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地质历史研究   

 {dy}节  地壳历史的研究方法

 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避孕药演变的结果。为了了解地壳发展的过程和演化规律，就必需要研究地史。

一、地史的研究方法

（一）地层的划分和对比

  1、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。

    地层具有时代的概念，所以地层就有所谓上下或新老关系，这叫做地层层序，如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老，愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。这各上新下老的关系叫地层层序律。

   划分地层的主要根据如下：

    (1)沉积旋回和岩性变化

    对于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xx、顺序政党接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以做为标准剖面。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，宋一次变化称一个沉积旋回，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。

喷出岩时代的确定（喷出时代在P1后， P2前）

    (2)岩层接触关系

    一种关系是侵入接触，即岩浆体侵入围岩之中，另一种关系是沉积接触，即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又被新的没积岩层所覆盖。

    (3)古生物（化石）

    凡是保存在地层中的地质时期的生遗体（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。

    一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层里，而相同地质年代的地层里必定保存着相同或近似种属的化石或化石群。这种关系就叫生物层序律。

    只有那些演化最快（地层中垂直分布距离短）、水平分布最广的化石，才是鉴定地质年代最有价值的化石，这样的化石叫标准化石。

  2、地层的对比

    地层的对比是指不同地区的地层进行时代的比较。在地层对比的基础上能了解广大地区的地史发展过程的共性和异性，才体认识地层区域性特征，了解地层空间分异的情况。

（二）岩相古地理分析

      1、沉积相的分类

    根据沉积环境可以把沉积地层分为海相、过渡相和陆相三大类。

  （1）海相沉积         分为：

    A、滨海相  发育于低潮线和高潮线之间及其临近地带的狭长滨海区，潮汐作用和波浪作用占主要地位。

    B、浅海相  存在于海面到海面下200m左右的浅海地区，约相当于于大陆架上的海洋部分。沉积物以陆源细碎悄物质及化学和生物化学沉积物质为主，富含生物遗体，但也常含有海盆中形成的内碎屑。

岩海洋各沉积区相古地理分析

    C、半深海相和深海相  存在于半深海（海面下约200—2500m）和深海（2500以下）地区，即相当于大陆坡及海盆底地带。深海沉积物中有一种特殊沉积物，少含或基本不含有陆屑物质。

 

    (2)过渡相沉积（海陆混合相沉积）  发育于滨海地区。其中主要包括三角洲相和澙湖相：

          A、三角洲相        B、澙湖相

    (3)陆相沉积 

     陆相沉积类型多种多样，横向变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以碎屑（砾、砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。主要有残积、坡积、洪积、冲积、湖泊和沼泽沉积、风积、冰川和洋水沉积、洞穴堆积等。

 

  2、岩相分析的主要根据

    A、生物化石

    化石可以用来指示古地理环境。例如珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境（现代珊瑚生活要求：水温20℃左右，水中没有混杂的泥沙，水深不超过50~70m）。

    B、岩性特征和结构

    岩性特征、结构和构造等是一定环境下的沉积物的表现形式，因此可以作为岩相分析的重要根据。例如，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。

    C、特殊矿物

   有些矿物可以起指相作用。例如海绿石代表较深浅海环境；石膏、石盐等代表干燥环境。

二、地质年代

    地球自形成以来大约经历了46亿年的历史，和月球年龄（据月岩测定）大致相同。研究有关地球历史演化和测定地质事件的年龄与时间序列，称为地质年代学。地质年代包括两种，相对地质年代和同位素地质年龄。

三、地层系统

     由于地层划分的目的、根据和适用范围不同，地层划分系统可有两类：一是区域性或地方性的，以岩性变化为主的地层划分，称为岩性地层分类系统，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，地层单位为宇、界、系、统、阶等，与其相对就的地质时代为宙、代、纪、世、期等。

 

第二节     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即距今5.7亿年以前的地质时代，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系。地球的年龄为46亿年，大约从40亿年前开始进入地质阶段，前寒武纪时距约为34亿年，约占地质历史85%的时间。1989年，国际地层委员会通过了元古宙分为3个代的方案，并已于全球地层表中采用。

一、太古宙

（一）太古宙的一般地历特征

    太古宙（38—25亿年）形成了薄而活动的原始地壳，出现了水圈和气圈，蕴育和诞生了低级的生命。

   1、缺氧的所圈及水体

   2、薄弱的地壳和频繁的岩浆活动

    常有大规模的超基性、基性断裂喷溢活动，并和硬砂岩、泥岩等一起经变质形成特殊火山沉积组合的绿岩带。

   3、岩石变质很深

   在漫长的时间中，多次的岩浆活动、构造运动，使岩石普遍发生热变质、深变质（区域变质）。

   4、海洋占{jd1}优势

    陆地面积不大，又不十分稳定，所以不易形成分异充分的沉积。

太古宙晚期陆核分布示意图（据王鸿祯等）

   5、陆核形成

    在太古宙中、晚期形成了稳定的基底地块——陆核。陆核的形成标志着地壳构造发展的{dy}大阶段的结束。

（二）太古宙地层的重要矿产

     以铁矿具有世界性的普遍意义——鞍山式铁矿；

      石英脉金矿——如澳洲西部、南非和北美，我国山东招远、河北遵化、青龙等地；

      伟晶岩中常有锂、铋、钨、锡以及白云母、稀有元素、稀土素等——如内蒙古；

      在侵入的基性及超基性岩中常有镍、铬、铜等矿床——如美国的苏必利尔湖区和南非的津巴布韦等；

      钒钛磁铁矿——河北大庙；

      大型铜矿——山西中条山等。

二、元古宙

（一）元古宙的一般地史特征

      元古宙同位素年龄从25—6或（5.7）亿年，共经历19亿年的悠入时间。元古宙划分为3个代。25—18亿年为古代，18—10亿年为中元古代，10—6或（5.7）亿年为新元古长。其中新元古代的后半段，即8—6或（5.7）亿年单划分称震旦纪。地古宙的地史具有下述特征。

叠层石集合体的部分形态

1、柱状；2、棒槌状；3、陀螺状；4、锥状

      1、从缺氧气圈到贫氧气圈

    由于藻类植物日益繁盛，它们营光合作用不断吸收大气中的CO2，放出O2，使所圈和水体从缺氧发燕尾服到含有较多氧的状态。      

      2、从原核生物到真核生物

    太古宙已出现菌类和蓝绿藻类，到元古宙得到进一步发展。在岩层中广布蓝绿藻类的群体，经生物作用和沉积作用形成叠层石。

      3、由陆核到原地台和古地能

    在太古宙晚期的构造运动阜平运动之后，中国和世界大陆上都出现了小规模的稳定核心，称为陆核，这是陆壳构造发展的{dy}阶段。

     早元古代中期的构造运动——中国五台运动；

     早元古代晚期的构造运动——中国称吕梁运动。

     原地台——陆核进一步扩大，形成规模较大的稳定地区，称为原地台。

     古地台——中元古代晚期在世界上终于出现了若干大规模稳定的古地台。由陆核到原地台和古地台，是陆壳构造发展的第二个阶段。

（三）中国元古宙的矿产

    元古代所经历的时间很长，沉积的厚度也很大，如燕山地区中、上元古界最厚达10000m，相当于同一地区古生界地层的基础倍。因此，这一部分地层中含有比较丰富的矿产。

   1、铁矿

    中元古代，在华北地区，特别是沿内蒙古古陆的南侧，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最为典型。

    在燕山地区的蓟县系铁岭组中，也可见到沉积赤铁矿，称四海式铁矿（因北京延庆四海而命名）。

   2、锰矿

     在华北地区长城系高于庄组中下部，常夹有一层锰矿或含锰页岩及含锰灰岩。如在蓟县高于庄组中有含锰带，称蓟县式锰矿，但多为低品位。

三、震旦纪

    震旦纪距今8—6（5.7）亿年，属于新元古代的晚期。近年用同位素测定，北方的震旦系年龄为18—10亿年；而南方震旦系则为8—6亿年，二者不是同时关系而是上下关系。本节所说的震旦纪以长江三峡剖面为代表的震旦纪，属于新元古代{zh1}期的一个纪，是从元古同向古生代寒武纪过渡的一个纪，也是在中国命名并向国际推荐的一个纪一级的地质年代单位。

（一）世界古地理基本轮廓

    到了元古宙末期即震旦纪，大陆壳已经形成为许多大规模的稳定的部分——八大古地台。这些古地台中部分到后来一直屹立于海面之上，未接受析的沉积，构成地盾部分；但大部分发育盖层，一般认为从震旦纪开始，才在稳定的地台上发育了稳定类型的盖层。

    震旦纪处于从新元古代向古生代过渡的阶段，它既是前古生代的尾声，也是古生代的序幕。

                    前寒武纪地台和地槽分布略图

中国地台；西伯利亚地台；俄罗斯地台；加拿大地台；巴西地台；非洲地台；印度地台；澳大利亚地台；蒙古地槽；古地中海地槽；加里东地槽；乌拉尔地槽；西太平洋地槽；塔斯马尼亚地槽；科迪勒拉地槽，安第斯地槽；阿巴拉契亚地槽

 

    根据南半球地台分布情况及构造特点，上述巴西地台、非洲地台、印度地台和澳大利亚地台是一个稳定的联合古陆，在中生代以前它们还没有分裂，总称冈瓦纳古陆。

    在古地台之间或其周围，是一些相对活动的地带，从大地构造角度叫地槽，从古地理角度可以叫海槽。

     从板块角度推测，从震旦纪开始，直到古生代末期，是冈瓦纳古陆联合阶段，而北方古陆则处于分裂阶段。到后来则正相反，冈瓦纳古陆逐渐解体，而北方各陆则趋向于联合。

（二）繁盛藻类和后生动物大量出现

    晚震旦世，门类多样的后生动物大量出现，反映生物界的一次飞跃。首先是在澳大利亚南部弗林德斯山伊迪卡拉（Ediacara）发现了丰富的无壳动物，其中以腔肠动物门水母类为主，兼有环节运动及可能属于节肢动物的一些化石，是一个以软躯体后生动物为主体的动物群，称为伊迪卡拉裸露动物群。

    从生物地层学角度，如后生物的大量出现和高级藻类的繁盛，震旦纪具有承前启后的特色，是寒武纪生物群发展的前奏，或者说地质历史即将进入一个新纪元。

（三）中国震旦纪古地理轮廓

（四）最古老的一次大冰期¡ª¡ª震旦纪冰期

    震旦纪时，中国许多地方、澳大利亚、非洲、南美、北美、亚欧等大陆上普遍出现冰川，这是已知的具有世界意义的最古老的一次冰期——震旦纪大冰期。

这次大期至少可能包括两期：一是7.4—7亿年，冰碛层分布最广；一是6.5亿年。

 

第三节  早古生代

    

早古生代（PZ1）距今6（5.7）—4.09亿年。早古生代形成的地层叫下古生界。划分为三个纪，即寒武纪、奥陶纪和志留纪。寒武纪约开始于5.7亿年（另一种意见开始于6亿年）前，结束于5.1亿年前，形成的地层称寒武系（C）。志留纪约开始于4.39亿年前，结束于4.09亿年前。志留纪形成的地层称志留系（S）。奥陶纪（O），取名于英国威尔士地区的古民族名称，开始于5.1 亿年至4.39亿年前，形成地层称奥陶系。

    一、动物界的{dy}次大发展

    ¡ª¡ª海生无脊椎动物时代

    寒武系底部（如云南晋宁梅树村组）或震旦系顶部（如三峡灯影组上部）含有大量个体微小的原始硬壳无脊椎动物化石（统称为小壳动物群），故在国际上决定以地层中开始出现小壳化石的层位作为寒武系的底界。

    寒武纪已发现动物化石除脊椎动物外，几乎所有门类都有了。其中最多的是节肢动物中的三叶虫，其数量占生物分类总数的60—70%，故寒武纪又称“三叶虫时代”。

    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，说明新时代即将来临。寒武、奥陶纪都以海生藻类为主，到了志留纪，出现半陆生的裸蕨植物，也意味着即将进入一个新的时代。

寒武纪三叶虫（After Raymond Siever）

    寒武纪出现生命“大爆炸”。1984年，中科院南京地质古生物研究科研人员在云南澄江县发现5.3亿年前（相当早寒武世）的动物化石群，包括节肢类、脊索类、叶足类、腕足类等40多门类的80多种动物，引起国内外科学家的重视，认为这是地球生命演化史上的重大事件，认为这是地球生命演化史上的重大事件，是目前世界上能了解寒武纪生命“大爆炸”呈生命多样性的窗口和有力佐证。

                                                                

二、加里东构造阶段世界古地理轮廊及地史特征

（一）加里东运动和加里东构造阶段

    早古生代发生了具有世界影响的构造运动——加里东运动。从广义讲，发生在早古生代的构造运动称加里东运动；但狭义的加里东运动，则指志留纪后期的构造运动。早古生代这一时期，称为加里东构造阶段。

（三）世界古地理格局及其演变

    古生代初期，全球计有北美（相当槽台说的地块、地台，下同）俄罗斯（欧洲）、西伯利亚、哈萨克斯坦、塔里木、华北海中朝）、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。冈瓦纳古陆当时处于南半球高纬度地区，北半球各古陆则位于中、低纬度地区，俄罗斯古陆之间是一片海洋，称古大西洋。俄罗斯与西伯利亚古陆之间是古乌拉尔海。

   志留纪末期，北美板块向欧洲板块俯冲，形成加里东褶皱带，相当现在的西北欧及英国一带，初步形成劳亚大陆（又称劳亚古陆或北方大陆Laurasia），并导致古大西洋关闭。中国的祁连海，在志留纪末期，也封闭消失，使柴达木板块和华北海中朝）板块拼合在一起。此外，其他一些古海洋，如扬子板块、澳大利亚板块的外侧以及古特提斯海等，也都遭受加里东运动不同程度的影响，导致积压大陆板块边缘的陆壳增生。这种环境的变化，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。

（四）早古生代气候

    寒武纪大部地区气候比较温暖、干燥，如中国北部和东北南部，以及巴基斯坦等，都有红紫色页岩、食盐假晶（中国的馒头组）、具有紫红色氧化圈砾石的砾岩（即竹叶状灰岩）等沉积岩。

    奥陶纪早、中期气候和寒武纪相似，气候比较温暖。当时北美、西伯利亚和中国华北地区，都有蒸发岩沉积，推测曾存在干热气候环境，属于低纬度地区。奥陶纪晚期，在冈瓦纳大陆的西部即非洲西北地区，出现大规模的大陆冰盖沉积，代表极地寒冷气候。志留纪初期，当时南极冰盖迅速消融，导致大气环流减弱，纬向气候分带不甚明显，有些浅海地方变为较深海水，环流不畅，含氧量降低，形成滞流环境。

三、早古生代中国地史概况

（一）三个主要稳定核心

    前寒武纪在中国形成三个稳定核心：华北地台、塔里木地台和扬子地台或者称它们为板块，基底是复杂的变质岩系，盖层是稳定沉积类型。

    华北地台、扬子地台、 塔里木地台

    围绕上述各地台（板块）或地台与地台之间，都是相对活动、拗掐较深的活动地带，如蒙古、兴安地槽、天山地槽、祁连地槽、秦岭地槽、昆仑地槽等。

中国早寒武纪古地理略图（宋春青等据王鸿祯简化）

1、陆地；2、海；3、后期断裂；4、地壳接合带；5、火山岩；6、膏盐沉积

华北地台和扬子地台寒武喜沉积意想比较图（据王鸿祯）

     在扬子地台东南部，包括今皖南、苏南、浙西、湘、粤、桂、赣西等地，属于陆缘海性质，相对比较活动，向东越过岛弧带，为陆缘外海，拗陷较深，沉积很厚。

（二）加里运动对中国的影响

    首先，晚奥陶世华北地台海退，形成广大古陆。以后华北地台的北缘发生破碎，有岛弧发育，并向南叠接，形成加里东褶皱带；华北地台的南缘北秦岭地槽，也形成加里东叠接带；志留纪末期，祁连地槽褶皱隆起。这样，柴达木地块和阿拉善地块对接；扬子地台与华北地台部分对接，稳定地区进一步扩大。特别是位于扬子地台和华夏地块之间的东南部活动带，受到加里东运动的影响尤为强烈，二者对接碰撞，形成一条宽广的加里东造山带。

（三）中国早古生代矿产

      1、磷（磷块岩）矿

    重要磷矿主要分布于古陆边缘地带，如康滇古陆东侧，江南古陆西侧，秦岭淮阳古陆两侧。寒武系底部磷矿是我国重要的磷矿资源，对于发展农业生产有很重要的作用。

      2、石膏

    在山西吕梁山东麓，中奥陶统马家沟组灰岩上部，含有石膏层，厚数米至十数米。

      3、石灰岩

我国下古生界为海相岩层，其中石灰岩分布很广。特别是在华北及东北南部，因中奥陶世海侵达到{zg}潮，普遍沉积了厚层而质纯的石灰岩（马家沟组灰岩）。

 

第四节  晚古生代

   

晚古生代距今4.09—2.5亿年，晚古生代形成的地层称上古生界，地层年代符号是Pz2。划分为三个纪，即泥盆纪、石炭纪、二叠纪。泥盆纪距今4.09—3.62亿年，形成的地层称泥盆系（D）。石炭纪距今3.62—2.90亿年，形成的地层称石炭系（C），石炭纪是因其地层中含煤百得名。二叠二分性明显，下部以海相类岩为主，上部以海陆交互相和陆相含煤沉积为主。因此，西欧把二叠系分为两个统。

一、晚古生代生物界的飞跃发展

    志留纪已开始发现原始的裸蕨植物，但此是陆生植物的先驱。到泥盆纪才有相当繁盛以裸蕨为代表的陆生植物群。所以，泥盆纪称裸蕨时代。

 

（二）动物界的两次大飞跃

     ¡ª¡ª从无脊椎到有脊椎，从水中到陆上

     鱼类从志留纪开始出现而繁盛于泥盆纪,因此，泥盆纪又称鱼类时代。

     石炭纪有一种叫总鳍鱼的鱼逐渐演化成两栖类。再进一步演化，终于形成两栖类，所以石炭二叠纪又称为两栖动物时代。

     中晚石炭世，两栖类中的一支进化到原始原爬行动物，而爬行动物则真正地“征服”了大陆。

晚古生代动物及动物化石举例

A.两种蜓的化石切片:左.Fusulina,C2右.Pseudodoliolina,P1;B.中国石燕,D3；C.鹗头贝,D2；D.云南贝,D3；E.拖鞋珊瑚,D2；F.多角珊瑚,D；G.异甲鱼,D2 ；H.一种石炭纪的两栖类——石炭螈复原图；I.一种二叠纪的两栖类——引螈复原图

二、海西构造阶段世界古地理格局变化及地史特征

（一）海西构造阶段地史特征

    晚古生代的，特别是石炭二叠纪的地壳运动，称为海西运动，也称华力西运动。晚古生代可以称为海西构造阶段。

     {dy}个特点——从地层内容来看，上古生界比下古生界要复杂的多。

     第二个特点——海西构造阶段使陆块从分散趋向集中。

（二）联合古陆的形成

    从石炭纪到二叠纪，西欧地槽、乌拉尔地槽、中亚-蒙古地槽、中国西北各地槽、阿巴拉契亚地槽、塔斯马尼亚地槽等，由于各陆块的碰撞都发生强烈褶皱，并伴随岩冰侵入活动和火山喷发活动，使原在加里东时期联结在一起的北美古陆和欧洲古陆，因乌拉尔地槽褶皱又和西伯利亚板块对接在一起，形成更加广大的统一的劳亚古陆。劳亚古陆又称北方大陆，由劳伦古陆与欧亚大陆联合而成的大陆。

    这时，劳亚古陆和南方的冈瓦纳古陆为一条古地中海所分隔，这种南北对峙的统一大陆又称联合古大际（或称泛大陆）。

（三）晚古生代气候

    据古地磁资料推断，泥盆纪南极位置大约位于现在非洲南部津巴布韦和埔茨瓦纳一带，北极位于亚洲以东的古太平洋中。古赤道正好穿过加拿大北部、北欧和澳大利亚以东的海洋，北美、俄罗斯、中亚等可能处于亚热带、热带干燥气候条件下，有红层和蒸发盐沉积。冈瓦纳古陆的部分地区则处于极地及寒冷气候环境。

石炭纪末二叠纪初冈瓦纳大陆古纬度位置及冰川分布（王鸿祯据Seyfert & Sirkin简化）

1、冰川分布范围；2、冰流方向；中国珠峰区位置

    石炭纪时的南极位于冈瓦纳古陆南极洲上，北极位于西伯利亚。古赤道通过北美洲中部、西北欧，经黑海穿过中国西北、华南，到达印度尼西亚。到了中、晚石炭世以至二叠纪，陆地面积不断扩大，各地气候条件亦不相同，在不同环境下繁生的各类植物，分别占领了不同的生态空间，在地史上呈现{dy}次明显的植物分区现象。在劳亚古陆上的植物群总称北方植物群。

（四）北方大陆广大煤田形成和南方大陆冰川广布

    石炭、二叠纪是世界上最重要的成煤时代。欧美植物群和华夏植物群均代表热带潮湿气候，它们分布的地方往往形成广大煤田。安卡拉植物和冈瓦纳植物群均代表温凉气候，但在一定条件下也可形成重要煤田。石炭纪赤道通过北美、西北欧、中亚、中国西北和华南、印尼等地，其两侧是热带和亚热带植物丛生的地带，因此，从煤田分布面积来看，北方大陆远远大于南方大陆。

石炭二叠纪冰川分布（冰流方向）

    当石炭二叠纪南方冈瓦纳古陆上却是冰雪晶莹，出现了震旦纪和奥陶纪以来规模{zd0}的一次冰川活动。石炭纪末至二叠纪初，冰川活动持续时间长达5000万年，仅据巴西境内统计，冰碛层覆盖面积超过400万km2。

三、晚古生代中国地史概况

（一）由海向大陆环境转化

   中国也和世界许多地方一样，是由海洋占优势向陆地面积进一步扩大发展的时代。晚古生代也曾多次发生海侵，有时海侵范围还相当广泛，但就整个时代看，主要还是陆地在不断扩大。

    经过海西运动，海水已经大规模撤退，环列中国西北和北方的各地槽都已褶皱为山，华北、东北以及华南的一部分，已连结成广阔的大陆，只在西藏、西南和华南等相对狭小的地方，还有海水存在。所以说，晚古生代是从海洋向陆地转化的重大变革时期，也是使中国出现陆地空前占优势的时代。

 

中国晚泥盆世古地理略图（据宋春青，等）

中国东部晚石炭世古地理略图（据宋春青，等）

中国晚二叠世早期古地理略图（据宋春青）

 

（二）中国晚古生代矿产

   主要有铁、锰、铝、土、煤及金属矿产。

   1、铁矿

    中国南方中、上泥盆统中有丰富的赤铁矿和菱铁矿，分布于湖南、鄂西、赣东等地，这类铁矿因首先发现于湖南宁乡，故称宁乡式铁矿。

    在华北地台中石炭统底部，也就是中奥陶统石灰岩侵蚀面上，相当普遍地分布有一层赤铁矿或褐铁矿，称山西式铁矿。规模一般不大，但多为富矿。

      2、锰矿

    主要分布于南方上古生界地层中，含矿层位较多。广西壮族自治区泥盆系榴江组底部与中部有含锰矿层，称桂平式锰矿，沉积环境主要为古陆边缘浅海地带。

      3、煤

    石炭二叠纪是最主要的造煤时代，华北地台的成煤时期是中、上石炭统和下二叠统下部，合称石炭二叠纪煤系。煤田具有含煤地层厚度不大（一般二、三百米，{zd0}可达五、六百米），但层位稳定、分布广、面积大、储量丰、质量好的特点。如有名的开滦、淮南、平顶山、淄博、，以及本溪、焦作、大同、太原、峰峰等煤矿。

    华南地区因海水长期漫覆，只有海退间隙在滨海低地形成一些小块煤田。所以，南方煤田分布规模较小而分散。但成煤地层时代延续长，在下、中、上石炭统和下、上二叠统中几乎都有煤层存在，其中以上二叠统龙潭组更为重要形成海陆交互相煤系，如有名的江西乐平煤系，浙江礼贤煤系，安微宣泾煤系，湖南斗岭煤系，云南宣威煤系等。

      4、铝土矿

    华北地台石炭二叠系含煤地层中常有数层铝土矿和耐火粘土，特别是位于{zd2}部（即中奥陶统灰岩侵蚀面之上，本溪组之下）的铝土矿，质量好，分布广，通称G层铝土。石炭纪初南海方侵范围还不广，许多地方位于海面之上，结果使大量铝的风化物搬运入海，于古陆边缘的近岸地带形成了重要铝土矿。

      5、金属矿产

    因在各地槽中有岩浆活动，形成许多金属矿产，例如西北祁连山地区的xx斑状铜矿，其有色金属矿以及阿尔泰山地区的铅、锌、铁等矿，大都和岩浆侵入体有关。

 

第五节  中生代

 

    中生代距含2.50—0.65亿年，中生代形成的地层称中生界，地层年代符号为Mz。中生代划分为三个纪，即三叠纪、侏罗纪、白垩纪。三叠纪距今2.50—2.08亿年，形成的地层称三叠系（T）。侏罗纪距今2.08—1.35亿年，形成的地层称侏罗系（J）。白垩纪距今1.35—0.65亿年，形成的地层称白垩系（K）。

一、中生代生物界的新发展

    中生代是生物界大变革的时代，无论是古植物或古动物，其演化均进入一个新阶段。

（一）裸子植物时代

    更能适应各种环境的以种子繁殖的裸子植物，从晚三叠世初露头角，到中生代更加迅速地发展起来了。因此，中生代又称裸子植物时代。苏铁、银杏、松柏等类是最主要的代表植物。

禄丰龙,J

（二）爬行动物时代

    中生代爬行动物的高度发展，因此中生代也称爬行动物时代。恐龙是中生代爬行动物的代表。

    在晚三叠世，还发现了从爬行动物到哺乳动物的过渡类型，我国云南发现的云南卞氏兽的下颚骨像爬行动物，而牙齿却像哺乳动物。这说明爬行动物的一支已开始的哺乳动物演化。

（三）无脊椎动物进一步发展

    中生代由于陆地面积不断扩大，适应各种生态环境的淡水软体动物，如又壳类、复足类、叶肢介、介形虫等也十分发育，和这些软体动物伴生的还有各种昆虫，淡水轮藻等，以及属于硬骨鱼类的狼鳍鱼等，后者在我国北方晚侏罗纪地层中化石很多。

（四）恐龙全部灭亡¡ª¡ª最突出的生物事件

    到中生代末，亦即白垩纪结束，昌盛并称“霸”中生代的菊石类和恐龙类等突然全部绝灭。恐龙绝灭的原因推测有多种，近年来{zlx}的是小行星撞击说。

二、中生代全球大地构造和古地理演化

（一）中生代的构造运动

    中生代是构造运动剧烈而频繁的时代，是岩石圈板块发展演化趋势向于形成近代构架模式的时代，也是岩石圈板块从联合又走向分裂、漂移、逐步完成近代海陆分布格局的时代。

（二）联合古陆解体

晚侏罗世世界古地理图（据刘本培）

（三）中生代古地理概况

     在印支和燕山期，因联合古大陆的分裂解体以及特提海的扩大，曾引起侏罗纪特别是白垩纪的巨大规模的海侵，白垩纪特提斯海张开到{zd0}限度，现在的中南欧和中近东的许多国家都淹没在海水之中，但在亚洲东部和中国大部分，除去西南边陲等地区有海侵外，广大地区都是位于海面以上的陆地。

（四）环太平洋内生金属成矿带形成

    中生代岩浆活动频繁而强烈。特别是环太平洋带，燕山期大量中酸性岩浆侵入和喷发活动形成种类繁多而丰富的金属矿产，称为太平洋内生金属成矿带。这个金属成矿带是太平洋板块向大陆板块俯冲消融导致岩浆和火山活动的必然产物。

（五）中生代气候和沉积矿产

    三叠纪初气候比较干燥，以后由炎热向温湿转化，气候分带现象很明显。在赤道两侧各有一条宽阔的干旱带，在高纬地带和极区（北极区），存在有潮湿地带。

    侏罗纪，因海侵范围扩大，潮湿气候分布益加广泛。

    白垩纪气候也比较温暖，在北纬40°—90°地带年平均温度为10℃，未见极地冰盖迹象，格陵壮和阿拉斯加等高纬度地区，可以见到温带和亚热带植物化石。地表许多地区植被浓密，形成许多白垩系大煤田。但在一些干燥地区的红层中也形成许多有价值的膏盐矿床。

三、中生代中国地史概况

    中国恰好夹在环太平洋和古特提斯海两大活动地带的中间，所以中生代构造运动和岩浆活动的规模和强度，是古生代以来任何时期无法比拟的。

（一）印支运动结束南海北陆的局面，中国基本形成大陆环境

    到侏罗纪，在中国只有西藏、青海南部、两广沿海以及东北乌苏里江下游等处仍有海侵。到白垩纪亦大致如此，在台湾地区也发现过早白垩世的菊石和海相双壳类化石。印支运动以后，从侏罗纪开始中国已经基本结束了南海北陆的分布格局，南北东西形成一片宽广大陆。

（二）燕山运动期从南北分异转向东西分异

    印支运动以后，大兴安岭-太行山-武陵山一线东西两侧，显示出更为明显的分异现象。该线以西出现大型稳定内陆盆地，如北方的鄂尔多斯盆地和川鄂盆地，该线以东则属于环太平洋强烈的地壳构造运动和岩浆活动带，形成一系列新华夏小型裂谷盆地群，从北方的大兴安岭、内蒙古、燕山地区，到南方的闽浙沿海，在侏罗纪和白垩有多次大规模的火山喷发活动。同时，形成NNE或NE向褶皱断裂山地，以及众多斜列的隆起和拗陷。

    在上述大大小小盆地里，形成了许多煤层；在一些盆地中还形成石油、天然气和油页岩，在松辽平原的白垩系中，石油尤为丰富。

（三）大规模的岩浆侵入和喷发活动

    三叠纪末期，在秦岭、川西、长江下游、藏北等地区，都有印支期岩浆侵入活动。特别是伴随着燕山运动，在靠近太平洋的东部，从北到南，如大兴安岭、燕山地区、山东半岛、浙江、福建等地，都有大规模的中酸性火山喷发活动，形成安山岩、流纹岩及火山碎屑岩，厚度可达一、二千米到三、四千米以上。同时，还有大规模的中酸性岩浆侵入活动，形成所谓燕山期花岗岩，并生成了多种有价值的内生金属矿产。

（四）西部地区古生代褶皱带强烈上升

    中国西部地区各古生代褶皱山脉，如天山、阿尔泰山、祁连山、昆仑山等，在燕山运动中都重新活动，强烈上升，并出现了准噶尔、塔里木等大型盆地，在盆地和山前拗陷盆地中堆积了厚达四、五千米以上的陆相中生界地层，其中经常含有煤层和各种矿产。

    至于中国西南地区，如藏北、滇西、川西一带，也分别在印支期和燕山期褶皱隆起。喀喇昆仑山脉、念青唐古拉山脉、横断山脉都是这时形成的。

（五）中国中生代矿产

    1、金属矿产

     A、在四川、湖北、甘肃、新疆等侏罗纪含煤地层中常夹有沉积铁矿层，以湖相成因的菱铁矿、赤铁矿为主，称綦江式铁矿。

     B、在我国东部尤其是在我国东南、东南形成了W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、As、Sb、Hg等重要金属矿产。

    2、可燃性矿产

     A、中生代是重要成煤期，如山西大同，河北下花园，北京门头沟，辽西北票，鄂尔多斯盆地的神府、东胜等；东北北部如鸡西、鹤岗以及辽宁阜新煤田等。

     B、中生代的大型盆地，如鄂尔多斯盆地、柴达木盆地、准噶尔盆地等，以及东北xx的大庆油田。

 

第六节  新生代

 

     新生代是地球历史最近6500万年的地质时代，其已经历的时间仅相当古生代的一个纪。新生代形成的地层称新生界（Kz）。新生代分为第三纪和第四纪。

  一、早第三纪

（一）向近代发展的生物界

    被子值物开始出现于早白垩世晚期，到早第三纪极度繁盛，此时被子植物以乔木为主，无论是种类和数量都较中生代有很大增加。

    新生代动物界也发生了重大变化。晚白垩世时哺乳动物大约有10多个科，但到古新世却增加到40多个科，始新世又增加了大约80%，不过大多数都是些古老的和土著的种类。到渐新世，一些趋向近代化的种类，如奇蹄目、偶蹄目以及食肉目、啮齿目等逐渐获得繁衍。

（二）喜马拉雅构造阶段地史特征

   新生代的构造运动称新阿尔卑斯运动，又称喜马拉雅运动，简称喜山运动。

           从中生代进入新生代，世界古地理形式见图。

 

    早第三纪初期，欧亚大陆和冈瓦纳大陆的非洲和印度部分之间尚横亘一条古地中海。早第三纪末，欧亚板块和南方板块碰撞加剧，地球上出现了横贯东西的山脉，有北非的阿特拉斯、欧洲的比利牛斯、阿尔卑斯和喀尔巴阡，以及向东延伸的高加索和喜马拉雅等地球上最年轻的褶皱山脉。古地中海只剩残余部分。北美的海岸山脉、南美的安第斯山脉，亚洲的堪察加半岛、日本列岛、大洋洲的南岛和北岛等，相继褶皱隆起或形成岛弧。

    早第三纪后期，亚洲大陆的{zh1}形成和中国东部边缘海域的形成，奠定了中国现代地势的基本结构。

    拗陷盆地、东非大断裂继续发展，并有大规模的玄武岩喷发活动。中国东部在中生代强烈褶皱断裂运动和岩浆活动之后，差异性升降运动和裂隙式玄武岩喷发活动都很强烈。

   加里东和海西阶段形成的古老褶皱带，在喜马拉雅运动中也表现出剧烈上升和断裂。许多古老褶皱山脉经过长期侵蚀之后，在这一阶段又重新恢复了它们的挺拔高耸的面貌。

    冈瓦纳大陆继续分裂漂移，越来越接近现代地理面貌。

 

二、晚第三纪

（一）接近现代的生物界

    植物界已基本上由现生属组成，并有大量现生种。和现代不同的是北半球喜暖植物分布范围延伸到更靠北的地方，如西伯利亚生长温带阔叶林，北欧生长热带常绿植物。到上新世末，因气候变冷，喜暖植物南退。

（二）晚第三纪地史特征

    晚第二纪全球海陆分布轮廓已经和现代相似，只是海水所占面积比现在稍大，而陆地面积比现在稍小。在欧洲阿尔卑斯山升起后，古地中海逐渐变成封闭的内陆海，其余部分经过多次变化，海水消失，残留下来黑海、里海和咸海。中国大陆则当时沿海各海域都是陆地，后来才为海水所侵没。

    经过喜马拉雅运动期，阿尔卑斯-喜马拉雅山脉和环太平洋山脉都已形成，并继续隆起，特别是青藏高原的隆起是地史发展中的一件重要事件，对生物界的分布、迁徙和气候的变化影响甚巨。

 

三、第四纪

    第四纪是地史发展的{zx1}阶段，也是生物界发展的{zx1}阶段，现代海陆分布及地貌起伏形势已经形成，但新构造运动仍很强烈，气候变化和气候波动仍很频繁，周期性地出现过冰川活动，堆积了引人注目的大面积黄土，特别是出现了有智能的人类，成为占有和改造地球的主人，从这个意义上讲，地球的历史进入了一个空前的崭新的时代。

（一）向现代继续演化的生物界

    第四纪生物界总的面貌已和今天相似，以西北欧为例，在现生植物中大约有80%，在第四纪开始时就已经存在了。但动物界变化较大，特别是哺乳动物发展很快，第四纪哺乳动物和上新世相比，在119个种中，仅有6个种是在上新世生存过的。自然环境变化迅速，再加上人类出现后的狩猎活动，是导致哺乳动物绝灭的重要因素。

马趾的演化和第四纪动物举例

A. 马趾的演化   1.真马；2.三趾马；3.中新马；4.渐新马；5.始新马；B.剑齿虎；C.肿骨鹿,Q2-Q3；D.猛马象,Q2-Q3 ；E.批毛犀,Q2

 

（二）频繁而普遍的新构造运动

    第四纪虽然已形成现代全球构造和地理面貌，但新构造运动却在时时刻刻改变和塑造着新的面貌。大洋中脊不断向外扩张，如太平洋板块中脊两侧，每年向东移动6.6cm，向西移动{zd0}可达11cm。美国全球定位系统卫星（1994）提供的数据显示，澳大利亚大陆正在以每年5~8 cm的速度朝着北东方向缓慢移动。喜马拉雅山和青藏高原虽然在喜马拉雅运动期间即已隆起，但第四纪以来上升速度和幅度急剧增大。地质学家考察认为珠穆朗玛峰还在继续增高，年平均增高1cm。

    由于板块的碰撞和俯冲，不仅导致青藏高原的隆起，而且导致大陆内部断裂运动的增加，如天山和祁连山都因断裂而产生差异性升降运动，上升部分形成高山，高山之间则形成断陷河谷或盆地，如天山西北部赛里木湖便是上升山块中的下陷洼地。许多早期的断块山地，如长江下游的庐山和九华山，华北平原上的泰山，在第四纪也都继续上升，而松辽平原、华北平原等在继续下沉，反映了新构造运动的继承性特点。

喜马拉雅山脉和青藏高原卫星

图象图象显示今天这个星球上{zd0}的板块构造碰撞系统——喜马拉雅山脉和青藏高原。印度与亚洲的碰撞还在继续中。青藏高原的面积是美国的将近一半，13座海拔8000m以上的山脉均分布在喜马拉雅山脉地区。

（三）第四纪沉积物和矿产

      1、第四纪沉积下界

    1977年，国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡（Vrica）剖面作为上新统和更新统的分界剖面，其地质年龄今定为164万年。中国地质学者认为第四纪应定在黄土沉积的下界，因为黄土沉积反映了气候和环境发生了显著的变化，黄土开始沉积时间距今248万年，故第四纪开始暂定在距今248万年。

    2、第四纪沉积物特征

    第四纪沉积物的特点是：大多数未胶结呈松散状态，保存比较完整，厚度一般不大，有湖相沉积、风成沉积、冰川沉积、冰水沉积、洞穴沉积、残积、坡积、重力堆积、火山堆积、生物沉积和海相沉积等。

    3、第四纪海侵

    中国的第四系主要是陆相沉积。海相沉积只限于滨海地带及河口沉积，或者遭受第四纪海侵的地方。据研究华北平原沿海地区在更新世共有5次海侵，全新世还有一次海侵。一般认为海侵主要与间冰期引起的海面上升有关。因海侵时间短促，规模较小，所以也有人称为海泛。

    4、黄土与气候波动记录

    欧洲和北美的黄土分布在冰川作用区外围，一般认为是冰啧物和冰水沉积物的粉砂颗粒，被风吹扬搬运到冰川作用区外围地带堆积而成。中国黄土（含古土壤层）主要分布于干旱沙漠地区外围，一般认为是西北沙漠、戈壁地区的粉砂颗粒，被西风急流携带到目前的黄土地区，降落堆积而成。

   5、第四纪矿产

   第四纪的矿产以砂矿为主，如钨、锡、金、金刚石及稀有元素矿物等。

   广西富川、钟山、贺县地区是有名的钨、锡砂矿区，并含稀有元素；

   金沙江、黑龙江流域有现代河流冲积砂金矿；

   南海诸岛上有现代鸟粪堆积；

   内蒙古等地内陆湖泊中有钠盐；

   西藏高原上的内陆湖泊中有硅藻土、硼砂；

   柴达木盆地有钠盐等；

   台湾还有与第四纪火山活动有关的硫磺和其他矿产。

（四）第四纪大冰期

   1、大洋期洋川分布

    大约在晚第三纪即距今1400~1100万年前冰期即已开始，但到第四纪才出现冰期和间冰期交替的现象。在冰期最寒冷时期，北半球高纬地区形成大陆冰盖，格陵兰冰盖把格陵兰和冰岛全都覆盖了，劳伦大冰盖覆盖了整个加拿大，并向南延伸到纽约和辛辛那提一带；斯堪的那维亚冰盖达到北纬48℃，几乎把欧洲的一半都掩埋住，冰盖{zd0}厚度约达3000m；西伯利亚冰盖占据了西伯利亚北部，大约达到北纬60℃；许多高山地区，如阿尔卑斯山、高加索山、喜马拉雅山等都出现了较大规模的山地冰川。在南半球，南美南端、澳大利亚东南部、新西兰等地也都发现第四纪冰川的遗迹。

北半球更新世冰川分布范围（据Flint,1970）

     2、冰期划分与对比

    欧洲阿尔卑斯山区是研究第四纪洋川的典型地区。据阿尔卑斯山冰川沉积物研究结果，划分为恭兹、民德、里斯、玉木4个冰期和3个间冰期。

    在30年代，李四光根据对庐山冰川遗迹的研究，把中国第四纪冰川划分为鄱阳、大姑、庐山3个冰期。

（五）人类的出现

    人类的出现是第四纪的重大事件，也是第四纪生物发展史上的一次重大飞跃。第四纪实际上是人类时代。

   人类的发展可以分为古猿、直立人（猿人）、早期智人（古人）和晚期智人（新人）四个阶段。

（六）全新世

    全新世是第四纪{zh1}一个分期，开始年代距今12000～10000年。它与更新世的分界是第四纪{zh1}一次冰期结束、气候由寒转暖为标志，因此也称冰后期。

    全新世生物几乎都是现代种。全新世延续至今的时间很短，但自然地理状况仍然在不断地变化。全新世海面变化比较显著，冰后期海面迅速上升，到距今11000年时，海面上升到－60m位置。距今6000年时，海面上升到目前位置，但仍不时有一定幅度的波动。

    全新世气候总的趋势是转向温暖，但气候波动非常明显。

    全新世地层厚度很小，但分布很广。

    人类在全新世进入现代人阶段，早期属于新石器文化时代，人类会磨制石器，以后又会制作陶器，并且有了农业和畜牧业。此后人类进入铜器时代、铁器时代，直到现代。人类的历史是从使用xx工具到自己制造工具，从应用xx火到人工取火，石器时代到金属时代，一直到电能、原子能时代。人类的历史就是改造客观世界的同时也逐步改造人类本身的历史。