3 地层古生物

1、煤矿地质学1第三章 地层、古生物学习目的：掌握地层的基本概念、地层单位。掌握地层的接触关系，判别方法。了解地质年代表。了解古生物对底层划分和对比的重要意义，熟悉地质历史上的重要古生物。难点：生物地层单位、年代地层单位和岩石地层单位的区别。2Sedimentary RocksSedimentary rock exposed near Canyonlands National park. 峡谷地国家公园，美国犹他州3第三章 地层、古生物第一节 地层及地质年代第二节 古生物与地质年代第三节 地史简介4第一节 地层及地质年代一、岩层与地层二、地质年代及其确定三、地层划分与对比5一、岩层与地层岩层：在野

2、外或矿井中，见到一层层叠置的岩石， 通常称为岩层。地层：通常为某一地质时期所形成的岩层。特点：地质时代，新老关系。地层层序律：在正常情况下，地层的顺序总是上新下老。678二、地质年代及其确定地层单位生物地层单位 是根据地层中所含有的生物化石内容和特征划分出来的地层单位。生物地层的单位有：组合带、延限带、顶峰带 岩石地层单位是由岩性、岩相或变质程度均一的岩石组成的三维地质体。岩石地层单位：群、组、段、层年代地层单位 是在特定的地质时间间隔内形成的岩石体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部岩石，而且只代表这段时间内所形成的岩石。年代地层单位是按时间阶段来划分的，与地质年代严格对应，没有固定

3、的岩石和生物内容。年代地层与地质年代。9生物地层单位组合带：指其所含的化石或其中的某一类化石，从某整体来看，构成一个自然的组合，并以此区别于相邻地层内的生物组合。延限带：是指任一生物分类单位在其整个延续范围之内所代表的地层体。顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层。 它不包括前期出现数量不多时的地层，也不包括后期逐渐稀少时的地层。上述三种类型并非是相互包容或从属的关系.10年代地层与地质年代的关系11岩石地层单位 群：最大的岩石地层单位，总体外貌一致的一套岩层，如青白口群。群的含义系指连续的、在成因上相互相联系的几个组的组合或指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。组：岩石地层的基本单位，

4、具有岩性、岩相和变质程度的一致性，如山西组、太原组。组可以由一种岩石构成，也可以以一种岩石为主，夹着重复出现的夹层，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分为一个组的特征。12段：是比组小一级岩石地层单位。它在组内具有与相邻岩层不同的岩石特征。通常一个组可以根据岩层岩性特征等标志的不同而划分为若干段。如栖霞组内的臭灰岩段、下硅质层组；龙潭组内的下含煤段、中含煤段、上含煤段等。层：最小的岩石地层单位。指组内或段内的一个明显的特殊岩性的岩层单位。岩石地层单位13三、地层划分与对比1.地层的划分和对比意义 通过地层对比，可更好地了解和掌握地层的分布规律，为找矿打下基础。2.地层划分和

5、对比的方法 A-根据岩层的生成顺序划分和对比 B-根据岩层的岩性特征对比 C-根据岩层中赋存的古生物化石划分和对比 D-根据地层之间的接触关系 E-利用放射性同位素测定地质年代14The principle of superposition tell us that sedimentary layer E, on the bottom of the sequence, is the oldest, and the top layer, A, is the youngest. The layers of sedimentary rocks are conformity.15(A) The pri

6、nciple of original horizontality tells us that most sedimentary rock are deposited with horizontal bedding. When we see tiled rocks, we infer that they were tilted after they were deposited.16The use of fossils and the principle of faunal succession to correlate sedimentary rocks from different loca

7、lities. Sedimentary rocks containing identical fossils are interpreted to be of the same age and therefore are correlated. Layer D is correlated among all four localities because it contains identical fossils. Layer B is missing from locality 2, because A sits directly on C; this is a disconformity

8、demonstrated by faunal succession. Either layer B was never deposited here or it was eroded away. 17Development of a disconformity.18A disconformity between horizontally layered sandstone and an overlying layer of conglomerate. 砾岩 Some sandstone layers were eroded away before conglomerate was deposi

9、ted.19Development of an angular unconformity.20An angular unconformity.2122Potassium-40 is a radioactive parent isotope5aisEutEup that decay to two daughter isotopes argon-40 5B:Cn and calcium-40. 11% of potassium-40 decays to argon-40 as a small, negatively charged subatomic particle is added. The

10、other 89% converts to calcium-40 as a small, negatively charged particle is released .23As a radioactive parent isotope decays to daughter, the proportion of parent decrease (blue), and the amount of daughter increases (red). The half-life is the amount of time required for half of the parent to con

11、vert to daughter. At time zero, when the radiometric calendar starts, a sample is 100% parent. Now look at both curves at the points for one half-life. At the end of one half-life, 50%if the parent has converted to daughter. At the end of two half-lives, 25% of the sample is parent and 75% is daught

12、er. Thus, by measuring the proportions of parent and daughter in a rocks, its age inhalf-life can be obtained. Since the half-lives of all radioactive isotopes are well known, it is then simple to convert age in half-life to age in years.245WC:riEmru:5bidiEm锶5strCnFiEm锆石5zE:kCn沥青铀矿5juE5rAninait沥青铀矿5

13、pItFblend25第二节 古生物与地质年代一、古生物的研究意义二、生物进化的特点三、地质年代表四、地球环境与古生物演化26一、古生物的研究意义用于划分对比地层识别古地理及沉积环境古生物的发展演化是地质发展史的重要组成部分27二、古生物与地质年代表1.生物进化的特点1）由简单到复杂、由低级到高级、从水生到陆生向前发展。2）生物演化发展具有阶段性和不可逆性。在较早时代已灭绝的生物类型在以后的时期内不会在出现。28二、古生物与地质年代表3）化石 化石是保存在地层中的生物遗体或遗迹，并经石化作用后形成的。 化石包括实体化石和遗迹化石。 化石层序律每一地层中各有其特定的化石。不同地层中的生物化石相比

14、较可确定化石的先后次序。29二、古生物与地质年代表实体化石硅化木（山西保德扒楼沟山西组）30二、古生物与地质年代表遗迹化石 是指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具一定形态的各种痕迹。遗迹化石动藻迹 山西保德扒楼沟太原组31Trilobites were abundant lobster-like marine animal that swam and crawled about on the sea floor. They first appeared about 560 million years ago and became extinct about 250 million year

15、s ago. The largest were 70cm in length. 早古生代的重要标准化石32中生代的优势脊椎动物，属于陆生爬行动物，但能直立行走。恐龙最早出现在约2亿4千万年前的三叠纪，灭亡于约6500万年前的白垩纪所发生的白垩纪末灭绝事件。33海生群体动物，寒武纪出现，至石炭纪后期绝灭。志留纪和早泥盆世的标准化石.34三、地质年代表 在划分地层系统的基础上，将地壳的发展历史对应地划分为若干级别的地质年代单位。 地质年代的国际通用单位是：宙、代、纪、世等。 地壳的历史演化经历了太古宙、元古宙和显生宙。其中，显生宙包括古生代、中生代和新生代。35地质年代表(一)36宙代纪世年龄 M

16、a构造运动植 物动物显生宙PH古生代 PZ二叠纪 P晚二叠世 P3250295354410438490543海西运动加里东运动裸子植物孢子植物大量繁盛两栖动物中二叠世 P2早二叠世 P1石炭纪 C晚石炭世 C2早石炭世 C1泥盆纪 D晚泥盆世 D3中泥盆世 D2早泥盆世 D1志留纪 S晚志留世 S3裸蕨植物海藻大量繁盛鱼类无脊椎动物中志留世 S2早志留世 S1奥陶纪 O晚奥陶世 O3中奥陶世 O2早奥陶世 O1寒武纪 晚寒武世中寒武世早寒武世地质年代表(二)末志留世 S437宙代纪世年龄 Ma构造运动植物动物显生宙PH新生代CZ第四纪 Q全新世 Qh2.4823.365137205250喜马拉

17、雅运动（晚）喜马拉雅运动（早）燕山运动(晚)燕山运动(早)印支运动海西运动被子植物大量繁盛古人类出现哺乳动物更新世 Qp新近纪 N上新世 N2中新世 N1古近纪 E渐新世 E3始新世 E2古新世 E1中生代 MZ白垩纪 K晚白垩世 K2被子植物裸子植物大量繁盛爬行动物早白垩世 K1侏罗纪 J晚侏罗世 J3中侏罗世 J2早侏罗世 J1三叠纪 T 晚三叠世 T3中三叠世 T2早三叠世 T1地质年代表(三)38四、地球环境与古生物演化1. 藻类和无脊椎动物时代元古代、寒武纪、奥陶纪 约25亿-4.38亿年前，藻类是元古代海洋中的主要生物，大量藻类如蓝藻、绿藻、红藻在浅海底一代复一代的生活，逐渐形成巨

18、大的海藻礁，又称叠层石。39四、地球环境与古生物演化1. 藻类和无脊椎动物时代 元古代、寒武纪、奥陶纪 寒武纪时各门类无脊椎动物大量涌现，但以三叶虫为最多，约占当时动物界的百分之六十。 奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋呈现一派生机逢勃的景象。主要包括腕足、珊瑚、鹦鹉螺以及古杯类、腹足类、苔藓虫等。40。四、地球环境与古生物演化2. 裸蕨植物和鱼类时代 志留纪、泥盆纪(距今4.383.55亿年间) 这段时期，生物发展史上有两大变革: 一是生物开始离开海洋，向陆地发展。首先登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。 其次是无脊

19、椎动物进化为脊椎动物。志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。41四、地球环境与古生物演化3.蕨类植物和两栖动物时代 石炭纪、二叠纪(在距今3.552.5亿) 石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等孢子植物，它们生长茂盛，形成壮观的森林。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，种属激增。 脊椎动物在石炭纪时向陆上发展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为两栖类动物，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物原始爬行动物。42四、地球环境与古生物演化4.裸子植物和

20、爬行动物时代 中生代(距今2.50.65亿前) 中生代是地球发展历史上一个较活跃的时期，主要表现为联合古大陆的解体、板块漂移，古地理、古气候的明显变化，生物界面貌焕然一新。许多海洋无脊椎动物绝灭，如三叶虫、四射珊瑚、蜓等。代之是菊石和双壳类动物的繁盛。 43四、地球环境与古生物演化4.裸子植物和爬行动物时代中生代(距今2.50.65亿前) 中生代生物界最大的特点是继续向适应陆生生活演化。 裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。 脊椎动物中鱼类和两栖类相当繁盛，爬行动物迅速发展，演化出种类繁多的恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领

21、域。 中生代后期，出现了鸟类以及哺乳动物。44四、地球环境与古生物演化5.被子植物和哺乳动物时代 新生代(六千五百万年前到今天) 中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能够逃脱这次巨变而遭淘汰。腹足类、双壳类、六射珊瑚等进一步发展后。 进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等产生了更高级的科、属，获得兴盛发展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境的束缚，取代了裸子植物，成为植物界的霸主。45四、地球环境与古生物演化5.被子植物和哺乳动物时代 新生代(六千五百万年前到今天) 46第三节 地史简介 太阳系的形成约在4600Ma（46亿年）以前。作为太阳系的一员的地