普通地质学—地质年代
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第十七章地质年代地质年代:指地质体形成或地质事件发生的时代。
分为:1、相对年代:地质体形成或地质事件发生的先后顺序。
2、绝对年代:地质体形成或地质事件发生时距今多少年(由同位素年龄确定)。
在描述地球历史或地质事件的年代时,两者都很重要。
第一节地层年代的确定研究地壳历史的依据地壳是在各种内、外力地质作用互相矛盾斗争中不断演变和发展的。
研究地壳的历史,就是研究各种地质作用的演化及其相互关系的历史。
其中起主导作用的是地壳运动。
在地壳运动的作用下,可以形成不同的地质构造;产生不同的古地理(沉积环境);引起不同的内、外力地质作用,外力地质作用可形成不同的沉积岩和外生矿床。
内力地质作用可形成不同的岩浆岩、变质岩以及不同的内生矿床和变质矿床。
内外地质作用的演变还影响着生物的演化史。
所以岩浆岩、变质岩和沉积岩、生物化石、地质构造是我们研究地壳历史的依据。
也是地史学研究的主要内容。
一、岩浆岩、沉积岩和变质岩三大岩类的岩石性质和分布特点(恢复当时的形成环境)二、生物化石的特征(时代和环境)三、地质构造(产生的时间、形成时的环境)因通过它们的研究,分析它们产生的时间、形成时的环境及其变化规律,可以了解内外力地质作用发生的时间和发展、演化历史。
例如:①某地区有大片玄武岩分布,说明这个地区曾经发生过地壳运动,产生了深大断裂,使来自上地壳幔的基性岩浆上升到地表,形成玄武浆的喷溢活动;②沉积岩分布区,可说明该地原来可能为河流、湖泊、海洋等洼沉积区,从而说明该地区曾发生过地壳下沉或构造运动;③若有大面积片麻岩出露,则说明这里过去曾处于地下深处,可能经受过大规模的强烈褶皱运动、岩浆活动和区域变质作用,以后又经过上升剥蚀,才得以出露地表。
④各种生物都是在一定的自然环境下生存的。
自然环境又是在不断的变化与发展之中,生物为了适应环境,其本身也在不断的演化中,它们的演变与发展是遵循从量变到质变,从渐变到突变的规律。
不同的时代具有不同的生物,老地层中生物化石比较低级、简单;新的地层中,生物化石比较高级、复杂。
四、地层单位简介二)岩石地层单位的概念在实际工作当中,还常用到岩石地层单位(地方性地层单位),是根据地层的岩性特征进行分层,并建立起地层系统和层序。
一般分为:群、组、段、层。
群:比组高一级的岩石地层单位,常用的最大岩石地层单位。
由两个或两个以上经常伴随在一起而具有某些统一的岩石学特点的组联合构成的,或由一大套厚度巨大,岩类复杂的地层组成。
群在必要时可以再分成亚群,或合并为超群。
群的名称通常取自典型剖面附近的地名。
如中上寒武统洗象池群
二)岩石地层单位的概念组:是最重要的基本岩石地层单位。
其含义在于具有岩性、岩相和变质程度的一致性。
组由一种岩石构成,或者以一种岩石为主;或者由两三种岩石交替出现所构成;还可能以很复杂的岩石组合为一个组的特征,而与其它比较单纯的组相区别。
组的厚度无固定的标准,可以由1m到几千米不等。
段:是低于组的岩石地层单位,必须具有与组内相邻岩层不同的岩性特征,且分布广泛,对研究区域地层有用。
组是否要分段应根据其内部有无分段的岩性条件和区域地层研究的需要来定。
二)岩石地层单位的概念层: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。
它的厚度不大,可以从数厘米、数米至十余米。
层是组内或段内的一个特殊单位层(unit layer,在岩性上与相邻岩层显著不同。
第一章绪论一、地质学概念:地质学(Geology)是研究地球的一门自然科学,它主要研究固体地球的组成(地壳的物质成分)、构造(内部构造、表面特征)、形成和演化规律。
二、研究对象:固体地球部分分为:地壳、地幔和地核。
地球的外部圈层包括:大气圈、水圈和生物圈。
目前主要是研究固体地球的上层,即地壳和地幔上部。
三、地质学的特点1、时间漫长地球年龄46亿年。
地质年代的记时单位是百万年(Ma)。
地球自形成以来,地质作用无时无刻不发生,地质学问题涉及时间漫长。
最老的岩石至少已经历了38亿年。
一些地质作用过程持续时间长,如海陆变迁,山脉隆起,矿物、岩石的形成、煤、石油资源的形成等。
2、空间广阔横向:遍布全球每一个角落(南极、北极、赤道、山地、平原、陆地、海洋等)纵向:大地圈——上地幔(整个岩石圈)目前,人类活动还只限于地壳表层,尚不能直接进入深达数十千米的地壳深部,更不能到达数百乃至上千千米深的地幔。
3、现象复杂性质上:包括物理的(崩塌、泥石流)、化学的(钟乳、滴石)、生物的(煤、石油形成)等各种变化。
规模上:小到原子、分子的微观过程(矿物形成、化石形成),大到整个地球乃至太阳系形成的宏观现象。
范围上:从无机到有机界、有机界与无机界的相互转化。
环境上:常温、常压到高温高压,地表环境、地下深处环境。
4、无法再现众多地质现象对人类来说是无法再现阶段,生物演化,海陆变迁、煤、石油形成过程(非再生资源)人类只能根据留在地壳中形形色色的岩石纪录和古生物纪录,推断发生的一些地质现象5、实践性强地质作用的过程和原理,在时间上、规模上、内容和条件上,不可能在实验室内简单地模拟再现。
如火山爆发、古生物演化、海陆变迁、山脉的生成等在野外我们可大量观察到地质作用的变化过程。
因此,地质学只能把地球作为“自然的大实验室”,在野外调查研究,具有很强的实践性。
第二章矿物一、矿物(mineral): 是天然产出的(自然作用形成的)元素单质或无机化合物。
海盆
寒武纪开始下陷成海洋盆地
志留纪发生加里东运动
西部龙门山地槽继续下陷,其余抬升为陆
石炭纪,第二次海浸
二叠纪海陆交替形成重庆附近的一些煤矿
湖盆
二叠纪末盆地西部岩浆喷出,生成峨眉山小金顶及清音阁一带玄武岩
距今1.9亿年的三叠纪,“印支运动”使盆地边缘逐渐隆起成山,被海水淹没的地区逐渐上升成陆,由海盆转为湖盆.当时湖水几乎占据现今四川盆地的全境,称为“巴蜀湖”,从此结束了海浸的历史.在中生代漫长的1亿多年里,盆地气候温暖湿润,到处生长蕨类、苏铁和裸子植物,是又一个成煤期,永荣煤矿即在三叠纪和侏罗纪时形成.东起长寿、垫江,西到江油、邛崃,北抵大巴山麓,南到贵州赤水,还是天然气富集区.这一时期爬行动物恐龙称霸一时.1957年在合州发现的“合州马门溪龙”身长22米,高3.5米,是我国亚洲最大和最完整的恐龙化石.
白垩纪末,燕山运动,产生大断层,巴蜀湖缩小
新第三纪,喜马拉雅山造山运动
第四纪,地壳再次发生构造运动,形成长江三峡。
第六章地质年代地质年代的概念用于地质学的二种计时方法相对年代——地质体形成或地质事件发生的先后顺序。
绝对年龄——用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得,用距今有多少年来表示。
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。
在地质学中把在一定地质时期内所形成的层状岩石称地层,而层状岩石称岩层。
确定相对年代的三条定律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,上面地层形成的年代一定比下面的地层新,这就是地层层序律或称地层叠覆原理。
地层在受到构造运动后发生倾斜,其地层的新老关系:地层倾斜(层序正常)顺倾斜方向地层新,反倾斜方向地层老。
地层倒转(层序不正常)地层层序出现上老下新现象。
要利用沉积岩的指向性沉积构造(斜层理、泥裂、粒序层理等),判断岩层的顶与底,恢复原始层序。
二、生物层序律不同地层含有不同的生物化石或化石组合,地质年代较老的地层含有较古老的生物化石,含相同化石的地层是同年代地层,称为生物层序律。
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。
综合地层柱状图三、切割律或穿插关系主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入体之间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用相对年代方法只能确定地质年代的先后顺序,而无法知道地质事件发生的具体时间。
1896年贝克莱发现了放射性以后,1905年卢瑟福(1871-1937)根据放射性衰变原理提出了用铀、钍和它们的衰变产物铅和氦来测定矿物年龄的设想。
两年后,波特伍德取得了第一个铀-铅法年龄。
原来大自然并没有忽略自已的年龄和经历,它早就不动声色地为自己留下了记录。
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。
普通地质学-第6章地质年代第6章地质年代一、名词解释地质年代相对地质年代同位素(绝对)地质年代地层层序率生物层序率地层切割率岩层地层化石标准化石指相化石沉积相海相陆相过渡相海进层序海退层序沉积旋迥生物地层年表岩石地层单位宙代纪世宇界系统群组段二、是非题1.不同时代的地层中含有不同门类的化石及化石组合。
()2.古生代是爬行动物和裸子植物最繁盛的时代。
()3.中生代的第一个纪叫三叠系。
()4.三叶虫是水下底栖固着生物。
()5.地层剖面中,沉积物质由下而上呈由粗到细的变化层序称海进层序。
()6.地球上最早出现的陆生植物是裸蕨植物。
()7.最早的爬行动物出现于三叠纪初期。
()8.第四纪是人类出现和发展的时代。
()9.半衰期愈长的同位素,在测定地质年代时作用也愈大。
()10.只有在沉积岩中才能找到化石。
()三、选择题1.假设石炭纪中期是一个重要的成煤时期,下列表达方式中正确的是()。
a.中石炭统是重要的成煤时期;b.中石炭系是重要的成煤时期;c.中石炭纪是重要的成煤时期;d.中石炭世是重要的成煤时期 .2.只能用作测定第四纪地层年代的放射性同位素方法是()。
a.钾-氩法 ;b.14C法 ;c.铀-铅法 ;d.铷-锶法 .3.地球上已找到的属于原核生物的微体化石(即最原始的形式)距今的年龄是()。
a.4.5Ga;b.3.8Ga ;c.3.5Ga ;d.3.0Ga .4.世界上目前所发现最原始化石的地点是()。
a.英国 ;b.苏联 ;c.中国;d.南非 .5.真正陆生植物最初出现的时代是()。
a.寒武纪 ;b.奥陶纪 ;c.志留纪 ;d.泥盆纪 .6.三叶虫是()。
a.节肢动物 ;b.软体动物 ;c.原生动物 ;d.棘皮动物 .7.石炭二叠纪最重要的标准化石是()。
a.三叶虫、腕足类 ;b.笔石、海绵等 ;c.蜒、珊瑚等 ;d.鱼类 .8.下列几种放射性同位素中半衰期最长的是()。
a. 238U ;b.235U ;c.232T h;d. 87Rb .9.已知最古老岩石的同位素年龄是()。
第六章地质年代
地质年代:指地球上各种地质事件发生的时代。
地质年代两层含义:
1.相对年代:地质体形成或地质事件发生的先后顺序。
2.绝对年代:地质体形成或事件发生距今的年龄。
由于主要是运用同位素技术,所以又称
为同位素地质年龄。
相对年代和绝对年代两者结合,才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识。
第一节相对年代的确定
一、地层层序律
沉积岩的原始沉积总是一层一层叠置起来的,其原始产状一般是水平的或近于水平的,并
且总是先形成的老地层在下面,后形成的新地层盖在上面,这种正常的地层叠置关系称为
地层层序律(叠置原理)。
地层:地质历史上某一时代形成的层状岩石。
在岩层未受变动或变动不强烈地区,地层层
序律是完全可以使用的。
当岩层受到强烈变动,如发生倒转、错动等现象时,就不能简单
使用。
二、生物层序律
生物层序律(化石层序律):不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合,相同时代的
地层中具有相同或相似的古生物化石组合;古生物化石组合的形态、结构愈简单,则地层
的时代愈老,反之则愈新。
其实就是进化论原理的具体运用,即生物演化是由简单到复杂,由低级到高级,生物种属由少到多,而且这种演化和发展是不可逆的。
因而,各地质时期
所具有的生物种属、类别是不相同的。
时代越老,所具有的生物类别越少,生物越低级,
构造越简单;时代越新,所具有的生物类别越多,生物越高级,构造越复杂。
三、切割律或穿插关系
地壳运动和岩浆活动的结果,使不同时代的岩层、岩体和构造出现彼此切割穿插关系,利
用这些关系也可以确定岩层、岩体和构造的形成先后的顺序。
切割律(穿插关系):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。
第二节同位素年龄的测定(绝对地质年代的确定)
自然界的矿物和岩石一经形成,其中所含有的放射性同位素就开始以恒定的速度蜕变,这
就像天然的时钟一样记录着它们自身形成的年龄。
当知道了某一放射元素的蜕变速度后,
就可根据这种矿物晶体中所剩下的该放射性元素(母体同位素)的总量(N)和蜕变产物(子体
同位素)的总量(D)的比例计算出来。
放射性同位素衰变原理:
放射性元素的原子不稳定,一定时间后必然衰变为其他原子。
且衰变的速率不受外界温度
和压力的影响。
同位素测年的计算公式: t = 1/λ•ln(1+D/N)
第三节地质年代表
地质年代表特征:
(1)各代和纪的延续时间不同。
年代老者长、新者短,原因年代新者保留下来的地质记录全、生物进化的阶段性缩短;
(2)纪以下一般分早、中、晚三个世,而C(石炭纪)、K(白垩纪)、N(新近纪)、 Q (第四纪)为二个世;Є(寒武纪)、S(志留纪)为四个世;
(3)前寒武纪由于时间老,研究难度大,故划分较粗糙,而且很难得到统一。
年代地层单位代号的确定:
宇的符号用两个大写字母表示,如:
冥古宇(Hadean) HD
太古宇(Archaean) AR
元古宇(Proterzoic) PT
显生宇(Phanerozoic) PH
界的符号用两个字母表示,第一个大写,第二个小写,如:
古生界(Paleozoic) Pz
中生界(Mesozoic) Mz
新生界(Cenozoic) Cz或Kz
系的符号一般用一个大写字母表示,如:
志留系(Silurian) S
泥盆系(Devonian) D
统的符号一般在系的符号右下角加阿拉伯数字1、2或1、2、3字样,分别代表下统和上统,或下统、中统和上统,如:
二叠系(Permian,P)上二叠统 P2
下二叠统 P1
三叠系(Triassic,T) 上三叠统 T3
中三叠统 T2
下三叠统 T1
岩石地层单位:
根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,这样划
分出来的地层单位称为岩石地层单位。
岩石地层单位分为群、组、段、层等不同级别,属于地方性地层单位。
年代地层单位是以年代为划分依据而划分出来的地层单位。
岩石地层单位的划分,不是以
化石为依据,它与年代地层单位之间,没有对应的关系。
只有在岩石地层单位中找到了可
以确定时代的化石,或者可以通过精确定年之后,岩石地层单位的年代才可以确定。
第四节地质历史时期的生物爆发与灭绝
在地球表层系统地质演化过程中,有两类重大的生物事件是不能忽视的:生物大爆发、生
物灭绝。
一、生物大爆发
发生在寒武纪初期(542-530Ma)的全球重大生物事件。
大量海洋无脊椎动物突然涌现,且种属繁多,个体较大。
以我国云南省澄江县下寒武统最早发现的“澄江动物群”为标志。
生物大爆发的原因可能与基因突变和大气中氧气增加有关,目前尚无定论。
二、生物大灭绝
由于气候与环境突变等原因,地球上的生物丧失了赖以生存的条件,或无法适应新的环境,最后导致大量种属的消亡与灭绝。
大灭绝:有些时期大量生物类群在很短的时间内消亡,而且波及全球,造成突然灭绝的现象。
1.奥陶纪末期:发生在距今4.4亿年前,该事件导致了当时生物界85%的物种灭绝。
绝大
部分三叶虫物种惨遭灭绝。
原因:推测主要是由于全球气候变冷所致。
2.泥盆纪后期:发生在距今
3.6亿年前。
导致笔石、三叶虫等生物物种的灭绝。
原因不详。
3.二叠纪末期:发生在距今2.5亿年前,是地史上最大规模的物种灭绝事件。
导致了当时
生物界96%的物种灭绝。
为恐龙类等爬行动物的进化铺平了道路。
4.三叠纪末期:发生在距今2.05亿年前。
导致了当时生物界76%的物种灭绝,海洋生物的
物种基本灭绝。
原因可能与气候、环境变化有关。
5.白垩纪末期:发生在距今6500万年前。
导致了当时生物界75-80%的物种灭绝,使陆地
上的恐龙时代终结,海洋中的菊石类灭绝,从而为哺乳类及人类的最后登场提供了条件。
原因推测与陨石撞击、气候变化、环境变化等因素有关。