地質(zhì)年代和地質(zhì)作用概述

1、1 礦物的晶體形態(tài) 2 礦物的物理性狀 3 地殼的重力均衡地殼及其物質(zhì)組成的回顧第四章 地質(zhì)年代與地質(zhì)作用第一節(jié) 地殼演化的時(shí)代概念1 相對(duì)地質(zhì)年代及其確定 2 地層單位 3 同位素年齡（絕對(duì)年齡）及其測(cè)定4 地質(zhì)年代表5 地史時(shí)期生物面貌地質(zhì)年代：地殼表層有明顯地質(zhì)作用以來到人類出現(xiàn)以前大約38億年的漫長時(shí)期(4538億年為地球演化的天文時(shí)期) 地質(zhì)學(xué)上表示時(shí)間的方法有兩種：1 相對(duì)地質(zhì)年代2 絕對(duì)地質(zhì)年代（同位素地質(zhì)年代）第四章 地質(zhì)年代與地質(zhì)作用一 相對(duì)地質(zhì)年代的確定方法 （一）地層學(xué)方法 1 地層層序律（疊覆律） 是指在巖層形成后，如未受到強(qiáng)烈地殼運(yùn)動(dòng)影響而顛倒，那么先沉積的在下，后沉

2、積的在上，并保持近于水平狀態(tài)的現(xiàn)象。簡單地講：未經(jīng)構(gòu)造變動(dòng)而倒轉(zhuǎn)的地層具有下老上新的規(guī)律。（二）古生物學(xué)方法2 化石層序律/生物層序律（1）生物演化律a進(jìn)步性：生物演化的總趨勢(shì)是從簡單到復(fù)雜，從低級(jí)到高級(jí)。 b階段性：生物的演化過程不是均一和等速的，而是由緩慢的量變和急速的質(zhì)變交替出現(xiàn)，在質(zhì)變中生物大量絕滅和突發(fā)演化，從而形成了生物演化的階段性。 c不可逆性：即以前出現(xiàn)并滅絕的種類在以后不會(huì)再重復(fù)出現(xiàn) d同時(shí)期的一致性：同一個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期生物界的總貌具有全球的一致性，這一特征使得全球地層對(duì)比成為可能。（1）生物演化律（方向性、階段性、不可逆性） 2 化石層序律/生物層序律（1）生物演化律（2）

3、化石層序律：不同時(shí)代的地層含有不同的化石，含有相同化石的地層其時(shí)代相同，古生物化石或其組合形態(tài)結(jié)構(gòu)越簡單，地層時(shí)代就越（老新？），反之， （老新？） 。2 化石層序律/生物層序律（1）生物演化律（2）化石層序律：不同時(shí)代的地層含有不同的化石，含有相同化石的地層其時(shí)代相同，古生物化石或其組合形態(tài)結(jié)構(gòu)越簡單，地層時(shí)代就越（老新？），反之， （老新？） 。 （三） 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方法： 指巖層與巖層之間，巖層與侵入體之間以及侵入體與侵入體之間的穿插和切割關(guān)系。利用這些關(guān)系可以確定相互切割地質(zhì)體的相對(duì)時(shí)代，基本原則：切割者新，被切割者老。（三） 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方法：切割者新，被切割者老。二 地層單位 1 地質(zhì)

4、年代表概貌地球歷史可劃分為：冥古宙、太古宙、元古宙、顯生宙 冥古宙：沒有生命出現(xiàn) 太古宙：以最低等的生物出現(xiàn)為特征，如細(xì)菌和藍(lán)藻。 元古宙：以出現(xiàn)高等藻類和多細(xì)胞動(dòng)物為特征。 顯生宙：是開始出現(xiàn)大量較高等生物的階段，它包括地球最近5.4億年歷史，分為古生代(Pz)、中生代(Mz)和新生代(Kz)。 二 地層單位 1 地質(zhì)年代表概貌顯生宙：是開始出現(xiàn)大量較高等生物的階段，它包括地球最近5.4億年歷史，分為古生代(Pz)、中生代(Mz)和新生代(Kz)。 （1）古生代(Pz) ：寒武紀(jì)（）、奧陶紀(jì)（O)、志留紀(jì)(S)、泥盆紀(jì)(D)、石炭紀(jì)（C）、二疊紀(jì)(P)。海生無脊椎動(dòng)物最繁盛。 （2）中生代（

5、Mz）：三疊紀(jì)(T)、侏羅紀(jì)(J)、白堊紀(jì)(K)。是爬行動(dòng)物和裸子植物的時(shí)代。 （3）新生代(Kz)：哺乳動(dòng)物和被子植物的時(shí)代，意為近代生物的時(shí)代，包括古近紀(jì)（E )、新近紀(jì)（N）和第四紀(jì)（Q）。2 地質(zhì)年代單位：由大到小為宙、代、紀(jì)、世、期（1）宙：以是否出現(xiàn)生物遺跡以及繁盛程度命名 。（2）代、紀(jì)、世、期：都是以不同分類級(jí)別的生物演化階段性來劃分。 代：代表全球生物界演化大階段的特征，如古生代以海生無脊椎動(dòng)物為特色；中生代則以爬行動(dòng)物和裸子植物為特色，新生代以哺乳動(dòng)物和被子植物為特色。 紀(jì)：根據(jù)全球生物界總貌來劃分，一般與綱一級(jí)的生物演化階段相符。如寒武紀(jì)又稱為三葉蟲的時(shí)代，泥盆紀(jì)又成為魚

6、類的時(shí)代。其它地質(zhì)年代單位以更小單位的生物演化來劃分。3 地層單位系統(tǒng)：常用有兩種，年代地層單位、巖石地層單位（1）年代地層單位: 指一定地質(zhì)年代內(nèi)形成的全部地層的總和 地質(zhì)年代單位 年代地層單位 宙（eon）宇（eonothem） 代（era）界（erathem） 紀(jì)（period）系（system） 世（epoch）統(tǒng)（series） 期（stage） 階（stage） 顯生宙時(shí)期形成的地層稱為顯生宇；古生代時(shí)期形成的地層稱為古生界；寒武紀(jì)時(shí)期形成的地層稱為寒武系等等，依此類推。應(yīng)該注意的是，必須認(rèn)真掌握地質(zhì)年代單位和年代地層單位的用法，當(dāng)描述某一時(shí)期形成的地層時(shí)，應(yīng)使用年代地層單位，即“

7、古生界”這一術(shù)語等同于“古生代的地層”，而當(dāng)描述地史時(shí)期發(fā)生的地質(zhì)事件時(shí)，則要使用地質(zhì)年代單位，如“古生代開始生物逐漸繁盛起來”（不用古生界）。 （2）巖石地層單位：是區(qū)域性的地層單位，依據(jù)巖性特征而劃分出來的地層單位，可分為四個(gè)級(jí)別：群、組、段和層 。 巖石地層的基本單位，組的含義在于具有巖性、巖相和變質(zhì)程度的一致性。組或者由一種巖石構(gòu)成；或者以一種巖石為主，夾又重復(fù)出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構(gòu)成。 b 群:是比組高一級(jí)的巖石地層單位。群是由兩個(gè)或兩個(gè)組組合而成。群有兩種用法： 1）連續(xù)的、在成因上有聯(lián)系的幾個(gè)組的組合； 2）厚度巨大，巖性復(fù)雜，難以分組的一套巖系。a 組：a 組

8、：或者由一種巖石構(gòu)成；或者以一種巖石為主，夾又重復(fù)出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構(gòu)成。 a 組：或者由一種巖石構(gòu)成；或者以一種巖石為主，夾又重復(fù)出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構(gòu)成。 3 地層單位系統(tǒng)：常用有兩種，年代地層單位、巖石地層單位（1）年代地層單位:（2）巖石地層單位：a 組：b 群: c 段：是低于組的巖石地層單位，它必須具有與組內(nèi)相鄰巖層不同的巖性特征，而且分布廣泛，對(duì)研究區(qū)域地層有用。如：五峰組頁巖段、觀音橋段 d 層：層是等級(jí)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)別于相鄰巖層的地層組成。是最小的巖石地層單位。如：特殊的礦層、界線粘土

9、層等 。（2）巖石地層單位組的劃分 （2）巖石地層單位組的劃分 馬平組棲霞組分界-廣西來賓（三）其它地層單位 1 生物地層單位：組合帶、延限帶和頂峰帶 標(biāo)準(zhǔn)化石：指那些演化速度快、地理分布廣、數(shù)量豐富、特征明顯、易于識(shí)別的化石。利用標(biāo)準(zhǔn)化石不僅可以鑒定地層的時(shí)代，也可以用于地層的年代對(duì)比。 2 磁性地層單位：利用地層中保存的剩余磁性而建立的地層單位，單位有極性超帶、極性帶、極性亞帶。 總之，地層有多少種屬性，人們可以按照這些屬性特征建立不同種類的地層單位，這就是多重地層單位的概念。 多重地層劃分 1 相對(duì)測(cè)年的局限性：地層層序律、化石層序律和切割律方法只能確定地層的相對(duì)新老關(guān)系，但不能確定地層

10、或地質(zhì)事件形成的具體年代，因此這種方法有其局限性。所以，科學(xué)家一直在尋求另外的方法來測(cè)定地質(zhì)事件形成的絕對(duì)年代（齡）2 同位素地質(zhì)年代的測(cè)定：利用放射性同位素衰變前后的質(zhì)量來計(jì)算地質(zhì)年齡的方法。 1903年，英國物理學(xué)家盧瑟福（LRutherford）提出放射性元素的原子會(huì)蛻變，即它們能自行分裂為另外的原子，這一假說在以后的實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。 三 同位素地質(zhì)年代的測(cè)定 全球地質(zhì)年代表2 同位素地質(zhì)年代的測(cè)定：利用放射性同位素衰變前后質(zhì)量來計(jì)算地質(zhì)年齡的方法。 例如，相對(duì)原子質(zhì)量為238的鈾（238U），蛻變的最后結(jié)果是產(chǎn)生出氦和相對(duì)原子質(zhì)量為 206的鉛（這種鉛比相對(duì)原子質(zhì)量為207的普通鉛輕，

11、但在元素周期表上都處于同一位置，稱為鉛的同位素）。 人們還發(fā)現(xiàn)這些放射性元素蛻變的速度不受外界的影響，即速度穩(wěn)定不變，不過不同元素蛻變的速度和產(chǎn)物各不相同。 例如238U經(jīng)過45.1億年就蛻變掉一半，這個(gè)時(shí)間被稱為鈾238的半衰期。2 同位素地質(zhì)年代的測(cè)定：利用放射性同位素衰變前后質(zhì)量來計(jì)算地質(zhì)年齡的方法。 238U 206Pb 84He 半衰期為 45.1億年 235U207Pb 74He 半衰期為 7.1億年 232Th208Pb 64He 半衰期為 139億年 鈾在許多巖石中都有，它蛻變產(chǎn)生的氦是氣體，容易散失，鉛則留下來了。因此，根據(jù)一塊巖石中含有多少鈾及分裂出來的鉛，就能夠算出這塊巖

12、石的形成年齡絕對(duì)地質(zhì)年齡。2 同位素地質(zhì)年代的測(cè)定：利用放射性同位素衰變前后質(zhì)量來計(jì)算地質(zhì)年齡的方法。 現(xiàn)在已知的最古老的巖石，是1973年在格陵蘭發(fā)現(xiàn)的，年齡為38億年；1983年又在澳大利亞找到幾粒年齡為41億42億年的礦物顆粒。所以敢說，距今40億年前后，地殼已開始形成。這種采用同位素方法測(cè)定的年齡，稱為同位素年齡。 利用同位素測(cè)年的方法，結(jié)合生物演化的階段性，我們可把地球的演化史劃分為 5 級(jí)單位，由大到小為：宙、代、紀(jì)、世、期。并建立了全球地質(zhì)年代表。全球地質(zhì)年代表全球地質(zhì)年代表四 地史時(shí)期的生物面貌 古生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 古生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 古生代生物

13、面貌四 地史時(shí)期生物面貌 古生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 古生代中生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 中生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 中生代生物面貌四 地史時(shí)期生物面貌 新生代生物面貌地 質(zhì) 作 用地質(zhì)作用的一般概念 外力地質(zhì)作用 內(nèi)力地質(zhì)作用 第二節(jié) 地質(zhì)作用概述地球自形成以來，在漫長的地質(zhì)年代中，其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物質(zhì)成分和表面形態(tài)都在不斷地運(yùn)動(dòng)和變化著地質(zhì)學(xué)將自然界引起地殼的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及地表形態(tài)等發(fā)生不斷改變和發(fā)展的各種作用稱地質(zhì)作用。而將引起地質(zhì)作用的各種自然動(dòng)力稱作地質(zhì)營力 地質(zhì)作用的一般概念 根據(jù)地質(zhì)作用的動(dòng)力來源：1外動(dòng)力地質(zhì)作用（exogenic process）：

14、由地球以外的能源引起。如太陽能和宇宙空間能，其中太陽的幅射能起主要作用；2內(nèi)動(dòng)力地質(zhì)作用（endogenic process）：由地球內(nèi)部的能源引起，熱能、重力能、旋轉(zhuǎn)能。 外力地質(zhì)作用：由地球以外的能源引起(如太陽能和宇宙空間能，其中太陽的幅射能起主要作用)的大氣圈、水圈、生物目的物質(zhì)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，形成了風(fēng)、流水、冰川等地質(zhì)營力，從而產(chǎn)生了各種地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用主要發(fā)生在地表，它使地殼表層原有的礦物和巖石不斷遭受破壞，又不斷形成新的礦物和巖石；它還促使某些元素不斷富集或分散，并形成可供開采利用的礦產(chǎn)；同時(shí)也引起地表形態(tài)不斷變化內(nèi)力地質(zhì)作用：內(nèi)力地質(zhì)作用是由地球內(nèi)部的能源引起的，主要的內(nèi)能有地球

15、的熱能、重力能以及地球自轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速變化的動(dòng)能內(nèi)力地質(zhì)作用可以促使巖石圈的某部分（板塊）發(fā)生緩慢的水平位移及垂直方向的上升和下降，并可使其發(fā)生分裂和碰撞，還可導(dǎo)致發(fā)生地震活動(dòng)、火山作用及各種構(gòu)造變動(dòng)等等 外力地質(zhì)作用外力地質(zhì)作用分類外力地質(zhì)作用的影響因素外力地質(zhì)作用 外力地質(zhì)作用分類 作用的介質(zhì)條件分類 作用方式分類 按作用的介質(zhì)條件分類 海洋上的：海浪的地質(zhì)作用 潮流的地質(zhì)作用 濁流的地質(zhì)作用海水的地質(zhì)作用 大陸上的：地面流水的地質(zhì)作用 風(fēng)的地質(zhì)作用 地下水的地質(zhì)作用 冰川的地質(zhì)作用 湖泊的地質(zhì)作用 塊體的地質(zhì)作用（塊體運(yùn)動(dòng)） 按作用方式分類 風(fēng)化作用(weathering)：物理風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化

16、 生物風(fēng)化剝蝕作用(denudation)：吹蝕（風(fēng)） 潛蝕（地下水） 沖蝕（湖水、海水） 刨蝕（冰川）搬運(yùn)作用(trornsportation)：機(jī)械搬運(yùn) 化學(xué)搬運(yùn)沉積作用(sedimentation)：機(jī)械沉積作用 化學(xué)沉積作用 生物沉積作用成巖作用(diagenesis)：膠結(jié)作用、壓實(shí)作用、重結(jié)晶作用 內(nèi)力地質(zhì)作用 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(tectonism)地震作用(earthquake) 變質(zhì)作用（metamorphism） 巖漿作用（magmatism） 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)由內(nèi)力引起地殼或巖石圈物質(zhì)的一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)這種運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有兩種形式，即水平運(yùn)動(dòng)和升降（垂直）運(yùn)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)是組成地殼的物質(zhì)沿地球切線方向的

17、運(yùn)動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)主要引起地殼的拉張（大洋中脊的擴(kuò)張）、擠壓（板塊的消減、碰撞）、平移甚至旋轉(zhuǎn)等，從而使巖層發(fā)生彎曲和斷裂，地形上則形成山脈和盆地升降（垂直）運(yùn)動(dòng)是地殼物質(zhì)在鉛直方向的緩慢上升和下降運(yùn)動(dòng)，有些地方表現(xiàn)為升降運(yùn)動(dòng)的交替，所以又稱為振蕩運(yùn)動(dòng)升降運(yùn)動(dòng)可以引起海洋和陸地的變遷，地勢(shì)高低的改變，巖體的垂直位移以及層狀巖石中的大型平緩彎曲等水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)，兩者不能截然分割開來，無論在空間上、時(shí)間上都是相互聯(lián)系又相互制約的，只是在不同地區(qū)，不同時(shí)間有主次的關(guān)系 巖漿作用巖漿是地下深處主要由硅酸鹽組成的高溫熔融體巖漿從形成、運(yùn)動(dòng)、直至冷凝固結(jié)成為巖石的全過程中巖漿本身的變化及其對(duì)圍巖的影響稱為巖

18、漿作用從巖漿侵入圍巖到在地下一定深度冷卻形成巖石的全過程稱為巖漿的侵入作用，所形成的巖石稱為侵入巖巖漿向上運(yùn)動(dòng)噴出地表，則稱巖漿噴出作用（火山作用），所形成的巖石稱噴出巖 變質(zhì)作用在發(fā)生地殼運(yùn)動(dòng)時(shí)，原來的巖石（包括沉積巖、巖漿巖或者是變質(zhì)較輕的巖石，受到定向壓力或高溫、高壓的作用，使巖石的原始特征發(fā)生改變，形成新的巖石的過程稱為變質(zhì)作用變質(zhì)作用形成的巖石稱變質(zhì)巖 由巖漿巖變質(zhì)而成的叫正變質(zhì)巖由沉積巖變質(zhì)而成的叫負(fù)變質(zhì)巖地震作用是地殼的快速機(jī)械震動(dòng)當(dāng)?shù)貎?nèi)機(jī)械能長期積累，達(dá)到一定限度而突然釋放時(shí)，地殼就會(huì)受到猛烈沖擊，發(fā)生震動(dòng)，強(qiáng)烈地震會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生嚴(yán)重破壞作用 各種內(nèi)力地質(zhì)作用的內(nèi)在聯(lián)系 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形