第四講地質(zhì)年代與地質(zhì)作用

1、第四講 地球的生物演化與地質(zhì)年代第一節(jié) 地球上的生命起源生命的基本特征就在于蛋白體(目前的理解為類似于原生質(zhì)的核酸一蛋白質(zhì)體系)具有的新陳代謝能力。這種能力是任何非生命不具備的，所以生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最高形式。生命(生物)與非生命(非生物界)之間并不存在不可跨越的鴻溝，構(gòu)成生物體的50多種元素在非生物界里同樣存在，說(shuō)明兩者有著共同的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物是非生物演化到特定階段的產(chǎn)物。地球完成初始圈層分異后，隨著地表溫度下降到3000C，地球表層已經(jīng)存在原始地殼(硅鎂質(zhì)玄武巖為主)、原始水圈(呈強(qiáng)酸性)和原始火山氣圈(以大量水蒸氣、H2、CO、NH3、CH4、H2S等為主，屬于還原環(huán)境)。英國(guó)人米勒(SL

2、Miller，1953)通過(guò)玻璃容器中上述混合氣體的放電實(shí)驗(yàn)，獲得了氨基酸等簡(jiǎn)單有機(jī)物(圖24)。原始地球表面在紫外線、電離輻射和雷電作用下也完全可以形成這些有機(jī)物，已經(jīng)不再有人懷疑。這些有機(jī)物匯聚到原始海洋之中，有人比喻為“生命培養(yǎng)湯”。在經(jīng)過(guò)地殼環(huán)境的熱聚合等作用促進(jìn)下，逐漸由氨基酸一類蛋白質(zhì)一蛋白質(zhì)，真正蛋白質(zhì)合成的出現(xiàn)，就完成了向原始生命進(jìn)化的飛躍。有生命的原生質(zhì)是一種非細(xì)胞的生命物質(zhì)，進(jìn)一步的演化是形成具有保護(hù)功能的外膜，成為具有更完備生命特征的細(xì)胞，從而進(jìn)入了地球歷史中生物界和非生物界共同發(fā)展的新時(shí)代。地球上最古老生命的記錄(化石)，已在南非巴布頓地區(qū)和澳大利亞西部的燧石(一種與海

3、底熱液噴發(fā)有關(guān)的SIO2膠體在海洋中沉淀形成的巖石)層中發(fā)現(xiàn)，主要是球狀和棒狀的單細(xì)胞細(xì)菌化石。由于燧石的同位素年齡測(cè)定前者為38×108a，后者為35×108a，可推論當(dāng)時(shí)地球上的單細(xì)胞生物已經(jīng)出現(xiàn)(地球科學(xué)上稱為太古宙早期)。在此發(fā)現(xiàn)之前有人從地球化學(xué)角度依據(jù)12C、13C碳同位素比率(僅13C與生命物質(zhì)有關(guān))，也可以推論出地球的生命開(kāi)始于38×108a前。地球上自出現(xiàn)原始生命至現(xiàn)在豐富多彩的生物圈大干世界，無(wú)論在生物門類、屬種數(shù)量、生態(tài)類型和空間分布等方面都經(jīng)歷了巨大的變化。因此，生物圈的形成和發(fā)展也經(jīng)歷了漫長(zhǎng)和復(fù)雜的歷史，我們可將其簡(jiǎn)單劃分為六個(gè)階段。一、

4、厭氧異養(yǎng)原核生物階段38億年前出現(xiàn)的原始生物，根據(jù)當(dāng)時(shí)的大氣圈、水圈和巖石圈物理、化學(xué)條件，推測(cè)應(yīng)屬還原條件的厭氧異養(yǎng)原核生物類型，即還沒(méi)有細(xì)胞核膜分異，不能自己制造食物，主要靠分解原始海洋中豐富的有機(jī)質(zhì)和硫化物以獲得能量，并營(yíng)造自身(或稱化能自養(yǎng))。太陽(yáng)系類地行星上如果存在生命，很可能也屬于此類型。這種生物受到地表特殊環(huán)境空間分布的局限，不可能覆蓋全球，地球生物圈沒(méi)有形成。二、厭氧自養(yǎng)生物出現(xiàn)和生物圈初步形成海洋中特殊部位有機(jī)物和硫化物的生產(chǎn)量是有限的，異養(yǎng)生物繁殖到一定程度就會(huì)面臨“食物危機(jī)”。環(huán)境壓力促進(jìn)了生命物質(zhì)的變異潛能，從而演化出厭氧自養(yǎng)原核生物新類型。尤其是能進(jìn)行光合作用的藍(lán)細(xì)菌

5、，可以還原C0。產(chǎn)生O。，合成有機(jī)化合物；在生態(tài)方式上也轉(zhuǎn)變?yōu)楦∮斡诤Ｑ蟊韺?，從而可以擴(kuò)散到全球海洋和陸地邊緣淺水帶，標(biāo)志著地球生物圈的初步形成。三、真核生物出現(xiàn)和動(dòng)物界爆發(fā)演化隨著大氣中氧含量逐漸增加，喜氧生物開(kāi)始代替了厭氧生物的主體地位。由于有氧呼吸捕獲能量的效率高出無(wú)氧呼吸約19倍，明顯提高了新陳代謝速度，導(dǎo)致了細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)分化的真核生物新類型出現(xiàn)。真核生物出現(xiàn)了有性生殖、多細(xì)胞體型特征，并開(kāi)始了動(dòng)、植物的分異。我國(guó)燕山山脈的薊縣串嶺溝地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)距今175億年的真核生物，證明這次飛躍大約發(fā)生在18億年前后。真核生物在全球的繁盛期大約在10億年前。地球上軟軀體動(dòng)物的首次爆發(fā)演化發(fā)生于6

6、億年前后，最早發(fā)現(xiàn)于澳大利亞南部伊迪卡拉山，這類動(dòng)物被稱為伊(埃)迪卡拉動(dòng)物群(圖42)。它們的形態(tài)和水母(腔腸動(dòng)物)、蠕蟲(chóng)(環(huán)節(jié)動(dòng)物)和海綿(海綿動(dòng)物)等相似，但這些裸露動(dòng)物不存在攝食和消化器官，是一種營(yíng)自養(yǎng)生活的特殊生物門類，根本不同于顯生宙出現(xiàn)的動(dòng)物類型。該動(dòng)物群呈爆發(fā)式突然出現(xiàn)，延續(xù)不久又發(fā)生整體規(guī)模大量絕滅。有殼動(dòng)物的出現(xiàn)和突發(fā)演化，出現(xiàn)在54億年前。1984年中國(guó)云南昆明附近的澄江地區(qū)發(fā)現(xiàn)了舉世罕見(jiàn)的澄江動(dòng)物群，被比喻為寒武紀(jì)生物大爆發(fā)事件。澄江動(dòng)物群是由真正的節(jié)肢動(dòng)物(三葉蟲(chóng))、腔腸動(dòng)物(水母)、環(huán)節(jié)動(dòng)物(蠕蟲(chóng))和其他門類組成，外形雖與伊迪卡拉動(dòng)物群有些相似，但體腔內(nèi)部器官結(jié)構(gòu)明

7、顯不同，代表動(dòng)物界演化進(jìn)程中采取軀體立體增長(zhǎng)和內(nèi)部器官?gòu)?fù)雜化的另一途徑四、陸生生物發(fā)育和全球生物圈建立自從地球上出現(xiàn)生命以來(lái)，古代海洋一直是生物界生存、發(fā)展的搖籃和生活家園。但從距今4億年前起發(fā)生了重要轉(zhuǎn)折，原始陸生植物和淡水魚(yú)類在濱海平原和河湖、河口環(huán)境大量繁盛，開(kāi)創(chuàng)了生物占領(lǐng)陸地的新時(shí)代。生物圈的空間范圍也首次由海洋伸向陸地。至37億年前，半干旱氣候下河湖、水塘的周期性干涸，促進(jìn)了某些魚(yú)類逐漸演變?yōu)閮蓷?。距?億年前后，出現(xiàn)茂密高大的森林，而且能適應(yīng)熱帶、亞熱帶至冷溫帶不同的氣候條件，在地質(zhì)歷史上第一次出現(xiàn)成煤作用高峰期。與此同時(shí)，動(dòng)物界中出現(xiàn)了通過(guò)羊膜卵方式在陸上繁殖后代的爬行類。在2

8、5億年前后，全球范圍古地理、古氣候環(huán)境發(fā)生了顯著變化。海洋中的動(dòng)物界發(fā)生最大的集群絕滅事件，陸地動(dòng)、植物界也發(fā)生了重要變化，原先適應(yīng)近水環(huán)境潮濕氣候的兩類和石松類、節(jié)蕨類等明顯衰減，被更為進(jìn)化的爬行類和裸子植物所取代。五、爬行類和裸子植物天地25億年至65百萬(wàn)年階段被稱為裸子植物時(shí)代和爬行動(dòng)物(尤以恐龍類最為著名)時(shí)(見(jiàn)圖44)。我國(guó)四川盆地發(fā)現(xiàn)距今約16億年的馬門溪龍(一種素食的晰腳類恐龍)，身長(zhǎng)到22m，體重估計(jì)有3040t。我國(guó)遼寧北票四合屯等地近年發(fā)現(xiàn)了侏羅、白堊紀(jì)之交世界最豐富的原始鳥(niǎo)類動(dòng)物群(孔子鳥(niǎo)等)。中生代陸生爬行動(dòng)物的另一個(gè)演變方向是重返海洋生活，出現(xiàn)了體型適合游泳的魚(yú)龍、頸

9、龍等類型。六、哺乳動(dòng)物階段和人類出現(xiàn)距今65百萬(wàn)年左右，出現(xiàn)了地球內(nèi)外圈層多種重大災(zāi)害事件，地球上生物界面貌又一經(jīng)歷巨大變化?？铸埖扰佬袆?dòng)物和淺海浮游生物(浮游有孔蟲(chóng)和超微化石藻)絕滅。從65百年以來(lái)開(kāi)始了以哺乳動(dòng)物和被子植物為主宰的階段。該階段生物界演化中最重要的事件是今250萬(wàn)年前后人類的出現(xiàn)。第二節(jié) 地質(zhì)年代的確定與地質(zhì)年代表 研究地球及地殼的發(fā)展演化歷史是地質(zhì)學(xué)的重要任務(wù)之一。在長(zhǎng)達(dá)46億年的漫長(zhǎng)地質(zhì)歷史中，地球上經(jīng)歷了一系列的地質(zhì)事件，如生物的大規(guī)模興盛與滅絕、強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、海陸變遷等。地球的發(fā)展演變歷史正是由這些地質(zhì)事件所構(gòu)成的。所以，要研究地球或地殼的歷史，其中最重要

10、、最基礎(chǔ)的工作是必須確定這些地質(zhì)事件的發(fā)生年代。 地質(zhì)年代(geologic time)就是指地球上各種地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)代。它包含兩方面含義：其一是指各地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序，稱為相對(duì)地質(zhì)年代；其二是指各地質(zhì)事件發(fā)生的距今年齡，由于主要是運(yùn)用同位素技術(shù)，稱為同位素地質(zhì)年齡。這兩方面結(jié)合，才構(gòu)成對(duì)地質(zhì)事件及地球、地殼演變時(shí)代的完整認(rèn)識(shí)，地質(zhì)年代表正是在此基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。一、相對(duì)地質(zhì)年代的確定 巖石是地質(zhì)歷史演化的產(chǎn)物，也是地質(zhì)歷史的記錄者，無(wú)論是生物演變歷史、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)歷史、古地理變遷歷史等都會(huì)在巖石中打下自已的烙印。因此，研究地質(zhì)年代必須研究巖石中所包含的年代信息。確定巖石的相對(duì)地質(zhì)年代的方法

11、通常是依靠下述三條準(zhǔn)則。 (一)地層層序律 地質(zhì)歷史上某一時(shí)代形成的層狀巖石稱為地層(stratum)。它主要包括沉積巖、火山巖以及由它們經(jīng)受一定變質(zhì)的淺變質(zhì)巖。這種層狀巖石最初一般是以逐層堆積或沉積的方式形成的，所以，地層形成時(shí)的原始產(chǎn)狀一般是水平的或近于水平的，并且總是先形成的老地層在下面，后形成的新地層蓋在上面，這種正常的地層疊置關(guān)系稱為地層層序律(圖4-5)。它是確定同一地區(qū)地層相對(duì)地質(zhì)年代的基本方法。當(dāng)?shù)貙右驑?gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生傾斜但未倒轉(zhuǎn)時(shí)，地層層序律仍然適用，這時(shí)傾斜面以上的地層新，傾斜面以下的地層老。當(dāng)?shù)貙咏?jīng)劇烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，層序發(fā)生倒轉(zhuǎn)時(shí)，上下關(guān)系則正好顛倒。 (二)化石層序律 地層層

12、序律只能確定同一地區(qū)相互疊置在一起的地層的新老關(guān)系，要對(duì)比不同地區(qū)的地層之間的新老關(guān)系時(shí)就顯得無(wú)能為力了，這時(shí)，地質(zhì)學(xué)上常常利用保存在地層中的生物化石來(lái)確定。 地質(zhì)歷史上的生物稱為古生物，化石(fossil)是保存在地層中的古代生物遺體和遺跡，它們一般被鈣質(zhì)、硅質(zhì)等充填或交代(石化)。1819世紀(jì)，古生物學(xué)家與地質(zhì)學(xué)家通過(guò)對(duì)不同地質(zhì)歷史時(shí)期的古生物化石的詳細(xì)研究，終于得出了對(duì)生物演化的規(guī)律性認(rèn)識(shí)生物演化律，即生物演化的總趨勢(shì)是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)；以往出現(xiàn)過(guò)的生物類型，在以后的演化過(guò)程中絕不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。前一句反映了生物演化的階段性，后一句反映了生物演化的不可逆性。這一規(guī)律用來(lái)確定地層的相

13、對(duì)地質(zhì)年代時(shí)就表現(xiàn)為：不同時(shí)代的地層中具有不同的古生物化石組合，相同時(shí)代的地層中具有相同或相似的古生物化石組合l古生物化石組合的形態(tài)、結(jié)構(gòu)愈簡(jiǎn)單，則地層的時(shí)代愈老，反之則愈新。這就是化石層序律或稱生物群層序律。利用化石層序律不僅可以確定地層的先后順序，而且還可以確定地層形成的大致時(shí)代。圖4-6是利用化石層序律對(duì)比甲、乙、丙3個(gè)地區(qū)的地層新老關(guān)系的例子，通過(guò)對(duì)比可建立統(tǒng)一的綜合地層層序圖。(三)地質(zhì)體之間的切割律 上述兩條準(zhǔn)則主要適用于確定沉積巖或?qū)訝顜r石的相對(duì)新老關(guān)系，但對(duì)于呈塊狀產(chǎn)出的巖漿巖或變質(zhì)巖則難以運(yùn)用，因?yàn)樗鼈儾怀蓪?，也不含化石。但是，這些塊狀巖石常常與層狀巖石之間以及它們相互之間存

14、在著相互穿插、切割的關(guān)系，這時(shí)，它們之間的新老關(guān)系依地質(zhì)體之間的切割律來(lái)判定，即較新的地質(zhì)體總是切割或穿插較老的地質(zhì)體，或者說(shuō)切割者新、被切割者老。如圖4-7顯示了幾個(gè)地質(zhì)體之間的切割及其新老關(guān)系。 相對(duì)地質(zhì)年代只表示了地質(zhì)事件或地層的先后順序，即使是利用古生物化石組合的方法，也只能了解它們的大致時(shí)代。要更確切、更全面地了解地球的發(fā)展史，除了知道各種地質(zhì)事件的先后順序及大致時(shí)代外，必須定量地知道地質(zhì)事件究竟發(fā)生在距今多少年的時(shí)候?延續(xù)的時(shí)間有多長(zhǎng)?地質(zhì)事件的劇烈程度或作用速率怎樣?以及地球形成的確切年齡、地球或地殼發(fā)展演化的細(xì)節(jié)等等。所以，以年為單位來(lái)測(cè)定絕對(duì)地質(zhì)年齡長(zhǎng)期以來(lái)深受地質(zhì)學(xué)界的重早

15、在19世紀(jì)，人們就已開(kāi)始探索絕對(duì)年齡的計(jì)算方法。例如，有人曾根據(jù)沉積巖的厚度和沉積作用的大致速率來(lái)估算地球的年齡；還有人設(shè)想海水是由淡變咸的，然后根據(jù)現(xiàn)代海洋中的總含鹽量與流水每年從陸地帶入海洋的鹽量來(lái)估算地球的年齡等等。這些方法顯然都是很原始的和不準(zhǔn)確的，其結(jié)果當(dāng)然也毫無(wú)意義。19世紀(jì)末，放射性同位素的發(fā)現(xiàn)，為測(cè)定巖石的絕對(duì)年齡提供了科學(xué)方法，這種方法主要是利用放射性同位素的蛻變規(guī)律，因此被稱為同位素地質(zhì)年齡測(cè)定法。 放射性元素在自然界中自動(dòng)地放射出(粒子)、(電子)或(電磁輻射量子)射線，而蛻變成另一種新元素，并且各種放射性元素都有自已恒定的蛻變速度。同位素的衰變速度通常是用半衰期(T12

16、)表示的。所謂半衰期，是指母體元素的原子數(shù)蛻變一半所需要的時(shí)間。例如，鐳的半衰期為1 622年，如果開(kāi)始有10 g鐳，經(jīng)過(guò)1 622年后就只剩下5 g；再經(jīng)過(guò)1 622年僅只有25 g依此類推。因此，自然界的礦物和巖石一經(jīng)形成，其中所含有的放射性同位素就開(kāi)始以恒定的速度蛻變，這就像天然的時(shí)鐘一樣，記錄著它們自身形成的年齡。當(dāng)知道了某一放射元素的蛻變速度(T12)后，那么含有這一元素的礦物晶體自形成以來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間(t)，就可根據(jù)這種礦物晶體中所剩下的放射性元素(母體同位素)的總量(P)和蛻變產(chǎn)物(子體同位素)的總量(D)的比例計(jì)算出來(lái)。其公式如下： t=1/(1+D/P)式中為蛻變常數(shù)，與蛻變

17、速度(T12有關(guān)。關(guān)系式為=O639T12，通常是在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)定；P、D值可用質(zhì)譜儀測(cè)出。 自然界放射性同位素種類很多，能夠用來(lái)測(cè)定地質(zhì)年代的必須具備以下條件： 具有較長(zhǎng)的半衰期，那些在幾年或幾十年內(nèi)就蛻變殆盡的同位素是不能使用的；該同位素在巖石中有足夠的含量，可以分離出來(lái)并加以測(cè)定；其子體同位素易于富集并保存下來(lái)。表4.l 用于測(cè)定地質(zhì)年代的放射性同位素 母體同位素 子體同位素 半衰期(T12) 有效范圍 測(cè)定對(duì)象銣(87Rb) 鈾(238U)鈾(235U)釷(232Th)鉀(14K)碳(14C)釤(150Sm)氬(40Ar)鍶(87Sr)鉛(206Pb)鉛(207Pb)鉛(208Pb)氬(

18、40Ar)氮(14N)釹(144Nd)氬(39Ar)500億a 45.1億a 7.13億a 139億a 14.7億a 5692 a T0108a T0108a T0108aT0108aT0-104 a 50000a今云母、鉀長(zhǎng)石、海綠石晶質(zhì)鈾礦、锫石、獨(dú)居石、黑色頁(yè)巖云母、鉀長(zhǎng)石、角閃石、海綠石 表42 地質(zhì)年代表有機(jī)碳、化石骨骼云母、鉀長(zhǎng)石、角閃石、海綠石三、地質(zhì)年代表19世紀(jì)以來(lái)，地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家，通過(guò)對(duì)全球各個(gè)地區(qū)新老不同的地層進(jìn)行對(duì)比研究，特別是對(duì)其中所含的古生物化石的對(duì)比研究，逐漸認(rèn)識(shí)到地球和地殼在整個(gè)發(fā)展進(jìn)程中，生物界的演化及無(wú)機(jī)界的演化均表現(xiàn)出明顯的自然階段性。于是，他們以地

19、球演化曾這種自然階段性為依據(jù)，配合同位素地質(zhì)年齡的測(cè)定，對(duì)漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史進(jìn)行了系統(tǒng)性的編年與劃分，編制出一個(gè)在全球范圍內(nèi)能普遍參照對(duì)比的年代表，即地質(zhì)年代表(表4·2)。地質(zhì)年代表的建立是地質(zhì)學(xué)研究的重要成果，它為推進(jìn)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展起到了重要作用，成為現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)必不可少的重要基礎(chǔ)。 (一)地質(zhì)年代單位及地層單位的劃分 地質(zhì)年代單位的劃分是以生物界及無(wú)機(jī)界的演化階段為依據(jù)的，這種階段的延續(xù)時(shí)間常常在百萬(wàn)年、千萬(wàn)年甚至數(shù)億年以上，并且常常是大的階段中又套著小的階段，小的階段中又包含著更小的階段。根據(jù)這種階段的級(jí)次關(guān)系，地質(zhì)年代表中劃分出了相應(yīng)的不同級(jí)別的地質(zhì)年代單位，其中最主要的有宙、代、

20、紀(jì)、世四級(jí)年代單位。 “宙”是最大一級(jí)的地質(zhì)年代單位，它往往反映了全球性的無(wú)機(jī)界與生物界的重大演化階段，整個(gè)地質(zhì)歷史從老到新被分為冥古宙、太古宙、元古宙和顯生宙4個(gè)宙，每個(gè)宙的演化時(shí)間均在5億年以上。 “代”是僅次于“宙”的地質(zhì)年代單位，它往往反映了全球性的無(wú)機(jī)界與生物界的明顯演化階段。每個(gè)代的演化時(shí)間均在5 000萬(wàn)年以上。 “紀(jì)”是次于“代”的地質(zhì)年代單位，它往往反映了全球性的生物界的明顯變化及區(qū)域性的無(wú)機(jī)界演化階段。每個(gè)紀(jì)的演化時(shí)間在200萬(wàn)年以上。 “世”是次于“紀(jì)”的地質(zhì)年代單位，它往往反映了生物界中科屬，的一定變化。每個(gè)紀(jì)一般分為早、中、晚3個(gè)世或早、晚2個(gè)世。但在第三紀(jì)與第四紀(jì)中

21、，世的名稱比較特殊。 與上述各級(jí)地質(zhì)年代單位相對(duì)應(yīng)的年代地層單位為：宇、界、系、統(tǒng)，它們是在各級(jí)地質(zhì)年代單位的時(shí)間內(nèi)所形成的地層： 如顯生宙時(shí)期形成的地層稱為顯生宇；古生代時(shí)期形成的地層稱為古生界，寒武紀(jì)時(shí)期形成的地層稱為寒武系等等，依此類推。 此外，有些地區(qū)，常因化石依據(jù)不足或研究種度不夠等原因，只能按地層層序、巖性特征及構(gòu)造運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)來(lái)劃分地層單位，稱為區(qū)域性地層單位或巖石地層單位。巖石地層單位一般包括群、組、段3級(jí)。“群”是最大的巖石地層單位，其范圍可相當(dāng)于統(tǒng)一系不等，有時(shí)甚至可大于系，群與群之間常有明顯的地層不整合面分開(kāi)；“組，一般是指巖性較均一或幾種巖性有規(guī)律組合在一起形成的巖石地層單

22、位，其范圍通常小于或等于統(tǒng)；“段”是最小的巖石地層單位，通常反映一個(gè)組中具有相同巖性特征的某個(gè)特殊層位。 （一)地質(zhì)年代表及其生物特征 按地質(zhì)年代由老到新依次簡(jiǎn)要介紹如下： 冥古宙(Hadean Eon) 具有“開(kāi)天劈地”之意，是地球發(fā)展的初期階段，目前在地球表面尚未見(jiàn)到或確證這一時(shí)期形成的大量巖石，這可能是該時(shí)期的地表巖石絕大部分已被后期改造的緣故。太古宙(Archaeozoic Eon) 是已有大量巖石記錄的最古老地質(zhì)年代，這一時(shí)期的巖石一般是變質(zhì)程度很高的變質(zhì)巖，這一時(shí)期的生物僅有極原始的菌藻類。 元古宙(Proterozoic Eon) 為較古老的地質(zhì)年代，這一時(shí)期的巖石記錄已十分普遍

23、，元古宙包括古元古代、中元古代和新元古代3個(gè)代。其中，中元古代和新元古代在我國(guó)被分為4個(gè)紀(jì)，由老到新依次為： 長(zhǎng)城紀(jì)(Changcheng Period)名稱來(lái)自于我國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城； 薊縣紀(jì)(Jixian Period) 名稱來(lái)自于我國(guó)天津市的薊縣； 青白口紀(jì)(Qingbaikou Period)名稱來(lái)自于我國(guó)北京市附近的青白口鎮(zhèn)； 震旦紀(jì)(Sinian Period) “震旦”是我國(guó)的古稱。 這4個(gè)紀(jì)的地層在我國(guó)比較發(fā)育，研究較詳細(xì)，因此我國(guó)地質(zhì)學(xué)家用我國(guó)的名稱給予了命名，但僅在國(guó)內(nèi)通用，尚未得到國(guó)際公認(rèn)，其它國(guó)家還有不同的名稱。元古宙的生物主要為各種原始的菌藻類，包括藍(lán)藻、綠藻、紅藻及一些細(xì)

24、菌，此外還有少量海綿動(dòng)物、水母及蠕蟲(chóng)等(圖4-8)。顯生宙(Phanerozoic Eon) 是開(kāi)始出現(xiàn)大量較高等生物以來(lái)的階段，它包括地球最近57億年的歷史，其中又分為古生代、中生代和新生代。 、 古生代(Palaeozoic Era) 意為“古老生物”時(shí)代，包括6個(gè)紀(jì)，由老到新依次為： 寒武紀(jì)(Cambrian Period)“寒武”是英國(guó)威爾士的古稱，這一地質(zhì)時(shí)期的地層在威爾士研究得最早； 奧陶紀(jì)(Ordovicean Period)“奧陶”是英國(guó)威爾士一個(gè)古代民族的名稱，該時(shí)期地層也是在威爾士最早研究的； 志留紀(jì)(Silurian Period) “志留”是曾經(jīng)生活在英國(guó)威爾士邊境的一

25、個(gè)古代部族的名稱，在該邊境地區(qū)最早研究了這一時(shí)期的地層；泥盆紀(jì)(Devonian Period) 該時(shí)期的地層在英格蘭的泥盆郡研究得最早I石炭紀(jì)(Carboniferous Period) 因該時(shí)代地層中富含煤層得名，該名創(chuàng)于英國(guó)；二疊紀(jì)(Permian Period) 最早研究的該紀(jì)地層出露于烏拉爾山西坡的彼爾姆城(Perm)，按音譯應(yīng)用彼爾姆紀(jì)，但因該地層具有明顯二分性故按意譯為二疊紀(jì)。其中寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)和志留紀(jì)為早古生代，泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)和二疊紀(jì)為晚古生代。早古生代是海生無(wú)脊椎動(dòng)物繁盛的時(shí)代，包括三葉蟲(chóng)、珊瑚、海綿動(dòng)物、苔蘚蟲(chóng)、腕足類、筆石類、水母、海百合等(圖4-9)。早古生代后期開(kāi)始出現(xiàn)魚(yú)類，到早古生代末期，原始的植物開(kāi)始登陸，但主要是一些在海邊生存的半陸生低等植物。在晚古生代，雖然海生無(wú)脊椎動(dòng)物仍較繁盛，但脊椎動(dòng)物的發(fā)展表現(xiàn)更為突出。早古生代晚期出現(xiàn)的魚(yú)類，在泥盆紀(jì)得到充分發(fā)展，并在泥盆紀(jì)晚期逐漸演化成原始兩棲類，開(kāi)始了動(dòng)物登陸的歷史。石炭紀(jì)是兩棲類的繁盛時(shí)代，石炭紀(jì)中、晚期開(kāi)始出現(xiàn)原始的爬行類。在二疊紀(jì)爬行動(dòng)物得到進(jìn)一步發(fā)展。晚古生代陸生植物群的蓬勃發(fā)展，成為其生物界的又一顯著特征。這一時(shí)期主要為蕨類孢子植物，泥盆紀(jì)時(shí)期開(kāi)始出現(xiàn)小型森林，到了石炭、