地质年代和地质作用概述

1、1 矿物的晶体形态 2 矿物的物理性状 3 地壳的重力均衡地壳及其物质组成的回顾第四章 地质年代与地质作用第一节 地壳演化的时代概念1 相对地质年代及其确定 2 地层单位 3 同位素年龄（绝对年龄）及其测定4 地质年代表5 地史时期生物面貌地质年代：地壳表层有明显地质作用以来到人类出现以前大约38亿年的漫长时期(4538亿年为地球演化的天文时期) 地质学上表示时间的方法有两种：1 相对地质年代2 绝对地质年代（同位素地质年代）第四章 地质年代与地质作用一 相对地质年代的确定方法 （一）地层学方法 1 地层层序律（叠覆律） 是指在岩层形成后，如未受到强烈地壳运动影响而颠倒，那么先沉积的在下，后沉

2、积的在上，并保持近于水平状态的现象。简单地讲：未经构造变动而倒转的地层具有下老上新的规律。（二）古生物学方法2 化石层序律/生物层序律（1）生物演化律a进步性：生物演化的总趋势是从简单到复杂，从低级到高级。 b阶段性：生物的演化过程不是均一和等速的，而是由缓慢的量变和急速的质变交替出现，在质变中生物大量绝灭和突发演化，从而形成了生物演化的阶段性。 c不可逆性：即以前出现并灭绝的种类在以后不会再重复出现 d同时期的一致性：同一个地质历史时期生物界的总貌具有全球的一致性，这一特征使得全球地层对比成为可能。（1）生物演化律（方向性、阶段性、不可逆性） 2 化石层序律/生物层序律（1）生物演化律（2）

3、化石层序律：不同时代的地层含有不同的化石，含有相同化石的地层其时代相同，古生物化石或其组合形态结构越简单，地层时代就越（老新？），反之， （老新？） 。2 化石层序律/生物层序律（1）生物演化律（2）化石层序律：不同时代的地层含有不同的化石，含有相同化石的地层其时代相同，古生物化石或其组合形态结构越简单，地层时代就越（老新？），反之， （老新？） 。 （三） 构造地质学方法： 指岩层与岩层之间，岩层与侵入体之间以及侵入体与侵入体之间的穿插和切割关系。利用这些关系可以确定相互切割地质体的相对时代，基本原则：切割者新，被切割者老。（三） 构造地质学方法：切割者新，被切割者老。二 地层单位 1 地质

4、年代表概貌地球历史可划分为：冥古宙、太古宙、元古宙、显生宙 冥古宙：没有生命出现 太古宙：以最低等的生物出现为特征，如细菌和蓝藻。 元古宙：以出现高等藻类和多细胞动物为特征。 显生宙：是开始出现大量较高等生物的阶段，它包括地球最近5.4亿年历史，分为古生代(Pz)、中生代(Mz)和新生代(Kz)。 二 地层单位 1 地质年代表概貌显生宙：是开始出现大量较高等生物的阶段，它包括地球最近5.4亿年历史，分为古生代(Pz)、中生代(Mz)和新生代(Kz)。 （1）古生代(Pz) ：寒武纪（）、奥陶纪（O)、志留纪(S)、泥盆纪(D)、石炭纪（C）、二叠纪(P)。海生无脊椎动物最繁盛。 （2）中生代（

5、Mz）：三叠纪(T)、侏罗纪(J)、白垩纪(K)。是爬行动物和裸子植物的时代。 （3）新生代(Kz)：哺乳动物和被子植物的时代，意为近代生物的时代，包括古近纪（E )、新近纪（N）和第四纪（Q）。2 地质年代单位：由大到小为宙、代、纪、世、期（1）宙：以是否出现生物遗迹以及繁盛程度命名 。（2）代、纪、世、期：都是以不同分类级别的生物演化阶段性来划分。 代：代表全球生物界演化大阶段的特征，如古生代以海生无脊椎动物为特色；中生代则以爬行动物和裸子植物为特色，新生代以哺乳动物和被子植物为特色。 纪：根据全球生物界总貌来划分，一般与纲一级的生物演化阶段相符。如寒武纪又称为三叶虫的时代，泥盆纪又成为鱼

6、类的时代。其它地质年代单位以更小单位的生物演化来划分。3 地层单位系统：常用有两种，年代地层单位、岩石地层单位（1）年代地层单位: 指一定地质年代内形成的全部地层的总和 地质年代单位 年代地层单位 宙（eon）宇（eonothem） 代（era）界（erathem） 纪（period）系（system） 世（epoch）统（series） 期（stage） 阶（stage） 显生宙时期形成的地层称为显生宇；古生代时期形成的地层称为古生界；寒武纪时期形成的地层称为寒武系等等，依此类推。应该注意的是，必须认真掌握地质年代单位和年代地层单位的用法，当描述某一时期形成的地层时，应使用年代地层单位，即“

7、古生界”这一术语等同于“古生代的地层”，而当描述地史时期发生的地质事件时，则要使用地质年代单位，如“古生代开始生物逐渐繁盛起来”（不用古生界）。 （2）岩石地层单位：是区域性的地层单位，依据岩性特征而划分出来的地层单位，可分为四个级别：群、组、段和层 。 岩石地层的基本单位，组的含义在于具有岩性、岩相和变质程度的一致性。组或者由一种岩石构成；或者以一种岩石为主，夹又重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成。 b 群:是比组高一级的岩石地层单位。群是由两个或两个组组合而成。群有两种用法： 1）连续的、在成因上有联系的几个组的组合； 2）厚度巨大，岩性复杂，难以分组的一套岩系。a 组：a 组

8、：或者由一种岩石构成；或者以一种岩石为主，夹又重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成。 a 组：或者由一种岩石构成；或者以一种岩石为主，夹又重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成。 3 地层单位系统：常用有两种，年代地层单位、岩石地层单位（1）年代地层单位:（2）岩石地层单位：a 组：b 群: c 段：是低于组的岩石地层单位，它必须具有与组内相邻岩层不同的岩性特征，而且分布广泛，对研究区域地层有用。如：五峰组页岩段、观音桥段 d 层：层是等级最低的岩石地层单位，它一般由岩性、成分、生物组合等特征显著而又明显区别于相邻岩层的地层组成。是最小的岩石地层单位。如：特殊的矿层、界线粘土

9、层等 。（2）岩石地层单位组的划分 （2）岩石地层单位组的划分 马平组栖霞组分界-广西来宾（三）其它地层单位 1 生物地层单位：组合带、延限带和顶峰带 标准化石：指那些演化速度快、地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定地层的时代，也可以用于地层的年代对比。 2 磁性地层单位：利用地层中保存的剩余磁性而建立的地层单位，单位有极性超带、极性带、极性亚带。 总之，地层有多少种属性，人们可以按照这些属性特征建立不同种类的地层单位，这就是多重地层单位的概念。 多重地层划分 1 相对测年的局限性：地层层序律、化石层序律和切割律方法只能确定地层的相对新老关系，但不能确定地层

10、或地质事件形成的具体年代，因此这种方法有其局限性。所以，科学家一直在寻求另外的方法来测定地质事件形成的绝对年代（龄）2 同位素地质年代的测定：利用放射性同位素衰变前后的质量来计算地质年龄的方法。 1903年，英国物理学家卢瑟福（LRutherford）提出放射性元素的原子会蜕变，即它们能自行分裂为另外的原子，这一假说在以后的实验中得到证实。 三 同位素地质年代的测定 全球地质年代表2 同位素地质年代的测定：利用放射性同位素衰变前后质量来计算地质年龄的方法。 例如，相对原子质量为238的铀（238U），蜕变的最后结果是产生出氦和相对原子质量为 206的铅（这种铅比相对原子质量为207的普通铅轻，

11、但在元素周期表上都处于同一位置，称为铅的同位素）。 人们还发现这些放射性元素蜕变的速度不受外界的影响，即速度稳定不变，不过不同元素蜕变的速度和产物各不相同。 例如238U经过45.1亿年就蜕变掉一半，这个时间被称为铀238的半衰期。2 同位素地质年代的测定：利用放射性同位素衰变前后质量来计算地质年龄的方法。 238U 206Pb 84He 半衰期为 45.1亿年 235U207Pb 74He 半衰期为 7.1亿年 232Th208Pb 64He 半衰期为 139亿年 铀在许多岩石中都有，它蜕变产生的氦是气体，容易散失，铅则留下来了。因此，根据一块岩石中含有多少铀及分裂出来的铅，就能够算出这块岩

12、石的形成年龄绝对地质年龄。2 同位素地质年代的测定：利用放射性同位素衰变前后质量来计算地质年龄的方法。 现在已知的最古老的岩石，是1973年在格陵兰发现的，年龄为38亿年；1983年又在澳大利亚找到几粒年龄为41亿42亿年的矿物颗粒。所以敢说，距今40亿年前后，地壳已开始形成。这种采用同位素方法测定的年龄，称为同位素年龄。 利用同位素测年的方法，结合生物演化的阶段性，我们可把地球的演化史划分为 5 级单位，由大到小为：宙、代、纪、世、期。并建立了全球地质年代表。全球地质年代表全球地质年代表四 地史时期的生物面貌 古生代生物面貌四 地史时期生物面貌 古生代生物面貌四 地史时期生物面貌 古生代生物

13、面貌四 地史时期生物面貌 古生代生物面貌四 地史时期生物面貌 古生代中生代生物面貌四 地史时期生物面貌 中生代生物面貌四 地史时期生物面貌 中生代生物面貌四 地史时期生物面貌 新生代生物面貌地 质 作 用地质作用的一般概念 外力地质作用 内力地质作用 第二节 地质作用概述地球自形成以来，在漫长的地质年代中，其结构、构造、物质成分和表面形态都在不断地运动和变化着地质学将自然界引起地壳的物质成分、结构、构造及地表形态等发生不断改变和发展的各种作用称地质作用。而将引起地质作用的各种自然动力称作地质营力 地质作用的一般概念 根据地质作用的动力来源：1外动力地质作用（exogenic process）：

14、由地球以外的能源引起。如太阳能和宇宙空间能，其中太阳的幅射能起主要作用；2内动力地质作用（endogenic process）：由地球内部的能源引起，热能、重力能、旋转能。 外力地质作用：由地球以外的能源引起(如太阳能和宇宙空间能，其中太阳的幅射能起主要作用)的大气圈、水圈、生物目的物质循环运动，形成了风、流水、冰川等地质营力，从而产生了各种地质作用外力地质作用主要发生在地表，它使地壳表层原有的矿物和岩石不断遭受破坏，又不断形成新的矿物和岩石；它还促使某些元素不断富集或分散，并形成可供开采利用的矿产；同时也引起地表形态不断变化内力地质作用：内力地质作用是由地球内部的能源引起的，主要的内能有地球

15、的热能、重力能以及地球自转和转速变化的动能内力地质作用可以促使岩石圈的某部分（板块）发生缓慢的水平位移及垂直方向的上升和下降，并可使其发生分裂和碰撞，还可导致发生地震活动、火山作用及各种构造变动等等 外力地质作用外力地质作用分类外力地质作用的影响因素外力地质作用 外力地质作用分类 作用的介质条件分类 作用方式分类 按作用的介质条件分类 海洋上的：海浪的地质作用 潮流的地质作用 浊流的地质作用海水的地质作用 大陆上的：地面流水的地质作用 风的地质作用 地下水的地质作用 冰川的地质作用 湖泊的地质作用 块体的地质作用（块体运动） 按作用方式分类 风化作用(weathering)：物理风化 化学风化

16、 生物风化剥蚀作用(denudation)：吹蚀（风） 潜蚀（地下水） 冲蚀（湖水、海水） 刨蚀（冰川）搬运作用(trornsportation)：机械搬运 化学搬运沉积作用(sedimentation)：机械沉积作用 化学沉积作用 生物沉积作用成岩作用(diagenesis)：胶结作用、压实作用、重结晶作用 内力地质作用 构造运动(tectonism)地震作用(earthquake) 变质作用（metamorphism） 岩浆作用（magmatism） 构造运动由内力引起地壳或岩石圈物质的一种机械运动这种运动表现有两种形式，即水平运动和升降（垂直）运动水平运动是组成地壳的物质沿地球切线方向的

17、运动水平运动主要引起地壳的拉张（大洋中脊的扩张）、挤压（板块的消减、碰撞）、平移甚至旋转等，从而使岩层发生弯曲和断裂，地形上则形成山脉和盆地升降（垂直）运动是地壳物质在铅直方向的缓慢上升和下降运动，有些地方表现为升降运动的交替，所以又称为振荡运动升降运动可以引起海洋和陆地的变迁，地势高低的改变，岩体的垂直位移以及层状岩石中的大型平缓弯曲等水平运动和垂直运动，两者不能截然分割开来，无论在空间上、时间上都是相互联系又相互制约的，只是在不同地区，不同时间有主次的关系 岩浆作用岩浆是地下深处主要由硅酸盐组成的高温熔融体岩浆从形成、运动、直至冷凝固结成为岩石的全过程中岩浆本身的变化及其对围岩的影响称为岩

18、浆作用从岩浆侵入围岩到在地下一定深度冷却形成岩石的全过程称为岩浆的侵入作用，所形成的岩石称为侵入岩岩浆向上运动喷出地表，则称岩浆喷出作用（火山作用），所形成的岩石称喷出岩 变质作用在发生地壳运动时，原来的岩石（包括沉积岩、岩浆岩或者是变质较轻的岩石，受到定向压力或高温、高压的作用，使岩石的原始特征发生改变，形成新的岩石的过程称为变质作用变质作用形成的岩石称变质岩 由岩浆岩变质而成的叫正变质岩由沉积岩变质而成的叫负变质岩地震作用是地壳的快速机械震动当地内机械能长期积累，达到一定限度而突然释放时，地壳就会受到猛烈冲击，发生震动，强烈地震会对地面产生严重破坏作用 各种内力地质作用的内在联系 构造运动形