地質

地質

地質泛指地球的性質和特征。主要是指地球的物質組成、結構、構造、發育歷史等,包括地球的圈層分異、物理性質、化學性質、岩石性質、礦物成分、岩層岩體的產出狀態、接觸關系,地球的構造發育史、生物進化史、氣候變遷史,以及礦產資源的賦存狀況和分布規律等。在我國,"地質"一詞最早見于三國時魏國王弼(226~249)的《周易註·坤》,但當時屬于哲學概念。1853年(清鹹豐三年)出版的《地理全書》中的"地質"一詞是我國目前所能見到的最早具有科學意義的概念。

  • 中文名稱
    地質
  • 外文名稱
    [geology]
  • 拼音
    dì zhì
  • 含義
    地質學的簡稱。
  • 歷史意義
    哲學概念
  • 引證解釋
     地殼的成分和結構

範疇闡述

地質地質

地質泛指地球的性質和特征。主要是指地球的物質組成、結構、構造、發育歷史等,包括地球的圈層分異、物理性質、化學性質、岩石性質、礦物成分、岩層和岩體的產出狀態、接觸關系,地球的構造發育史、生物進化史、氣候變遷史,以及礦產資源的賦存狀況和分布規律等。在中國,“地質”一詞最早見于三國時魏國王弼(226~249)的《周易註·坤》,但當時屬于哲學概念。1853年(清鹹豐三年)出版的《地理全書》中的“地質”一詞是中國目前所能見到的最早具有科學意義的概念。一般有以下幾種解釋:

1。地殼的成分和結構。

艾青 《魚化石》詩:“過了多少億年,地質勘察隊員,在岩層裏發現你,依然栩栩如生。” 徐遲 《地質之光》:“它在地質上也是相當破碎的,半島、島嶼、岬角、港灣相間。”

2。土地的形質;土壤的質地。

《易·坤》“六二,直方大”。 三國魏王弼註:“居中得正,極於地質,任其自然而物自生。”孔穎達疏:“質謂形質。地之形質,直方又大,此六二居中得正是盡極地之體質也。” 梁啓超 《論中國之將強》:“地質肥沃,物產繁衍。”

綜合而言,地質的範疇是表示地球質地狀況的一個綜合性概念。

各地質年代綜述

為了刻畫地質演變的時間性階段性,人們為地球發生演變確定了年代表。以年代表為順序,可以把握各個地質時期地球發生的一些標志性變化。

1。前寒武紀

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指生物化石稀少和不存在的地史階段。其時間約在25億年前。它可劃分成太古代和元古代兩個時期。 太古代(Archaeozoic Era)是最古老的一個地質年代,開始于地球形成以後,結束于大約24億年以前。雖然晚期有細菌,藍藻等原核生物出現,但那形成時的岩石在漫長的時期內經過了深度的變質,因此保留下來的可靠的化石非常少。有人把太古代早期岩石還沒有形成的時期單劃分成冥古代,時間大約是38億年以前。元古代(Proterozoic Era)開始于大約24億年以前,結束于大約5.7億年以前的“生命大霹靂”,這時細菌和藍藻開始繁盛,後來又出現了紅藻,綠藻等真核藻類。藻類在生長過程中粘附海水中的沉積物顆粒形成層紋狀結構物,稱作疊層石,疊層石是地球上最早的生物礁,出現于太古代而在元古代達到全盛。

1)太古時代

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距今>50億年。太古時代是地質發展史中最古老的時期,延續時間長達15億年,是地球演化史中具有明確地質記錄的最初階段。太古代是地球演化的關鍵時期,地球的岩石圈水圈、大氣圈和生命的形成都發生在這一重要而又漫長的時期,大約39億年前,地球形成最初的永久地殼,至35億年前大氣圈、海水開始形成。 在太古代的最初期,生命元素,如C,H,O,N等在強烈的宇宙射線、雷電轟擊下首先形成簡單有機分子,後發展為復雜有機分子,再形成準生命的凝聚體,進而由凝聚體進化成原始生命。在距今約33億年前,形成了地球上最古老的沉積岩,大氣圈中已含有一定的二氧化碳,並出現了最早的、與生物活動相關的疊層石;到 31億年前,地球上開始出現比較原始的藻類和細菌。在29億年前,地球上出現了大量藍綠藻形成疊層石

也有把38億年以前稱為冥古代,25-38億年前稱太古代。

2)元古代

地質地質

元古代(Proterozoic Era,Proterozoic)緊接在太古代之後的一個地質年代。一般指距今24億年前到5.7億年前這一段地質時期。元古界的岩石變質程度較淺,並有一部分未變質的沉積岩。主要有板岩、大理岩、千枚岩、白雲岩、石灰岩、頁岩、砂岩和冰磧層等。由藍藻等形成的疊層石非常豐富。藻類和菌類開始繁盛,晚期出現了埃迪卡拉動物群。

元古代早期火山活動仍相當頻繁,生物界仍處于緩慢,低水準進化階段,生物主要是疊層石以及其中分離得到的生物成因有機碳和球狀、絲狀藍藻化石,由于這些光合生物的發展,大氣圈已有更多的氧氣。

在19億年前,大陸地殼不斷增厚,開始發育有蓋層沉積,地球表面始終保持著一種十分有利于生命發展的環境。藍藻和細菌繼續發展,到距今13億年前,已有最低等的真核生物—綠藻出現。在元古代晚期,蓋層沉積繼續增厚,火山活動大為減弱,並出現廣泛的冰川,從此地球具有明顯的分帶性氣候環境,為生物發展的多樣性提供了自然條件,著名的後生動物群—澳大利亞埃迪卡拉動物群就出現這個時期。

2)。震旦紀

地質地質

從距今34-18億年前這漫長的16億年中(而從地球上有了第一個動物到現在可能不超過10億年),原始無真核細胞在不斷地進化。從距今18億年前開始,地球進入震旦紀,大約又經過了12億年到6億年前,有細胞核、細胞器分化的真核生物出現了,從此地球進入了一個生命大發展的階段。這時期的海洋生物主要是藍藻、紅藻和綠藻,原生動物大概也是在這個時期出現的,到距今6億年前時,已經有浮遊動物、杯海綿和腔腸動物。 震旦紀時期形成的沉積礦產主要有鐵、、天然氣和鹽類等。具代表性的有中國湘、鄂一帶南沱組的錳礦,川西觀音崖組的鐵礦,湘、鄂、黔地區陡山沱組的磷礦,川、黔地區燈影組的天然氣和鹽類等。在世界範圍內,震旦紀是磷礦和鹽類的重要成礦時期。

人們通常把震旦紀叫藻類時代。這一時期應該是寒武紀生命大爆發的準備階段,相信還有許多我們目前尚不得知的準節肢動物活動在這一時期。

3。古生代

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古生代(Paleozoic,符號PZ),地質時代中的一個時代,古生代屬于顯生宙。上一個代是新元古代,下一個代是中生代。古生代包括了寒武紀奧陶紀志留紀泥盆紀石炭紀二疊紀。 泥盆紀、石炭紀、二疊紀又合稱晚古生代

古生代約開始于5.7億年前,結束于2.3億年前。古生代共有6個紀(Period),一般分為早、晚古生代。早古生代包括寒武紀(Cambrian 5.4億年前)、奧陶紀(Ordovician 5億年前)和志留紀(Silurian 4.35億年前),晚古生代包括泥盆紀(Devonian 4.05億年前)、石炭紀(Carboniferous 3.55億年前)和二疊紀(Permian 2.95億年前)。動物群以海生無脊椎動物中的三葉蟲、軟體動物和棘皮動物最繁盛。在奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀,相繼出現低等魚類、古兩棲類和古爬行類動物。魚類在泥盆紀達于全盛。石炭紀和二疊紀昆蟲和兩棲類繁盛。古植物在古生代早期以海生藻類為主,至志留紀末期,原始植物開始登上陸地。泥盆紀以裸蕨植物為主。石炭紀和二疊紀時,蕨類植物特別繁盛,形成茂密的森林,是重要的成煤期。

1)寒武紀

寒武紀是地質年代劃分中屬顯生宙古生代的第一個紀,距今約5.7億至5.1億年,寒武紀是現代生物的開始階段,是地球上現代生命開始出現、發展的時期。寒武紀常被稱為“三葉蟲的時代”,寒武紀岩石中儲存有比其他類群豐富的礦化的三葉蟲硬殼。當時出現了豐富多樣且比較高級的海生無脊椎動物,儲存了大量的化石,從而有可能研究當時生物界的狀況,並能夠利用生物地層學方法來劃分和對比地層,進而研究有機界和無機界比較完整的發展歷史。

寒武紀是顯生宙的開始,標志著地球生物演化史新的一幕。在寒武紀開始後的短短數百萬年時間裏,包括現生動物幾乎所有類群祖先在內的大量多細胞生物突然出現,這一爆發式的生物演化事件被稱為“寒武紀生命大霹靂”(Cambrian explosion)。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動物趨向繁榮,它們營底棲生活,以微小的海藻和有機質顆粒為食物,其中,最繁盛的是節肢動物三葉蟲,故寒武紀又稱為“三葉蟲時代”,其次是腕足動物、古杯動物、棘皮動物和腹足動物,寒武紀的生物形態奇特。 比較著名的有早寒武世雲南的澄江動物群、加拿大中寒武世的布爾吉斯頁岩生物群。寒武紀的生物界以海生無脊椎動物和海生藻類為主。無脊椎動物的許多高級門類如節肢動物、棘皮動物、軟體動物、腕足動物、筆石動物等都有了代表。此外,古杯類、古介形類、軟舌螺類、牙形刺、鸚鵡螺類等也相當重要。拋開牙形石不說,高等的脊索動物還有許多其他代表,如中國雲南澄江動物群中的華夏鰻、雲南魚、海口魚等,加拿大布爾吉斯頁岩中的皮開蟲。

2)奧陶紀

奧陶紀(Ordovician Period,Ordovician),地質年代名稱,是古生代的第二個紀,開始于距今5億年,延續了6500萬年。

奧陶紀(Ordovician)是地質學上,古生代中五億五百萬到四億三千八百萬年前這段時間,可分為三個時期-奧陶紀早期 (五億五百萬到四億七千八百萬年前),奧陶紀中期 (四億七千八百萬到四億五千三百萬年前) 和奧陶紀晚期 (四億五千三百萬到四億三千八百萬年前)。

當時氣候溫和,淺海廣布,世界許多地方都被淺海海水掩蓋。海生生物空前發展。化石以三葉蟲、筆石、腕足類、棘皮動物中的海林檎類、軟體動物中的鸚鵡螺類最常見,珊瑚、苔蘚蟲、海百合、介形類和牙形石等也很多。節肢動物中的板足鱟類和脊椎動物中的無頜類[如甲胄魚類]等均已出現。低等海生植物繼續發展。

3)志留紀

志留紀(Silurianperiod)(筆石的時代,陸生植物和有頜類出現)是早古生代的最後一個紀,也是古生代第三個紀。本紀始于距今4.38億年,延續了2500萬年。由于志留系在波羅的海 哥德蘭島上發育較好,因此曾一度被稱為哥德蘭系。志留紀可分早、中、晚三個世。這個時期最大的特點是植物開始登上陸地,在海中也出現了有頜骨的魚類--棘魚類,棘魚類並演化出了鰓蓋骨,海中有成群的珊瑚聚集生活,最後形成珊瑚礁。志留紀時期全球主要的地塊有岡瓦納、勞倫、歐洲(波羅的海)、西伯利亞、科累馬、哈薩克、中朝、塔裏木、華南等9個。

4) 泥盆紀

泥盆紀時期是指三億六千萬年至四億六百萬年前,也就是古生代中葉的這段期間。可另分為三個時期-前泥盆紀時期(四億零六百萬至三億八千七百萬年前)、中泥盆紀時期(三億八千七百萬387至三億七千四百萬年前)、以及後泥盆紀時期(三億七千四百萬至三億六千萬年前)。

泥盆紀古地理面貌較早古生代有了巨大的改變。表現為陸地面積的擴大,陸相地層的發育,生物界的面貌也發生了巨大的變革。陸生植物、魚形動物空前發展,兩棲動物開始出現,無脊椎動物的成分也顯著改變。早期裸蕨繁茂,中期以後,蕨類和原始裸子植物出現。無脊椎動物除珊瑚、腕足類和層孔蟲,腔腸動物門,水螅蟲綱的一個目)等繼續繁盛外,還出現了原始的菊石,屬軟體動物門,頭足綱的一個亞綱)和昆蟲。脊椎動物中魚類(包括甲胄魚、盾皮魚、總鰭魚等)空前發展,故泥盆紀又有“魚類時代”之稱。晚期甲胄魚趨于絕滅,原始兩棲類(亦稱堅頭類)開始出現。

5)石炭紀

石炭紀(Carboniferous period)是古生代的第5個紀,開始于距今約3.55億年至2.95億年,延續了6500萬年。石炭紀時陸地面積不斷增加,陸生生物空前發展。當時氣候溫暖、濕潤,沼澤遍布。大陸上出現了大規模的森林,給煤的形成創造了有利條件。石炭紀又是地殼運動非常活躍的時期,因而古地理的面貌有著極大的變化。這個時期氣候分異現象又十分明顯,北方古大陸為溫暖潮濕的聚煤區,岡瓦納大陸卻為寒冷的大陸冰川沉積環境。氣候分帶導致了動、植物地理分區的形成。

6)二疊紀

古生代最後一個紀(第6個紀),約開始于2.9億年前,結束于2.5億年前。在這一期間形成的地層稱二疊系。二疊紀的海水大致以歐亞東西向地槽帶、環太平洋地槽帶以及富蘭克林-烏拉爾地槽帶為活動中心,向鄰近的大陸地區淹覆。以此為基礎的沉積作用發生明顯分異,存在多種沉積岩類型。

以<strong>碳酸鹽岩</strong>為主的比較發育的沉積主要分布于冒地槽的淺水部分和北半球的淺水地台,包括西西裏、小亞細亞、中東、外高加索、鹽嶺、中亞、克什米爾、帝汶、日本、紐西蘭和北美太平洋側等地以及屬于地台範圍的北美、西伯利亞和中國等地。

以大量碎屑岩和廣泛的火山岩系為特征的地層發育于優地槽。最具代表性的地點為:美國得克薩斯州西部、內華達州、猶他州;亞洲的天山、內蒙古、滇藏、帕米爾;澳大利亞東、西部盆地,西南非,南美阿根廷等地。

陸相及煤系沉積多見于東西向地槽系北、南兩側的亞洲、中歐、印度半島和南半球的多數陸地。

冰磧岩類發育于紐西蘭以外的南半球各大陸和印度半島以及中國西藏南部的二疊紀早期。這些以陸相地層為主的岩系包括冰磧岩在內,稱為岡瓦納相。

二疊紀是造山作用和火山活動廣泛分布的時期,歸屬于海西(華力西)造山運動晚期。北美阿巴拉契亞運動發生于二疊紀末,是二疊紀最強烈的褶皺運動。西部的科迪勒拉優地槽在連續的地殼運動中伴有強烈的火山活動。

歐洲的造山作用和火山活動有兩期。早期火山活動廣泛,晚期趨于沉寂。

烏拉爾地槽在晚二疊世褶皺隆起,自此歐洲與亞洲陸域融合為一體。中亞及中國北部、西南部地槽帶于二疊紀經歷了一段復雜的褶皺、變質和廣泛而強烈的火山活動,包括花崗岩侵入及中、酸性熔岩與凝灰岩的噴出。

中國西南陸棚範圍內出現大面積的高原玄武岩流及凝灰質沉積。日本亦大致有早、晚兩期造山作用。

二疊紀一個突出的特點是歐亞東西地槽帶即特提斯海域的存在。這一長期存在的海洋地帶分布于現北緯30°~40°,西自地中海西部向東達印度尼西亞。南面一支沿澳大利亞西海岸延伸到南緯30°;東北面一支與覆蓋中國的陸表海相連,與構造復雜的日在地槽相通,向北與烏拉爾地槽相通。特提斯海域環境復雜,包括淺水和深水區,活動區和相對穩定的地區。

二疊紀有豐富的礦產資源,最重要的有岩鹽、鉀鹽、煤、石油和天然氣、磷、銅、錳等。

4。中生代

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顯生宙第二個代,晚于古生代,早于新生代。這一時期形成的地層稱中生界。中生代名稱是由英國地質學家J.菲利普斯于1841年首先提出來的,是表示這個時代的生物具有古生代和新生代之間的中間性質。中生代從二疊紀-三疊紀滅絕事件開始,到白堊紀-第三紀滅絕事件為止。自老至新中生代包括三疊紀侏羅紀白堊紀

中生代時,爬行動物(恐龍類、色龍類、翼龍類等)空前繁盛,故有爬行動物時代之稱,或稱恐龍時代。中生代時出現鳥類和哺乳類動物。海生無脊椎動物以菊石類繁盛為特征,故也稱菊石時代。淡水無脊椎動物,隨著陸地的不斷擴大,河湖遍布的有利條件,雙殼類、腹足類、葉肢介、介形蟲等大量發展,這些門類對陸相地層的劃分、對比非常重要。

中生代植物,以真蕨類和裸子植物最繁盛。到中生代末,被子植物取代了裸子植物而居重要地位。中生代末發生著名的生物絕滅事件,特別是恐龍類絕滅,菊石類全部絕滅。有人認為生物絕滅事件與地外小天體撞擊地球有關,但真正原因還有待進一步研究確定。

1)三疊紀

三疊紀(Triassic period)是爬行動物和裸子植物的崛起)是中生代的第一個紀。它位于二疊紀(Permian)和侏羅紀(Jurassic)之間。

始于距今2.5億年至2.03億年,延續了約4500萬年。海西運動以後,許多地槽轉化為山系,陸地面積擴大,地台區產生了一些內陸盆地。這種新的古地理條件導致沉積相及生物界的變化。從三疊紀起,陸相沉積在世界各地,尤其在中國及亞洲其它地區都有大量分布。古氣候方面,三疊紀初期繼承了二疊紀末期幹旱的特點;到中、晚期之後,氣候向濕熱過渡,由此出現了紅色岩層含煤沉積、旱生性植物向濕熱性植物發展的現象。植物地理區也同時發生了分異。

2)侏羅紀

侏羅紀(Jurassic)是一個地質時代,界于三疊紀和白堊紀之間,約1億9960萬年前(誤差值為60萬年)到1億4550萬年前(誤差值為400萬年)。侏羅紀是中生代的第二個紀,開始于三疊紀-侏羅紀滅絕事件。侏羅紀的名稱取自于德國、法國、瑞士邊界的侏羅山。超級陸塊盤古大陸此時真正開始分裂,大陸地殼上的縫生成了大西洋,非洲開始從南美洲裂。

3)白堊紀

白堊紀縮寫記為K,源于德文的白堊紀名(Kreidezeit)的縮寫。“白堊紀”一詞由法國地質學家達洛瓦(Jean Baptiste Julien d′Omalius d′Halloy)于1822年創用。位于侏羅紀和古近紀之間,約1億4550萬年(誤差值為400萬年)前至6550萬年前(誤差值為30萬年)。白堊紀是中生代的最後一個紀,長達8000萬年,是顯生宙的最長一個階段。發生在白堊紀末的滅絕事件,是中生代與新生代的分界。

白堊紀的氣候相當暖和,海平面的變化大。陸地生存著恐龍,海洋生存著海生爬行動物、菊石、以及厚殼蛤。新的哺乳類、鳥類出現,開花植物也首次出現。白堊紀-第三紀滅絕事件是地質年代中最嚴重的大規模滅絕事件之一,包含恐龍在內的大部分物種滅亡。

白堊紀時期的大氣層氧氣含量是現今的150%,二氧化碳含量是工業時代前的6倍,氣溫則是高于今日約4℃。

白堊紀因其地層富含白堊(chalk)而得名。白堊是石灰岩的一種類型,主要由方解石組成,顆粒均勻細小,用手可以搓碎白堊紀形成的地層叫白堊系。白堊層是一種極細而純的粉狀灰岩,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻(Coccoliths)的鈣質超微化石和浮遊有孔蟲化石構成,在英、法海峽兩岸形成美麗的白色懸崖。白堊層不僅發育于歐洲,北美和澳大利亞西部也有分布。

在這一時期,大陸之間被海洋分開,地球變得溫暖、幹旱。開花植物出現了,與此同時,許多新的恐龍種類也開始出現,包括像食肉牛龍這樣的大型肉食性恐龍,像戟龍這樣的甲龍類成員以及像賴氏龍這樣的植食性鴨嘴龍類。恐龍仍然統治著陸地,像飛機一樣的翼龍類。最早的蛇類、蛾、和蜜蜂以及許多新的小型哺乳動物也在這一時期出現了。

5。新生代

地質地質

新生代(距今6500萬年~,Cenozoic Era)是地球歷史上最新的一個地質時代,它從6400萬年前開始一直持續到今天。隨著恐龍的滅絕,中生代結束,新生代開始。新生代被分為三個紀:古近紀新近紀第四紀。總共包括七個世:古新世、始新世漸新世中新世上新世更新世全新世。古近紀佔了前三個世,古新世、始新世和漸新世。時間大約是6500萬年前~2300萬年前。新近紀佔了中間兩個世,中新世和上新世。時間大約是2300萬年前~160萬年前。第四紀佔了最後兩個世,更新世和全新世。時間大約是160萬年前~今天。所以,第四紀也叫做人類紀或靈生紀。這一時期形成的地層稱新生界。新生代以哺乳動物和被子植物的高度繁盛為特征,由于生物界逐漸呈現了現代的面貌,故名新生代(即現代生物的時代)。

1)古近紀

古近紀舊稱早第三紀,是地質年代中新生代的第一個紀,開始于同位素年齡65.5±0.3百萬年(Ma),大約距今6500萬年,結束于23.03±0.05M,延續了約4247萬年a。古近紀屬于顯生宙新生代,也屬于非正式的第三亞代;古近紀的上一紀是白堊紀,下一紀是新近紀。古近紀包括古新世、始新世漸新世

古近紀動物由于古地中海區海相古近系中常含有貨幣蟲,所以在歐洲常稱古近紀為貨幣蟲紀。古近紀動物界的基本特點是哺乳動物的迅速輻射演化。除了適應陸地生活的多種方式外,還出現了天空飛翔的蝙蝠類和重新適應海中生活的鯨類。海生無脊椎動物中以有孔蟲類、軟體動物、六射珊瑚等為主。淡水介形類等亦大量繁育。植物界中,從晚白堊世開始開始佔主要地位的被子植物,更趨繁盛,植物分區更接近現代。在大陸內部海侵範圍顯著縮小。由于地殼運動的結果,開始奠定了許多山系的雛型。中國的古近系以陸相為主,僅在邊緣地帶如台灣、西藏等地有海相沉積。

2)新近紀

新近紀是指新生代的第二個紀,舊稱新第三紀。新近紀生物界的總面貌與現代更為接近,開始于距今2300萬年,一直延續了2140萬年。它包括中新世上新世

新近紀是地史上最新的一個紀,也是地史上發生過大規模冰川活動的少數幾個紀之一,又是哺乳動物和被子植物高度發展的時代,人類的出現是這個時代的最突出的事件。

3)第四紀

第四紀距今約166萬年。第四紀是新生代最後一個紀 。第四紀還可以分為更新世全新世等。從第四紀開始,全球氣候出現了明顯的冰期和間冰期交替的模式。第四紀生物界的面貌已很接近于現代。哺乳動物的進化在此階段最為明顯,而人類的出現與進化則更是第四紀最重要的事件之一。

哺乳動物在第四紀期間的進化主要表現在屬種而不是大的類別更新上。第四紀前一階段——更新世早期哺乳類仍以偶蹄類、長鼻類與新食肉類等的繁盛、發展為特征,與第三紀的區別在于出現了真象、真馬、真牛。更新世晚期哺乳動物的一些類別和不少屬種相繼衰亡或滅絕。到了第四紀的後一階段——全新世,哺乳動物的面貌已和現代基本一致。

第四紀的海生無脊椎動物仍以雙殼類、腹足類、小型有孔蟲、六射珊瑚等佔主要地位。陸生無脊椎動物仍以雙殼類、腹足類、介形類為主。其它脊椎動物中真骨魚類和鳥類繼續繁盛,兩棲類和爬行類變化不大。

高等陸生植物的面貌在第四紀中期以後已與現代基本一致。由于冰期和間冰期的交替變化,逐漸形成今天的寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶植物群。微體和超微的浮遊鈣藻對海相地層的劃分與對比仍十分重要。

地質遺跡

地質地質

地質遺跡是地質時期留下的各種見證,是人們研究地球演變的重要依據。

1。什麽是地質遺跡

地質遺跡是指在地球演化的漫長地質歷史時期,由于內外動力的地質作用,形成、發展並遺留下來的珍貴的、不可再生的地質自然遺產。包括旅遊中的山水名勝、自然風光等自然遺跡,也包括在晚近地質歷史時期人類形成過程中,人類與地質體相互作用和人類開發利用地質環境、地質資源的遺跡以及地質災害遺跡等。

2。地質遺跡成因

地球在漫長的地質歷史演變過程中,由于內外力的地質作用,形成了千姿百態的地貌景觀、地層剖面地質構造古人類遺址古生物化石礦物岩石、水體和地質災害遺跡等,其中具有獨特徵和典型價值的,便成為人類所關註的地質遺跡。我國地域遼闊,地理條件復雜,地質構造形式多樣,地質遺跡豐富多彩,是世界上種類齊全的少數國家之一,有的在世界上獨一無二。雲南石林安徽黃山廣東丹霞地貌等地質遺跡,都以其獨具的特色,在世界上享有盛名。

3。中國地質遺跡類型

地質遺跡依其形成原因、自然屬性等可分為下列6種類型:

(1)標準地質剖面:如中國最古老的岩石——遼寧鞍山白家墳花崗岩;天津薊縣中、上元古界地層剖面等。

(2)著名古生物化石遺址:如北京周口店北京猿人遺址;世界奇觀——河南西峽恐龍蛋化石等。

(3)地質構造形跡:如西藏雅魯藏布江縫合帶;河南嵩山前寒武紀地層及三個整合遺跡等。

(4)典型地質與地貌景觀:如安徽黃山奇峰;澎湖列島的地形景觀等。

(5)特大型礦床:如世界上最大的稀土礦床——內蒙古白雲鄂博;中國稀有金屬寶石明珠——新疆阿爾泰偉晶岩;黑龍江大慶油田等。

(6)地質災害遺跡:如遼寧大連金石灘震旦系——寒武系地層中的地震遺跡;河北唐山地震遺跡;雲南東川市土石流及防治等。

4。中國地質遺跡分區

根據中國各種地質遺跡資源的賦存條件和區域特點,可將全國分為以下規劃區:

(1)東北山地及松嫩平原區;

(2)華北、遼河平原、晉冀山地及遼東山東半島區;

(3)陝甘黃土高原區;

(4)華東、中南丘陵山地及海島台灣、海南島)區;

(5)四川盆地、丘陵及雲貴高原區;

(6)內蒙古東部、中部幹旱草原區;

(7)內蒙古西部、寧夏、河西走廊及新疆荒漠草原區;

(8)青藏高原高寒荒漠草原區。

5。中國地質遺跡保護區

據1997年統計,地質遺跡保護區為86處,其中國家級12處,省級33處,市級9處,縣級32處。

據22個省(市、區)最新統計,已建地質遺跡保護區52處,其中國家級10處,省級19處,市、縣級23處;規劃擬建地質遺跡保護區325處,其中國家級67處,省級162處,市縣級96處。

6。中國含地質內容自然保護區

據1992年統計,在606處自然保護區中,有地質內容的自然保護區104處,包括國家級27處,省級71處,縣級6處。

至1997年底,全國自然保護區總數926處,其中含地質內容的自然保護區約160處左右。

7。中國國家風景名勝區地質遺跡

在國家公布的119個國家級風景名勝區中,許多風景名勝區以名山、名湖、河流峽谷、岩溶洞穴、瀑布泉水、海濱海島等為主體命名,和地質遺跡密切相關。在全國512處各類風景名勝區中,其中含地質遺跡的名勝區可達半數以上。

8。中國國家森林公園地質遺跡

至1998年,中國已建森林公園920餘處,其中國家級295處。其類型可分山岳型、湖泊型、火山型、沙漠型、冰川型、海島型、海濱型、溶洞型、溫泉型、草原型及園林型,前9種類型森林公園的地貌主體皆與地質遺跡密切相關,或含有一種或多種地質遺跡。

此外,在中國已公布的四批國家重點文物保護單位中,有15處為古猿古人類遺跡,屬于地質遺跡的一種類型。

配圖

地質地質

地質大致年表

第四紀-全新世-距今1萬年

第四紀-更新世-距今250萬年

新近紀-上新世-距今1200萬年

新近紀-中新世-距今2500萬年

古近紀-漸新世-距今4000萬年

古近紀-始新世-距今6000萬年

新生代-古近紀-古新世-距今6700萬年

白堊紀-距今1.37億年

侏羅紀-距今1.95億年

中生代-三疊紀-距今2.30億年

二疊紀-距今2.85億年

石炭紀-距今3.50億年

泥盆紀-距今4.00億年

志留紀-距今4.40億年

奧陶紀-距今5.00億年

顯生宙-古生代-寒武紀-距今6.00億年

元古代-震旦紀-距今18.0億年

隱生宙-太古代距今>50億年

地質學

地質地質

地質學是研究地球的物質組成、內部構造、外部特征、各層圈之間相互作用和演變歷史的一門學科。

地球自形成以來,經歷了約46億年的演化過程,進行過錯綜復雜的物理、化學變化,同時還受天文變化的影響。

約在35億年前,地球上出現了生命現象,生物成為一種地質應力。最晚在距今200~300萬年前,開始有人類出現。人類為了生存和發展,一直在努力適應和改變周圍的環境。利用堅硬岩石作為用具和工具,從礦石中提取銅、鐵等金屬,對人類社會的歷史產生過劃時代的影響。

隨著社會生產力的發展,人類活動對地球的影響越來越大,地質環境對人類的製約 作用也越來越明顯。如何合理有效的利用地球資源、維護人類生存的環境,已成為當今世界所共同關註的問題,這也成為地質學不斷發展需要解決的重要現實任務和課題。

1。發展歷史

作為一門學科,地質學成熟的較晚。它是在不同學派、不同觀點的爭論中形成和發展起來的。大致經歷以下時期:

萌芽時期(遠古~公元1450年)

人類對岩石礦物性質的認識可以追溯到遠古時期。在中國,銅礦的開採在兩千多年前已達到可觀的規模;春秋戰國時期成書的《山海經》《禹貢》《管子》中的某些篇章,古希臘泰奧弗拉斯托斯的《石頭論》都是人類對岩礦知識的最早總結。

在開礦及與地震火山、洪水等自然災害的鬥爭中,人們逐漸認識到地質作用,並進行思辨、猜測性的解釋。中國古代的《詩經》中就記載了“高岸為谷、深谷為陵”的關于地殼變動的認識 ;古希臘的亞裏士多德提出,海陸變遷是按一定的規律在一定的時期發生的;在中世紀時期,中國的沈括對海陸變遷、古氣候變化、化石的性質等都做出了較為正確的解釋,朱熹也比較科學的揭示了化石的成因。

奠基時期(公元1450~公元1750年)

以文藝復興為轉機,人們對地球歷史開始有了科學的解釋。義大利的達·芬奇、丹麥的斯泰諾、英國的伍德沃德、胡克等等,都對化石的成因作了論證。胡克還提出用化石來記述地球歷史;斯泰諾提出地層層序律;在岩石學、礦物學方面,中國的李時珍在《本草綱目》中記載了200多種礦物、岩石和化石;德國的阿格裏科拉對礦物、礦脈生成過程和水在成礦過程中的作用的研究,開創了礦物學、礦床學的先河。

形成時期(公元1750~公元1840年)

在英國工業革命、法國大革命和啓蒙思想的推動和影響下,科學考察和探險旅行在歐洲興起。旅行和探險使得地殼成為直接研究的對象,使得人們對地球的研究從思辨性猜測,轉變為以野面板察為主。同時,不同觀點、不同學派的爭論十分活躍,關于地層以及岩石成因的水成論和火成論的爭論在18世紀末變得尖銳起來。

德國的維爾納是水成論的代表,他提出花崗岩玄武岩都是沉積而成的,並對岩層作了系統的劃分。英國的赫頓提出要用自然過程來揭示地球的歷史,以及地質過程“即看不到開始的痕跡,也沒有結束的前景”的均變論思想。水火之爭促進了地質學從宇宙起源論、自然歷史和古老礦物學中分離出來,並逐漸形成了一門獨立的學科。在中國,出現在17世紀的《徐霞客遊記》也是對自然考察所獲得的超越時代的成果。至1840年,底層劃分的原則和方法已經確立,地質時代和地層系統基本建立起來。

而此時的礦物學沿著形態礦物學和礦物化學方向發展 ,美國丹納的《礦物學系統》標志著經典礦物學的成熟;1829年,英國的尼科爾發明了偏光顯微鏡,使得顯微岩石學的迅速發展成為可能;法國博蒙于1829年提出地球冷縮造山的收縮說,對近百年來的構造理論產生重大影響。

19世紀上半葉,有關災變論和均變論的爭論,對地質學思想方法產生了歷史性的影響。居維葉是災變論的主要代表,他提出地球歷史上發生過多次災變造成生物滅絕的觀點。英國的萊伊爾是均變論的主要代表,他堅持“自然法則是始終一致”的觀點,並提出以今論古的現實主義方法。在爭論中,地質均變論逐漸成為百餘年來地質學及其研究方法的正統觀點。

發展時期(公元1840~公元1910年)

隨著工業化的發展,各工業國家都開展了區域地質調查工作,是地質學從區域地質向全球構造發展,並推動了地質學各分支學科的迅速建立和發展。

其中重要的有瑞士阿加西等人對冰川學的研究,以及英國艾裏、普拉特提出的地殼均衡理論;有關山脈形成的地槽學說,經過美國的霍爾和丹納的努力最終確立起來;法國的貝特朗提出造山旋回概念;奧格對地槽類型的劃分使造山理論更加完善;奧地利的休斯和俄國的卡爾賓斯基則對地台作了系統的研究;休斯的《地球的面貌》是19世紀地質學研究的總結,同時休斯用綜合分析的方法,從全球的角度研究地殼運動在時間和空間上的關系,預示了20世紀地質學研究新時期的到來。

現代地質學的發展(公元1910~ )

進入20世紀以來,社會和工業的發展,使得石油地質學、水文地質學和工程地質學陸續形成獨立的分支學科。在地質學各基礎學科穩步發展的同時,由于各分支學科的相互滲透,數學、物理、化學等基礎科學與地質學的結合,新技術方法的採用,導致了一系列邊緣學科的出現。

地震波的研究揭示了固體地球的圈層構造以及洋殼與路殼結構的區別 ;高溫高壓岩石實驗研究,為人們認識地殼深處地質過程提供了較為可靠的依據。所有這些都促進了地質學研究從定性到定量的過渡,並向微觀和巨觀兩個方向發展。

20世紀50~60年代,全球範圍大規模的考察和探測,使地質學研究從淺部轉向深部,從大陸轉向海洋,海洋地質學有了迅速發展。同時古地磁學、地熱學、重力測量都有重大進展,為新的全球構造理論的產生提供了科學依據。在這個基礎上,德國的魏格納于1915年提出的與傳統海陸固定論相悖離的大陸漂移說得以復活。

20世紀60年代初,美國的赫斯、迪茨提出的海底擴展理論較好地說明了漂移的機製。加拿大的威爾遜提出轉換斷層,並創用板塊一詞。60年代中期美國的摩根、法國的勒皮雄等提出板塊構造說,用以說明全球構造運動的基本理論,它標志著新地球觀的形成,使現代地質學研究進入一個新階段。

2。研究對象

地質學的研究對象是地球。地球包括固體地球及其外部的大氣。固體地球包括最外層的地殼、中間的地幔及地核三個主要的層圈。目前,主要是研究固體地球的上層,即地殼和地幔的上部。包括以下內容:

1)礦物和岩石

在地球的化學成分中,的含量最高(35%),其他元素依次為氧(30%)、矽(15%)、鎂(13%)等。如果按地殼中所含元素計算,氧最多(46%),其他依次為矽(28%)、鋁(8%)、鐵(6%)、鎂(4%)等。這些元素多形成化合物,少量為單質,它們的天然存在形式即為礦物。

礦物具有確定的或在一定範圍內變化的化學成分和物理特征。組成礦物的元素,如果其原子多是按一定的形式在三維空間內周期性重復排列,並具有自己的結構,那麽就是晶體。晶體在外界條件適合的時候,其形態多表現為規則的幾何多面體,但這種情況很少。

礦物在地殼中常以集合的形態存在,這種集合體可以由一種,也可以由多種礦物組成,這在地質學中被稱為岩石。

地球中的礦物已知的有3300多種,常見的隻有20多種,其中又以長石、石英、輝石、閃石、雲母、橄欖石、方解石、磁鐵礦和粘土礦物最最多,除方解石和磁鐵礦外,它們的化學成分都以二氧化矽為主,石英全為二氧化矽組成,其餘則均為矽酸鹽礦物。

由矽酸鹽溶漿凝結而成的火成岩構成了地殼的主體,按體積和重量計都最多。但地面最常見到的則是沉積岩,它是早先形成的岩石破壞後,又經過物理或化學作用在地球表面的低凹部位沉積,經過壓實、膠結再次硬化,形成具有層狀結構特征的岩石。

在地殼中,在大大高于地表的溫度和壓力作用下,岩石的結構、構造或化學成分發生變化,形成不同于火成岩和沉積岩的變質岩。火成岩、沉積岩、變質岩是地球上岩石的三大類別。火成岩中的玄武岩、花崗岩 是地球中最具代表性的岩石,是構成大陸的主要岩石。形成時代最早的花崗岩,年齡達39億年,而玄武岩是構成海洋所覆蓋的地殼的主要物質,均比較“年輕”,一般不超過2億年。

2)地層和古生物

地層是以成層的岩石為主體,隨時間推移而在地表低凹處形成的構造,是地質歷史的重要紀錄。狹義的地層專指已固結的成層的岩石,有時也包括尚未固結成岩的松散沉積物。依照沉積的先後,早形成的地層居下,晚形成的地層在上,這是地層層序關系的基本原理,稱為地層層序律。

地層在形成以後,由于受到地殼劇烈運動的影響,改變原來的位置,會產生傾斜甚至倒轉,但隻要能查明其形成和變形的時間,仍可以恢復其原始的層序。在同一時間,地球上各處環境不同,在不同環境中形成的地層各有特點。在地表的隆起部位,不僅不能形成新的地層,還會因受到剝蝕而使已經形成的地層消失。

地層學研究各地區地層的劃分,確定地層的順序和相鄰地區地層在時間上的對比關系。它是地質學的基礎,也是地質學中最早形成的學科。

古生物是指在地質歷史時期,在地球上生存過的各類生物,一般已經絕滅,它們的少量遺體和遺跡形成化石儲存在地層中。 通過研究這些化石,可以了解地質歷史上生物的形態、構造和活動情況。

對各種古生物進行分類,可以認識生物的演化關系;依據地層中所含化石,可以斷定地層的層序,生物演化的不可逆性和階段性,使這種判斷具有可靠的根據;古生物的分布和生活習性,還反映出當時地理環境的特點。古生物的研究是地質學也是生物學的重要組成部分。

3)地質構造和地質作用

地球表層的岩層和岩體,在形成過程及形成以後,都會受到各種地質作用力的影響,有的大體上保持了形成時的原始狀態,有的則產生了形變。它們具有復雜的空間組合形態,即各種地質構造。斷裂褶皺是地質構造的兩種最基本形式。

板塊運動被認為是使地殼表層發生位置移動,出現斷裂、褶皺以及引起地震、岩漿活動和岩石變質等地質作用的總原因,這些地質作用總稱為內力地質作用。內力地質作用改變著地殼的構造,同時為地貌的形成打下基礎。

地質作用強烈地影響著氣候以及水資源與土壤的分布,創造出了適于人類生存的環境。這種良好環境的出現,是地球大氣圈、水圈和岩石圈演化到一定階段的產物。地球形成的初期,大氣圈和水圈的成分、質量都和現代大不相同。例如,大氣曾經歷以二氧化碳為主的階段,海水是約在10億年前才具有今天的含鹽度,生物最早出現在地球形成約10億年以後等等。

地質作用也會給人帶來危害,如地震、火山爆發、洪水泛濫等。人類無力改變地質作用的規律,但可以認識和運用這些規律,使之向有利于人的方向發展,防患于未然。如預報、預防地質災害的發生,就有可能減輕損失。中國在古代就有“束水攻沙”,引黃河水灌溉淤田壓鹼等經驗,是利用河流的地質作用取得成功的例子。

3。發展趨勢

地質學能觀察和研究的範圍和領域將日益擴大。在空間上,不但能通過直接或間接的方法逐步深入到岩石圈深部,而且對月球、太陽系部分行星及其衛星的某些地質特征,將有更多的了解。

數學、物理學、化學、生物學、天文學等其他學科的發展和向地質學的進一步滲透,先進技術在地質工作中的使用,同精細、深入的野外地質工作相結合,會使人們有可能對更多的地質現象和規律作出科學的解釋進行更深入和本質性的研究。

實驗條件將進一步改進,如將實驗室中所能達到的溫度壓力提得更高,模擬更為復雜的多種可變因素的地質作用,並把時間因素也納入模擬實驗之中。

地質學理論不斷得到補充、修正,尤其是各大陸所提供的有關不同地質歷史時期的新資料將在很大程度上檢驗、發展板塊構造說,進而會產生一些新的理論和學說。

在地質學的服務領域,一個重要方面是開發地球資源,其中有關礦產資源和新能源的研究,仍處于最重要的地位。同時,由于區域成礦研究的需要,將進一步加強區域地質的綜合研究,並促進地層學、古生物學、沉積學、構造地質學、地質年代學 ,以及區域岩漿活動研究、變質地質研究等向新的水準發展。

保障人類良好的生存環境、幹旱半幹旱地區和沼澤地區的水文地質問題,以及工程地質問題的研究將不斷擴大。環境地質學,包括環境地質調查研究,有關的微量測試技術和環境保護的地質措施等的研究日趨重要。

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