普通地质学 第六章 地质年代.ppt

第六章地质年代 地质年代的表述 相对年代和绝对年龄相对年代是指地质体的形成或地质事件发生的先后顺序 绝对年龄是指地质体的形成或地质事件发生距今的年龄 第一节相对年代的确定 成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面的自然状况 而且严格地按照先后顺序自下而上地依次重叠 地质学中把在一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层 大多数地区的地层在受到构造运动的影响下 发生褶皱 断裂 使地层保存得更不完整 因此 怎样把已经散乱的地层按照顺序首尾相接地整理排列好 通常采用地层学中普遍接受的三条原理或称定律 即地层层序律 生物层序律 切割律 一 地层层序律 地层的原始产状是水平或接近水平的 沉积物层层叠置 较老的地层在下面 较新的地层在上面 只要地层没有发生构造变动而倒转 上面地层形成的时代一定比下面的地层新 这就是地层层序律 受构造运动作用 地层发生倾斜 其层序的新老关系 1 地层倾斜 层序正常 顺倾斜方向地层新 反倾斜方向地层老 2 地层倒转 层序不正常 要利用沉积岩的指向性原生构造 判断岩层的顶 底 恢复原始层序 老 新 二 生物层序律 埋藏于岩石中的古代生物遗体或遗迹称为化石 它是在地层中保留下来的古生物记录 由于生物进化总是由简单到复杂 从低等向高等生物发展 这种演化规律是不可逆的 从总体上看 地层年代越新 所含的生物就越进步 越完善 含相同化石的地层是同时代的地层 这就是生物层序律 根据这一规律可以把不同地区 甚至相隔较远的地层间的先后顺序整理出来 利用生物化石确定地层的相对年代 二 生物层序律 在地层研究中 通常利用在地质历史中演化快 延续时间短 数量多 分布广 特征明显的生物化石 作为标准化石来划分相对地质年代 每一个地质年代都有其特征的标准化石或化石组合 如 金陵组中假乌拉珊瑚 寒武纪的三叶虫等等 实际工作中 研究者通常采用地层层序律和生物层序律相结合的方法 来划分和对比不同地方的地层 恢复地层的顺序 甲地 乙地 丙地 综合图 三 切割律或穿插关系 这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入体之间被相互侵入顺序的确定 一般说 侵入者年代新 被侵入者时代老 这一原理还可用于有交切关系或包裹关系的任何地质体 判断其形成顺序 第二节同位素年龄的测定 放射性同位素是天然的时钟 利用天然放射性同位素的衰变规律来研究地质计时的学科就是同位素地质年代学 下面将介绍用同位素方法测年的原理 运用条件 方法等问题 从物理学原理出发 放射性母体 N1 与放射性成因子体 N2 存在下列关系 这就是放射性年龄测定的基本方程 为了得到可靠的结果 就必须精确地则定样品中放射性母体 N1 及其衰变产物 子体 N2 的含量 同时要假定N1和N2存在于一个近乎封闭的系统中 并且衰变常数 是需要精确测定的 1 放射性同位素测年原理 2 条件可用作放射性同位素测年的同位素应具备3个条件 有较长的半衰期 在岩石中有足够的含量 子 母体易于富集保存 利用放射性同位素测年在理论上是极其简单的 但其实验程序和技术设备的要求条件非常严格 必须十分精确地测定极微量的同位素总量 对于子元素的过剩和丢失必须做出恰当的估计 如 采用K40 Ar40法测年时 通常用黑云母和白云母矿物进行 如果用辉石就会出现过剩的Ar的问题 结果测年值偏老 反之 如果用钾长石 由于钾长石对Ar40的保存较差 就会使测年值偏新 3 常用的定年方法 1 古老岩石的定年方法钾 氩 K Ar 法 铷 锶 Rb Sr 法 铀 铅 U Pb 法 高精度离子探针质谱法 锆石U PbSHRIMP 钐 钕 Sm Nd 法等 2 测定最新地质事件和考古材料年代的14C法 4 存在的问题 1 母体被混染 子体部分丢失 影响测定精度 2 对放射性同位素含量少的某些矿物 测定精度不够 3 对不含放射性同位素的沉积岩 不能用此法确定年龄 5 发展趋势古地磁定年技术 裂变经迹定年 热释光定年等 同位素地质年代学为相对地质年代建立了时间标尺 现代的地质年代表包括了同位素年龄和相对年代两部分 同位素年代学现已广泛应用于岩石的年龄测定以及陨石 火星 月球岩石 古生物等的年龄测定 解决了各地质时代有多长的问题 构造 热事件发生的时间问题等 第三节地质年代表 一 地质年代表的建立 地质年代表是将地质历史按年代先后 进行系统的编年 共分出三宙 十代 二十一纪 三宙 显生宙 元古宙 太古宙 十代 新生代 中生代 古生代 新元古代 中元古代 古元古代 新太古代 中太古代 古太古代 始太古代 二十一纪 新近纪 古近纪 白垩纪 侏罗纪 三叠纪二叠纪 石炭纪 泥盆纪 志留纪 奥陶纪寒武纪 埃迪卡拉纪 成冰纪 拉伸纪 狭带纪 延展纪 盖层纪 固结纪 造山纪层侵纪 成铁纪 一地质年代表的建立 地质年代表反映的主要内容有 1 各地质年代单位 名称 代号和同位素年龄值表中的名称 多由英国 德国和前苏联的古地名等命名的 又经音译成日语后我国引用的 因此怪僻难懂 各段时间的划分是根据当时形成的岩石中所含放射性元素衰变的程度测得的 环境条件变化了 生成的岩石不同了 地质年代也更换了 地质工作者之间交流地质信息常用的这个时间系统和代号 必须熟记 2 地质年代单位和年代地层单位地质年代单位是宙 代 纪 世 与它们对应的年代地层单位是宇 界 系 统 年代地层单位在世界范围内是可以对比的 地质年代单位年代地层单位宙宇代界纪系世统 3 年代地层单位 年代地层单位是经过区域地层之间 甚至跨越大洋 并依靠化石进行对比 同位素年龄测定 建立的反映全球的地层系统 在这个系统中 合若干组为统 两个或三个统合称系 包含生物演化中有相同特点的几个系合称界 如含哺乳动物和被子植物化石的称新生界 裸子植物和陆生爬行动物化石丰富的为中生界 早于中生界形成多样较低等生物化石的地层 合称古生界 比古生界更老伏于古生界以下的地层则是元古界 后来又把古生界等含清晰的化石的三个界合称显生宇 相应把比显生宇老 所含化石是一些十分简单 原始生物的称元古宇和太古宇 Pz Kz Pz1 Pz2 Mz 850 1000 1600 2500 1 806 23 03 65 5 145 5 199 6 251 299 359 2 416 443 7 488 3 542 被子植物兴起 被子植物出现 鸟类 哺乳类兴起 古猿 始祖鸟出现 J3 爬行类繁盛 裸子植物出现 原始哺乳类出现 爬行类兴起 造煤植物繁盛 两栖类繁荣 出现原始爬行类 出现原始的鱼类 鱼类繁荣 出现最早的脊索动物 笔石 蕨类植物 三叶虫繁荣 无脊椎动物 出现真核细胞的藻类 32亿年前出现原核细胞的菌藻类 人类出现 二 岩石地层单位的概念 岩石地层单位是依据地层的岩性特征在垂直方向上的差异 将地层分层 建立起地层系统和层序 岩石地层单位 地方性地层单位 由大到小可分群 组 段 层等级别 群 是岩石地层的最大单位 一般由厚度大 成分不尽相同但总体外貌一致的一套岩层 如 黄马青群 青龙群等 组 是岩石地层的基本单位 组的重要含义在于它