地史学讲义.ppt

Big Bang Earth formation从宇宙大爆炸到地球的形成 宇宙诞生10-44秒之后便急速展开,10-34厘米的超微宇宙在仅仅10-34秒之内迅速膨胀了10100倍,称为暴胀(inflation）。实际上提出了一个“从无到有”的宇宙起源模式，对于传统的“无始无终”宇宙观是一个冲击！ Earth formation 地球的起源与演化 地球圈层起源与演化的科学证据 大气圈和水圈起源于地球早期的排气作用 含氧大气圈的形成 Atmospheric evolution 现代的大气化学 陆核和陆壳的形成—板块机制 陆核的形成—撞击机制 * * 第三章 中国古大陆的形成和生物记录 一、前寒武纪的时限及地质年代划分 地球年龄约为46亿年 发现最古老的沉积变质岩层为37.5亿年，为格陵兰岛的伊苏阿（Isua）群 显生宙第一个地史年代为寒武纪，始于5.43亿年 距今5.43亿年以前的地质时代，统称前寒武纪，相应年代的地层统称为前寒武系 2004年 伊迪卡拉纪 中国前寒武纪地质年代划分 Precam. features 1 时限长(46-5.4亿年)；Long duration 2 地层普遍变质 (麻粒岩相、角闪岩相、绿片岩相，一般越老变质越深),岩浆活动发育;Wide metamorphism magmatism 3 构造变形复杂，因为原始地壳薄、刚性差、热流值大，易塑性变形，而且经历多期构造变动;Complicated deformation 4 生物化石稀少;Molecular soft-body fossils 5 酸性和还原大气圈和水圈；Acid anoxic atmosphere and hydrosphere 6 矿产丰富（Fe、Au、U);Abundant mineral resources Impact craters on the moon 4200MB 46亿年前太阳星云中分化形成原始地球，温度较低，轻重元素浑然一体，尚无圈层分异 原始地球一旦形成，有利于吸集更多星子使体积和重量迅速增加，同时因重力分异、放射性元素蜕变和星体撞击而增温 原始地球内部达到熔融状态时，亲铁元素比重大而下沉形成铁镍地核，亲石元素上浮组成地幔和原始地壳。更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始大气圈、水圈 地球初始圈层分异的时间约在42亿年前 4600 Ma 天文演化 地质演化 　最老的矿物4500Ma→最老的岩石4１00Ma →最老的沉积岩 3900Ma →最老的生命3800Ma →最老的细胞生物３８00Ma 臭氧层 光化学分解 光合作用-3500MB? 二、始太古代（36亿年前） 原始生命开始形成，观点有二： 原始海洋中的H2、NH3、CH4和水，在紫外线、闪电等自然条件下，合成氨基酸，再经过更为复杂的过程，合成蛋白质，再进一步使蛋白质形成外膜，开始新陈代谢，形成具有繁殖能力的原始生命。 生命源于其它星体，后来被带到地球 地球处于天文演化阶段，经历了地幔熔融阶段，可能形成拉斑玄武岩和超镁铁岩的初始地壳（硅镁质）。 三、古太古代——中太古代——新太古代 （36～25亿年，陆核的形成阶段） 麻粒岩相：变质程度较深，为温度700°C、压力109Pa下形成的各种变质岩，主要为片麻岩和麻粒岩。 角闪岩相：变质程度中等，温度575～700°C，压力3～8× 109Pa，常见片麻岩、变粒岩、角闪岩 绿片岩相：变质程度较浅，主要为各种片岩、千枚岩、变质砂岩、变质火山岩 1. 常见的地层类型： 2. 我国古太古界～新太古界的分布 限于华北（中朝）板块，可能包括塔里木板块 鄂尔多斯陆核 冀辽陆核 河淮陆核 中朝板块界线及推测界线 3. 华北古太古界～新太古界柱状剖面图 4. 地层层序及原岩形成环境 原岩以基性火山喷发岩为主，上部夹有中酸性火山岩——粘土质岩及硅铁质岩沉积，经历了火山喷溢－沉积物质的沉积过程，为硅铝壳逐步加厚的过程，形成了陆壳雏形。 古太古界（3600～3000Ma）：迁西群、鞍山群下部 原岩：超基性、基性喷出岩相对减少，中酸性的火山岩增多，沉积岩发育，沉积岩包括巨厚的碎屑岩（类复理石沉积组合）、粘土岩、碳酸盐岩及硅铁质岩，碎屑岩中发育典型交错层理，表明陆源面积及浅海沉积环境的扩大，硅铝质陆壳增长。 中太古界～新太古界（3000～2500Ma） 阜平群－龙泉关群 单塔子群 鞍山群上部 5. 华北陆核的形成 鄂尔多斯陆核 冀辽陆核 河淮陆核 古太古代至新太古代，华北地区经历了海底火山喷发——沉积物堆积的两大喷发－沉积旋回，也经历了两大变质作用及构造岩浆旋回。经历了初期地壳经过复杂构造变动逐步固化、扩大，终于发展到具有相当规模的原始硅铝质陆壳（陆核）的历史 6. 生物面貌 发现有氨基酸、脂肪酸等生命物