中国地质大学地球科学概论教学课程PPTPART省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

四、四、当代地球环境逐步形成当代地球环境逐步形成n n46亿年前，整个地球温度都很高，表面也靠近于熔融状态n n各类岩石块体（以星子为基础）各不相属地分布在地球表面n n以后组成大陆地壳第1页冥古宙（冥古宙（46463838亿年前亿年前）Hadeann大约在40亿年前后，越来越多较轻硅酸盐成份迁移到上部冷凝n地球终于有了一个即使还比较薄、但已是连续完整地壳第2页原始地球表层原始地球表层(27/02/26)n n一些处于熔融状态物质向上挤入地壳中凝结，或涌出地面，表现为广泛分布火山活动n n其次物质又在向下流动，把上面已固结地壳撕裂，并将其部分碎块拽向深处，使它再次熔入地幔物质之中n n与此同时，薄弱地壳还在陨石撞击下，形成大量陨击坑第3页第4页最初大气成份主要是水蒸汽，还有一些最初大气成份主要是水蒸汽，还有一些二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢二氧化碳、甲烷、氨、硫化氢和氯化氢等等n n直到距今38亿年前，地球上大气仍是缺氧和呈酸性n n 伴随时间流逝，地球上温度逐步降低（低于100C），大气中水蒸汽陆续凝结出来，形成了辽阔海洋，海水中也缺乏氧，而且也含有许多酸性物质第5页太 古 宙（3825亿年前）3838亿年前，海洋中开始有了生命活动。从出现亿年前，海洋中开始有了生命活动。从出现最原始原核细胞生物最原始原核细胞生物-蓝绿藻，蓝绿藻，32-29亿年前能起光合作用藻类开始繁殖，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。绿色植物大量繁殖，愈加紧了大气和海洋环境改变，使其有利于高等喜氧生物发展第6页元元 古古 宙宙（距今（距今1818亿年前到亿年前到6 6亿年前）亿年前）n n大陆不停扩大n n大气变成以二氧化碳为最多n n海洋里生物最多是菌藻植物，它们活动促成二氧化碳和海水中钙镁等元素相结合，碳酸钙镁等物质沉淀在海底，使大气中二氧化碳降低，氧和氮含量逐步增加第7页显生宙显生宙 古生代，中生代，新生代古生代，中生代，新生代最近最近6 6亿年来亿年来n n大气圈成份渐渐靠近当前情况n n大气和海洋中，原为酸性水在与岩石相互作用时，将硅酸盐物质中钠，钾，钙，镁，铝，铁等金属元素夺取出来，形成各种盐类（以氯化物为主），海水成份也慢慢变成与今天相近了n n在这种环境中，生命加速发展，海洋中生物快速繁荣起来（化石证据较多）第8页第9页第10页第11页第12页第13页中生代中生代第14页新生代新生代第15页五、怎样知道地球过去？五、怎样知道地球过去？n那些发生在亿万年以前往事，你们是怎样知道？n地球历史就统计在岩石身上第16页相对地质年代n早就划分出生物地层地质年代n但仅能排出相对先后，无法确定详细时间第17页地质年代确实定地质年代确实定相对地质年代方法地层层序律化石层序律地质体之间切割律同位素地质年代第18页中国学者朱熹(1130-1200)发觉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。第19页第20页第21页意大利著名艺术家、知识渊博学意大利著名艺术家、知识渊博学者达者达芬奇芬奇(Leonado Da VinciI(Leonado Da VinciI，1452-1519)1452-1519)n n亚平宁山脉上发觉海生介壳化石，本是生活在海滨生物，是河流带来泥土把它们掩埋，而且渗透了它们内部。n n他推论，以后这里地势升高，所以这些海洋生物遗体就会出现在山上。第22页地层层序律n n1669年，出生于哥本哈根斯特诺(Nicolaus Steno，1638-1686)总结出在岩层之间，存在着以下规律：岩层在形成后，如未受到强烈地壳运动影响而颠倒原来位置，应该是先沉积在下，后沉积在上，一层压一层，保持近于水平状态，延展到远处才渐渐尖灭。第23页第24页 图图41 地层层序律示意图地层层序律示意图A A原始水平层理原始水平层理原始水平层理原始水平层理 B B倾斜层理倾斜层理倾斜层理倾斜层理 C C倒转地层倒转地层倒转地层倒转地层1 1、2 2、3 3、4 4示地层从老练新示地层从老练新示地层从老练新示地层从老练新第25页第26页譬如积薪，以后居上譬如积薪，以后居上”中国古代贤哲中国古代贤哲n n遗憾是，仅将它用来说明人事，并不用它去观察山野间岩石，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。”明，王守仁,第27页英国英国 郝顿郝顿(James Hutton,1726-1797)(James Hutton,1726-1797)n依据自己在野外考查实际经验和前人认识，把时空统一地质思维，形象地表述为“在地在地球现在结构中，能够看到旧世球现在结构中，能够看到旧世界废墟界废墟”(地球论,1785)第28页莱伊尔莱伊尔(Charles Lyell,1797-1875)(Charles Lyell,1797-1875)n n用更丰富事实论证和说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 n他巨著地质学原理使地质学真正成为一门科学，第29页波滚湖底、风积层理、土地龟裂、雨打沙滩波滚湖底、风积层理、土地龟裂、雨打沙滩第30页英国运河工程师史密斯英国运河工程师史密斯(William Smith,1769-1832)(William Smith,1769-1832)，化石层序律化石层序律n n在开凿运河过程中取得了大批化石，经过他整理研究n n发觉每一地层各有其特定化石n n他据此制订出世界上第一张最有系统地层表 第31页图图42 地层对比及综合柱状图地层对比及综合柱状图第32页法国古生物学家法国古生物学家居维叶居维叶(D.G.Cuvier,1769-1832)(D.G.Cuvier,1769-1832)器官相关律器官相关律n在研究了大量动物器官结构与机能以後，发觉每一个形态动物机体都是一个统一体系，这个体系每个局部在结构和机能上都是相互适应，所以了解局部就能推知其整体。第33页第34页同位素年纪n n相对地质年代之表示了地质事件或地层先后次序,即使是利用古生物化石组合方法,也只能了解它们大致时代。n n要更确切、更全方面地了解地球发展历史，除了知道各种地质事件发生先后次序及大致时代外，必须定量知道地质事件终究发生在距今多少年时候？延续时间有多长？地质事件猛烈程度或作用速率怎样等？第35页卢瑟福卢瑟福(L.Rutherford,1871-1937)(L.Rutherford,1871-1937)n n19提出放射性元素原子会蜕变，即自行分裂为另外原子，并在以后试验中得到证实。第36页n放射性元素在自然界中自动地放射出（粒子）、（电子）或（电磁辐射量子）射线而蜕变成另一个新元素。n各种放射性元素都有自己恒定蜕变速度，通惯用半衰期（T1/21/2）表示。n半衰期是指母体元素原子数蜕变二分之一所需要时间。t=1/ln（1+D/N）t-t-时间时间 -蜕变常数蜕变常数 =0.639/=0.639/T T1/21/2 D D-字体同位素总量字体同位素总量 N N-母体同位素总量母体同位素总量 N N、D D之可用质普仪测出之可用质普仪测出第37页放射性元素蜕变放射性元素蜕变母体同位素母体同位素 子体同位素子体同位素 半衰期半衰期 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-144Nd第38页n同位素方法测定年纪，除了用铀铅来测定矿物岩石年纪外n还有各种同位素法n（K-Ar,40Ar/39Ar,Rb-Sr,Sm-Nd，14C-14N等）n误差为百分之几n同位素地质年代表第39页同位素地质测年必备条件同位素地质测年必备条件1 1、含有较长半衰期，那些在几年或、含有较长半衰期，那些在几年或几十年内就蜕变殆尽同位素是不能使几十年内就蜕变殆尽同位素是不能使用用2 2、该同位素在岩石中有足够含量，、该同位素在岩石中有足够含量，能够分离出来并加以测定能够分离出来并加以测定3 3、其子体同位素易于富集并保留下、其子体同位素易于富集并保留下来来第40页最古老岩石最古老岩石n1973年在格陵兰发觉，年纪为38亿年n1983年在澳大利亚找到几粒年纪为41-42亿年矿物颗粒。第41页最古老岩石中国鞍山白家坟中国鞍山白家坟 发觉有发觉有3838亿年岩石。亿年岩石。中国迁西太平寨中国迁西太平寨 发觉有发觉有3838 3737亿年岩石。亿年岩石。第42页表表表表2-1 2-1 2-1 2-1 地质年代表地质年代表地质年代表地质年代表n n宙宙(宇宇)代代(界界)纪纪(系系)同位素年纪同位素年纪(百万年百万年)n n 新生代新生代(界界)第四纪第四纪(系系)-)-新近纪新近纪 0 0n n 第三纪第三纪(系系)-)-古近纪古近纪n n 白垩纪白垩纪(系系)65 65n n 侏罗纪侏罗纪(系系)n n 三迭纪三迭纪(系系)n n显生宙显生宙(宇宇)二叠纪二叠纪(系系)248 248n n 石炭纪石炭纪(系系)n n 古生代古生代(界界)泥盆纪泥盆纪(系系)n n 志留纪志留纪(系系)409 409n n 奥陶纪奥陶纪(系系)n n 寒武纪寒武纪(系系)n n 震旦纪震旦纪(系系)600)600n n 新元古代新元古代(界界)青白口纪青白口纪(系系)800 800n n元古宙元古宙(宇宇)中元古代中元古代(界界)蓟县纪蓟县纪(系系)/)/长城纪长城纪(系系)1800 1800n n 古元古代古元古代(界界)2500 2500n n太古宙太古宙(宇宇)3800-2500 3800-2500n n冥古宙冥古宙(宇宇)4600-3800 4600-3800第43页