地层与古生物地质学

第六章

地质时代和地层系统当前第1页\共有48页\编于星期五\18点奥陶系亮甲山组厚层灰岩当前第2页\共有48页\编于星期五\18点地层：——某一地质时代形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩。地层有新有老，具有形成时间的概念。研究意义：（1）地层是地壳发展历史的天然纪录，研究地层可用来了解地壳发展历史；（2）探索各类矿产形成和分布规律，指导找矿；（3）地层中保存了地壳上的沉积发展、生物演化和构造运动的历史纪录，是研究地史学的基础。研究地壳的发展历史，首先要确定地层形成的先后顺序——即研究“地质时代”，地层的时代即指岩层形成的地质时代。当前第3页\共有48页\编于星期五\18点第一节地层时代的概念和确定方法一、有关概念：1、地质时代：各地层形成的时间和顺序。2、相对地质时代：岩层形成的相对新老关系或先后顺序。3、绝对地质时代：各时代地层距今的时间及整个地质时代的年龄。多用于古老的、深变质的、没有化石的地层。当前第4页\共有48页\编于星期五\18点1、地层层序律：地层形成时的原始产状一般为水平的或近水平的，并且老地层先形成、位于下面，新地层依次层层叠覆，越往上，地层越新，这种地层叠置关系即为——地层层序律。只能确定同一地区叠置在一起的地层的新老关系。对比不同地区的地层？——生物化石。二、相对地质时代的确定方法当前第5页\共有48页\编于星期五\18点A-原始水平地层B-倾斜地层C-倒转地层1、2、3、4、5示地层有老到新当前第6页\共有48页\编于星期五\18点2、化石层序律：地质历史上的生物称为古生物保存在地层中的古生物的遗体或遗迹——化石。不同时代的地层含有不同的古生物化石组合，相同地质时代的地层中具有相同或相似的古生物化石组合；结构愈简单，地层时代越老，反之，地层时代越新——化石层序律。可以确定地层的先后顺序以及形成的大致年代。当前第7页\共有48页\编于星期五\18点地质年代与生物发展阶段对照表生物进化的总体趋势结构构造：简单——复杂生物类型：低等到高等生活环境：海洋——陆地、空中当前第8页\共有48页\编于星期五\18点3、地质体之间的相互切割律：——较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，即切割者新、被切割者老。21453当前第9页\共有48页\编于星期五\18点1、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，若矿物或岩石中含有某种放射性元素，开始时有N0个原子，衰变后余N个原子，产生新元素的原子数D=N0-N，如果测出矿物或岩石样品中放射性元素的原子数和衰变产物的原子数D，则岩石形成至今的年龄t可按公式进行计算。2、常用方法铀—钍—铅法、钾—氩法、放射性碳法三、绝对地质时代的确定当前第10页\共有48页\编于星期五\18点二、地层单位与地质年代表（一）基本概念1、地质年代——表示地质历史时期中的时间间隔单位。2、地层单位——不同时期形成的地层相应地在空间上划分出的单位。当前第11页\共有48页\编于星期五\18点（二）年代地层单位和地质年代的划分1、国际性的：年代地层单位——地质年代

年代地层单位：特定的地质时间间隔内形成的岩层体，其顶底界面为等时面。

（1）宇——宙包括隐生宇和显生宇。（2）界——代太古界、元古界、古生界、中生界和新生界（3）系——纪（4）统——世（5）阶——期命名与划分决定于生物地理分区。（6）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名。当前第12页\共有48页\编于星期五\18点前寒武纪

↓古生代（寒武纪→奥陶纪→志留纪→泥盆纪→石炭纪→二叠纪）↓中生代（三叠纪→侏罗纪→白垩纪）↓新生代（第三纪→第四纪）三叶虫笔石鱼类蜓哺乳动物、鸟类和被子植物菊石、爬行动物（恐龙）、裸子植物造煤期厥类植物无脊椎动物繁盛两栖动物当前第13页\共有48页\编于星期五\18点地质年代表当前第14页\共有48页\编于星期五\18点2、区域性的或地方性的岩性地层单位岩石地层单位是由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三度空间岩层体。其建立在岩石特征在纵、横两个方向具体延伸的基础之上，因而没有十分严格的时限。（1）群地方性最大的地层单位，由两个或两个以上经常伴生在一起而又具有某些统一的岩石学特点的组联合构成。（2）组地方性最基本的地层单位，具有岩性、岩相和变质程度一致性的岩层；或者由一种岩石构成；或者以一种岩石为主，夹有重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成。组具有一定的空间展布范围，在该范围内其岩性、岩相应基本稳定。一般相当于一个阶，地质制图的标准单位（3）段具有与组内相邻岩层不同的岩石特征，可以作为次一级的单位（4）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岩石地层单位的划分应当尽量划分在岩性有变化处，最好在岩性突变处，在组和段地内部不应有角度不整合。当前第15页\共有48页\编于星期五\18点3、生物地层单位

生物地层单位：是以含有相同的化石和分布为特征，并与邻层化石有别的岩层体。包括各种生物带，各带之间没有大小关系。

常用生物地层单位：组合带：所含的化石或其中的某一类化石，从整体上看，构成一个自然的组合，并与此区别于相邻地层内的生物组合。延限带：任一生物分类单位在其整个延续范围内所代表的地层体。顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层生物地层单位的最大特点在于它们能指示相对地质时代当前第16页\共有48页\编于星期五\18点三、地层的划分和对比地层划分的主要方法：构造学的方法：依据不整合面把地层划分开岩石学的方法：依据岩性特征、沉积旋回古生物学的方法：依据化石面貌地层的划分：根据组成地层的岩石特征或属性，按照地层的原始顺序，将某一区域的地层划分为不同时代、不同单位，确立一个地区的地层层序。当前第17页\共有48页\编于星期五\18点地层的对比：将不同区域划分的地层加以比较、确定彼此是否同时代形成。野外直接追索对比岩石或岩性相似性对比古生物标志的对比地质事件的对比（地磁极性反转对比、冰川事件的对比）同位素年龄的测定对比方法：当前第18页\共有48页\编于星期五\18点（一）岩石地层学方法：利用地层的岩性、沉积韵律、岩石的各种物性和岩石中所含微量元素的变化，进行地层划分和对比。一般适用于较小范围。主要方法：1、利用岩性进行地层划分和对比标准层：岩性突出、横向变化小、厚度稳定。当前第19页\共有48页\编于星期五\18点岩性地层对比示意图当前第20页\共有48页\编于星期五\18点沉积旋回：一套岩石按照一定的生成顺序在剖面中有规律的重复。如：砂岩-粘土岩-泥灰岩-石灰岩。海进系列：粒度由粗到细；海退系列：粒度由细到粗。2、利用沉积旋回（韵律）进行地层划分和对比：当前第21页\共有48页\编于星期五\18点（二）生物地层学方法：1、标准化石法：标准化石：演化迅速、分布广、数量多、保存完好。皇冠虫中志留下寒武统当前第22页\共有48页\编于星期五\18点当前第23页\共有48页\编于星期五\18点2、生物组合（生物群）法：对地层中所含的化石进行系统研究和综合分析，了解生物各门类、各属种的共生组合及变化情况（反映该地层形成时期生物群的总体面貌）——确定地层的地质年代和进行区域对比。运用古生物进行地层对比的依据：标准化石、组合带当前第24页\共有48页\编于星期五\18点单体群体呈块状、树枝状珊瑚纲：四射珊瑚目（O2-P）多射珊瑚亚纲

六射珊瑚目（T3-现代）八射珊瑚亚纲（T-现代）

床板珊瑚亚纲（∈3-白垩纪）阔锥状尖锥状拖鞋状常见化石（1）珊瑚腔肠动物当前第25页\共有48页\编于星期五\18点（2）腕足类海底底栖，两瓣外壳大小不等，每瓣壳左右对称，大壳称腹壳，小壳称背壳。古生代繁盛，古生代以后大量灭绝，中生代以后数量很少。石炭系石燕当前第26页\共有48页\编于星期五\18点（3）腹足类软体动物门，早古生代---至今水生为主，包括海水和淡水。淡水：纹饰简单海水：纹饰复杂三个繁盛时期：

奥陶纪石炭纪新生代现在仍为全盛期。北方奥陶系体螺环螺塔当前第27页\共有48页\编于星期五\18点（4）瓣腮类水生，软体动物门，间肌肉足，两瓣外壳又称双壳类、斧足类。左右两壳大多对称，大小凸度一致，但壳的前后不对称。出现于寒武纪,晚古生代繁盛，中、新生代极盛，延续至今。当前第28页\共有48页\编于星期五\18点（5）三叶虫古生代，海生无脊椎动物，寒武纪大量出现，二叠纪末期全部灭绝。中国北方中上寒武亚洲下寒武标准化石皇冠虫中国北方中志留统当前第29页\共有48页\编于星期五\18点（三）地球物理学方法1、地震地层学方法：利用地震标准层追踪对比地层当前第30页\共有48页\编于星期五\18点2、各种测井方法：根据不同岩石物理参数的反映，测出各种地球物理测井曲线，利用曲线特征进行分层和对比。常用曲线：自然电位、自然伽玛、电阻率曲线、视电阻率曲线、声波测井、放射性测井曲线等。自然电位当前第31页\共有48页\编于星期五\18点（四）化学地层学方法：利用元素（常量元素、微量元素、同位素）种类和含量在地层中的变化规律进行地层划分和对比。当前第32页\共有48页\编于星期五\18点（五）各种钻井录井资料，如钻时曲线、钻速资料等（六）其它方法：如同位素年龄测定、古地磁地层学方法等当前第33页\共有48页\编于星期五\18点第二节华北地块地史概况一、前寒武纪——寒武纪以前的全部地质时代，5.7亿年以前。1、划分：冥古代：46-38亿年太古代：距今38～25亿年元古代：距今25～5.7亿年当前第34页\共有48页\编于星期五\18点2、沉积地层中上元古界：沉积岩其余地层：变质岩当前第35页\共有48页\编于星期五\18点3、古生物太古代：化石稀少，最古老化石——炭质球体、丝状体，31-32亿年；元古代：菌、藻类为主——叠层石当前第36页\共有48页\编于星期五\18点二、古生代1、划分早古生代：寒武纪、奥陶纪、志留纪距今6～4亿年加里东运动晚古生代：泥盆纪、石炭纪、二叠纪距今4～2.5亿年海西运动当前第37页\共有48页\编于星期五\18点（1）寒武纪（系，）与太古界角度不整合接触海侵开始三叶虫的时代（2）奥陶纪（系，O）海相碳酸盐岩地层中奥陶世末期海退，上升为陆笔石兴起——标准化石当前第38页\共有48页\编于星期五\18点当前第39页\共有48页\编于星期五\18点（3）志留纪（系，D）（4）泥盆纪（系，S）（5）石炭纪（系，C）与奥陶系灰岩平行不整合海水再次入侵中晚石炭世海陆交互相含煤沉积蕨类植物繁盛——造煤期（博山、新汶、本溪、唐山赵各庄）两栖动物盛极一时华北地台缺失当前第40页\共有48页\编于星期五\18点（6）二叠纪（系，P）海退成陆沼泽→河湖相沉积两栖类发育出现爬行类末期许多无脊椎动物绝灭当前第41页\共有48页\编于星期五\18点三、中生代——距今2.5～0.65亿年1、划分三叠纪——印支构造期侏罗纪白垩纪2、地层三叠系-陆相侏罗系-火山岩和暗色含煤层及红色岩层组成白垩系-淡水湖泊的暗色或杂色细碎屑岩、生物有机岩、泥岩等。3、生物：恐龙时代燕山构造期当前第42页\共有48页\编于星期五\18点当前第43页\共有48页\编于星期五\18点中生代古生物当前第44页\共有48页\编于星期五\18点四、新生代——距今6500万年~01、划分第三纪——距今6500万年~20