地质学基础考试大纲.doc

中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试地质学基础考试大纲（地学信息工程等专业：903 地质学基础）一、试卷结构题型比例如下：名词解释、填空题、判断题与选择题： 约30%简答题： 约30%论述题： 约40%二、其他 考试内容：1、研究对象与方法（1） 地质学的研究对象和任务答：地质学是以地球为研究对象的一门自然科学。当前，地质学主要研究固体地球的表层-岩石圈，研究其物质组成，构造运动，发展历史及演化规律。研究地球内部结构，地表形态及其发展演化的规律性。（2） 地质学的研究方法答：将古论今：通过各种地质事件遗留下来的地质现象与结果，利用现今地质作用规律，反推古代地质事件发生的条件、过程及其特点。（3） 地质学的研究意义答：研究固体地球的表层-岩石圈，研究其物质组成，构造运动，发展历史及演化规律，是为人类的生存与发展提供必要的地质依据，主要资源与环境条件的评价。2、地球概述 2.1 地球的基本特征（1）地球的形状和大小答：地球的形状为近似梨形的旋转椭球体。地球形状大小的主要参数：赤道半径a：6378.14km 两极半径c：6356.755km 平均半径R：6371.004km扁率（ac）a：1298.253 表面积：510064472 体积：10832（2）固体地球表面的形态特征答：现今地球表面形态的基本特征：按地貌特征可分为陆地和海洋两大地理单元。海洋占70.8%，陆地占29.2%。陆地地形可进一步分为：山地、丘陵、平原、盆地等。1.山地：海拔500米以上，相对高差200米以上的地区称为山地，进一步划分为： 1）低山，海拔5001000米。 2）中山，海拔10003500米。 3）高山，海拔大于3500米。 呈线状延展山地，称其为山脉。具有成因联系的若干平行或大致平行的山脉，称其为山系，例如阿尔卑斯喜马拉雅山系。2、丘陵 海拔500米以下，相对高差200米内的起伏不平的地区。3、平原 地势相对平坦、面积较大，相对高差仅几十米的地区。4、高原 海拔500米以上，地势平坦广阔的地区。5、盆地 四周高，中间低形似盆状的地区。6、裂谷 地表长数百至上千公里的线状洼地。例如东非大裂谷等。海底地形：海洋是由海（SEA）和洋（OCEAN）组成的。海是围绕大陆边缘与洋有一定间隔的水体较浅的水域，分为陆缘海与陆间海。洋为远离大陆、面积宽广、深度大的水域。 根据海底地形的基本特征，可把海底分为大陆边缘、洋中脊和大洋盆地三个单元。1.大陆边缘大陆与大洋连接的边缘地带，通常可分为以下次一级单元：1）大陆架围绕大陆的浅水台地，平均坡度0度7分平均宽度约75公里，深约60米，下界深度约为130米。2）大陆坡大陆架外侧坡度明显变陡的地带，水深范围约为1302000米，平均坡度约为4度17分。宽度各地不，其上常发育海底峡谷和陆坡阶地。3）大陆基大陆坡与大洋盆地之间的缓倾斜地带，坡度通常为535 ，多分布于水深2000-5000米的海底。大陆基主要由大陆坡上发育的浊流物质及滑塌物质堆积而成。4）海沟与岛弧 岛弧延伸远，呈带状分布的弧形列岛。岛弧向洋凸出，内侧为大陆。 海沟岛弧外侧常发育深度大于6000米的狭长形凹地。宽约几-几十公里。岛弧与海沟组成了弧海沟体系，常发育于陆、洋交界地带。2.大洋盆地海底的主体，它是介于大陆边缘与洋中脊之间的较平坦地带，一般水深40006000米，由以下次一级单元构成：1）深海平原靠近大陆边缘一侧、平均深度约为4877米，坡度极小（1000米，呈孤立的锥状高地。多为海底火山喷发形成。 无震海岭多分布于洋中脊两侧，呈脊状隆起的高地，以无地震或少地震为其特征。3.大洋中脊 横穿大洋的全球性洋底山系称之为洋中脊。它是洋壳生成的地带，其地震与火山活动十分强烈，在大洋中脊的中央部位存在一巨大裂谷称之为中央裂谷。海底地形各主要单元。 2.2 地球的结构（1）地球的外部圈层及其主要特征答：地球最显著的特点是具有圈层构造。因地球的组成物质成分的不同，以固体地球的表面为界将地球分为两大圈层；外部圈层与内部圈层。一、外部圈层构造 外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。 一）大气圈(atmosphere) 定义：包围着固体地球由多种气体混合物组成的圈层。下界为地下数公里，无明显上界，根据极光等物理现象，上界定为约2000公里。大气圈的物质组成为氮78.09%、氧20.95%、氩0.93%、二氧化碳0.03%等，其中79%集中在高度18公里以下的范围内。 大气圈可进一步分为：1.对流层：高度约8-18公里，因气体垂直运动而得名。2.平流层：高约18-55公里，大气呈水平运动而得名。中夹有一层臭氧O3层，往上温度迅速增高。3.中间层：55-85公里，大气稀薄，温度随高度的增加而迅速降低。4.电离层（暖层）：85-800公里，大气高度电离，温度可达1700度。 5.扩散层：800公里二）水圈（hydrosphere) 1.水圈的组成：地球表面四分之三的面积为水体覆盖，海洋、湖泊、河流、沼泽、大气水、地下水等构成了一个连续的圈层，称之为水圈。水圈的总质量约为138万立方公里，其中97%集中在海洋，其次为冰川、地下水、湖泊、河流等。 2.水的循环：地表水经太阳的辐射而汽化，水蒸气进入大气圈，随大气环流带至它处，并以雨、雪等形式降落到地面，形成地表水、地下水和冰川冰。在重力的作用下，它们中的大部分又以径流的形式返回海洋，如此往复，从而形成规模巨大的循环，称之为水的循环。三）生物圈(biosphere) 生物圈是生物及有生命活动的地球表层所构成的连续圈层。其范围为地下3公里至地上10公里。生物圈的总质量约为11.4 1012 t 。（2）地球的内部圈层及其主要特征1.内部圈层划分依据（1）宇宙地质的依据： 主要依据天体的物质成分陨石。铁陨石，相当于地球内部的 物质成分，比重大（88.5) 。石陨石，相当于地球内上部的 物质成分，比重相对较小约为（33.5）铁石陨石，上述两种的过渡类型。（2）.地质学依据：利用岩浆岩人工实验推论岩浆岩的形成环境。（3）.地球物理依据：主要利用地震波在地球内的传 播特性（目前的主要依据）。地球物理依据 主要是地震波速的变化地震波是弹性波，分为体波、面波和自由振动等类型。体波有纵波（P）和横波（S）之分；横波（Vs）只能在固态介质中传播；纵波（Vp）可在固态、液态和气态的介质中传播；地震波速的大小与介质的密度和弹性有关2.内部圈层划分通过地震观测，地球内部存在两个极重要的地震波速不连续面，分别称之为莫霍面（M）与古登堡面（G），具此将地球内部分为地壳、地幔和地核三大圈层。a.地壳 1909年前克罗地亚科学家莫霍诺维奇发现地下几十公里处存在一地震波不连续面（M） 。地壳即位于（M）以上的固体岩石圈层。在大陆区地壳较厚，平均为33公里，最厚处达7080公里，在大洋区较薄，平均为6公里。 根据深地震探测法发现大陆区地壳存在一个次一级地震波不连续面，称之为康德拉面，大洋区该面基本不存在，因而可将大陆区地壳分为上地壳和下地壳。1）上地壳：厚度变化较大，平均厚约15公里，密度为2.7克/ cm3，成分以硅、铝为主，相当于花岗岩，因而称之为硅铝质壳或花岗岩质壳。2）下地壳：厚度稳定，约为58公里，密度为2.9克/ cm3，成分以硅、铁、镁、铝为主，相当于玄武岩，因而称之为硅镁质壳或玄武岩质壳。 大陆区的地壳称为陆壳，陆壳具有双层结构，由硅铝层和硅镁层组成。大洋区的地壳称为洋壳，洋壳仅由硅镁层组成，基本无硅铝层。b.地幔 1912年美国学者古滕堡发现地下2891公里处存在另一地震波不连续面（G）。地幔即位于（M）与（G）面之间的圈层。 地幔是地球的主体，根据S、P波在地幔中传播特性可将地幔进一步划分为上地幔、中间层（过度层）和下地幔。 上地幔包括盖层、低速层（软流圈）、均匀层。其中低速层S波仅为4-4.2公里/秒，P波波速明显降低为7.8公里/秒，故低速层内的物质应为塑性，因而又称之为软流圈。因软流圈上的盖层连同地壳均为固体，我们将它们和称为岩石圈。c地核 （G）面至地芯的圈层地核分为外核、过度层和内核。外核为液态，过度层为塑态，内核为固态。d 岩石圈 地壳与上地幔的顶部（软流圈以上部分），都是由固态岩石组成的，因而称岩石圈；l 平均厚80km，大陆区厚60150km，大洋区厚3090km；l 平均密度为3.25g/cm3；体积分数为3.72，质量分数为2.19。 2.3 地球的主要物理性质（1） 地球的密度和压力地球的密度 根据万有引力定律，可得出地球的质量，同时根据已知的地球体积，可得出地球的平均密度（5.517克/cm3）。野外常见的岩石的密度通常为2.5-3克/ cm3 ，地球内部的物质密度应远远大于其平均密度。 通过地球物理和实验岩石学方法研究发现，地球内部的密度存在数个不连续界面； 0-670公里存在三个小台阶。 670公里处密度由3.99g/cm3突变到4.39g/cm3 cm3 2891公里处密度由5.57g/cm3突变到9.90g/cm3 5150公里处密度由12.17g/cm3突变到12.76g/cm3 地心处的密度为13.09g/cm3 。地球内部的压力 所谓地球内部的压力是指地球内部的静压力，它取决于深度、上覆物质的平均密度和平均重力地球内部某处的压力是指由上覆地球物质的重量所产生的静压力。静压力的大小与所处的深度、上覆物质的平均密度及重力加速度成正相关.（2） 重力地球的重力 重力的定义：地球的重力是指地心的引力与地球自转产生的合力。 地球表面重力值的变化：固体地球表面的重力随着高度的增加 而减小，随着纬度的增加而加大。 地球内部重力值的变化：从地面向下，重力值逐渐增加，至2891公里处达最大值，2891-地心，重力值急剧减小，地心处为零。重力异常的概念 ： 理论值：以大地水准面为标准，计算的地球表面各处的重力值。 实测值：实际测量的重力值。 实测值经高度和密度校正后与理论值不符的现象称重力异常。 当校正后的实测值大于理论值时称正异常，反之称负异常。 正异常区表示地下存在高密度物质，负异常区则为低密度物质。（3） 地磁地球的磁性 地球是一个磁化的球体，具有一定的磁性，地球磁力线分布的范围称为地球的磁场。由于地磁极常发生缓慢的位移并与地理极不在同一位置，因而我们用下列要素来表示地球磁场的特征：1）磁力线与方位；2）磁倾角；3）磁偏角；4）磁场强度。（4） 地热地球内部的温度 自地面向地下深处，地热增温现象是不均匀的： 1变温层（外热层）0-20m 地温主要受太阳光辐射热的影响，温度随季节、昼夜的变化而变化，故称变温层。 2常温层 20-40m 地温与当地年平均温度大致相当，且常年保持不变，其深度大致为20-40m。 3增温层 40m 常温层之下，地温随深度增大而逐渐增加。 深度每增加100m所升高的温度，称地温梯度。 大陆每30米温度升高1度 海洋每15米温度升高1度热能的来源：1、放射性元素的衰变 2、重力 3、地球自转 4、化学反应3、地质作用 3.1 地质作用的概念（1） 地质作用的一般概念一般概念 由自然动力引起岩石圈或地球的物质组成、内部结构和地表形态变化的作用，统称为地质作用。 引起这些变化的各种自然动力，称为地质营力。按地质动力来源分为：内动力地质作用和外动力地质作用（2） 地质作用的类型 3.2 内动力地质作用内动力地质作用的能源主要是地热能、重力能和旋转能。内动力地质作用的主要类型有：地壳运动、地震作用、岩浆作用、变质作用（1） 地壳运动地壳运动 主要是指岩石圈的机械运动，如板块的分离、滑移、俯冲、碰撞；区域性沉降与上隆；岩层的断裂和褶皱等。（2） 地震地震作用 地震是岩石圈机械运动积累的能量造成岩石圈破裂而突然释放引起的一种现象，是由地震波的传播引起的地面快速颤动的作用。（3） 岩浆作用岩浆作用 是指软流圈和岩石圈中、下部内集聚的高温熔融物质，顺通道运移至浅部甚至涌出地面冷凝成岩石的过程。（4） 变质作用变质作用 变质作用是指岩石圈内先存的岩石在新的温度、压力条件下，也可有外来气液物质参与，使原岩在固态状况下发生结构、构造及矿物组合的改造过程。 3.3 外动力地质作用外动力地质作用 外动力地质作用的主要能源是太阳的辐射能。外动力地质作用主要有以下几种：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、崩塌作用、固结成岩作用（1） 风化作用风化作用 岩石在原地因气温变化、大气、 水、生物等的共同作用下逐步分解、破坏的过程。（2） 剥蚀作用剥蚀作用 是风、冰川、地面流水、地下水、海洋和湖泊水等地质营力在其运动过程中使地表岩石破坏并脱离原地的作用过程。（3） 搬运作用搬运作用：风化作用和剥蚀作用的产物被流水、冰川、海洋、风、重力等转移离开原来的位置的作用，叫做搬运作用。（4） 沉积作用沉积作用 由于搬运动力和介质条件的变化而发生的沉淀和堆积的过程。4、地质年代4.1 化石化石：是指保存于地层中的古生物遗体或遗迹。标准化石：在一个地层单位中，选择少数特有的生物化石，具有生存时间短、地理分布广、数量很多、保存完好河容易鉴定的特点，称为标准化石。标准化石：演化速度最快，分布最广的化石（1分），可以鉴定地层的时代（3分）的化石。指相化石：凡是代表特殊的地理环境（2分），而且指示特殊岩相的化石或化石群，称指相化石或指相化石群（2分）。（1） 化石的形成化石是指保存于岩层中的地质历史时期的生物遗体和生命活动的痕迹。化石区别于一般的岩石在于它必须与古代生物相联系，必须具有诸如形状、结构、纹饰和有机化学成分等生物学特征，或者是由生物活动所产生并保留下来的痕迹。化石：保存在沉积岩层中被石化了的古生物的遗体和遗迹。化石层序律：不同时代的化石保存在不同时代的地层中，古老的化石只能保存在较早形成的地层中，年青 的化石只能保存在较晚形成的地层中。化石区别于一般岩石在于它与古代生物相联系，具有生物特征：形状、结构、纹饰、有机化学组分等；或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗物、工具等化石是如何形成的 地史时期的生物遗体及其生命活动在被沉积物掩埋后，经历漫长的地质年代，随着沉积物的成岩作用，埋藏在沉积物中的生物遗体或遗迹经过物理化学作用的改造（往往伴随着矿物质的交代充填）最终形成化石。化石的形成条件 古生物死亡埋藏石化发掘1 生物本身的条件 生物硬体a 矿化硬体：矿化程度、矿化组分，比较稳定的是方解石、硅质化合物、磷酸钙等，不太稳定的是霰石、含镁方解石b 有机质硬体：如几丁质薄膜、角质层、木质物等 生物软体2 生物死后的环境条件（即生物死后所处的外界环境条件） 物理条件：如高能水动力条件下生物尸体易被破坏 化学条件：如水体pH值小于7.8时，CaCO3易于溶解；氧化环境中有机质易腐烂 生物条件：如食腐生物和细菌常破坏生物尸体3 埋藏条件 与埋藏的沉积特性质有关：a 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的沉积物（一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川冻土等）b 具孔隙的沉积物中的古生物尸体易被破坏 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能破坏沉积物内的生物遗体4 时间条件 埋藏前的暴露时间a 及时埋藏有利于形成化石 b 埋藏后不被再挖掘出来 石化作用时间a 经过地质历史时间的成岩石化作用 b 短暂、近期内的生物埋藏不成为化石5 成岩石化条件石化作用petrifaction：埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中经过物理化学作用的改造而成为化石的过程沉积物固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的石化作用和化石的保存化石的石化作用方式 矿质充填作用生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚硬(充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的微孔、脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间) 置换作用在石化作用过程中，原来生物体组分被溶解，外来矿物质充填，如硅化、钙化、白云化、黄铁矿化等（如果溶解速度等于充填速度，原生物体的微细结构可以保存下来、如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以再现） 碳化作用石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分分解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存为化石（通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植物叶化石、笔石枝化石等）（2） 化石的类型化石都有哪些保存类型1.实体化石：经过石化作用保存下来的全部或一部分生物遗体化石，人们熟悉的恐龙骨架和猛犸象牙齿就属于 实体化石。2.模铸化石：岩层中保存下来的生物遗体的印模和铸型。在奇石市场上常见的狼鳍鱼化石就属此类。根据化石与围岩的关系分成4类：印痕化石、印模化石、核化石、铸型化石2-1 印痕化石impression fossil：生物软体在围岩上留下的印痕2-2 印模化石mold fossil：生物硬体在围岩表面上的印模。包括：外模、内模、复合模a 外模external mold：生物硬体外表面在围岩上的印模b 内模internal mold：生物硬体内表面在围岩上的印模c 复合模composite mold：内模和外模重叠在一起的化石2-3 核化石core fossil：生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石。 包括：内核internal core外核external core2-4 铸型化石cast fossil：原壳体被全部溶解后，沉积物在原空间再次充填形成的化石3.遗迹化石：保存在岩层中的古生物活动留下的痕迹和遗物，例如恐龙蛋、恐龙脚印和粪便。（遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活方式及生活环境具有重要意义。）4.化学化石：地史时期的生物有机质软体部分虽然遭到破坏，但分解后的有机成分仍残留在地层中，有些可以形 成重要的矿产资源，例如煤、石油、天然气。 （3） 常见的化石4.2 地层地质时代：就是指地层形成的时间。绝对地质时代：指各时代岩层距今的时间及整个地质时代的年龄。相对地质时代：指岩石或地层形成的新老关系或先后顺序。地层层序律：对于层状岩层而言，老地层先形成、在下面，新地层依次层层叠覆，越往上，地层越新。同位素定年：根据天然放射性元素的衰变速度在地史期间不变这一基本原理来计算某种矿物和岩石形成至今的年龄值。 （1） 地层及其层序的建立地质年代表的建立 年代地层单位的划分是以生物演化的不同阶段为其依据，虽与地质时代严格对应，但也只具有相对先后早晚的含义。为了反映各地质时代单位的起止时间，通过地层中放射性同位素测年，可以确定各地质时代的顺序与时限，从而建立全球统一的地质时间表地质年代表。为了便于研究，我们通常将年代地层、生物演化阶段、构造运动阶段、同位素年龄值等相关内容都表示在地质年代表中。地质时代是地球历史发展的时间顺序与时限，如同现在的年、月、日等。不同的地质时代，代表了地球发展的不同阶段。地层：通常人们把某一地质时代形成的岩层或岩石组合称为地层，或者说，地层就是一切成层岩石的总称。岩石地层单位：以地层的岩性特征和演岩石类别作为划分依据的地层单位，包括群、组、段、层四个级别。群：成因上联系，由两个或以上的组组成，也可以是成分复杂、厚度巨大的岩层组成。它是组的高一级单位，代表着沉积环境在较长时期内连续变化的过程。群中不得包含不整合界面。组：由一种或数种岩层有规律的组合而成。这种规律组合是指岩层中的夹层、互层及旋回等。组是野外地质填图的基本单位，其厚度由1米到上千米不等。段：是对组的进一步划分，它可以是单一的岩性段或岩性组合段。岩性单一的组不分段。层：由岩性、成分、生物组合等特征明显区别于相邻岩层的地层构成。 岩石地层单位的命名1. 群和组的命名群和组的命名通常采用优先、典型剖面地命名原则。例如大冶群大冶县（地名）群，黄家大湾组黄家大湾（地名）组。2. 段和层的命名段通常是以某一具体岩性或在组中的位置来命名。例如砂岩段、泥岩段，某组的上、中、下段或上、下段。年代地层单位：特定的地质时间间隔内形成的岩层体，其顶底界均为等时面。年代地层单位和岩性地层单位不同之处，在于前者有固定的时限长度，并且与地质时代单位严格对应。例如寒武系是一年代地层单位，它的含义是在寒武纪（570500百万年）内形成的所有沉积，不管岩性和化石有何差别，是这一时期形成的地层的统称，它超越了地区性与地层岩性的具体差别。 （2） 地层的划分和对比年代地层单位的划分 划分依据：年代地层单位的划分主要依据生物演化的不同阶段来划分的。一般低等的年代地层单位如阶，往往以属和种的更新为特点，统和系以科和目的更新为特征，系以上则以纲和目的更新为特征。岩层和地层 1岩性：岩石的物质组成、颜色、结构和构造等特征。 2. 岩层：由上下两个岩性界面所限制的同一岩性的层状岩石。上，下层面分别称为顶面和底面。 按厚度可划分为：块状层1m 厚层10.5m 中厚层0.50.1m 薄层0.1m地层是具有一定层位的一层或一组岩层，即地层具有时代与顺序的含义。地层的层序地层形成时的先后次序。地层层序律- 地层层序的基本规律，即在地层未发生倒转时，老地层在下、新地层在上（也称为叠覆率）。 所谓的地层倒转是指由于构造运动的影响，使老地层覆盖于新地层之上。在野外地质工作中判别地层是否倒转有时是十分困难的，有时我们仅通过判别岩层的顶底面来确定地层是否倒转。地层正常的标志沉积岩在未受到构造运动影响下，沉积岩层的上层面称为顶面，下层面称为底面。沉积岩在形成过程中，由于沉积环境、水动力条件、生物等的影响，沉积岩的层面或层内均会保存各种示顶构造。1. 层面标志 存在于岩层层面上的标志，主要有波痕、雨痕、雹痕、泥裂等。 （1）波痕水体不深、波浪能影响到的浅水环境下，沉积物表面呈波浪起伏状。通常，波谷圆滑开阔向下，波峰尖棱紧闭朝上。 （2）雨痕、雹痕松散、细粒沉积物表面，暂时露出水面，在雨滴或冰雹的冲击下遗留的痕迹。凹坑向下，外圈脊状突起向上。 （3）泥裂松散、细粒沉积物表面，暂时露出水面，在阳光的暴晒下发生龟裂。泥裂的开口向上。 2. 层内标志 存在于岩层层内的标志，最主要是层理标志。 层理-流动的介质使沉积物的成分、结构、颜色等沿基本垂直层面方向上所形成的层状构造。 其中利用斜层理判断顶底最为便利。3. 生物标志 沉积岩中常含有生物化石，化石的保存形态也具有示顶功能。如足迹、孔穴、根系等。地层划分和对比方法地球表层或岩石圈的演化历史只能通过其演化过程中的原始记录反映出来，这些原始记录主要保存于不同地质历史阶段的沉积岩（地层）中。由于这些沉岩在漫长的地质历史过程中经历了多次构造变动，研究这些沉积岩的形成时代及当时的古地理、古气候特征是了解岩石圈演化历史的重要内容。 所谓的地层划分与对比是指将某一地区出露的所有地层按不同的地层单位进行划分（先大后小），恢复其层序，再与其它相邻地区的地层进行比较，找出相当层。1生物地层学方法 任一古生物在其发生、发展直至灭绝的过程中均占有一定的时限及区域，部分保存于相应的地层中成为化石。由于生物的演化遵循从低级到高级的演化规律，同时，生物在演化过程中具有明显的阶段性。因此，可以根据地层中的古生物化石对地层进行划分，以及进行大范围的地层对比。 划分：根据化石的时代属性确定地层的相对层位。 对比：将区域上的化石种类，特征和分布等进行比较研究，论证生物地层位置是否相当。 2.岩石地层学方法 利用沉积岩的岩性特点及岩性组合特征的不同，将地层进行划分和对比的方法。岩性地层学方法主要有岩性法、标志层法和沉积旋回法。 1）岩性法 将出露的岩层按不同的岩性及岩性组合特征将岩层划分成一个个地层单位，并确定其新老关系的方法。 2）标志层法 利用标志层来划分和对比地层的方法。标志层某些层位稳定，岩性特征突出的岩层或矿层。 3）沉积旋回法 由于沉积环境多次有规律的重复变化，造成沉积物的岩性特征发生相应的重复变化现象。当沉积环境中的水体由浅变深时，相应沉积物的粒度也会由大到小发生变化，例如由下部的粗砂岩变成为上部的细砂岩系列。对比：区域上相同的岩性，标志层和沉积旋回其地质时代应相同。3. 地壳运动法 地壳运动常使地表发生大区域的变动（古地理、古气候等）。地壳运动所造成的地层之间的不整合界面是划分地层的重要标志。4. 同位素地质测年法 利用岩层中放射性同位素衰变的原理，对地层进行划分与对比的方法。5.古地磁学方法 利用岩层中的残余磁性，结合“地磁极向年表”，对地层进行划分与对比的方法。地壳运动泛指因地球内力引起的地球表层（岩石圈，主要是地壳）的机械运动。 如:大洋板块的漂移和俯冲、大陆壳的破裂及相对错移、区域性的隆升和沉降、地质体的变形与变位等。地壳运动也称为构造运动或岩石圈运动。根据地层的接触关系： 整合接触：上下两套地层层面平行，地层内化石演化连续，地层时代连续，岩性变化上反应沉积环境逐渐变化的特征。说明地层是在地壳缓慢而持续下降过程中形成。 平行不整合：地层内存在区域剥蚀面，剥蚀面上下两套地层在大范围内层面平行，但地层时代不连续，化石有显著差异，岩性和岩相有大的变化。 角度不整合：地层内存在区域剥蚀面，剥蚀面上下两套地层呈角度斜交，两套地层岩性，岩相及化石特征有显著差异。4.3 地质年代 地 质 年 代 表相对年代同位素年龄Ma生物宙（宇）代（界）纪（系）世（统）植物动物显 生 宙 （宇）PH新生代（界）Kz第四纪（系）Q全新世(统)Qh更新世(统)Qp2.48(1.64)被 子 植 物哺 乳 动 物第三纪（系）R新第三纪(系)N上新世(统)N2中新世(统)N123.3老第三纪(系)E渐新世(统)E3始新世(统)E2古新世(统)E165中生代（界）Mz白垩世(系)K晚(上)白垩世(统)K2早(下)白垩纪(统)K1135(140)裸 子 植 物爬 行 动 物 (恐龙)侏罗纪(系)J晚(上)侏罗世(统)J3中(中)侏罗世(统)J2早(下)侏罗世(统)J1208三叠纪(系)T晚(上)三叠世(统)T3中(中)三叠世(统)T2早(下)三叠世(统)T1250古生代（界）Pz晚(上)古生代（界）Pz2二叠纪(系)P晚(上)二叠世(统)P2早(下)二叠世(统)P1290孢 子 植 物古爬行动物石炭纪(系)C晚(上)石炭世(统)C2早(下)石炭世(统)C1362(355)两栖动物泥盆纪(系)D晚(上)泥盆世(统)D1中(中)泥盆世(统)D2早(下)泥盆世(统)D3409鱼早(下)古生代（界）Pz1志留纪(系)S晚(上)志留世(统)S3中(中)志留世(统)S2早(下)志留世(统)S1439无 脊 椎 动 物奥陶纪(系)O晚(上)奥陶世(统)O3中(中)奥陶世(统)O2早(下)奥陶世(统)O1510藻 类寒武纪(系)晚(上)寒武世(统)3中(中)寒武世(统)2早(下)寒武世(统)1570元 古 宙（宇）PT新元古代（界）Pt3震旦纪(系)Z晚(上)震旦世(统)Z2早(下)震旦世(统)Z1800菌 藻 类青白口“纪”(“系”)Qb1000中元古代（界）Pt2蓟县“纪”(“系”)Jx1400长城“纪”(“系”)Chc1800古元古代（界）Pt12500太古宙（宇）AR3800冥古宙（宇）HD4600（1） 相对地质年代相对地质时代：指岩石或地层形成的新老关系或先后顺序。相对地质年代单位的建立 以生物化石的相对新老关系，可分为： 显生宙：动、植物多门类显现和发展并有大量硬体化石保存下来的时期。又分为古生代，中生代和新生代。 隐生宙：显生宙之前的时期。又分为太古宙和元古宙。同位素地质年代表的建立 利用放射性同位素具有固定衰变周期，测定某些含放射性同位素的矿物的同位素年龄，一般以百万年（Ma）为单位。地质时代系统 年代地层单位：在特定的时间间隔内形成的全部地层，其顶底界面以等时面为界。包括宇，界，系，统，阶，时带。 地质年代单位：宙，代，纪，世，期，时.二者具有严格的对应关系。（2） 绝对年代绝对地质时代：指各时代岩层距今的时间及整个地质时代的年龄。年代地层单位与生物演化简表（据国际地层委员会，2005，简化改编）5、矿物 5.1 矿物及晶体的概念（1） 矿物的概念矿物是在各种地质作用中形成的，在一定地质条件和物理化学条件下相对稳定的自然元素单质或化合物。矿物：是在各种地质作用下（1分）形成的具有相对固定化学成分和物理性质的均质物体（1分），是组成岩石的基本单位（2分）。（2） 晶体与非晶体晶体：所谓晶体是指内部质点(原子、离子或分子）在三维空间呈周期重复排列的固体。也可以形象地说，晶体是具有格子构造的固体。晶体矿物：内部质点（原子、离子或分子）呈有规律的重复排列矿物称之为晶体矿物 。非晶体矿物：内部质点（原子、离子或分子）呈无规律的排列矿物称之为晶体矿物 。空间格子：将晶体结构中的相当点抽象出来，这些相当点就构成了在三维空间无限延伸的几何图形，这个几何图形称之为空间格子。晶体与非晶体矿物的特点1）晶体矿物的特点：（1）自限性晶体具有规则的几何多面体外形。 （2）均匀性晶体的任意部分的物化性质相同。（3）异向性硬度、热导率、折射率等物理及光学性质各向异性（等轴晶系除外）。例如钻石的研磨。WHY？（4）对称性等 2）非晶体的特点： （1）、（2）同晶体相反。（3）非晶体可向晶体转变，例如蛋白石SiO2 nH2OSiO2。晶体：内部质点在三维空间呈规则排列的固体称为晶体。 5.2 矿物的化学成分（1） 矿物的化学成分矿物的化学成分是决定矿物各种特性的基本因素。 （一）元素的离子类型 1惰性气体型离子 最外层具有2或8个电子，结构与惰性气体原子的最外电子层结构相似。离子半径较大，易与O2-结合形成氧化物或含氧盐，形成大部分的造岩矿物，因此又被称为亲氧元素或造岩元素。2铜型离子 最外电子层结构与铜离子相似，具有18或18+2个电子。位于元素周期表的右半部包括有色金属和半金属元素。离子半径较小，易与S2-结合形成硫化物。3过渡型离子 最外电子层具有8-18个电子。在元素周期表中位于前二者之间的过渡位置。（2） 矿物的化学成分与地壳中元素的关系元素在地壳中的平均含量称为丰度。我们将元素在地壳中的重量百分比称其为“克拉克值”。地壳元素丰度的特征1.地壳中元素丰度的差异从表中可以看出，O、Si、Al、Na、Fe、Ca、Mg和K8种元素的平均含量占地壳总重量的97.52%，其它元素不到3%。2.上、下地壳元素丰度的差异 硅铝层以氧、硅、铝为主，钙、钠、钾也较多，而硅镁层虽仍以氧、硅为主，但镁、铁含量则相对较高。（3） 矿物化学成分的变化引起矿物化学成分变化的原因 引起矿物化学成分变化的因素很多，其中类质同像是最普遍、最有实际意义的原因。 1类质同像的概念 矿物结晶时，晶体中的某些质点（原子、离子、络阴离子或分子等）被性质相似的质点以各种比例相互置换或取代，而晶体结构类型和化学键性基本不变的现象，称类质同像。2类质同像的形成条件 （1）离子半径必须相近； （2）离子类型相同或相近； （3）置换前后，离子的总电价相等。 闪锌矿 （ZnS） （Zn,Fe）S 铁闪锌矿（4） 矿物中的水矿物中水的存在类型答：水是很多矿物的重要组成部分，根据水在矿物中的存在形式及其在矿物晶体结构中所起的不同作用可分为：1、 吸附水：中性水分子被机械吸附于矿物颗粒表面或孔隙中，如粘土矿物表面的薄膜水，T110全部脱失，水的数量也不固定。水不参加晶体构成，与矿物晶体结构无关。2、 结晶水：以中性水分子形式参与构成矿物晶体结构，水的数量固定，并遵守定比定律，因受晶格束缚，脱失温度较高，约200500，甚至更高，脱失后，结构被破坏。3、 结构水（或化合水）：以OH-或H+、H3O+离子形式参与构成矿物晶体结构，因而也有确定的含量比。结合强度更高，脱失温度500900, 以H2O放出。4、 沸石水：沸石矿物的晶体结构中存在大的空腔和通道，以H2O存在其中，占有确定位置，含量有一定上限，随温度变化逸失后不破坏结构。5、 层间水：存在于层状结构硅酸硅矿物结构单元之间的中性水分子，如蒙脱石的层间水，含量不定，水逸失，结构不破坏，只是相邻结构单元层间距缩小，有水时，再吸收，膨胀。 5.3 矿物的形态（1） 矿物的单体形态（一）矿物的形态 1矿物的单体（单个晶体）形态 （1）理想晶体的形态 单形（由同形等大的晶面构成的晶体形态）、 聚形（由两种或两种以上形状和大小的晶面构成的理想形态） （2）实际晶体的形态 歪晶（晶体在生长过程中，由于受外界条件影响，常不同程度地偏离其理想形态，形成歪晶） （3）晶体的习性 矿物晶体在一定条件，常常趋向于形成的某一习惯性形态，称为晶体的习性，简称晶习。 三向等长、二向延展、一向伸长 许多晶体的晶面上可以见到一系列平行或交叉的条纹，称晶面条纹。晶体矿物单体形态一）理想晶体形态 晶体由晶面、晶棱和顶角三个基本单元组成。在理想条件下，晶体常生长成某种规则的几何多面体形态称为理想晶体形态。 理想晶体形态分为单形和聚形两类。1.单形：晶体由同形等大的晶面构成的形态，如立方体等。晶体的单形共有47种，常见的有14种，见P4950、表43。2.聚形：由两种或两种以上的晶面构成的晶体形态，见下图（立方体与八面体聚合）。二）实际晶体形态 晶体在生长过程中，因各种原因的影响，造成不同程度偏离其理想形态形成歪晶等。三）晶体的习性 晶体在一定条件下趋向于形成某一习惯性形态的习性称为晶体的习性。根据晶体在三度空间的相对比例，可将矿物的晶习分为三类：1.三向等长 a b c，石榴石、黄铁矿等粒状矿物。2.二向延长 a b c，重晶石、云母等板状片状矿物。3.一向延长 a bc，红柱石、石棉等针状柱状矿物（2） 矿物的集合体形态2矿物集合体形态 显晶隐晶胶态集合体（1）显晶集合体（肉眼可以辨认出单体） a规则集合体 双晶 穿插双晶（构成双晶的两个单体之间互相穿插，如萤石） 接触双晶（双晶的两个单体之间简单的平面相接触，如石膏的燕尾双晶、斜长石的聚片双晶。） b不规则集合体 粒状集合体、板状集合体、片状集合体、柱状集合体、放射状集合体、 纤维状集合体、晶簇（2）隐晶集合体（显微镜下可以辨认出单体） a结核体 由隐晶质或非晶质物质围绕某一核心（砂粒、气泡等）自内向外逐渐生长而成的矿物集合体。 鲕状（2mm）、豆状（2-5mm）、结核（5mm） b分泌体 在形状不规则或球状空洞中，由洞壁向中心逐层沉淀而成的矿物集合体。常具有同心层 状构造。 c钟乳状集合体（葡萄状集合体） 在同一基底上逐层向外生长而成的矿物集合体。d膜状集合体、皮壳状集合体 覆盖于岩石或矿物表面呈膜状产出。（3）胶态集合体（显微镜下也不能可以辨认出单体）矿物集合体是指许多同种矿物组成在一起所构成的形态。根据矿物颗粒可辨认程度分为显晶集合体（肉眼可辩）、隐晶集合体（显微镜可辩）和胶状集合体（显微镜不可辩）三类。1.显晶集合体1）规则集合体矿物晶体按一定规律连生在一起而形成的集合体，常见以下三种： 穿插双晶：两个单体相互穿插，如萤石的穿插双晶。 接触双晶：两单体以简单的面相接触，如石膏的燕尾双晶。 聚片双晶：多个晶体按一定规律，彼此平行排列重复连生在一起而成，如斜长石的聚片双晶。2）不规则集合体矿物的晶体排列无一定的规律性，一般以晶体的习性来描述不规则集合体的形态。 粒状集合体：单体呈粒状，如橄榄石。 板状集合体：单体呈板状，如重晶石。 片状集合体：单体呈片状，如云母。 柱状集合体：单体呈柱状，如辉锑矿。 放射状集合体：单体呈放射状，如红柱石。 纤维状集合体：单体呈纤维状，如石棉。 晶簇：丛生于同一基底，另一端自由生长，并有良好晶形的一群晶体，如石英晶簇。二）隐晶质、胶状集合体1.分泌体：在岩石空洞或裂隙中，溶液中的物质由洞壁向中心逐层沉淀而成的不规则矿物集合体，常见的为玛瑙等。2.结核体：由隐晶质或胶态非晶质物质围绕某一核心（砂粒、气泡）有内向外逐渐生长而成的矿物集合体，内部常具有同心层状、放射状或致密块状构造。根据大小可分为： 鲕状 d 5mm。3.钟乳状结核体：在同一基底上，由真溶液蒸发或胶体凝聚逐层堆积而成的集合体。常见的为钟乳状、葡萄状、肾状等。 5.4 矿物的物理性质（1） 矿物的光学性质主要包括矿物的颜色、条痕、光泽和透明度等。一）颜色 矿物的颜色是指矿物对不同波长的可见光吸收的结果。分为自色、他色和假色。1.自色：矿物自身所固有的颜色，如水晶（SIO2）无色透明，孔雀石翠绿色等。2.他色：矿物由于外来带色杂质机械混入，而呈现的颜色，如紫水晶、烟晶等。3.假色：由于矿物表面氧化膜或解理面等所引起的光线干涉现象。 矿物颜色的描述一般采用以下方法： 1）标准色谱法（用于一种颜色时） 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、白、灰、黑。另外可加深、浅、暗、淡表示颜色的深浅。2）双名法 用于两种颜色时如蓝绿色，绿色为主，带蓝色。 3）类比法 用常见的物质颜色来类比矿物的颜色，如烟灰色、土黄色、砖灰色等。二）条痕 指矿物粉末的颜色，一般指矿物在白色瓷板上擦划后留下的痕迹的颜色。因矿物的条痕比矿物的颜色更稳定，故利用矿物的条痕鉴别矿物比利用矿物的颜色要更可靠。三）透明度 矿物的透明度是指矿物允许可见光透过的程度。一般以0.001 mm厚的矿物薄片透过光的程度为标准，分为以下三级： 1.透明：可见另一端物体的清晰轮廓，如水晶等。2.半透明：可见另一端物体的模糊阴影，如闪锌矿等。3.不透明：另一端物体不可见，如黄铁矿等。四）光泽 矿物表面对可见光的反射能力称为光泽，根据其反射光的强弱可将光泽分为：单矿物平坦表面光泽1.金属光泽：具强金属反光，如黄铁矿等。2.半金属光泽：具弱金属反光，如闪锌矿、赤铁矿等。3.金刚光泽：如同钻石般强反光，常见的为金刚石、白钨矿等。4.玻璃光泽：反光较弱，如同玻璃的反光，常见的为橄榄石，长石、水晶等。 矿物集合体及不平坦表面矿物光泽1.油脂光泽：透明矿物解理不发育时或隐晶质透明矿物表面呈现的油脂反光。如石英、蛋白石等。2.珍珠光泽：透明矿物的极完全解理面上呈现的珍珠状反光，如云母、片状石膏表面等。3.丝绢光泽：透明的纤维状或鳞片状矿物集合体表面具有的丝绢状反光，如绢云母、纤维状石膏等。4.蜡状光泽：某些隐晶质或胶态致密块状矿物集合体表 面具蜡状反光，如蛇纹石、叶蜡石等。5.土状光泽：粉末状、土状矿物集合体表面具有象土样的反光，如高岭石、褐铁矿等。矿物的光学性质颜色、条痕、透明度、光泽之间有其内在的联系（2） 矿物的力学性质一）硬度 矿物的硬度是