1、,普 通 地 質(zhì) 學(xué),第六章 地質(zhì)年代,第一節(jié) 相對年代的確定 第二節(jié) 同位素年齡測定 第三節(jié) 地質(zhì)年代表,一則消息,山東萊州鉆地4000米探黃金王國 11月9日，設(shè)計鉆孔深度達4000米、由山東黃金集團設(shè)計并施工的“中國巖金勘察第一深鉆”在萊州三山島開鉆。 鉆桿怎么通到地下4000米的“地下世界”？這次“第一深鉆”根據(jù)萊州地區(qū)巖石物理機械特征和可鉆性以及鉆孔深度等因素，主要選擇繩索取芯鉆為主，采用的是四級逐漸變窄的技術(shù)進行鉆孔 。 為什么要鉆地4000米？在開鉆儀式上，中國科學(xué)院院士翟明國就此進行了詳盡解釋：放眼世界，一些國家的金礦鉆孔深度早已經(jīng)突破了4000米，甚至5000米。從國際礦業(yè)數(shù)

2、據(jù)顯示，1000米至5000米之間的金礦開采價值更大，所以近幾年發(fā)達國家不斷加強深度采礦的技術(shù)。雖然我國是世界黃金生產(chǎn)的第一大國，但至今我國的黃金勘察、開發(fā)僅限于地下1000米以內(nèi)，甚至多集中在800米以內(nèi)的地球表層開采，之前國內(nèi)金礦勘探第一深度在安徽，深度達到了2706米。,地質(zhì)年代系指地質(zhì)體形成或地質(zhì)事件發(fā)生的時代。包括二層含義(二種計時方法): 1.相對年代地質(zhì)體形成或地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序;(相對先后關(guān)系) 2.絕對年齡地質(zhì)體形成或地質(zhì)事件發(fā)生距今有多少年。(確切年齡),第一節(jié) 相對年代的確定,一、地層層序律 二、生物層序律 三、切割律(穿插關(guān)系),一、地層層序律,1.地層:在一定地質(zhì)

3、時期內(nèi)所形成的層狀巖石(巖層組合、沉積層組合)。即一定時代的巖層組合. 地層形成時是水平或近于水平，老的先形成，在下面；新的后形成，疊置在上。 對于后期地殼運動使地層變動（傾斜、倒轉(zhuǎn)）的地層層序可用沉積構(gòu)造中的層面構(gòu)造（波痕、泥裂、印模等）作為“示底構(gòu)造”恢復(fù)頂?shù)缀?，判斷先后順序?2.地層層序律（疊置原理）：原始產(chǎn)出的地層具有下老上新規(guī)律。它是確定地層相對年代的基本方法。,地層形成時是水平或近于水平的。 先形成的位于下部，后形成的位于其上部,根據(jù)地層層序律，地層上新下老。,交錯層,泥裂,地面,地面,地面,水平地層,傾斜地層,褶皺地層,倒轉(zhuǎn)地層,地層經(jīng)地殼運動后層序的變化,沖蝕（沖刷）構(gòu)造：是

4、攜帶粗粒砂、礫的高速水流，流經(jīng)較松軟的細粒沉積物表面，在其上沖蝕出溝槽，并在溝槽中充填砂、礫的沉積構(gòu)造。沖蝕（沖刷）構(gòu)造總是出現(xiàn)在粗粒沉積層的底面，細粒沉積層的頂面，其溝槽底指向地層下方。,二、生物層序律,1.化石:埋藏在巖層中的古代生物遺體或遺跡稱為化石。如動物的骨骼、甲殼;植物的根、莖、葉;動物足跡、蛋、糞、動植物印痕。 生物實體被某種物質(zhì)(CaCO3,SiO2,黃鐵礦等)充填或交代而石化;生物遺體中不穩(wěn)定成分揮發(fā)逸去,僅留下碳質(zhì)薄膜。生物結(jié)構(gòu)保持不變。 2.生物演變從簡單到復(fù)雜,從低級到高級不斷發(fā)展。一方面,老地層所含生物越簡單、原始、低級,新地層中則高級;另一方面,不同時代地層含有不同

5、類型化石及其組合,而在相同時期相同地理環(huán)境(原先海洋或陸地相通,即同一沉積環(huán)境)中形成的地層,都含有相同的化石及其組合,這就是生物層序律。 3.有些生物對環(huán)境變化的適應(yīng)能力很強,雖經(jīng)慢長的地質(zhì)歷史,它們的特征無明顯變化。如舌形貝從5億多年前即已在海洋中出現(xiàn),至今仍然存在。它對確定地層時代意義不大。,2.生物演變從簡單到復(fù)雜,從低級到高級不斷發(fā)展。,生命的演化 是不可逆的,標準化石:在地質(zhì)歷史中演化快、延續(xù)時間短,特征顯著,數(shù)量多、分布廣,對研究地質(zhì)年代有決定意義的化石。,運用地層層序律和生物層序律對地層相對年代的確定其實際工作就是地層的劃分和對比。 一般根據(jù)巖性、化石及地層層序進行地層劃分與對

6、比。,甲地,乙地,丙地,綜合圖,不同地區(qū)地層劃分與對比柱狀圖,三、切割律(穿插關(guān)系),以上兩定律主要應(yīng)用于地層（層狀巖石），而對于侵入體之間或侵入體與圍巖之間的相對年代（順序），應(yīng)使用切割律。 切割律侵入者年代新，被侵入者年代老，切割者年代新，被切割者年代老。 類似關(guān)系還有(可適用切割律):侵入巖的捕虜體時代比侵入體老;礫巖中礫石時代比礫巖時代老;脈體被切割者比切割者老。,1,2,3,4,5,6,第二節(jié) 同位素年齡測定 （絕對年齡）,地球自原始太陽星云中的物質(zhì)凝聚成一個行星至今有多少時間了，是人們長期以來探求的問題，不同的世界觀有不同的看法。 地球年齡的計算起點神學(xué)家以圣經(jīng)為依據(jù)，認為計算起點

7、應(yīng)為耶穌基督的降生日，即地球只經(jīng)歷了4千多年的歷史。,放射性同位素方法,該方法是1904年英國物理學(xué)家盧福首先提出的。,同位素年齡測定,1具有不同原子量(中子數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同)的同種元素的變種稱為同位素。有的同位素其原子核不穩(wěn)定,會自動放射出能量,即具放射性,稱為放射性同位素。如238U,235U,234Th,232Th,87Rb,40K等。經(jīng)過放射性衰變(放出a粒子、 粒子、 射線)變成穩(wěn)定同位素。 放射性同位素都具有固定的蛻變速度。某一放射性元素蛻變到它原來數(shù)量的一半所需的時間稱為半衰期。它是一個常數(shù)。如238U238Pb半衰期為4.49109年,234Th的半衰期為24.1天。,質(zhì)子數(shù)

8、與中子數(shù)之和,2根據(jù)衰變規(guī)律,有 T=(1/)ln(1+D/N) 式中衰變常數(shù)(每年每克母體同位素能產(chǎn)生的子體同位素克數(shù));D蛻變而成的子體同位素;N礦物中放射性同位素蛻變后剩下的母體同位素;t包含該放射性元素的礦物的同位素年齡(放射性同位素的年齡)。,自然界的礦物和巖石一經(jīng)形成，其中所含有的放射性同位素就開始以恒定的速度蛻變，這就像天然的時鐘一樣，記錄著它們自身形成的年齡。 當(dāng)知道了某一放射元素的蛻變速度（ T 1/2 ）后，那么含有這一元素的礦物晶體自形成以來所經(jīng)歷的時間（ t ），就可根據(jù)公式求得。 式中 為蛻變常數(shù)，=0.639/T 1/2 ； N（母體同位素）的總量； D蛻變產(chǎn)物（子

9、體同位素）的總量,3通常用來測定地質(zhì)年代的放射性同位素:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,40Ar-39Ar法用于測定較古老巖石的年齡;14C的半衰期短,專用于測定最新的地質(zhì)事件或考古。 取樣送專門單位測定,準確性有待提高。,自然界放射性同位素種類很多，能夠用來測定地質(zhì)年代的必須具備以下條件：, 具有較長的半衰期，那些在幾年或幾十年內(nèi)就蛻變殆盡的同位素是不能使用的； 該同位素在巖石中有足夠的含量，可以分離出來并加以測定： 其子體同位素易于富集并保存下來。,用于測定地質(zhì)年代的放射性同位素,銣 鍶法、鈾（釷） 鉛法（包括 3 種同位素）主要用以測定較古老巖石的地質(zhì)年齡； 鉀 氬法的有效范圍大，幾乎可

10、以適用于絕大部分地質(zhì)時間，而且由于鉀是常見元素，所以鉀 - 氬法應(yīng)用最為廣泛； 14 C 法由于其同位素的半衰期短，它一般只適用于 5 萬a 以來的年齡測定,專用于測定最新的地質(zhì)事件或考古。 ； 另外，近年來開發(fā)的釤 - 釹法和 40 Ar- 39 Ar 法以其準確度提高、分辨率增強，顯示了其優(yōu)越性，可以用來補充上述方法的一些不足。,注意： 同位素測年方法、原理科學(xué)性強，但由于D、N的含量不易測試或地史中保留不全（丟失），故存在測年誤差。 地史記年以百萬年為單位。,根據(jù)測定，南非圭亞那的角閃巖為41.30億年1.7億年； 我國遵化的變質(zhì)巖為34.19億年2.42億年。 世界上最古老的化石是蘭綠

11、藻為35億年。 巖石是地球形成后地質(zhì)作用的產(chǎn)物，地球的年齡比最老的巖石年齡還要大，估計為46億年,月球上巖石的年齡值一般為 31億 46億 a,有了劃分相對年代，絕對年齡的原則，就可以按年代的順序把地質(zhì)歷史進行系統(tǒng)性編年。 地質(zhì)年代單位 年代地層單位 宙 (eon) 宇 (eonothem) 代 (era) 界 (erathem) 紀 (period) 系 (system) 世 (epoch) 統(tǒng) (series),第二節(jié) 地質(zhì)年代表,地質(zhì)年代簡表,太古代和元古代：這兩個名稱是1863年由美國人洛岡命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物界次古老。,自寒武紀后到2.3億年前這段時間為古生代，

12、這個名稱由英國人賽德維克制定，他依照洛岡取了生物界古老的意思，此事發(fā)生在1838年。,從2.3億年前到0.65億年前為中生代。從0.65億年后到現(xiàn)在為新生代。這兩個代均由英國人費利普斯于1841年命名，取意分別為生物界中等古老和生物界接近現(xiàn)代。,最古老的紀叫震旦紀，由美籍人葛利普于1922年在中國命名，葛氏當(dāng)時活動在浙、皖一帶，他按照古代印度人稱呼中國為日出之地而取了這個名稱。起于18或19億年前，止于5.7億年前。這個時期的生命主要是細菌和藍藻，后期開始出現(xiàn)真核藻類和無脊椎動物。,1936年賽德維克在英國西部的威爾士一帶進行研究，在羅馬人統(tǒng)治的時代，北威爾士山曾稱寒武山，因此賽德維克便將這個

13、個時期稱為寒武紀。 33年以后，另一位英國地質(zhì)學(xué)家拉普華茲在同一地區(qū)發(fā)現(xiàn)一個地層，這個與較早發(fā)現(xiàn)的志留紀與寒武紀相比有著諸多不同的地方，它介入上述兩個層之間，顯然是屬于一個不同的有代表性的時期，因此他根據(jù)一個古代在此居住過的民族名將這個時期稱為奧陶紀。,志留紀的名稱的產(chǎn)生比寒武紀和奧陶紀都要早，大約是在1835年，莫企孫也是在英國西部一帶進行研究，名稱的意思來源于另一個威爾士古代當(dāng)?shù)孛褡宓拿Q。 莫氏和賽德維克于1839年在德文郡（Devonshire）將一套海成巖石層按地名進行了命名，中文翻譯為“泥盆”。,石炭這個名稱的出現(xiàn)可能是最早的，1822年康尼比爾和費利普斯在研究英國地質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)了一

14、套穩(wěn)定的含煤炭地層，這是在一個非常壯觀的造煤時期形成的，因此因煤炭而得名。 二疊紀這個名稱是我國科學(xué)家按形象而翻譯的，,1822年，德哈羅烏發(fā)現(xiàn)英吉利海峽兩岸懸崖上露出含有大量鈣質(zhì)的白色沉積物，這恰恰是當(dāng)時用來制作粉筆的白堊土，于是便以此命名為白堊紀。需要指出的是，世界上大多地區(qū)該時期的地層并不都是白色的，如在我國就是多為紫紅色的紅層。,萊伊爾曾經(jīng)將古生代稱第一紀，中生代為第二紀，新生代為第三紀，1829年德努阿耶在研究法國某些地區(qū)的地質(zhì)時按魏爾納的分層方案從第三紀中又劃分出來了第四紀，這樣，新生代便由這兩個紀所組成。從前的第一紀則由紀升代含六個紀，同樣第二紀也升代含三個紀。,地球年齡不超過4

15、6億年 南美圭亞那地盾角閃巖 41.30億年1.7億年 澳大利亞最老的礦物鋯英石 42億年 我國河北遵化變質(zhì)巖銣-鍶法測定 34.192.42億年. 我國最老的化石-藍綠藻35億年,生命的演化,地球的形成已有46億年的歷史了，地球上的生物界從簡單到復(fù) 雜、由低等到高等、由水生到陸生，經(jīng)歷了極其漫長的38億年的演 化歷程。 38億年前，原始生命形成，生命的演化進入藻類繁盛時期。 5.7億年前,生命大爆發(fā)，現(xiàn)今生存的各動物門類幾乎都有了代表, 其后歷經(jīng) 藻類和無脊椎動物時代（距今5.7-4.38億年) (寒武紀-志留紀) 裸蕨植物和魚類時代 （4.38-3.65億年) (泥盆紀-石炭紀) 蕨類植物

16、和兩棲動物時代 （3.65-2.45億年) (二疊紀-三疊紀) 裸子植物和爬行動物時代 （2.45-0.65億年) (三疊紀-第三紀) 被子植物和哺乳動物時代 ( 6500-160萬年) (第四紀) 人類時代(160萬年前至今),終于發(fā)展到今天千姿百態(tài)、繁花似錦 的生物界。,2007年4月4日拍攝的專家小組在距今約6.32億年的地層中發(fā)現(xiàn)的卵囊胞化石的電子圖像。當(dāng)日，中科院南京地質(zhì)古生物研究所召開新聞發(fā)布會，宣布以該所古生物專家為主的中美古生物專家小組，研究發(fā)現(xiàn)了迄今為止最早的動物休眠卵化石，這將科學(xué)界已知的動物起源時間提前至6.32億年前，比此前已知的5.8億年前又早了5000多萬年。,寒武

17、紀、奧陶紀和志留紀為早古生代,早古生代為海相無脊椎動物最繁盛的時代主要古生物包括三葉蟲、珊瑚、海綿動物、苔蘚蟲、腕足類、筆石類、水母、海百合等.,早古生代 藻類和無脊椎動物時代（距今5.7-4.38億年),奧陶紀 無脊椎動物非常繁盛,蝴 蝶 蟲 (三葉蟲),永順湘西蟲(三葉蟲),層疊石：根據(jù)這一塊化石，可測出：10億年前每年為500-480天，每天為十幾個小時。,志留紀,珊瑚 三葉蟲 菊石 石燕(腕足類),晚古生代裸蕨植物和魚類時代（4.38-3.65億年）,早古生代晚期出現(xiàn)的魚類，在泥盆紀最為發(fā)達，並在泥盆紀晚期逐漸演化為原始型兩棲類，開始了動物登陸的歷史。,裸蕨植物和魚類時代（4.38-3

18、.65億年）,中國工蕨,魚化石,鏈珊瑚,石炭紀生物景觀,石炭紀為兩棲類最繁盛的時代, 石炭紀中、晚期開始出現(xiàn)原始的爬行類。,中生代裸子植物和爬行動物時代（2.45-0.65億年）,歷經(jīng)一次生物大絕滅后，三疊紀時生物面貌大改觀，以恐龍代表的爬行動物開始繁盛。,中生代有 三疊紀(Triassic Period)、侏羅紀(Jurassic Period)、白堊紀(Cretaceous Period)。 中生代為爬行動物空前繁盛的時代。其中如雷龍、梁龍，以草食為主，身體龐大(可長達30m 、重達60噸)。此時代，也有以肉食為主，身形靈活的霸王龍等。此時不僅陸地上有恐龍，海洋中有魚龍、蛇頭龍等，天空中也

19、有翼龍類等。,裸子植物和爬行動物時代（2.45-0.65億年）,晚三疊世西南植物區(qū)景觀,裸子植物和爬行動物時代（2.45-0.65億年）,中侏羅世內(nèi)蒙植物區(qū)景觀,裸子植物和爬行動物時代（2.45-0.65億年）,白堊紀晚期東北亞熱帶植物區(qū)景觀,爬行動物時代（2.45-0.65億年）,中生代末期為地球上生物演 化的巨大變革時期之一。原來極其繁盛的爬行動物恐龍類在中生代末期突然全部絕滅，海洋中盛極一時的菊石、箭石類(屬軟體動物)也幾乎同時全部絕滅。而中生代晚期逐漸發(fā)育的哺乳動物及鳥類，由於適宜性較強，己逐取代了恐龍。新生代為哺乳動物最為發(fā)達的時代。,新生代的絕大部份動物生活在陸地，但也有生活於海中

20、(如鯨魚、海豚等)和空中(如翼手類)。,新生代晚期開始出現(xiàn)人類，此也是地球上生物演化史的最重大一次變化,三、巖石地層單位的概念,根據(jù)地層巖性組合及空間分布建立巖石地層單位群、組、段。組是基本單位,巖性巖相及變質(zhì)程度一致,具一定延伸規(guī)模,由一種或多種巖石互層組成。如溫泉華山嶺組。組內(nèi)分段(巖性相當(dāng)均一),若干個組(特征類似)合并成群。 巖石地層單位劃分不以化石為依據(jù),無特定時代對應(yīng)關(guān)系,但找到化石后,可確定其時代。,復(fù) 習(xí),六、地質(zhì)年代 地層層序律、生物層序律、切割律； 地質(zhì)年代單位與年代地層單位的對應(yīng)關(guān)系； 地質(zhì)年代表及代號。 巖石地層單位群、組、段。,一個帖子,一個有趣的貼子，轉(zhuǎn)發(fā)給大家共享：請銘記這道題，這不是巧合。 如果令 A B C D E F G H I J K L M N O P Q