地質學基礎第六章 地層

1、地質學基礎地質學基礎1地質學基礎地質學基礎2一、一、地層概念和地層層序律地層概念和地層層序律二、地層的劃分和對比二、地層的劃分和對比三、地層單位和地質年代表三、地層單位和地質年代表四、地層的構造分析四、地層的構造分析五、穩(wěn)定地區(qū)和活動地區(qū)五、穩(wěn)定地區(qū)和活動地區(qū)六、各地質發(fā)展歷史簡介六、各地質發(fā)展歷史簡介地質學基礎地質學基礎3一、一、地層概念和地層層序律地層概念和地層層序律 地層就像一部萬卷巨著，記錄和保存了地球地層就像一部萬卷巨著，記錄和保存了地球形成的形成的45億年以來地球發(fā)展和演化的歷史事實。億年以來地球發(fā)展和演化的歷史事實。地層中又蘊藏著豐富的沉積礦產資源。地層中又蘊藏著豐富的沉積礦產資

2、源。 把野外見到的成層巖石，包括沉積巖、火山把野外見到的成層巖石，包括沉積巖、火山巖及其變質巖，這種成層巖層，泛稱巖及其變質巖，這種成層巖層，泛稱巖層巖層； 地層地層(stratum)：是指具有某些共同特征和屬：是指具有某些共同特征和屬性，與相鄰巖層存在明顯差異、具有一定地質年性，與相鄰巖層存在明顯差異、具有一定地質年代的巖層或巖石組合；代的巖層或巖石組合； 地層除具有一定的形體和巖石內容外，還有地層除具有一定的形體和巖石內容外，還有時間順序的涵義。時間順序的涵義。地質學基礎地質學基礎4 地層層序律地層層序律：丹麥醫(yī)生斯坦諾（：丹麥醫(yī)生斯坦諾（n. steno）根）根據意大利北部的野外觀察，于

3、據意大利北部的野外觀察，于1669年提出的，其內年提出的，其內容是：年代較老的地層在下，年代較新的地層疊覆容是：年代較老的地層在下，年代較新的地層疊覆在上。也就是上新下老，這就是著名的地層形成的在上。也就是上新下老，這就是著名的地層形成的時間順序規(guī)律時間順序規(guī)律地層疊覆律（地層疊覆律（law of superposition）。）。 不同巖層中所含的化石各不相同，可以根據相不同巖層中所含的化石各不相同，可以根據相同的化石來對比地層并證明是同一時代。這就是后同的化石來對比地層并證明是同一時代。這就是后來受到一致推崇的來受到一致推崇的化石層序律化石層序律（law of faunal success

4、ion）。）。 地層層序律和化石層序律是確定地層層序的主地層層序律和化石層序律是確定地層層序的主要方法。要方法。地質學基礎地質學基礎5二、地層的劃分和對比二、地層的劃分和對比 （一）、基本概念（一）、基本概念 1、地層劃分（、地層劃分（subdivision）：根據地層各種屬）：根據地層各種屬性和特性（如巖性、化石、接觸關系、地球物理特性和特性（如巖性、化石、接觸關系、地球物理特征、地球化學特征、同位素年齡等），按照地層的征、地球化學特征、同位素年齡等），按照地層的原始順序，系統(tǒng)地把一個地區(qū)的地層劃分為各種地原始順序，系統(tǒng)地把一個地區(qū)的地層劃分為各種地層單位。層單位。 2、地層對比（、地層對比

5、（correlation）：根據地層各種屬）：根據地層各種屬性和特征（如巖性、化石、接觸關系、地球物理特性和特征（如巖性、化石、接觸關系、地球物理特征、地球化學特征、同位素年齡等），對不同地區(qū)征、地球化學特征、同位素年齡等），對不同地區(qū)的地層單位進行比較，找出這些地層單位的相應關的地層單位進行比較，找出這些地層單位的相應關系和分布規(guī)律。在地層學的意義上是表示地層特征系和分布規(guī)律。在地層學的意義上是表示地層特征和地層位置的相當。和地層位置的相當。 3、地層劃分與對比：確定地層的相對新老關系、地層劃分與對比：確定地層的相對新老關系及其分布規(guī)律。及其分布規(guī)律。 地質學基礎地質學基礎6 地層有多少種屬

6、性，就有多少種地層劃分對地層有多少種屬性，就有多少種地層劃分對比的方法，因此，地層劃分對比的方法很多。但最比的方法，因此，地層劃分對比的方法很多。但最常用的方法有：巖石地層學、生物地層學、地球物常用的方法有：巖石地層學、生物地層學、地球物理學等方法。理學等方法。 1、巖石地層學方法、巖石地層學方法 基本原理：巖層的巖性（顏色、成分、結構、基本原理：巖層的巖性（顏色、成分、結構、構造等）、巖石疊置順序、沉積旋回和巖相特征等構造等）、巖石疊置順序、沉積旋回和巖相特征等，都可以作為地層劃分和對比的依據，這是地層學，都可以作為地層劃分和對比的依據，這是地層學中重要的方法之一，在油氣勘探的地層劃分對比中

7、中重要的方法之一，在油氣勘探的地層劃分對比中得到廣泛有效的應用。得到廣泛有效的應用。 （二）、地層劃分對比的方法（二）、地層劃分對比的方法地質學基礎地質學基礎7 （1）巖性法）巖性法 沉積巖的巖性特征反映了其形成時的古地理沉積巖的巖性特征反映了其形成時的古地理環(huán)境。在一個剖面上，巖性的變化意味古地理環(huán)環(huán)境。在一個剖面上，巖性的變化意味古地理環(huán)境隨著時間推移而改變。在地面露頭和鉆井地質境隨著時間推移而改變。在地面露頭和鉆井地質剖面中，常常根據巖性特征來劃分對比地層，這剖面中，常常根據巖性特征來劃分對比地層，這種劃分對比在一定區(qū)域范圍內是準確的，這就是種劃分對比在一定區(qū)域范圍內是準確的，這就是常用

8、的巖性法來劃分對比地層。常用的巖性法來劃分對比地層。 地質學基礎地質學基礎8 地層巖性對比圖地層巖性對比圖地質學基礎地質學基礎9 （2）沉積旋回法）沉積旋回法 沉積旋回是指在縱剖面上一套巖層按一定生沉積旋回是指在縱剖面上一套巖層按一定生成順序，有規(guī)律地交替重復，如巖石粒度由粗到成順序，有規(guī)律地交替重復，如巖石粒度由粗到細，再由細到粗的變化，通常把利用沉積巖的這細，再由細到粗的變化，通常把利用沉積巖的這種規(guī)律性交替出現(xiàn)的現(xiàn)象來劃分對比地層的方法種規(guī)律性交替出現(xiàn)的現(xiàn)象來劃分對比地層的方法叫做沉積旋回法。叫做沉積旋回法。 海相沉積旋回的連續(xù)性表現(xiàn)為一個海侵序列海相沉積旋回的連續(xù)性表現(xiàn)為一個海侵序列逐

9、漸過渡到海退序列，在縱向剖面上巖石粒度自逐漸過渡到海退序列，在縱向剖面上巖石粒度自下而上由粗到細為海侵序列，而從細到粗為一個下而上由粗到細為海侵序列，而從細到粗為一個海退序列。海退序列。 陸相沉積中湖水進退同樣也可以造成巖性出陸相沉積中湖水進退同樣也可以造成巖性出現(xiàn)規(guī)律變化的沉積旋回。在一定范圍內用沉積旋現(xiàn)規(guī)律變化的沉積旋回。在一定范圍內用沉積旋回法來劃分、對比地層是行之有效的?；胤▉韯澐?、對比地層是行之有效的。 地質學基礎地質學基礎10 （3）標志層法）標志層法 在復雜的巖層中有一些特殊的巖層，它們具有在復雜的巖層中有一些特殊的巖層，它們具有厚度不大、巖性特征突出、在區(qū)域地層中分布比較厚度不

10、大、巖性特征突出、在區(qū)域地層中分布比較穩(wěn)定等明顯特征，這種巖層可稱為標志層。穩(wěn)定等明顯特征，這種巖層可稱為標志層。地質學基礎地質學基礎11 基本原理：著名的英國地層學之父基本原理：著名的英國地層學之父smith根據根據自己的長期實踐于自己的長期實踐于1815年提出：年提出：不同巖層中所含的不同巖層中所含的化石各不相同，可以根據相同的化石來對比地層并化石各不相同，可以根據相同的化石來對比地層并證明是同一時代證明是同一時代。 地層年代的概念，必須建立在生物地層學的地層年代的概念，必須建立在生物地層學的基礎上。基礎上。 只要地層所含化石或化石組合相同或相似，它只要地層所含化石或化石組合相同或相似，它

11、們的地質時代就相同或大致相當，這就是使用古生們的地質時代就相同或大致相當，這就是使用古生物化石劃分對比地層的理論依據。物化石劃分對比地層的理論依據。 古生物學方法是確定地層相對地質年代的基礎古生物學方法是確定地層相對地質年代的基礎。 2、生物地層學方法（古生物學方法）、生物地層學方法（古生物學方法）地質學基礎地質學基礎12 w.史密斯（史密斯（17691839），英國測量工，英國測量工程師，在參加程師，在參加開鑿運河的土開鑿運河的土地測量工作時地測量工作時熱心收集古生熱心收集古生物化石，在此物化石，在此基礎上提出了基礎上提出了化石層序律?；瘜有蚵伞５刭|學基礎地質學基礎13 （1）標準化石法）

12、標準化石法 在一個地層單位中，選擇少數特有的生物化石在一個地層單位中，選擇少數特有的生物化石，它們在該地層上下層位中基本上沒有，該種化石，它們在該地層上下層位中基本上沒有，該種化石只在該段地層里出現(xiàn)，它們是特定地質時代的產物只在該段地層里出現(xiàn)，它們是特定地質時代的產物，這些化石就叫作標準化石。，這些化石就叫作標準化石。 根據標準化石來進行地層劃分和對比的方法叫根據標準化石來進行地層劃分和對比的方法叫做標準化石法。所謂標準化石也是相對的，但它具做標準化石法。所謂標準化石也是相對的，但它具有明顯特征：有明顯特征：生物生活時代短；生物生活時代短；分布范圍廣；分布范圍廣；數量多；數量多；保存完好，易于

13、鑒定。保存完好，易于鑒定。 標準化石在海相地層劃分對比中發(fā)揮著重要作標準化石在海相地層劃分對比中發(fā)揮著重要作用，化石帶往往可以作為洲際對比。用，化石帶往往可以作為洲際對比。 地質學基礎地質學基礎14 （2）化石組合法）化石組合法 與標準化石法用單一化石屬種劃分對比地層不與標準化石法用單一化石屬種劃分對比地層不同，化石組合法是用生物群劃分對比地層。同，化石組合法是用生物群劃分對比地層。 在地質歷史中，同一生活環(huán)境中不只有一類生在地質歷史中，同一生活環(huán)境中不只有一類生物，而是多種生物共生在一起組成一個生物群。在物，而是多種生物共生在一起組成一個生物群。在不同時代不同環(huán)境中，由于各種生物適應能力不同

14、不同時代不同環(huán)境中，由于各種生物適應能力不同，產生的組合就不相同。，產生的組合就不相同。 生物群及其演化，在一定程度上，反映了該地生物群及其演化，在一定程度上，反映了該地層形成時期生物群的總體面貌。因此利用生物群組層形成時期生物群的總體面貌。因此利用生物群組合來劃分地層界線，用來對比地層，也是十分可靠合來劃分地層界線，用來對比地層，也是十分可靠的。的。 地質學基礎地質學基礎15 同位素：原子是由原子核和殼層電子組成的，原同位素：原子是由原子核和殼層電子組成的，原子核除氫外都是由質子和中子構成，質子數相同，中子核除氫外都是由質子和中子構成，質子數相同，中子數不同的元素稱為同位素。子數不同的元素稱

15、為同位素。 上個世紀初，發(fā)現(xiàn)放射性元素都是自動的、恒定上個世紀初，發(fā)現(xiàn)放射性元素都是自動的、恒定的速率逐漸衰變?yōu)榉欠派湫缘淖芋w同位素，并釋放出的速率逐漸衰變?yōu)榉欠派湫缘淖芋w同位素，并釋放出能量來。能量來。 如：如：u23886206pb u23574207pb 其基本原理是基于放射性元素有固定的衰變常數其基本原理是基于放射性元素有固定的衰變常數，即每年每克母體同位素能產生的子體同位素的克數，即每年每克母體同位素能產生的子體同位素的克數。因此，分別測定巖石中礦物所含的放射性同位素（。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）及由其蛻變產物（子體同位素）的含量母體同位素）及由其蛻變產

16、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。，就可以計算出該礦物從形成到現(xiàn)在的實際年齡。3、同位素地質年齡的測定、同位素地質年齡的測定地質學基礎地質學基礎16 計算公式：計算公式： t被測礦物或巖石的年齡；被測礦物或巖石的年齡；衰變常數，即單衰變常數，即單位時間內母體同位素衰變出子體同位素的原子數；位時間內母體同位素衰變出子體同位素的原子數；d為為t時間內由原始總數為時間內由原始總數為p0的母體同位素所產生的子的母體同位素所產生的子體同位素原子數；體同位素原子數；p為在為在t時間后剩余的母體原子數時間后剩余的母體原子數。 同位素種類很多，能用來測定礦物或巖石年齡的同位素種

17、類很多，能用來測定礦物或巖石年齡的必須滿足條件是：必須滿足條件是： （1）衰變常數必須準確地測定；）衰變常數必須準確地測定； （2）先要確定現(xiàn)存子體同位素豐度；）先要確定現(xiàn)存子體同位素豐度； （3）母體或子體同位素不受外界影響而發(fā)生增加）母體或子體同位素不受外界影響而發(fā)生增加或丟失?；騺G失。 )pd1ln(1t地質學基礎地質學基礎17 目前利用放射性同位素測定礦物的年齡，進目前利用放射性同位素測定礦物的年齡，進而推斷巖石或地層形成的年齡，已經成為一個獨而推斷巖石或地層形成的年齡，已經成為一個獨立學科，稱為地質測年學（立學科，稱為地質測年學（geochronometry）。）。 常用的方法由鈾鉛

18、法、銣鍶法、鉀氬法。常用的方法由鈾鉛法、銣鍶法、鉀氬法。半衰期半衰期衰變常數衰變常數鈾鈾 u238鉛鉛 pb206 4.468109年年 0.155109/年年銣銣 rb87鍶鍶 sr87 4.91010年年 0.1411010/年年鉀鉀 k40氬氬 ar40 1.28109年年 0.541109/年年碳碳 c14氮氮 n14 5730年年1.21104/年年 地質學基礎地質學基礎18 地球是一個磁性體。地球是一個磁性體。 巖石的磁性特征（尤其是剩余磁性）是地球物巖石的磁性特征（尤其是剩余磁性）是地球物理參數中唯一能夠測量及評價地球過去磁場分布狀理參數中唯一能夠測量及評價地球過去磁場分布狀態(tài)的

19、參數。態(tài)的參數。 巖石中的磁性礦物所具有的剩余磁性是一種類巖石中的磁性礦物所具有的剩余磁性是一種類似于化石作用的磁性，它記錄了巖石形成時期的地似于化石作用的磁性，它記錄了巖石形成時期的地球磁場特征，也就是過去地磁場歷史存在巖石中的球磁場特征，也就是過去地磁場歷史存在巖石中的“錄音機錄音機”。4、古地磁方法、古地磁方法地質學基礎地質學基礎19 地磁事件是指地質歷史時期內，地磁場強度隨地磁事件是指地質歷史時期內，地磁場強度隨時間變化所發(fā)生的極性倒轉或偏移。是構成磁性地時間變化所發(fā)生的極性倒轉或偏移。是構成磁性地層學的基礎。層學的基礎。 也就是地球磁場的極性并不是固定不變的，每也就是地球磁場的極性并

20、不是固定不變的，每隔幾萬年或幾十萬年，地磁場的極性就會發(fā)生一次隔幾萬年或幾十萬年，地磁場的極性就會發(fā)生一次倒轉，即地磁北極變?yōu)榈卮拍蠘O，地磁南極變?yōu)榈氐罐D，即地磁北極變?yōu)榈卮拍蠘O，地磁南極變?yōu)榈卮疟睒O。這些變化記錄在巖石中，利用保存在巖石磁北極。這些變化記錄在巖石中，利用保存在巖石中的地球磁場極性變化來劃分對比地層。中的地球磁場極性變化來劃分對比地層。地質學基礎地質學基礎20地質學基礎地質學基礎21 在石油天然氣勘探中已普遍采用地震、測井在石油天然氣勘探中已普遍采用地震、測井等地球物理學方法，它們在地層對比工作中也發(fā)等地球物理學方法，它們在地層對比工作中也發(fā)揮著重要作用。測井技術在開發(fā)地質和油

21、田細分揮著重要作用。測井技術在開發(fā)地質和油田細分層中發(fā)揮著主力作用，在區(qū)域地層對比中也有重層中發(fā)揮著主力作用，在區(qū)域地層對比中也有重要意義。地震資料對比地層在區(qū)域地層對比中更要意義。地震資料對比地層在區(qū)域地層對比中更是舉足輕重。是舉足輕重。5、地球物理學方法、地球物理學方法地質學基礎地質學基礎22麻柳場含氣構造嘉陵江組嘉四麻柳場含氣構造嘉陵江組嘉四3 3地層對比圖地層對比圖地質學基礎地質學基礎23 地震勘探中獲得的反射波資料是地層的地震響地震勘探中獲得的反射波資料是地層的地震響應。同一反射界面的反射波有相同或相似的特征，應。同一反射界面的反射波有相同或相似的特征，如反射波振幅、波形、頻率、反射

22、波波組的相位個如反射波振幅、波形、頻率、反射波波組的相位個數。根據這些特征，沿橫向對比追蹤出同一反射界數。根據這些特征，沿橫向對比追蹤出同一反射界面的反射，也就實現(xiàn)了對同一地質界面的對比。反面的反射，也就實現(xiàn)了對同一地質界面的對比。反射波組對應的地層層位是根據鉆井資料和地質資料射波組對應的地層層位是根據鉆井資料和地質資料來標定的。來標定的。 利用地震資料對比地層有其不可取代的重要作利用地震資料對比地層有其不可取代的重要作用，如覆蓋區(qū)地層的劃分對比，在一定條件下，它用，如覆蓋區(qū)地層的劃分對比，在一定條件下，它正確地揭示出巖石地層學和生物地層學方法的缺陷正確地揭示出巖石地層學和生物地層學方法的缺陷

23、與弊端，并予以修正。與弊端，并予以修正。 地質學基礎地質學基礎24地質學基礎地質學基礎25三、地層單位和地質年代表三、地層單位和地質年代表（一）巖石地層單位及其級別（一）巖石地層單位及其級別 巖石地層單位分為四級：巖石地層單位分為四級：群群、組組、段段、層層，這是主要單位。這是主要單位。 組組：是最重要的基本巖石地層單位。其含義：是最重要的基本巖石地層單位。其含義在于具有巖性、巖相和變質程度的一致性。組由在于具有巖性、巖相和變質程度的一致性。組由一種巖石構成，或者以一種巖石為主，夾有重復一種巖石構成，或者以一種巖石為主，夾有重復出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構成出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種

24、巖石交替出現(xiàn)所構成；還可能以很復雜的巖石組合為一個組的特征，；還可能以很復雜的巖石組合為一個組的特征，而與其它比較單純的組相區(qū)別。而與其它比較單純的組相區(qū)別。 組的厚度無固定的標準，可以由組的厚度無固定的標準，可以由1m到幾千米到幾千米不等。不等。地質學基礎地質學基礎26 群群：比組高一級的巖石地層單位，常用的最大：比組高一級的巖石地層單位，常用的最大巖石地層單位。由兩個或兩個以上經常伴隨在一起巖石地層單位。由兩個或兩個以上經常伴隨在一起而具有某些統(tǒng)一的巖石學特點的組聯(lián)合構成的，或而具有某些統(tǒng)一的巖石學特點的組聯(lián)合構成的，或由一大套厚度巨大，巖類復雜的地層組成。由一大套厚度巨大，巖類復雜的地層

25、組成。 群的頂底界線即其頂底組的上下界，而不應當群的頂底界線即其頂底組的上下界，而不應當從組內穿過；群內不允許有重要的間斷或不整合存從組內穿過；群內不允許有重要的間斷或不整合存在。在。 群在必要時可以再分成亞群，或合并為超群。群在必要時可以再分成亞群，或合并為超群。群的名稱通常取自典型剖面附近的地名。群的名稱通常取自典型剖面附近的地名。 地質學基礎地質學基礎27 段段：是低于組的巖石地層單位，必須具有與組：是低于組的巖石地層單位，必須具有與組內相鄰巖層不同的巖性特征，且分布廣泛，對研究內相鄰巖層不同的巖性特征，且分布廣泛，對研究區(qū)域地層有用。區(qū)域地層有用。 組是否要分段應根據其內部有無分段的巖

26、性條組是否要分段應根據其內部有無分段的巖性條件和區(qū)域地層研究的需要來定，有的組可全部劃分件和區(qū)域地層研究的需要來定，有的組可全部劃分為段；也可僅指定組的某一部分為段，其余部分不為段；也可僅指定組的某一部分為段，其余部分不正式命名為段；有的組可不分段；有的組在某一地正式命名為段；有的組可不分段；有的組在某一地區(qū)分段，在另一地區(qū)不分段。區(qū)分段，在另一地區(qū)不分段。 層層：等級最低的巖石地層單位。它一般由巖性：等級最低的巖石地層單位。它一般由巖性、成分、生物組合等特征顯著而又明顯區(qū)別于相鄰、成分、生物組合等特征顯著而又明顯區(qū)別于相鄰巖層的地層構成。巖層的地層構成。 它的厚度不大，可以從數厘米、數米至十

27、余米它的厚度不大，可以從數厘米、數米至十余米。 層是組內或段內的一個特殊單位層，在巖性上層是組內或段內的一個特殊單位層，在巖性上與相鄰巖層顯著不同。與相鄰巖層顯著不同。 地質學基礎地質學基礎28 （二）生物地層單位（二）生物地層單位 生物地層單位是根據地層中所含有的生物化石生物地層單位是根據地層中所含有的生物化石內容和特征所劃分出來的地層單位。以含有相同化內容和特征所劃分出來的地層單位。以含有相同化石內容和分布為特征，并與鄰層化石有別的三度空石內容和分布為特征，并與鄰層化石有別的三度空間巖層體。間巖層體。 在地層層序中，卻有許多不含化石的部分，它在地層層序中，卻有許多不含化石的部分，它們就不具

28、有生物地層的特征，那么就不是生物地層們就不具有生物地層的特征，那么就不是生物地層劃分的對象。劃分的對象。 生物地層單位的最大特點，在于它們具有指示生物地層單位的最大特點，在于它們具有指示相對年齡的作用。相對年齡的作用。 生物地層單位有三種類型：生物地層單位有三種類型：組合帶組合帶、延限帶延限帶、頂峰帶頂峰帶，還有，還有間隔帶間隔帶。 地質學基礎地質學基礎29（三）年代地層單位及其級別（三）年代地層單位及其級別 按地質歷史中生物演化階段可建立六個級別的按地質歷史中生物演化階段可建立六個級別的年代地層單位及其對應的地質年代單位。年代地層單位及其對應的地質年代單位。 宇宇 eonthem 宙宙 eo

29、n 界界 erathem 代代 era 系系 system 紀紀 period 統(tǒng)統(tǒng) series 世世 epoch 階階 stage 期期age 時帶時帶 chronozone 時時 chron 年代地層單位是指在特定地質時間間隔內形成年代地層單位是指在特定地質時間間隔內形成的巖石體。其頂底界線都是以等時面為界的，因此的巖石體。其頂底界線都是以等時面為界的，因此，這種地層單位及其界線是全球等時的。每一個年，這種地層單位及其界線是全球等時的。每一個年代地層單位與相應的地質年代單位嚴格對應。代地層單位與相應的地質年代單位嚴格對應。 地質學基礎地質學基礎30（四）、地質年代表（四）、地質年代表 宇

30、：冥古宇宇：冥古宇 hadean eonthem 太古宇太古宇archaeozoic eonthem 太古宙太古宙 archaeozoic eon 元古宇元古宇 proterozoic 顯生宇顯生宇 phanerrozoic 地質學基礎地質學基礎31元元古古宇宇 新元古界（新元古界（pt3）neo-proterozoic 震旦系（震旦系（z） 上統(tǒng)（上統(tǒng)（z2） 下統(tǒng)（下統(tǒng)（z1） 青白口系青白口系（qn） 中元古界（中元古界（pt2）meso- proterozoic 薊縣系（薊縣系（jx） 長城系（長城系（ch）古元古界（古元古界（pt1）palaeo- proterozoic 地質學基礎

31、地質學基礎32顯生宇顯生宇 新生界（新生界（kz）（cenozoic） 中生界（中生界（mz）（meozoic） 古生界（古生界（pz）（palaeozoic） 上古生界（上古生界（pz2） 下古生界（下古生界（pz1） 地質學基礎地質學基礎33 下古生界下古生界 寒武系寒武系 cambrian() 三分三分1 2 3 奧陶系奧陶系 ordovician(o) 三分三分o 1o2 o3； 或四分：或四分：o1宜昌統(tǒng)、宜昌統(tǒng)、o2揚子統(tǒng)、揚子統(tǒng)、o3艾家山統(tǒng)、艾家山統(tǒng)、o4錢塘錢塘江統(tǒng)江統(tǒng) 志留系志留系 silurian(s)三分三分s1、s2、s3；或四分：；或四分：s1、s2、s3、s4地質

32、學基礎地質學基礎34 上古生界上古生界 泥盆系泥盆系 devonian(d)三分三分d1、d2、d3 石炭系石炭系 carboniferous(c)二分二分c1、c2；歐洲：；歐洲：狄南系、西里西亞系；北美：密西西比系、賓夕法狄南系、西里西亞系；北美：密西西比系、賓夕法尼亞系尼亞系 二疊系二疊系 permian(p)二分二分p1、p2；或三分：；或三分：p1烏烏拉爾統(tǒng)、拉爾統(tǒng)、p2瓜達盧普統(tǒng)、瓜達盧普統(tǒng)、p3樂平統(tǒng)樂平統(tǒng) 地質學基礎地質學基礎35中生界中生界三疊系三疊系 triassic(t)三分三分t1、t2、t3侏羅系侏羅系 jurassic(j)三分三分j1、j2、j3白堊系白堊系 cr

33、etaceous(k)二分二分k1、k2 地質學基礎地質學基礎36 新生界新生界 第三系第三系 tertiary(r)：下第三系：下第三系 paleogene(e)、上第三系上第三系 neogene(n)。下第三系下第三系古近系，上第古近系，上第三系三系新近系新近系 古新統(tǒng)古新統(tǒng) palaeocene(e1) 始新統(tǒng)始新統(tǒng) eocene(e2) 漸新統(tǒng)漸新統(tǒng) oligocene(e3) 中新統(tǒng)中新統(tǒng) miocene(n1) 上新統(tǒng)上新統(tǒng) pliocene(n2) 第四系第四系 quaternary(q) 更新統(tǒng)更新統(tǒng) pleistocene 三分：三分：q1下更新統(tǒng)、下更新統(tǒng)、q2中更中更新統(tǒng)

34、、新統(tǒng)、q3上更新統(tǒng)上更新統(tǒng) 全新統(tǒng)全新統(tǒng) holocene(q4)地質學基礎地質學基礎37 四、地層的構造分析四、地層的構造分析（一）地層的沉積相一）地層的沉積相（二）沉積厚度（二）沉積厚度（三）地層接觸關系（三）地層接觸關系地質學基礎地質學基礎38五、穩(wěn)定地區(qū)和活動地區(qū)五、穩(wěn)定地區(qū)和活動地區(qū) 地臺地臺：地殼上巨大的構造穩(wěn)定區(qū)，術語來源于：地殼上巨大的構造穩(wěn)定區(qū)，術語來源于東歐俄羅斯平原。地臺具有雙層結構東歐俄羅斯平原。地臺具有雙層結構基底和蓋基底和蓋層，基底是由古老的結晶變質巖系組成，并強烈褶層，基底是由古老的結晶變質巖系組成，并強烈褶皺變形和巖漿侵入，蓋層不整合于基底之上，由一皺變形和巖

35、漿侵入，蓋層不整合于基底之上，由一套厚度不大，構造變動輕微，巖漿活動很微弱的未套厚度不大，構造變動輕微，巖漿活動很微弱的未變質的沉積巖層組成。變質的沉積巖層組成。地質學基礎地質學基礎39 地臺上缺失沉積蓋層、變質基底直接出露地表地臺上缺失沉積蓋層、變質基底直接出露地表的部分稱為的部分稱為地盾地盾；沉積蓋層發(fā)育巨厚的斷陷帶稱為；沉積蓋層發(fā)育巨厚的斷陷帶稱為裂陷槽裂陷槽。 地槽地槽：地殼上垂直沉降接受巨厚海相沉積，最：地殼上垂直沉降接受巨厚海相沉積，最后又回返褶皺并上升成山系的巨型槽狀凹陷帶。后又回返褶皺并上升成山系的巨型槽狀凹陷帶。 地槽兩側的穩(wěn)定地塊稱為地槽兩側的穩(wěn)定地塊稱為前陸前陸。地槽內部

36、又可。地槽內部又可區(qū)分出次一級的區(qū)分出次一級的地向斜地向斜（凹陷帶）和（凹陷帶）和地背斜地背斜（隆起（隆起帶）。接近前陸的地槽外帶不含大量火山巖，稱為帶）。接近前陸的地槽外帶不含大量火山巖，稱為冒地槽冒地槽；遠離前陸的地槽內帶含大量火山巖，稱為；遠離前陸的地槽內帶含大量火山巖，稱為優(yōu)地槽優(yōu)地槽。 地質學基礎地質學基礎40 構造旋回構造旋回：地槽發(fā)展過程分為地殼下降和：地槽發(fā)展過程分為地殼下降和接受沉積，并含基性火山巖噴發(fā)為主的早期階接受沉積，并含基性火山巖噴發(fā)為主的早期階段；以及回返褶皺、酸性巖漿侵入和山脈升起段；以及回返褶皺、酸性巖漿侵入和山脈升起的晚期階段。把一個地槽發(fā)展的全過程稱為構的晚

37、期階段。把一個地槽發(fā)展的全過程稱為構造旋回。造旋回。地質學基礎地質學基礎41 構造旋回和構造階段，地史中地殼的不同部位構造旋回和構造階段，地史中地殼的不同部位曾經多次出現(xiàn)，各地出現(xiàn)的起始時間和發(fā)展模式不曾經多次出現(xiàn)，各地出現(xiàn)的起始時間和發(fā)展模式不完全相同。完全相同。 從全球各圈層整體演化和統(tǒng)計學觀點來看，可從全球各圈層整體演化和統(tǒng)計學觀點來看，可以發(fā)現(xiàn)大致每隔以發(fā)現(xiàn)大致每隔1.51082108年，總有相當一年，總有相當一批造山帶經歷各自的構造旋回。與此相應，地球上批造山帶經歷各自的構造旋回。與此相應，地球上各大地臺的發(fā)展史也在此期間出現(xiàn)巨型的升降和海各大地臺的發(fā)展史也在此期間出現(xiàn)巨型的升降和海

38、水進退旋回，全球生物界演化過程中的繁衍和絕滅水進退旋回，全球生物界演化過程中的繁衍和絕滅也呈現(xiàn)出階段性。也呈現(xiàn)出階段性。 這種全球性的構造作用旋回現(xiàn)象稱為這種全球性的構造作用旋回現(xiàn)象稱為構造旋回構造旋回，并把發(fā)生這種構造旋回的地質階段稱為，并把發(fā)生這種構造旋回的地質階段稱為構造階段構造階段，后者在時間尺度上與地質年代表的代大致相當。，后者在時間尺度上與地質年代表的代大致相當。地質學基礎地質學基礎42 關于構造旋回和構造階段的劃分和命名，與傳關于構造旋回和構造階段的劃分和命名，與傳統(tǒng)槽臺學說的研究歷史密切相關。一般遵循以經典統(tǒng)槽臺學說的研究歷史密切相關。一般遵循以經典造山帶所在地名來命名的原則。

39、造山帶所在地名來命名的原則。 例如根據歐洲早古生代末形成的加里東造山帶例如根據歐洲早古生代末形成的加里東造山帶，晚古生代形成的海西（華力西）造山帶和中新生，晚古生代形成的海西（華力西）造山帶和中新生代形成的阿爾卑斯造山帶，相應劃分出早古生代代形成的阿爾卑斯造山帶，相應劃分出早古生代加加里東旋回里東旋回和和加里東階段加里東階段，晚古生代，晚古生代海西（華力西）海西（華力西）旋回旋回和和海西（華力西）階段海西（華力西）階段以及中新生代以及中新生代阿爾卑斯阿爾卑斯旋回旋回和和阿爾卑斯階段阿爾卑斯階段。 根據中國及東亞中新生代巖石圈構造演化特點根據中國及東亞中新生代巖石圈構造演化特點，可以進一步分出三

40、疊紀時期的，可以進一步分出三疊紀時期的印支旋回印支旋回和和印支階印支階段段，侏羅、白堊紀的，侏羅、白堊紀的燕山旋回燕山旋回和和燕山階段燕山階段和新生代和新生代的的喜山旋回喜山旋回和和喜山階段喜山階段。 地質學基礎地質學基礎43 根據活動的地槽區(qū)最后轉化為穩(wěn)定的褶皺帶的根據活動的地槽區(qū)最后轉化為穩(wěn)定的褶皺帶的時間，將世界大陸地殼劃分為以下大地構造區(qū)：時間，將世界大陸地殼劃分為以下大地構造區(qū)： 地臺區(qū)地臺區(qū)：由前古生代褶皺基底和古生代及其以：由前古生代褶皺基底和古生代及其以后的沉積蓋層組成；后的沉積蓋層組成； 加里東褶皺帶加里東褶皺帶：形成于早古生代?；资窃绻牛盒纬捎谠绻派?。基底是早古生代及更

41、老的地層，蓋層為晚古生代及以后的地層；生代及更老的地層，蓋層為晚古生代及以后的地層； 海西褶皺帶海西褶皺帶：形成于晚古生代。：形成于晚古生代。 早阿爾卑斯褶皺帶早阿爾卑斯褶皺帶：形成于中生代。還可以進：形成于中生代。還可以進一步劃分為印支褶皺帶和燕山褶皺帶，分別形成于一步劃分為印支褶皺帶和燕山褶皺帶，分別形成于三疊紀晚期和侏羅白堊紀。三疊紀晚期和侏羅白堊紀。 喜馬拉雅褶皺帶喜馬拉雅褶皺帶：形成于新生代。：形成于新生代。地質學基礎地質學基礎44 六、各地質發(fā)展歷史簡介六、各地質發(fā)展歷史簡介（一）太古宙的一般特征（一）太古宙的一般特征 1、時限距今、時限距今3825億年之間，延續(xù)了長億年之間，延續(xù)

42、了長13億億年之久。年之久。 2、是具有明確地史記錄的最初階段。因它的、是具有明確地史記錄的最初階段。因它的歷史久遠，其原始生成環(huán)境的特征早已被改造得面歷史久遠，其原始生成環(huán)境的特征早已被改造得面貌皆非。貌皆非。 3、太古宙的巖石幾乎均遭受過不同的變質作、太古宙的巖石幾乎均遭受過不同的變質作用，形成變質巖。用，形成變質巖。地質學基礎地質學基礎45 4、太古宙已有生命存在，在地層中留下了記、太古宙已有生命存在，在地層中留下了記錄。第一種是生物極其原始、低等，以菌藻類為錄。第一種是生物極其原始、低等，以菌藻類為主，晚期出現(xiàn)了無核細胞生物：藍綠藻類，借助主，晚期出現(xiàn)了無核細胞生物：藍綠藻類，借助電子

43、顯微鏡才能觀察到；另一種經分析處理出的電子顯微鏡才能觀察到；另一種經分析處理出的生命物質：氨基酸，脂肪酸。生命物質：氨基酸，脂肪酸。 5、太古宙地層是我國重要的鐵礦含礦層。、太古宙地層是我國重要的鐵礦含礦層。 6、早期地殼形成。、早期地殼形成。地質學基礎地質學基礎46 （二）元古宙地史特征（二）元古宙地史特征 1、元古宙時限范圍、元古宙時限范圍255.7億年前的一大段地億年前的一大段地史時期，延續(xù)達史時期，延續(xù)達19.3億年。億年。 2、構造發(fā)展特征：形成各主要原始陸殼板塊、構造發(fā)展特征：形成各主要原始陸殼板塊到大型穩(wěn)定板塊的最后形成，也就是原始板塊的形到大型穩(wěn)定板塊的最后形成，也就是原始板塊

44、的形成，并出現(xiàn)了構造分區(qū)。成，并出現(xiàn)了構造分區(qū)。 3、沉積發(fā)展特征：碎屑物質由海洋內部的火、沉積發(fā)展特征：碎屑物質由海洋內部的火山巖及其不成熟沉積物供給到部分由陸地供給。出山巖及其不成熟沉積物供給到部分由陸地供給。出現(xiàn)大量原生白云巖。其地層特征是厚度大、火山巖現(xiàn)大量原生白云巖。其地層特征是厚度大、火山巖夾層多和遭受微弱變質、變形等特征。夾層多和遭受微弱變質、變形等特征。地質學基礎地質學基礎47 4、大氣圈和水圈特征：由缺氧的大氣成分、大氣圈和水圈特征：由缺氧的大氣成分和水介質到含氧的大氣圈和水圈以及氣候分帶現(xiàn)和水介質到含氧的大氣圈和水圈以及氣候分帶現(xiàn)象。象。 5、生物演化特征：太古宙，最原始的

45、原核、生物演化特征：太古宙，最原始的原核生物已開始發(fā)育。中、新元古代又出現(xiàn)了真核生生物已開始發(fā)育。中、新元古代又出現(xiàn)了真核生物（如菌、藻）并逐步繁盛。另外，中元古代早物（如菌、藻）并逐步繁盛。另外，中元古代早期已發(fā)現(xiàn)無硬殼的蠕形動物，直至震旦紀末才開期已發(fā)現(xiàn)無硬殼的蠕形動物，直至震旦紀末才開始有少量帶殼生物出現(xiàn)。始有少量帶殼生物出現(xiàn)。地質學基礎地質學基礎48（三）早古生代主要地史特征（三）早古生代主要地史特征 從古生代開始，地球歷史的發(fā)展進入了一個新從古生代開始，地球歷史的發(fā)展進入了一個新的階段，在生物、沉積和地殼構造等方面均有顯著的階段，在生物、沉積和地殼構造等方面均有顯著的特征。的特征。

46、1、早古生代代表顯生宙的早期階段，時限范、早古生代代表顯生宙的早期階段，時限范圍由圍由5.74億年前，延續(xù)時間億年前，延續(xù)時間1.7億年。億年。 2、生物特征：早古生代的生物界以帶殼海生生物特征：早古生代的生物界以帶殼海生無脊椎動物為主。從奧陶紀開始出現(xiàn)的無頜類直到無脊椎動物為主。從奧陶紀開始出現(xiàn)的無頜類直到志留紀晚期才逐漸適應淡水生活。晚志留世開始出志留紀晚期才逐漸適應淡水生活。晚志留世開始出現(xiàn)有頜類和適應半陸生生活的裸蕨植物是生物演化現(xiàn)有頜類和適應半陸生生活的裸蕨植物是生物演化史上的重大事件。生物界的重大變革實質上是地殼史上的重大事件。生物界的重大變革實質上是地殼演化階段的劃分標志。演化階

47、段的劃分標志。 地質學基礎地質學基礎49 3、沉積特征：沉積物以海相沉積物為主，生、沉積特征：沉積物以海相沉積物為主，生物成巖作用較前寒武紀更為普遍，但一般還未能形物成巖作用較前寒武紀更為普遍，但一般還未能形成大型生物礁和介殼灘。成大型生物礁和介殼灘。 4、古氣候特征：早古生代已存在明顯的氣候、古氣候特征：早古生代已存在明顯的氣候分帶。在沉積物上有所反映，如在中低緯度溫暖氣分帶。在沉積物上有所反映，如在中低緯度溫暖氣候條件下，與寒武紀早期海侵有關的磷塊巖及石煤候條件下，與寒武紀早期海侵有關的磷塊巖及石煤沉積，中晚志留世真正的劣質煤；又如屬于岡瓦納沉積，中晚志留世真正的劣質煤；又如屬于岡瓦納古大

48、陸的非洲、南美晚奧陶世時有大陸冰川沉積，古大陸的非洲、南美晚奧陶世時有大陸冰川沉積，為極地和高緯度地區(qū)寒冷氣候條代；還有，代表干為極地和高緯度地區(qū)寒冷氣候條代；還有，代表干熱氣候的紫紅色泥質沉積，含石膏和石鹽假晶的鈣熱氣候的紫紅色泥質沉積，含石膏和石鹽假晶的鈣泥質沉積。泥質沉積。地質學基礎地質學基礎50 5、地殼演化特征：整個古生代是聯(lián)合古大、地殼演化特征：整個古生代是聯(lián)合古大陸形成的歷史，一般認為早古生代初期，存在五陸形成的歷史，一般認為早古生代初期，存在五個分離的古大陸：北美、歐洲、西伯利亞、中國個分離的古大陸：北美、歐洲、西伯利亞、中國和岡瓦納古大陸。早古生代期間，前四個古陸基和岡瓦納古

49、大陸。早古生代期間，前四個古陸基本上處于低緯度地區(qū)，彼此分離，海侵廣泛，而本上處于低緯度地區(qū)，彼此分離，海侵廣泛，而岡瓦納大陸是一個整體，經歷了自中緯度向南半岡瓦納大陸是一個整體，經歷了自中緯度向南半球高緯度的漂移，海侵局限。球高緯度的漂移，海侵局限。 早古生代稱加里東構造階段。早古生代稱加里東構造階段。地質學基礎地質學基礎51（四）晚古生代的一般特征（四）晚古生代的一般特征 晚古生代是重要地殼運動晚古生代是重要地殼運動加里東運動之后加里東運動之后新的地史發(fā)展階段，無論在全球板塊構造配置、海新的地史發(fā)展階段，無論在全球板塊構造配置、海陸分布、沉積特征和生物演化方面均具有顯著特點陸分布、沉積特征

50、和生物演化方面均具有顯著特點。 1、晚古生代是地質歷史時期中自、晚古生代是地質歷史時期中自400250ma前的地史階段，延續(xù)時間達前的地史階段，延續(xù)時間達150ma之久。之久。 2、晚古生代是陸生生物大發(fā)展的新階段。、晚古生代是陸生生物大發(fā)展的新階段。 陸生高等植物和陸生脊椎動物的魚類、兩棲類陸生高等植物和陸生脊椎動物的魚類、兩棲類得到了發(fā)展。得到了發(fā)展。 晚古生代海生無脊椎動物進入了新的發(fā)展階段晚古生代海生無脊椎動物進入了新的發(fā)展階段，其中以腕足類中的石燕貝類和長身貝類，四射珊，其中以腕足類中的石燕貝類和長身貝類，四射珊瑚，蜓類和棱角菊石類的繁盛為特征。瑚，蜓類和棱角菊石類的繁盛為特征。地質

51、學基礎地質學基礎52 3、晚古生代的全球氣候分帶逐漸明顯，反映、晚古生代的全球氣候分帶逐漸明顯，反映不同氣候特征的沉積、生物標志也豐富多樣。不同氣候特征的沉積、生物標志也豐富多樣。 最令人注目的是晚石炭世至早二疊世，岡瓦納最令人注目的是晚石炭世至早二疊世，岡瓦納大陸主體處于南半球高緯度帶，形成了地質歷史上大陸主體處于南半球高緯度帶，形成了地質歷史上著名的岡瓦納大陸冰蓋和廣泛分布的冰磧物。在熱著名的岡瓦納大陸冰蓋和廣泛分布的冰磧物。在熱帶、亞熱帶低緯度區(qū)，常形成大型的生物礁和介殼帶、亞熱帶低緯度區(qū)，常形成大型的生物礁和介殼灘，對油、氣的聚集和多金屬礦產的形成提供了有灘，對油、氣的聚集和多金屬礦產

52、的形成提供了有利條件。在陸上暖熱潮濕氣候區(qū)，濱海沼澤規(guī)模宏利條件。在陸上暖熱潮濕氣候區(qū)，濱海沼澤規(guī)模宏大，首次出現(xiàn)高大熱帶叢林，是地史上第一個重要大，首次出現(xiàn)高大熱帶叢林，是地史上第一個重要聚煤期。聚煤期。地質學基礎地質學基礎53 4、 晚古生代期間，全球板塊構造格局發(fā)生晚古生代期間，全球板塊構造格局發(fā)生了歷史性變化。了歷史性變化。 隨著各古大陸板塊的運動及其相互間的復雜隨著各古大陸板塊的運動及其相互間的復雜碰撞作用，造成了一系列古海域閉合消失和大陸碰撞作用，造成了一系列古海域閉合消失和大陸面積的明顯增加。終于在二疊紀末形成了全球規(guī)面積的明顯增加。終于在二疊紀末形成了全球規(guī)模的聯(lián)合古陸基本輪廓

53、，標志著地殼構造進入新模的聯(lián)合古陸基本輪廓，標志著地殼構造進入新的發(fā)展階段。的發(fā)展階段。 5、石炭紀、二疊紀是地史時期重要的成煤、石炭紀、二疊紀是地史時期重要的成煤期。期。地質學基礎地質學基礎54（五）中生代地史特征（五）中生代地史特征 1、中生代是介于古生代與新生代之間的一、中生代是介于古生代與新生代之間的一個代，自個代，自25065ma前的地史階段，延續(xù)時間前的地史階段，延續(xù)時間185ma。 2、中生代生物界有自己鮮明的特點：以陸、中生代生物界有自己鮮明的特點：以陸生裸子植物、爬行動物和海生無脊椎動物菊石類生裸子植物、爬行動物和海生無脊椎動物菊石類的繁榮為特征，所以中生代也稱為裸子植物時代的繁榮為特征，所以中生代也稱為裸子植物時代、恐龍時代或菊石時代。白堊紀末出現(xiàn)了地史中、恐龍時代或菊石時代。白堊紀末出現(xiàn)了地史中著名的生物集群絕滅事件。著名的生物集群絕滅事件。 3、中生代起陸相沉積類型大量廣布，尤其、中生代起陸相沉積類型大量廣布，尤其在中國及亞洲的地史發(fā)展中占有重要地位。西