古宇地层划分及特征中国元古宇地层划分及特征2.2.中元古代和新元古代中元古代和新元古代古
28、元古代末，在中国已经出现了华北华北、扬子扬子、塔里木塔里木等相对稳定的原地台原地台，但陆壳稳定情况有很大差异。(1).(1).华北地区华北地区 中国北部和辽宁南部的几个稳定陆核，经过吕梁运动褶皱变质固结，它们把陆核连接起来，形成华北原地台华北原地台。华北原地台地形高低起伏，相当复杂。有些地区形成浅海浅海；有些地区形成古陆古陆。原地台大致呈三角形原地台大致呈三角形，周围被高地环绕：北有内蒙古古陆内蒙古古陆，南有淮阳古陆淮阳古陆，东边是胶东古陆胶东古陆（后来发展成胶辽古陆）；古陆之间古陆之间是一片陆表浅陆表浅海海，海中耸立着若干山地和陆岛。浅海中浅海中沉积了类似盖层的中上元台界中上元台界。可大体分
29、为三种类型：强烈沉降带沉积强烈沉降带沉积，稳定浅海沉积稳定浅海沉积，隆起隆起区的陆相沉积。区的陆相沉积。华北地区（续）华北地区（续）燕辽沉降带燕辽沉降带 华北地区强烈拗陷地带，中心在河北兴隆、天津蓟县及北京平谷一带，沉积厚达10000m，地层完全，分层清楚，是北方北方中上元古界划分和对比的标准地区。中上元古界划分和对比的标准地区。淮阳古陆北缘的豫西豫西-淮南沉降带淮南沉降带，发育过程和燕辽带相似和燕辽带相似。华北地区其他部分华北地区其他部分华北的山东、河南、安徽山东、河南、安徽等是陆表浅海陆表浅海，沉降幅度较小，沉沉积厚度积厚度1000m左右左右，下部碎屑岩相，上部碳酸盐岩相。晋陕古陆晋陕古陆
30、为浅海所包围长期遭受剥蚀的隆起区隆起区，边缘有不厚的滨海相滨海相沉积沉积；内部陆相石英砂岩，分选良好，交错层，厚度100m左右。华北地区吕梁运动后虽基本形成较稳定的地区，但尚有局部活动性较大的地区，如燕辽沉降带。这些活动区经中、新元古代的发展才逐渐稳定下来，到新元古代初，已经发展为大规模的相对稳定的华北地台华北地台，也称中朝地台中朝地台。(2).(2).中国西部塔中国西部塔里本地区里本地区北天山地区，中上元古界分布广泛，为相对稳定型的浅变质，含碳酸盐沉积，沉积类型与中朝地台相似。中、南天山东段，有走向NWW的强烈沉降带，沉积厚度逾万米，与燕辽沉降带有类似之处。(3).(3).中国南部中国南部
31、中国南部缺少太古界地层，而元古界地层广泛发育。中国南部缺少太古界地层，而元古界地层广泛发育。扬子原地台相对稳定扬子原地台相对稳定，周围有一些活动地带周围有一些活动地带。以黑云斜长片麻岩、混合岩、角闪岩等，总厚度大于5000m，属下元古界属下元古界。扬子原地台东南缘东南缘，下部为四堡群四堡群或梵净山群梵净山群，上部为板溪板溪群群，二者以不整合接触。二者以不整合接触。扬子原地台西侧西侧，即川滇交界地区，相对活动相对活动，沉积了浅变质的会理群会理群。经晋宁运动晋宁运动，扬子原地台扩大，形成扬子地台形成扬子地台。总之，太古宙到元古宙，中国南北地层有不同特点。总之，太古宙到元古宙，中国南北地层有不同特点
32、。北方北方在早元古代末的吕梁运动后已经形成稳定的基底，其上的活动区只限于沉降带（与古陆边缘断裂有关）；从晚元古从晚元古代，代，已几乎全部固结，形成华北地台；形成华北地台；南方南方在扬子原地台的两侧两侧，活动相当强烈活动相当强烈，特别是从中元古代起，发育了边缘海及岛弧海，火山活动相当频繁，经晋宁经晋宁运动运动，原地台扩大才发展为扬子地台扬子地台。这种北方稳定、南方活动的特征，一直延续到古生代。这种北方稳定、南方活动的特征，一直延续到古生代。中国元古宙的矿产中国元古宙的矿产铁矿铁矿中元古代，在华北地区沉积了大量浅海相鲕状和肾状赤铁矿。以河北宣化、龙关一带的宣龙式铁矿宣龙式铁矿最为典型。燕山地区的蓟
33、县系铁岭组中，有沉积赤铁矿，称四海式铁矿四海式铁矿。在青白口系下马岭组底部，有一层不规则的风化壳型铁矿。锰矿锰矿华北地区长城系，有一层锰矿或含锰页岩及含锰灰岩。蓟县蓟县式锰矿、瓦房子式锰矿。式锰矿、瓦房子式锰矿。其他其他苏北东海、皖北大别山等处，下元古界变质岩中东海式磷矿东海式磷矿。在北方长城系含钾层位。豫北发现含钾页岩矿床含钾页岩矿床。在华北平原掩覆下发现古潜山油田古潜山油田华北油田（河北任丘）。碳酸盐沉积碳酸盐沉积白云岩白云岩和白云质灰岩白云质灰岩，可作为冶金熔剂。辽宁大菱镁矿床菱镁矿床。含有叠层石含有叠层石的白云岩及白云质灰岩，磨光后是美观的建筑材料。震旦纪震旦纪震旦纪距今震旦纪距今86
34、（5.7）亿年，属于新元古代的晚期。）亿年，属于新元古代的晚期。“震旦”为中国的古称，在印度佛经中指中国李希霍芬（1871）最早将其用于地层，指下古生界和元古宇之间的一套地层；葛利普（1922）高振西（1934）重新厘定为“寒武系之下，五台群或泰山群变质岩系之上的一套未变质的岩系”，以天津蓟县剖面为代表；李四光（1924）在峡东建立完整的震旦系剖面，时限为800540Ma1975年：正式确立三峡剖面为震旦系层型剖面近年震旦系又细分为南华系（下）和震旦系（上）古生代古生代因出现大批较高级生物而得名。因出现大批较高级生物而得名。划分为：早古生代划分为：早古生代（Pz1）和晚古生代晚古生代（Pz2）
35、。早古生代距今早古生代距今6（5.7）4.09亿年。亿年。下古生界。下古生界。划分为：寒武纪寒武纪、奥陶纪奥陶纪和志留纪志留纪。寒武纪：寒武纪：()6（5.7）亿年 5.1亿年前。寒武系寒武系。奥陶纪：奥陶纪：(O)(O)5.1亿年4.39亿年前。奥陶系奥陶系。志留纪：志留纪：(S)(S)4.39亿年4.09亿年前。志留系志留系。早古生代和此前时代相比，在古地理、古生物、沉积环早古生代和此前时代相比，在古地理、古生物、沉积环境、地壳运动等方面，都有很大差异。境、地壳运动等方面，都有很大差异。动物界第一次大发展动物界第一次大发展寒武系，以大量三叶虫突然出现为标志。寒武寒武系，以大量三叶虫突然出现
36、为标志。寒武纪已发现动物化石纪已发现动物化石2500多种，除脊椎动物外，多种，除脊椎动物外，几乎所有门类都有了。几乎所有门类都有了。最多的是三叶虫，故寒武纪又称故寒武纪又称“三叶虫时代三叶虫时代”；其次为腕足类动物腕足类动物；其他无脊椎动物无脊椎动物，包括海绵海绵动物、古杯古杯动物、腔肠腔肠动物动物（如珊瑚）、软体动软体动物（如头足类）、环节动环节动物物、牙形石牙形石、棘皮动物棘皮动物、笔石动物笔石动物等都已出现。因此，早古生代是海生无脊椎动物空前繁盛的时代海生无脊椎动物空前繁盛的时代。2.2.三叶虫三叶虫三叶虫三叶虫寒武纪的标准化石寒武纪的标准化石A莱氏虫（中华莱得利基虫）1标准化石。B德氏
37、虫2标准化石。C蝙蝠虫3标准化石。3.3.生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石生物化石奥陶纪时的海洋奥陶系中的角石 5.5.澄江生物大爆发澄江生物大爆发叶足动物门，叶足动物门，Microdictyon sinicum Chen,Hou et Lu,1989澄江动物群始莱德利基虫丘疹关杨虫Kuanyangia pustulosa Lu,1941Chengjiang faunaChengjiang fauna1澄江生物群仿真图集澄江生物群仿真图集澄江生物群仿真图集（续）澄江生物群仿真图集（续）世界古地理轮廓及地史特征世界古地理轮廓及地史特征早古生代初期的大地构造
38、轮廓和震旦纪很相似。后来发生了具有世界影响的构造运动加里东运动，引起了世界海陆形势的调整和变化。广义加里东运动广义加里东运动：发生在早古生代早古生代的构造运动。狭义加里东运动狭义加里东运动：指志留纪后期志留纪后期的构造运动。加里东构造阶段加里东构造阶段：早古生代早古生代这一时期。加里东运动和加里东构造阶段加里东运动和加里东构造阶段世界古地理格局及其演变世界古地理格局及其演变前寒武纪末前寒武纪末，世界出现多个古陆多个古陆，各古陆为地槽分隔地槽分隔。古生代初期古生代初期北半球的古陆北半球的古陆：北美、俄罗斯（欧洲）、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北（中朝）、华南（扬子）等古陆。南半球的古陆南半球
39、的古陆：南美、非洲、印度、南极洲、澳大利亚冈瓦纳古陆。冈瓦纳古陆。北美北美和俄罗斯古陆俄罗斯古陆间被古大西洋分割。古大西洋分割。北方各古陆北方各古陆与冈瓦纳古陆冈瓦纳古陆之间横亘着古特提斯海古特提斯海(古地中海古地中海)。志留纪末期志留纪末期加里东运动加里东运动（北美板块向欧洲板块俯冲）使古大西洋逐渐变古大西洋逐渐变窄窄，形成加里东褶皱带形成加里东褶皱带，从而使北美板块与欧洲板块对接北美板块与欧洲板块对接，初步形成劳亚大陆形成劳亚大陆（又称劳亚古陆或北方大陆Laurasia），并导致古大西洋关闭古大西洋关闭。有于加里东运动有于加里东运动，在早古生代结束时，出现海退（直到泥盆纪初），陆地扩大，陆
40、表浅海缩小陆地扩大，陆表浅海缩小。环境的变化环境的变化，必将导致生物界的重大变革，意味着一个新的时代即将到来新的时代即将到来。早古生代气候早古生代气候寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥。寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥。中国、巴基斯坦等，都有红紫色页岩红紫色页岩、食盐假晶食盐假晶（中国的馒头组）、具有紫红色氧化圈砾石的砾岩紫红色氧化圈砾石的砾岩（竹叶状灰岩竹叶状灰岩）等；世界许多地区有岩盐、石膏岩盐、石膏等蒸发盐及鲕状灰岩鲕状灰岩、白云岩白云岩等。中国长江中下游、西南及世界许多地方都发现有古杯动物灰古杯动物灰岩和古杯礁岩和古杯礁。古杯动物生活于不低于不低于25水温的海水中。以上事实都是说明当时气
41、候温暖、干燥。奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似，气候比较温暖。奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似，气候比较温暖。晚奥陶世末期晚奥陶世末期晚奥陶世末期晚奥陶世末期是震旦纪以后的又一次大冰期又一次大冰期，但时间短暂，对北方未产生重大影响，但当时出现一次大范围海退（如中国华北地区华北地区，晚奥陶世上升为陆，缺失上奥陶统沉积缺失上奥陶统沉积），被认为是由于这次大冰期的出现，导致全球海平面下降的缘故。早古生代地史概况早古生代地史概况1.华北地台华北地台包括：阴山-燕山与秦岭-大别山之间、贺兰山以东的近似三角形的广大地区，向东包括朝鲜北部，又称中中朝地台。朝地台。2.扬子地台扬子地台包括秦岭-大别山以南、雪峰山
42、（湘）-怀玉山（赣）以北、龙门山（川）-哀牢山（滇）以东的广大地区，向东延展没于黄海南部。3.塔里木地台塔里木地台中国的下古生界中国的下古生界 中国早古生代矿产中国早古生代矿产磷（磷块岩）矿磷（磷块岩）矿石膏石膏石灰岩石灰岩晚古生代晚古生代晚古生代距今晚古生代距今4.092.5亿年亿年古生界（古生界（Pz2）。）。泥盆纪泥盆纪：距今4.093.62亿年泥盆系（D）。石炭纪石炭纪：距今3.622.90亿年石炭系（C）。二叠纪二叠纪：距今2.902.50亿年二叠系（P）。晚古生代，因陆地扩大，陆生生物大量发生和繁盛。晚古生代，因陆地扩大，陆生生物大量发生和繁盛。植物界从水生植物界从水生陆生陆生动物
43、界从无脊椎动物界从无脊椎脊椎动物脊椎动物从水中从水中陆地陆地生物界飞跃发展生物界飞跃发展植物界的第一次大发展植物界的第一次大发展泥盆纪泥盆纪：志留纪末已出现的裸蕨植物裸蕨植物，是陆生植物的先驱，泥盆纪繁盛泥盆纪繁盛裸蕨时代裸蕨时代。这是植物界的第一次大发展。因不能真正适应大陆环境，泥盆纪晚期完全绝灭泥盆纪晚期完全绝灭。石炭二叠纪石炭二叠纪：较高级的植物蕨类蕨类，包括石松类、节蕨类和种子蕨类等，从海滨延伸到大陆内部从海滨延伸到大陆内部，出现了万木参天、郁郁葱葱的景观。石炭二叠纪石炭二叠纪蕨类时代蕨类时代。石炭二叠纪是重要的成煤时代之一石炭二叠纪是重要的成煤时代之一。晚二叠世晚二叠世，地壳运动强烈
44、，环境变化，松柏类和苏铁类为代表的裸子植物大量出现。裸子植物大量出现。泥盆纪泥盆纪裸蕨时代裸蕨时代石炭纪景观石炭纪景观石炭纪树干切面晚古生代的植物复原图晚古生代的植物复原图晚古生代植物化石晚古生代植物化石树干化石动物界两次大飞跃动物界两次大飞跃无脊椎动物无脊椎动物脊椎动物脊椎动物泥盆纪泥盆纪：三叶虫类减少，笔石类在早泥盆世后期已全部绝灭。出现于志留纪末的鱼类此时繁盛鱼类此时繁盛，泥盆泥盆纪纪鱼类时代鱼类时代，为动物界发展历史的一次大飞跃一次大飞跃。动物从水中动物从水中陆上陆上石炭纪总鳍鱼，逐渐演化成两栖类。晚古生代后期晚古生代后期，地壳运动强烈，环境多变，可以勉强用鳍代替四肢在陆上移动。再进一
45、步演化，终于形成两栖类终于形成两栖类。从从水到陆水到陆是动物界发展史上的又一次飞跃。又一次飞跃。晚古生代的动物复原图晚古生代的动物复原图石炭-二叠纪两栖类复原图泥盆纪鱼类复原图泥盆纪景观图泥盆纪景观图晚古生代的生物集群灭绝晚古生代的生物集群灭绝泥盆纪泥盆纪至少有至少有8次。次。最重要一次发生于晚泥盆世晚泥盆世，生物量急剧下降，造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡，称凯勒瓦瑟尔事件，也称弗朗斯弗朗斯-法门事件法门事件。事件后，世界普遍海退世界普遍海退，蒸发盐广布蒸发盐广布，南美出现冰川沉积南美出现冰川沉积。二叠纪二叠纪许多动物门类整个目或亚目全部灭亡。曾普遍生长舌羊齿
46、植长舌羊齿植物群物群，二叠纪末几乎全部绝灭。早古生代繁盛的三叶虫三叶虫全部消失。蜓类原有蜓类原有40多个属，该世结束时全然无存全然无存。菊石菊石有10个科绝灭；腕足类腕足类在同期大约有140个属所余无几。生物集群灭绝的假说生物集群灭绝的假说海西构造阶段海西构造阶段海西运动的概念海西运动的概念海西运动海西运动晚古生代晚古生代的，特别是石炭二叠纪特别是石炭二叠纪的地壳运动，也称华力西运动华力西运动。海西阶段的地史特征海西阶段的地史特征晚古生代，一方面在活动着的地槽中进行着巨厚的沉积地槽中进行着巨厚的沉积；另一方面许多地台上沉积，形成上古生界盖层形成上古生界盖层。如中国地台上的上古生界厚约：一千多米
47、（北方）到三、四千米（南方）。因海洋占绝对优势，所以下古生界几乎都是海相地层几乎都是海相地层。因陆地扩大，陆相地层增多；有些地方形成海陆交互相的地层海陆交互相的地层。大陆块大陆块不断靠近和聚集，大陆块边缘和地槽受挤压、褶皱隆起上升，形成岛屿和山脉。大陆拼接、扩大，形成联合古陆形成联合古陆，陆陆块从分散趋向集中。块从分散趋向集中。联合古陆的形成联合古陆的形成古地中海（古特提斯海）晚古生代气候和植物分区晚古生代气候和植物分区植物分区植物分区北方植物群（劳亚古陆上的植物群）。又分为：北方植物群（劳亚古陆上的植物群）。又分为：欧美植物区欧美植物区：以热带、亚热带气候为特征。华夏植物区华夏植物区：包括中
48、国和东南亚。早、中石炭世时属于欧美欧美植物区植物区；晚石炭世开始，从欧美植物区分出来称华夏植物区华夏植物区。安卡拉植物区安卡拉植物区：包括西伯利亚、哈萨克斯坦及天山、蒙古、兴安地槽以北广大地区。气候以温带偏凉为特征。南方植物群（冈瓦纳古陆上的植物群）。南方植物群（冈瓦纳古陆上的植物群）。该植物区称冈瓦纳植物区冈瓦纳植物区，包括南美、南非、澳大利亚、印度、巴基斯坦、南极大陆和中国西藏南部，气候也以温凉为特征，晚石炭世开始形成特有的舌羊齿植物群。北方大陆的煤田和南方大陆的冰川北方大陆的煤田和南方大陆的冰川石炭、二叠纪是世界上最重石炭、二叠纪是世界上最重要的成煤时代。要的成煤时代。欧美植物群欧美植物
49、群和华夏植物群华夏植物群代表热带潮湿气候热带潮湿气候，往往形成大煤形成大煤田田。安卡拉植物群安卡拉植物群和冈瓦纳植物群冈瓦纳植物群均代表温凉气候，一定条件下一定条件下也可形成重要煤田形成重要煤田。因此，煤田北方大陆远远大于南方大陆北方大陆远远大于南方大陆。北方大陆形成大煤田时，冈北方大陆形成大煤田时，冈瓦纳古陆上冰川广布。瓦纳古陆上冰川广布。石炭二叠纪冈瓦纳古陆上冈瓦纳古陆上出现了震旦纪和奥陶纪以来规模最最大的一次冰川活动大的一次冰川活动。石炭纪末至二叠纪初，持续持续5000万年万年。中生代中生代中生代距今中生代距今2.500.65亿年亿年中生界（中生界（Mz）。三叠纪三叠纪：距今2.502.
50、08亿年三叠系（T）。侏罗纪侏罗纪：距今2.081.35亿年侏罗系（J）。白垩纪白垩纪：距今1.350.65亿年白垩系（K）。地理变化地理变化海西运动使世界许多地区隆起，形成联合古陆；侏罗纪和白垩纪频遭大范围海侵，总趋势为陆地面积增大陆地面积增大。中生代中生代：古生代末形成的联合古大陆，特别是冈瓦纳冈瓦纳古陆，显著分裂漂移古陆，显著分裂漂移；位于太平洋板块俯冲带边缘的环太平洋地带地壳运动十分强烈环太平洋地带地壳运动十分强烈，地理环境多变化。生物界在新环境中又有了新的进化和飞跃。生物界在新环境中又有了新的进化和飞跃。裸子植物裸子植物代替了蕨类植物；爬行动物爬行动物代替了两栖动物。白垩纪末期恐龙类
