第三章 地质年代与第四纪地质概述

通常用来测定地质年代的放射性同位素有： 通常用来测定地质年代的放射性同位素有： 钾一氩、铷一锶、铀一铅和碳一14等 钾一氩、铷一锶、铀一铅和碳一 等。
3.1.2 地质年代表
通过对全球各个地区地层划分和对比以及 对各种岩石进行同位素年龄测定， 对各种岩石进行同位素年龄测定，按年代先 后进行系统性的编年，列出“地质年代表” 后进行系统性的编年，列出“地质年代表”。 地质年代表使用不同级别的地质年代单 地质年代表使用不同级别的地质年代单 位和年代地层单位。 年代地层单位。 地质年代单位包括： 地质年代单位包括：宙、代、纪、世； 年代地层单位分别是宇、界、系、统。 年代地层单位分别是宇
中生代（ 中生代（界、MZ） ） 中生代意为“ 中等生物” 的时代， 中生代意为 “ 中等生物 ” 的时代 ， 以 陆上爬行动物盛行为特征。 陆上爬行动物盛行为特征。 中生代时除南方部分地区和西藏等地 为海洋环境外，我国大部分已形成为陆地。 为海洋环境外，我国大部分已形成为陆地。 三叠系、株罗系都是主要含煤地层。 三叠系、株罗系都是主要含煤地层。 中生代发生多次强烈地壳运动，主要 中生代发生多次强烈地壳运动， 有印支运动和燕山运动，并伴随有广泛的 印支运动和燕山运动， 岩浆侵入活动和火山爆发。 岩浆侵入活动和火山爆发。中生代构造活 奠定了我国东部地质构造的基础。 动，奠定了我国东部地质构造的基础。
古生代（ 古生代（界、PZ） ） 古生代是地球上生物繁盛的时代。所以， 古生代是地球上生物繁盛的时代。所以，从寒 武纪开始，就可以利用古生物化石来划分地层。 武纪开始 ， 就可以利用古生物化石来划分地层 。 古 生代地层主要为石灰岩、 白云岩、 生代地层主要为石灰岩 、 白云岩 、 碎屑岩等海洋环 境沉积。 上石炭统和上二叠统在一些地区含煤。 境沉积 。 中 、 上石炭统和上二叠统在一些地区含煤 。 二叠纪末部分地区上升成为陆地。 二叠纪末部分地区上升成为陆地。 早古生代的地壳运动，世界上称为加里东运动 加里东运动。 早古生代的地壳运动，世界上称为加里东运动。 在我国南方表现为泥盆系与前泥盆系为角度不整合 接触。二叠纪末期地壳运动影响广泛，内蒙、天山、 接触。二叠纪末期地壳运动影响广泛，内蒙、天山、 昆仑山都发生强烈褶皱上升成山，并有岩浆活动， 昆仑山都发生强烈褶皱上升成山，并有岩浆活动， 海西运动。 称之为海西运动 古生代末，海水消退， 称之为海西运动。古生代末，海水消退，中国大陆 雏形出现。 雏形出现。
第三章 地质年代与第四纪地质概述
主要内容： 主要内容： 3．1 地质年代 ． 3．2 第四纪地质概述 ．
3.1 地质年代
3.1.1 相对年代与绝对年代 地质学以相对年代 绝对年代两种方 相对年代和 地质学以相对年代和绝对年代两种方 法计算时间： 法计算时间： 表示地质事件发生的先后顺序为相对 表示地质事件发生的先后顺序为相对 年代； 年代； 表示地质事件发生至今的年龄称为绝 表示地质事件发生至今的年龄称为绝 对年代（同位素年龄）。 对年代（同位素年龄）。
蓟县运动 五台运动
隐生 宙 (宇) 宇
元古代 太古代
震旦纪（ 震旦纪（系）
3.1.3 地方性岩石地层单位
岩石地层单位，或称做地方性地层单位， 岩石地层单位，或称做地方性地层单位，可分为 等不同级别。 群、组、段等不同级别。 是岩石地层的最大单位， 群是岩石地层的最大单位，常常包含岩石性质复 杂的一大套岩层， 它可以代表一个统或跨二个统， 杂的一大套岩层 ， 它可以代表一个统或跨二个统 ， 如南京附近有象山群 象山群。 如南京附近有象山群。 是岩石地层划分的基本单位， 组是岩石地层划分的基本单位，岩石性质比较单 如南京附近有栖霞组 龙潭组等 栖霞组、 一。如南京附近有栖霞组、龙潭组等。 段是组内次一级的岩石地层单位，代表组内具有 是组内次一级的岩石地层单位， 明显特征的一段地层， 如南京附近栖霞组分具灰岩 明显特征的一段地层 ， 如南京附近栖霞组分 具灰岩 下硅质岩段、本部灰岩段等 段、下硅质岩段、本部灰岩段等。
3.1.4 我国地史概况
太古代（ 太古代（界、Ar） ） 太古界主要分布于华北地区，为各类片岩、 太古界主要分布于华北地区，为各类片岩、 片麻岩。 片麻岩 。 在冀东迁西地区发现同位素年龄为 34.3～36.7亿年的变质岩， 这是我国目前已知 亿年的变质岩， ～ 亿年的变质岩 的最老地层。 的最老地层。 太古代时可能地球上已有原始生物， 太古代时可能地球上已有原始生物，但 至今尚未发现可靠化石。 至今尚未发现可靠化石。太古代末有一次强烈 的地壳运动，我国称五台运动， 的地壳运动，我国称五台运动，表现为元古界 不整合覆于太古界之上，同时有花岗岩侵入。 不整合覆于太古界之上，同时有花岗岩侵入。
（3）切割律 ）
不同时代的岩 层或岩体常被侵入 岩侵人穿插， 岩侵人穿插，就侵 入岩与围岩相比， 入岩与围岩相比， 侵入者时代新， 侵入者时代新，被 侵入者时代老， 侵入者时代老，这 就是切割律 切割律。 就是切割律。
同位素年龄的测定 –绝对年代
基本原理是基于放射性元素具有固定的衰变系数 基本原理 是基于放射性元素具有固定的衰变系数。 是基于放射性元素具有固定的 衰变系数。 衰变系数λ代表每年每克母体同位素能产生的子 衰变系数 代表每年每克母体同位素能产生的子 体同位素的克数。 体同位素的克数。 测出放射性同位素蜕变后剩余的母体同位素含 测出放射性同位素蜕变后剩余的 母体同位素含 子体同位素含量（ ） 量 （ N） 与蜕变而成的 子体同位素含量 （ D） ， 可以 ） 与蜕变而成的子体同位素含量 根据下列公式计算矿物从其形成到现在的实际年龄， 根据下列公式计算矿物从其形成到现在的实际年龄， 即代表岩石的绝对年代。 即代表岩石的绝对年代。
3．2 第四纪地质概述 ．
第四纪是新生代最晚的一个纪， 第四纪是新生代最晚的一个纪，也是 包括现代在内的地质发展历史的最新时期， 包括现代在内的地质发展历史的最新时期， 第四纪的下限一般定为二百万年。 第四纪的下限一般定为二百万年。 第四纪分为更新世和全新世， 第四纪分为更新世和全新世，将更新 更新世 世分为早 三个世。 世分为早、中、晚三个世。
地质年代表
相对年代
宙（宇） 代（届） 新生代 （届） 纪（系）
第四纪（ 第四纪（系） 晚第三纪（ 晚第三纪（系） 早第三纪（ 早第三纪（系） 白垩纪（ 白垩纪（系）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ世（统）
距今年龄 Ma 2.0 24.6 65 144 213 248 286 360 408 438 505 590 800 2500
第四纪地质年代表
地质年代 纪 第 四 纪 Q 世 全新世Q 全新世Q4 更 新 世 晚更新世Q 晚更新世 3 中更新世Q 中更新世 2 早更新世Q 早更新世 1 绝对年龄（万年） 绝对年龄（万年） 距今年龄 1 10 73 200 时间间隔 1 9 63 127
3.2.1 第四纪地质概况
大约在二百多万年前地球上出现了人类， 大约在二百多万年前地球上出现了人类 ， 这是最重大的事 北京附近周口店的石灰岩洞穴中发现了大约生活在四 件。北京附近周口店的石灰岩洞穴中发现了大约生活在四、五 十万年以前的 北京猿人”头盖骨化石及其使用的工具。 以前的“ 十万年以前的“北京猿人”头盖骨化石及其使用的工具。 第四纪时期地壳有过强烈的活动， 第四纪时期地壳有过强烈的活动，为了与第四纪以前的 地壳运动相区别，把第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运 地壳运动相区别，把第四纪以来发生的地壳运动称为新构造运 动。 地球上巨大块体大规模的水平运动、火山喷发、 地球上巨大块体大规模的水平运动、火山喷发、地震等都 是地壳运动的表现。 是地壳运动的表现。 第四纪气候多变曾多次出现大规模冰川。 第四纪气候多变曾多次出现大规模冰川。 地区新构造运动的特征， 地区新构造运动的特征，对工程区域稳定性问题的评价是 一个基本要素。 一个基本要素。
3.2.1.1第四纪气候与冰川活动 第四纪气候与冰川活动
第四纪气候冷暖变化频繁， 第四纪气候冷暖变化频繁 ， 气候寒冷时期冰 冰期。 雪覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生，称为冰期 雪覆盖面积扩大，冰川作用强烈发生，称为冰期。 气候温暖时期，冰川面积缩小，称为间冰期 间冰期。 气候温暖时期，冰川面积缩小，称为间冰期。 中国大陆在冰期时， 海平面下降 ， 渤海 、 东 中国大陆在冰期时 ， 海平面下降， 渤海、 黄海均为陆地，台湾与大陆相连，气候干燥、 海、黄海均为陆地，台湾与大陆相连，气候干燥、 风沙盛行、黄土堆积作用强烈。 风沙盛行、黄土堆积作用强烈。 根据深海沉积物研究， 第四纪冰川作用有20 根据深海沉积物研究 ， 第四纪冰川作用有 万年有一次冰期和间冰期 次之多，而近80万年 万年每 万年有一次冰期和间冰期。 次之多，而近 万年每10万年有一次冰期和间冰期。
（2）生物层序律 ）
沉积岩中保存的地质时期生物遗体和遗 化石。 迹称为化石 迹称为化石。 根据化石确定岩层的地质年代， 根据化石确定岩层的地质年代 ， 这就是 生物层序律 在漫长的地质历史时期内， 在漫长的地质历史时期内 ， 生物从无到 从简单到复杂、 有、从简单到复杂、从低级到高级发生不可 逆转的发展演化。 逆转的发展演化。所以不同地质时代的岩层 中含有不同类型的化石及其组合。 中含有不同类型的化石及其组合。
元古代（ 元古代（界、Pt） ） 元古界主要分布于华北及长江流域， 元古界主要分布于华北及长江流域，此外还分 布在塔里木盆地及天山、昆仑山、祁连山等地。 布在塔里木盆地及天山、昆仑山、祁连山等地。 元古界分上、下两部分：下部为下元古界， 元古界分上、下两部分：下部为下元古界，为 浅变质的沉积岩或沉积一火山岩系；上部称震旦系， 浅变质的沉积岩或沉积一火山岩系；上部称震旦系， 为未变质的砂岩、石英岩、硅质灰岩（产藻类化石） 为未变质的砂岩、石英岩、硅质灰岩（产藻类化石） 和白云岩组成。 和白云岩组成。 早元古代末期的地壳运动， 吕梁运动， 早元古代末期的地壳运动，称吕梁运动，使震 旦系与下元古界呈角度不整合接触。 旦系与下元古界呈角度不整合接触。
3.2.1.2板块构造 板块构造
上纪40年代以来， 上纪 年代以来，出于军事目的和对石油 年代以来 资源的需求，进行了大规模海底地质调查， 资源的需求，进行了大规模海底地质调查，获得 大量成果，导致全球构造理论——板块构造学说 大量成果，导致全球构造理论 板块构造学说 的诞生。 的诞生。 板块学说认为 认为： 板块学说认为：刚性的岩石圈分裂成六个 大的地壳块体（板块）， ），它们驮在软流圈上作大 大的地壳块体（板块），它们驮在软流圈上作大 规模水平运动。 规模水平运动。各板块边缘结合地带是相对活动 的区域，表现为强烈的火山（岩浆）活动、 的区域，表现为强烈的火山（岩浆）活动、地震 和构造变形等。而板块内部是相对稳定区域。 和构造变形等。而板块内部是相对稳定区域。 全球划分出六个大的板块是：太平洋板块、 全球划分出六个大的板块是：太平洋板块、 美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块、 美洲板块、非洲板块、印度洋板块、南极洲板块、 欧亚板块。 欧亚板块。
新生代（ 新生代（界、KZ） ） 新生代为近代生物的时代。 新生代为近代生物的时代 。 哺乳动物 和被子植物非常繁盛。 和被子植物非常繁盛。新生代包括第三纪和 第四纪。 第四纪。 第三纪仅台湾和喜马拉雅地区仍被海 水淹没， 水淹没，我国第三系主要为陆相红色碎屑岩 沉积并含有丰富的岩盐。 沉积并含有丰富的岩盐。第三纪末期的地壳 运动称为喜马拉雅运动 喜马拉雅运动， 运动称为喜马拉雅运动，它使台湾和喜马拉 雅地区褶皱上升成为山脉，并伴有岩浆活动， 雅地区褶皱上升成为山脉，并伴有岩浆活动， 我国其它地区表现为断块活动。 我国其它地区表现为断块活动。
相对年代的确定
确定方法有： 确定方法有： 地层层序律 生物层序律 切割律
（1）地层层序律 ）
是确定地层相对年代的基本方法。 是确定地层相对年代的基本方法。未经过构造 运动改造的层状岩层大多是水平岩层。 运动改造的层状岩层大多是水平岩层。水平岩层的 层序为每一层都比它下伏的相邻层新而比它上覆的 相邻层老， 下老上新， 相邻层老，即下老上新，这就是地层层序律的基本 内容。 内容。
主要地壳运动 喜马拉雅运动 燕山运动 印支运动 海西运动
显 生 宙 （宇）
中生代 （届）
株罗纪（ 株罗纪（系） 三叠纪（系） 三叠纪（ 二叠纪（ 二叠纪（系）
古 生 代 (届) 届
晚古 生代
石炭纪（ 石炭纪（系） 泥盆纪（ 泥盆纪（系） 志留纪（ 志留纪（系）
加里东运动
早古 生代
奥陶纪（ 奥陶纪（系） 寒武纪（ 寒武纪（系）