煤礦地層與古生物課件

1、 地層 古生物第一節(jié) 古生物的地質(zhì)意義第二節(jié) 地層的劃分及地質(zhì)年代表第三節(jié) 地殼演化簡史 第一節(jié) 古生物的地質(zhì)意義古生物：在地質(zhì)歷史時期生活過的生物。 分為動物界和植物界兩大類。界門綱目科屬種。 動物界可劃分為原生動物門等十個動物門。 植物界可分為菌藻植物、孢子植物和種子植物三個門，種子植物又可分為裸子植物和被子植物兩個綱門。一、煤礦常見的古植物 植物的種類繁多，根據(jù)其構(gòu)造的復(fù)雜程度分為兩類：低等植物：構(gòu)造簡單，為單細胞和多細胞組成的條狀、片狀植物體，沒有分化成真正的根、莖、葉。如菌藻植物。高等植物：形狀復(fù)雜，并分化出莖、葉，絕大多數(shù)有根，又叫莖葉植物。一菌藻植物二孢子植物：以孢子進行繁殖。1

2、、裸蕨植物門：是地球上最原始的陸生孢子植物，出現(xiàn)于晚志留世，早、中泥盆世最為繁盛，中泥盆末期滅絕。2、節(jié)蕨植物門：此類植物出現(xiàn)于D2、C、P最盛，大局部成木本大樹，至中生代變?yōu)椴荼?。重要種屬有：楔葉類、蘆木類。 3、石松植物：出現(xiàn)于早、中泥盆世，石炭世最為繁盛，多為木本大樹，形成森林，為主要造煤植物。4、真蕨植物：出現(xiàn)于D，CP大 量出現(xiàn)，現(xiàn)代有400多種，分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)。 三裸子植物門 與孢子植物的根本區(qū)別是以種 子繁殖，這是植物的一次質(zhì)的飛躍。此類植物出現(xiàn)于古生代，CP較為繁盛，到中生代在植物界占統(tǒng)治地位，裸子植物分為六個綱：種子蕨綱、苛達綱、銀杏綱、蘇鐵和本內(nèi)蘇鐵、松柏綱。四被子

3、植物門 被子植物是植物界中開展最高級的一個門，它比裸子植物進化主要在于繁殖器官方面有真正的花，種子有果實包圍，輸導(dǎo)組織更為完善等。 它出現(xiàn)于早白堊紀末，到第三紀已成為優(yōu)勢植物，所以新生代又稱被子植物時代，現(xiàn)代約有20萬種，是占絕對優(yōu)勢的陸地植物群，被子植物雖種類繁多，但根本上可分為二類：單子葉植物、雙子葉植物。二、煤礦常見的古植物一筳類： 筳是一種單細胞動物，屬原生動物門，筳個體很小0.53.5mm。生活在淺海海底，形狀似紡錘，灰?guī)r中保存最多，最早出現(xiàn)在C1后期，二迭紀末期全部滅絕，C、P的重要標準化石。二珊瑚類 腔腸動物門中較高級的一個綱，這是一類海生底棲固著動物，多數(shù)生活在溫暖清澈的淺海帶

4、，水溫不低于20。珊瑚的軟體珊瑚蟲，珊瑚蟲分泌的鈣質(zhì)骨骼叫珊瑚體其化石就是珊瑚體石化而成。 三三葉蟲類 三葉蟲是節(jié)肢動物門中已全部滅絕的一個綱，三葉蟲全是海生，它們多生活于泥頁、泥灰質(zhì)、或灰質(zhì)海底。三葉蟲最早發(fā)現(xiàn)于早寒武世，寒武紀極盛，二迭紀全部滅絕是寒武的重要化石。四腕足類 淺海單體動物，具兩瓣外殼，每瓣均呈左右對稱，兩殼大小不等。最早發(fā)現(xiàn)于寒武在整個古生代都很繁盛，中生代開始衰退，現(xiàn)代海洋僅有少數(shù)存在。五瓣鰓類 屬軟體動物門的一個綱，生活在海水、半咸水和淡水中，大部分是底棲爬行生活也有用足挖泥埋藏在泥中的生活，也有游泳的，因有發(fā)育的齊足類，軟體外一般有兩片鈣質(zhì)外殼，并常保存為化石。瓣鰓類最

5、早見于晚寒武，中生代極盛。六頭足類 是軟體動物門發(fā)育最完善的一個綱，古代的頭足動物都有外殼，而現(xiàn)存者大局部外殼消失而轉(zhuǎn)變成內(nèi)殼，如烏賊。最早見于寒武，有兩次繁盛期O、中生代，中生代末具外殼的一類幾乎全部絕滅。第二節(jié) 地層的劃分及地質(zhì)年代表 在地層剖面上，一般情況下，下部巖層較老，上部巖層較新，這種層位正常層位。這種地層順序適用于大局部地區(qū)。一、地層的劃分1、根據(jù)沉積旋回和巖性變化沉積旋回：在沉積剖面上觀察到的一套具有共生關(guān)系的相沉積物生成條件及物質(zhì)成分的統(tǒng)一體或巖性有規(guī)律的屢次交替現(xiàn)象。如：自下而上出現(xiàn)：礫巖砂巖泥巖石灰?guī)r 海退層位 海侵層位 由海退層位開始到海侵層位為止的巖性組合叫一個沉積旋

6、回。 根據(jù)沉積旋回劃分地層時應(yīng)注意的問題：1地層中的旋回結(jié)構(gòu)是地殼運動上下波動的物質(zhì)記錄。這種波動往往是大波動中包含著小波動，所以大旋回中可以包含假設(shè)干個小旋回。2一個沉積旋回不一定是完整的，如海退層位不易保存。3每一個沉積旋回總是由粗碎屑的礫巖開始，由于這種礫巖直接覆蓋在侵蝕面上，故稱為底礫巖。底礫巖的下部層面就是兩個地層單位的分界面。 在沉積旋回不太清楚的部位，可以利用巖性變化來劃分地層。2、根據(jù)地層接觸關(guān)系 在地層的三種接觸關(guān)系中，尤其是不整合和假整合，在劃分地層方面起著重要的作用，這是因為它們反映了曾經(jīng)發(fā)生過的地殼運動。 地層劃分的對象一般是指沉積巖，但對巖漿巖也必須確定它的新老關(guān)系：

7、1噴出巖的時代確定：根據(jù)上、下圍巖沉積巖的時代確定。2侵入巖的時代確定 根據(jù)侵入巖與圍巖的接觸關(guān)系確定：1侵入接觸；2沉積接觸；3多期侵入 噴出巖時代確實定 侵入接觸 沉積巖接觸 巖體穿插 3、根據(jù)古生物化石 化石：石化了的古代生物遺體和生物活動遺跡及生物痕跡。標準化石：生存時間短、演化快、分布地區(qū)廣、數(shù)量多的 古生物化石。二、地層的比照 地層比照主要以生物化石為根據(jù)。 對于不含化石的啞地層，應(yīng)利用沉積旋回、巖性、地層接觸關(guān)系來進行比照。 地層比照工作的前提是：必須對工作地區(qū)的地層非常熟悉，各層化石、巖性等標志必須掌握。三、地層系統(tǒng)和地質(zhì)時代一地層系統(tǒng)：國際上常用的地層劃分單位分為界、系、統(tǒng)三

8、級。1、界：其劃分主要是根據(jù)生物界演化史上大的階段。不同界中生物界常有明顯的差異。界可劃分次一級單位系。2、系：每個系均有其特征的生物群。系可劃分成統(tǒng)。3、統(tǒng)：常用的第三級地層單位，是系的組成局部，一個系可分為上、 中、下三個統(tǒng)，也有的系分為上、下兩統(tǒng)。生物方面每個統(tǒng)有它的代表種屬。群：最大的地方性單位，其范圍通常相當于一個統(tǒng)，有時可大于統(tǒng)， 甚至大于系。組：是地方性的根本地層單位，其范圍通常小于一個統(tǒng)。段：是小于組的地方性地層單位，一個組可據(jù)巖性特征等標志來劃 分段。層：最小的地層單位，段內(nèi)巖性明顯區(qū)別于上、下層的單位層。二地質(zhì)時代 在劃分地層系統(tǒng)的根底上，將地殼的開展歷史相對應(yīng)地劃分成假設(shè)

9、干級別的地質(zhì)時代單位，國際上常用的是代、紀、世。1、代：常用的最大的地質(zhì)時代單位。與界對應(yīng)，代表形成一個界所經(jīng)歷的地質(zhì)時代。2、紀：常用的第二級地質(zhì)時代單位。與系對應(yīng)，代表形成一個紀所經(jīng)歷的地質(zhì)時代。3、世：常用的第三級地質(zhì)時代單位。與統(tǒng)對應(yīng)，代表形成一個統(tǒng)所經(jīng)歷的地質(zhì)時代。三地質(zhì)年代表 地質(zhì)年代表反映了地殼開展歷史的主要階段及其順序。第三節(jié) 地殼演化簡史 地球形成至今已有45億年。距今4538.5億年冥古代宙，無巖石記錄。一、太古宙Ar：38.5億年25億年。 由于經(jīng)歷了屢次強烈的地殼運動和巖漿活動，這個時代的地層太古宇均已強烈褶皺，形成厚度較大、變質(zhì)程度較深的一套變質(zhì)巖系：片麻巖、結(jié)晶片巖

10、。在太古宇，世界各地均發(fā)現(xiàn)有主要的鐵礦，我國鞍山式鐵礦產(chǎn)于此地層中。 地殼運動：中期鞍山運動；末期阜平運動 太古宇已發(fā)現(xiàn)原始細菌化石。二、元古宙Pt 255.7億年 元古宙分三個代：古元古代2518億年、中元古代1810億年、新元古代105.7億年。 對應(yīng)的地層分別為古元古界、中元古界和新元古界。新元古界：青白口系：石英砂巖、碳酸鹽巖。中元古界：薊縣系 未變質(zhì)的粘土巖、富鎂碳酸鹽等 長城系古元古界：滹沱群 ：淺變質(zhì)的碳酸鹽巖 五臺群：巨厚的中、低變質(zhì)巖系 長江三峽一帶的地層叫震旦系，其時間為86億年。 在新元古代中、晚期，發(fā)生了薊縣運動，華北地區(qū)地塊抬升，缺失震旦系沉積。 氣候為溫暖早期-寒冷

11、末期，末期為歷史上第一個冰期。 生物界的特征是：植物界高級藻類的進一步繁育，出現(xiàn)了石煤藻類形成。 三、古生代 從距今6億年-2.3億年，歷時3.7億年。 從古生代開始，地球歷史的開展進入了一個新的階段，在生物方面，由于海生生物大量繁殖，所以我們可以利用標準化石及其組合來劃分地層，在沉積方面，生物成巖作用更為普遍。 古生代包括六個紀：既、O、S D、C、P 早古生代 晚古生代一寒武紀 早古生代第一個紀，主要特征是生物界的顯著繁盛和化石的大量保存，以三葉蟲綱化石為重要。 華北寒武紀標準剖面位于山東濟南泰安一帶，自下而上分別是：二奧陶紀：O 地史上大陸地區(qū)廣泛遭受海侵的時代，海生無脊椎動物到達繁盛時

12、期，動物：珊瑚、三葉蟲、腕足類；植物：藻類。華北地區(qū)奧陶系： 冶里組 底部以薄層竹葉狀白云巖與鳳山組分界。 亮甲山組 以含燧石條帶灰?guī)r為底界。 下馬家溝組 賈汪頁巖為底界。 上馬家溝組 以角粒狀灰?guī)r為界。 峰峰組 多為白云質(zhì)灰?guī)r，厚200米左右，分布局限。自奧陶世以后，華北區(qū)上升遭受剝蝕。三志留紀和泥盆紀1、志留紀：S 早古生代最后一個紀。2、泥盆紀：D 晚古生代第一個紀。 S、D期華北為風化剝蝕，沒有相應(yīng)的地層。四石炭紀和二疊紀 石炭、二迭紀海生無脊椎動物仍占重要地位，筳類是這個時期最重要的標準化石，兩棲類也有很大開展。植物方面：陸生孢子植物極為繁盛，為成煤提供了豐富的原始物質(zhì)，所以C、P是

13、地質(zhì)歷史上第一個重要的聚煤期。1、華北地區(qū)的石炭系：1華北地區(qū)標準剖面-太原西山剖面中石炭統(tǒng)本溪組C2b：山西式鐵礦(菱鐵礦、赤鐵礦)。上石炭統(tǒng)太原組C3t：厚92118米，自下而上分三段：第一段：下部為白色粗粒石英砂巖晉祠砂巖。上部灰色、黑色頁巖為主，煤35層，灰?guī)r24層，可采煤層位于上、中部。第二段：底部灰色中粗粒砂巖，向上黑色頁巖及煤層，含三層灰?guī)r，中部有燧石層。第三段：底部七里溝砂巖灰白色粗粒石英砂巖，中部頁、粉砂 巖夾煤層，頂部東大窯灰?guī)r。2古地理及橫向變化巖性：底部一般是石英砂巖，向上為頁巖、煤層灰?guī)r，含煤碎屑巖中富含植物化石，灰?guī)r中富含海相動物化石海陸交互相。峰峰地區(qū)：富含8層灰

14、巖，從上到下為； 一 座 灰 巖 野 青 灰 巖4# 山 青 灰 巖 伏 青 灰 巖6# 小 青 灰 巖 中 青 灰 巖 大 青 灰 巖8#富含水 下 架 灰 巖2、華北地區(qū)的二疊系 二疊紀華北地區(qū)已根本脫離海洋環(huán)境，早二疊初期全區(qū)普遍出現(xiàn)成煤環(huán)境，到二疊紀中期，成煤在淮南、豫西一帶，晚期普遍出現(xiàn)紅色沉積，為典型的干旱氣候。 自下而上介紹太原西山標準剖面：1下二疊統(tǒng)山西組P11：底部灰白色塊狀中粗粒含礫石英砂巖北岔溝砂巖，厚35米。向上黑色頁巖、砂巖和可采煤層，為近海沖積平原上的泥、沼環(huán)境。本組厚60米。2下二疊統(tǒng)下石盒子組P12：底部灰白色具交錯層理中粒石英砂駱駝脖子砂巖厚28米。下段：灰、

15、灰綠色頁巖、砂質(zhì)頁巖為主，夾有不規(guī)那么煤層，上段：黃綠灰綠色砂巖，夾雜色頁巖，頂部含有鋁土質(zhì)泥巖E層鋁土，本組厚59193米。3上二疊統(tǒng)上石盒子組P21：為一套紫紅、黃綠等雜色砂巖、泥巖互層，局部層位含有礫石和鋁土層B層鋁土，厚321524米。4上二疊統(tǒng)石千峰組P22：灰紫、黃白色粗粒長石、石英砂巖與紫紅色泥巖互層，夾有淡水灰?guī)r，未見化石。內(nèi)陸盆地河湖相沉積。本組厚100148米。 二疊系由下向上顏色變化：黑綠黃紅。3、華南地區(qū)石炭二疊系： C普遍海侵，主要為碳酸鹽巖沉積。 P海陸交互相，南方最重要的成煤期。四、中生代Mz 時間2.3億年0.65億年，歷時1億7千萬年，分三個紀，三疊紀T、侏羅紀J、白堊紀K。 由于植物的繁盛，為煤層的聚集提供了豐富的原料，至此中生代成為地球開展歷史中第二個重要的聚煤期。 中生代華北最大的煤盆地：1鄂爾多斯煤盆地：包括陜、甘、寧、晉、內(nèi)蒙，北界狼山、大青山，南界-秦嶺，東呂梁山，西賀蘭山、六盤山。2大同煤盆地