第4章 地质年代与地质作用概述

1、第四章第四章 地质年代与地质作用概述地质年代与地质作用概述主要内容主要内容 第一节第一节 地质年代地质年代* 第二节第二节 地层的划分与对比地层的划分与对比* 第二节第二节 地质作用概述地质作用概述*第一节第一节 地质年代地质年代一一. . 地球的演化阶段地球的演化阶段地球的年龄：46亿年天文演化阶段：46-40亿年，无生命，冥古宙地质演化阶段：40亿年有岩石记录以来地质历史时期：地球形成-更新世（46亿年前-1万年前）二二. . 相关概念相关概念岩层岩层：层状岩石的统称，包括沉积岩、层状的岩浆岩和变质岩地层地层：某一地质时期形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩浆岩以及由此经变质作用形成的变质

2、岩古生物古生物：地质历史时期的生物化石化石：保存在地层中的古生物的遗体和遗迹地史学地史学：研究地球地质历史及其发展规律的科学，以地层和古生物为研究对象实体化石实体化石 猛犸象猛犸象 全新世全新世铸模化石铸模化石 植物茎叶植物茎叶遗迹化石遗迹化石 恐龙蛋恐龙蛋 河南西峡河南西峡遗迹化石遗迹化石 人足印人足印墨西哥墨西哥4 4万年前万年前化石的常见类型化石的常见类型三三. . 地质年代的确定方法地质年代的确定方法1. 1. 相关概念相关概念地质年代地质年代：地质事件形成的时代和顺序 相对地质时代相对地质时代：地质事件发生的先后顺序 绝对地质时代绝对地质时代：地质事件发生的确切时间（单位 Ma）2.

3、 2. 相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法相对地质时代相对地质时代：地质事件发生的先后顺序相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法地层学方法：地层层序律地层学方法：地层层序律古生物学方法：化石层序律古生物学方法：化石层序律构造地质学方法：地质体切割律构造地质学方法：地质体切割律 地层形成时水平或近水平，老地层先形成、在下，新地层依次层层叠覆，越往上地层越新地层层序律示意图（1 1）地层层序律）地层层序律（2 2）化石层序律）化石层序律 结构构造：简单复杂； 生物类型：低等高等； 生活环境：海洋陆地、空中； 不可逆转性1 1）生物进化的总体趋势）生物进化的总体趋势 不同时代的地层含

4、有不同的化石组合，具有相同或相近化石组合的地层形成年代相同； 地层越老所含生物化石越低级、结构越简单； 地层越新，所含生物化石越高级、结构越复杂； 可根据地层中所含化石确定地层的相对年代2 2）化石层序律的内容）化石层序律的内容标准化石标准化石：生存时间短、分布广、数量多、特征明显、保存完好、容易鉴定的化石莱德利基虫（三叶虫）莱德利基虫（三叶虫） 早寒武世早寒武世单笔石单笔石 志留纪志留纪- -早泥盆世早泥盆世标准化石标准化石 较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，即切割者新、被 切割者老/geology/MRW/./Stratigraphic%20Princip

5、les.ppt 新新老老（3 3）地质体切割律）地质体切割律地质体切割律示意图3. 3. 绝对地质年代的确定方法绝对地质年代的确定方法 同位素同位素：具有相同质子数和不同中子数的一组核素，在元素周期表中占据同一个位置例：Pb有4个同位素， 204Pb、206Pb、207Pb和208Pb ，这4个同位素都有82个质子，因而它们都位于元素周期表第6周期第A族，但具有不同的中子数 稳定同位素稳定同位素：原子核稳定，不自发地衰变或衰变期长，原子核的变化不能被察觉或可忽略不计 放射性同位素放射性同位素：原子核不稳定，能以一定方式自发衰变形成其它核素，衰变形成的同位素叫放射成因同位素（1 1）放射性同位素

6、衰变简介）放射性同位素衰变简介87Rb -87Sr + 37P, 50N 38P, 49N放射性同位素衰变实例放射性同位素衰变实例放射性同位素衰变实例：原子弹爆炸放射性同位素衰变实例：原子弹爆炸半衰期半衰期（T1/2）：放射性同位素体系，放射性核素母体原子衰变完一半所需要的时间放射性同位素半衰期示意图T1/2=ln（2/ ）同位素半衰期同位素半衰期K-Ar同位素体系半衰期示意图母同位素子同位素半衰期(亿年)定年范围定年材料238U206Pb451 Ma- 4.6 Ba锆石40K40Ar1350,000 a - 4.6 Ba黑云母，白云母，角闪石，钾长石或全岩87Rb87Sr47010 Ma -

7、 4.6 Ba黑云母，白云母，钾长石或全岩14C14N5730年100 a - 70,000 a木材, 木炭, 泥炭, 骨头, 牙齿, 贝壳, 碳酸盐常用同位素体系的半衰期常用同位素体系的半衰期（2）放射性同位素定年原理）放射性同位素定年原理t-时间；-为衰变常数；D-放射成因同位素的含量；P-剩余放射性同位素的含量（Rutherford and Soddy，1902） t = 1/ ln(1 + D/P)矿物形成后，在与外部环境隔绝的情况下，所含放射性同位素不断衰变，同时放射成因同位素相应增加，期间不存在外界同位素的进出，实验室通过测试母体同位素的剩余量及子体放射性成因同位素的含量，即可计算

8、同位素衰变经过的时间，即矿物的形成年龄锆石U-Pb定年实例LA-ICP-MSLA-ICP-MSSHRIMP四四. .地地质质年年代代表表地质时代地质时代年龄年龄(Ma)生物演化阶段生物演化阶段宙宙代代纪纪世世动物动物植物植物 显生宙显生宙新生代新生代(Kz) 第第 四四 纪纪(Q)全新世全新世，更新世更新世2.58人类人类无无脊脊椎椎动动物物继继续续演演化化被子被子植物植物新近纪新近纪(N)上新世上新世(N2)5.3哺乳哺乳动物动物中新世中新世(N1)23.0古近纪古近纪(E)渐新世渐新世(E3)33.9始新世始新世(E2)56古新世古新世(E1)66中生代中生代(Mz)白垩纪白垩纪(K)早早

9、, 晚白垩世晚白垩世145爬行爬行动物动物裸子裸子植物植物侏罗纪侏罗纪(J)早早,中中,晚侏罗世晚侏罗世201三叠纪三叠纪(T)早早,中中,晚三叠世晚三叠世252古古 生生 代代Pz2二叠纪二叠纪(P)早早,中中,晚二叠世晚二叠世299两栖动两栖动物物石炭纪石炭纪(C)早早,晚石炭世晚石炭世359蕨类蕨类泥盆纪泥盆纪(D)早早,中中,晚泥盆世晚泥盆世419鱼类鱼类Pz1志留纪志留纪(S)始始,早早,中中,晚志留世晚志留世443无脊椎无脊椎动物动物硬壳动物硬壳动物裸蕨裸蕨奥陶纪奥陶纪(O)早早,中中,晚奥陶世晚奥陶世485寒武纪寒武纪()始始,早早,中中,晚寒武世晚寒武世541藻类藻类菌类菌类元

10、古宙元古宙新元古代新元古代震旦纪震旦纪,青白口纪青白口纪1000裸露动物裸露动物中元古代中元古代蓟县纪蓟县纪,长城纪长城纪1600 古元古代古元古代（Pt1） 2500太古宙太古宙新太古代新太古代 2800中太古代中太古代 3200 古太古代古太古代 3800生命出现生命出现始太古代始太古代 4000冥古宙冥古宙(Hd)4600地质年代单位：宙 代 纪 世 期宙-冥古宙,太古宙,元古宙和显生宙 显生宙-古生代,中生代和新生代古生代-早古生代,晚古生代 早古生代-寒武纪（）,奥陶纪（O）,志留纪（S） 晚古生代-泥盆纪（D）,石炭纪（C）,二叠纪（P）中生代-三叠纪（T）,侏罗纪（J）,白垩纪（

11、K）新生代-古近纪（E）,新近纪（N）,第四纪（Q）1. 地质年代的划分地质年代的划分2. 地质年代的特征及由来地质年代的特征及由来冥古宙：最早岩石和生命出现之前的时期；太古宙：原始生命出现及生物演化的初级阶段；元古宙：早期原始生命，菌藻类；古生代：“古老生物”时代，包括六个纪寒武纪：“寒武”是英国威尔士的古称，在威尔士研究的最早；奥陶纪：“奥陶”英国威尔士的一个古代民族的名称；志留纪：“志留”是英国威尔士边境的一个古代部族的名称；泥盆纪：在英格兰泥盆郡研究最早；石炭纪：地层中富含煤层，创名于英国；二叠纪：最早研究于乌拉尔山，具有明显的二分性；中生代：“中期生物”时代，分为三个纪三叠纪：该地层

12、在德国南部研究最早，地层具明显三分性；侏罗纪：在法国与瑞士的交界的侏罗山研究最早；白垩纪：最早发现于英吉利海峡北岸，产出白色的细粒碳酸钙，拉 丁文称为Creta，意为白垩；新生代：近代生物时代，包括古近纪、新近纪和第四纪第三纪、第四纪的起源于18世纪欧洲地质学家对地层系统的划分第二节第二节 地层的划分与对比地层的划分与对比地层划分地层划分：按照岩性、化石和接触关系将地层划分为不同级别单位地层的划分与对比方法地层的划分与对比方法 岩石地层 生物地层 年代地层地层对比地层对比：将不同区域的地层加以比较，确定彼此形成的先后次序一一. . 岩石地层岩石地层岩石地层单位岩石地层单位：群、组、段、层 岩石

13、地层：岩石地层：地层的岩性、 岩相或变质程度的特征松辽盆地早白垩世营城组岩石地层特征岩石地层：岩石组合岩石地层：岩石组合山东莱阳白垩系青山群山东莱阳白垩系青山群群-最大的岩石地层单位，由两个或两个以上具有相似岩石学特征的组构成；组组-岩石地层的基本单位，具有岩性、岩相和变质程度的一致性的岩层；段-与组内相邻岩层具有不同的岩石特征；层-最小的岩石地层单位，指组内或段内的一个明显的特殊的单位（颜色、岩性和化石）岩石地层单位岩石地层单位Diagram cited from: 岩石地层对比：根据特征岩性，标志层对比地层岩石地层对比：根据特征岩性，标志层对比地层岩石地层对比示意图二二. . 生物地层生物

14、地层生物地层：地层的化石及其组合特征生物地层单位： 组合带：所含化石或其中的某一类化石的自然组合； 延限带：任一生物分类单位在其整个延续范围内所 代表的地层； 顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层生物地层划分示意图生物地层对比示意图三三. . 年代地层年代地层地质年代单位地质年代单位年代地层单位年代地层单位岩石地层单位岩石地层单位宙宙宇宇代代界界纪纪系系世世统统群群期期阶阶组组时时时间带时间带段段层层年代地层年代地层：特定的地质时间间隔内形成的地层，其顶底界面为等时面第三节第三节 地质作用概述地质作用概述一一. . 地质作用的概念地质作用的概念地质作用地质作用：由自然动力引起地球的物质组成、

15、内部结构、构造和地表形态变化与发展的作用举例：地震作用二二. . 地质作用的能量来源地质作用的能量来源1. 来自地球内部的能量（内能） 地球旋转能、重力能、地热能、结晶能和化学能2. 来自地球外部的能量（外能） 太阳辐射能、日月引力能和生物能三三. . 地质作用的分类地质作用的分类根据能量来源，可将地质作用分为两种基本的类型： 内动力地质作用 外动力地质作用内动力地质作用内动力地质作用：由地球内能引起的岩石圈乃至地球物质组成、内部结构和地表形态变化与发展的作用内动力地质作用的类型内动力地质作用的类型： 构造运动 地震作用 岩浆作用 变质作用1. 1. 内动力地质作用内动力地质作用外动力地质作用外动力地质作用：由地球外能引起的地壳表层形态和物质成分变化的作用外动力地