1、第六章 地質(zhì)年代2011年2月東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 地質(zhì)年代是指地球上各種地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)代。地質(zhì)學(xué)上計(jì)算時(shí)間的方法有兩種： （1）相對(duì)年代：根據(jù)生物的演化順序和巖石的新老關(guān)系，確定地質(zhì)體形成或地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序。 （2）絕對(duì)年代：地質(zhì)事件發(fā)生的距今年齡。由于主要是運(yùn)用同位素技術(shù)，所以又稱(chēng)為同位素地質(zhì)年齡。相對(duì)年代和絕對(duì)年代兩者結(jié)合，才構(gòu)成對(duì)地質(zhì)事件及地球、地殼演變時(shí)代的完整認(rèn)識(shí)。第六章 地質(zhì)年代第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定第六章 地質(zhì)年代第二 節(jié) 地質(zhì)年代表第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述河西地區(qū)蘭坪地區(qū)第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定一、相對(duì)年代的確定 地層層序律：沉積巖是按先后順序一層層地依次沉積下來(lái)的，因

2、此正常的地層是老的在下，新的再上（即下老上新），這是確定地層新老順序的一般規(guī)律，叫地層層序律。（一）地層層序律新 老河西地區(qū)蘭坪地區(qū)第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定 在巖層未受變動(dòng)或變動(dòng)不強(qiáng)烈地區(qū)，地層層序律是完全可以使用。 當(dāng)巖層受到強(qiáng)烈變動(dòng)，如發(fā)生倒轉(zhuǎn)、錯(cuò)動(dòng)等現(xiàn)象時(shí)，就不能簡(jiǎn)單使用。地層層序律示意圖A原始水平層理 B傾斜層理 C倒轉(zhuǎn)地層1、2、3、4示地層從老到新河西地區(qū)蘭坪地區(qū)第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定（二）化石層序律（生物層序律） 化石埋藏在巖層中的古代生物遺體或遺跡。 生物的演化是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，低級(jí)到高級(jí)不斷發(fā)展的，巖層中所含的化石也具有一定的規(guī)律，巖石年代越老生物化石越原始、越簡(jiǎn)單、越低級(jí)。巖石

3、年代越新、生物化石越復(fù)雜越高級(jí)。 化石層序律根據(jù)新老不同的地層中的化石（特別是標(biāo)準(zhǔn)化石等），就可以確定化石之間的相對(duì)新老關(guān)系，并以化石來(lái)確定地層的相對(duì)新老關(guān)系的方法。 第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定化石（Fossil）：保存在地層中古代生物遺體或遺跡。如動(dòng)物的骨骼、甲殼；植物的根、莖、葉；動(dòng)物足跡、蛋、糞、動(dòng)植物印痕。一般被鈣質(zhì)、硅質(zhì)等充填或交代(石化)。第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定5億年前4億年前3億年前2億年前1億年前2-3百萬(wàn)年前地球生物的演化第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定標(biāo)準(zhǔn)化石(Index Fossil)：對(duì)研究地質(zhì)年代有決定意義的化石。地質(zhì)歷史上延續(xù)時(shí)間短、演化快、分布廣、數(shù)量多、特征顯著，并且容易形成

4、化石、容易尋找、鑒定的化石。第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定 地層層序和化石層序是相輔相成的，根據(jù)地層層序律確定地層新老，可以幫助確定化石的新老；反過(guò)來(lái)，根據(jù)地層中化石的新老，也可以確定地層的新老。這樣經(jīng)過(guò)多年的對(duì)比積累就能建立起地層順序。 地層劃分與對(duì)比及綜合地層柱狀圖第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定（三）切割律或穿插關(guān)系 1.噴出巖相對(duì)年代確定根據(jù)地層層序和其上、下地層中的化石來(lái)確定。 2.侵入巖相對(duì)年齡確定：根據(jù)侵入、包裹、切割或穿插關(guān)系來(lái)確定。 侵入關(guān)系：侵入者年代新、被侵入者（圍巖）年代老。 切割或穿插關(guān)系：切割或穿插者年代新、被切割或被穿插者年代老。 包裹關(guān)系：包裹者年代新、被包裹者年代老。 切割律確

5、定巖石形成順序示意圖1-石灰?guī)r，形成最早；2-花崗巖，形成晚于石灰?guī)r；3-矽卡巖，形成晚于花崗巖或與其同一時(shí)代；4-閃長(zhǎng)巖，形成晚于花崗巖或矽卡巖；5-輝綠巖，形成晚于閃長(zhǎng)巖；6-礫巖，形成最晚第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定二、同位素年齡（絕對(duì)年齡）的測(cè)定 根據(jù)地層中所含放射性元素及其衰變產(chǎn)物的含量比例，再根據(jù)其衰變常數(shù)（半衰期）來(lái)計(jì)算出礦物或巖石的年齡。 不是所有的同位素都能使用，一般是用半衰期較長(zhǎng)的同位素；一般用鉀氬、銣鍶、鈾鉛等來(lái)測(cè)定較古老巖石的地質(zhì)年齡。 而碳14半衰期較短，專(zhuān)用于測(cè)定最新的地質(zhì)事件和考古材料。 同位素年齡具有一定的誤差，但對(duì)于無(wú)化石的前寒武紀(jì)以及火成巖、變質(zhì)巖等的年代是非常重

6、要的依據(jù)。 第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定三、古地磁法測(cè)定巖石年齡 地質(zhì)歷史中地磁的南北極是不斷變換的，每一磁性的延續(xù)時(shí)間也不相同。因此，測(cè)定巖石的極性，確定該極性的延續(xù)時(shí)間，并通過(guò)與已知的標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，就可以推算該巖石的形成年代。 該方法只能用于中生代以來(lái)的巖石年齡測(cè)定，因?yàn)閷?duì)更老的巖石尚未建立起可資比較的“標(biāo)準(zhǔn)”。 第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定第六章 地質(zhì)年代第二 節(jié) 地質(zhì)年代表第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述第二 節(jié) 地質(zhì)年代表一、地質(zhì)年代表的建立 把不同地區(qū)的沉積地層，根據(jù)化石和巖性（主要是化石）進(jìn)行詳細(xì)的分析研究和對(duì)比，弄清它們之間的相互關(guān)系，按先后（新、老）順序連接起來(lái)，就建立起了完整的地層系統(tǒng)。 根據(jù)地層系

7、統(tǒng)建立一個(gè)比較完整的地層系統(tǒng)表，結(jié)合同位素年齡，生物演化的順序、過(guò)程、階段、老的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、古地理環(huán)境變化等，將地殼的全部歷史劃分成許多自然階段，即地質(zhì)年代，按新老順序進(jìn)行地質(zhì)編年，就構(gòu)成了地質(zhì)年代表。 第二 節(jié) 地質(zhì)年代表 地質(zhì)年代單位的劃分是以生物界及無(wú)機(jī)界的演化階段為依據(jù)的，這種階段的延續(xù)時(shí)間常常在百萬(wàn)年、千萬(wàn)年甚至數(shù)億年以上，并且常常是大的階段中又套著小的階段，小的階段中又包含著更小的階段。 由大到小分別是：宙、代、紀(jì)、世。而在這些時(shí)間單位內(nèi)形成的地層稱(chēng)為：宇、界、系、統(tǒng)級(jí)別 地質(zhì)年代單位 年代地層單位 大 宙(Aeon) 宇(Eonothem) 代 (Era) 界(Erathem) 紀(jì)

8、(Period) 系(System) 小 世(Epoch) 統(tǒng)(Series) 二、地質(zhì)年代單位第二 節(jié) 地質(zhì)年代表1.宙一般是以生物演化來(lái)劃分的。2.代一般是以生物演化和大的地殼運(yùn)動(dòng)劃分的。3.紀(jì)、世一般是以生物演化和古地理環(huán)境變化來(lái)劃分。 在實(shí)際工作當(dāng)中，還常用到巖石地層單位（地方性地層單位），是根據(jù)地層的巖性特征進(jìn)行分層，并建立起地層系統(tǒng)和層序。一般分為：群、組、段、層。三、巖石地層單位的概念第一節(jié) 地質(zhì)年代的確定第六章 地質(zhì)年代第二 節(jié) 地質(zhì)年代表第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述地球的歷史分為兩大時(shí)期： 天文時(shí)期38億年前，為行星形成和發(fā)展時(shí)期，屬天文學(xué)研究的范疇。 地質(zhì)時(shí)期3

9、8億年以來(lái)，即地殼形成以來(lái)的地質(zhì)發(fā)展時(shí)期。 古生物地史學(xué)就是要研究在地質(zhì)時(shí)期，古地理沉積環(huán)境和生物的演化史、地殼運(yùn)動(dòng)史、巖漿活動(dòng)史以及變質(zhì)史。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述一、前震旦紀(jì) 從地殼形成至震旦紀(jì)以前（388億年前）歷時(shí)30億年。包括太古代、早、中元古代和晚元古代早期。 （一）太古代距今約38億年25億年，其特征是：1.地殼處于普遍活動(dòng)狀態(tài)，地殼很薄，斷裂構(gòu)造、火山活動(dòng)極發(fā)育。2.形成了原始大氣圈和水圈，產(chǎn)生了原始海洋和原始大陸。3.開(kāi)始有了風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)、沉積等外力地質(zhì)作用，并形成沉積巖。4.距今約32億年首次出現(xiàn)了無(wú)細(xì)胞核的原核生物（原始細(xì)菌和藻類(lèi)）。 第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述（二）早中元古代

10、晚元古代早期 距今25億年至8億年。特征是： 1.地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用強(qiáng)烈而廣泛，但比太古代弱得多。2.出現(xiàn)了大量最原始的具有真核細(xì)胞的藍(lán)綠藻和細(xì)菌。陸地上巖石裸露，一片荒涼。3.游離氧增多，并出現(xiàn)了代表氧化環(huán)境的紅色地層。 總之，前震旦紀(jì)是地殼運(yùn)動(dòng)巖漿活動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)期，晉寧運(yùn)動(dòng)結(jié)束了本階段的歷史并形成了地球上地臺(tái)的褶皺基底。太平洋可能就是在這個(gè)階段因巖石圈拉張斷裂的發(fā)展而開(kāi)始形成的。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述二、震旦紀(jì)和早古生代 距今8億年到4億，歷時(shí)約4億年，包括四個(gè)紀(jì)：震旦紀(jì)、寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)。其特征有： 1.是地殼運(yùn)動(dòng)相對(duì)比較平靜的時(shí)期。 北半球除俄羅斯外都被海水淹沒(méi)，而南半球

11、具有一個(gè)由現(xiàn)今的非洲、南美洲、澳洲、南極洲、印度等陸塊組成的巨大古陸，稱(chēng)為“岡瓦納古陸”。 2.是一個(gè)大海侵時(shí)期，海洋面積比現(xiàn)今更為遼闊。構(gòu)成了一個(gè)海進(jìn)海進(jìn)高潮海退旋回。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述3.我國(guó)除個(gè)別島嶼外也是一片汪洋。 4.震旦紀(jì)中期出現(xiàn)了地史上第一個(gè)冰川時(shí)期。 5.三葉蟲(chóng)、腕足類(lèi)、頭足類(lèi)、筆石、珊瑚等海洋生物開(kāi)始繁盛，出現(xiàn)了大量無(wú)脊椎動(dòng)物，到志留紀(jì)時(shí)，出現(xiàn)了原始魚(yú)類(lèi)和植物登上了陸地。 6.志留紀(jì)末期，加里東運(yùn)動(dòng)使海面縮小、陸地?cái)U(kuò)大，并形成了一些新的褶皺山脈，如我國(guó)的祁連山褶皺帶。 祁連山第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述三、晚古生代 距今4.09億年至2.5億年，歷時(shí)約1.6億年，包括三個(gè)紀(jì)：泥盆紀(jì)

12、、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)。特征是： 1.地殼運(yùn)動(dòng)較為激烈，形成第二次大海侵，但比早古生代范圍小。海進(jìn)、海退的方向，時(shí)間已有明顯的差異。二疊紀(jì)華北上升為陸，形成南海北陸的局面。 2.二疊紀(jì)以來(lái)地球上各個(gè)古陸聚合形成聯(lián)合古陸，赤道洋消失，烏拉爾海消失，形成了特提斯海，即古地中海。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述 3.生物界大發(fā)展時(shí)期 陸生植物第一次大發(fā)展，蕨類(lèi)植物興盛。脊椎動(dòng)物從水到陸的飛躍，魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)動(dòng)物空前繁盛。海洋無(wú)脊椎動(dòng)物興衰變化：早古生代興盛的三葉蟲(chóng)、筆石、鸚鵡螺類(lèi)等大量減少，最終滅絕，代之而起的是珊瑚、菊石類(lèi)等的繁盛。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述 4.由于海西運(yùn)動(dòng)形成了烏拉爾褶皺山脈、阿帕拉契山脈以及我國(guó)的天山

13、、昆侖山、北山、大小興安嶺、長(zhǎng)白山等褶皺山脈，同時(shí)伴有大量的花崗巖漿侵入。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述四、中生代 中生代從距今2.5億年至0.65億年，歷時(shí)約1.85億年，包括三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)，白堊紀(jì)。 無(wú)論是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)以及生物、古地理等方面和古生代相比，均有明顯的差異和新的發(fā)展，是一個(gè)強(qiáng)烈活動(dòng)的時(shí)期。 1.三疊紀(jì)中、晚期的印支運(yùn)動(dòng)，使聯(lián)合古陸沿赤道附近分裂解體，特提斯海聯(lián)合古陸分割成北方的勞亞古陸和南方的岡瓦納古陸。在我國(guó)使秦嶺、巴顏喀拉大雪山、滇西海槽褶皺、隆起，華南淺海區(qū)褶皺上升為陸。從而結(jié)束了南海北陸的格局。 第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述2.白堊紀(jì)早期特提斯海進(jìn)一步擴(kuò)張，印度已向北遷移到南緯30

14、左右，非洲和南美洲開(kāi)始分裂，形成大西洋的“胚胎”。 3.侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)時(shí)，世界大陸地區(qū)進(jìn)入了第三次大海侵時(shí)期，大部分陸地被海水淹沒(méi)。而我國(guó)由于三期燕山運(yùn)動(dòng)使絕大部分地區(qū)都上升為陸，在東部形成一系列北東向、北北東向構(gòu)造線(xiàn)和斷陷盆地，地層間形成多次不整合，并形成大規(guī)模、大范圍的巖漿噴發(fā)和侵入活動(dòng)。 第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述4.生物界顯著變化的時(shí)期 爬行類(lèi)動(dòng)物恐龍極為興盛，因此中生代稱(chēng)為恐龍的時(shí)代。侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)開(kāi)始出現(xiàn)。無(wú)脊椎動(dòng)物古生代種群滅絕，代之以新的種群。陸生植物以真蕨類(lèi)植物和裸子植物最為繁盛。到晚白堊世，被子植物代替了裸子植物興盛起來(lái)。 5.白堊紀(jì)末的燕山晚期運(yùn)動(dòng)使西芷一帶的淺海褶皺形成唐古拉山脈

15、、岡底斯山脈，東部沿海一帶也褶皺成山。 第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述4.生物界顯著變化的時(shí)期 爬行類(lèi)動(dòng)物恐龍極為興盛，因此中生代稱(chēng)為恐龍的時(shí)代。侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)開(kāi)始出現(xiàn)。無(wú)脊椎動(dòng)物古生代種群滅絕，代之以新的種群。陸生植物以真蕨類(lèi)植物和裸子植物最為繁盛。到晚白堊世，被子植物代替了裸子植物興盛起來(lái)。 5.白堊紀(jì)末的燕山晚期運(yùn)動(dòng)使西芷一帶的淺海褶皺形成唐古拉山脈、岡底斯山脈，東部沿海一帶也褶皺成山。 第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述熱河生物群(K1)集錦蜂蜻蜓松果菏葉蚊三尾類(lèi)蜉蝣鸚鵡嘴龍狼鰭魚(yú)蟹第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述五、新生代 是地史發(fā)展的最新階段，包括第三紀(jì)、第四紀(jì)，歷時(shí)6千5百萬(wàn)年。 特征： 1.地殼變動(dòng)強(qiáng)烈逐步形成了現(xiàn)代

16、格局： 岡瓦納古陸分裂解體，大西洋不斷擴(kuò)張，非洲和印度板塊不斷向北運(yùn)動(dòng)，并與歐亞大陸碰撞連接，特提斯海大部分消失，在歐洲褶皺形成阿爾卑斯山脈，在我國(guó)形成喜瑪拉雅山脈。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述 一些古生代褶皺山系，昆侖山、天山、祁連山等再度上升，盆地繼續(xù)下陷。同時(shí)，火山活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入活動(dòng)相對(duì)規(guī)模較小。 太平洋東岸褶皺形成高峻的安底斯山系，以及圣安德列斯走向大斷裂，現(xiàn)今仍在活動(dòng)。太平洋西岸，火山活動(dòng)貫穿整個(gè)新生代，形成一系列火山島弧,現(xiàn)在的日本、臺(tái)灣、菲律賓等地。第三節(jié) 地殼歷史簡(jiǎn)述2.生物界的發(fā)展 統(tǒng)治中生代的爬行動(dòng)物大部分絕滅，代之而起的是哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)類(lèi)和真骨魚(yú)類(lèi)的極大繁盛。 3.第三紀(jì)時(shí)，中國(guó)境內(nèi)現(xiàn)代地貌的輪廓已基本形成，此時(shí)，除臺(tái)灣、東南沿海一帶、喜瑪拉雅等地有海侵外，其他