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第三章地史基本知识讲授内容•第一节岩层中地史信息•第二节地层的划分与对比及地质年代表•第三节地壳演化历史新疆巨型化石险落盗挖者黑手具罕见完整性2007年10月17日14:37古脊椎动物肋骨与脊椎骨化石神秘的恐龙沟•核心提示：“十一”长假期间，一具被不法者偷盗未遂的巨型古脊椎动物化石，在戈壁荒漠之中的新疆奇台恐龙沟与游人见面。10月1日，笔者来到新疆奇台恐龙沟，只见在2006年中科院古脊椎动物与古人类研究所挖掘恐龙化石的二号坑内，一个遮阳篷下摆放着一具刚刚出土的巨型古脊椎动物化石。•巨型古脊椎动物化石被牢牢地嵌于一块巨大的赭红色岩石之中，其颜色与整个恐龙沟的颜色极为近似。•这具化石长约4米，宽2米多，重约2.5吨。除了颈椎骨、头骨和三条腿骨之外，其他主要化石骨骼基本保存完整，尤其是脊椎骨、尾椎骨和肋骨显得十分粗壮，一条后腿骨也保存完好。•从化石的保存情况看，它在生前应是一个庞然大物。•因为这具化石还没有经专家最后鉴定，所以它到底是什么动物的遗骸目前尚无结论，但从以前的考古发掘和化石的外形看，它极有可能就是恐龙化石。10月1日，贺琦（左一）正在向游人介绍新挖掘出的古脊椎动物化石第一节地层中的地史信息一、古生物及古生物信息古生物化石古生物：在地质历史时期生活过，至今大部分已经灭绝的生物。分为动物界和植物界两大类。界—门—纲—目—科—属—种。第一节地层中的地史信息动物界分为原生动物门、海绵动物门、古杯动物门、腔肠动物门、蠕虫动物门、苔动物门、腕足动物门、软体动物门、节肢动物门、棘皮动物门和脊索动物门等。植物界分为低等植物菌藻类、苔藓植物门、蕨类植物门、裸子植物门和被子植物门。第一节地层中的地史信息古生物化石化石是指保存在底层中的古生物遗体和遗迹。如植物的根、茎、叶和动物的骨骼、甲壳等，由遗体形成的化石称遗体化石；遗迹是指被保存下来的动物生活活动的痕迹，如足迹、爬痕、粪便等，由遗迹形成的化石称遗迹化石。化石根据石化程度分为明显石化化石、部分石化化石和没有石化化石三类。能够保存下来成为化石的必要条件：1、生物有难以损坏的硬壳或有较难溶解的有机质；2、生物遗体能够迅速被沉积物所掩埋，以免受到各种地质作用或生物的损坏。第一节地层中的地史信息常见的古植物植物的种类繁多，根据其构造的复杂程度分为两类：低等植物：构造简单，为单细胞和多细胞组成的条状、片状植物体，没有分化成真正的根、茎、叶。如菌藻植物。高等植物：形状复杂，并分化出茎、叶，绝大多数有根，又叫茎叶植物。第一节地层中的地史信息1、菌藻植物低等植物，藻类植物具有叶绿素，能进行光和作用和制造自身所需要的养料，属于自养植物。菌类植物不具有叶绿素，不能制造养料，靠寄生或腐生生活，为异养植物。它们与石煤、石油、天然气和油页岩的形成有密切关系第一节地层中的地史信息2、蕨类植物⑴裸蕨植物是地球上最原始的陆生孢子植物，出现于晚志留世，早、中泥盆世最为繁盛，中泥盆末期灭绝。特点：没有直根，地下茎上长假根，茎裸露无叶，具二叉式分枝。第一节地层中的地史信息⑵石松植物繁盛于晚古生代，以石炭纪最为繁盛，二叠纪后期开始衰退。特点：高大乔木，茎为二分式分枝，茎及枝上遍布呈螺旋状或直行状排列的小叶。第一节地层中的地史信息⑶楔叶植物（节蕨植物）此类植物石炭纪、二叠纪最盛，中生代后期变为草本。至今，只剩下木贼一个属。特点：高大乔木为主，茎生节，枝、叶轮生于节上。第一节地层中的地史信息⑷真蕨植物（过去称羊齿植物）始现于中泥盆纪，直至今日都有存在，其中，中——晚石炭纪至二迭纪基发育，但大部分在二叠纪灭绝，中生代又出现许多新属种，并进入另一个繁盛时期。特点：有大型羽状复叶，叶脉呈羽状、网状及平行脉、弧形脉等。第一节地层中的地史信息3、裸子植物裸子植物是种子植物的一类。它以种子繁殖而别于蕨类植物，但与被子植物相比，较低级、原始，其种子无果实包裹，呈裸露状态。裸子植物都是多年生木本植物，最早出现于泥盆世，石炭——二叠纪时，其原始类型曾一度繁盛，到中生代达到繁盛，在当时植物界占统治地位，故称中生代为裸子植物时代。第一节地层中的地史信息⑴种子蕨植物始现于晚泥盆世，石炭纪至早二叠世极盛，少数延续到中生代。其化石有脉羊齿、织羊齿等。特点：为小乔木或灌木，分枝很少，具有大型羽状复叶，种子生长在羽轴上或叶的尖端、边缘。第一节地层中的地史信息⑵苛达植物始现于晚泥盆世，晚而叠世至早二叠世最盛，与鳞木、封印木并称晚古生代三大造煤植物，三叠纪以后绝迹。其代表为苛达。特点：高大乔木，高度20-30米，茎粗一般不超过1米。茎上部分枝，枝上长着螺旋状分布的单叶，叶大，长可达1米，呈带兴或舌型，叶脉平行。第一节地层中的地史信息⑶银杏植物现代银杏为高大乔木，高度通常7-30米，茎径0.5-3米，叶呈扇形，基部有长柄，叶顶中央有一浅裂缺，叶脉二分叉式，平行延伸。地史时期的银杏植物其叶多数呈二分叉式分裂，有柄，呈线型或舌型单叶，簇生于短枝上。第一节地层中的地史信息⑷苏铁植物常绿乔木，茎大多短粗，常不分枝，大型单羽状复叶，聚生于茎顶部，叶轴两边的裂片具有平行叶脉。苏铁植物始现于晚石炭世，中——晚侏罗世至早白垩世最繁盛，晚白垩世开始衰退。其化石代表有蕉羽叶等。第一节地层中的地史信息⑸松柏植物大多为乔木，常形成森林，主干极其发达，具单叶，叶小，呈针状、鳞片状、披针状等。松柏植物出现于晚二叠世，繁盛于侏罗纪和白垩纪，现仍有相当数量。其化石代表有苏铁杉等。第一节地层中的地史信息4、被子植物被子植物有明显的花，以种子繁殖，且种子被果实包裹。被子植物出现于早白垩世，晚白垩世开始繁盛，在新生代植物界中占有绝对优势，故新生代被称为被子植物时代。其化石形态与现代被子植物相似，保存最多的是一些宽阔的叶子，如亮叶桦。第一节地层中的地史信息常见的古动物化石1、筳类：筳是一种单细胞动物，属原生动物门，筳个体很小0.5—3.5mm，外形多呈中间粗、两端细的纺锤状。生活在浅海海底，形状似纺锤，灰岩中保存最多，最早出现在C1后期，二迭纪末期全部灭绝，C、P的重要标准化石。第一节地层中的地史信息2、珊瑚类腔肠动物门中较高级的一个纲，这是一类海生底栖固着动物，多数生活在温暖清澈的浅海带，水温不低于20℃。珊瑚的软体—珊瑚虫，珊瑚虫分泌的钙质骨骼叫珊瑚体其化石就是珊瑚体石化而成。第一节地层中的地史信息3、三叶虫类三叶虫是节肢动物门中已全部灭绝的一个纲，三叶虫全是海生，它们多生活于泥页、泥灰质、或灰质海底。三叶虫最早发现于早寒武世，寒武纪极盛，二迭纪全部灭绝是寒武的重要化石。第一节地层中的地史信息4、腕足类浅海单体动物，具两瓣外壳，每瓣均呈左右对称，两壳大小不等。最早发现于寒武纪，在整个古生代都很繁盛，中生代开始衰退，现代海洋仅有少数存在。第一节地层中的地史信息5、瓣鳃类属软体动物门的一个纲，生活在海水、半咸水和淡水中，大部分是底栖爬行生活也有用足挖泥埋藏在泥中的生活，也有游泳的，因有发育的齐足类，软体外一般有两片钙质外壳，并常保存为化石。瓣鳃类最早见于晚寒武，中生代极盛。第一节地层中的地史信息6、头足类是软体动物门发育最完善的一个纲，古代的头足动物都有外壳，而现存者大部分外壳消失而转变成内壳，如乌贼。最早见于寒武，有两次繁盛期O、中生代，中生代末具外壳的一类几乎全部绝灭。第一节地层中的地史信息古生物信息古生物呈现阶段连续性、上升进步性及不可逆转性的特点，以及古生物的存在与特定环境相适应、不同环境下古生物的自身结构也各不相同的性质，因此可以运用古生物化石对底层进行划分与对比。生物地层学方法是地层研究的最常用、最基本的方法，通俗地说“含有相同化石的底层，其时代相同；不同时代的底层，所含化石不同”。运用化石层序律对比划分地层。第一节地层中的地史信息保存在地层中的化石不仅可以鉴定地质年代，而且在环境以及古地理分析中也具有重要的意义。由于生物的生存依赖于环境，因此可以根据生物的类别、丰度、分异度、保存状况判别其生活环境，进而判别沉积环境和古地理环境。例如，珊瑚类、头足类、棘皮类等只能生存在正常盐度的海水中，而腹足类、双壳类、介形类等即可在海水中生活也可以在淡水中生存等等。第一节地层中的地史信息古生物的发展演化也是地壳运动发展史的重要表现。在地质历史时期，地壳经历了几次大的地壳运动，这些运动改变了地壳的环境，同时也使一大批生物灭绝，同时又有一大批新的生物出现，没有灭绝的生物，其内部结构或多或少都发生些变化。第一节地层中的地史信息二、地层信息地层是在地壳发展演化过程中按时间先后逐层形成的，因此先形成的老地层位于下部，后形成的新地层位于上部。这种老地层在下，新地层在上的自然排列规律，称为地层层序律。利用地层层序律可以确定未受剧烈构造变动地区地层的先后形成顺序。在地壳运动剧烈和地质构造复杂的地区，一部分地层层序发生了倒置，称为非正常层序，也称为倒转层序。如图。第一节地层中的地史信息第一节地层中的地史信息三、构造信息不成层的块状或脉体岩浆岩体晚于被它侵入的地层，而早于与侵入体呈沉积关系的上覆地层。地壳运动的结果，表现为地表隆起的地区发生剥蚀作用，拗陷地区进行沉积作用而形成新的岩石。新老地层之间的接触关系有：整合、假整合、不整合接触。第一节地层中的地史信息1、整合接触当某地区在某一地质时期内，地壳处于连续下降，或者虽有上升但没有超过水下侵蚀基准面，致使这个地区的地壳升、降运动与沉积作用处于相对平衡状态，沉积连续进行，形成的上下两套新老地层在岩性和古生物演化上基本是连续而逐渐过渡的，在岩层产状和构造形态上基本是一致的。这种新老两套地层的接触关系，称为整合接触。第一节地层中的地史信息2、假整合接触又称平行不整合接触。当某个地区地壳下沉并接受一段时间的沉积后，地壳又缓慢上升，已经沉积的地层遭到较长时间的剥蚀，出现明显的沉积间断，但并没有发生明显的倾斜、褶皱和断裂变动，后来地壳又重新下沉，接受新的沉积。这种新老两层地层的接触关系称为假整合接触。第一节地层中的地史信息假整合接触有如下特点：在上下两套新老地层之间有明显的沉积间断，在岩性和古生物演化上具有一定的突变现象，缺失了某些时代的地层。在上下两套新老地层之间，存在一个区域比较广阔的剥蚀面，这个面叫假整合面。在上覆岩层的底部，常见底砾岩；在下伏岩层的顶部，往往有古风化壳或古土壤层。假整合面及其上、下两套地层的产状是一致的。第一节地层中的地史信息3、不整合接触又称角度不整合或斜交不整合接触。当某个地区下伏较老地层形成之后，地壳并非平缓上升，而是发生较为强烈的倾斜、褶皱、断裂变动，甚至伴随有岩浆活动和变质作用，致使地壳隆起，遭受剥蚀，造成沉积间断；而后，地壳又下沉，接受沉积，形成一套新的地层覆盖在下伏不同时代的较老地层之上。第一节地层中的地史信息不整合接触有如下特点：与假整合比，同样在上下两套新老地层间有明显的沉积间断，存在一个区域较为广阔的剥蚀面，称为不整合面。但是在不同的地段，不整合面以下缺失的地层不完全相同，有的地方缺失的多，有的地方缺失的少。不整合面上下两套地层的产状不一致。在不整合面以上的地层中，不能见到不整合面形成之前的岩浆岩体，它与围岩的接触面常被不整合面以上的地层覆盖和截割。有时可见到不整合面上下两套新老地层的变质程度差异很大。第一节地层中的地史信息四、岩石信息岩石信息包含于岩石的颜色、成份、结构、构造等特征之中。第二节地层的划分及地质年代表一、地层的划分与对比的概念1、地层划分把一个地区的岩层按其形成的先后顺序、岩性、化石等特征归纳成不同级别的地层单位，建立区域地层层序，了解该区域地层在时间上的变化规律，称为地层划分。地层划分首先要判定地层的正反顺序，建立正常层序。划分地层可以根据岩层的几何形态、接触关系、岩性、岩石组合、化石特征、地球物理和地球化学性质等。所以，一个地质剖面用不同的划分标准会有不同的划分结果。常用的划分方法有：岩石地层单位、