第十二章


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    第三纪TertiaryPeriod(距今6500万年~距今180万年)被子植物的时代)

  地质年代名称,新生代的最老的一个纪,始于距今6500万年前,大约延续6300万年。延至距今180万年。

  第三纪的重要生物类别是被子植物、哺乳动物、鸟类、真骨鱼类、双壳类、腹足类、有孔虫等,这与中生代的生物界面貌迥异,标志着“现代生物时代”的来临。

  第三纪时被子植物极度繁盛。除松柏类尚占重要地位外,其余的子植物均趋衰退。蕨类植物也大大减少且分布多限于温暖地区。第三纪的植物有明显的分区现象,地层中还有许多微体水生藻类化石。

  脊椎动物的变化主要表现在爬行动物的衰亡,哺乳类、鸟类和真骨鱼类取而代之,兴起且高度繁盛。第三纪的早期,仍生活着古老、原始的哺乳动物;到了中期,现代哺乳动物的祖先先后出现,逐渐代替了古老、原始的哺乳动物;第三纪晚期,现代哺乳动物群逐渐形成,更是偶蹄类和长鼻类繁盛的时期。尤其马的进化很快。

  中生代末,海生无脊椎动物有明显的兴衰现象。盛极一时的菊石类完全绝灭,箭石类极度衰退,而双壳类、腹足类、有孔虫、六射珊瑚、海胆、苔藓虫等则进一步繁盛。第三纪出现的有孔虫分布广泛、进化迅速,对于海相第三系的划分与对比很有意义。此外,它们的生态分带已应用于确定沉积盆地水深的变化。原生动物中的放射虫在第三纪也十分繁盛,在深海研究中占有突出地位。双壳类在第三纪有很大发展,腹足类在第三纪进入极盛期。

  陆生的无脊椎动物以双壳类、腹足类、介形类为主,可以根据它们不同时期组合面貌的变化,进行陆相第三系的划分。

  [编辑本段]第三纪-名称的由来:

  第三纪名称的意思是“第三个衍生期”,这是延用十九世纪对地层划分为四个大时期的分类命名。

  1833年,英国C.莱伊尔在研究法国巴黎盆地软体动物化石时,发现地层越新,软体动物与现代种属相同的越多。他根据地层中含有现代种属的百分比,将第三纪划分为始新世、中新世和上新世。1854年,E.贝利希在德国发现早于中新世的沉积物,提出渐新世。1853年,M.赫奈斯依生物群和沉积物的相似,将中新世和上新世合称晚第三纪;1866年,K.F.瑙曼则把渐新世和始新世合称早第三纪。1874年,W.P.夏姆珀根据巴黎盆地发现的植物化石,他认为这些化石的层位早于始新世,而称之为古新世。因此,第三纪划分为早第三纪和晚第三纪。早第三纪包括古新世、始新世和渐新世,晚第三纪包括中新世和上新世。早、晚第三纪的分界线约在2330万年前。

  习惯上将这个纪分为5个持续时间不等的世,从老到新为:古新世、始新世、渐新世、中新世和上新世。它们的名称是根据现代海洋无脊椎生物种属在第三纪化石中占的比例命名的。因此,根据提出这个系统的查尔斯·莱尔爵士的意见,始新世(意思是“现代的拂晓”)有比更新世(译为更为现代)较少的现代物种。在另一种分类中,将第三纪看作一个代,其中的前三个世构成老第三纪而后两个构成新第三纪。

  [编辑本段]第三纪-地层构造:

  该纪在新生代两阶段中的前一阶段。这一时期形成的地层称第三系,位于中生界之上、第四系之下。

  第三纪岩石大都由固结不紧实的非海相和海相沉积物组成,其中有些含很多化石。主要的岩石划分最早是在欧洲建立的,那里第三纪岩石有广泛的分布,易于研究和分类。在一些构造舒缓的盆地,如伦敦盆地、巴黎盆地与维也纳盆地中第三纪有最好的发育。意大利、法国南部、比利时、荷兰与德国也有很著名的第三纪沉积。非洲北部有海相第三系岩石,而在南洲南部则有广泛分布的第三纪沉积。

  在新西兰和东印度群岛,第三系以海相、非海相和火山岩的组合为特征,而在澳大利亚则有广泛的火山活动的证据。

  在北洲,第三纪岩石在从下加利福尼亚到阿拉斯加的太平洋沿岸的窄带中出现。它们多数是海相成因的,这些岩层很厚而且是强烈断裂与褶皱的。在大西洋沿岸带平原,第三纪岩石的露头从新泽西州延伸到佛罗里达,并沿墨西哥沿岸平原继续延伸到墨西哥。

  它们既有海相的,也有非海相的,而在得克萨斯州和路易斯安那州的沿岸平原有特别大的厚度。有些地方,地层被圆柱状盐颈刺穿,它们使岩石向上拱起形成盐丘,而盐丘可以与石油和天然气相伴生。在北大陆内部,南从得克萨斯州以北的俄克拉荷马州到加拿大的阿尔伯达大平原区中,在从新墨西哥州到萨斯喀彻温省的落基山区,以及爱达荷南部、俄勒冈东部和内华达州的大盆地区,存在着非海相沉积。这些地层与南达科他州的巴德兰兹、犹他州的布赖斯谷国家公园的优景有成因关系。它们也是许多猛犸象化石的来源,并揭示了第三纪生物质的许多情况。

  [编辑本段]第三纪火山和地壳运动:

  北洲西部有相当多的第三纪火山活动的证据。熔岩、火山灰和其他类型的火成岩覆盖了78万平方公里以上的面积,并出现有象沙斯塔山和胡德山之类的火山峰。拉森峰和雷尼尔山也是这种火山作用的产物。俄勒冈州、华盛顿州、爱达荷州和内华达州的哥伦比亚河与斯内克河流域地区,巨大的熔岩高原是由无数彼此叠覆的熔岩构成的,覆盖了52万平方公里的面积,厚达数百米。从第三纪中期(中新世)开始在地球上许多地区发生地壳运动并逐渐加强,持续到第三纪末。喀斯喀特造山运动是隆起作用达到顶峰的时期,它是导致亚洲的喜马拉雅山、欧洲的阿尔卑斯山、加利福尼亚和俄勒冈的海岸山脉以及华盛顿州和俄勒冈州的卡斯卡德山脉抬升的一期造山运动。

  [编辑本段]第三纪气候条件:

  第三纪的气候比起现在的气候来,更为温暖、湿润而且较少变化。在第三纪早期,热带和亚热带气候远远延及加拿大北部边界,在稍后的时期内大平原地区则呈现出干旱境况。趋近第三纪末,气候逐渐变冷,预示着更新世最早的冰期即将来临。

  在第三纪,中欧、北非和北东部墨西哥湾沿岸属于热带气候,而北非、西亚、中亚和中国华南大部地区,则属于干燥气候带;东北亚、西西伯利亚、中欧、北西北部、中国东北地区以及澳大利亚东南部和南南部,属于温凉潮湿气候带。

  [编辑本段]第三纪的生物遗存:

  由于第三纪生物很象第四纪时期,这两个纪的植物和动物都在新生代的条目下阐述。南洲、东印度群岛、中东、苏联、加利福尼亚和路易斯安那州与得克萨斯州的墨西哥湾沿岸地区都产出大量的石油。墨西哥湾沿岸平原的盐丘产出岩盐,也产出石油。在蒙大拿州、怀俄明州、俄勒冈州及华盛顿州都有在第三系中采煤的矿山。第三纪早期(始新世)的绿河组是油页岩的重要来源,国的落基山地区、墨西哥、秘鲁、玻利维亚在第三系地层开采铜、金和银矿。在马里兰州、弗吉尼亚州和加利福尼亚州第三系地层中产出硅藻土。

  [编辑本段]第三纪-哺乳动物的繁盛时期:

  古新世(6千5百万年前):除恐龙外,一些在白垩纪集群灭绝中幸存下来的爬行动物类群仍继续生活下去,哺乳动物和鸟类保留一定的古老特,并进一步发展,在哺乳动物中出现早期的马、大象和熊类。植物界中菊科(Compositae)植物开始出现;

  始新世(5千3百万年前):草本(科)植物(grassvegetation)出现并与豆科(Leguminosae)植物、菊科植物一起继续繁荣。古老动物群逐渐被现代动物群的祖先替代,在4千万年前,开始出现草食动物(grazing)和猴子,部分哺乳动物类群(鲸鱼、海豚)重返海洋生活。有孔虫发展并繁盛;

  渐新世(3千6百万年前):最早的猿类出现,大型哺乳动物和鸟类在地球上广泛分布,如犀类中出现古今陆上最大的哺乳类动物巨犀。大量陆地被草原覆盖;

  中新世(2千3百万年前):灵长类在中新世占有重要地位,如森林古猿分布较广,到中新世末,类人猿(hominidapes)与大型猿类分开演化,类人猿辐射演化并达到演化的顶点,出现西瓦古猿(Sivapithecusa)--具有现生猿类和人类特征的类人猿;

  上新世(5百万年前):出现最早的人类--南方古猿(Australopithecus)。

  劳动创造了人类

  英文:QuaternaryPeriod

  地球历史的最新阶段,新生代最后一个纪。关于其下限一直存在争议,支持较多的有1.8Ma和2.6Ma。虽然国际地层委员会推荐的第四纪的下界年龄为1.80Ma,但是由于2.6(开始为2.48)Ma是黄土开始沉积的年龄,因而我国地质学家,尤其是第四纪地质学家基本都采用后者。这一时期形成的地层称第四系。第四系一名是法国学者J.德努瓦耶于1829年提出的(见新生代)。

  从第四纪开始,全球气候出现了明显的冰期和间冰期交替的模式。第四纪生物界的面貌已很接近于现代。哺乳动物的进化在此阶段最为明显,而人类的出现与进化则更是第四纪最重要的事件之一。

  哺乳动物在第四纪期间的进化主要表现在属种而不是大的类别更新上。第四纪前一阶段——更新世早期哺乳类仍以偶蹄类、长鼻类与新食肉类等的繁盛、发展为特征,与第三纪的区别在于出现了真象、真马、真牛。更新世晚期哺乳动物的一些类别和不少属种相继衰亡或灭绝。到了第四纪的后一阶段——全新世,哺乳动物的面貌已和现代基本一致。

  大量的化石资料证明人类是由古猿进化而来的。古猿与最早的人之间的根本区别在于人能制造工具,特别是制造石器。从制造工具开始的劳动使人类根本区别于其它一切动物,劳动创造了人类。另一个主要特点是人能直立行走。从古猿开始向人的方向发展的时间,一般认为至少在1000?万年以前。

  第四纪的海生无脊椎动物仍以双壳类、腹足类、小型有孔虫、六射珊瑚等占主要地位。陆生无脊椎动物仍以双壳类、腹足类、介形类为主。其它脊椎动物中真骨鱼类和鸟类继续繁盛,两栖类和爬行类变化不大。

  高等陆生植物的面貌在第四纪中期以后已与现代基本一致。由于冰期和间冰期的交替变化,逐渐形成今天的寒带、温带、亚热带和热带植物群。微体和超微的浮游钙藻对海相地层的划分与对比仍十分重要。第四纪包括更新世和全新世,相应地层称更新统和全新统。第四纪下限的确定,意见分歧较大。1948年第十八届国际地质大会确定,以真马、真牛、真象的出现作为划分更新世的标志。陆相地层以意大利北部维拉弗朗层,海相以意大利南部的卡拉布里层的底界作为更新世的开始。中国以相当于维拉弗朗层的泥河湾层作为早更新世的标准地层。其后,应用钾氢法测定了法国和非洲相当于维拉弗朗层的地层底界年龄约为180万年。因此,许多学者认为第四纪下限应为距今180万年。1977年国际第四纪会议建议,以意大利的弗利卡剖面作为上新世与更新世的分界,其地质年龄约为170万年。对中国黄土的研究表明,约248万年前黄土开始沉积,反映了气候和地质环境的明显变化,认为第四纪约开始于248万年前。还有学者认为,第四纪下限应定为330~350万年前。

  [编辑本段]地层划分第四纪地层的划分主要依据沉积物的岩石质及地质年龄。第四纪沉积物分布极广,除岩石露的陡峻山坡外,全球几乎到处被第四纪沉积物覆盖。第四纪沉积物形成较晚,大多未胶结,保存比较完整。第四纪沉积主要有冰川沉积、河流沉积、湖相沉积、风成沉积、洞穴沉积和海相沉积等。其次为冰水沉积、残积、坡积、洪积、生物沉积和火山沉积等。

  [编辑本段]生物进化

  第四纪生物与第三纪相比,在分布和组成上发生了明显的变化。哺乳动物与上新世相比有很大进化,如欧洲及邻近的亚洲部分现生的119个种中只有6个在上新世生存过。植物界的进化比较缓慢,西北欧的植物约80%在第四纪开始时即已存在。第四纪冰期时,大陆冰盖向南扩展,动植物也随之向南迁移。间冰期期间动植物向北迁移。冰期和间冰期植被带的移动范围最大可达纬度30°,在地层剖面中可明显地看到喜冷和喜暖动植物群的交替现象。第四纪后期,大型陆生哺乳动物发生过大规模绝灭。在北,大型哺乳动物的属有70%绝灭,欧洲和非洲比例小得多。这一大规模绝灭发生于距今15000~9000年。发生大规模绝灭的原因主要是人类的狩猎活动,其次是自然环境的变迁。第四纪不同时期出现不同的动物群。欧洲早更新世具代表的是维拉弗朗动物群,出现了真马、真牛、真象;中更新世以克罗默尔动物群为代表;晚更新世时出现了许多极地动物。北早更新世有布朗克动物群,中更新世有伊尔文顿动物群,晚更新世有兰错伯累动物群。中国北方则有早更新世泥河湾动物群,中更新世周口店动物群,晚更新世萨拉乌苏动物群。

  [编辑本段]第四纪冰川

  第四纪大冰川期,距今约200万年。地球史上最近一次大冰川期。冰川的发生是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体。由降落在雪线以上的大量积雪,在重力和巨大压力下形成,冰川从源头处得到大量的冰补给,而这些冰融化得很慢,冰川本身就发育得又宽又深,往下流到高温处,冰补给少了,冰川也愈来愈小,直到冰的融化量和上游的补给量互相抵消。一般冰川为舌状,冰川面往往高低不平,有的地方有深的裂口,即冰隙。冰川可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。第四纪时欧洲阿尔卑期山山岳冰川至少有5次扩张。在我国,据李四光研究,相应地出现了鄱阳、大姑、庐山与大理4个亚冰期。现代冰川覆盖总面积约为1630万平方公里,占地球陆地总面积的11%。我国的现代冰川主要分布于喜马拉雅山(北坡)、昆仑山、天山、祁连山和横断山脉的一些高峰区,总面积约57069平方公里。

  [编辑本段]海平面变化

  第四纪期间由于气候变化、地壳运动等原因引起的海平面升降。包括绝对变化和相对变化两方面含义。目前的研究多从相对变化入手,即以陆地为基准,按不同时期海平面与陆地基准的相对高度关系来判别海平面的变动。其变化原因很多。1841年麦克拉伦(C.Maclaren)首先提出更新世海平面的振荡,认为海平面变化是气候变化所致,并称之为冰川型海面变化。1865年杰米森(TJamieson)提出冰川均衡运动理论,认为气候变化引起冰盖消长,使地壳发生变形。他将海平面变化曲线主要归结于区域构造运动的质和幅度,以及沉积物压缩等原因。1906年,休斯(E.Suess)提出(全球)海面升降(eustasy)理论,认为沉积物增加会引起全球海面上升;地壳沉降形成洋盆时,则引起海面下降。意指,海进和海退是洋盆容积变化的结果,全球海面变化并不包括海水量的增减。20世纪50年代末至70年代早期,海平面变化研究工作迅速地由定阶段发展到定量阶段。大量14C数据表明,最后一次冰川作用始于70000年前,距今18000年左右达到最盛期,约止于10000年前。冰川最盛期的最低海面位置,随着冰盖厚度研究的深入而有较大进展:1950年以前估算值为-100米左右;1969年弗林特(R.F.Flint)根据1953年以后南极大冰盖厚度,修正为-132米;

  中国黄、东海大陆架,距今15000年前的最低海面为-150~-160米。对全新世早期海平面迅速上升运动,已获得比较一致的看法;对近6000多年来的海面变化,主要有3种不同的观点:①大西洋期结束时海平面比现在高约3米;②全新世不存在高海面;③3600年来海平面是稳定的。有人从地球流变学观点出发,认为地球是粘弹体,冰盖消长引起的冰川均衡作用(glacio-isostasy)对远距离地区也是重要的;冰盖消长引起的洋盆水体积变化,——水力均衡运动(hydro-isostasy),对海底也有作用;地球内部和表面质量的重新分布造成大地水准面变形:大地水准面—海面变化(Geoidedeustasy)。克拉克(J.A.Clark,1980)提出的粘弹地球体海面变化数值模型,将世界大洋划分为6个具有不同海面变化曲线带,认为全球不存在统一的海平面曲线,这为研究全新世海面变化提出新的思路。

  [编辑本段]构造运动

  第四纪的构造运动属于新构造运动。在大洋底沿中央洋脊向两侧扩张。对太平洋板块移动速度测量表明,平均每年向西漂移最大达到11厘米,向东漂移6.6厘米。陆地上新的造山带是第四纪新构造运动最剧烈的地区,如阿尔卑斯山、喜马拉雅山等。地震和火山是新构造运动的表现形式。地震集中发生在板块边界和活动断裂带上,如环太平洋地震带、加利福尼亚断裂带、中国郯庐断裂带等。火山主要分布在板块边界或板块内部的活动断裂带上。中国的五大连池、大同盆地、雷州半岛、海南、腾冲、台湾等地都有第四纪火山。

  [编辑本段]气候状况

  第四纪时,地球气候出现过多次冷暖变化,240万年以来至少经历了24个气候旋回。晚新生代冰期开始于距今1400~1100万年前,但在第四纪才出现冰期和间冰期的明显交替。冰期极盛时,北半球高纬地区形成大陆冰盖,格陵兰冰盖覆盖了格陵兰和冰岛,劳伦大冰盖掩埋了整个加拿大,并向南延伸至纽约、辛辛那提一带。欧洲将近一半被斯堪的纳维亚冰盖覆盖。西伯利亚冰盖则占据了西伯利亚北部地区。

  [编辑本段]矿物沉积

  第四纪沉积富集了各种砂矿、盐湖化学沉积、泥炭和少量褐煤。世界上一些重要的稀有金属多来自滨海和河流沉积中的第四纪砂矿,如沙金矿、钴镍铬砂矿、锡钨砂矿、金刚石砂矿等。中国盐湖中锂和硼的蕴藏量居世界首位。

  [编辑本段]人类出世

  第四纪是人类出世并迅速发展时代,人类的发展经历了以下主要阶段:

  早期猿人阶段(2百万年-1百75万年前):能人(Homohails)在东非坦桑尼亚出现,这可能是早期的直立猿人(Homoerectus);

  晚期猿人阶段(1百万年前):直立猿人(homoerectus)从非洲扩散到中国、爪哇,最著名的代表是北京猿人和爪哇猿人;

  早期智人阶段(50万年前):智人(Homosapiens)在非洲出现并迁移到欧洲。

  晚期智人(新人)阶段(25万年-3万5千年前):现代人(Homosapienssapiens)在非洲南部出现,约5万年前,现代人类分布到中东地区,到3万5千年前,现代人类分布到达欧洲-克罗麦昂人(Cro-Magnon);

  在更新世晚期,大约3万-2万年前,现代人类通过白令陆桥进入北洲并向南迁移。进入全新世后,现代人的分布到除南极洲以外的各个大陆,并且成为唯一生存至今的人科动物(hominids)。

  2004年出版的国际地层表已取消了第四纪作为“纪”一级地质年代的地位,但是在国际第四纪学界引起了轩然大波,后又予以恢复。58xs8.com