地球的演化第一章第四節一、地層和化石如何研究地球的歷史？地球的年齡約46億年

經過深入研究，科學家推算地球的年齡約為46億年。在這漫長的歷史中，地球從最初的一片死寂，到如今的生機盎然，地球經歷了哪些演變？讓我們以地球紀元為線索，穿過地球的歷史長河，揭秘那段既壯觀又神秘的地球往事。地球的過客們你知道它們生活在哪個地質年代嗎？

三葉蟲

恐龍

猛犸象

地球的演化歷史考點1：地層和化石的形成和意義1、地層：是具有時間順序的層狀巖石。太行山王莽嶺的地層美國科羅拉多大峽谷—“活的地質教科書”是一部地球幾十億年演變發展留下的“石頭大書”。考點1：地層和化石的形成和意義層理構造老新化石地層老新生物簡單復雜AB問題：沉積巖地層有什么特點？①具有明顯的層理構造；②一般先沉積的層在下，后沉積的層在上（上新下老）；③同一時代的地層往往含有相同或者相似的化石；④越古老的地層含有越低級、越簡單生物的化石。考點1：地層和化石的形成和意義問題：研究地層和化石有何意義？地層在一定程度上反映地層形成時的地表環境（氣候、水文等）。通過研究地層和它們包含的化石，了解地球的生命歷史和古地理環境。淺海環境石灰巖頁巖珊瑚化石貝殼化石問題：判讀以下地層、化石指示的古地理環境。（根據地層組成物質的性質和化石特征，可以追溯地層沉積時的環境特征）靜水環境清澈溫暖的淺海環境海洋（水生）環境未收到強烈構造運動干擾。2.化石留存在地層中的古生物遺體或遺跡。三葉蟲恐龍化石三葉蟲化石魚化石古植物化石同一時代形成的地層往往含有相同或者相似的化石；越古老的地層，含有的生物化石越簡單，越低級；地層與化石同一種化石存在于同一時代的地層中，越古老的地層含有越低級、越簡單的化石。生物進化方向由低級向高級由簡單到復雜問：是不是所有生物的遺體,或者每種生物所有的組成和器官都能成為化石呢?3.古生物化石的形成過程（1）生物本身具有硬殼、骨骼等不易毀壞的硬體部分；（2）生物死亡后必須盡快地被沉積物所掩埋，避免腐爛或被其他動物吞食；（3）埋藏下來的生物遺體經過石化。硬體+盡快被掩埋+石化密封于琥珀內的昆蟲化石4.確定的時代和順序三葉蟲古生代地層大羽羊齒古生代地層恐龍化石中生代地層5.根據化石追溯沉積環境黑色頁巖并含黃鐵礦指示還原環境紅色巖層指示氧化環境珊瑚化石指示清澈溫暖的淺海環境破碎的貝殼指示濱海環境1.依據地層“三確定”:能力拓展依據地層和化石推測地質年代及地理環境(1)確定地層形成時間。正常狀態下地層分布是有時間順序的,即“老的地層在下,新的地層在上”,因此根據兩個地層之間的上下位置關系,就可以推測兩個地層形成的早晚順序。如圖示A地層最老,D地層最新。(2)確定地殼運動狀況。正常狀態下的地層應是平行且連續分布。如果地層發生彎曲,說明該處地殼產生過水平運動,如果地殼同一巖層之間發生明顯的位移,說明該處地殼產生過垂直運動;如果地層分布發生了缺失,說明該處地殼在缺失的某地層地質時期,地殼發生過劇烈的變化。能力1依據地層和化石推測地質年代及地理環境1.依據地層“三確定”:(1)確定地層形成時間。正常狀態下地層分布是有時間順序的,即“老的地層在下,新的地層在上”,因此根據兩個地層之間的上下位置關系,就可以推測兩個地層形成的早晚順序。如圖示A地層最老,D地層最新。(2)確定地殼運動狀況。正常狀態下的地層應是平行且連續分布。如果地層發生彎曲,說明該處地殼產生過水平運動,如果地殼同一巖層之間發生明顯的位移,說明該處地殼產生過垂直運動;如果地層分布發生了缺失,說明該處地殼在缺失的某地層地質時期,地殼發生過劇烈的變化。①形成B層的時代，地點3地勢較高，沒有發生沉積為什么地點3缺失B層,分析有哪幾種可能？②B層形成后，地形抬升，該層完全被侵蝕掉了，而后CD層發生沉積(3)確定地理環境特征。沉積地層是由沉積物組成,因此沉積地層中保持著原有地層組成物質。依據地層組成物質可以確定當時的地理環境特征,如石灰巖地層形成的環境是海洋環境等。1.依據地層“三確定”:能力1依據地層和化石推測地質年代及地理環境(2)確定地殼運動狀況。地層彎曲發生過水平運動、地層垂直位移發生過垂直運動、地層缺失發生過劇烈的地殼變化等(1)確定地層形成時間。正常狀態“老的地層在下,新的地層在上”巖漿巖地層說明當時發生了巖漿活動（噴出巖為巖漿噴出地表，侵入巖為巖漿入侵地殼）變質巖地層說明當時發生了變質作用，是高溫高壓的地理環境，如大理巖地層的形成是位于石灰巖接觸巖漿的地帶等。(1)確定地層形成的地質年代。由于地質時期經歷過幾次大的生物滅絕事件,因此某些生物只生存于某個特定的地質時期,如古生代的三葉蟲、中生代的恐龍化石;還有某些生物是在進化到某個地質時期才出現的,而且生物的進化是由低級到高級、由簡單到復雜的,由此可以確定含有某種生物化石的地層形成的地質年代。能力1依據地層和化石推測地質年代及地理環境2.依據地層化石“兩確定”:(2)確定地層形成時間的地理環境。不同的生物生存的地理環境不同,因此保存有某種生物化石的地層沉積環境就是該種生物的生存環境。如煤炭反映了茂密的森林環境特征、存在魚化石的地層反映水生環境特征等。【典例示范】讀地質剖面略圖,回答(1)、(2)題。(1)圖中屬于古生代地層的是(

)A.①② B.②③ C.③④ D.①④(2)根據圖中化石,動物在這一時期經歷的演化過程是(

)A.海生無脊椎動物爬行動物脊椎動物B.爬行動物海生無脊椎動物脊椎動物C.爬行動物脊椎動物海生無脊椎動物D.海生無脊椎動物脊椎動物爬行動物CD【解析】(1)選C,(2)選D。具體分析思路如下:【補償訓練】下圖為某地地層剖面示意圖,讀圖回答(1)、(2)題。(1)圖中巖層最早形成的是 (

)A.① B.② C.⑤ D.⑥(2)圖中不可能存在化石的巖層或巖石是 (

)A.① B.② C.⑤ D.⑥DA【素養探究】

南漳—遠安動物群是全球最早的海生爬行動物群落之一,是揭示早三疊紀生物海洋生物復蘇和海生爬行動物起源與演化的關鍵窗口。近年來,湖北鱷、魚龍和始鰭龍等多種海生爬行動物化石相繼在該地區發現。如圖是卡洛董氏扇槳龍化石照片及素描圖。(1)(區域認知)推測卡洛董氏扇槳龍生活時期的地理環境特征。提示:處于海陸交匯處。(2)(地理實踐力、綜合思維)推測卡洛董氏扇槳龍反映的當時生物環境特征。提示:動物從海洋向陸地發展,兩棲動物向爬行動物進化。二、地球的演化史澳大利亞沙克灣的現代疊層石疊層石縱剖面澳大利亞沙克灣的現代疊層石藍藻在生長過程中能黏附海水中細小的沉積物，當沉積物增多，藍藻需要移動到表層來尋找光源進行新陳代謝。這樣沉積物一層一層地堆積，就形成了墊狀或垛狀的巖石結構，稱為疊層石。這些藻類改變了大氣的成分，使得大氣中出現了氧氣，改變了地球的環境，為其他生命的出現提供了條件。疊層石是藍藻形成的藻類化石，也是最早生命存在的證據之一。地質年代單位地層單位宇界系統階宙代紀世期不同年代形成的地層中，包含了不同時期的氣候、水文等多種信息，還包括了各種動植物的化石，這些都能夠反映地球的歷史。地質學家根據地層順序和古生物可把地層劃分為若干大小不同的單位，稱地層單位，各個地層單位所代表的時間稱地質年代單位。2.6236614520129935941944325225004855414000新生代中生代古生代顯生宙距今時間/百萬年4600冥古宙太古宙元古宙寒武紀奧陶紀志留紀泥盆紀三疊紀侏羅紀白堊紀古近紀新近紀第四紀石炭紀二疊紀根據地層順序、生物演化階段、地殼運動和巖石年齡，將地球歷史以宙、代、紀為時間單位劃分出不同的地質年代。

在寒（寒武）冷的冬天，有個奴隸在奧陶被滯（志）留在那做泥盆，然后燒了捧石炭，做好之后摞成二疊三疊，但是因為摞的太高倒了打碎了，所以奴隸主罵他豬玀（侏羅），最后奴隸白餓（白堊）了一天。0246810121416182022冥古宙太古宙元古宙古生代中生代新生代若將地球46億年的歷史壓縮為一天24小時，地球誕生于0點，各地質年代對應一天中的時刻是怎樣的？（一）前寒武紀指古生代寒武紀以前的時期，經歷40億年（90%）階段時間地球演化過程海陸分布地殼運動生物演化冥古宙距今46億年～40億年太古宙距今40億年～25億年元古宙距今25億年～5.41億年為初生地球階段，地球經歷了復雜而有序的發育與變化地球是一片廣闊海洋，沒有寬廣的大陸巖漿活動劇烈，火山噴發頻繁早期，沒有生命；中期，出現最原始生物；陸地仍大部分被海洋占據；晚期，出現若干大片陸地；地殼運動劇烈海水中的生命活動增強，除單細胞生物外，出現藻類、海綿等多細胞生物，從原核生物細胞中演化出真核細胞生物生物演化史上的一次飛躍；標志地球進入一個生命大發展的階段補充：元古宙時，藍藻大爆發，大氣成分開始發生改變，促使地理環境從無氧環境向有氧環境轉變。重要成礦時期：鐵（二）顯生宙：寒武紀以來的時期。為什么把寒武紀作為顯生宙的開始前寒武紀：以藻類化石和軟體動物留下的遺跡化石為主，生命形態簡單寒武紀之后：動物化石的數量和種類呈爆發式增長，出現大量有硬殼或骨骼的化石，生物結構越來越復雜。硬體生物的大量出現，標志著寒武紀的開始，地球進入有大量生物開始出現的新時期，也被作為顯生宙的開始。（1）古生代時間距今5.41億年～2.52億年地殼運動與海陸分布生物演化動物植物地殼發生劇烈變動，許多地方反復上升和下沉；中后期陸地面積大增，亞歐、北美大陸雛形基本形成，我國東北、華北抬升成陸地；早期，海生無脊椎動物空前繁盛；中期，出現脊椎動物——魚類；后期，部分魚類演化為兩棲類。早期，陸地上出現低等植物；中后期，陸地上出現大片植物，特別是蕨類植物繁生；末期，發生地球歷史上最大的滅絕事件。60%以上的海生無脊椎動物種類滅絕，脊椎動物中的原始魚類和古老的兩棲類也全部滅絕，蕨類植物明顯衰退。古生代后期是重要的造煤時期。（2）中生代時間距今2.52億年～66百萬年地殼運動與海陸分布生物演化動物植物環太平洋地帶地殼運動劇烈，形成高大山系；陸地面積空前擴大；從侏羅紀開始，我國基本結束了南海北陸的分布格局，形成一片寬廣的大陸環境；爬行動物盛行，恐龍繁生；中后期，一些爬行動物進化出羽毛，開始向鳥類發展裸子植物迅速發展，蘇鐵綱、銀杏綱、松杉綱等為主要的代表植物末期，恐龍滅絕，海洋中50%以上的無脊椎動物種類滅絕。古生代后期是重要的造煤時期；中生代也是一個重要的造煤時期。同時也是形成石油的時期。山系形成中也帶來了豐富的金屬礦產。（3）新生代時間距今66百萬年至今地殼運動與海陸分布生物演化第四紀大冰期（氣候寒冷，地質史上最新的一次大冰期）發生一次規模巨大的造山運動——喜馬拉雅運動；形成現代地貌格局及海陸分布；哺乳動物和被子植物大發展，出現靈長類；第四紀出現了人類，這是生物演化史上的重大飛躍；第四紀大冰期若干冰期間冰期氣候變冷海面下降陸地上冰川覆蓋面增大大陸架成為人與動物往來通道氣候轉暖海面上升海水淹沒低洼地石油形成海陸變遷前寒武紀古生代中生代

新生代

海洋和陸地開始形成亞歐大陸和北美大陸的雛形基本形成，我國東北、華北抬升成陸地陸地面積空前擴大。環太平洋地帶地殼運動劇烈，形成高大山系。出現規模巨大的造山運動形成現代地貌格局及海陸分布海洋面積不斷縮小，陸地面積不斷擴大生物進化低級→高級簡單→復雜海生→陸生生物滅亡與興盛進化過程植物藻類苔蘚植物蕨類植物裸子植物被子植物蕨類植物，出現于泥盆紀，大多生長在陰暗潮濕的角落里，孢子繁殖。裸子植物，沒有果皮，種子是裸露的，例如銀杏。被子植物，也叫顯花植物，綠色開花植物，是植物中最高級的一種。原始單細胞生物原始單細胞生物無脊椎動物脊椎動物（魚類、兩棲類、爬行類）脊椎動物（鳥類、哺乳類）草履蟲蝸牛（軟體動物）大鯢（兩棲類）牛（哺乳類）進化過程動物分類地殼運動海陸變化生物演化古生代地殼發生劇烈變動的時期，許多地方反復上升和下沉歐亞大陸和北美大陸基本形成，我國東北、華北抬升成陸地。后期各大陸匯聚成聯合古陸。①早期:海生無脊椎動物空前繁盛②中期：出現了脊椎動物——魚類；蕨類植物繁生③后期:出現兩棲類，動物從海洋向陸地發展，蕨類植物繁生。是重要的造煤時期。④末期：發生物種滅絕事件,60%以上的海生無脊椎動物種類滅絕，脊椎動物中的原始魚類和古老的兩棲類也全部滅絕，蕨類植物明顯衰退。中生代環太平洋地帶地殼運動劇烈，形成高大山系。（金屬礦）陸地面積空前擴大。聯合古陸開始解體爬行動物-鳥類發展繁盛；裸子植物迅速發展末期生物滅絕：恐龍、50%以上的無脊椎動物種類滅絕。（重要造煤時期）新生代大規模造山運動（阿爾卑斯、喜馬拉雅、安第斯）聯合古陸最終解體，形成現代地貌格局哺乳動物和被子植物大發展，出現了靈長類。第四紀出現了人類。典例二

大羽羊齒葉片甚大，具有重疊網狀葉脈、屬于大型蕨類植物，為我國及東亞地區二疊紀的標準化石。據此完成4-5題。3．大羽羊齒生長的地質時期

A．海陸格局變遷，形成聯合古陸

B．海洋無脊椎動物繁盛C．是鐵礦和鎳礦形成的重要時期

D．陸地上爬行動物盛行4．推測大羽羊齒生長時期，氣候環境

A．冷干B．冷濕

C．干熱D．濕熱判斷某一地質年代相應的海陸變遷、礦產、生物等晚古生代早古生代元古宙中生代依據化石的特征推測古地理環境[習題](經典真題·浙江學考卷)讀“生物出現以來地球大氣中的CO2、O2含量變化示意圖”。完成1～2題。1．在地質歷史時期，出現最早的是()A.藍藻 B.蕨類植物C.裸子植物 D.被子植物2．地球上生物出現后()A.O2的含量上升B.CO2的含量不斷上升C.O2和CO2含量保持穩定D.O2和CO2含量變化呈正相關解析：第(1)題，從圖中可知，在地質歷史時期，出現最早的是在海洋中的單細胞生物(海生藻類)藍藻。第(2)題，地球上具有光合作用功能的生物的出現和發展，使大量的自由氧釋放到環境中，改變了大氣的性質，促使地理環境從無氧環境向有氧環境轉變，對地表環境的演化具有重要意義。答案：1．A2．A習題鏈接例1：中國地質博物館的館藏精品——中華龍鳥化石，產于遼寧省西部含有火山灰的湖泊沉積形成的巖層中，該巖層還含有多種動植物化石。讀中華龍鳥化石圖，完成1-2小題。1.中華龍鳥出現于()A.新生代前期B.新生代后期

C.中生代D.古生代2.根據化石推斷，中華龍鳥最可能的生存環境是()A.火山頻發的海洋深處B.溫暖濕潤的湖泊附近C.風沙肆虐的沉積盆地D.冰川廣布的高寒荒漠CB課后練習恐龍的形態動植物多，氣候溫暖濕潤

我國科學家在遼寧省發現了目前最早的真獸類哺乳動物化石，該古生物生活在距今大約1.6億年前，比此前發現的白堊紀哺乳動物早大約3500萬年。下圖為最早真獸類哺乳動物化石及復原圖，下表為地質年代表（部分）。據此，回答下面3-4小題。

3.科學家研究認為該古生物具有體覆毛發、食蟲、擅攀爬等特點。由此推測其最可能的生活環境是（

）A.浩瀚的海洋 B.茂密的叢林

C.干旱的沙漠 D.寒冷的冰原B善攀爬，推測多高大樹木；食蟲，說明昆蟲多課后練習

我國科學家在遼寧省發現了目前最早的真獸類哺乳動物化石，該古生物生活在距今大約1.6億年前，比此前發現的白堊紀哺乳動物早大約3500萬年。下圖為最早真獸類哺乳動物化石及復原圖，下表為地質年代表（部分）。據此，回答下面3-4小題。

4.我國科學家用發現化石的地區和地層對該古生物進行命名，其最可能的命名是（

）A.遼寧新生獸 B.東北白堊獸 C.中華侏羅獸 D.亞洲三疊獸C課后練習地球的演化地層與化石地球演變史地層化石存留在地層中的古生物遺體或遺跡研究地球歷史的主要途徑前寒武紀古生代新生代中生代生命演變/環境演變保護地球前寒武紀古生代中生代新生代距今年份距今5.41億年距今5.41億至2.52億年距今2.52億至6600萬年距今6600萬年至今生物演化原核生物真核生物海洋無脊椎動物魚類兩棲類裸子植物爬行動物鳥類被子植物哺乳動物人類海陸格局以海洋為主陸地面積擴大地殼反復上升和下沉陸地面積空前擴大，形成高大山系形成現代地貌格地質礦產鐵煤炭煤炭——冥古宙太古宙元古宙顯生宙古生代中生代新生代震旦紀寒武紀奧陶紀志留紀泥盆紀石炭紀二疊紀三疊紀侏羅紀白堊紀古近紀新近紀第四紀460040002500541.0252.1766.02.58距今年齡/百萬年冷暖干濕現代現代全球平均溫度全球平均降水(1)在圖中標出幾次大冰期，并大體估算其持續時間。震旦紀(近100萬年)

石炭紀至二疊紀(約100萬年)第四紀(約180萬年)

P36活動：全球氣候變化是長期大氣狀態變化的一種反映，主要表現為不同時間尺度的冷暖和干濕變化冥古宙太古宙元古宙顯生宙古生代中生代新生代震旦紀寒武紀奧陶紀志留紀泥盆紀石炭紀二疊紀三疊紀侏羅紀白堊紀古近紀新近紀第四紀460040002500541.0252.1766.02.58距今年齡/百萬年冷暖干濕現代現代全球平均溫度全球平均降水(2)古生代末期和中生代末期，是地質歷史上全球性生物大規模滅絕時期。據圖推測，當時的氣候分別有什么特點？古生代末期氣候寒冷潮濕，中生代末期氣候干燥炎熱冥古宙太古宙元古宙顯生宙古生代中生代新生代震旦紀寒武紀奧陶紀志留紀泥盆紀石炭紀二疊紀三疊紀侏羅紀白堊紀古近紀新近紀第四紀460040002500541.0252.1766.02.58距今年齡/百萬年冷暖干濕現代現代全球平均溫度全球平均降水(3)據圖歸納地質時期氣候變化的特點。冷暖干濕相互交替，波動變化，變化周期長短不一。第四紀時期，全球出現數次冷暖交替變化。氣候寒冷期，冰川范圍擴大，海平面下降，許多生物向較低緯度遷移；氣候溫暖期，冰川范圍縮小，海平面上升，海水浸沒了若干低洼的地方。目前，地球處于一個溫暖期。【典例示范】下圖中①②③④⑤依次代表地球發展史的五個代,讀圖完成1、2題。1.關于這五個代的敘述正確的是 (

)A.地層①中形成時地球上出現了海洋B.地層中含有三葉蟲化石的是②代C.地層中含有恐龍化石的是③代D.④地質年代被稱為被子植物時代2.恐龍化石存在的地層是 (

)A.② B.③ C.④ D.⑤AC【補償訓練】下圖是淘寶網上出售的什邡珊瑚化石商品。據此完成3、4題。3.珊瑚化石形成的地理環境特征是 (

)A.深海環境 B.溫暖淺海

C.火山活動 D.靜水環境4.什邡能夠出售當地珊瑚化石說明什邡 (

)A.地殼下沉 B.地殼上升

C.曾經是海洋 D.曾經是陸地BC三、（變暖）主要原因1.人類活動如大量燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣等）如熱帶雨林破壞，吸收二氧化碳的能力