地质时代和地层

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1、地质时代与地层地质时代与地层目目 录录第一节第一节第一节第一节 确定地层时代的方法确定地层时代的方法确定地层时代的方法确定地层时代的方法第二节第二节第二节第二节 地质年代和地层单位划分地质年代和地层单位划分地质年代和地层单位划分地质年代和地层单位划分第三节第三节第三节第三节 华北地块地史概况华北地块地史概况华北地块地史概况华北地块地史概况第四节第四节第四节第四节 古生物简介古生物简介古生物简介古生物简介第一节第一节 确定地层时代的方法确定地层时代的方法一、地层和地层时代的概念一、地层和地层时代的概念1 1、地层的概念、地层的概念某一地质时代形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩浆岩和某一地质时代

2、形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩。变质岩。2 2、研究地层的意义、研究地层的意义了解地壳发展历史了解地壳发展历史探索各类矿产形成和分布规律，指导找矿探索各类矿产形成和分布规律，指导找矿3 3、地质时代、地质时代地层形成的时间地层形成的时间4 4、地层时代、地层时代岩层形成的地质时代岩层形成的地质时代5 5、相对地质时代和绝对地质时代、相对地质时代和绝对地质时代相对地质时代相对地质时代岩层形成的相对新老关系或先后顺序岩层形成的相对新老关系或先后顺序绝对地质时代绝对地质时代各时代岩层距今的时间及整个地质时代的年龄。各时代岩层距今的时间及整个地质时代的年龄。二、确定地层时代的方法二、

3、确定地层时代的方法1 1、三个原则（定律）、三个原则（定律）地层层序律：对于层状岩层而言，老地层先形成、在下面，新地层依次地层层序律：对于层状岩层而言，老地层先形成、在下面，新地层依次层层叠覆，越往上，地层越新。层层叠覆，越往上，地层越新。岩性法：在岩性变化不大地区可以岩性法：在岩性变化不大地区可以依岩性划分对比地层依岩性划分对比地层 标志层法：岩性突出、横向变化少、标志层法：岩性突出、横向变化少、厚度稳定的岩层厚度稳定的岩层 沉积旋回法：一套岩石按照一定的生沉积旋回法：一套岩石按照一定的生成顺序在剖面中有规律重复成顺序在剖面中有规律重复地球物理学方法：测井、地震资料地球物理学方法：测井、地震

4、资料化石：保存于地层中的古生物遗体或遗迹。化石：保存于地层中的古生物遗体或遗迹。保存条件：保存条件：具备硬体；具备硬体；埋藏迅速；埋藏迅速；经过石化作用经过石化作用石化作用石化作用指矿物质充填或置换生物硬体，使生物遗体变得指矿物质充填或置换生物硬体，使生物遗体变得致密坚硬，如钙化、硅化、黄铁矿化等。致密坚硬，如钙化、硅化、黄铁矿化等。生物演化的特点生物演化的特点 低级低级高级高级简单简单复杂复杂植物植物动物动物微观微观宏观宏观演化不可逆演化不可逆标准化石标准化石某一地层中特有的、生存短、分某一地层中特有的、生存短、分布广、数量多、保存好、易鉴定的生物化石。布广、数量多、保存好、易鉴定的生物化石

5、。生物组合（生物群）法生物组合（生物群）法生物演化律（化石层序律）：不同时代的地层含有不同的化石，生物演化律（化石层序律）：不同时代的地层含有不同的化石，不同地区含相同化石的地层属同一时代。含低等生物结构的地层不同地区含相同化石的地层属同一时代。含低等生物结构的地层时代老，而含高等生物结构的地层时代新。时代老，而含高等生物结构的地层时代新。切割律：切割律：对于呈块状产出的岩浆岩对于呈块状产出的岩浆岩或变质岩，因为他们不成层、不或变质岩，因为他们不成层、不含化石，地层层序律和化石层序含化石，地层层序律和化石层序律不再适合。但这些岩石常与层律不再适合。但这些岩石常与层状岩石之间以及它们本身之间存状

6、岩石之间以及它们本身之间存在相互穿插、切割的关系。在相互穿插、切割的关系。当喷发岩呈间隙喷发时，形成夹层，当喷发岩呈间隙喷发时，形成夹层，如能确定其下伏和上覆层的化石如能确定其下伏和上覆层的化石时代，则喷发岩出现时代的上下时代，则喷发岩出现时代的上下限也可间接确定。侵入接触时，限也可间接确定。侵入接触时，围岩比侵入体要老。沉积接触时，围岩比侵入体要老。沉积接触时，沉积层比侵入体要新。沉积层比侵入体要新。2 2、绝对地质年代、绝对地质年代 相对地质时代只表示地质事件或地层的先后顺序，古生物化石也仅能大相对地质时代只表示地质事件或地层的先后顺序，古生物化石也仅能大致了解他们形成时代。要确切、全面了

7、解地球的发展时，除知道各种事件的先致了解他们形成时代。要确切、全面了解地球的发展时，除知道各种事件的先后顺序及大致时代，必须定量知道地质事件究竟发生在距今多少年？延续时间后顺序及大致时代，必须定量知道地质事件究竟发生在距今多少年？延续时间的长短？地质事件的剧烈程度或作用速率？的长短？地质事件的剧烈程度或作用速率？16581658年，爱尔兰大主教年，爱尔兰大主教厄谢尔厄谢尔（J.UssherJ.Ussher）认为地球诞生于公元前）认为地球诞生于公元前40044004年，年，这个时间是以圣经里的纪年做为基础计算出来的，这是十八世纪晚期和十九世这个时间是以圣经里的纪年做为基础计算出来的，这是十八世纪

8、晚期和十九世纪的地质学家所不能接受的。因为大多数地质学家，甚至包括纪的地质学家所不能接受的。因为大多数地质学家，甚至包括维尔纳维尔纳和和布丰布丰（BuffonBuffon）这样的水成论者也认为，地壳沉积岩的形成至少需要几万年。）这样的水成论者也认为，地壳沉积岩的形成至少需要几万年。沉积速率：早在公元前五世纪，沉积速率：早在公元前五世纪，希罗多德希罗多德（HerodotusHerodotus）已对尼罗河三角）已对尼罗河三角洲进行了研究。他根据沉积物沉积的年速率推断，该三角洲必定有几千年的洲进行了研究。他根据沉积物沉积的年速率推断，该三角洲必定有几千年的历史。后来，尤其在十九世纪末和二十世纪初，人

9、们曾根据沉积岩最大厚度历史。后来，尤其在十九世纪末和二十世纪初，人们曾根据沉积岩最大厚度与沉积速率来计算地球的年龄。自从地球形成以来，估计已经沉积了厚与沉积速率来计算地球的年龄。自从地球形成以来，估计已经沉积了厚3333，000-100000-100，000000米的沉积岩，而沉积速率的估计变化相当大，每百万年从米的沉积岩，而沉积速率的估计变化相当大，每百万年从50-50-30003000米。地球年龄估算结果是米。地球年龄估算结果是1717至至15841584百万年。百万年。海洋里的盐：早期人们曾试图根据海洋内的全部盐量与每年增加的盐量海洋里的盐：早期人们曾试图根据海洋内的全部盐量与每年增加的

10、盐量的比较来确定地球的年龄。这个方案是假设在地球历史上海洋开始的初期为的比较来确定地球的年龄。这个方案是假设在地球历史上海洋开始的初期为淡水水体。估计海洋里含盐的全部总量为淡水水体。估计海洋里含盐的全部总量为161610101212吨，而每年增加吨，而每年增加160160百万吨百万吨盐（主要来自岩石及土壤风化和河流溶解所携带的盐）。用这种推论方法，盐（主要来自岩石及土壤风化和河流溶解所携带的盐）。用这种推论方法，地球的年龄大约是地球的年龄大约是100100百万年。但是这个计算没有考虑世界许多地方在沉积岩百万年。但是这个计算没有考虑世界许多地方在沉积岩系中出现的大量盐。系中出现的大量盐。冷却速率

11、：十九世纪，英国物理学家冷却速率：十九世纪，英国物理学家开尔文开尔文（L.KelvinL.Kelvin）根据地球的冷）根据地球的冷却速率确定地球的年龄为却速率确定地球的年龄为7070百万年。凯尔文假设地球开始是从太阳抛出的一百万年。凯尔文假设地球开始是从太阳抛出的一个熔融体，而且地球最初的温度是平均火成岩的熔融点。这个计算的错误在个熔融体，而且地球最初的温度是平均火成岩的熔融点。这个计算的错误在于开尔文假设地球内部不存在热的来源。因那时还不知道放射性衰变能释放于开尔文假设地球内部不存在热的来源。因那时还不知道放射性衰变能释放大量的热能。大量的热能。绝对地质时代的确定绝对地质时代的确定同位素年龄

12、测定同位素年龄测定依据：天然放射性元素的衰变速度在地史期间不变依据：天然放射性元素的衰变速度在地史期间不变计算某种矿物和岩石形成至今的年龄值计算某种矿物和岩石形成至今的年龄值常用方法：铀常用方法：铀钍钍铅法、钾铅法、钾氩法、铷氩法、铷锶法、氦锶法、氦法、放射性碳法法、放射性碳法古地磁年龄测定古地磁年龄测定依据：地球磁场全球性、周期性发生倒转依据：地球磁场全球性、周期性发生倒转第二节第二节 地质年代和地层单位划分地质年代和地层单位划分一、基本概念一、基本概念1 1、地质年代、地质年代表示地质历史时期中的时间间隔单位表示地质历史时期中的时间间隔单位2 2、地层单位、地层单位不同时期形成的地层相应地

13、在空间上划分出的单位不同时期形成的地层相应地在空间上划分出的单位年代地层单位：年代地层单位：特定的地质时间间隔内形成的岩层体，其顶底界特定的地质时间间隔内形成的岩层体，其顶底界面为等时面。面为等时面。宙宙 宇宇 代代 界界 纪纪 系系 世世 统统 期期 阶阶 时时 时间带时间带 地地质质年年代代单单位位年年代代地地层层单单位位二、国际性的或大区域性的年代地层单位二、国际性的或大区域性的年代地层单位（地质年代表）（地质年代表）1 1、宇、宇宙：最大的地层单位，包括隐生宇和显生宇。宙：最大的地层单位，包括隐生宇和显生宇。2 2、界、界带：太古界、元古界、古生界、中生界和新生界，三分或两分带：太古界

14、、元古界、古生界、中生界和新生界，三分或两分3 3、系、系纪纪4 4、统、统世：三分或两分。世：三分或两分。5 5、阶、阶期：命名与划分决定于生物地理分区。期：命名与划分决定于生物地理分区。6 6、时间带、时间带时：年代地层单位中最低级别。常以分带化石的种属名称命时：年代地层单位中最低级别。常以分带化石的种属名称命名。名。地质年代表牢记牢记!教材：教材：P202P202表表6-26-2二、区域性的或地方性的岩性地层单位二、区域性的或地方性的岩性地层单位（一）群：（一）群：地方性最大的地层单位，通常相当于一个统地方性最大的地层单位，通常相当于一个统（二）组：（二）组：地方性最基本的地层单位，一般

15、相当于一个阶，地质制图地方性最基本的地层单位，一般相当于一个阶，地质制图的标准单位的标准单位（三）段：（三）段：组内再分出的地方性地层单位组内再分出的地方性地层单位（四）层：（四）层：最小的岩石单位，指组内或段内的一个明显的特殊的单位最小的岩石单位，指组内或段内的一个明显的特殊的单位第三节第三节 华北地块地史概况华北地块地史概况一、前寒武纪一、前寒武纪寒武纪以前的全部地质时代寒武纪以前的全部地质时代1 1、划分、划分冥古代冥古代太古代太古代距今距今38382525亿年亿年元古代元古代距今距今25256 6亿年亿年2 2、沉积地层、沉积地层中上元古界：沉积中上元古界：沉积岩岩其余地层：变质其余地

16、层：变质3 3、古生物、古生物菌、藻类为主菌、藻类为主二、古生代二、古生代1 1、划分、划分早古生代：寒武纪、奥陶纪、志留纪，距今早古生代：寒武纪、奥陶纪、志留纪，距今6 64 4亿年，加里东运亿年，加里东运动动晚古生代：泥盆纪、石炭纪、二叠纪，距今晚古生代：泥盆纪、石炭纪、二叠纪，距今4 42.32.3亿年，海西运亿年，海西运动动（1 1）寒武纪（系，）寒武纪（系，）与太古界角度不整合接触与太古界角度不整合接触海侵开始海侵开始三叶虫的时代三叶虫的时代（2 2）奥陶纪（系，）奥陶纪（系，O O）海相碳酸盐岩地层海相碳酸盐岩地层中奥陶世末期海退，上升为中奥陶世末期海退，上升为陆陆笔石兴起笔石兴起

17、标准化石标准化石（3 3）志留纪（系，志留纪（系，D D）（4 4）泥盆纪（系，泥盆纪（系，S S）（5 5）石炭纪（系，石炭纪（系，C C）与奥陶系灰岩平行不整合与奥陶系灰岩平行不整合海水再次入侵海水再次入侵中晚石炭世中晚石炭世海陆交互相含煤沉积海陆交互相含煤沉积蕨类植物繁盛蕨类植物繁盛造煤期（博山、新汶、本溪、唐山赵各庄）造煤期（博山、新汶、本溪、唐山赵各庄）两栖动物盛极一时两栖动物盛极一时华北地台缺失华北地台缺失（6 6）二叠纪（系，）二叠纪（系，P P）海退成陆海退成陆沼泽沼泽河湖相沉积河湖相沉积两栖类发育两栖类发育出现爬行类出现爬行类末期许多无脊椎动物绝灭末期许多无脊椎动物绝灭1 1

18、、划分、划分三叠纪三叠纪印支构造期印支构造期侏罗纪侏罗纪白垩纪白垩纪2 2、地层、地层三叠系陆相三叠系陆相侏罗侏罗白垩系白垩系西部大型内陆盆地西部大型内陆盆地陆相沉积陆相沉积海相沉积海相沉积燕山构造期燕山构造期三、中生代三、中生代距今距今2.32.30.650.65亿年亿年中生代中生代古生物古生物四、新生代四、新生代距今距今65006500万年万年0 01 1、划分、划分第三纪第三纪距今距今65006500万年万年200200万年万年第四纪第四纪2 2、生物、生物哺乳动物和被子植物时代哺乳动物和被子植物时代3 3、地层、地层（1 1）第三系）第三系中国东部中国东部陆相断陷湖盆沉积陆相断陷湖盆沉

19、积三列沉降带三列沉降带三列隆起带三列隆起带中国西部中国西部山间盆地陆相沉积山间盆地陆相沉积雅鲁藏布江以南雅鲁藏布江以南和塔里木西南和塔里木西南缘早第三纪有缘早第三纪有海相沉积海相沉积（2 2）第四系）第四系陆相沉积：类型陆相沉积：类型多样、结构松多样、结构松散、尚未成岩散、尚未成岩多次冰期多次冰期小小 结结地质年代简表地质年代简表前前寒武纪寒武纪古生代古生代（寒武纪寒武纪奥陶纪奥陶纪志留纪志留纪泥盆纪泥盆纪石炭纪石炭纪二叠纪二叠纪）中生代中生代（三叠纪三叠纪侏罗纪侏罗纪白垩纪白垩纪）新生代新生代（第三纪第三纪第四纪第四纪）三三叶叶虫虫笔笔石石鱼鱼类类蜓蜓哺乳动物和被子植物哺乳动物和被子植物菊菊

20、石、恐龙、裸子植物石、恐龙、裸子植物造造煤煤期期第四节第四节 古生物简介古生物简介1 1、古生物、古生物指地质历史中生存过的生物，一般以第四纪全新世开始作为划分古生物指地质历史中生存过的生物，一般以第四纪全新世开始作为划分古生物和现代生物的时间界限。和现代生物的时间界限。2 2、古生物学、古生物学（1 1）概念）概念研究地质历史期间生物界特征及其演化规律的科学。研究地质历史期间生物界特征及其演化规律的科学。（2 2）研究对象）研究对象化石化石一、古生物与古生物学的概念一、古生物与古生物学的概念化石：保存于地层中的古生物遗体或遗迹。化石：保存于地层中的古生物遗体或遗迹。保存条件保存条件具备硬体具

21、备硬体埋藏迅速埋藏迅速经过石化作用经过石化作用石化作用石化作用指矿物质充填或置换生物硬体，使生物遗体变指矿物质充填或置换生物硬体，使生物遗体变得致密坚硬，如钙化、硅化、黄铁矿化等。得致密坚硬，如钙化、硅化、黄铁矿化等。研究古生物的意义研究古生物的意义确定地层层序确定地层层序确定相对地质年代确定相对地质年代划分和对比地层划分和对比地层判断古气候判断古气候分析古地理环境分析古地理环境推断大地构造活动特征推断大地构造活动特征帮助确定包括油、气等沉积矿产的成因和分布。帮助确定包括油、气等沉积矿产的成因和分布。生物演化的特点生物演化的特点低级低级高级高级简单简单复杂复杂植物植物动物动物微观微观宏观宏观演

22、化不可逆演化不可逆 二、古植物二、古植物1 1、分类、分类 （1 1）低等植物）低等植物 菌菌 藻藻 （2 2）高等植物）高等植物 苔藓苔藓 蕨类蕨类 裸子裸子 被子被子演化过程演化过程2 2、演化历史、演化历史（1 1）太古代志留纪）太古代志留纪水生菌藻类水生菌藻类（2 2）志留纪末中泥盆）志留纪末中泥盆世世裸蕨为主裸蕨为主最古老的陆生最古老的陆生植物植物（3 3）晚泥盆世早二叠世）晚泥盆世早二叠世楔叶、石松、真蕨、种子蕨、苛达树楔叶、石松、真蕨、种子蕨、苛达树石炭、二叠石炭、二叠第一个成煤期第一个成煤期（4 4）晚二叠世早白垩世）晚二叠世早白垩世苏铁、银杏类（苏铁、银杏类（）、松柏类）、松

23、柏类侏罗纪侏罗纪第二个成煤期第二个成煤期（5 5）早白垩世晚期现代）早白垩世晚期现代被子植物被子植物1 1、演化过程、演化过程 单细胞单细胞多细胞多细胞多细胞多细胞海绵海绵腔肠动物腔肠动物三、古动物三、古动物q腕足腕足软体软体节肢节肢q脊索脊索脊椎脊椎（鱼类（鱼类两栖类两栖类哺乳类）哺乳类）2 2、主要类型、主要类型（1 1）海绵）海绵最简单的多细胞动物最简单的多细胞动物多为海生多为海生（2 2）珊瑚）珊瑚腔肠动物腔肠动物固着底栖固着底栖多为海生多为海生（3 3）腕足类）腕足类海底底栖海底底栖两瓣外壳大小不等两瓣外壳大小不等古生代繁盛古生代繁盛（4 4）腹足类）腹足类早古生代至今早古生代至今陆

24、生、海生陆生、海生（5 5）瓣腮类）瓣腮类水生软体动物水生软体动物对称两壳间肌肉足对称两壳间肌肉足斧足斧足北方奥陶系北方奥陶系石炭系石炭系（6 6）头足类）头足类海生软体动物海生软体动物角石、菊石；章鱼、乌贼角石、菊石；章鱼、乌贼身体两侧对称身体两侧对称头很明显头很明显口在头中央，四周有触手口在头中央，四周有触手下三叠下三叠统统中奥陶统中奥陶统（7 7）三叶虫）三叶虫古生代海生无脊椎动物古生代海生无脊椎动物多体节，分腹背多体节，分腹背亚洲下寒武统标准化石我国北方上寒武我国北方上寒武中国中志留统中国中志留统（8 8）笔石）笔石海生群体动物海生群体动物仅奥陶、志留大为繁盛仅奥陶、志留大为繁盛良好的

25、分层对比化石良好的分层对比化石我国中下志留统我国中下志留统我国中下奥陶统我国中下奥陶统我国下奥陶统我国下奥陶统四、微体古生物四、微体古生物1 1、孢子花粉、孢子花粉植物的繁殖器官植物的繁殖器官孢子孢子孢子植物（主要是蕨类植物）孢子植物（主要是蕨类植物）花粉花粉种子植物（雄性）种子植物（雄性）孢粉外壁为稳定的碳水化合物孢粉外壁为稳定的碳水化合物易于保存易于保存蕨类蕨类植物孢子植物孢子裸子植物花粉裸子植物花粉2 2、介形虫类、介形虫类节肢动物节肢动物水生水生钙质或几丁质两瓣外壳钙质或几丁质两瓣外壳3 3、有孔虫类、有孔虫类单细胞动物单细胞动物水生水生2 25mm5mm白垩系和白垩系和第三系第三系中中石炭统石炭统下第三系下第三系陆相地层陆相地层4 4、牙形石类、牙形石类已经绝灭的海生动物化石已经绝灭的海生动物化石形似鱼牙形似鱼牙0.10.14mm4mm下奥陶统下奥陶统中下奥陶中下奥陶统统