第四节  地球年龄和地质年代表

地球年龄不是一个抽象的概念，它和人的生存年龄一样，具体而生动，人以年、月、日、时记年，而地球则以宙、代、纪、世、期纪年。很明显，这是一个量度标准问题，主要是用来衡量年龄的时间尺度不同罢了。

宇宙（指观测宇宙）大爆炸理论认为，在大爆炸后的140～200亿年①的时间内，恒星和星系形成。太阳系形成于50亿年前，地球作为太阳系的岩石行星①，大约在距今45～46亿年前就已增长到现在的大小了（称为胚胎地球），之后地球胚胎进一步分化，形成了地球的三大圈层以及原始的大气圈和水圈，前后大约历时6/8亿年，此即地球演化的天文时期，也是后来38/40亿年地球演化的基础。大约从距今38/40亿年前起地球出现地壳后才进入了比较稳定的地质时期，这一时期的地球年龄是可以比较准确地予以标定的。从目前已知的地球岩石同位素测年②结果看，各大洲大陆均已找到了30亿年以上的古老岩石③，其中最古老的岩石年龄是格陵兰西部片麻岩的年龄，为38亿年或略大，西澳大利亚杰克丘陵变质砾岩中碎屑锆石的年龄可达43亿年。

地球的年龄无论如何总要大于地球上任何岩石的年龄，而后者已如前述，是可以通过包括同位素地质年代学和相对地质年代学的研究，以地质年代表或地质时代表的方法予以标示的（表1.2）。

地质时代表及其代号是国际通用的。表中的太古宙（Archaean Eon）是地球历史上最早的一个时代，它包括地球形成至距今25亿年前的这段地球历史，持续时间约21亿年。根据各地沉积岩层的相似性，推测当时地球大部分地区为海洋所覆盖，原始海洋可能并不深，富含氯化物，缺乏硫酸盐，缺乏自由氧。从化石记录看，太古宙晚期（距今约35亿年）出现有菌类和低等蓝藻。关于太古宙的板块构造尚有争议，一些人认为板块构造最早发生于元古宙的古元古代（在北欧和北美已取得一些有力的证据），但也有人认为太古宙时就有板块构造了。

元古宙（Proterozoic Eon）始于25亿年前，止于6亿年前，持续时间约19亿年。元古宙可分为古元古、中元古、新元古三个代，界限分别是距今16亿年和10亿年。元古宙的生物演化包括从无性分裂的原核细胞到有性生殖的真核细胞和从单细胞原生动物到多细胞后生动物的两次飞跃，其中中元古代晚期，大约13亿年前则是动、植物的分异时间。元古宙的板块构造认识是，古元古代以活动裂陷槽为主，中元古代以边缘裂陷槽为主，中、新元古代出现岛弧和俯冲带，特别是新元古代岛弧和俯冲比较普遍，但是否形成和出现过类似于古生代的联合古陆尚无定论。

早古生代（Early Paleozoic Era）即显生宙6003b010_0026_0①古生代的早期，包括寒武纪（ ）、奥陶纪（O）和志留纪（S）三个纪。这段地史始于6亿年前，止于4亿年前，持续时间约2亿年。早古生代是地质和生物演化的一个重要阶段，众多带壳海生无脊椎动物呈爆发性出现，原始脊椎动物、淡水无颌类相当繁盛，植物由早期的藻类发展到陆生裸蕨类，这显示出生物演化将发生飞跃，生物雌雄开始分异，并从海洋环境向大陆环境发展。早古生代末全球大陆和海洋的格局是，原始大西洋关闭，从而使北美板块和俄罗斯板块对接，形成了劳俄古陆。中国古祁连海在志留纪末关闭，使柴达木板块与中朝板块拼合在一起。

晚古生代（Late Paleozoic Era）即古生代晚期，始于4.1亿年前，止于2.45亿年前，持续时间约1.65亿年。包括3个纪：泥盆纪（D）、石炭纪（C）和二叠纪（P）。泥盆纪广布有鱼及无颌类，两栖类则全盛于石炭—二叠纪。植物界从水生发展到陆生，出现了裸蕨植物群，孢子植物达到了繁盛，二叠纪晚期出现了裸子植物。此外，晚古生代还出现了两次（晚泥盆世和晚二叠世）生物集群绝灭事件。由于陆生植物繁茂，造成了大规模的煤和油页岩堆积。晚古生代是大陆漂移的显著活动时期，其板块构造格局是，在北半球形成劳亚大陆和南半球形成冈瓦纳大陆的基础上，于二叠纪末全球又形成了一个统一的联合古陆和统一的古大洋（泛大洋）以及一个古地中海（特提斯海）。

中生代（Mesozoic Era）始于2.5亿年前，止于0.65亿年前，持续时间约1.85亿年。包括3个纪：三叠纪（T）、侏罗纪（J）和白垩纪（K）。中生代是陆生裸子植物、爬行类（恐龙）和海生菊石类的时代。中生代末出现的著名生物集群绝灭事件，特别是恐龙绝灭事件，除地球自然地理环境急剧改变的因素外，还与地外小天体撞击地球的突变事件有关。中生代的海陆分布是，二叠纪形成的联合古陆延续到三叠纪。自侏罗纪起，特别是白垩纪是联合古陆的快速解体时期，也是新生大洋——大西洋和印度洋的形成和发展时期。古太平洋内部，由于大洋板块向周围大陆板块俯冲、消减，使亚洲东部和美洲西部陆缘区形成了规模宏大的岩浆岩带和地体增生带。

新生代（Cenozoic Era）是自0.65亿年以来至今的近代地质时代，包括第三纪（R）和第四纪（Q）二个纪，但尚未终结，其中第三纪又分为老第三纪（E）和新第三纪（N）。新生代目前已持续了0.65亿年，还在继续。新生代被称为哺乳动物和被子植物的时代。哺乳动物进一步分化，大约在新第三纪晚期（300多万年前），在亚洲或非洲大陆诞生了人类的祖先——早期猿人。这是由于海陆多次变迁、大气圈和水圈多次改造、环境和气候发生适宜人类存在变化的结果。新生代的海陆分布，即现代的海陆分布，与新生代早期，即老第三纪时的海陆分布不尽相同。老第三纪时的欧亚大陆比现在小，但地中海比现在大，中国和印度被地中海所隔并不连接，土耳其和古波斯是地中海的岛屿，阿拉伯半岛是非洲的一个边角，红海尚未出现，南美洲和北美洲相距遥远，而北美洲与欧亚大陆比较接近。这种格局一直持续到老第三纪晚期。印度与亚洲大陆碰撞大约发生在距今5000万年的始新世，但喜马拉雅山、阿尔卑斯山和落基山的耸起则是最近200～300万年的事件。

当代地质学家所论及的地球演化即大陆漂移、海底扩张和板块构造都是上述不同地质时代的具体地史过程，但绝不是随心所欲的“创世说”，也不是某些社会科学家和哲学家的所谓思辨研究，而是地球物理学家以及空间技术专家等把地球作为自然科学特定研究对象加以考察的“观测地球”的观测结果。

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①   天文学家最近重新估计的宇宙年龄为120～134亿年。
①   天文学的最新研究（哈勃近红外和多物体分光计摄影）认为，行星起源于恒星周围的气体和尘埃（碟状星尘）。当星尘内部的微小粒子聚集到一定程度时会形成像地球这样的岩石行星或者像木星那样的气体行星，而这一过程约需1000万年。
②   根据放射性同位素衰变过程而设定的测年方法，即以母体同位素衰减或子体同位素增长作为时间函数来测定天然物体的形成年龄。这一方法主要有两类：a．测定天然物质中的放射性母体及稳定子体的同位素比值，有K-Ar法、U-Pb法、Rb-Sr法、40Ar-39Ar法、Sm-Nd法、La-Ce法、Re-Os法和Lu-Hf法等；b．测定放射性母体同位素现有和原有含量，根据两者比值计算年龄，如14C法、230Th法和226Pb法。
③   我国河北迁安斜长角闪岩的同位素年龄为35亿年，美国拉布拉多片麻岩的同位素年龄为36.5亿年，俄罗斯科拉半岛黑云母的年龄为34.6亿年，非洲刚果微斜长石的年龄为35.2亿年。
①   显生宙（Phanerozoic Eon）包括古生代、中生代和新生代。