1、n46亿年前,整个地球的温度都很高,表面也接近于熔融的状态n各类岩石的块体(以星子为基础)各不相属地分布在地球的表面n后来构成大陆的地壳n大约在40亿年前后,越来越多的较轻的硅酸盐成分迁移到上部冷凝n地球终于有了一个虽然还比较薄、但已是连续完整的地壳n一些处于熔融状态的物质向上挤入地壳中凝结,或涌出地面,表现为广泛分布的火山活动n另一方面物质又在向下流动,把上面已固结的地壳撕裂,并将其部分碎块拽向深处,使它再次熔入地幔物质之中n与此同时,薄弱的地壳还在陨石的撞击下,形成大量陨击坑n直到距今38亿年前,地球上的大气仍是缺氧和呈酸性的n 随着时间的流逝,地球上的温度逐渐降低(低于100C),大气中
2、的水蒸汽陆续凝结出来,形成了广阔的海洋,海水中也缺少氧,而且也含有许多酸性物质32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖,后者能消耗二氧化碳,产生出氧气大约到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n大陆不断扩大n大气变成以二氧化碳为最多n海洋里的生物最多的是菌藻植物,它们的活动促成二氧化碳和海水中的钙镁等元素相结合,碳酸钙镁等物质沉淀在海底,使大气中的二氧化碳减少,氧和氮的含量逐步增加n大气圈的成分渐渐接近目前的状况n大气和海洋中,原为酸性的水在与岩石相互作用时,将硅酸盐物质中的钠,钾,钙,镁,铝,铁等金属元素夺取出来,形
3、成多种盐类(以氯化物为主),海水的成分也慢慢变成与今天相近的了n在这种环境中,生命加速发展,海洋中的生物迅速繁荣起来(化石证据较多)中生代新生代n那些发生在亿万年以前的往事,你们是怎样知道的?n地球的历史就记录在岩石身上n早就划分出生物地层的地质年代n但仅能排出相对先后,无法确定具体的时间n尝见高山有螺蚌壳,或生石中,此石即水中之物。下者却变而为高,柔者变而为刚。n此事思之至深,有可验者。化石。n亚平宁山脉上发现的海生介壳化石,本是生活在海滨的生物,是河流带来泥土把它们掩埋,并且渗入了它们的内部。n他推论,后来这里的地势升高,所以这些海洋生物的遗体就会出现在山上。n1669年,出生于哥本哈根的
4、斯特诺(Nicolaus Steno,1638-1686)总结出在岩层之间,存在着如下的规律:岩层在形成后,如未受到强烈的地壳运动的影响而颠倒原来的位置,应该是先沉积的在下,后沉积的在上,一层压一层,保持近于水平的状态,延展到远处才渐渐尖灭。图图41 地层层序律示意图地层层序律示意图A原始水平层理原始水平层理 B倾斜层理倾斜层理 C倒转地层倒转地层1、2、3、4示地层从老到新示地层从老到新n遗憾的是,仅将它用来说明人事,并不用它去观察山野间的岩石,他们甚至也未想到过需要对自然作些什么观察。因为“天下之物本无可格者,其格物之功,只在身心上做”;因为“岂但禽兽草木,虽天地也与我同体,鬼神也与我同体
5、。”明,王守仁,n根据自己在野外考察的实际经验和前人的认识,把时空统一的地质思维,形象地表述为“在地球现在的构造中,可以在地球现在的构造中,可以看到旧世界的废墟看到旧世界的废墟”(地球论,1785)n用更丰富的事实论证和阐明了在这条被概括为“将今论古将今论古”,或称现实主义原理现实主义原理(Actualism(Actualism)n他的巨著地质学原理使地质学真正成为一门科学,化石层序律化石层序律n在开凿运河的过程中获得了大批化石,经过他的整理研究n发现每一地层各有其特定的化石n他据此制订出世界上第一张最有系统的地层表 图图42 地层对比及综合柱状图地层对比及综合柱状图器官相关律器官相关律n在研
6、究了大量动物器官的构造与机能以後,发现每一种形态的动物机体都是一个统一的体系,这个体系的每个局部在构造和机能上都是互相适应的,因此了解局部就能推知其整体。n相对地质年代之表示了地质事件或地层的先后顺序,即使是利用古生物化石组合的方法,也只能了解它们的大致时代。n要更确切、更全面地了解地球的发展历史,除了知道各种地质事件发生的先后顺序及大致时代外,必须定量的知道地质事件究竟发生在距今多少年的时候?延续的时间有多长?地质事件的剧烈程度或作用速率怎样等?n1903年提出放射性元素的原子会蜕变,即自行分裂为另外的原子,并在以后的实验中得到证实。放射性元素在自然界中自动地放射出(粒子)、(电子)或(电磁
7、辐射量子)射线而蜕变成另一种新元素。各种放射性元素都有自己恒定的蜕变速度,通常用半衰期(T1/2)表示。半衰期是指母体元素的原子数蜕变一半所需要的时间。t=1/ln(1+D/N)t-时间 -蜕变常数=0.639/T1/2 D-字体同位素总量 N-母体同位素总量 N、D之可用质普仪测出母体同位素 子体同位素 半衰期 238U-206Pb+8 4He 45.1 亿年 235U-207Pb+7 4He 7.13 亿年 232Th-208Pb+6 4He 139 亿年 87Rb-87Sr 500 亿年 40K-40Ar 14.7 亿年 40Ar-39Ar 150Sm-144Ndn同位素方法测定的年龄,
8、除了用铀铅来测定矿物岩石的年龄外n还有多种同位素法n(K-Ar,40Ar/39Ar,Rb-Sr,Sm-Nd,14C-14N等)n误差为百分之几n同位素地质年代表同位素地质测年必备的条件同位素地质测年必备的条件1 1、具有较长的半衰期,那些在几年、具有较长的半衰期,那些在几年或几十年内就蜕变殆尽的同位素是不或几十年内就蜕变殆尽的同位素是不能使用的能使用的2 2、该同位素在岩石中有足够的含量,、该同位素在岩石中有足够的含量,可以分离出来并加以测定可以分离出来并加以测定3 3、其子体同位素易于富集并保存下、其子体同位素易于富集并保存下来来n1973年在格陵兰发现的,年龄为38亿年n1983年在澳大利
9、亚找到几粒年龄为41-42亿年的矿物颗粒。中国鞍山白家坟中国鞍山白家坟 发现有发现有3838亿年的岩石。亿年的岩石。中国迁西太平寨中国迁西太平寨 发现有发现有3838 3737亿年的岩石。亿年的岩石。n宙(宇)代(界)纪(系)同位素年龄(百万年)n 新生代(界)第四纪(系)-新近纪 0n 第三纪(系)-古近纪n 白垩纪(系)65n 侏罗纪(系)n 三迭纪(系)n显生宙(宇)二叠纪(系)248n 石炭纪(系)n 古生代(界)泥盆纪(系)n 志留纪(系)409n 奥陶纪(系)n 寒武纪(系)n 震旦纪(系)600n 新元古代(界)青白口纪(系)800n元古宙(宇)中元古代(界)蓟县纪(系)/长城纪(系)1800n 古元古代(界)2500n太古宙(宇)3800-2500n冥古宙(宇)4600-3800