什麼是地史學

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研究地球(主要是地殼和上地幔頂層)發展歷史及其規律性的學科,又稱歷史地質學。地史學是地質學的重要分支學科。20世紀50年代以前,地史學主要是建立地層系統、確立地質時代,研究範圍主要限於大陸部分。從60年代以來,地史學的研究範圍擴展到大洋海底和地殼深部,研究方法也由涉及更多學科而有較大的改進。地史學的研究內容,主要包括沉積發育史、生物演化史和構造運動中。對地史學的研究可爲區域地質調查、礦產普查勘探等工作提供理論依據。

什麼是地史學

發展簡史

在18世紀中期,德國的J.G.萊曼(1756)和意大利的G.阿爾杜伊諾(1759)將成層岩石分爲原始層、第二層和第三層等。1787年,德國地質礦物學家A.G.維爾納將地層歸納爲原始層、過渡層、覆蓋層和沖積層,大致分別相當於前寒武系、古生界、中生界和新生界。19世紀20~80年代,法國的A.布龍尼亞,英國的R.I.莫企遜、W.D.科尼比爾、A.塞奇威克和C.萊伊爾相繼把古生代和中生代劃分爲紀,把第三紀劃分爲世。美國的J.D.丹納(1872)和S.F.埃蒙斯(1887)又分別提出了太古代和元古代。大體上形成了較完整的地質時代表,與現代使用的相似(見地質年代學)。

從19世紀初,英國的W.史密斯提出根據化石劃分地層的見解以來(見化石順序律),人們對各地質時代的生物面貌逐漸有所瞭解。地質時代中代一級的命名古生代、中生代、新生代,就是根據生物界的總體面貌而言。到20世紀初,英國的A.霍姆斯等利用同位素衰變過程的特有穩定性,測定含放射性元素的礦物和岩石的形成年齡,從而確定地層形成年代,使地質時代表有了紀年數據。50年代以前,海水進退和海陸變化的研究不僅只限於大陸地區,而且對海陸分佈基本上也侷限於固定論的認識。60年代,古地磁的研究和板塊學說的提出,使地史學的研究擴展到海洋和地殼深部。

研究內容

地史學研究的主要內容:

(1)地層學和地質年代學。研究地殼表層岩石的形成年代、生物羣的特徵以及地層劃分與對比。生物演化是古生物學研究的基本內容。地史中的生物演化着重於生物界在地球歷史各階段的盛衰和演替,特別是各生物門類自低級至高級逐步出現和演變衰亡的過程。當然,古生態的研究可以協助確定沉積環境,生物地層的研究一直是確定時代、進行對比的主要手段。自從30年代霍姆斯等測定地層岩石礦物的生成年齡以來,地質年齡測定與生物地層劃分相結合,使地質年代表有了具體的年齡值。

(2)古地理學。研究地層的形成環境及不同環境的空間分佈特徵。整個地層學系統就是地球歷史上沉積作用的物質記錄。沉積物的性質反映了物質來源、沉積作用和形成環境的特徵。沉積物的分佈則反映了剝蝕區和沉積區的輪廓以及海陸分佈的特徵。把不同時期地層沉積和分佈輪廓進行比較,就可得出古地理格局不斷髮展演變的概念,所以沉積發育史也就是古地理的發展史。

(3)歷史大地構造學。根據地層的沉積類型、物質組分接觸關係以及岩漿活動和構造變動等,推斷其形成時的構造條件和這些構造條件在地質歷史上的時空演變。沉積特徵和古地理輪廓的變化實質上是地殼各區段構造運動的反映。構造運動一直是地史研究的重要內容。18世紀末,J.赫頓發現了地層間的不整合現象,並以造山或構造運動予以解釋。從那時以來,人們通過地層的不整合關係認識了許多造山運動期和與之相伴生的岩漿侵入及變質作用。根據地層組成的組分和厚度不同,根據構造運動和岩漿活動的程度不同,人們逐步建立了構造活動程度的概念。大陸地區可分出構造上的活動區和穩定區,即傳統的地槽區和地臺區。兩種地區的構造發展特徵及其相互關係的研究,就是構造運動史。根據各區構造運動史的不同,將地殼各區段分爲不同的構造單元,分出不同的構造階段,就是歷史大地構造分析。歷史大地構造分析日益成爲地史學研究的重要內容。

展望

現代地史學的研究範圍在空間上擴展到大洋區和南北極區;在時間上追溯到40億年前的地質史前期;在深度上深入到上地幔,以至核幔關係。地史學逐步擴展爲整個地球歷史的學科。地史學的研究手段和方法要涉及到地質科學的許多分支學科,以至地球物理學的有關學科。在思想上地質演化的突變觀或新災變觀,以及由此派生的階段論概念日益受到重視。地史學將向着一個多學科互相滲透的、更具有綜合性的學科分支發展。

參考書目

王鴻禎、劉本培主編:《地史學教程》,地質出版社,北京,1980。

& on,Earth History,Introduction to Geology Vol.2,Macmillan Press Ltd.,London,1975.

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