第二节地球的形成与演化 讲义 2026-2027学年高一上学期地理鲁教版必修一

本高中地理讲义聚焦地球形成与演化，以地层与化石为“书页”，系统梳理地层层序律和化石作用，衔接地质年代划分（宙-代-纪-世），进而阐述地球46亿年形成过程、生命演化关键阶段（如寒武纪大爆发、恐龙灭绝）及海陆变迁机制（大陆漂移、板块构造），构建完整学习支架。 该资料以“燕子石”等区域实例渗透区域认知，通过地层对比、化石分析培养综合思维，配套地质剖面示意图、地质年代表等图表辅助理解。课中助力教师清晰授课，课后学生可依据核心知识点梳理回顾，有效查漏补缺，深化对地球历史的系统认知。

高中地理 · 鲁教版必修一 · 第一单元 从宇宙看地球 第二节 地球的形成与演化 第二节 地球的形成与演化讲义 📌 学习目标 💡 本节学习目标 1. 了解地球形成的年代和过程，掌握地层层序律和化石在地层研究中的作用 2. 理解地质年代的划分方法，能够阅读地质年代表 3. 掌握地球生命演化的主要阶段和关键事件 4. 理解海陆变迁的原因和板块构造运动的基本观点 一、地层与化石——记录地球历史的"书页" （一）从"燕子石"说起 在山东莱芜、临朐一带，人们常在三叶虫化石上刻画出燕子的形态，称之为"燕子石"。这些精美的化石是远古海洋生物的遗骸，它们的存在告诉我们：这里曾经是浩瀚的海洋。 三叶虫是寒武纪时期最繁盛的海洋无脊椎动物，其化石广泛分布于世界各地。通过研究这些化石，科学家可以推断出地层的形成年代和环境特征。 ▲ 燕子石（三叶虫化石）——山东莱芜地区特产 ▲ 燕子石三叶虫化石特写 （二）地层及其层序 地层是指地壳在发展过程中形成的各种成层岩石（沉积岩、火山岩及其变质岩）。地层是研究地球历史的重要实物依据。 1. 地层层序律（叠覆原理） 在未被剧烈构造运动扰动的地层中，下面的地层形成时间较早，上面的地层形成时间较晚。这就是由丹麦地质学家斯泰诺（Steno）提出的基本层序律。 1. 正常情况下，越往下的地层越古老，越往上的地层越年轻 1. 地层层序反映了地壳演化过程中沉积环境的变迁 1. 当发生倒转、断层等构造运动时，层序可能被打乱，需要综合判断 2. 地层对比与地质界线 通过将不同地区、不同地质时期的地层进行对比，可以确定它们的相对先后顺序，划分出不同的地质年代单位。地层对比的主要依据包括： 1. 岩石特征和矿物成分 1. 化石种类和组合（生物地层学方法） 1. 同位素年龄测定（绝对年龄） ▲ 含化石的地质剖面示意图——地层由下至上年代渐新 （三）化石——地球历史的见证者 化石是保存在地层中的古生物遗体、遗物或遗迹。化石是研究地球演化历史和生物进化的最直接证据。 1. 化石的形成条件 1. 生物本身具有硬体（骨骼、贝壳等），软体部分极难保存 1. 生物死亡后被迅速掩埋，避免氧化和分解 1. 经历漫长的地质作用（矿化、石化等） 1. 后期未被完全破坏，能保存至今 2. 化石的科学意义 💡 化石的科学价值 确定地层的相对年代（标准化石法） 推断古地理环境（古气候、古水深、古盐度等） 重建生物进化历程 指导矿产勘探（如煤、石油的形成时代） 二、地质年代——地球的时间坐标 地质年代是指地壳上不同时期的岩石在形成过程中的时间顺序。地球的年龄约为46亿年，为了研究这漫长历史，地质学家建立了地质年代表。 ▲ 地球演化史地质年代表 ▲ 地球演化时间轴及各地质时期生物分布 （一）地质年代的划分单位 地质年代单位从大到小依次为：宙（Eon）→ 代（Era）→ 纪（Period）→ 世（Epoch）。对应的地层单位为：宇 → 界 → 系 → 统。 年代单位 对应地层单位 说明 宙（Eon） 宇（Eonothem） 最大时间单位，如显生宙 代（Era） 界（Erathem） 如古生代、中生代、新生代 纪（Period） 系（System） 如寒武纪、侏罗纪、第四纪 世（Epoch） 统（Series） 如更新世、全新世 （二）地质年代表 根据同位素测年等方法，科学家建立了精确的地质年代表。下表展示了主要地质年代及其关键事件： 代 纪 距今时间（亿年） 主要生物事件 新生代 第四纪 0.026~今 人类出现 新生代 新近纪 0.23~0.026 哺乳动物繁盛 新生代 古近纪 0.66~0.23 哺乳动物崛起 中生代 白垩纪 1.45~0.66 恐龙灭绝 中生代 侏罗纪 2.01~1.45 恐龙繁盛 中生代 三叠纪 2.52~2.01 爬行动物兴起 古生代 二叠纪 2.99~2.52 生物大灭绝 古生代 石炭纪 3.59~2.99 蕨类森林、成煤期 古生代 泥盆纪 4.19~3.59 鱼类繁盛 古生代 志留纪 4.44~4.19 植物登陆 古生代 奥陶纪 4.85~4.44 无脊椎动物繁盛 古生代 寒武纪 5.41~4.85 生命大爆发 元古宙 —— 25~5.41 真核生物出现 太古宙 —— 40~25 原始生命（原核生物） 冥古宙 —— 46~40 地球形成、岩浆海 三、地球的早期演化 （一）地球的形成（约46亿年前） 根据星云假说，太阳系形成于约46亿年前。原始太阳星云在引力作用下收缩、旋转，中心形成太阳，外围物质聚集形成行星，其中包括原始地球。 早期地球经历了以下关键阶段： 1. 吸积阶段：尘埃和气体凝聚形成原始地球，大量陨石撞击释放巨大能量 1. 分异阶段：重元素（铁、镍）向中心下沉形成地核，轻物质上浮形成地幔和地壳 1. 岩浆海阶段：整个地球表面处于熔融状态，称为"冥古宙" 1. 冷却阶段：表面逐渐冷却凝固，形成原始地壳 ▲ 冥古宙时期的炽热熔融地球——岩浆海洋覆盖全球 （二）大气与海洋的形成 原始大气主要由火山喷发释放的气体组成（H₂O、CO₂、N₂、CH₄、NH₃等），几乎不含游离氧。随着温度降低，水蒸气凝结降雨，形成原始海洋。 💡 重要转折点 约35亿年前：蓝细菌出现，开始光合作用，释放氧气 约24亿年前：大氧化事件（GOE），大气氧含量显著上升 约6亿年前：大气氧含量接近现代水平 四、生命的起源与演化 （一）生命的起源 目前科学界普遍认为，生命起源于原始海洋中的有机分子。1924年，苏联生物化学家奥巴林（Oparin）提出"原始汤"假说：在原始地球条件下，无机物可以合成有机物，有机物进一步演化形成原始生命。 1. 1953年米勒-尤里实验证实了无机物在模拟原始大气条件下可合成氨基酸 1. 最早的化石证据约35亿年前的叠层石（蓝细菌群落） 1. 真核生物约在20亿年前出现 （二）寒武纪生命大爆发 在寒武纪初期（约5.41亿年前），几乎所有主要动物门类在相对短暂的地质时期内突然涌现，这一事件被称为"寒武纪生命大爆发"（Cambrian Explosion）。 ▲ 寒武纪生命大爆发——多细胞动物快速辐射演化 大爆发的原因众说纷纭，目前较为公认的解释包括： 1. 大气和海洋中氧气含量上升，为复杂生命提供能量基础 1. 基因调控网络复杂化（Hox基因等） 1. 生态位空旷，竞争压力小，物种快速辐射 1. 海洋化学环境变化（如钙化的出现） （三）生物演化的主要阶段 地质时期 生物演化阶段 标志性事件 冥古宙-太古宙 原核生物时代 蓝细菌出现，光合作用开始 元古宙 真核生物时代 多细胞生物出现 古生代早期 无脊椎动物时代 三叶虫繁盛、寒武纪大爆发 古生代中后期 鱼类-两栖类时代 脊椎动物登陆 中生代 爬行动物（恐龙）时代 恐龙称霸、鸟类起源 新生代 哺乳动物-人类时代 人类出现、文明诞生 （四）恐龙灭绝与生物大灭绝事件 恐龙在中生代统治地球约1.6亿年，但在白垩纪末期（约6600万年前）突然灭绝。关于恐龙灭绝的原因，目前最被广泛接受的是"小行星撞击说"。 ▲ 白垩纪恐龙化石骨架——恐龙灭绝是地球生命演化的重要转折点 💡 恐龙灭绝的主要证据 墨西哥尤卡坦半岛的希克苏鲁伯（Chicxulub）陨石坑 全球白垩系-古近系界线粘土层中铱（Ir）异常富集 撞击引发的全球性火灾、海啸、"核冬天"效应 火山活动（德干高原暗色岩）可能起到叠加作用 除恐龙灭绝外，地球历史上还发生过多次生物大灭绝事件，其中以二叠纪末（约2.52亿年前）最为严重，约96%的海洋物种灭绝。这些灭绝事件往往成为地质年代划分的重要界线。 五、海陆变迁与板块构造运动 （一）大陆漂移学说 1912年，德国气象学家魏格纳（Wegener）提出了大陆漂移学说。他发现大西洋两岸（如南美洲和非洲）的海岸线可以拼接吻合，且地层、化石和古气候证据高度一致。 ▲ 大陆漂移示意图——从泛大陆到现代海陆分布格局的演化 魏格纳的主要证据： 1. 海岸线吻合：大西洋两岸轮廓可拼接 1. 地层对比：对应大陆的岩石类型和地层序列一致 1. 化石证据：同种化石（如中龙）发现于相隔大洋的大陆 1. 古气候证据：冰川遗迹、煤田分布指示古纬度位置 （二）板块构造理论 20世纪60年代，在大陆漂移学说基础上，科学家提出了板块构造理论，这是现代地质学的基石。 板块 地球岩石圈被划分为若干个大小不一的刚性块体，称为板块。全球主要有六大板块：亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。 板块边界 板块之间的交界地带是地质活动最活跃的区域，分为三种类型：离散边界（张裂，如大洋中脊）、汇聚边界（碰撞，如海沟、造山带）、转换边界（平移，如圣安德烈斯断层）。 （三）海陆变迁的机制 板块运动驱动了海陆格局的不断变化。在地球历史上，大陆曾经历多次聚合与分裂： 超级大陆 存在时期 后续演化 泛大陆（Pangea） 约3亿~2亿年前 三叠纪-侏罗纪开始分裂 劳亚古陆 + 冈瓦纳 古生代晚期 泛大陆形成前的两大块体 哥伦比亚（Nuna） 约18~15亿年前 早期超级大陆之一 现代格局 约6000万年前至今 大西洋、印度洋持续扩张 💡 海陆变迁的表现 海侵与海退：海平面相对变化导致海岸线迁移 造山运动：板块碰撞形成山脉（如喜马拉雅山脉） 大洋开合：板块张裂形成新的大洋（如红海） 大陆碰撞：板块汇聚使大陆拼合（如印度-亚洲碰撞） 六、本节知识总结 核心知识点梳理 知识点 核心内容 地层与化石 地层记录地球历史；化石是确定地层年代和古环境的关键证据 地层层序律 未被扰动的地层中，下层老、上层新 地质年代划分 宙→代→纪→世；显生宙分为古生代、中生代、新生代 地球形成 约46亿年前，经历吸积、分异、岩浆海、冷却等阶段 生命起源 原始汤假说；蓝细菌光合作用使大气富氧 寒武纪大爆发 约5.4亿年前，多细胞动物门类快速涌现 恐龙灭绝 约6600万年前，小行星撞击是主因 海陆变迁 大陆漂移+板块构造运动驱动海陆格局持续变化 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $