地史学(课程设计)

课程学习设计-II

1.1 课程内容概括和总结

人人都说地学的人古板，不知变通，不会创造。我绝不承认。我将尽可能以我的方式去理解去解说地史，即使会错，及时会有人嗤之以鼻，我也要做下去，如果我轻易苟同，我逐渐就会成为多余的那个人。这就是我的誓言。老师说有些东西就是固定的，不用你创新，我不敢苟同。我不为分数而来，及时老师不认可，我也要说出我所理解的话。概括和总结就应该是自己的，别人文献里说的，不是我真正学到的。

此刻我们已经学完了地史学的课程，相比较第一次的理解，我们多了许多深入和专业的认识，对于不同板块重要性差别也有了认识和了解。下面是我关于地史学内容的概括和总结。

地史学是研究地球地质历史及其发展规律的科学，具体包括地球岩石圈、水圈、大气圈、生物圈的形成、演化历史和不同圈层（含宇宙圈）间耦合关系所以是地球科学范围内一门具有较强综合性和历史性的分支学科。

两个目的

地史学是研究地史的学科，是从42亿年的历史长河中抓住演化规律的蛛丝马迹。就决定了这门学科的特点必然要“穿透地史”，既深入研究，还要能穿出来应用，服务与科学。目的一：尽可能的还原历史概貌；目的二：大限度的应用于资源环境预测。

两个背景词

个人觉得在地史中有两个深邃而意义重大的“背景词”：单向性，旋回性。即这两个词隐藏在整个地史的背后，却起着支撑整个发展规律的作用。地史大框架上分为生物史，沉积史，构造史。三者除了本身各自的影响之外，都有内在的规律性连接点和共同点。生物是的进化单向性与灭绝-繁盛的旋回性；沉积史中岩层的旋回性和堆叠的单向性；构造史的联合大陆旋回性和构造的物理改变应变不可逆性。

三个基本板块

地史学主要研究三个方面：沉积史、构造史、生物史。而我对这本书的内容的概括也将从这三个方面入手。

1.历史大地构造学。根据地层的沉积类型、物质组分接触关系以及岩浆活动和构造变动等，推断其形成时的构造条件和这些构造条件在地质历史上的时空演变。沉积特征和古地理轮廓的变化实质上是地壳各区段构造运动的反映。

我的概括主要是中国和全球概况。

前寒武纪：华北板块和扬子板块形成史。

早古生代：加里东构造阶段，后期古大西洋闭合使北美和俄罗斯板块对接拼合成劳俄大陆，南半球大陆统一为冈瓦纳大陆。扬子板块和华夏板块于志留纪末拼合转化为造山带，柴达木、秦岭微板块与华北板块碰撞拼合。

晚古生代：更大规模板块运动导致劳俄板块与西伯利亚板块、华北板块和西伯利亚和哈萨克斯坦板块、非洲与劳俄板块缝合，诸多古大洋消失，

晚古生代末期，全球范围的联合古大陆（Pangea）基本形成。泥盆纪处于加里东向海西-印支期转折，中国大部分在伸展构造体制下。

中生代：三叠纪中期联合古陆达到鼎盛时期，晚期进入分裂解体阶段；侏罗纪、白垩纪分裂解体愈见加剧，大西洋和印度洋加速开裂、不断扩张，特提斯洋萎缩，环太平洋地壳运动强烈，形成著名的环太平洋火山喷发带和内生金属成矿带。

新生代：西南缘由于始新世晚期印度板块和古亚洲板块最终对接碰撞，导致新近纪以来青藏高原的急剧抬升和喜马拉雅山世界屋脊的形成，在东南缘最重要的事件是大陆边缘裂陷和弧后扩张，并形成了许多规模大、沉积厚的盆地。

2.地层沉积史，也即地层学和地质年代学。研究地壳表层岩石的形成年代、生物群的特征以及地层划分与对比。

3. 生物史主要研究生物的起源和进化的规律。从地球生命的出现到人类的出现和发展，经历了约35亿年的地史时期。距今２４亿年以前的太古代，地球表面已经形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈。这时是铁矿形成的重要时代，最低等的原始生命开始产生。（我基本是从植物，无脊椎动物，等几个方面总结）

一、早古生代：海生无脊椎动物繁盛，几乎所有海生无脊椎动物门类都已出现。最为重要的是：三叶虫、笔石、头足类、腕足类、珊瑚遗迹牙形石最为重要。

1.寒武纪：小壳动物群为起点；澄江动物群的意义；三叶虫是寒武纪最重要的代表性化石；寒武纪亦称三叶虫时代。

2.奥陶纪：最重要的化石为笔石和头足类的鹦鹉螺；开始出现无颌类；

3.志留纪：最重要的化石是单笔石；无颌类在晚志留纪适应淡水；晚志留世出现有颌类和裸蕨植物。

二、晚古生代：海生无脊椎动物发生重大变革；陆生植物大量繁盛；脊椎动

物逐渐征服大陆。

1.泥盆纪：鱼类犬类繁盛，故称为“鱼类时代”早泥盆为无颌类，中、晚泥以盾皮类为主；晚泥盆出现鱼类向两栖类进化；晚泥盆裸蕨类灭绝，裸子植物出现。

2.石炭纪：两栖类发展；晚期出现原始爬行类；首次出现大规模森林，第一个重要成煤期。

3.二叠纪：爬行类进一步发展；晚期裸子植物占主导地位；末期的生物灭绝事件，绝灭的主要生物是蜓类、四射珊瑚、床板珊瑚、三叶虫、笔石、长身贝等。

三、中生代：以陆生裸子植物、爬行动物（尤其是恐龙类）和海生无脊椎动物菊石类的繁荣为特征，故也称为裸子植物时代、恐龙时代、或菊石时代。白垩纪末出现生物集群绝灭事件。

1.三叠纪：自晚期开始整个中生代的真蕨类繁盛；三叠纪晚期恐龙类的大发展和爬行动物返回海洋生活。菊石在之前几近绝灭，三叠纪有迅速发展，和双壳类组成重要分阶组合。

2.侏罗纪：真蕨类繁盛；恐龙类繁盛；鱼龙类，始祖鸟，孔子鸟等；真骨鱼和全骨鱼。

3.白垩纪：晚期被子植物繁盛并占据统治地位；继晚侏罗世始祖鸟出现，白垩纪出现真正的鸟类（朝阳鸟作为现代鸟的直接祖先代表）；晚白垩纪还出现哺乳动物的有胎盘类；末期恐龙、飞龙、沧龙都灭绝；生物集群绝灭事件。

四、新生代：以哺乳动物和被子植物大发展为特征，哺乳动物时代或被子植物时代。第四纪以人类出现和演化为特征，称为人类时代。

三史的相互关系：

地史学是将生物史、沉积史、构造史融合在一起的学科，三者的内在关系很紧密。实在由于能力有限，只能借助龚老师深入而精辟的总结：

我认为最急需解决的科学问题：

1.我依然将上次的问题保留了下来，因为我觉得方法甚至比一些结论更为重要：类比分析作为研究地史的最重要的方法如何提高可行性和精确性？而最精确的方法有哪些？

我们知道将今论古、讲古论今是地史应用的重要的方法，追溯历史和预测未来。那么预测和追溯的精确性就是非常重要的问题。目前有多少科学家的预测和追溯得到了肯定的验证？所以有必要了解足够的成果来证明其可行性。而途径除了不断的搞研究作出成果还应该多研究方法论，即如何获得更精确的结果。为此我读了一些有关地史的论文。

我发觉有三点至关重要。好的方法论、典型而精准的研究对象、科技的支持。 例如《Cause of Melting Tropical Glaciers over Past 10000 Years Identified》中就是通过气候模式的数据模拟实验的方法获得结果从而获得热带冰山融化的原因。他们已经表明，在此期间在玻利维亚Telata冰川退缩主要与3°C间气温的上升和热带太平洋的气候变暖。而我的感触就是以今论古还是拥有很强大的说服力的。由此我发现许多的研究都有一个共同点，那就是模拟的方法，因为我们无法回到过去，那么对于历史的研究很重要的一点就是能够模拟过去的环境，从而获得结果的解释。所以一个好的方法论非常重要。

在《carbon release to atmosphere 10 times fast than in the past》中就涉及了选取最好的古代类比物。研究取自5590万年前的深海海底岩心样品，而这也是人类对当前全球变暖的最好模拟，成为了最有力精确的证据。我感到很震撼，选取一个好的研究对象有多重要，可能会达到事半功倍的效果。

而新的科学方法和技术工具无疑会给研究带来巨大的帮助。例如有孔虫Mg\Ca温度计可以重建古海洋的温度。

2.在其他地质学科（如岩石学，地球化学）等都逐渐与与天体、行星接轨的同时，考虑到地史上很多成因与天体解释有关，地史学如何更好的与天体学融合？

我们研究地史的时间尺度如果放大的话有46亿年，地球上很难找到与之对应的空间尺度，而且冥古宙的情况基本在地球上没有遗留下什么痕迹，若想研究这个尺度，恐怕只有去宇宙中寻找线索。而且天体运行与地球的环境改变有很大关系，例如潮汐、季节、风、水流、气候等等。天体运行规律的微小扰动将会给地球上的环境带来巨变。

我们的前辈由于科学技术有限，主要研究地史的三史，而我们现在天体研究已经逐渐发展起来，我们如果将其应用起来，说不定可以解决很多之前解决不了的问题。虽然地史学的概念中提到了宇宙圈，但我在学习的过程中却基本未涉及到天文上的研究，这说明将这两者连接是有历史难度的，但优势也是很明显的，所以这个难题就是，如何将两者联系起来？我将留意这个方向的动向。

3.第三个科学问题是：更多的关于生物的形态功能分析可以细化恢复的古环境，借助现有生物的对比，除了逻辑推断，计算机模拟技术的前景如何？

上古生物课时有一个感觉就是许多古生物形态的作用都是人主观逻辑推断，感觉有道理，事实如何却难说。而我之前看过一个美国的科教节目，通过计算机模拟来对比现代生物的力量、爆发力等特质，我觉的这个方法应用于古生物中会很有效果，这就是我感兴趣的问题，或许我以后会做这方面工作。

拟采取的学习和投入方式：

1.针对基础知识：地史学的内容太繁杂，要想很好的记忆是有难度的。因此，首先要抓住一个整体的框架。总论部分自然要全部搞懂，而后面的分时期的地史部分我将先主要抓住各时期的三史，然后采用老师所说的点、线、面的方式，进行知识的梳理和复习。最后找到自己感兴趣的方向深一步的了解和探索。

2.知识拓展：也就是要了解科研动向。老师在给我们讲课的时候添加了很多课本上没有的或已经落伍的内容，让我 相信知识的更替是很快的，这个时候如果尽信书就会很危险了，因为说不准什么时候就突然发现你所相信的是错误的。所以我们一定要多了解科研动向，这样才能保持先进。而我打算采取的方式就是阅读文献，并积极的写小结和概括。

3.动手能力：平时的实习课上主要通过作一些图，根据一些描述性文字来推断，和上课的内容差不了太多。而上个星期六进行的铁箕山野外实习，看到了野外的露头，地层，化石，可以才真真切切的看到了真正的地史学，感触很深，主要有以下几点：野外的露头更加复杂，干扰因素太多，完全不像课本上那么直观，因此在辨别上产生了很大的难度；也意识到自己的知识有很多漏洞，许多东西概念倒是了解，但实际上并没有理解，按图索骥，往往会错误的看待很多东西，以后看书，还是要实事求是抓本质才行；要多出去走走，土地到处都有，多留心的话或许比课本更有收获。

4.精神继承：每一门课我们除了学到知识，还会在不知不觉中养成一个习惯，好的话或许还会有一种精神。学地史的过程中我一直觉得地史的内容太多太复杂，很难学，可慢慢学过来之后发现它已经帮我在脑海中形成了一个历史的框架，

由此我就知道，不能怕东西难学，一旦基础打好，就会好很多。让我认识到扎实

基础的重要性。与此同时，学习地史学还帮助我培养了一个更为广阔的时空观，让我学会如何从不同尺度看问题，如何看的更远；还有就是老师讲课、指导学生方面的一丝不苟的态度也深深地激励着我。学完了这门课程，但这些学到的态度我会保留下去。

预期目标和质检措施：

短期目标是能在考试中得到一个号的分数，长期目标是希望自己能够更多的积累知识，日后工作中可以自信的说这方面自己还略有研究。具体的还是上次所说的，我的学习目标是学完地史学后能在自己头脑中形成一个完整的地质年代的各时期的清晰概图，包括其各自详尽的特点，能熟知地层、沉积等相关的概念，了解当前有关地史的科技的最新研究成果。

质检措施，一个是靠考试的激励吧，为了得到一个自己无愧的分数，自然要努力的复习。其他的质检则放在学习过程中。例如，以阅读文献的方式来检查自己基础知识的掌握程度，文献中提到的那些名词和概念自己是否都已经了解并掌握；以写读后感或小结的形式来检查自己阅读文献的情况，看自己是否真的理解了论文的意思；以提出问题的方式来检验自己的小结是否深入，是否融入了自己的思考。

搜索：计算机模拟生物机制；天体与地球环境的关系。

内容概括：新时代的要求：“平面三角”到“三角锥”的转化

地史学的框架一直以来都是沉积史，构造史，生物史，就像一个平面三角形，将地史学主题内容框起来。此法一直沿用至今，然而，在当今这个科技发展的阶段，此法的局限性也日益显现。我的想法是，有必要在地史学中加入一项新内容：天体史。要在这个三角形平面之外再找一点，从而建立一个三维的三角锥空间。

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