第四章地質(zhì)代與地層系統(tǒng)第一頁(yè)，共32頁(yè)。一、相對(duì)地質(zhì)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）地層層序律第二頁(yè)，共32頁(yè)。（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。第三頁(yè)，共32頁(yè)。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四頁(yè)，共32頁(yè)。（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。第五頁(yè)，共32頁(yè)。第六頁(yè)，共32頁(yè)。（四）地層接觸關(guān)系整合接觸平行不整合接觸（假整合）角度不整合接觸第七頁(yè)，共32頁(yè)。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。第八頁(yè)，共32頁(yè)。模型：N(t),t時(shí)刻粒子數(shù)。半衰期：T1/2N(T1/2)=N0/2衰變時(shí)間：第九頁(yè)，共32頁(yè)。用于地質(zhì)計(jì)年的同位素：1.出現(xiàn)于巖石形成期，2.具放射性的不穩(wěn)定的同位素，3.半衰期足夠長(zhǎng)，4.含量可以觀測(cè)。同位素半衰期（年）衰變系數(shù)（/年）8737Rb48.6×1091.43×10-11

23892U4.468×1091.551×10-10

23492U2480002.794×10-6

23090Th752009.217×10-6146C57301.209×10-4第十頁(yè)，共32頁(yè)。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要的依據(jù)。第十一頁(yè)，共32頁(yè)。中國(guó)大陸地殼形成年齡（單位：百萬(wàn)年）上部地殼沉積-變質(zhì)地殼花崗巖Nd模式年齡華北地臺(tái)2852±3712921±3482517±225華南地區(qū)1659±3412289±5951546±303塔里木地臺(tái)2766±232

秦嶺造山帶1880±497

(平均值）2237±3011560±372大別造山帶2016±4762395±232滇藏造山帶1559±4542026±2841303±370北方造山帶979±3651639±384915±299平均值1812

1643第十二頁(yè)，共32頁(yè)。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)”。第十三頁(yè)，共32頁(yè)。古地磁極性年表第十四頁(yè)，共32頁(yè)。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。一、巖石地層單位的概念地質(zhì)年代及地層系統(tǒng)第十五頁(yè)，共32頁(yè)。組是劃分巖石地層的基本單位，是由巖性、巖相、變質(zhì)程度較為均一并與上下層有明顯界限的地層所構(gòu)成。段是巖石內(nèi)次一級(jí)的巖石地層單位，其巖性特征與組內(nèi)相鄰巖層有明顯的區(qū)別。一個(gè)組不一定都劃分為段。層是最小的巖石地層單位，指組內(nèi)或段內(nèi)一個(gè)明顯的特殊單位層，如膨潤(rùn)土層、碳質(zhì)層等。群是最大的巖石地層單位，有兩個(gè)或兩個(gè)以上經(jīng)常伴隨在一起而又具有某些統(tǒng)一的巖石學(xué)特點(diǎn)的組聯(lián)合構(gòu)成。某些厚度巨大、巖類復(fù)雜，又因受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的擾動(dòng)以致原始順序無(wú)法重建的一大套地層也可以視為一個(gè)特殊的群。組不一定合并為群。第十六頁(yè)，共32頁(yè)。二、生物地層單位含有相同的化石內(nèi)容與分布延限帶：指從全部化石組合中任一選出的成分的總延續(xù)時(shí)限內(nèi)形成的一段地層。頂峰帶：代表一個(gè)種或?qū)倩蚱渌诸悊挝话l(fā)育到極盛階段的一段地層。組合帶：由三個(gè)或更多的化石分類單位作為一個(gè)整體構(gòu)成一個(gè)獨(dú)特組合或共生的地層體。第十七頁(yè)，共32頁(yè)。因此劃分出了年代地層單位和地質(zhì)年代單位，一般分為：地質(zhì)年代單位宙代紀(jì)世期時(shí)年代地層單位宇界系統(tǒng)階帶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)劃分的。三年代地層單位第十八頁(yè)，共32頁(yè)。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。第十九頁(yè)，共32頁(yè)。第二十頁(yè)，共32頁(yè)。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——38億年以來(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。地殼歷史簡(jiǎn)述第二十一頁(yè)，共32頁(yè)。一、前震旦紀(jì)從地殼形成至震旦紀(jì)以前（38－8億年前）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）。我國(guó)太古宙主要分布在華北地區(qū)，中等變質(zhì)到深變質(zhì)的各類片巖，片麻巖，原巖以黏土質(zhì)碎屑巖居多。較多的中、基性火山巖類，產(chǎn)鞍山式鐵礦太古宇末發(fā)生五臺(tái)運(yùn)動(dòng)，與上覆元古宙呈角度不整合。第二十二頁(yè)，共32頁(yè)。（二）早中元古代－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?？傊?，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。如我國(guó)中朝準(zhǔn)地臺(tái)，楊子準(zhǔn)地臺(tái)、塔里木地臺(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。第二十三頁(yè)，共32頁(yè)。元古宙（不含震旦紀(jì)）礦產(chǎn)世界范圍內(nèi)重要的Fe、Mn、Au、U、Cu、Pb、Zn、Ni、Pt、稀土等超大型礦床石材：太白青黑色花崗巖四川紅第二十四頁(yè)，共32頁(yè)。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。第二十五頁(yè)，共32頁(yè)。3.我國(guó)除個(gè)別島嶼外也是一片汪洋。4.三葉蟲(chóng)、腕足類、頭足類、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)類和植物登上了陸地。5.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、華南褶皺帶。第二十六頁(yè)，共32頁(yè)。該時(shí)代的礦產(chǎn)資源震旦紀(jì)：鐵，錳，磷，天然氣，石膏，巖鹽寒武紀(jì)：磷，石煤，多金屬稀有元素：Ba，V，Pb奧陶紀(jì)：鐵礦，鉛鋅礦，石膏，建材志留紀(jì)：沉積礦產(chǎn)相對(duì)貧乏，石煤第二十七頁(yè)，共32頁(yè)。三、晚古生代

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。第二十八頁(yè)，共32頁(yè)。3.生物界大發(fā)展時(shí)期

①陸生植物第一次大發(fā)展，蕨類植物興盛。②脊椎動(dòng)物從水到陸的飛躍，魚(yú)類、兩棲類動(dòng)物空前繁盛。③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、鸚鵡螺類等大量減少，最終滅絕，代之而起的是珊瑚、菊石類等的繁盛。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、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。第二十九頁(yè)，共32頁(yè)。晚古生代形成的礦產(chǎn)泥盆紀(jì)：層控多金屬礦床，鐵礦，錳礦，建材，化工原料石炭紀(jì)：煤，鋁，耐火黏土，錳，石膏，石灰?guī)r，白云巖二疊紀(jì)：煤，石膏，巖鹽第三十頁(yè)，共32頁(yè)。四、中生代無(wú)論是構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)以及