4.4 地质年代学

地质学的主要任务之一是恢复地球演化的历史以及在地球演化过程中发生的地质事件的时间关系，从而确定不同演化阶段地质特征。地质事件的发生时间可以用相对的和绝对的地质年代来表示，虽然绝对地质年代在时间表达上更为合理，但有些只需要确定地质事件发生的先后顺序的研究，通过野外调查地质体的接触关系所确定的相对时间，往往更加可靠。

相对地质年代

在研究地球的演化历史或者地质过程时，有时候并不一定需要知道地质事件发生的准确时间，而只需要知道它们之间的先后顺序，这种只确定地质事件发生先后顺序的方法称为相对地质年代。在没有找到合适的定龄方法之前，地质学家采用的就是相对地质年代的方法来确定地质事件发生的先后顺序。这种相对地质年代学的方法至今仍然是地质学家研究地质过程的主要手段。

丹麦人斯坦诺（N.Steno）是一位职业医生，他在意大利从事地层学研究中利用在医学上学到的生物学知识来研究化石，创立了生物地层学的原理，并提出了地层学的三个定律，从而奠定了相对地质年代研究的基础：

地层层序律 即先沉积的一定位于地层的下部，后沉积的一定位于上部，由此可以确定沉积事件的先后顺序。

原始连续性定律 即沉积过程中如果没有干扰因素，则原始的沉积地层一定是连续的。

原始水平性定律 在原始条件下形成的沉积地层一定是水平的（图4-14）。

由这三条定律出发，如果发现某个地区的地层不符合上述情况，就可以判断一定有什么地质事件发生。例如发现有新地层在老地层之下，那么引起地层倒转的原因是褶皱还是断裂？地层如果不是连续的，那么这之间发生了几次沉积间断？沉积间断发生在什么时间？地层如果是倾斜的，那么造成地层倾斜的原因又是什么？这三条定律看似简单，但追究引起原始地层发生变动的原因，直至今日仍然是野外地质调查的主要内容，也是确定相对地质年代的主要方法。

通过对区域间的地层对比，就可以确定区域地层沉积的先后顺序，并根据其他地质体与地层的关系来确定地质事件发生的先后。从图4-15可以看出，不同地区的岩层虽然出露在不同的高程上，有些地区还发生了沉积间断，中间部分地层缺失，但通过对比依然可以判断他们沉积的先后顺序和相应的位置。图4-15中柱状剖面D中缺失了泥岩层，这种现象称为不整合（平行不整合），表明中间存在了沉积间断。实际上在A、B、C中也都存在沉积间断，但由于没有明显的地层缺失，很容易被忽视。

沉积间断和地层对比研究除了可以确定沉积事件的时间关系外，还有助于沉积地层中岩组和沉积阶段的划分。地层中经常可以见到一些相似的岩组有规律的重复出现，这是因为某一特定的沉积环境重复出现。剖面上这种具有周期性重复出现的地层单位我们称之为“韵律层”（图4-16）。

由于地层的发育往往局限于一定的区域，而不同地区的地层则很难进行对比，这种方法也受到了限制。英国工程师史密斯（W.Smith）在修筑公路时发现在特定的地层中往往有一些特定的化石类型，如果反过来用特定的化石种类来确定特定的地层是否可行呢？研究表明这种思路是可行的，而且那些用来进行地层对比的化石如果分布广泛，就可以进行跨区域的地层对比了。后来经过居维叶、拉马克等人的不断完善，逐渐演变成生物地层学。生物地层学研究中最主要是选择那些在地质历史中存在时间比较短、演化快、分布范围广的古生物化石——标准化石，以提高对比的可靠性（图4-17）。通过对动植物演化的继承性和阶段性，可以成功地利用它们的遗体化石确定距今700Ma以来的沉积地层的时间关系。

确定相对地质年代的方法除了利用沉积地层学和生物地层学的方法外，还可以利用地质体在空间上的接触关系来确定地质事件发生的先后顺序（图4-18）。

经过几代地质学家的不断努力，终于确定了一个地质年代表（表4-3），以此进行全球范围的地层对比，并确定时间关系。

绝对地质年代

地球科学的研究非常需要采用绝对的时间来描述地质事件发生的确切年代，哪怕所给出的时间有一定的误差。绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法，绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。

在人类找到合适的定年方法之前，对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节-气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等，利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果，和地球的实际年龄也有很大差别。

1896年贝克勒尔发现了铀的放射性，1902年居里夫人首先提出了可能利用放射性同位素的特点确定矿物年龄的思想，1905年提出了利用U、Pb放射性同位素确定矿物年龄的方法，并在1907年成功地获得第一个U-Pb放射性同位素年龄，为地质学的绝对地质年代研究提供了崭新的方法。矿物的年龄可由下列公式计算：

其中t为矿物的年龄，D为矿物中的子同位素含量，P为剩余的（未分解的）同位素含量，x为同位素衰变常数。上式所表示的只是原理性的计算方法，由于上式中矿物的子同位素D可能包含非蜕变形成的元素，因此现今的同位素定年方法还采用了很多的办法来消除这一因素的影响。

目前地球科学领域所采用的同位素定年方法主要有U-Pb法、钾-氩法、氩-氩法、Rb-Sr法、Sm-Nd法等，根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。

地质年代表

1881年在意大利召开的第二届国际地质学大会上曾经通过了地层及相应的地质年代表的基本单元划分。在当时的年表中，地质历史被划分为四个代，主要依据是生物界的发展演化阶段，并建议使用的相应名称：

太古代 意为最古老的生命

古生代 即古老的生命

中生代 即为中等年龄的生命

新生代 意为新生命的开始

在对地质年代表的进一步完善过程中又划分出元古代，后来地质学家认为有必要建立更大的时代单位（宙）和相应的地层单位（宇），即太古宙（宇）、元古宙（宇）和显生宙（宇），并逐渐形成了地质年代表（表4-3）。需要指出的是，随着研究的不断深入和区域性地层的差异，不同的学者给出的地质年代表在绝对年代上会有所区别。

太古宙 二分为古太古代和新太古代。

元古宙 三分为古元古代、中元古代和新元古代，目前中新元古代的地层发育最好的在中国，根据中国地质学家的研究，中新元古代可以划分出四个纪，即长城纪、蓟县纪、青白口纪和震旦纪。

显生宙 三分为古生代、中生代和新生代，由12个纪组成。

纪（系） 纪是基本的地质年代单位，其名称大多是最早的研究区地名或民族名称，中文纪的名称一般沿用了日本的译名，通常采用纪的英文名称的第一个字母作为纪的符号，个别纪因为重复而采用其他符号。为了在地质图上能够醒目地区分不同地纪，每个纪都有自己特定的颜色（见表4-3）。

比纪（系）更短的单位是世（统）。纪一般可以分为2～3个世，分为早、中、晚，只有新生代给世以自己的名称。

地质年代表在地质学研究中发挥了巨大的作用，它是国际公认的，对所有地质现象和过程进行划分、对比和限定的工具，给地质历史过程顺序的建立带来了秩序。

主要地质时代的基本特征

太古宙是地质记录最为古老的年代，是地球形成后的初始期，其时限约从38亿年至25亿年前，长达13亿年。太古宙的岩石大多经过了高温高压的变质作用，属于高级变质岩类，由于年代久远，确实很难寻觅到化石，人们对这一时期的生命活动了解得很少。但20世纪后半期，科学家们陆续在南非和澳大利亚获得了重大收获，在变质程度不太剧烈的沉积岩层中发现了叠层石，这是微生物和藻类活动的产物。在南非的一套古老沉积岩中，科学家们借助先进的精密观测仪器，发现了200多个与原核藻类非常相似的古细胞化石，这些微体化石一般为椭圆形，具有平滑的有机质膜，这是人们迄今为止发现的最古老、最原始的化石，也是在太古代地层中发现的最有说服力的生物证据（图4-19）。

元古宙的时限自25亿年前至5.42亿年，其岩石类型也变得多样化了。在我国北方蓟县地区出露的一套浅变质的中、新元古代地层包含了许多这段地史的信息。人们在这一时期的古老地层中发现过微古植物化石、宏观藻类化石及叠层石。仅在我们中国，古生物学家就已发现元古宙不同时期的微古植物化石80余属、近200个种，生命在元古宙得到进一步繁荣，那时的地球已不再是满目荒芜了。

元古宙末期，大约从8.5到5.42亿年，被命名为震旦纪，这是因为这段时间在生命演化历程中具有承前启后的意义，并且它的命名地是在中国。“震旦（Sinian）”意指中国，德国地质学家首先把它用于地层学，许多学者都仿效使用，但含义有所不同。后来地质学家们重新定义了震旦纪，我国著名地质学家李四光等在长江三峡建立起完整的震旦纪地质剖面，这就是有名的峡东剖面，它向全世界提供了地层对比的依据。震旦纪已有了明确的生物证据，在动物界出现了低等的小型具有硬壳的物种，以及大量裸露的高级动物，后者就是发现于澳大利亚的埃迪卡拉动物群（图4-20）。在植物方面表现为高级藻类（如红藻、褐藻类等）的进一步繁盛，宏观藻类也得到飞速的发展，这时的地球已彻底改变一片死寂、毫无生气的面貌了。

寒武纪是古生代的第一个纪，踞今约542Ma—488Ma，经历54Ma的历史。寒武纪的英文Cambrian，它原本是英国威尔士西部一座山脉的名称，因为地质学家塞奇威克（A.Sedgwick, 1785—1873）在这里进行过详细的研究，发现过许多那一时期的生物化石并确认了相应的地层，才被作为一个专门的名称使用至今。现在，寒武纪这个名字被全世界广泛应用，它代表地球上有大量生物开始出现的新时期开始，在此之前，由于地球上的生物极其稀少，便被人们统称为前寒武纪。进入寒武纪后，地球上出现了广泛的海侵现象，海洋的面积进一步扩大，为海洋生物的生长创造了条件，一些原始无脊椎动物逐渐演化发展成具有硬壳的无脊椎动物。作为一个远古的时代，寒武纪最显著的特点，就是具有硬壳的不同门类的无脊椎动物如雨后春笋般的出现，这些动物，包括节肢动物、软体动物、腕足动物、古杯动物以及笔石、牙形刺等。它们的飞速涌现，形成了生物大爆炸的壮观局面，带来了生物从无壳到有壳这一进化历程中的重大飞跃。

我国寒武纪地层在南方和北方都有广泛的分布，并产有丰富的古生物化石。近年来对云南澄江地区寒武纪古生物的研究取得了许多重要的成果，澄江动物群的深入研究将为揭开寒武纪生命大爆发的奥秘提供大量的信息（图4-21）。

寒武纪时形成了许多沉积型的矿产，这些矿藏包括磷、石膏、盐类等，其中磷矿最为重要，我国这一时期的磷矿主要分布在南方。从寒武纪开始，地球磁场的变化有了记录，为板块漂移的研究提供了证据，磁场反转使剩余磁场的极性发生交替变化，为地层对比提供了另一条研究途径。

奥陶纪是早古生代海侵最广泛的时期，这为无脊椎动物的进一步发展创造了有利的条件。这一时期，海生无脊椎动物不仅门类和属种大量丰富，在生态习性上也有重要的分异。主要生物种类除三叶虫外，还有笔石、海绵、鹦鹉螺、牙形刺动物、腕足类、腹足类等，奥陶纪还出现了原始的鱼类（图4-22、图4-23）。

奥陶纪地层长期被作为志留纪的一部分。1835年英国地质学家塞奇威克（A.Sedgwick）建立寒武纪时，泛指整个早古生代及其那一时期形成的地层。同年，莫奇逊（R.I.Murchison）研究英格兰的同一地区的这套地层，提出了志留纪的称谓，指早古生代地层的大部分。这样，两个名称涵盖的内容在时限和地层上有一段重复，造成应用上的困难和长期的争论。后来，地质学家拉沃斯（C.Lapworth）提出建议，将原称寒武纪或志留纪之间的重复部分另外取名奥陶纪（Ordovician，威尔士一个古代民族的名字）。实际上，直到1960年的第21届国际地质学大会上，奥陶纪才被确认为独立的纪，其时代相当于原来志留纪的3/5。从此，才有了早古生代地球发展史的寒武纪、奥陶纪、志留纪先后三个不同的发展阶段。

志留纪的名称也是来源于英国的一个古老部落（Silurian）。由于强烈的造山运动，志留纪的地球表面出现了较大的变化。海洋面积缩小，陆地扩大，因此低等植物作为植物界的先驱者登上了大陆。海洋中，各种无脊椎动物并不理会领地的萎缩而继续繁盛，毕竟海洋的面积是太大了，更何况随之而来的又将是一次新的海进。

在志留纪的海洋中，珊瑚出现了较多种类，它们为晚古生代（主要是泥盆纪和石炭纪）珊瑚的空前繁荣奠定了基础。志留纪的主要珊瑚类型是床板珊瑚和四射珊瑚，尽管当时的珊瑚中许多是单体而不是群体，但由于数量丰富，海洋中已经形成了珊瑚礁。层孔虫是另一类海洋生物，它们可以分泌钙质的骨骼，也具有造礁能力。腕足类是一种固着生物，具有两瓣硬壳，死后容易保存成为化石，形成壳相地层。此外，志留纪时的重要生物还有苔藓虫、三叶虫、鹦鹉螺类和笔石类。其中，笔石是一种非常重要的生物，其化石通常保存在岩层面上，很像用笔书写的痕迹，故称之为笔石（图4-24）。

笔石是一种脊索动物，在生物进化史上有其重要的意义，即出现了中枢神经。分布于我国东南沿海的文昌鱼就是脊索动物的孑遗动物（图4-25）。

泥盆纪是晚古生代的第一个纪，得名于英国西南部的Devon shire（德文郡），日本学者后来将Devonian译成片假名“泥盆纪”，才有了现在的名字。由于早古生代的造山作用（加里东运动）影响，地球经历了漫长的构造变动，使全球陆地面积继续扩大。与此同时，地球的大气成分也发生了明显的改变，可能是臭氧层的出现，使生物可以暴露在大气中而免遭紫外线的伤害，从这一时期起，生物才开始从海洋向陆地进军。

在当时，鱼类首先从无脊椎动物中分化出来，形成生物界的新族。由于泥盆纪的鱼类空前繁盛，泥盆纪又称“鱼类的时代”。与此同时，植物中的先驱者已经向陆地上扩展，在这个新的环境中，它们淋浴着和煦的阳光，逐渐占据了辽阔的大地，地球开始披上了绿装。在泥盆纪早期，气候变得干燥炎热，适宜这种环境的裸蕨植物获得了迅速发展（图4-26），泥盆纪晚期，石松类和真蕨类形成了成片的森林，为陆生生物的发展准备了条件。

另一方面，海洋中的无脊椎动物仍然统治着那里的世界，腕足类、珊瑚、层孔虫、苔藓虫、双壳类、牙形刺等生物在大洋中竞相发展，其中腕足类是非常引人注目的一类生物。腕足类属于底栖固着型生物，软体由两瓣壳所保护，此外，还有一个用于支撑和固定身体的肉茎。它们喜欢生活在安静的海底，与世无争。腕足类品种繁多，在我国南方这一时期的地层中，保存着丰富的腕足动物化石（图4-26）。

石炭纪的气候温暖湿润，有利于植物的生长。随着陆地面积的扩大，陆生植物从滨海地带向大陆内部延伸，并得到空前发展，形成大规模的森林和沼泽，陆地表面到处是绿色的世界，给煤炭的形成提供了有利条件（图4-27）。所以，石炭纪成为地史时期最重要的成煤期之一，因而得名“石炭纪”（Carboniferous）。据统计，属于这一时期的煤炭储量约占全世界总储量的50%以上。在石炭纪的森林中，既有高大的乔木，也有茂密的灌木。乔木中的木贼根深叶茂，木贼的茎可以长到20～40cm粗，它们喜爱潮湿，广泛分布在河流沿岸和湖泊沼泽地带。石松是另一类乔木，它们挺拔雄伟，成片分布，最高的石松可达40米（图4-28）。石炭纪时，早期的裸子植物（如苏铁、松柏、银杏等）非常引人注目，但蕨类植物的数量最为丰富。蕨类植物是灌木林中的旺族，它们虽然低矮，但大量占据了森林的下层空间，紧簇拥挤，蒸蒸日上。可以这样说，今天地球上之所以蕴藏有如此丰富的煤炭资源，与石炭纪的植物界的繁盛密切相关。中国是煤炭资源大国，山西的煤层应该是最好的证据。石炭纪森林的广袤和茂密可以从中国所产煤层的厚度上看出来，有的煤层厚度竟然超过120m，这相当于2440m的原始植物质的厚度。

此外，石炭纪也是地壳运动频繁的时期，许多地区这时褶皱上升，形成山系和陆地，地形高差起伏，使地球上产生明显的气候分异。按照地理环境的不同，科学家们根据石炭纪的植物分布特点划分出各具特色的植物地理区，每一植物地理区都有自己的特色植物群和一定的生态特征。

二叠纪以俄罗斯的彼尔马省（Permian）最先研究而得名，是地球发展史上重要的成礁期。二叠纪以海退为主要特征，陆地占主导地位，北半球气候干燥炎热，因此大部分地区以红色的含盐或石膏的泻湖、陆相沉积为主。赤道地区则较为潮湿，海水温暖而又清澈，喜欢生活在浅海的各种钙藻和海绵动物大量繁殖（图4-29），大陆则非常适合植物生长，因此二叠纪也是重要的成煤时期和生油时期。全世界已经发现了许多二叠纪的礁型油气田，例如在美国得克萨斯、新墨西哥州等地就发现和开发了二叠纪礁型油气田100多个，其中斯克雷油田分布长40km，宽3～15km，产油面积295km2，可采储量1.62亿吨。俄罗斯的乌拉尔地区，开发了与礁有关的油气田30余个，产量也极为可观。

脊椎动物由水到陆必须解决适应陆地生活环境的三大课题，其一是支撑和运动，鱼形动物是靠水的浮力，不存在支撑体重问题，尾和鳍则是其运动器官。为了适应陆地生活，必须把偶鳍改造为四肢来完成支撑体重和运动的双重任务；其二是从鳃呼吸改为肺呼吸；其三为生活在陆地上，还必须防止体内水分的蒸发。两栖动物在克服水分蒸发方面并不十分成功，所以它们只能生活在河、湖岸边和沼泽区等潮湿地带。两栖动物在二叠纪的发展可谓一日千里，无数种两栖动物匍匐爬行在水边，到二叠纪末期，逐渐演化为真正的陆生脊椎动物——原始爬行动物（图4-30）。

二叠纪末期发生了生物大量绝灭事件，可能与晚古生代末出现的地壳运动有关（海西运动），经过这次运动，北半球的许多活动海槽都已先后转化为褶皱山系，环境也发生了巨变，造成了大量的生物灭绝。

三叠纪是中生代的第一个纪，最早人们在德国西南部发现了代表这段时间的地层，因这套地层的颜色和岩石结构明显地由三个部分组成：下部是陆相杂色砂页岩，中部为海相灰白色石灰岩，上部是陆相红色岩层，三分性质一目了然，故此被称作“三叠系”（Triassic）。

三叠纪的生物界面貌大大不同于晚古生代的二叠纪，在海洋中，随着二叠纪末大量生物门类的绝灭，代之而起的是软体动物（菊石、双壳类等）、六射珊瑚、海绵类、海百合、有孔虫、苔藓虫等，微体化石牙形刺在三叠纪十分常见，它们处在演化史上的关键时期，属种更替显得极其频繁，至三叠纪末它们全部绝灭。在陆地上，裸子植物继续保持着优势，苏铁类占据主要地位（图4-31），真蕨和木贼类也逐渐繁盛。陆生脊椎动物出现了水龙兽、犬颌兽等，它们是接近于哺乳类祖先的似哺乳爬行动物。三叠纪晚期爬行动物向各方面分化，种类繁多，如适宜于陆地环境的我国云南禄丰龙，喜爱在湖泊中游弋的安徽巢湖龙，回返到海洋中生活的喜马拉雅鱼龙等。

三叠纪末，在我国广大地区发生了“印支运动”，扬子板块和华北板块连为一体，结束了我国东部地区“南海北陆”的局面。与此同时，一个新的构造格局开始出现，我国大陆东西分异的沉积特点逐渐表现出来，这也是我国整个中生代的沉积特点。我国三叠纪以沉积矿产较为丰富，重要的有煤、石油、油页岩、膏盐和菱镁矿等。

侏罗纪（Jurassic）得名于法国、瑞士交界的阿尔卑斯山区的侏罗山（Jura Mountain），从19世纪初开始就有许多人来这里从事科学考察活动，今天在地质学上应用的一些理论或概念都得益于当时对侏罗山区的认识，如古生物学中的“化石层序律”、化石带的建立和划分，地层学中“阶”的概念等。由于这一地区的地层发育特别完整，经过测定认为形成于地质历史的中生代中期，于是称为侏罗系。这个时期是爬行动物大繁盛的时期。

在中生代时，哺乳动物还没有真正出现，恐龙等爬行动物因此遇不到生存竞争的对手，它们理所当然地成为生物界的霸主。侏罗纪到处都是恐龙的家族，天空中滑翔掠过的是翼手龙和飞龙，在海洋中搏击风浪的是鱼龙和蛇颈龙，陆地上四处觅食的是梁龙、剑龙和雷龙，地球真正成了恐龙主宰的世界（图4-32）。

恐龙等爬行动物之所以能够得到飞速发展，特别是陆生恐龙之所以能够占据地球的表面，主要取决于陆地植物的存在。当时温暖的气候十分有益于陆地植物的生存和繁衍，低矮的蕨类植物长成茂密的灌木林，高大的裸子植物则是苏铁、银杏和松柏类，它们一棵棵巍峨、挺拔，形成了郁郁葱葱的乔木林，乔木与灌木相互混合，整个地球都被陆生植物所覆盖，侏罗纪成了名副其实的绿色公园。最近，我国的古生物学家在辽宁北票地区发现了侏罗纪晚期被子植物果实的化石，这一发现表明，侏罗纪时被子植物也已经出现了。爬行动物的另一支开始向鸟类方向进化，出现了始祖鸟等新的动物类型（图4-33）。侏罗纪多种植物形成的茂密树林为草食恐龙提供丰富的食源，为它们、也为小型食肉或杂食恐龙提供了藏身之地。草食恐龙的数量增多无疑又对肉食恐龙有利，这一完整的食物链的构成正是侏罗纪为什么成为恐龙世界的秘密。由于侏罗纪植物茂盛，非常益于煤炭的形成，因此侏罗纪也是主要的成煤期，全球许多大煤田都形成于这一时期。

白垩纪是中生代的最后一个纪，白垩纪（Cretaceous）的名称来自于拉丁文白垩“Creta”，代表一种灰白色、颗粒较细的碳酸钙沉积，英国东南的多佛尔海峡即由白垩构成陡峭的岩壁，人们认识白垩纪地层也是最早从这里开始的。白垩纪是地质年代表中唯一一个以岩性命名的纪。

白垩纪是地球发展史上的重要时期，这一时期是动植物新生门类蓬勃发展和迅速演变的时期，也是又一次出现生物大绝灭的时期。著名的霸王龙就生活在白垩纪，它是当时最强悍的食肉动物（图4-34）。以霸王龙为代表的蜥臀类恐龙大多数具有捕杀猎物的高度适应性，在世界各地都有它们的踪迹。鸟臀类的演化也在这一时期也十分醒目，出现了甲龙、角龙、鸟脚龙类等，鸭嘴龙就是十分常见的鸟脚龙类。除了陆地上的恐龙，白垩纪时，向空中发展的爬行动物有了更完善的适应，它们不仅个体硕大，飞翔能力也可以同某些鸟类相媲美；海洋中的爬行动物以沧龙类和蛇颈龙类为代表。但整个白垩纪鸟类、哺乳类和鱼类的崛起已对恐龙构成威胁，从侏罗纪延续下来的由恐龙主宰世界的格局正面临崩溃。

白垩纪出现了真正的鸟类，这在生物进化史上是一个重要的事件。我国古生物学家在辽宁北票地区发现的中华龙鸟等化石为鸟类的演化和发展提供了最有力的说明（图4-35）。鱼类中真骨鱼得到迅速发展并分布于全球各地。节肢动物中的介形虫、叶肢介等成为重要的化石，特别是介形虫，它们个体微小，既可生活在淡水，又能生活在海水、半咸水，有很强的适应能力。海生无脊椎动物中，菊石、有孔虫、双壳类具有一定的代表性。

中生代进入白垩纪后，最重要的事件就是各种恐龙的相继绝灭，使中生代这一生物界的霸主全部退出了历史舞台，从而结束了统治地球长达一亿多年的恐龙时代。科学家们进一步指出，灾难并不仅仅只是降临在恐龙身上，在白垩纪末，出现了一次遍及整个生物界的大劫难。研究表明，中生代末以恐龙为代表的生物大绝灭，是继古生代末二叠纪的生物大绝灭后又一次引人瞩目的事件。这次事件，除恐龙外，还导致菊石、箭石类完全绝灭，有孔虫、珊瑚、海百合、双壳类及许多微体古生物的一些目、科也完全绝灭。中生代末的这次浩劫，殃及的各种生物总计达3000个属，有一半以上惨遭淘汰。科学家们认为，生物在短时间内突然绝灭，可能与地球的环境变迁有关，可能与生物界自身演化历程中的调节与平衡有关，这也是促进生物继续发展的重要因素。正是这次大绝灭，才引起了新生代哺乳动物的飞速发展，使地球生物呈现了千姿百态的新景观。

第三纪（Tertiary）时，地球上已相继形成阿尔卑斯山、喜马拉雅山、落基山和安第斯山等一系列巨大的山系，地表高差十分显著，气候也有过几次大范围的波动。这首先影响了植物界的发展，被子植物在第三纪占据主要地位并获得了迅速演化，裸子植物和蕨类植物退居次要地位。早第三纪基本上是木本植物大发展阶段，晚第三纪草本植物也加快了演化速度，植物组分越来越复杂。受地形、土壤和气候等各种因素的影响，第三纪出现了明显的植物分区，热带植物区的植物与温带植物区的植物在组合面貌上截然不同。第三纪哺乳动物也得到了飞速地发展，除了不如植物的种类繁多外，个体的演化却加快了，如当时的三趾马个头只有现在的狐狸那么大（图4-36），始祖象的个头也和现在猪的个头相当。

在我国，第三纪早期古地理轮廓基本上是中生代白垩纪的延续，海区分布在喜马拉雅、台湾及塔里木盆地西缘，海水的范围与中生代相比已明显缩小。与此相反，陆地面积扩大了，在陆区内，西部的大型盆地包括准格尔、塔里木、柴达木等盆地仍继续沉降接受沉积。中部的几个大型盆地，如陕甘宁盆地、四川盆地沉积范围逐步缩小，直至消失已不再接受沉积。东部也有较大的变化，华北地区东西两侧上升，中部逐渐下沉，形成巨型的华北盆地。华南的江汉盆地、苏北盆地仍然继承着前期的沉降条件。

早第三纪中后期发生了对全球有巨大影响的造山运动，即喜马拉雅运动，到晚第三纪后期加速隆升，逐渐形成今日世界屋脊——喜马拉雅山，青藏高原地区在此时也不断上升，当时的古地理面貌与现代很接近，只有台湾地区仍然沉没在大海中。

根据第三纪古地理面貌得知，我国这一时期陆相地层非常发育，海相地层仅见于台湾、喜马拉雅及塔里木盆地西南缘。陆相大致可以沿着贺兰山—龙门山一线为界，划分东西两大部分，它们在古地理格局、沉积类型以及地史发展过程有其各自的特点。

第三纪时形成了许多重要的矿产，在我国，有经济价值的是石油、天然气资源，此外，褐煤等沉积矿产也很重要。在西北地区，与干燥气候条件有关的盐类矿藏，如石膏、岩盐、芒硝等储量丰富，也具有重要的意义。

第四纪（Quaternary）是最后一个纪，至今尚未结束。第四纪的重要事件是北半球出现了多次的冰期，发育了大面积的冰川。第四纪最重要的事件是人类的出现，长期以来，科学家们认为人类大约在100万年前出现，并从这时开始命名为第四纪。随着研究的不断深入，古人类出现的时间被一再推前，现在的第四纪已经不再和人类的出现直接关联，而成为真正的地质年代。

1974在埃塞俄比亚阿法地区发现了16岁的“Lucky”少女，距今300多万年，显示了直立行走的特点，但上肢仍保留攀援的功能，称为“阿法南猿”（图4-37）;1992年在非洲阿拉米斯地区发现距今440万年的南猿化石；从分子生物学的研究推测，人与猿分道扬镳的时间应大约在500万年前。

2002年，法国普瓦捷大学的米歇尔·布吕内及同事在乍得沙漠中发现的一个头盖骨、牙齿和下颚碎片距今有700万年的历史。他们从牙齿和头骨结构判断，化石属于此前从未被发现的一个新人种，将其命名为“乍得人”，并给化石取名“杜马伊”。部分科学家们相信，它就是人类祖先，而且是最古老的人类祖先。但另一个研究小组坚持认为，他们在肯尼亚发现的距今600万年前的“千禧人”才是人类最早的祖先。科学家至今也未找到标志人与猿分离的化石，而“杜马伊”则是迄今发现的最早人种化石，如果它不在人类进化树的起点位置，也应该相当接近，对人类进化研究具有重要价值，对这一问题的争论仍在继续。

进一步阅读书目

D．约克，R.M．法夸尔．中国科学地质研究所同位素地质研究室译，地球年龄与地质年代学．北京：科学出版社，1976

刘本培，赵锡文，全秋琦，等．地史学教程．北京：地质出版社，1986

W.B．哈兰德著．地质年代表．袁相国，等译．北京：地质出版社，1987

В.И．索博列夫斯基著．珍奇矿物．郭武林，严清瑞译．北京：地质出版社，1988

门凤岐，赵祥麟．古生物学导论．北京：地质出版社，1993

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