地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)地層與古生

地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)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(zhì)歷史時(shí)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(dòng)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(dòng)物吞食。在沉積巖中絕大多數(shù)的化石不是原來生物的實(shí)體，其硬殼部分已被其它化學(xué)成分充填與替換，只有少量生物實(shí)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(dòng)物界、植物界）門綱目科屬種以家犬為例：界動(dòng)物界門脊椎動(dòng)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(dòng)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(diǎn)（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(jìn)化，1000Ma前最早動(dòng)物的出現(xiàn)，造成動(dòng)植物的分化；c、600Ma前海生動(dòng)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(yuǎn)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(fù)雜、從單一到多樣、由低級到高級的進(jìn)化，因此1、進(jìn)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(xì)菌、浮游動(dòng)物、高等植物和高等動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(xué)習(xí)，我們知道了地殼的化學(xué)元素組成，由元素的單質(zhì)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(zhì)時(shí)代所形成的巖層組合。（具有共同特征和屬性）

地層＝巖層＋時(shí)間（年代）

例如：假設(shè)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(dāng)，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(zhì)年代的方法

地質(zhì)年代：指各種地質(zhì)作用發(fā)生的時(shí)代。

相對地質(zhì)年代：表示地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序

絕對地質(zhì)年代：表示地質(zhì)事件發(fā)生至今的年齡。

1、相對地質(zhì)年代的確定

地層層序律：?第二節(jié)地層

后期地殼運(yùn)動(dòng)使地層變動(dòng)（傾斜、倒轉(zhuǎn)）的地層層序可用沉積構(gòu)造中的層面構(gòu)造（波痕、泥裂等）作為“示底構(gòu)造”恢復(fù)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(zhì)歷史時(shí)期內(nèi)，隨著自然環(huán)境的不斷變化而演化，從無到有，從簡單到復(fù)雜，從低級到高級。它的發(fā)展是不可逆的。所以，不同時(shí)代的巖層中含有不同類型的化石及其組合；在同一時(shí)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(huì)含有相同的化石及其組合。生物生成的時(shí)代越早，其結(jié)構(gòu)越簡單、越低級，生物生成的時(shí)代越晚，生物的結(jié)構(gòu)越復(fù)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(shí)代的巖層、巖體或廣義地說，地質(zhì)體，由于各種地質(zhì)作用，常相互切割或呈穿插關(guān)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(guān)系的地質(zhì)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(zhì)年代的測定

1）同位素地質(zhì)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(jì)算出該礦物從形成到現(xiàn)在的實(shí)際年齡。即礦物的同位素年齡。如果該礦物是巖石形成時(shí)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(zhì)年代。

如U238Pb206+8He；ThPb＋6He計(jì)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(shí)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(shí)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(guān)，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(dāng)?shù)陌胨テ?。不同放射性元素的半衰期極不相同。根據(jù)地質(zhì)體形成距今時(shí)間的不同，測定其絕對地質(zhì)年代時(shí)須采用具有相當(dāng)?shù)陌胨テ诘姆派湫栽?。一般說來，地質(zhì)體的形成時(shí)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(zhì)年代的測定2）古地磁年齡測定：基本原理：地質(zhì)歷史中地磁場的南北極是不斷變化的，而每一極性時(shí)期的延終時(shí)間又不同。因此測定巖石的極性，并確定該極性延續(xù)的時(shí)間，通過與已知的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)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?yàn)樵诟系膸r石中尚未建立起這種可資比較的“標(biāo)準(zhǔn)”。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(biāo)志即是巖石的磁化方向(正向?yàn)榕c現(xiàn)代磁場方向一致的極性，逆向?yàn)榉较蛳喾吹臉O性)。這個(gè)年表包括四個(gè)極性時(shí)(期)，每個(gè)極性時(shí)又包括幾個(gè)地磁極性發(fā)生倒轉(zhuǎn)的時(shí)期，稱為極性亞時(shí)(事件)，這些極性時(shí)和極性亞時(shí)已由同位素年齡測定提供了年齡數(shù)據(jù)。第四紀(jì)和第三紀(jì)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(zhì)年代表1、巖石地層單位根據(jù)巖石性質(zhì)從老到新進(jìn)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(jìn)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(gè)級別。l

穿時(shí)性巖石地層單位只依據(jù)巖性進(jìn)行劃分，因而沒有嚴(yán)格的時(shí)限，在不同地區(qū)的同一巖性單位往往是不同時(shí)的，而呈有規(guī)律的穿時(shí)現(xiàn)象，即巖石地層單位的界面與等時(shí)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(nèi)適用這種地層單位(例如一個(gè)盆地內(nèi))，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(gè)或兩個(gè)以上經(jīng)常伴生在一起而又具有較統(tǒng)一的巖石學(xué)特點(diǎn)的組聯(lián)合構(gòu)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(gè)組必須具有巖性、巖相、變質(zhì)程度的一致性。組可以由一種巖石構(gòu)成，或包括一種主要巖石兼有重復(fù)出現(xiàn)的夾層，或由兩、三種巖石反復(fù)重疊所構(gòu)成，還可能以很復(fù)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(gè)“組”字或一個(gè)巖石名稱構(gòu)成，如飛仙關(guān)組、須家河組。段：組內(nèi)次一級的巖石地層單位，其巖性持征與組內(nèi)相鄰巖層不同，即由單一的巖石組成。常用地名或巖石性質(zhì)命名，如：棲霞組可以分出梁山段、含瀝青灰?guī)r段、下硅質(zhì)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(nèi)或段內(nèi)一個(gè)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(yīng)當(dāng)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(nèi)部不應(yīng)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(guān)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(gòu)成一個(gè)自然的組合，并以此區(qū)別于相鄰地層內(nèi)的生物組合；l

延限帶：指任一生物分類單位在其整個(gè)延續(xù)范圍之內(nèi)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(shí)的地層，也不包括后期逐漸稀少時(shí)的地層。

生物地層單位的最大特點(diǎn)在于它們能指示相對地質(zhì)年代。但由于物種的遷移現(xiàn)象和它們在不同地點(diǎn)滅絕時(shí)間有先有后，所以許多生物帶的界線并不是嚴(yán)格的等時(shí)面，因此，在使用時(shí)應(yīng)盡量結(jié)合其他方法。此外，對一個(gè)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(zhì)時(shí)間間隔內(nèi)形成的巖層體，其頂?shù)捉缇鶠榈葧r(shí)面。這種單位代表地史中一定的時(shí)間范圍內(nèi)所形成的全部巖石。它們具有明確的時(shí)間性(即有一定的年齡值)．與地質(zhì)年代表中的年代地層單位(宇、界、系、統(tǒng)、階、時(shí)間帶)是互相對應(yīng)、完全相合的。

地質(zhì)年代單位不同于年代地層單位。地質(zhì)年代單位是指地殼發(fā)展歷史的時(shí)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(shí)代。但兩者是密切相關(guān)的，是相輔相成的兩個(gè)方面。地質(zhì)年代單位：用于標(biāo)注地殼的年齡（對象時(shí)地殼）年代底層單位：用于區(qū)分那個(gè)年代形成的巖石（對象是巖石）兩者關(guān)系：在某個(gè)地質(zhì)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(shí)間內(nèi)形成的地層，整個(gè)地質(zhì)時(shí)代只包括兩個(gè)宙，即隱生宙和顯生宙，則相應(yīng)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(shí)間內(nèi)形成的地層，如隱生宙分為太古代和元古代兩個(gè)時(shí)期，則相應(yīng)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(jì)的時(shí)間內(nèi)形成的地層，如寒武紀(jì)的地層稱寒武系，泥盆紀(jì)的地層稱泥盆系；統(tǒng)：是系的再分，是世的時(shí)間內(nèi)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(shí)間內(nèi)形成的地層，一個(gè)統(tǒng)分為若干個(gè)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(fēng)山階。時(shí)間帶：是年代地層單位中級別最低的一個(gè)，代表時(shí)的時(shí)間內(nèi)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(zhì)年代表l

地質(zhì)年代表的建立通過對全球各個(gè)地區(qū)巖層剖面的系統(tǒng)劃分與對比，以及對相應(yīng)巖層的測年資料，按年代先后把地質(zhì)歷史進(jìn)行系統(tǒng)性的編年，這就是地質(zhì)年代表。它的內(nèi)容包括各個(gè)地質(zhì)年代單位、名稱、代號和距今年代等。地質(zhì)年代表反映出地殼中的無機(jī)界(礦物、巖石)與有機(jī)界(動(dòng)、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(zhì)年代名稱及來源F

太古宙(ArchaeozoicEon)：是最古老的地質(zhì)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(zhì)年代。巖層中發(fā)現(xiàn)有能進(jìn)行光合作用的藍(lán)綠藻細(xì)胞。F

顯生宙(PhanerozoicEon)：是生命大量發(fā)展和繁榮的地質(zhì)時(shí)期。F

古生代(PalaeozoicEra)：意為古老生物的時(shí)代。F

寒武紀(jì)(CambrianPeriod)：因首先在英國威爾士的Cambria研究了這一時(shí)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(jì)(OrdovcianPeriod)：Ordovices源于威爾士一個(gè)古代民族的名字。該時(shí)代地層最先在這個(gè)民族居住區(qū)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行了研究。志留紀(jì)(SilurianPeriod)：該時(shí)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(gè)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(guān)系（一）、基本概念

地層接觸關(guān)系：不同地質(zhì)時(shí)代形成的地層之間在縱向上的相互關(guān)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(shí)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(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(shí)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(shí)代較老的地層遭到剝蝕后形成的巖石碎塊，重新膠結(jié)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(zhì)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(shí)代的地層相平行，產(chǎn)狀一致。在平面圖上兩套地層的地質(zhì)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(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，形成褶皺、斷裂，同時(shí)長期遭受風(fēng)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(zhì)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(jié)構(gòu)、構(gòu)造等)、巖相、層序地層接觸關(guān)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(gè)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(nèi)不同地點(diǎn)的巖石地層單位的巖性特征和地層位置是否相當(dāng)，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(xué)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(gè)組，自下而上依次是：

(1)昌平組，以灰黑色硅質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r為主；

(2)饅頭組，以紫色頁巖為主；