南京大学_普通地质学_19地球演化

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普通地质学

第十九章

地球的演化

南京大学地球科学系 舒良树

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第十九章

地球的演化

地球的年龄：约4600Ma 演化过程： 地球的天文时期(astronomic stage), 4600Ma-3500Ma 地球的隐生宙时期(Cryptozoic eon), 3500Ma-590Ma 地球的显生宙时期(Phanerozoic eon), 590Ma-Recent

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第一节

天文时期

特征：地球的层圈构造初步形成 一、重力分异 星云物质机械碰撞及地球内部放射性元素衰变产 生大量的热能，使原始地球内部发生物质重熔， 并物质开始按比重分异。比重大而熔点低的铁、 镍等元素最先分离并向地心集中，形成地核。 在重力分异中，还发生物质的未能向热能的转 化。地球内部上层的岩石也相继发生熔融，较 轻的铁镁硅酸盐物质向上集中，形成原始地幔。 原始地幔的表层同时失热、变硬，形成坚硬外 壳，这就是原始地壳。

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二、陨星的撞击 早期的陨石坑受各种地质构造的改造而未留痕迹， 但对月球及火星等行星的观察，在地球形成的早 期，陨石雨降落的频率是相当高的。 影响：原始地壳破裂，广泛发生火山作用。同时大 量火山喷发物也增加了原始地壳的厚度，并改变 了原始地壳的物质成分和结构特点。 三、热流值的迅速衰减 地球平均热流值：1.47HFU 地史早期，由于大量的短周期元素的衰变，地球的 热流值要比现在高的多，随着短半衰期元素的消 耗，热流值急剧降低，并使得地幔物质的熔融程 度降低，地幔由完全熔融转变为部分熔融，火山 作用由原先的超基性岩浆喷发转为基性与中酸性 岩浆喷发。

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四、火山作用与地球外部层圈初成 火山喷发的大量气体聚积在固体地球的外部，形 成原始大气圈。从气体中聚集而成的水降落到 地面，形成原始的水圈。原始大气圈富含H2O、 CO、C2O、NH3、CH4,缺少氧。水蒸汽不断 受太阳紫外线的作用，逐渐分解出氢和游离氧， 游离氧在原始大气圈的上层聚集，最终形成连 续的臭氧(O3)层，臭氧层吸收并发射大量紫外 线，从而为地面出现生命创造条件。 原始水圈中除H2O外，还含有大量火山喷发的酸 性物质(HCl、HF)等，这种酸性水融解能力强， 有利于原始地壳中的硅酸盐物质的分解，并从 中析出各种元素和化合物，为地面撒谎那个出 现多种沉积作用和形成沉积矿物创造条件。

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第二节

隐生宙时期

约3500Ma前，地球上开始出现生命 地球上最早的生命：古球藻、似蓝藻，杆状细菌， 都是单细胞的微生物 元古宙最主要的化石：叠层石(由藻类生物生长 形成) 隐生宙重要的生物群落： 1.埃迪卡拉动物群：发现于澳大利亚，约700Ma 前，包括叠层石、腔肠动物、蠕虫动物以及节 肢动物等。 2.澄

江动物群(前寒武纪生物大爆炸):发现于 中国广西，现在所有的动物门类都出现了。

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一、大气圈和水圈成分的演化 藻类生物对原始大气圈成分的演化有着重要的影 响 藻类光合作用以制造氧，形成CO2以及N2等气体。 反应方程为：2CO+O2→CO2 CH4+2O2 →CO2+2H2O 4NH3+3O2 →2N2+H2O 氧化生成的N2及多余的氧在大气中聚积，原始大气 成分向现在大气成分转化。同时大气圈中一部分 CO2溶于水，使水中的碳酸盐含量增加，从而导 致石灰岩和白云岩形成。而藻类的繁殖有利于海 水的PH值增加，碱性增强，促使硅酸盐类矿物的 分解，析出SiO2,导致硅质岩的形成。

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二、陆核和地盾的形成 原始地壳表面没有陆地，被水淹没 约3500Ma前开始，地幔物质部分熔融，出现安山玄 武质岩浆活动。大量岩浆在海底喷发和堆积，形成 由火山喷发物质构成的岛屿，这就是最早的陆地。 陆地开始风化剥蚀，形成陆缘碎屑物质，并在陆地 周围海域堆积成为陆缘碎屑沉积岩(terrigenous clastic rock)。这些最早的陆地后来形成大陆的核心， 这就是陆核(continental nucleus)。 约2500Ma前开始，玄武质岩浆及由其结晶分异而成 的酸性岩浆增多，这些火成岩与在陆核周围堆积的 各种沉积岩共同组成了新的地质体，并在后期的构 造运动及岩浆活动作用下焊接到陆核的边缘，使陆 核扩大，形成更大面积的地块，这就是地盾 (continental shield)。

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第三节 显生宙时期一、生物的全面繁荣和快速演化 1.早期古生代—海生无脊椎动物和低等植物的繁荣 时代 低等植物：菌藻植物 海生无脊椎动物：三叶虫(寒武纪极盛，二叠纪末 绝灭)、鹦鹉螺类(奥陶纪)、笔石(奥陶纪、志留 纪 )、 还有一些低等的腕足类(中华正形贝)、珊瑚 奥陶纪出现原始的脊椎动物-无颌类(早期鱼形动 物),泥盆纪兴盛

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2.晚期古生代-植物及脊椎动物登上大陆 泥盆纪，早期菌、藻类登陆演化为裸蕨 泥盆纪晚期，演化为高大的乔木 该时期植物出现原始的裸子植物 无脊椎动物：腕足类、珊瑚、头足类 原生动物门微体化石：蜓 (石炭纪、二叠纪) 脊椎动物：鱼类大发展(泥盆纪被称为“鱼类时 代) 晚泥盆世，出现原始的两栖类 石炭纪、二叠纪，为两栖动物时代 晚石炭世、二叠纪，爬行类开始发展

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3.中生代-爬行动物和裸子植物时代

动物中生代：爬行动物时代或“恐龙时代” 三叠纪晚期开始:出现原始的哺乳动物 及与哺乳动物类似 …… 此处隐藏：848字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……