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《地史学》课程学习设计-IXXXX学院，xxxxxx-201x100xxxx2015-03-30(一)整体结构展示——地史学学习结构整体结构展示——课程设计结构第一部分课程概括与分类1地史学重要知识点提炼1.1绪论1.1.1地史学的任务与内容地史学分为三大部分：地层学沉积古地理学历史大地构造学。地史学也称历史地质学（HistoricalGeology），是研究地球及其生物界的形成和发展历史的学科。★我认为，地史学是把地质学和地质历史事件用时间线串起来的科学，是最能反映“将今论古”思想的学科，理念就是践行“给我一块标本，还你一片天地”，地层古生物学家殷鸿福院士就是利用牙形石标本再现了P/T之交的一系列事件，打上了金钉子。1.2地史学的基本概念与方法1.2.1沉积相与沉积环境进行相分析主要的理论依据是现实主义原理（actualismprinciple）。★这就是我认为地史学最体现“将今论古”思想的原因。★沉积环境就是地层学时间线上的元素，地层学特有的包容性使地层学研究既自成一体又可以被广泛的借助。沉积相类型大体分为大陆环境（如河流）、海陆过渡环境（如三角洲）和海相环境（如潮坪），划分界限为海平面。★这样的划分方式应该属于一种宽泛的划分。常见的地层常常有在地质历史时期因为构造原因改变沉积环境的，我认为应该注意一下。1.3地层系统与地质年代1.3.1地层与地层间相互关系地层（stratum）即涉及其先后顺序、地质年代和组成填图单位时的岩层。底层总是下新上老，这就是地层叠覆律。★地层学时间线的制作基础。地层接触关系示意图接触整合平行不整合角度不整合沉积旋回（cycleofsedimentation）：特指海退序列跟着海进序列，形成地层中沉积物成分、粒度、化石等特征有规律对称分布。★我认为广义的沉积旋回应该包括各种沉积环境，因为不只是海退海进的沉积会在地层中呈现周期性现象，我们在第一次S课中所讲的河流沉积的二元结构，就属于典型沉积旋回（阶）。（图为河流相的多阶性）1.3.2地层划分与对比地层划分（subdivision）是把底层剖面划分成不同的部分，划分依据有①构造学方法②岩石学方法③古生物学方法。地层对比（correlation）的方法则有①野外直接追溯对比②岩石相似性对比③古生物对比（古生物层序律、标准化石、化石组合）④地质事件对比⑤古地磁极性对比⑥同位素年龄对比，主要是为了论证地层单位的特征和在地层位置上是否得当。★地史学时间线的元素即地质事件，还你一片天地无疑也是指恢复古地质事件，用地质事件来对比地层，反过来又用地层中得到的信息来不断复原地质事件，我认为这是一种这是一种很完美的结合。★岩浆岩与围岩的侵入和沉积接触也属于地层学范畴。（如图）GraniteB与沉积岩A侵入接触，与沉积岩C沉积接触。1.3.3地层单位与地层系统地层单位有多种，主要由生物地层单位、地磁地层单位、岩石地层单位和年代地层单位，其中岩石地层单位是最常用也是最重要的地层单位。（左图中反映了侧向加积造成的地层穿时性。A1/A2/A3）岩石地层单位中一个十分重要的概念是基本层序（primarysequence），是沉积地层垂向序列中按某种规律叠覆出现的单层组合，是岩石地层组成单位的细胞。基本层序不可分割，岩石地层单位的顶底界线必须是基本层序的顶底界线。★据我理解应该是指旋回的一个单位，就是一个重复单元。当基本层序没有旋回性的时候，应当以沉积间断等其他明显特点分界。岩石地层单位分为四级，从大到小为：（超群）、群、（亚群）组、（亚组）、段、层。★采取地层单位的划分应与具体研究课题相对应，各个岩层之间的界线也许宏观上很清楚。但具体上我认为还是逐渐过渡的。岩石地层划分未考虑时间，势必有“穿时（diachronism)”，侧向加积的地层就会产生穿时性。★各种划分类型根据具体情况结合使用，划分毕竟是人为的。各种地层单位对比表1.4地层沉积组合与历史构造分析1.4.1现代地表构造中国西高东低总地势在E晚期完成，不同地区间内力地质作用控制的地壳差异升降对后期塑造起决定性作用。★反映了地史在恢复古构造环境方面的重要性，但感觉恢复较小区域内构造环境的成分居多。沉积组合（sedimentaryassociation）：一定地质历史时期形成的、能够反映地质历史时期主要构造环境的沉积相共生组合体。★沉积组合在描述上倾向于沉积环境+沉积岩石，但我认为这里的沉积组合应为各种沉积特征的完全组合，包含所有可以用来帮助判断恢复古环境的地史资料。沉积补偿1.4.2板块构造与威尔逊旋回1.4.2.1板块岩石圈（地壳+上地幔部分）被各种类型的构造活动带分割为刚性薄板状块体，为板块，板块在软流圈上运动。B式俯冲：洋壳俯冲陆壳，发育沟-弧-盆体系，火山地震频发。★地幔柱结构在板块内部形成火山。A型俯冲：陆壳俯冲陆壳★印度洋板块俯冲亚欧板块。★现在大陆被分为七大板块：亚欧板块、太平洋板块、美洲板块、南极洲板块、印度板块和非洲板块。1.4.2.2威尔逊旋回★目前太平洋即处于洋壳俯冲阶段，在太平洋西岸呈现海沟-岛弧-边缘海组合，火山地震频发，在东岸形成巨大山脉，因而被称为“主动大陆边缘”。（相对于稳定的大西洋被动大陆边缘）1.4.2.3地台与地槽地台（platform）地壳上巨大的构造稳定区，具有双层结构，之间存在角度不整合面。地槽（geosyncline）地壳下降接受巨厚沉积，后来反转褶皱上升形成山脉。★地槽具有旋回性，1979年黄汲清先生推翻了单旋回说，建立了多旋回学说。★★板块构造学说是槽台学说的后继。1.4.2.4恢复古板块构造★最终目的关键是寻找地缝合带（suture），方法是寻找蛇绿岩套（ophiolitesuite）和混杂沉积（melange）。混杂沉积中包括俯冲形成的地壳碎片与刮下来的远洋沉积和崩塌的前海沉积，资料复杂，因而特征明显。2根据时间划分大体地层的分论2.1太古宙地史太古宙（ArchaeanEon）在距今25-18亿年前。太古宙岩石构成了大陆原始格架的雏形。主要出露两种岩石组合，一是高级变质岩区（high-graderegion）反映高温高压环境，二是绿岩带（greenstonebelt）变质情况较低。★目前地球上所见最早的岩石即变质岩★太古宙岩石变质情况十分严重，部分岩石甚至出现退变质化。另外地层本身大多数显示成层无序、透镜状、条带状残体，顶、底界线和层与层之间的关系往往不很清楚。有的地层虽然成层有序，层与层之间往往显示构造接触。此外，岩石中完全缺乏化石证据，地层时代只能依靠同位素定年加以判定。两种组合的侵入岩主要是云英闪长岩（tonalite）、奥长花岗岩（trondjemite）和花岗闪长岩（granodiorite），即TTG岩石，是地球上最早的陆壳，是太古宙岩石的特点。我国太古宇主要分布在昆仑山-秦岭-大别山一线以北的华北。之后为举例具论。2.2元古宙地史元古宙（ProterozoicEon）时段为2500-570Ma，末期为重要的震旦纪。陆壳初步成型，刚性板块形成。由于陆壳成型，开始出现陆源碎屑沉积，并似盖层（para-cover）沉积类型。★有风化才有碎屑，说明元古宙时陆地上已经出现了风化剥蚀。元古宙大气氧含量增高（仍低于现代），二氧化碳含量减少（仍高于现代），并出现气候分层，所有特点都可以从元古宙岩石中揣摩一二★使用现代缺氧高碳环境形成的岩石作对比，虽然元古宇岩石变质严重。生物初步发育★已初步具备地史学中十分重要的化石判别方法的使用条件，另一方面生物的出现也说明当时环境已经趋于稳定。中国元古宙形成了四个稳定板块：华北板块、塔里木板块、扬子板块（西南+华中）和冈瓦纳板块。中国元古宙构造要图（包含四大板块）之后为举例具论。2.3古生代地史2.3.1早古生代地史早古生代分为、O、S。寒武纪生物大爆发，首次可以根据生物群划分对比地层建立年代地层基本单位时带。★例如著名的中龙，中龙的发现证明了南美与非洲之前是一体★★生物依据的地层划分往往存在不连续性，这是化石埋藏条件苛刻、已发掘化石无法有效分类定年等一系列因素造成的。大气含氧量已很高、气候分带明显（★石盐假晶等反映十分特定环境的现象出现），生物岩发育。NorthAmericaEuropebegintocombineSiberiaPangaeaChinaGondwanaland联合古陆示意图全球海平面相对变化周期是全球构造变动的标志。★海侵是海水逐渐向时代较老的陆地风化剥蚀面上推进的过程。会形成典型海侵序列，构造运动会导致海侵。之后为举例具论。2.3.2晚古生代地史晚古生代分为D、C、P。陆生植物大发展，石炭纪出现森林。★先蕨类后裸子宏体动物发达（如珊瑚、石燕），为日后使用生物化石划分对比地层提供了极大便利。气候分带明显，出现冈瓦纳冰盖和大型生物礁。联合古陆基本成型。之后为举例具论。★晚古生代可以称作为“地史生物学的黄金时代”。2.4中生代地史中生代包括T、J、K。古生代末期生物大灭绝，生物圈更新换代，裸子植物、恐龙和菊石繁盛。中生代初期环境迅速恶化，温室效应增强，联合古陆的发育致使大规模海退与浅海消失，而后大规模海侵，大陆干旱化，植被消亡，末期温度有所下降，并变潮湿。★联合古陆的成型使陆相沉积进一步在大陆内部发育，气候干旱化也留下了膏盐沉积等证据。之后为具体分论。2.5新生代地史新生代包括E、N、Q。新生代初生物大灭绝后生物圈再次更新，哺乳动物与被子植物占据主要地位。第四纪出现人类。古特提斯洋关闭，印度板块开始俯冲亚欧板块。太平洋板块开始俯冲亚欧板块，并形成西太平洋海沟-岛弧-盆主动大陆边缘。★联合古陆解体，现代板块分布形势逐步成型气候前期较为温暖，后期较为寒冷，后期出现第四纪冰川。★现今的研究成果基本断定中国西部存在过第四纪冰川，但是当时中国东部有没有存在过第四纪冰川仍然有待考证。3演讲、思维与学习方法3.1演讲演讲具有三个要素，个性鲜明、丰富鲜明和切题中肯。做演讲一定要守时，切题，不能滔滔不绝，泛泛而谈，而应挑选重点，重点突破，以理论带实例，以实例证理论。演讲所用演示文稿应主要文字与背景的对比度，做到有力有序，突出重点。肢体语言、衣着、语速、语气等都应为制造良好效果服务。3.2思维重点培养联系比较，从事物的特点（例如层理、层面构造）中发现线索，合力推理，得出结论（恢复古环境）。3.3学习方法首先要勤奋（我们现在的勤奋程度远不及国外学生的十分之一），勤奋是学习的基础。拒绝填鸭式教学，积极参与S型课堂，在K型课堂中获得的知识要在S型课堂中做到举一反三。注重观察，从身边发现问题，从细节发现问题，积极提问，但问题要经过自己的思考，要把老师当作学习的伙伴，而不是真理的化身。第二部分我认为地史学应解决的三个重大问题与理由1进一步精确细化地史学中的时间，通过各种科技手段（如旋回地层学）最终实现把地质学基本时间修改为年。理由：将地质学的基本时间单位选定为百万年，在一定程度上降低了地质学对精确性、严谨性的不懈追求。地层学完全能从“存在的时间”和“演化的时间”中，依据客观规律和需要选定自己的时间坐标单位谱，如时、天、月、年以及岁差、斜度、偏心率周期等，建立能与人类社会接轨的时间单位和时间坐标。2寻找古缝合线依据，完全恢复地质历史时期板块构造过程并解释地幔柱现象，或者提出新的更可靠的大地构造理论。理由：历史大地构造作为地史学的一个重要组成部分。其核心就在于恢复古构造环境，还原古板块运动过程。现在板块构造理论虽然被广泛接受，但是仍然存在很多不足，例如缺乏对地幔柱现象的解释，我认为用古板块构造证据来完善板块构造理论，或者直接提出新的更可靠的理论，是地史学一个重要而任重道远的任务。3中国（或者中国东部）是否存在过第四纪冰川？理由：这个问题对于我们中国人来说是一个很关键的问题。中华民族是世界文明的缔造者之一这是无可辩驳的，但是一个很大的遗憾是在我国一直没能找到决定性的存在第四纪冰川的证据，按照国外学者的说法“没有找到第四纪冰川说明中国不是人类的起源地之一”，第四纪是人类出现的时代，因而又人类纪，找到中国第四纪冰川对于科学发展和民族溯源都有十分