1 地球的历史
了解我们星球的过去
我们生活的地球是一个活动的星球，并非一成不变。大陆在熔融质岩石的海洋之上漂浮不定，崇山峻岭隆升后接受剥蚀，剥蚀物沉积后形成平原；受全球海陆格局变化的影响，海水此消彼长；曾经遍布备大洲的冰川如今偃旗息鼓，退守两极。生命的舞台也同样变幻不定，盛极一时的物种也会面临消亡的命运。你身处其中，却很难发觉其中的变化，因为这样漫长的历史是以数百万年计的地质年代为计量单位的。每一个地质时代都有其自身的特点，有着与其他地质时代不同的生物和地质特征(图1)。
现在的地质年代表的原型诞生于19世纪，是由大不列颠和西欧的一些地质学家提出来的(见第二章图32)。最大的地质年代单位是代(译者注：最大的地质年代单位应当是宙，其次为代、纪、世)，包括前寒武纪、古生代、中生代和新生代。纪是比代更小的年代单位，古生代可分为7个纪(美国地质学家将石炭纪分为两个纪：密西西比纪和宾夕法尼亚纪)，中生代可分为3个纪，新生代分为两个纪。通常以大规模的生物灭绝、激增或者物种的快速演变作为年代划分标志。
新生代可以进一步划分为7个世，各有其不同特征。如更新世，大规模的冰川活动是其主要特征。前寒武纪未进行细分，因为这个时代的化石数量太少了，缺少划分依据。在古生代以前很少有生物保存下来变成化石，而在5.7亿年(古生代与前寒武纪的分界线)前的时候，生物演化出了硬质的外壳以防御掠夺性动物的捕杀。这一演化造成了生命的大爆发，大量的生物日后变成化石被保存下来。
前寒武纪
前寒武纪这个历时最长的时代占据了地球历史的最初9／10的时间(大约为40亿年)，而我们对它的了解程度却是最低的，原因就是化石数量的稀少。前寒武纪包括冥古宙(或称无生宙，距今46～40亿年前)、太古宙(距今40～25亿年前)和元古宙(距今25～6亿年前)。太古宙和元古宙之间的界线并不是截然的，划分依据主要是岩石特征。通过对太古宙和元古宙岩石的研究发现，太古宙是地壳快速形成的时期，而元古宙时期则相对平静。
太古宙相对于其他时期来说，地球内部温度更高，地壳厚度更薄。因此，地壳更加不稳定，板块活动性也更强。此时的地球处于一个剧烈变动的状态，到处是强烈的火山喷发和大量的陨石撞击，这些对原始生命形态的形成也许起着至关重要的作用。
大约40亿年前，地壳开始成形，主要由薄层玄武岩和分散的花岗岩块组成。在位于加拿大西北部的大奴湖地区(Great Slave)发现的Acasta片麻岩是古代的花岗岩经变质作用后形成的，通过研究我们发现，占现今陆块约1／5的陆壳大部分都是在40亿年前形成的。在格陵兰西南部偏远山区的Isua组中，地质学家发现了大量由海相沉积物形成的变质岩，由此推测至少在38亿年前地球上就已经出现了海洋。
最初形成的花岗岩组成了大陆的基底，其上覆盖有沉积物。这些基底构成了大陆的核心，当基底上的沉积物被剥蚀后形成的盾形的古老花岗岩地层称为地盾。如图2所示，世界各地都有大面积的前寒武纪结晶基底出露。地盾周围覆盖有沉积物的结晶基底称为地台。
绿岩带是前寒武纪地盾内部或结合处经蚀变变质形成的基性火成岩带，通常呈条带状分布，可以反映古代海洋的收缩和大陆的碰撞。绿岩带面积可达数百平方英里，主体为片麻岩。绿岩带含有大量由绿泥石变质形成的矿物，而绿泥石是海洋沉积物中特有的矿物。所以，绿岩带具有重要的构造活动指示意义。如图3所示的板块构造模型就是以绿岩带研究为基础，经过不断完善形成的。
地质学家对绿岩带有着很浓厚的研究兴趣，因为它不仅可以提供关于板块构造的重要证据，而且具有很重要的经济价值。
P1-3
记得小时候，有一次父亲从外地出差回来，带给我一套厚厚的书，书名叫《十万个为什么》。这套科普读物常常伴我左右，我很好奇书中一个又一个的为什么，同时又被那浅显易懂的文字和生动有趣的图片所深深吸引。这套书帮助我养成了勤于思考、爱问为什么的习惯。虽然不是每个人都希望成为科学家，但人类好奇的本性是普遍存在的，科普读物可以帮助青少年读者认识科学问题，更重要的是培养一种科学精神，以实事求是的态度去对待一切事物。
时隔近20年，我有幸翻译科普书籍《寻找地球的宝藏——化石与矿物》，我非常高兴参与这项工作。此书主要介绍的是矿物和化石，是地质学研究中最基础的内容。记得大学时，有朋友问我地质学是研究什么的，我说就是石头，他们一下子兴趣索然。可是，如果你知道，从一块石头中可以找到沧海如何变桑田、恐龙为什么会灭绝以及人类从哪里来这些谜题的答案，也许你会重新提起你的兴趣。如果你想知道这些问题的答案，那么你应该读一下这本书。
本书作者是一名地质学家，能够写出这样一套包罗万象的以地球为阐述对象的科普书籍实属不易。科学是在不断的争论声中前进的，虽然书中介绍的很多知识是已经被地质学界所普遍认同的，但难免会有一些观点存在偏颇。对于这些情况，译者在翻译过程中尽量忠实于原著，如果读者存在不同看法，欢迎与译者或者原著作者交流。由于本人所学专业为地质学，文学功底欠佳，在翻译中难免会有一些言辞不够贴切的地方，希望读者朋友指正。
感谢首都师范大学出版社的杨林玉女士，她在过去的一年里也给予了译者很多关心和帮助。感谢在翻译过程中为我答疑解惑的老师和同学。感谢家人的支持和鼓励。最后，感谢读者能够选择这本书，希望她不仅能够带给你知识，如果你能通过阅读本书感受到地质学的魅力，译者更深感荣幸！
苏永斌
2009年7月于北京
在地质学领域中，获得大众关注最多的当属化石和矿物了。恐龙和宝石这些奇珍异宝所散发出来的神秘而奇特的美吸引着每一个人，无数的地质学家为了探索这种美的真谛而步入地学殿堂。这里就有这么一位地质学家——乔恩·埃里克森，他将要向我们讲述关于自然界中各种矿物和化石的动人故事。如果你对我们赖以生存的自然界感兴趣的话，化石与矿物这本书正是为你而著，你可以从中获得关于自然界中有关化石和矿物的各种丰富而重要的知识。
尽管有些化石的名字是很令人感到困惑的——它们生僻且怪异，但是当你克服障碍对其进一步了解以后，一些自然界的谜题将迎刃而解。例如，你将知道某些岩石是如何形成和演化的，由此可见化石的重要性。当然矿物在岩石的形成演化中也扮演着非常重要的角色，对此本书也有详细论述。本书共分为10章，对地质历史中化石、矿物之间的联系和相互作用进行了阐述。作者为我们展示了超过40亿年的地球演化史，同时揭示了在这部浩瀚的地球传奇史中化石与矿物所扮演的重要角色。
相对于本书所涵盖的众多知识点来说，给她起如此短的名字显然是不够的。但是章节标题包含了充分的信息，将各章所论述的各种事物及其相互关系合理并充分地表达了出来。本书从地球历史、岩石类型、海相化石、陆相化石、晶体、宝石和贵金属等方面系统地展开论述，让我们可以洞悉奇特地球的方方面面。本书力求将最新的发现和观点呈献给读者，如全球构造学说及动物群消亡理论，其中详细论述了恐龙是如何灭绝的。
乔恩·埃里克森奉献给我们的是一本条理清晰、通俗易懂的科普读物，非常适合大众阅读。本书内容翔实，论述严谨，同样也会受到地质学家的欢迎。书中的大量图件，包括地图、照片、线条画及示意图等，大大增加了本书的可读性和观赏性。
《寻找地球的宝藏——化石与矿物》不仅适合初涉地质学的初学者，而且同样可以满足那些要求苛刻的专业学者的阅读需要，我向大家郑重推荐这本书。
唐纳德·R·柯茨博士
最早的地质学知识是从化石那里得来的，起初化石被用来确定地层的相对年代。现在，随着科技的进步，地质学家们可以利用先进的测年法测定化石的确切年龄，这对于重现古代海洋及陆地生物的演化历史有着重要的意义。化石研究是认识生命演化史及揭示生命奥秘的最基本手段，通过解读埋藏于岩石之中的化石所蕴含的丰富信息，科学家们可以为我们展示一幅地球历史的鲜活画卷。
古代人类早已对矿物和宝石有所利用，通过对古人类遗迹的发掘可以清楚地说明这一点。在现代社会，人们仍然离不开它们，璀璨的宝石可以带给人们以美的享受，地下蕴藏的丰富矿产资源是人类社会前进的动力，最普通不过的岩石和矿物见证了整个地球的演化史。在本书中，你还将见到很多不寻常的矿物和岩石，比如可以发出声音的石头，随着太阳的涨落而改变“生长”方向的石头，在黑暗中发光的石头以及自反转磁场的石头等。
本书将带你走入一个奇妙的地质世界，你将认识地球的物质组成、岩石类型、矿物及化石的定年与分类等。你还将学习如何去识别、收集有用的化石及矿物，这对增加你个人的地质学知识很有帮助。本书对地质学专业的学生来说也具有一定的指导意义。
本书共分为10章，对地质历史中化石、矿物之间的联系和相互作用进行了阐述。作者为我们展示了超过40亿年的地球演化史，同时揭示了在这部浩瀚的地球传奇史中化石与矿物所扮演的重要角色。
乔恩·埃里克森奉献给我们的是一本条理清晰、通俗易懂的科普读物，非常适合大众阅读。本书内容翔实，论述严谨，同样也会受到地质学家的欢迎。书中的大量图件，包括地图、照片、线条画及示意图等，大大增加了本书的可读性和观赏性。
