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第一节 地球的年代
一、地质年代的测定
二、地质年代表
第二节 地球圈层系统的形成与演化
一、原始地球物质的重力分异与内部圈层的形成
二、地球外部圈层的形成与演化
地质年代与地球演化
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第一节 地球的年代
一、地质年代的测定
1. 相对年代
（1）相对年代：表示地质事件和岩石形成
的相对先后顺序（新老关系）
（2）相对年代确定的依据：古生物化石
化石：保存在岩层中的地质历史时期的
生物的遗体或遗迹
利用化石确定地层年代的依据: 生物进化的不可逆性、前进性发展规律
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腹足类
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三叶虫
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头足类（菊石）
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保存在琥珀中的昆虫化石
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保存在琥珀中的昆虫化石
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恐 龙 蛋 化 石
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虫 管 化 石
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鱼类化石
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爬行动物龟化石
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节肢动物
　昆虫类化石
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蕨类植物化石
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节肢动物甲壳类
　　鲎化石
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活化石－现生头足类
　鹦鹉螺壳体
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现生鹦鹉螺
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银杏
活化石－裸子植物银杏
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2. 绝对年龄
（1）绝对年龄：地质事件、矿物、岩石形成的
确切年龄
（2）测年原理：同位素地质年代学
根据岩石、矿物中某些放射性元素（如：238U、40K、87Rb）的含量和它们的放射性蜕变产物（如
206Pb、40Ar、87Sr）含量之间的比例关系来计算岩石、矿物的年龄。
放射性衰变定律：N=Noe-λt

（放射性同位素原子数目随时间做负指数衰减）
主要衰减形式 α衰变 放出α粒子
β衰变 放出负电子
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常用方法 半衰期（T）
U238 Pb206： 45.1亿年
U—Th—Pb法 U235 Pb207： 7013亿年
Th232 Pb208： 139亿年
K—Ar法： K40 Ar40： 13.1亿年
Rb—Sr法： Rb87 Sr87： 5000亿年
放射性碳（ C14法）
C：C1298.9%；C131.1%；C14
C14 宇宙射线（中子）与N原子作用生成 。
C14 N14 5568年（T）
C14 法只能测定5~6万年以来事件
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铀２３８蜕变成铅２０６
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大气中的氮１４在宇宙射线的作用下转变
为碳１４，被生物按固定比例吸收；生物死亡
后，碳１４的比例每５５６８年下降一半
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二、地质年代表
综合绝对年龄和相对年代研究，将地质年代组织成地质年代表

年代地层单位与地质年代单位:

年代地层单位 地质年代单位
宇 宙
界 代
系 纪
统 世
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地 质 年 代 表
（据国际地层委员会二○○四年资料简化）
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地 层
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第二节 地球圈层系统的形成与演化
一、原始地球物质的重力分异
与内部圈层的形成
1. 距今46~44亿年，高温熔融的原始地球
物质在重力分异作用下完成了核心与地幔分离。
地核：由 Fe、Ni 构成
地幔：由 Si、O、Fe、Mg 构成
-----硅酸盐地幔
2. 稍后（45~44亿年），由地幔逐渐冷却的
表层衍生出了最古老的地壳。
地壳：为富含Al、Ca的铁镁硅酸盐
世界上最古老矿物和岩石年龄：44~ 40亿年
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地球---太空中璀璨的蓝宝石
生命-----宇宙物质演化的必然
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☻ 地球的起源：
作为太阳系的一部分，地球是和太阳系
同时形成的。
大约46亿年前,在银河系的某个区域，
混合着许多死亡的恒星的残骸和爆炸的灰
尘气体云团开始收缩并飞速旋转; 在旋转
圆盘的中心, 绝大部分质量形成了我们的
太阳; 极少部分的质量在旋转圆盘的外围
诞生了8颗行星，其中有一颗叫地球！
太阳系有两类行星：气体的类木行星和
固体的类地行星。地球是最大的类地行星！
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太阳系的形成
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太阳系大家庭
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小行星带
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小行星带和脱罗央群小行星
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四颗最大的小行星
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最初的星球并不适合居住
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４４亿年前核、幔的分离
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活着的地球
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活
着
的
地
球
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地球上４４亿的最古老矿物（锆石）
揭示地球的冷却地壳和水圈形成的年龄
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二、地球外部圈层的形成演化

1. 大气圈形成演化
☺46~38亿年，原始大气圈，火山气体：
CO、CO2、NH3、CH4及水蒸气，强烈的温室
效应 -----CO2水准是今天的20万倍！
☺38~19亿年，缺氧还原大气圈（富CO2 ）
28亿年前，出现释氧光合作用系统：
nCO2+nH2O→(CH2O)n+nO2
☺19~4亿年，含O2、N2大气圈（游离氧）
19亿年，自由氧分压：1％PAL
6亿年，自由氧分压：6~10％PAL
4.1亿年，臭氧层（O3）形成！
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☺4~0亿年，富O2、N2大气圈（具臭氧层）
现今地球氧化作用的普遍性：
2CO+O2→2CO2
4NH3+3O2→2N2+6H2O
CH4+2O2→CO2+2H2O

2. 水圈的形成演化

☺46~38亿年，极强酸性的原始水圈形成
　　 火山水蒸气、气体冷凝
　　彗星陨击水
含大量H2SO4、HCl、HNO3、H2CO3！
原生水
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☺38~19亿年
强酸性水圈
　
弱酸性水圈（氯化物水圈）
　　
　 弱酸性水圈（碳酸盐水圈）
☺19~0亿年
　 弱酸性水圈
　　　　
　 弱碱性水圈
硅酸盐矿物风化，析出
K+、Na+、Ca++、Mg++离子
大气CO2、O2作用，
碳酸盐（Ca、Mg)CO3沉积
碳酸盐沉积，Ca++、Mg++
进入岩石；K+、Na+增多
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地球圈层结构的形成
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地球圈层结构的形成
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地球水圈的形成
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地球水圈的形成
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地球大气的分层
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地球大气的分层