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地质时期

地质时期(Geologic time scale)指地球历史中有地层记录的一段漫长的时期。由于目前已经发现地球上最老的地层同位素年龄值约46亿年左右。因此,一般以46亿年为界限,将地球历史分为两大阶段,46亿年以前阶段称为“天文时期”或“前地质时期”,46亿年以后阶段称为“地质时期”。

从地球成为一个独立的行星体起到人类历史有文字记载开始之前,地球历史中有岩层记录的一段漫长时期。已经发现的最老地层,其同位素年龄值为46亿年左右,46亿年以前,叫作天文时期,以后的整个阶段,叫地质时期。地质时期是地史学研究的主要时期,故又称地史时期。 [1]

《论地球起源与演化》一文认为:在地球历史中,发生一些天文与地质事件,将事件的时间段叫做地质时期。

在各地质时期,在与地球相关的宇宙空间及太阳系和地球所发生的大事件,在地球自身、地壳运动、岩石、构造、古生物、地磁古气候等多方面都留下了记录。

在不同的地质时期,地质作用不同,特征不同。

将地球历史划分如下时期:

地球形成时期、地壳形成时期、进入太阳系前时期、进入太阳系时期、地月系形成时期、新生时期,见附后的《地质时期与特征表》。

这一时期是由地核俘获熔融物质开始到地表熔融物质凝固的一段地质时间。在距今46亿年前,由铁镍物质组成的地核俘获了熔融物质形成地幔。地幔与地核接触部位温度降低,形成内过渡层。外表温度降低凝固,形成外过渡层。在这一地质时期,形成了圈层状结构的地球。

这一时期是由地表熔融物质凝固开始到有沉积岩形成的一段地质时间。熔融物质凝固形成收缩,在地表形成张裂沟谷高山。宇宙天体撞击,在地表形成大坑洼地。随着温度降低,熔融物质凝固过程中产生的水流动汇聚到张裂沟谷和大坑洼地中,产生的气留在地球表面,形成大气圈。地核俘获宇宙物质的不均,地表各处温度高低不均产生大气流动。

在这一地质时期,地表形成了沟谷高山、大坑洼地,有了水和大气,产生了风化剥蚀搬运作用,开始形成沉积岩

这一时期是地壳已经形成到地球进入太阳系前的一段地质时间。这是一段没有阳光的地质时期。在这一段的前期,地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强,高山被剥低,在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。在这一段的后期,地壳活动变弱,地表温度渐渐降低,到了冰点以下,形成全球性的冰川。在生物界,降落在地球上的原核生物开始复活和繁殖。由于没有阳光,其他降落到地球上的植物和动物处于休眠状态

这一时期是地球进入太阳系成为行星而开始的。

在这一地质时期,地球有了太阳的光照,形成了绕太阳的公转和自转,有了昼夜的变化。在地球的内部,地核或内球偏向太阳引力的反方向,不在地球中心。在地壳,由于地球自转形成由两极向赤道的离心力;在太阳引力作用下,由于地球自西向东转动,地壳物质形成自东向西的运动。形成高山、高原,形成沟谷洼地和平原。在生物界,开始爆发式出现即开始复活。

随着太阳系的演化,地球由进入太阳系时的轨道面即轨道面与太阳赤道面夹角大约23°26′,演化到现在的地球轨道面与太阳赤道面近平行,地轴由垂直轨道面变为倾斜在轨道上运行,形成一年的四季变化。在岩石建造上,出现大量的石灰岩

这一时期是月球被地球俘获形成地月系而开始的。月球绕地球转动,使地球的引力场、磁场发生了变化。在月球引力所形成的晃动作用下,地球的外球发生了旋转,形成地极和磁极的移动。在生物界,动物和植物都发生了重大的变异或进化,形成高大的树木和出现大型的动物。

这一时期是一颗彗星撞击地球而开始的。这颗彗星在太阳系裂解,形成绕太阳的小行星带。彗星的组成物即有岩石又有冰和大气。在冰里存在着各种生物。在这一地质时期,地球增加了水、大气和新的生物物种。原有的生物发生变异进化

地质

时期

特 征

(界)

(宇)

同位素

年龄

Ma

新生

这一时期是一颗彗星撞击地球而开始的。

这颗彗星在太阳系裂解,形成绕太阳的小行星带。

彗星的组成物即有岩石又有冰和大气。在冰里存在着各种生物。

在这一地质时期,地球增加了水、大气和新的生物物种。原有的生物发生变异或进化。

(界)

(宇)

65

这一时期是月球被地球俘获形成地月系而开始的。

月球绕地球转动,使地球的引力场、磁场发生了变化。在月球引力所形成的晃动作用下,地球的外球发生了旋转,形成地极和磁极的移动。

在生物界,动物和植物都发生了变异,形成高大的树木和大型的动物。

(界)

65

250

这一时期是地球进入太阳系成为行星而开始的。

在这一地质时期,地球有了太阳的光照,形成了绕太阳的公转和自转,有了昼夜的变化。

在地球的内部,地核或内球偏向太阳引力的反方向,不在地球中心。

在地壳,由于地球自转形成由两极向赤道的离心力;在太阳引力作用下,由于地球自西向东转动,地壳形成自东向西的运动。形成高山、高原,形成沟谷洼地和平原。

在生物界,开始爆发式出现即开始复活。

随着太阳系的演化,地球由进入太阳系时的轨道面即轨道面与太阳赤道面夹角大约23°26′,演化到现在的地球轨道面与太阳赤道面近平行,地轴由垂直轨道面变为倾斜在轨道上运行,形成一年的四季变化。

在岩石建造上,出现大量的石灰岩。

(界)

250

543

进入太阳系前时期

这一时期是地壳已经形成到地球进入太阳系前的一段地质时间。

这是一段没有阳光的地质时期。

在这一段的前期,地壳的风化、剥蚀、搬运和沉积作用强,高山被剥低,在沟谷和坑洼地中沉积了巨厚的原始沉积。

在这一段的后期,地壳活动变弱,地表温度渐渐降低,到了冰点以下,形成全球性的冰川。

在生物界,降落在地球上的原核生物开始复活和繁殖。由于没有阳光,其他降落到地球上的植物和动物处于休眠状态。原核生物开始繁殖。

元古宙

(宇)

543

3800

地壳形成

时期

这一时期是由地表熔融物质凝固开始到有沉积岩形成的一段地质时间。

随着温度降低,熔融物质凝固过程中产生的水流动汇聚到张裂沟谷和大坑洼地中,产生的气留在地球表面,形成大气圈。

地核俘获宇宙物质的不均,地表各处温度高低不均产生大气流动。

在这一地质时期,有了水和大气,产生了风化、剥蚀和搬运作用,开始形成沉积岩。

太古宙

(宇)

3800

4600

地球形成

时期

这一时期是由地核俘获高温熔融物质开始到地表熔融物质凝固形成地球原始外壳的一段地质时间。

在距今46亿(?)年前,由铁镍物质组成的地核俘获了高温熔融物质形成巨厚熔融层。熔融层与地核接触部位温度降低,形成内过渡层;与外壳接触部位形成外过渡层;熔融层形成液态层。

在这一地质时期,形成了圈层状结构的地球。

熔融物质凝固形成收缩,在地表形成张裂沟谷高山。宇宙天体撞击,在地表形成大坑洼地。

始古宙

(宇)

4600

根据间接的标志去研究。如根据某一地质时代的岩石性质、古老的土壤、地形以及古生物化石,还可以用放射性碳C14含量来推断地质时期气候状况等等。在某一地区中如发现冰碛石冰擦痕漂石等,这就是寒冷时期冰川活动的证明;黑龙江地区的灰化土下面埋藏有古红色土,可推知古代那里曾经有过炎热的气候;如果在现代沙漠地区发现有干涸河谷地形和湖岸线的遗迹,就表示该地是由湿润气候转变为沙漠的。生物化石是说明地质时代气候状况的良好根据,如果有马匹或走禽的化石,表示这里曾是草原气候猿猴化石表示曾出现过森林气候;在格陵兰曾发现温带气候的树叶遗物,证明这里曾有过温暖的时期;苏联的乌克兰曾发现古代棕榈的遗迹,证明那里曾出现过热带气候

证实整个地质时期地球气候曾经历了巨大的变化,反复有过几次大冰期,其中最近的三次大冰期(即震旦纪大冰期石炭二叠纪大冰期第四纪大冰期)为科学家所公认,在三次大冰期之间为温暖的大间冰期气候。寒冷的冰期同温暖的间冰期相比是短暂的,在整个地球气候史中,大部分时期(占90-以上年代)为温暖气候,比较温和。

震旦纪大冰期,发生在距今约六亿年以前。亚、欧、非、北美和澳大利亚的大部分地区,都发现了冰碛层,说明这些地方曾发生过具有世界规模的大冰川气候。我国东部和中部广大地区,也有震旦纪冰碛层,说明这里也曾经历过寒冷的大冰期。

寒武纪石炭纪大间冰期,距今约3~6亿年,当时整个世界气候都比较温暖。特别是石炭纪是古气候中典型的温和湿润气候,森林面积极广,最后形成丰富的煤矿,树木也缺少年轮,说明气候具有海洋性特征。在我国石炭纪时期全处在热带气候条件下,但到石炭纪后期,从北到南出现湿润带、干燥带和热带三个气候带

石炭二叠纪大冰期,距今2~3亿年,主要是在南半球,北半球除印度外,目前尚未找到可靠的冰川遗迹,当时我国气候仍有温暖湿润气候带、干燥气候带和炎热潮湿气候带三个气候带。三叠第三纪间冰期,距今约200万年~2亿年。整个中生代气候温暖,到新生代的第三纪世界气候更趋暖化,格陵兰也有温带树种。三叠纪时期,我国西部和西北部普遍为干燥气候;到侏罗纪,我国地层普遍分布着煤、粘土和耐火粘土等,说明当时是在湿润气候控制之下。侏罗纪后期到白垩纪是干燥气候发展的时期,当时我国曾出现一条明显的干燥带,西起天山、甘肃,南伸至大渡河下游到江西南部,都有干燥气候条件下的石膏发育。到了第三纪,我国的沉积物大多带有红色,说明当时气候比较炎热。第三纪末期,世界气温普遍下降,整个北半球喜热植物逐渐南退。

第四纪大冰期,约始于200万年前。大冰期中仍然是冷暖干湿交替出现的,当寒冷时期,即亚冰期,气温比现代气温平均约低8°~12℃,高纬度地区为冰川覆盖,如最大的一次亚冰期里斯冰期),世界大陆有十分之二、三的面积为冰川所覆盖。当时北半球有三个主要大陆冰川中心,即斯堪的纳维亚冰川中心,其冰流曾南伸到北纬51°左右;格陵兰冰川中心,其冰流也曾南伸到北纬38°左右;西伯利亚冰川中心,冰层分布于北纬60°~70°之间,有时可达北纬50°附近的贝加尔湖。冰川扩张,气候带南迁,生物群落也随之南移,如里斯冰期时,北方动物南迁,在克里木旧石器时代(距今25万年以前)地层中曾发现过北极狐和北极鹿化石。

两个亚冰期之间的亚间冰期,气候比现代温暖,北极气候比现代约高出10℃以上,低纬度气温也比现代高5.5℃左右。原覆盖在中纬度冰盖消失了,退缩到极地区域,甚至极地的冰盖也消失了。冰盖退缩或消失,气候带北移,生物群落也随之北移,如北冰洋沿岸也有虎、麝香牛等喜热动物群活动,喜暖植物可一直分布到北极圈

当高纬地区处于冰期时,冰川覆盖扩大,极地高压增强,迫使极锋带南移到中纬度。在中纬度极锋带上气旋活动频繁,雨量丰富,内陆湖水上涨,如我国罗布泊在冰期时,湖水水域比现代大4~5倍。反之,当高纬度地区处于间冰期时,大陆冰盖及极地高压向极区收缩,气候带北移,中纬度地区有些地方出现干燥气候,大约在一万年以前大理亚冰期(相当于欧洲武木亚冰期)消退,北半球各大陆的气候带分布和气候条件,基本上形成为现代气候的特点了。

侵入期距今年数(亿)主要分布地区岩石类型有关矿产

从7000万年前至现代这段地质时期,称为新生代,包括第三纪和第四纪。

西藏、台湾的超基性岩石英闪长岩、花岗石,含有Cr、Au、Cu、Pb、Zn等元素。

距今2.3亿年至7000万年前的地质时期为中生代,包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪。

晚期: 东部地区、滇西、西藏、喀喇昆仑山的花岗岩、闪长岩二长岩等,含有Sn、Mo、Pb、Zn、Cu、Hg、Sb、Au等元素。

中期 : 东部地区、滇西、西藏黑云母花岗岩花岗闪长岩、基性和超基性岩,含有Sn、Bi、Mo、Fe、Cu、Pb、Zn、Be、Cr、Ni、Ti、Pt等元素。

燕山期末:分东北北部、内蒙北部、秦岭花岗岩、白岗质花岗岩、斜长花岗岩花岗斑岩、基性岩等,含有Mo、Cu、Pb、Zn、Au等元素。

印支期: 南岭海南岛川西、滇西、秦岭、南祁连山的黑云母花岗岩石英闪长岩、辉长岩,含有Fe、Cu、Ni等元素。

从距今4亿年至2.3亿年前,为晚古生代地质时期,包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪。

海西期晚期:东北、内蒙、天山、昆仑山、川滇、台湾的花岗岩、基性和超基性岩,含有Fe、Sn、Mo、Pb、Zn、Be、Cr、Ni等元素。

中期:大兴安岭、内蒙北部、天山及川滇边区的黑云母花岗岩花岗闪长岩、基性和超基性岩,含有Fe、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Co等元素。

早期:阿尔泰准噶尔、天山、川滇边区、祁连山、昆仑山、内蒙的基性和超基性岩、花岗岩、花岗闪长岩等,含有Cr、Cu、Ni等元素。

这一地质时期尚无稳定的大陆区,只有少数分散于汪洋大海中的小块陆核。 [2]

后期:秦岭、鄂西花岗岩、闪长岩

前期:辽东、华北、华南的花岗岩、花岗闪长岩花岗斑岩超基性基性岩等,含有Cu、Pb、Zn、Au、Cr、Ni、Fe等元素。

东北、华北的花岗岩、基性和超基性岩云母、稀有金属(Au、Cu、Ni、Cr、Fe、B)

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