地球科学概论---第七章_地质年代.ppt

第七章 地质年代,地质年代：对于整个地球演化的历史，以及地质历史中发生的事件进行恢复、描述、研究，都需要建立一个统一的地质年代标尺，这就促成了地质年代系统的建立。,第一节 基本概念,第二节 相对年代的确定,相对地质年代的确定就是要判断一些地质事件发生的先后关系，这些地质事件保存在地质历史留下的物质记录中。,判断相对地质年代的几个基本原则：,地层层序律,生物层序律,切割穿插律,一. 地层层序律,地层：就是在一定地质时期内形成的层状岩石。,1669年，丹麦的地理学家尼古劳斯斯泰诺提出了地层层序律：原始产出的地层具有下老上新的规律,地层形成时是水平或接近水平的，并且符合地层层序律，但是自然界中往往因为构造运动使得地层发生倾斜甚至倒转，这是就需要利用沉积构造来判断岩层的底面和顶面以确定其新老关系。,二. 生物层序律,埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹称为化石。,通过对于现代生物和古生物的研究，人类认识到生物的演化是一个从简单到复杂，从低级到高级不断发展的过程，具有不可逆的生物演化规律。,生物层序律：岩石年代越老生物化石越原始、越简单、越低级。岩石年代越新、生物化石越复杂、越高级。 不同时期地层含有不同类型的化石及其组合，而在相同时期且在相同地理环境下形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合。,英国工程师史密斯（17691832）在开凿运河的过程中发现了大量的化石，经过研究发现每一层都有特定的化石，他据此提出了化石层序律的概念，建立了世界上第一张系统的地层表。,地层层序和化石层序是相辅相成的，根据地层层序律确定地层新老，可以帮助确定化石的新老；反过来，根据地层中化石的新老，也可以确定地层的新老。这样经过多年的对比积累就能建立起地层顺序。,地层划分与对比及综合地层柱状图,利用化石层序律判断地层年代,恐龙以及开花植物的化石出现于该层位中, 因此可以判定A层为白垩系地层,B层包含三叶虫化石（寒武系到二叠系）和银杏叶化石（二叠系到现在） ，因此可以 判定B层为二叠系地层。,标准化石：在地质历史上演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广的化石地层意义最大，被当作划分地层的标准化石。,二. 切割穿插律,对于侵入体之间或者侵入体和围岩之间的相对年代的确定，可使用切割穿插定律。,侵入者年代新，被侵入者年代老。,切割者年代新，被切割者年代老。,包裹者年代新，被包裹者年代老。,捕虏体年代老于侵入体，砾岩中砾石老于砾岩。,切割穿插率实例,第三节 绝对年代的确定,根据地层中所含放射性元素及其衰变产物的含量比例，再根据其衰变常数（半衰期）来计算出矿物或岩石的年龄。,t代表放射性同位素年龄， 代表衰变常数（ln2/T），N代表经过同位素衰变以后剩余的母体同位素含量，D代表放射性衰变过程形成的放射性子体同位素含量。,常用来测定地质年代的放射性同位素,用于测定地质年代的放射性同位素必备条件： 出现于岩石形成期 具有足够常的半衰期 在岩石中具有满足分析测定的足够含量 子体同位素易于富集并保存下来,第四节 地层单位,地层划分、对比的结果是产生了一个地区乃至全球的地层系统，地层系统包括两大要素：一是组成地层序列的各种地层单位，二是这些地层单位之间的相互关系，而由于地层划分对比的方法不同，就产生了不同的地层单位。主要分为物质性地层单位和时间地层单位两种系统。,不同类型地层单位的级别体系,一、岩石地层单位,岩石地层单位是物质性地层单位系统中最常用的代表，主要根据地层的岩性特征进行划分、对比，建立起不同级别的地层系统。,组 是野外调查和区域填图中最为重要的基本岩石地层单位，组或者由一种岩石构成，或者以一种为主，夹有重复出现的夹层，或者几种岩石交替出现所构成，关键在于其具有岩性、岩相和变质程度上的一致性。,群：是比组高一级的岩石地层单位，也是岩石地层系统中常用的最大分类单位，是“由两个或两个以上经常伴随在一起而又具有某些统一的岩石学特点的组联合构成的”。群内不允许有重要的间断存在。,段：是比组低一级的岩石地层单位，它必须“具有与组内相邻岩层不同的岩性特征”，组是否要划分应根据其内部有无分段的岩性条件和区域地层研究需要来定。,层：是等级最低的岩石地层单位，它一般由岩性、成分、生物组合等特征显著而又明显区别于相邻岩层的地层构成。,二、时间地层单位,宇：最大的高级时间地层单位，目前地球历史只分为4个宙，相应地层单位是冥古宇(4638亿年）、太古宇（3825亿年）、元古宇（255.7亿年）和显生宇（5.7亿年前至今）。,界：第二级高级时间地层单位，界与界之间划分是根据全球生物界大阶段总体演化面貌的不同，例如中生界以爬行动物、裸子植物繁荣为特征，而新生界以哺乳类、被子植物繁荣为特征。,系：第三级时间地层单位，根据全球生物界演化总貌来划分，例如寒武纪以三叶虫的繁盛为特征，而泥盆纪以鱼类大发展为特征。,统：是常用的第四级时间地层单位，代表比系低一级的生物界演化阶段，以寒武系地层中的三叶虫为例，下寒武统的虫体一般都呈多节多刺，头大尾小的原始形态。,阶：是最常用的基本时间地层单位，是一个统范围内生物演化阶段的更具体划分，例如华北寒武系标准（张夏）剖面根据三叶虫可以划分为7个阶，以上崮山阶为例，蝴蝶虫和蝙蝠虫占有重要地位。,时带：是最小的时间地层单位，一般在深入进行生物地层学或高分辨率地层学研究时采用，例如在张夏剖面上划分出了19个以三叶虫特殊演化阶段为标志的时带。,第五节 地质年代表,地质年代表的建立,把不同地区的沉积地层，根据化石和岩性（主要是化石）进行详细的分析研究和对比，弄清它们之间的相互关系，按先后（新、老）顺序连接