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1、 第六章第六章 地质年代与地球演化地质年代与地球演化 Chapter 6 Geological Time 生物复杂而高级生物复杂而高级,反映该地层较新。反映该地层较新。 同一地区同一地区,相同时期地层化石类型和组合相同；不同时期则不同。相同时期地层化石类型和组合相同；不同时期则不同。 生物演化规律是：低等生物演化规律是：低等高等；简单 高等；简单复杂；不可逆！复杂；不可逆！ 据此建立了据此建立了全球生物地层顺序。全球生物地层顺序。 （3）地层切割律（）地层切割律（Law of dissection） 被切割、穿插、包裹的老，反之则新。被切割、穿插、包裹的老，反之则新。 生物层序律生物层序律 运
2、用实例运用实例 地层层序律的地层层序律的运用实例运用实例 地地 层层 切切 割割 律律 运运 用用 实实 例例 3.3.重要化石门类简介重要化石门类简介 分类单位分类单位: :( (动、植物动、植物) )界、门、纲、目、科、属、种。界、门、纲、目、科、属、种。 海洋动物界海洋动物界：浮游、底栖、游泳三大类。：浮游、底栖、游泳三大类。 三叶虫、腕足、双壳、头足、笔石、蜓、珊瑚、三叶虫、腕足、双壳、头足、笔石、蜓、珊瑚、鱼鱼。 陆地动物界：陆地动物界：鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类，等。鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类，等。 植物界：植物界：陆生植物泥盆纪开始繁盛。低等的菌藻类陆生植物泥盆纪开始繁盛。低等的
3、菌藻类( (叠层石叠层石) )； 高等的茎叶类：苔藓、石松、有节、蕨、裸子、被子等。高等的茎叶类：苔藓、石松、有节、蕨、裸子、被子等。 化石命名：化石命名： （1 1）种：）种：属名（斜体属名（斜体, ,首字母大写）首字母大写）+ +种名（斜体种名（斜体, ,首字母小写）首字母小写）+ +命名命名 者姓氏（正体者姓氏（正体, ,首字母大写）首字母大写）+ +时间。如时间。如Nankinella orbiculariaNankinella orbicularia Lee Lee 1934 (1934 (李四光蜓）李四光蜓） （2 2）种以上命名）种以上命名, ,采用单名采用单名( (首字母大写首
4、字母大写) )；除属名外，均正体。；除属名外，均正体。 供自学内容供自学内容 三叶虫类：三叶虫类：节肢门，海生、底栖爬行，少数漂浮。纵向分头甲、节肢门，海生、底栖爬行，少数漂浮。纵向分头甲、 胸甲、尾甲，横向分背部、腹部，背部呈坚硬背甲。胸甲、尾甲，横向分背部、腹部，背部呈坚硬背甲。 寒武纪最盛寒武纪最盛, ,奥陶纪次之奥陶纪次之; ;奥陶纪末开始急衰，泥盆纪末绝灭。奥陶纪末开始急衰，泥盆纪末绝灭。 腕足类：腕足类：腕足门，海生、固着底栖。贝类，种类繁多。分腹壳、腕足门，海生、固着底栖。贝类，种类繁多。分腹壳、 背壳，两壳间有铰合线。壳面具放射状或同心状纹饰。壳后缘发育背壳，两壳间有铰合线。壳
5、面具放射状或同心状纹饰。壳后缘发育 三角面（中央有三角孔）。三角面（中央有三角孔）。 寒武纪出现，古生代繁盛。个别如海豆芽存在于现代海洋。寒武纪出现，古生代繁盛。个别如海豆芽存在于现代海洋。 双壳类（瓣鳃类）：双壳类（瓣鳃类）：蚌、蛤为常见者。软体门，移动、底栖。多蚌、蛤为常见者。软体门，移动、底栖。多 海生。少数淡水生。壳啄海生。少数淡水生。壳啄- -双壳双壳- -铰合线。左右两壳大小相等并对称，铰合线。左右两壳大小相等并对称， 每壳前后不对称。每壳前后不对称。 生长时间长，从寒武纪到现在。种类繁多。生长时间长，从寒武纪到现在。种类繁多。 头足类头足类：软体门，海生，底栖、自游或移动。主要有
6、角石类、软体门，海生，底栖、自游或移动。主要有角石类、 菊石类。身体两侧对称，壳体大，壳形多变。头特显著，头前端菊石类。身体两侧对称，壳体大，壳形多变。头特显著，头前端 中央有口，口周围很多触手。中央有口，口周围很多触手。 寒武纪出现，古生代繁盛。寒武纪出现，古生代繁盛。 笔石类笔石类：群体群体,海生海生,多漂浮多漂浮,少数底栖。形似羽毛笔少数底栖。形似羽毛笔,碳质薄膜。碳质薄膜。 奥陶纪、志留纪繁盛，泥盆纪衰退，中石炭世绝灭。奥陶纪、志留纪繁盛，泥盆纪衰退，中石炭世绝灭。 蜓类蜓类：原生门，海生，多数浅海底栖，少数漂浮。体壳原生门，海生，多数浅海底栖，少数漂浮。体壳5mm居居 多，透镜、球、
7、圆柱、纺锤等形状。多，透镜、球、圆柱、纺锤等形状。 早石炭世后期出现，中石炭早石炭世后期出现，中石炭-二叠纪繁盛，二叠纪末绝灭。二叠纪繁盛，二叠纪末绝灭。 珊瑚类珊瑚类：腔肠门，海生，固着底栖。由外壁、隔壁、横板构成。腔肠门，海生，固着底栖。由外壁、隔壁、横板构成。 分横板、四射、六射、八射四个亚纲。分横板、四射、六射、八射四个亚纲。 寒武纪出现。横板、四射珊瑚古生代繁盛。六射、八射生长在寒武纪出现。横板、四射珊瑚古生代繁盛。六射、八射生长在 中生代到现在。中生代到现在。 还有鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类，等。还有鱼类、爬行类、鸟类、哺乳类，等。 生生 物物 演演 化化 简简 表表 螺旋式的生命
8、演化体系螺旋式的生命演化体系 原 始 生 命 原 始 生 命 三叶虫三叶虫 舒良树摄 群 体 笛 管 珊 瑚 群 体 笛 管 珊 瑚 鹗 头 贝 鹗 头 贝 鹗，俗名鱼鹰鹗，俗名鱼鹰 舒良树摄舒良树摄 鱼和虾化石鱼和虾化石 两 米 直 径 的 菊 石 两 米 直 径 的 菊 石 ( 德 国 德 国 ) 菊石菊石（T2, T2, 法意边境阿尔卑斯山）法意边境阿尔卑斯山） 舒良树摄舒良树摄 19901990 海海 百百 合合 ( ( 棘 皮 动 物 ） 棘 皮 动 物 ） 舒良树摄舒良树摄 胡氏贵州龙胡氏贵州龙 栉羊齿栉羊齿 硅硅 质质 岩岩 中中 的的 微微 体体 化化 石石 ： 放放 射射 虫
9、虫 （舒良树、王玉净， 2004） (D3-C1; 新疆克拉麦里) 灰岩中的微体化石灰岩中的微体化石：牙形石（奥陶纪，新疆）牙形石（奥陶纪，新疆） 第二节 第二节 同位素年龄的测定同位素年龄的测定 Section 2 Determination of Isotopic Age 1.1.同位素年龄同位素年龄( (绝对年龄绝对年龄) )：地质体形成的距今时间。地质体形成的距今时间。 2.2.用于测定地质年代的放射性同位素必须具备三个条件用于测定地质年代的放射性同位素必须具备三个条件: : 具适宜的半衰期具适宜的半衰期: :不能太短，也不能太长。不能太短，也不能太长。 钍钍ThTh、碘、碘I, I,
10、 半衰期半衰期 6.76.7年年, , 太短太短, , 不能用于测定；不能用于测定； 碳碳14C614N7 稍长稍长, ,半衰期半衰期5568年年, ,用于测考古材料；用于测考古材料； 碲碲130Te52130I53, ,半衰期半衰期1.41021年年, ,太长太长, ,可探索太阳系元素成因。可探索太阳系元素成因。 要有足够的含量要有足够的含量：现代技术可将该元素从岩石中分离并测定出来。：现代技术可将该元素从岩石中分离并测定出来。 子体同位素易于富集并能保存下来。子体同位素易于富集并能保存下来。 3.3.常用地质测年方法常用地质测年方法: : K-Ar, Rb-Sr, U-Pb, Sm-Nd,
11、 39Ar/40Ar 4.4.存在问题存在问题：测量误差问题、子体同位素的丢失问题。测量误差问题、子体同位素的丢失问题。 5.5.发展趋势发展趋势：古地磁测年、裂变径迹测年古地磁测年、裂变径迹测年(fission track)、热释光、热释光、 光释光测年光释光测年( (目前只能测目前只能测1010万年以内万年以内) )。 第三节第三节 地质年代表地质年代表 Section 3 Geology Time Scale 1. 地质年代表地质年代表（四宙十代）四宙十代）: : 地质历史的系统编年，全球通用地质历史的系统编年，全球通用 显生宙显生宙(Phanerozoic Eon) （541 Ma至今
12、），分三个代：至今），分三个代： 新生代新生代(Cenozoic Era) Cz (66 Ma至今至今) : E、N、Q (古古-始始-渐渐,中中-上上,更更-全）全）; 中生代中生代(Mesozoic Era) Mz (252-66 Ma): T、J、K; 古生代古生代(Paleozoic Era) Pz (541-252 Ma): 、O、S，D、C、 、P 元古宙元古宙(Proterozoic Eon) (2500-541 Ma), 分三个代：分三个代： 新元古代新元古代Pt3; 中元古代中元古代Pt2 ; 古元古代古元古代 Pt1 太古宙太古宙(Archaeozoic Eon) (400
13、0-2500 Ma),分四个代分四个代: 新太古代新太古代 Ar3 ; 中太古代中太古代 Ar2 ; 古太古代古太古代 Ar1; 始太古代始太古代 Ar0 冥古宙冥古宙 (Hadean Eon) ) (4600-4000 Ma), 证据很少，尚处于探索与假说阶段。 证据很少，尚处于探索与假说阶段。 2.2.地质年代单位地质年代单位 (国际通用地质年代国际通用地质年代): 宙宙-代代-纪纪-世世-期期-时时 (Geological time unit: aeon-era-period-epoch-age-chron） 年代地层单位年代地层单位 (国际通用年代地层国际通用年代地层): 宇宇-界界-
14、系系-统统-阶阶-时间带时间带 （Time-stratigraphic : Aeonthem- Erathem- System- Series- Stage-Chronozone) 3. 岩石地层单位(地方性地层单位地方性地层单位): 群群-组组-段段-层层 (Rock-stratigraphic unit: group-formation-member-bed) 4. 地质年代单位的起源及含义(略略) 记牢新生代七个世的名称记牢新生代七个世的名称 记牢地球四宙十代、显生宙三代十二纪记牢地球四宙十代、显生宙三代十二纪; ; 记牢地质年代与年代地层的区别记牢地质年代与年代地层的区别! ! 国际地
15、层年龄（单位 国际地层年龄（单位: Ma） Q(00.0117 2.58) N(2.585.3523.0) E(23.033.95666) K(66100.5145) J(145163.5174.1201.3) T(201.3237 247.2252.2) P(252.2259.8272.3298.9) C(298.9307315.2 323.2 330.9346.7358.9) D(358.9382.7393.3419.2) S(419.2423427.4433.4 443.8) O(443.8 458.4470 485.4) (485.4497509 521541) NeoPt (541
16、1000) MesoPt (10001600)PaleoPt(1600 2500)Archeen（2500 2800 3200 3600 4000) Hadean（4000 4600） (据国际地层委员会，据国际地层委员会，2016) 第四节第四节 地球的演化地球的演化 Section 4 Earth Evolution 地球形成至今约有地球形成至今约有4.6 Ga，大致可分为，大致可分为4个时期：个时期： 冥古宙冥古宙 & 天文时期天文时期（Hadean Eon & Astronomical Period） 其时其时 限距今限距今4.64.0 Ga。地球上基本未保留这一时期的地质体；当时地质
17、。地球上基本未保留这一时期的地质体；当时地质 情况是根据现有地质知识和理论，结合月球等行星情况推论的。情况是根据现有地质知识和理论，结合月球等行星情况推论的。 太古宙太古宙 4.0-2.5 Ga 和和 元古宙元古宙2500 -541 Ma (Archean-Proterozoic Eon)。 根据年龄证据，最古老地质体主要残留在几个古大陆上（根据年龄证据，最古老地质体主要残留在几个古大陆上（如非洲、美如非洲、美 洲洲）。从元古宙晚期）。从元古宙晚期8 8亿年亿年开始，开始，已有原始生命发育，已有原始生命发育，随之向复杂生随之向复杂生 命不断演化和发展。命不断演化和发展。 显生宙显生宙（Phan
18、erozoic Eon） 其时限由其时限由541 Ma至今。这一时期的至今。这一时期的 地质体比较完整，遍布全球各地，生物趋向繁荣，并几度出现兴衰交地质体比较完整，遍布全球各地，生物趋向繁荣，并几度出现兴衰交 替的发展。对其地质作用的研究比较深入和成熟。替的发展。对其地质作用的研究比较深入和成熟。 4.1 冥古宙冥古宙 Hadean Eon or Astronomical Time 一、地球层圈构造的形成一、地球层圈构造的形成 星云物质相互碰撞星云物质相互碰撞 放射性元素衰变放射性元素衰变 地球迅速增温地球迅速增温 高温地球在强烈旋转过程中，物质按不同高温地球在强烈旋转过程中，物质按不同密度产
19、生分异密度产生分异作用：作用： 重的物质元素如铁、镍等下沉到地球的中心部位，形成原始重的物质元素如铁、镍等下沉到地球的中心部位，形成原始地地 核核；而轻的物质元素，如铁、镁、硅酸盐物质则上浮集中，围；而轻的物质元素，如铁、镁、硅酸盐物质则上浮集中，围 绕地核而形成原始绕地核而形成原始地幔地幔。 地幔因降温不断失去热量，导致一个硬壳地幔因降温不断失去热量，导致一个硬壳初始地壳初始地壳的形成。的形成。 二、陨星的撞击、频繁的火山爆发二、陨星的撞击、频繁的火山爆发 致使地球表面布满了大小不等的圆形坑。包括三种类型：一为致使地球表面布满了大小不等的圆形坑。包括三种类型：一为陨石坑陨石坑， 二为二为火山
20、口火山口，三为前两者的，三为前两者的复合坑复合坑。月球、火星、水星或其他星球同。月球、火星、水星或其他星球同 样存在类似的圆形坑。样存在类似的圆形坑。结果是导致结果是导致热流值的迅速衰减，地幔物质的进热流值的迅速衰减，地幔物质的进 一步分异冷凝一步分异冷凝。地球现在的平均热流值是。地球现在的平均热流值是1.47 HFU（热流单位）。（热流单位）。 原始地壳的成分：原始地壳的成分：斜长岩成分的硅铝壳斜长岩成分的硅铝壳 vs. vs. 镁铁质镁铁质 有人根据月球高地上大于有人根据月球高地上大于4040亿年的斜长岩、高铝玄武岩的研究，提出原亿年的斜长岩、高铝玄武岩的研究，提出原 始地壳应属斜长岩组分
21、，为硅铝壳。也有人从现今大陆平均成分即安始地壳应属斜长岩组分，为硅铝壳。也有人从现今大陆平均成分即安 山岩的事实出发，认为原始地壳应是镁铁质成分。山岩的事实出发，认为原始地壳应是镁铁质成分。 三、三、原始大气与次生大气原始大气与次生大气 一般认为一般认为原始大气以原始大气以H H与与HeHe为主体为主体，和现在的大气成分相差甚远。原始，和现在的大气成分相差甚远。原始 大气早已散失在太空中。大气早已散失在太空中。现在的大气是次生的现在的大气是次生的，成分是成分是H H2 2O O（蒸气）（蒸气） 、COCO2 2、COCO、N N2 2、ArAr、NeNe、CHCH4 4、SOSO2 2、H H
22、2 2S S、HClHCl、HFHF等。等。 四、四、岩浆脱水、形成原始水圈岩浆脱水、形成原始水圈 一般认为，最初的水来自于火山作用，即源自岩浆内部的结晶水。一般认为，最初的水来自于火山作用，即源自岩浆内部的结晶水。 在地表低洼部位，容易聚积水体，逐渐就形成了原始海洋。在地表低洼部位，容易聚积水体，逐渐就形成了原始海洋。 一、大气圈一、大气圈 冥古宙大气没有游离氧。到后来才开始出现并积聚。冥古宙大气没有游离氧。到后来才开始出现并积聚。 在非洲晚太古代地层中，发现了很多属于原核的藻类化石在非洲晚太古代地层中，发现了很多属于原核的藻类化石，推推 测当时大气中存在游离氧。当时的地层中还埋藏有铁矿石；
23、若测当时大气中存在游离氧。当时的地层中还埋藏有铁矿石；若 干红色岩层中含有铁质胶结的碎屑沉积岩，证明此时的大气成干红色岩层中含有铁质胶结的碎屑沉积岩，证明此时的大气成 分已发生很大的改变。分已发生很大的改变。但此时大气中的含氧量仍然很低。但此时大气中的含氧量仍然很低。 二、二、水圈水圈 冥古宙冥古宙地球表面无水。在漫长的太古宙，火山频繁喷发，地球表面无水。在漫长的太古宙，火山频繁喷发， 提供了水的来源。提供了水的来源。到太古宙晚期，沉积岩层普遍出现，估计当到太古宙晚期，沉积岩层普遍出现，估计当 时的水量可达现在的时的水量可达现在的7/107/10。到元古宙，海水开始出现咸味。到元古宙，海水开始
24、出现咸味。 藻类大量发育，有机质含量增多藻类大量发育，有机质含量增多，致使海水中的，致使海水中的pHpH值增高，值增高， 碱性增强，促使硅酸盐类矿物分解，析出碱性增强，促使硅酸盐类矿物分解，析出SiOSiO2 2，形成硅质岩。，形成硅质岩。 4.2 4.2 太古宙太古宙- -元古宙时期元古宙时期 4. 2 Archean - Proterozoic Period 三、岩石圈（陆核和地盾）的形成三、岩石圈（陆核和地盾）的形成 大约从大约从3535亿年前亿年前开始，随着地球放射性热源的快速衰减，开始，随着地球放射性热源的快速衰减， 出现地幔物质的部分熔融出现地幔物质的部分熔融；除超镁铁质岩浆继续喷
25、溢外，还出；除超镁铁质岩浆继续喷溢外，还出 现安山玄武质的岩浆活动。这些岩浆就在海底堆积起来，构成现安山玄武质的岩浆活动。这些岩浆就在海底堆积起来，构成 高出海面的岛屿，诞生了高出海面的岛屿，诞生了最早的陆地最早的陆地。 此后，开始了陆上风化侵蚀作用，其陆源碎屑物堆积在早此后，开始了陆上风化侵蚀作用，其陆源碎屑物堆积在早 期陆地周围，形成陆源碎屑沉积岩。期陆地周围，形成陆源碎屑沉积岩。这些早期陆地就成为大陆这些早期陆地就成为大陆 核心，核心，称称陆核陆核（continental nucleus)。随后，因地壳运动和岩浆。随后，因地壳运动和岩浆 活动，使陆核周边不断扩大，形成更为宽阔的地块，形成
26、活动，使陆核周边不断扩大，形成更为宽阔的地块，形成地盾地盾 （continental shield)。地盾是古大陆的前身。地盾是古大陆的前身。 到到2525亿年前，海陆的分化格局已经很清楚了。可能出现初亿年前，海陆的分化格局已经很清楚了。可能出现初 始板块运动机制。始板块运动机制。 四、生命的起源及其演化四、生命的起源及其演化 地球是太阳系中唯一具有生命的宜居星球。而生命的形成，必地球是太阳系中唯一具有生命的宜居星球。而生命的形成，必 须经过初期的化学演化和漫长的生物演化，历时数十亿年才发展成须经过初期的化学演化和漫长的生物演化，历时数十亿年才发展成 现今的生物圈。现今的生物圈。生命的演化过程
27、，可作如下的概括：生命的演化过程，可作如下的概括： 澄江动物群： 生物非常繁盛期 5.42亿年亿年 瓮江动物群：低等小壳动物期 5.8亿年亿年 埃迪卡拉动物群：无壳动物期 6.8-6亿年亿年 淮南动物群：最早无壳微体动物期 8 8- -7.57.5亿年亿年 真核生物发展期 19亿年亿年 原核生物的发展期 33.8亿年亿年 生命起源（原核的藻类） 40亿年亿年 化学演化阶段 五、显生宙时期的五、显生宙时期的生命演化生命演化 距今距今87.5亿年前亿年前 在淮南发现一批化石，称为在淮南发现一批化石，称为 “淮南动物淮南动物 群群”，”，为最早的无壳后生微体动物为最早的无壳后生微体动物，包括蠕形动物
28、、查尔生物，包括蠕形动物、查尔生物 类以及带藻、疑源类等化石。类以及带藻、疑源类等化石。 距今距今6.86亿年前亿年前 在南在南澳大利亚埃迪卡拉山区发现种类繁多澳大利亚埃迪卡拉山区发现种类繁多 的的“埃迪卡拉动物群埃迪卡拉动物群”，包括腔肠、环节、节肢等动物化石，包括腔肠、环节、节肢等动物化石， 表明软体动物在经过表明软体动物在经过1 1亿年的演化后达到了空前繁荣。在非洲、亿年的演化后达到了空前繁荣。在非洲、 美洲、欧洲、亚洲以及我国三峡、湘西、陕南同期的地层中，美洲、欧洲、亚洲以及我国三峡、湘西、陕南同期的地层中， 也发现同类动物群。也发现同类动物群。 距今距今5.85.8亿年前亿年前 在在
29、黔中瓮黔中瓮安磷矿区安磷矿区, ,发现一批具有分泌硬壳发现一批具有分泌硬壳 和骨骼的和骨骼的小壳动物小壳动物化石，称化石，称“瓮安动物群瓮安动物群”。其形态有圆形、”。其形态有圆形、 圆柱形、方管形和帽形等。与其共生者还有腕足动物、节肢动圆柱形、方管形和帽形等。与其共生者还有腕足动物、节肢动 物等。到寒武纪来临时，即迅速消退。物等。到寒武纪来临时，即迅速消退。 寒武纪早期（寒武纪早期（542-530 Ma）：海生动物鼎盛期海生动物鼎盛期。 澄江动物群物种异常丰富，包括澄江动物群物种异常丰富，包括1212科科5757属属9898种。分别归于软舌螺纲、腹足种。分别归于软舌螺纲、腹足 纲、单板纲、双
30、壳纲、喙壳纲、无铰纲、腕足动物等。纲、单板纲、双壳纲、喙壳纲、无铰纲、腕足动物等。 之后是之后是海生底栖的海生底栖的三叶虫繁盛期。三叶虫繁盛期。 奥陶纪志留纪时期：奥陶纪志留纪时期： 鹦鹉螺类和原始笔石鹦鹉螺类和原始笔石繁盛期繁盛期。 到志留纪，脊椎动物的无颌类以及具有双鼻孔和偶鳍的棘鱼类大量出现。到志留纪，脊椎动物的无颌类以及具有双鼻孔和偶鳍的棘鱼类大量出现。 常见的海洋动物有铰腕足类、双壳类、腹足类、珊瑚、牙形刺、棘皮动物海常见的海洋动物有铰腕足类、双壳类、腹足类、珊瑚、牙形刺、棘皮动物海 林檎等。林檎等。 晚志留世晚志留世(4.2(4.2亿年亿年) )出现的裸蕨是全球最早的陆地植物。出现
31、的裸蕨是全球最早的陆地植物。 泥盆纪：泥盆纪：水生的无脊椎动物和鱼类进入发展的旺季水生的无脊椎动物和鱼类进入发展的旺季。 其中最令人瞩目的是其中最令人瞩目的是鱼和腕足动物鱼和腕足动物，达到顶峰期。，达到顶峰期。 晚泥盆世出现高大的乔木类（亚鳞木）。晚泥盆世出现高大的乔木类（亚鳞木）。 石炭纪：石炭纪：陆上生物空前发展，海洋生物也有更新。陆上生物空前发展，海洋生物也有更新。 澄江动物群化石部分代表澄江动物群化石部分代表 1始三叶虫；始三叶虫； 2云南火把虫；云南火把虫； 3锯齿刺节虫；锯齿刺节虫； 4次圆柱形细丝海绵；次圆柱形细丝海绵； 5华美云南水母；华美云南水母； 6多节尖峰虫；多节尖峰虫；
32、 7真形星口水母；真形星口水母； 8耳形等刺虫；耳形等刺虫； 9中华微网虫中华微网虫 原始节肢（裂肢）动物：原始节肢（裂肢）动物： 抚仙湖虫抚仙湖虫 （全长（全长7cm, 云南澄江，下云南澄江，下 寒武统，陈爱林提供）寒武统，陈爱林提供） 纳罗虫盲管纳罗虫盲管 （云南澄江，（云南澄江， 下寒武统，下寒武统， 陈爱林提供）陈爱林提供） 三叶虫化石三叶虫化石 腕足类腕足类中华正形贝（奥陶纪）中华正形贝（奥陶纪） 腕足类腕足类颠石燕颠石燕 左左背视；右背视；右侧视侧视 袁氏珊瑚袁氏珊瑚 贵州珊瑚贵州珊瑚 泥盆纪的头甲鱼（左）和胴甲鱼（右）复原图泥盆纪的头甲鱼（左）和胴甲鱼（右）复原图 中华狼鳍鱼化石
33、（早白垩世）中华狼鳍鱼化石（早白垩世） 鱼石螈鱼石螈 瑞尼蕨瑞尼蕨 小蜓小蜓 石炭二叠纪：石炭二叠纪： 两栖类大发展两栖类大发展 其头骨相当坚固，故称为坚头类，还有一条壮硕的尾巴。其头骨相当坚固，故称为坚头类，还有一条壮硕的尾巴。 两栖类动物绝大部分生活在茂密的森林中，其化石也常见于煤两栖类动物绝大部分生活在茂密的森林中，其化石也常见于煤 系地层中。当时森林里还有昆虫，如两翼张开达系地层中。当时森林里还有昆虫，如两翼张开达70 cm70 cm的蜻蜓。的蜻蜓。 三叠纪：三叠纪：生物界的面貌发生重大变化。生物界的面貌发生重大变化。 二叠纪末发生生物灭绝事件：二叠纪末发生生物灭绝事件：204204种
34、动物属只剩下种动物属只剩下4848属。属。 早三叠世，早三叠世，海生菊石类以及海洋脊椎动物海生菊石类以及海洋脊椎动物普遍发育，普遍发育，被子植物被子植物 蓬勃兴起蓬勃兴起。 以前繁荣的蕨类、石松类、有节类植物，在三叠纪大为衰减。以前繁荣的蕨类、石松类、有节类植物，在三叠纪大为衰减。 典型爬行动物典型爬行动物猎蜥猎蜥 鳞木复原图鳞木复原图 1叶与叶座；叶与叶座；2叶座各部构造；叶座各部构造； 3根座；根座；4鳞孢穗鳞孢穗 舌羊齿舌羊齿 早早 三三 叠叠 世世 菊菊 石石 A.正面正面 B.横切面横切面 侏罗纪侏罗纪：出现陆上脊椎动物：出现陆上脊椎动物恐龙恐龙，通过发展，趋于全盛。，通过发展，趋于
35、全盛。 大型恐龙每只可重达大型恐龙每只可重达3050 t，如雷龙、梁龙、马门溪龙等。，如雷龙、梁龙、马门溪龙等。 它们栖息于沼泽地带，以植物为食。它们栖息于沼泽地带，以植物为食。 生活在陆地上的有剑龙、沱江龙等。生活在陆地上的有剑龙、沱江龙等。 生活于海洋中的有蛇颈龙，其身体虽不很大，但有生活于海洋中的有蛇颈龙，其身体虽不很大，但有6m长。长。 天空中还有展翅滑翔的喙嘴龙和翼手龙等。天空中还有展翅滑翔的喙嘴龙和翼手龙等。 恐龙化石恐龙化石 （山东临沂平邑县地质博物馆）（山东临沂平邑县地质博物馆） 舒良树摄 白垩纪：白垩纪：所有现代生物当时都已具雏形。所有现代生物当时都已具雏形。 出现新鸟。与白
36、垩纪初期的龙鸟有很大区别。其标志性特点出现新鸟。与白垩纪初期的龙鸟有很大区别。其标志性特点 是牙齿和骨质长尾消失了，头骨的愈合进一步提高，前肢的爪是牙齿和骨质长尾消失了，头骨的愈合进一步提高，前肢的爪 也消失了。也消失了。 新生代新生代：白垩纪末第五次生物大灾变后，地球的生命历史进入：白垩纪末第五次生物大灾变后，地球的生命历史进入 新时代。生物界出现了全新的面貌，非常接近现代的面貌。新时代。生物界出现了全新的面貌，非常接近现代的面貌。 喜马拉雅鱼龙喜马拉雅鱼龙 原始鸟原始鸟 准噶尔翼龙准噶尔翼龙 德国始祖鸟化石德国始祖鸟化石 我国辽西中华龙鸟化石及其复原图我国辽西中华龙鸟化石及其复原图 更新世
37、更新世- -全新世时期：全新世时期： 此时期地球上出现三件大事此时期地球上出现三件大事 （1 1）冰期与间冰期的气候交替；）冰期与间冰期的气候交替； （2 2）新构造活动，表现为地壳强烈升降和断裂，伴随火山的）新构造活动，表现为地壳强烈升降和断裂，伴随火山的 喷发。板块运动显著，如印度板块北移，促使欧亚板块隆升，喜喷发。板块运动显著，如印度板块北移，促使欧亚板块隆升，喜 马拉雅山脉大幅度抬升，形成世界上最高的山脉。马拉雅山脉大幅度抬升，形成世界上最高的山脉。 （3 3）人类的进化和发展。）人类的进化和发展。 2.6 Ma2.6 Ma以来，人类出世并迅速发展，成为地球的主宰者。以来，人类出世并迅
38、速发展，成为地球的主宰者。 不仅其骨骼可作为化石看待，使用的工具（石器和骨器之类）不仅其骨骼可作为化石看待，使用的工具（石器和骨器之类） 与留在住地的艺术品，亦可视为化石。这对鉴定地层年代，了解与留在住地的艺术品，亦可视为化石。这对鉴定地层年代，了解 古人活动情况及其文化史均有重要意义。古人活动情况及其文化史均有重要意义。 第五节第五节 地质历史时期的重大生物事件地质历史时期的重大生物事件 Section 5 Huge-scale biological events in the geological period 在地球表层系统地质演化过程中，有两类重大的生物事件不容在地球表层系统地质演化过
39、程中，有两类重大的生物事件不容 忽视：忽视：生物大辐射和生物大灭绝生物大辐射和生物大灭绝。 正是这两类全球生物事件的存在，使显生宙地球充满生机与活正是这两类全球生物事件的存在，使显生宙地球充满生机与活 力，使地层的编年依据力，使地层的编年依据- -标准化石带种类繁多且全球广泛发育。标准化石带种类繁多且全球广泛发育。 一、一、 生物大辐射生物大辐射 发生在寒武纪初期发生在寒武纪初期(542(542530Ma)530Ma)的全球重大生物事件。在此的全球重大生物事件。在此 时间段之前时间段之前, , 世界只有少许低等生物世界只有少许低等生物( (藻类）活动。然而，一到藻类）活动。然而，一到 达此时间
40、段达此时间段, ,大量海洋生物突然涌现大量海洋生物突然涌现, ,且种属繁多且种属繁多, ,个体较大。以个体较大。以 澄江动物群为标志。澄江动物群为标志。 两件轰动世界的科学新发现两件轰动世界的科学新发现 第一件第一件: 澄江动物群的重大发现，准确标定了生命大爆发的澄江动物群的重大发现，准确标定了生命大爆发的 时间底界。时间底界。 第二件第二件: 在辽西北票上园乡四合屯距今在辽西北票上园乡四合屯距今1.3亿年前的凝灰岩亿年前的凝灰岩 中首次发现的祖先“中华龙鸟”中首次发现的祖先“中华龙鸟”, 是恐龙与原始祖鸟是恐龙与原始祖鸟 之之 间的过渡属种。间的过渡属种。 这两项重大成果在全球占据领先地位，
41、这两项重大成果在全球占据领先地位， 推动了古生物学研究的发展。推动了古生物学研究的发展。 在云南省澄江县最早发现的初寒武世在云南省澄江县最早发现的初寒武世“澄江动物群澄江动物群” 中，首中，首 次出现大量生物类群，表明寒武纪初期出现了规模巨大的生物次出现大量生物类群，表明寒武纪初期出现了规模巨大的生物 诞生事件。诞生事件。其类群繁多，保存精美，其类群繁多，保存精美，震惊全球。震惊全球。 三位科学家三位科学家20032003年并列第一获得国家自然科学一等奖。年并列第一获得国家自然科学一等奖。 澄江动物群中的首次生物有的个体较大澄江动物群中的首次生物有的个体较大( (单体虾达单体虾达2m)2m)。
42、这个。这个 事实与达尔文进化论相悖。事实与达尔文进化论相悖。20072007年英国发现年英国发现3.93.9亿年前身长亿年前身长2.5m2.5m 的节肢类海蝎子的节肢类海蝎子（0707- -1111- -2222扬子晚报）扬子晚报），同样令人费解。，同样令人费解。 生物大爆发的原因尚不清楚。生物大爆发的原因尚不清楚。 滇东澄江动物群化石分布点（滇东澄江动物群化石分布点（距昆明市区南距昆明市区南55km55km） 原始节肢（裂肢）动物：抚仙湖虫(全长7cm) 陈爱林提供陈爱林提供 假 纳 罗 虫 盲 管 1cm 肠子肠子 盲 管 （陈爱林提供） 19281928年，美国学者葛利普通过研究，将辽西
43、地区中生代晚期的年，美国学者葛利普通过研究，将辽西地区中生代晚期的 化石命名为化石命名为热河动物群热河动物群。 近近2020年间，热河动物群的研究取得新突破，发现了脊椎动物绝年间，热河动物群的研究取得新突破，发现了脊椎动物绝 大部分门类的化石和许多新种类。包括早期鸟类（孔子鸟、华夏大部分门类的化石和许多新种类。包括早期鸟类（孔子鸟、华夏 鸟、辽西鸟、中华龙鸟、中华神州鸟等）、长羽毛的恐龙、奇特鸟、辽西鸟、中华龙鸟、中华神州鸟等）、长羽毛的恐龙、奇特 的水生蜥、完整的张和兽和热河兽等珍贵化石。的水生蜥、完整的张和兽和热河兽等珍贵化石。 鸟类化石的发现为鸟类起源于小型兽脚类恐龙的学说提供了直鸟类化
44、石的发现为鸟类起源于小型兽脚类恐龙的学说提供了直 接证据，动摇了始祖鸟作为鸟类始祖的地位。接证据，动摇了始祖鸟作为鸟类始祖的地位。 张和兽的发现则解决了长期争论的哺乳动物单孔、有袋、有胎张和兽的发现则解决了长期争论的哺乳动物单孔、有袋、有胎 盘等三大类群的关系。盘等三大类群的关系。 人类对恐龙和鸟的研究历史人类对恐龙和鸟的研究历史 18421842年年, ,恐龙类恐龙类 18811881年年, ,兽脚龙类兽脚龙类( (恐龙恐龙) 19141914年年, ,虚骨龙类虚骨龙类( (恐龙恐龙) 19861986年年, ,手盗龙类手盗龙类( (恐龙恐龙) ) 18701870年年, ,始祖鸟始祖鸟 1
45、9861986年年, ,初鸟类初鸟类 19961996年年, ,中华龙鸟中华龙鸟 20022002年年, ,中华神州鸟中华神州鸟中华吉祥中华吉祥孔子鸟孔子鸟 德 国 始 祖 鸟 德 国 始 祖 鸟 中华吉祥鸟中华吉祥鸟 （季强等，（季强等， 2002，南京大学学报，南京大学学报，38（6） 二、生物大灭绝二、生物大灭绝 物种竞争、自然选择引发的灭绝是一种正常自然现象。物种竞争、自然选择引发的灭绝是一种正常自然现象。 由于气候与环境突变等原因由于气候与环境突变等原因, ,地球上的生物丧失了赖以生地球上的生物丧失了赖以生 存的条件，导致大量种属的死亡与灭绝。存的条件，导致大量种属的死亡与灭绝。 若
46、有些时期大量生物类群在很短的时间内消亡，而且波及若有些时期大量生物类群在很短的时间内消亡，而且波及 全球，造成突然灭绝的现象，称大灭绝。全球，造成突然灭绝的现象，称大灭绝。 显生宙期间，至少发生过五次全球生物大灭绝。显生宙期间，至少发生过五次全球生物大灭绝。 五次全球生物大灭绝图示五次全球生物大灭绝图示（戎嘉余，（戎嘉余， 20052005） 1.1.奥陶纪末期奥陶纪末期 发生在距今发生在距今4.44.4亿年前亿年前，属于地球史上，属于地球史上第三大规模第三大规模的物的物 种灭绝事件。该事件导致了当时生物界的种灭绝事件。该事件导致了当时生物界的85%85%物种灭绝物种灭绝。绝大部分三叶虫。绝大部分三叶虫 物种惨遭灭绝。其原因复杂，推测主要是全球气候突变所致。资料表明，物种惨遭灭绝。其原因复杂，推测主要是全球气候突变所致。资料表明， 此时期发生了全球冰川事件，导致气候变冷，大部分生物物种无法适应，此时期发生了全球冰川事件，导致气候变冷，大部分生物物种无法适应， 难以生存，遂致物种灭绝。难以生存，遂致物种