2010年巖土工程師基礎(chǔ)知識(shí):地史演變概況和地質(zhì)年代表2

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(二)地史演變概況
    地球形成的初期,高溫熔融的地球在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生物質(zhì)分異作用,逐漸出現(xiàn)層圈結(jié)構(gòu)。最外面的圈開(kāi)始降溫冷卻,在超鐵鎂質(zhì)地幔外面出現(xiàn)冷凝的玄武巖質(zhì)外殼。這就是初期原始地殼。地球上原始地殼的形成,標(biāo)志著地球由天文行星時(shí)代進(jìn)入地質(zhì)發(fā)展時(shí)代。
    1.太古代(Ar)
    大致距今20.5~36.5億年,經(jīng)歷16億年。這是地質(zhì)發(fā)展史中最古老的時(shí)期,也是地球歷史的關(guān)鍵時(shí)期。地殼處于超活動(dòng)狀態(tài),巖石圈由于火山作用和巖漿侵入活動(dòng)而迅速增厚,它一方面把原始地殼重熔,另一方面由于地內(nèi)物質(zhì)進(jìn)一步分異,離析出大量的花崗質(zhì)巖石進(jìn)入巖石圈,形成了原始的硅鋁質(zhì)大陸地殼,稱為次生原始地殼。其中許多部分保存至今,成為古陸核。強(qiáng)烈的火山作用又使地球上水圈迅速形成,原始生命也幾乎同時(shí)出現(xiàn)。
    2.元古代(Pt)
    大致距今6~20.5億年,經(jīng)歷14.5億年。一般分成早元古代和晚元古代。元古代時(shí)期火山作用明顯減弱。早元古代時(shí)期,已出現(xiàn)廣泛的沉積作用,古陸核以島嶼狀態(tài)出現(xiàn)。早元古代末巖石圈開(kāi)始出現(xiàn)穩(wěn)定的地臺(tái)區(qū)與活動(dòng)的地槽區(qū)并存的格局。海洋中的原核藻類已有相當(dāng)數(shù)量。大氣中含氧量增加十分明顯。世界上最早的后生動(dòng)物便在晚元古代末出現(xiàn),激化了生物的進(jìn)化。晚元古代發(fā)生了兩件大事:一是距今6.5~7.5億年前后出現(xiàn)了廣泛的冰川,從此地球具有明顯的分帶性氣候環(huán)境,為生物發(fā)展的多樣性提供了自然條件;二是冰期以后,距今6~7億年間出現(xiàn)無(wú)殼后生動(dòng)物,最終發(fā)展為具有分泌硬殼能力的適應(yīng)性更強(qiáng)的后生動(dòng)物。
    3.古生代(Pz)
    距今2.25~6億年,經(jīng)歷3.75億年。一般分成下古生代和上古生代。按早晚順序,下古生代又分成寒武紀(jì)(Є)、奧陶紀(jì)(O)、志留紀(jì)(S)三個(gè)紀(jì);上古生代又分成泥盆紀(jì)(D)、石炭紀(jì)(C)、二疊紀(jì)(P)三個(gè)紀(jì)。
    (1)寒武紀(jì)(Є)
    距今5~6億年,經(jīng)歷1億年。地殼運(yùn)動(dòng)方面,地臺(tái)區(qū)相對(duì)平靜,以升降運(yùn)動(dòng)為主。原來(lái)處于大陸狀態(tài)的地臺(tái)區(qū)開(kāi)始接受海侵,到中寒武世海侵。上寒武世時(shí),各地臺(tái)區(qū)緩緩上升,出現(xiàn)海退。在地槽區(qū),海區(qū)基本上繼承了震旦紀(jì)的海洋。有些地槽區(qū)活動(dòng)頻繁而強(qiáng)烈,發(fā)生褶皺運(yùn)動(dòng),伴有巖漿侵入,部分地區(qū)在上寒武世時(shí)期出現(xiàn)地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。生物演化出現(xiàn)了一次飛躍。帶硬體的動(dòng)物趨向繁榮。各階段生物出現(xiàn)了不同的組合群類。在無(wú)脊椎動(dòng)物中,最盛的是節(jié)肢動(dòng)物三葉蟲。
    (2)奧陶紀(jì)(O)
    距今4.4~5億年,經(jīng)歷0.6億年。奧陶紀(jì)海侵的范圍較寒武紀(jì)大得多,是地海侵范圍的時(shí)期之一。地槽區(qū)除部分地區(qū)上升為山外,其他仍然繼承了寒武紀(jì)時(shí)的沉積環(huán)境,有些地槽區(qū)火山活動(dòng)也比較頻繁。期間地殼的升降運(yùn)動(dòng)較為普遍,但各地區(qū)活動(dòng)強(qiáng)度與性質(zhì)各不相同。奧陶紀(jì)時(shí)地臺(tái)區(qū)的海陸面貌基本上是寒武紀(jì)時(shí)的繼續(xù),但在上奧陶世,許多地臺(tái)區(qū)有不同程度的上升,引起海退,陸區(qū)增大,海區(qū)縮小。
    植物界中,前寒武紀(jì)非常繁盛的疊層石到中奧陶世時(shí)急劇衰落,上寒武世出現(xiàn)的原始無(wú)頜類動(dòng)物到中奧陶世時(shí)已從海洋擴(kuò)展到陸上。海生無(wú)脊椎動(dòng)物到奧陶紀(jì)時(shí)空前繁榮,如筆石、三葉蟲、腕足類、鸚鵡螺類、腹足類、苔蘚動(dòng)物、珊瑚等。
    (3)志留紀(jì)(S)
    距今4~4.4億年,經(jīng)歷0.4億年。各地槽區(qū)的活動(dòng)性大有差異,部分地槽區(qū)發(fā)生褶皺上升,形成新的山系。地槽區(qū)內(nèi)火山作用不強(qiáng)烈。只是到了上志留世,地殼運(yùn)動(dòng)才逐漸趨于強(qiáng)烈,伴隨著大量巖漿侵入。志留紀(jì)后期至泥盆紀(jì)初期,古北美板塊與古歐洲板塊互相碰撞,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng),即加里東運(yùn)動(dòng)。地臺(tái)區(qū),部分仍然處于古陸環(huán)境,部分逐漸下陷,發(fā)生海侵。上志留世隨著地殼運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng),普遍海退,局部出現(xiàn)淡化海灣或咸化瀉湖。
    生物方面,除海生藻類繼續(xù)繁殖外,志留紀(jì)末期開(kāi)始出現(xiàn)具維管束植物,以*蕨目和石松目為代表,是目前所知的最早的陸生植物。脊椎動(dòng)物的無(wú)頜類進(jìn)一步發(fā)展,到中期出現(xiàn)有頜的棘魚類。