03地质年代与第四纪地质概述课件

1、第3章地质年代与第四纪地质概述3.1 地质年代3.2 第四纪地质概述13.1 地质年代 1.相对年代与绝对年代 相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系，是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的关系来决定的。 绝对地质年代（同位素年龄）是指地层形成到现在的实际年数，是用距今多少年以前来表示，目前，主要是根据岩石中所含放射性元素的蜕变来确定。 2（1）相对年代的确定 地层层序律 地层层序律是确定地层相对年代的基本方法。未经过构造运动的层状岩层大多是水平岩层。水平岩层的层序为每一层都比其下伏的相邻层新而比它上覆的相邻层老，这就是地层层序律的基本内容。 3 最新地层最老地层

2、 45 生物层序律 地质历史上的生物称为古生物。沉积岩中保存的地质时期生物遗体和遗迹以化石方式保存下来。在相同地质时期的相同地理环境下形成的地层，如果原先的海洋和陆地是相通的，则都含有相同的化石，这就是生物层序律。 67切割律 上述两条准则主要适用于确定沉积岩或层状岩石的相对新老关系，但对于呈块状产出的岩浆岩或变质岩则难以运用，因为它们不成层，也不含化石。但是，这些块状岩石常常与层状岩石之间以及它们相互之间存在着相互穿插、切割的关系，这时，它们之间的新老关系依地质体之间的切割律来判定，即较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，或者说切割者新、被切割者老，这就是生物层序律。 8910（2）绝对年

3、代（同位素年龄）的确定 绝对地质年代的确定一般根据放射性同位素的蜕变规律，来测定岩石和矿物年龄。 一般可根据公式： 计算出该矿物从形成到现在的实际年龄，即岩石的绝对年代。式中： t某一放射性同位素的年龄 衰变常数,每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数; N矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量; D蜕变而成的子体同位素含量。11 用于测定绝对地质年代的放射性同位素122.地质年代表 以地球演化的阶段性为依据，配合同位素地质年龄的测定，对漫长的地质历史进行系统性的编年与划分，编制出一个在全球范围内能普遍参照对比的年代表，即地质年代表。 地质年代表的建立是地质学研究的重要成果，它为推进

4、地质学的发展起到了重要作用，成为现代地质学必不可少的重要基础。 (相对)地质年代单位 年代地层单位 宙-宇 代-界 纪-系 世-统1314新生代的进一步划分：153.地方性岩石地层单位 有些地区，常因化石依据不足或研究种度不够等原因，只能按地层层序、岩性特征及构造运动特点来划分地层单位，称为地方性地层单位或岩石地层单位。 岩石地层单位一般包括群、组、段3级。“群”是最大的岩石地层单位，其范围可相当于统系不等，有时甚至可大于系，群与群之间常有明显的地层不整合面分开；“组”一般是指岩性较均一或几种岩性有规律组合在一起形成的岩石地层单位，其范围通常小于或等于统；“段”是最小的岩石地层单位，通常反映一

5、个组中具有相同岩性特征的某个特殊层位。 在岩石层序律建立的基础上通过古生物化石研究和同位素年龄测定后,可建立地方性岩石地层表或地层柱状图。164.我国地史概况17 中生代除南方部分地区和西藏等地为海洋外，我国大部分地区形成陆地。而新生代第三纪大部分时间台湾和喜马拉雅地区仍为海洋包围，到第三纪末期和第四纪初期的喜马拉雅运动，使台湾和喜马拉雅地区上升为陆地和山脉。18 早古生代二叠纪末期地壳运动，造成内蒙、天山、昆仑山上升成山，部分地区上升成为陆地。19 元古界主要分布在华北及长江流域，还分布在塔里木盆地及天山、昆仑山、祁连山等地。20 太古界主要分布在华北地区。213.2 第四纪地质概述 1、第

6、四纪地质概况 第四纪地壳有过强烈的活动，为了同第四纪以前的地壳运动相区别，把第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运动。 第四纪气候多变，曾多次出现大规模冰川。 第四纪大约200多万年前，地球上出现了人类。22（1）第四纪气候与冰川活动 第四纪是最近一次大冰川期，大冰期由冷暖干湿交替出现的冰期和间冰期组成。在第四纪最大一次冰期中，世界大陆有32的面积被冰川覆盖，在高山地区（如阿尔卑斯山、喜马拉雅山等）都出现了大量的冰川，此时，气候寒冷，干燥，海平面下降，沙漠面积扩大，平均气温比现在低812；在间冰期中，气候温暖，北极气温比现在高10以上，低纬度地区也比现在高5.5。 第四纪冰川作用有20次左右（有

7、的学者认为是24次），近80万年每10万年有一次冰期和间冰期。2324（2）板块构造 板块学说认为，地球刚性岩石圈分裂成6个大的板块（另外还有6个小的板块），各板块边缘结合地带是相对活动的区域，表现为强烈的火山、地震和构造变形。这6个大的板块是：1 Pacific Plate(太平洋板块) 2 American Plate（美洲板块）3 India Plate （印度洋板块）4 Eurasian Plate（欧亚板块）5 African Plate（非洲板块） 6 Antarctic Plate（南极州板块） 252627相邻板块间的结合情况有三种类型：岛弧与海沟：表现为大洋地壳沿海沟插入地下

8、，构成消减带，并引起火山作用、地震以及挤压应力作用。洋中脊：又名大洋中脊、中隆或中央海岭。在地貌上，是一条在大洋中延伸的海底山脉；在地质上，是一种巨型构造带，断裂特别发育。表现为拉张应力。 转换断层：是横穿过洋中脊的大断裂，表现为剪切应力作用。2829 太平洋西侧的岛弧与海沟30 洋中脊示意图 3132 2、第四纪沉积物 第四纪沉积物形成时间短，胶结时间不足，成岩作用不充分，常常成为松散、多孔、软弱的物层覆盖在前第四纪坚硬岩层（岩体）之上。 常见第四纪沉积物如下：33（1）残积物（土） 岩石经物理和化学风化后未被 搬运的那部分碎屑物。其特点：分布受地形控制颗粒未磨圆或分选，呈棱角状， 无层理构

9、造。细小颗粒被冲刷 带走，孔隙度大。与基岩之间无明显界限，经基岩风化带过渡到新鲜基岩，成分和结构呈过渡变化。因原始地形变化大，岩层风化程度不一，所以土层厚度、组成成分、结构及物理力学性质在很小范围内变化很大，均匀性很差。加上孔隙度较大，作为建筑物地基容易引起不均匀沉降。3435（2）坡积物（土）经雪水的细水片流缓慢洗刷、剥蚀， 及土粒在重力作用下顺着山坡逐渐移 动形成的堆积物。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上 部与残积土相接。坡积土底部的倾斜度决定于基岩边坡 的倾斜程度，而表面倾斜度则与生成时间有关，时间越长，搬运、沉积在山坡下部的物质越厚，表面倾斜度就越小。颗粒组成有沿斜坡由上而下、由粗变细

10、的分选现象。在垂直剖面上，下部与基岩接触处往往是碎石、角砾土，其中充填有粘性土或砂土。上部较细，多为粘性土；矿物成分与下部基岩无直接关系；土质(成分、结构)上下不均一，结构疏松，压缩性高，且土层厚度变化大，故对建筑物常有不均匀沉降问题；由于其下部基岩面往往富水，工程中易产生沿下卧残积层或基岩面的滑动等不稳定问题。3637（3）洪积物（土） 是由大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流带来的碎屑物质在山沟的出口处或山前倾斜平原堆积形成的洪积土体。山洪携带的大量碎屑物质流出沟谷口后，因水流流速骤减而呈扇形沉积体，称洪积扇。离山口近处堆积了分选性差的粗碎屑物质，颗粒呈棱角状。离山口远处，因水流速度减小，

11、沉积物逐渐变细，由粗碎屑土(如块石、碎石、粗砂土) 逐渐过渡到分选性较好的砂土、粘性土。 洪积物颗粒虽有上述离山远近而粗细不同的分选现象，但因历次洪水能量不尽相同，堆积下来的物质也不一样，因此洪积物常具有不规划的交替层理构造，并具有夹层、尖灭或透镜体等构造。相邻山口处的洪积扇常常相互连接成洪积裙，并可发展为洪积平原。洪积平原地形坡度平缓，有利于城镇、工厂建设及道路的建筑。洪积土作为建筑材地基，一般认为是较理想的，尤其是离山前较近的洪积土颗粒较粗，地下水位埋藏较深，具有较高的承载力，压缩性低，是建筑物的良好地基。在离山区较远的地带，洪积物的颗粒较细、成分较均匀、厚度较大，一般也是良好的天然地基。

12、但应注意的是上述两地段的中间过渡地带，常因粗碎屑土与细粒粘性土的透水性不同而使地下水溢出地表形成沼泽地带，且存在尖灭或透镜体，因此土质较差，承载力较低，工程建设中应注意这一地区的复杂地质条件。3839 洪积扇地形40（3）冲积物（土） 冲积土是由河流的流水作用将碎屑物质搬运到河谷中坡降平缓的地段堆积而成的，它发育于河谷内及山区外的冲积平原中。根据河流冲积物的形成条件，可分为：河床相：河床相冲积土主要分布在现河床地带，河流上游大多是粗大的石块、砾石和粗砂；中下游或平原地区沉积物逐渐变细，但厚度变大。冲积物由于经过流水的长途搬运，相互磨蚀，所以颗粒磨圆度较好，没有巨大的漂砾。河漫滩相：河漫滩相冲积

13、土是在洪水期河水漫溢河床两侧，携带碎屑物质堆积而成的，土粒较细，覆盖于河床相冲积土之上，形成常见的上细下粗的冲积土的“二元结构”。牛辄湖相：牛轭湖相冲积土是在牛轭湖静水中沉积成的淤泥和泥炭层；河口三角洲相：在河流入海或入湖口，所搬运的大量细小颗粒沉积下来，形成面积宽广而厚度极大的三角洲沉积物，这类沉积物通常含有淤泥质土或淤泥层。4142 总之河流冲积土随其形成条件不同，具有不同的工程地质特性。古河床相土的压缩性低，强度较高，是工业与民用建筑的良好地基，而现代河床堆积物的密实度较差，透水性强，若作为水工建筑物的地基则将引起坝下渗漏。饱水的砂土应可能由于振动而引起液化。河漫滩相冲积物覆盖于河床相冲

14、积土之上形成的具有双层结构的冲积土体常被作为建筑物的地基，但应注意其中的软弱土层夹层；牛轭湖相冲积土是压缩性很高及承载力很低的软弱土，不宜作为建筑物的天然地基；三角洲沉积物常常是饱和的软粘土，承载力低，压缩性高，若作为建筑物地基应慎重对待。但在三角洲冲积物的最上层，由于经过长期的压实和干燥，形成所谓的硬壳层，承载力较下面的为高，一般可用作低层或多层建筑物的地基。43130926（4）湖泊沉积物 分为湖边沉积物和湖心沉积物。湖边沉积物是湖浪冲蚀湖岸形成的碎屑物质在湖边沉积而形成的，湖边沉积物中近岸带沉积的多是粗颗粒的卵石、圆砾和砂土，远岸带沉积的则是细颗粒的砂土和粘性土。湖边沉积物具有明显的斜层

15、理构造，近岸带土的承载力高，远岸带则差些。湖心沉积物是由河流和湖流挟带的细小悬浮颗粒到达湖心后沉积形成的，主要是粘土和淤泥，常夹有细砂、粉砂薄层，土的压缩性高，强度很低。 若湖泊逐渐淤塞，则可演变为沼泽，沼泽沉积土称为沼泽土，主要由半腐烂的植物残体和泥炭组成的，泥炭的含水量极高，承载力极低，一般不宜作天然地基。4445（5）海洋沉积物按海水深度及海底地形，海洋可分为滨海带、浅海区、陆坡区和深海区，相应的四种海相沉积物性质也各不相同。滨海沉积物主要由卵石、圆砾和砂等组成，具有基本水平或缓倾的层理构造，其承载力较高，但透水性较大。浅海沉积物主要由细粒砂土、粘性土、淤泥和生物化学沉积物(硅质和石灰质)组成，有层理构造，较滨海沉积物疏松、含水量高、压缩性大而强度低。陆坡和深海沉积物主要是有机质软泥，成分均一,强度极低。 海洋沉积物在海底表层沉积的砂砾层很不稳定，随着海浪的不断移动变化，选择海洋平台等构筑物地基时，应