地質學基礎地層與古生

地質學基礎地層與古生第一頁，共四十四頁，2022年，8月28日一、基本概念古生物：生活存在地質歷史時期的生物。即1.2萬年以前的生物?；撼练e巖中保存的古代生物遺體和遺跡。

遺體化石：保存在巖石中的生物骨骼、外殼等。

遺跡化石：動物的足跡、爬痕、潛穴、糞便等。 生物死亡后，必須盡快地被沉積物掩蓋，以免長期暴露地表而腐爛或被其他動物吞食。在沉積巖中絕大多數(shù)的化石不是原來生物的實體，其硬殼部分已被其它化學成分充填與替換，只有少量生物實體存在，如西伯利亞凍土中發(fā)現(xiàn)的猛犸象。

?第一節(jié)古生物與化石

第二頁，共四十四頁，2022年，8月28日二、生物分類界（動物界、植物界）門綱目科屬種以家犬為例：界動物界門脊椎動物門綱哺乳綱目食肉目科犬科屬犬屬種家犬種?第一節(jié)古生物與化石

第三頁，共四十四頁，2022年，8月28日二、生物分類1、動物門類的劃分2、植物門類的劃分

P90三、生物的演化階段及特點（Ma是百萬年的意思）a、3800±300Ma前最初的生命出現(xiàn)，3000Ma前自養(yǎng)生物的出現(xiàn)及光合作用成為全球性現(xiàn)象；b、2000Ma前真核生物的出現(xiàn)及隨后無性到有性生殖的進化，1000Ma前最早動物的出現(xiàn)，造成動植物的分化；c、600Ma前海生動物繁盛，形成最初的碳酸鹽介殼；d、400Ma前陸生高等植物出現(xiàn)及300Ma前全球第一次大成煤期；e、100Ma前遠洋有孔蟲和顆石藻的發(fā)育和繁盛，使碳酸鹽沉積移向深海；f、2—3Ma前人類的起源。生物經(jīng)歷了從簡單到復雜、從單一到多樣、由低級到高級的進化，因此1、進步性（方向性）2、階段性（適者生存）3、不可逆性：如魚（鰓）——鯨（肺）四、生物種類浮游植物、細菌、浮游動物、高等植物和高等動物。

?第一節(jié)古生物與化石

第四頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第一節(jié)古生物與化石

第五頁，共四十四頁，2022年，8月28日藻類?第一節(jié)古生物與化石

第六頁，共四十四頁，2022年，8月28日變形蟲?第一節(jié)古生物與化石

第七頁，共四十四頁，2022年，8月28日有孔蟲?第一節(jié)古生物與化石

第八頁，共四十四頁，2022年，8月28日放射蟲?第一節(jié)古生物與化石

第九頁，共四十四頁，2022年，8月28日節(jié)肢動物?第一節(jié)古生物與化石

第十頁，共四十四頁，2022年，8月28日脊椎動物?第一節(jié)古生物與化石

第十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第一節(jié)古生物與化石

第十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第一節(jié)古生物與化石

第十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第一節(jié)古生物與化石

第十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日一、概述通過前面的學習，我們知道了地殼的化學元素組成，由元素的單質或化合物（即礦物）組成，由礦物集合形成的巖石組成。也就是說，是巖石最終組成了地殼。那么，巖石是以什么樣的形式組成地殼的呢？這就是地層：巖石的層狀集合體。

地層：某一地質時代所形成的巖層組合。（具有共同特征和屬性）

地層＝巖層＋時間（年代）

例如：假設有兩套地層，二者一上一下，中間夾有其它的層。但這二層的顏色、巖石種類、礦物種類都相當，如何區(qū)別？

?第二節(jié)地層

第十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日二、確定地質年代的方法

地質年代：指各種地質作用發(fā)生的時代。

相對地質年代：表示地質事件發(fā)生的先后順序

絕對地質年代：表示地質事件發(fā)生至今的年齡。

1、相對地質年代的確定

地層層序律：?第二節(jié)地層

后期地殼運動使地層變動（傾斜、倒轉）的地層層序可用沉積構造中的層面構造（波痕、泥裂等）作為“示底構造”恢復頂?shù)缀?，判斷先后順序。第十六頁，共四十四頁?022年，8月28日生物層序律：生物在漫長的地質歷史時期內，隨著自然環(huán)境的不斷變化而演化，從無到有，從簡單到復雜，從低級到高級。它的發(fā)展是不可逆的。所以，不同時代的巖層中含有不同類型的化石及其組合；在同一時期且在相同自然地理環(huán)境下所形成的巖層，只要它們原始陸地或海洋相通都會含有相同的化石及其組合。生物生成的時代越早，其結構越簡單、越低級，生物生成的時代越晚，生物的結構越復雜、越高級。?第二節(jié)地層

第十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日切割律不同時代的巖層、巖體或廣義地說，地質體，由于各種地質作用，常相互切割或呈穿插關系；在此情況下，被切割或被穿插的巖層比切割或穿插的巖層老，這就是切割律。利用切割律可以確定一切有穿插或切割關系的地質體形成的先后順序。?第二節(jié)地層

第十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、絕對地質年代的測定

1）同位素地質年代測定法：基本原理：基于放射性元素固有的衰變常數(shù)（每年每克母體同位素能產(chǎn)生的子體同位素的克數(shù)）。因此，分別測定巖石中礦物所含的放射性同位素(母體同位素)及由其蛻變產(chǎn)物（子體同位素）的含量，就可以計算出該礦物從形成到現(xiàn)在的實際年齡。即礦物的同位素年齡。如果該礦物是巖石形成時所生成的，則礦物的同位素年齡就可代表該巖石形成的絕對地質年代。

如U238Pb206+8He；ThPb＋6He計算公式：式中t：礦物和巖石的絕對年齡；

N：礦物和巖石中所含的某一放射性同位素經(jīng)t時間蛻變后剩余的原子數(shù)；

N0：為礦物和巖石中所含的某一放射性同位素在開始蛻變時的原子數(shù)

D＝N0-N，產(chǎn)生新元素的原子數(shù)；

：該放射性同位素的蛻變常數(shù)，它與蛻變速度有關，不受環(huán)境影響。?第二節(jié)地層

第十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日同位素必須具備的條件：放射性同位素種類很多（自然界已知有53種以上），但能用于測定絕對年代的同位素（只有少數(shù)幾種）必須具備以下條件：具有適當?shù)陌胨テ?。不同放射性元素的半衰期極不相同。根據(jù)地質體形成距今時間的不同，測定其絕對地質年代時須采用具有相當?shù)陌胨テ诘姆派湫栽?。一般說來，地質體的形成時間都比較長，因此，那些半衰期極短的放射性同位素是不適用的。該同位素在巖石或礦物中要有足夠的含量，可以將其分離出來并加以定量測定。其子體同位素易于富集并能保存下來。?第二節(jié)地層

第二十頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、絕對地質年代的測定2）古地磁年齡測定：基本原理：地質歷史中地磁場的南北極是不斷變化的，而每一極性時期的延終時間又不同。因此測定巖石的極性，并確定該極性延續(xù)的時間，通過與已知的標準值進行對比，就可以推知該巖石的形成年代。這就是古地磁測年法的基本原理。這一方法目前只限于求中生代以來的巖石的年代，因為在更老的巖石中尚未建立起這種可資比較的“標準”。目前已建立起最近四百五十萬年期間的“地磁極性年表”，其標志即是巖石的磁化方向(正向為與現(xiàn)代磁場方向一致的極性，逆向為方向相反的極性)。這個年表包括四個極性時(期)，每個極性時又包括幾個地磁極性發(fā)生倒轉的時期，稱為極性亞時(事件)，這些極性時和極性亞時已由同位素年齡測定提供了年齡數(shù)據(jù)。第四紀和第三紀最晚期地層的劃分與對比已使用地球地磁極性年表。?第二節(jié)地層

第二十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日三、地層單位與地質年代表1、巖石地層單位根據(jù)巖石性質從老到新進行系統(tǒng)的劃分，分出不同的層，以弄清該區(qū)巖層形成的順序，建立該區(qū)的地層系統(tǒng)，并和其它地區(qū)進行對比研究。這樣劃分出來的地層單位，稱為巖石地層單位。

巖石地層單位是以地層的巖性特征和巖石類別作為劃分依據(jù)的地層單位，包括群、組、段、層四個級別。l

穿時性巖石地層單位只依據(jù)巖性進行劃分，因而沒有嚴格的時限，在不同地區(qū)的同一巖性單位往往是不同時的，而呈有規(guī)律的穿時現(xiàn)象，即巖石地層單位的界面與等時面斜交。l

區(qū)域性由于巖性特征受區(qū)域性地理環(huán)境的制約，所以只能在一定的區(qū)域內適用這種地層單位(例如一個盆地內)，故又可稱為地方性地層單位。

?第二節(jié)地層

第二十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日群：最大的巖石地層單位，由兩個或兩個以上經(jīng)常伴生在一起而又具有較統(tǒng)一的巖石學特點的組聯(lián)合構成。如珠峰地區(qū)白堊系的崗巴群，四川的香溪群等。

組：劃分巖石地層的基本單位，一個組必須具有巖性、巖相、變質程度的一致性。組可以由一種巖石構成，或包括一種主要巖石兼有重復出現(xiàn)的夾層，或由兩、三種巖石反復重疊所構成，還可能以很復雜的巖石組分為特征，而與其它巖性較單純的組相區(qū)別。組名由地理名稱后跟一個“組”字或一個巖石名稱構成，如飛仙關組、須家河組。段：組內次一級的巖石地層單位，其巖性持征與組內相鄰巖層不同，即由單一的巖石組成。常用地名或巖石性質命名，如：棲霞組可以分出梁山段、含瀝青灰?guī)r段、下硅質層段等；也可用組名加段號，如嘉陵江組第2段。層：最小的巖石地層單位，指組內或段內一個明顯的特殊單位層（巖性特殊的巖層，富含某種化石的巖層等），如“綠豆巖”層、筆石層、煤層等。

巖石地層單位的界線應當盡量劃分在巖性有變化處，最好在巖性突變之處。區(qū)域性的角度不整合是劃分巖石地層單位的重要依據(jù)之一，但在群特別是組和段內部不應有角度不整合。?第二節(jié)地層

第二十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、生物地層單位生物地層單位是以含有相同的化石和分布特征，并與鄰層的化石有區(qū)別的巖層，包括各種生物帶，但各種帶之間沒有大小關系。l

組合帶：指所含的化石或其中的某一類化石，從整體來看，構成一個自然的組合，并以此區(qū)別于相鄰地層內的生物組合；l

延限帶：指任一生物分類單位在其整個延續(xù)范圍之內所代表的地層體；l

頂峰帶：指某些化石種、屬最繁盛的一段地層，它不包括前期出現(xiàn)數(shù)量不多時的地層，也不包括后期逐漸稀少時的地層。

生物地層單位的最大特點在于它們能指示相對地質年代。但由于物種的遷移現(xiàn)象和它們在不同地點滅絕時間有先有后，所以許多生物帶的界線并不是嚴格的等時面，因此，在使用時應盡量結合其他方法。此外，對一個地區(qū)的地層劃分來說，生物地層單位并不是都能普遍建立的，各單位之間也不一定是互相連續(xù)的。?第二節(jié)地層

第二十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

3、年代地層單位

年代地層單位：以地層的形成年代作為依據(jù)而劃分的地層單位。即年代地層單位是特定的地質時間間隔內形成的巖層體，其頂?shù)捉缇鶠榈葧r面。這種單位代表地史中一定的時間范圍內所形成的全部巖石。它們具有明確的時間性(即有一定的年齡值)．與地質年代表中的年代地層單位(宇、界、系、統(tǒng)、階、時間帶)是互相對應、完全相合的。

地質年代單位不同于年代地層單位。地質年代單位是指地殼發(fā)展歷史的時間單位，而年代地層單位是指地殼發(fā)展歷史中形成的地層單位，即沉積巖石形成的時代。但兩者是密切相關的，是相輔相成的兩個方面。地質年代單位：用于標注地殼的年齡（對象時地殼）年代底層單位：用于區(qū)分那個年代形成的巖石（對象是巖石）兩者關系：在某個地質年代形成的巖石用年代底層單位來另外表示?第二節(jié)地層

第二十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第二節(jié)地層

第二十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日宇：是最大的年代地層單位，是宙的時間內形成的地層，整個地質時代只包括兩個宙，即隱生宙和顯生宙，則相應的年代地層單位是隱生宇和顯生宇；

以較高級的生物大量出現(xiàn)與否作為劃分的依據(jù)。宇之下分為若干界。界：是小于宇、大于系的單位，是在代的時間內形成的地層，如隱生宙分為太古代和元古代兩個時期，則相應的年代地層單位為太古界和元古界；系：是小于界、大于統(tǒng)的單位，是在紀的時間內形成的地層，如寒武紀的地層稱寒武系，泥盆紀的地層稱泥盆系；統(tǒng)：是系的再分，是世的時間內形成的地層，系通常三分或兩分，如奧陶系分為上、中、下三統(tǒng)，白至系分為上、下兩統(tǒng)；階：是統(tǒng)的再分，是期的時間內形成的地層，一個統(tǒng)分為若干個階，其命名與巖石地層單位的組有聯(lián)系，如我國上寒武統(tǒng)由下至上分為固山階、長山階和風山階。時間帶：是年代地層單位中級別最低的一個，代表時的時間內形成的地層，一般是根據(jù)生物屬種的延限帶或組合帶等建立的。

?第二節(jié)地層

第二十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

4、地質年代表l

地質年代表的建立通過對全球各個地區(qū)巖層剖面的系統(tǒng)劃分與對比，以及對相應巖層的測年資料，按年代先后把地質歷史進行系統(tǒng)性的編年，這就是地質年代表。它的內容包括各個地質年代單位、名稱、代號和距今年代等。地質年代表反映出地殼中的無機界(礦物、巖石)與有機界(動、植物)演化的順序、過程和階段。?第二節(jié)地層

第二十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日地質年代名稱及來源F

太古宙(ArchaeozoicEon)：是最古老的地質年代。巖層中發(fā)現(xiàn)有原始的菌藻。F

元古宙(ProterozoicEon)：是古老的地質年代。巖層中發(fā)現(xiàn)有能進行光合作用的藍綠藻細胞。F

顯生宙(PhanerozoicEon)：是生命大量發(fā)展和繁榮的地質時期。F

古生代(PalaeozoicEra)：意為古老生物的時代。F

寒武紀(CambrianPeriod)：因首先在英國威爾士的Cambria研究了這一時代的地層而得名。?第二節(jié)地層

第二十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日奧陶紀(OrdovcianPeriod)：Ordovices源于威爾士一個古代民族的名字。該時代地層最先在這個民族居住區(qū)發(fā)現(xiàn)并進行了研究。志留紀(SilurianPeriod)：該時代的地層最早發(fā)現(xiàn)出露于威爾士邊境，“志留”是威爾土以前的一個部族的名字。?第二節(jié)地層

第三十頁，共四十四頁，2022年，8月28日?第二節(jié)地層

第三十一頁，共四十四頁，2022年，8月28日一、地層的接觸關系（一）、基本概念

地層接觸關系：不同地質時代形成的地層之間在縱向上的相互關系。（二）、類型

1、整合接觸：

表現(xiàn)：新老地層產(chǎn)狀一致，巖性變化及古生物演化漸變而連續(xù)，新老地層時代連續(xù)，其間沒有地層缺失。

說明：地層形成的過程中基本保持穩(wěn)定的沉積環(huán)境，構造運動主要是地殼緩緩下降，即使有上升，也未使沉積表面上升到水面之上遭受到剝蝕。

整合表示：

?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十二頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、平行不整合（假整合）表現(xiàn)：新老地層產(chǎn)狀一致，巖性及古生物演化突變，地層時代不連續(xù)，有地層缺失。新地層之下常有底礫巖。底礫巖——下部時代較老的地層遭到剝蝕后形成的巖石碎塊，重新膠結成巖，保留在新地層之下。

說明：老地層沉積后地殼有明顯的均衡上升（水平抬升），遭受剝蝕后，地殼又均衡下降，接受新地層的沉積，雖然有部分地層缺失掉，但新老地層產(chǎn)狀沒變。?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十三頁，共四十四頁，2022年，8月28日2、平行不整合（假整合）表示：?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十四頁，共四十四頁，2022年，8月28日

在地質圖上的形態(tài)

平行不整合在剖面圖上表現(xiàn)為兩套不同時代的地層相平行，產(chǎn)狀一致。在平面圖上兩套地層的地質界線也彼此平行。但其間缺失部分地層。?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十五頁，共四十四頁，2022年，8月28日3、角度不整合表現(xiàn)：新老地層產(chǎn)狀不一致，巖性及古生物變化突變，有地層缺失，新老地層之間有廣泛的剝蝕面。新地層之下常見底礫巖。說明：老地層形成之后有強烈的構造運動，形成褶皺、斷裂，同時長期遭受風化剝蝕，而后又下降接受新地層的沉積。?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十六頁，共四十四頁，2022年，8月28日3、角度不整合表示：?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十七頁，共四十四頁，2022年，8月28日

在地質圖上的表現(xiàn)

不整合面上、下兩套地層的產(chǎn)狀有較明顯的差異，其間又缺失一部分地層。上覆較新地層的底面的界線(即不整合線)與下伏較老的不同層位的地層相交截。

?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十八頁，共四十四頁，2022年，8月28日二、地層劃分與對比

（一）、依據(jù)：巖石的巖性(顏色、成分、結構、構造等)、巖相、層序地層接觸關系古生物化石等特征地球物理特征按照劃分和對比的依據(jù)，首先將一個地區(qū)的地層按其原始順序劃分為能反映出巖性特征及其變化的，不同級別的若干巖石地層單位(群、組、段、層)，即地層的縱向劃分,然后比較一定地區(qū)范圍內不同地點的巖石地層單位的巖性特征和地層位置是否相當，這就是對比，即地層的橫向比較。?第三節(jié)地層對比和劃分方法第三十九頁，共四十四頁，2022年，8月28日（二）、地層劃分與對比的方法1、巖石地層學方法巖性法&

主要依據(jù)是沉積巖的巖性特征。例如，在華北和東北南部的大部地區(qū)，早中寒武世的地層按巖性特征可劃分為五個組，自下而上依次是：

(1)昌平組，以灰黑色硅質、泥質灰?guī)r為主；

(2)饅頭組，以紫色頁巖為主；