早期人們研究地史時，限于當(dāng)時的認(rèn)識水平，只把地球歷史的發(fā)展劃分為原始紀(jì)、第二紀(jì)和第三紀(jì)。后來，人們對地球發(fā)展歷史的認(rèn)識無論是從深度還是從廣度上都有了日新月異的變化，原始紀(jì)和第二紀(jì)便廢棄不用了，只有第三紀(jì)作為新生代的地質(zhì)名稱保留下來并使用至今。地質(zhì)學(xué)家們通過深入的研究和工作，又把第三紀(jì)的前后兩個半期進(jìn)一步確定為早第三紀(jì)和晚第三紀(jì)，它們和后來建立的第四紀(jì)一起，共同組成了地球歷史的新生代。 第三紀(jì)時，地球上已相繼形成阿爾卑斯山、喜馬拉雅山、落基山和安第斯山等一系列巨大的山系，地表高差十分顯著，氣候也有過幾次大范圍的波動。這首先影響了植物界的發(fā)展，被子植物在第三紀(jì)占據(jù)主要地位并獲得了迅速演化，裸子植物和蕨類植物退居次要地位。早第三紀(jì)基本上是木本植物大發(fā)展階段，晚第三紀(jì)草本植物也加快了演化速度，植物組分越來越復(fù)雜。受地形、土壤和氣候等各種因素的影響，第三紀(jì)出現(xiàn)了明顯的植物分區(qū)，熱帶植物區(qū)的植物與溫帶植物區(qū)的植物在組合面貌上截然不同。
氣候變化、植物更替，直接影響著動物界的發(fā)展。中生代結(jié)束以后，一進(jìn)入第三紀(jì)，恒溫動物就顯示出它們的競爭優(yōu)勢。其中，有胎盤類（真獸）的進(jìn)化速度更快，除陸地外，它們在很短的時間內(nèi)，完成了向海洋（如鯨類）和向空中（如蝙蝠類）的輻射發(fā)展。無胎盤類在澳洲等地也獲得了生存空間，有袋類成了那里的主人。鳥類在第三紀(jì)已形成眾多的目與科，為今天的分類奠定了基礎(chǔ)。鳥類的屬種繁多，目前已達(dá)8500多種，它們的復(fù)雜生態(tài)習(xí)性又進(jìn)一步促進(jìn)了植物的發(fā)展。地球上出現(xiàn)了新生代的曙光。
在我國，第三紀(jì)早期古地理輪廓基本上是中生代白堊紀(jì)的延續(xù)，海區(qū)分布在喜馬拉雅、臺灣及塔里木盆地西緣，海水的范圍與中生代相比已明顯縮小。與此相反，陸地面積擴(kuò)大了，在陸區(qū)內(nèi)，西部的大型盆地包括準(zhǔn)格爾、塔里木、柴達(dá)木等盆地仍繼續(xù)沉降接受沉積。中部的幾個大型盆地，如陜甘寧盆地、四川盆地沉積范圍逐步縮小，直至消失已不再接受沉積。東部也有較大的變化，華北地區(qū)東西兩側(cè)上升，中部逐漸下沉，形成巨型的華北盆地。華南的江漢盆地、蘇北盆地仍然繼承著前期的沉降條件。
早第三紀(jì)中后期發(fā)生了對全球有巨大影響的造山運動，因為主要發(fā)生在我國和亞洲東部，地質(zhì)學(xué)家們稱之為喜馬拉雅運動。經(jīng)過這次運動，使喜馬拉雅海槽褶皺升起，露出海面，到晚第三紀(jì)后期加速隆升，逐漸形成今日世界屋脊-喜馬拉雅山，青藏高原地區(qū)在此時也不斷上升，當(dāng)時的古地理面貌與現(xiàn)代很接近，只有臺灣地區(qū)仍然沉沒在大海中。
根據(jù)第三紀(jì)古地理面貌得知，我國這一時期陸相地層非常發(fā)育，海相地層僅見于臺灣、喜馬拉雅及塔里木盆地西南緣。陸相大致可以沿著賀蘭山-龍門山一線為界，劃分東西兩大部分，它們在古地理格局、沉積類型以及地史發(fā)展過程有其各自的特點。
第三紀(jì)時形成了許多重要的礦產(chǎn)，在我國，有經(jīng)濟(jì)價值的是石油、天然氣資源，此外，褐煤等沉積礦產(chǎn)也很重要。在西北地區(qū)，與干燥氣候條件有關(guān)的鹽類礦藏，如石膏、巖鹽、芒硝等儲量豐富，也具有重要的意義。
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