前寒武纪地史学-朱茂炎
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全球界线层型剖面和点位 (GSSP, Global Boundary Stratotype Section and Point)
前寒武纪地质年代划分
GSSP
GSSA
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
现代地球：动物为主导的生态系统
青年地球：冷的、含氧的地球
原始地球：热的、缺氧的地球 内部划分稳定地壳形成的阶段性
高精度同位素年代学的实验分析技术
锆石
Radiometric isotopic geochronology
Erwin, 2006
前寒武纪地球历史
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
II
前寒武纪地球历史特征
以微生物为主导的 前寒武纪地球-生命系统
以动物为主导的 现代地球-生命系统
87% 地球历史时间
早期地球
蓝色地球
前寒武纪（隐生宙）
Precambrian (Cryptozoic)
显生宙
5.4亿
Phanerozoic
46亿
前寒武纪地质的特殊性
<20% 地表出露岩石 岩浆岩与变质岩为主 变质、变形 几乎没有地层标准化石
前寒武纪地球历史: Introduction
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法
I
前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
前寒武纪地球历史: Introduction
教学目标 Course Objectives
理解前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 弄清前寒武纪地质年代学划分 基本了解前寒武纪地球历史与演化（包括生命） 思考前寒武纪地球历史与演化对人类社会的启示
"The present is the key to the past.” Predictive tool: The past is the key to the future.
生物演替律
Principle of Biotic Succession
Fossil organisms succeed one another stratigraphically in a definite and determinable order.
Due to the non-repeatable nature of biologic evolution and extinction.
地球构造—岩浆旋回法
构造特征、岩浆活动、变质程度、岩石组合等
不整合面 同位素年龄划分界线 全球标准地层年龄 (GSSA, Global Standard Stratigraphic Age)
地球表层演化特征
大气(氧化)、气候变化、生物演化等 连续的沉积岩层内
界线层型：全球地质事件和某个生物种的首先层位（FAD）
paraunconformity
沉积岩示底和层面定向构造
• Geopetal structures: Way-up indicators in sedimentary rocks used to identify the top or bottom sides of beds)
Nichlos, 2009
horizontal position (more nearly horizontal than vertical.)
If strata are not horizontal in attitude, they probably were moved from their original attitude.
（花岗岩—绿岩组合）
强调了大陆增生过程和发展阶段 地球形成阶段：太阳系形成—地球最老岩石
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
太古宇 AR 滹沱系 Pt12 待建系 Pt11
2800 3200 3600 4000
中太古界 Ar2 古太古界 Ar1
始太古界 Ar0
中国区域与国际年代地层表的差异
震旦系 Z (Pt33) 541 Ma 635 780
新元古界 Pt1 南华系 Nh(Pt32) 青白口系 Qb (Pt31)
元古宇 PT 待建系 Pt23
前寒武纪地球历史基本研究方法
Basic Principles Used in Earth History Interpretation
James Hutton (1726-1797) & Charles Lyell (1797–1875): Uniformitarianism. Nicholas Steno’s (1638-1687) principles of stratigraphy: Superposition. Original horizontality. Lateral continuity. Hutton & Lyell’s principles: Cross-cutting relationships. Included fragments. Unconformities. William Smith’s principle Biotic succession.
地球历史：以生物进化为理论基础划分
地球历史：以生物进化为理论基础划分 on Earth: Six Kingdoms
Prokaryotes: no cell nuclei
Eukaryotes: cell nuclei
1911: A. Holmes: the first to start to construct a numerical calibration of the geological time scale
砾石、岩屑与矿物
碎屑锆石 Detrital zorcons
地层不整合 Unconformities
Surfaces resulting from erosion or non-deposition of strata.
Angular unconformity
disunconformity
nonunconformity
詹姆斯 ∙ 赫顿：地球历史研究的基本原理
James Hutton (1726-1797)
查理斯 ∙ 莱伊尔：地质学研究的基本原理
Charles Lyell (1797–1875):
地层叠覆律 Principle of Superposition
In an undisturbed succession of rocks, older beds occur below younger beds.
Principle of Inclutions
If pieces of one rock unit are contained in another stratigraphic unit, the unit containing the inclusions (pieces) is younger.
1000
1400 1600 1800 2300 2500
中元古界 Pt1 蓟县系 Pt2
2
长城系 Pt21 古元古界 Pt1 新太古界 Ar3
太古宇 AR 滹沱系 Pt12 待建系 Pt11
2800 3200 3600 4000
中太古界 Ar2 古太古界 Ar1
始太古界 Ar0
前寒武纪地质年代划分的基本原理(Rationale)
Because of their original, continuous, tabular shapes, strata can today be correlated across valleys, etc. (where erosion or faulting has occurred).
Felix Gradstein, James Ogg, Mark Schmitz, and Gabi Ogg (eds.), 2012. Geological Time Scale 2012. Elsevier
朱茂炎
南京地质古生物研究所
Email: myzhu@
* 未注明出处的图片、资料来自上述英文参考资料和本人
国科大“地史学”课程： 前寒武纪
前寒武纪地球历史
Earth-Life System History: Precambrian
第一部分
前寒武纪地球历史: Introduction
参考教材和教学大纲 Textbook & Syllabus
赵兵、庞艳春主编，2014. 地史学简明教程（第二版）地质出版社。
穿切关系律
Principle of Cross-Cutting Relationships
Faults, sedimentary units, and intrusive bodies are younger than the ones they cut across or intrude.
包含律
youngest
oldest
Question: How do we know if the succession
is undisturbed?
原始水平律
Principle of Original Horizontality
Sedimentary strata were originally deposited in a nearly
全国地层委员会, 2011-2013： 震旦系 Z (Pt33) 541 Ma 635 780
新元古界 Pt1 南华系 Nh(Pt32) 青白口系 Qb (Pt31)
元古宇 PT 待建系 Pt23
1000
1400 1600 1800 2300 2500
中元古界 Pt1 蓟县系 Pt2
2
长城系 Pt21 古元古界 Pt1 新太古界 Ar3
前寒武纪地层时序确认依赖地质学基本原则
Can assess stratigraphic order by testing assumptions of the principles?
Inclined but in correct relative order?
Folded and disrupted, how to know relative order?
Harold Levin, 2013. The Earth through Time. Wiley (Tenth Edition) Steven M. Stanley, 2009. Earth System History (Third Edition) W.H. Freeman and Company, New York
前寒武纪地质年代划分
赵兵、庞艳春，2014，p.60 依据：国际地层委员会 (ICS), 2004; 全国地层委员会，2002
国际年代地层表
国际地层委员会 (ICS), 2015：
地质年代表（GTS）
国际地层委员会 (ICS)， 2012
中国区域年代地层（地质年代）表
Trace fossils (Footprints)
Ripples and cross-beds
原始侧向连续律
Principle of Original Lateral Continuity
Strata originally extended in all directions until they thinned out or terminated against the edges of their basin of deposition.
前寒武纪地质年代划分
GSSP
GSSA
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
现代地球：动物为主导的生态系统
青年地球：冷的、含氧的地球
原始地球：热的、缺氧的地球 内部划分稳定地壳形成的阶段性
高精度同位素年代学的实验分析技术
锆石
Radiometric isotopic geochronology
Erwin, 2006
前寒武纪地球历史
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
II
前寒武纪地球历史特征
以微生物为主导的 前寒武纪地球-生命系统
以动物为主导的 现代地球-生命系统
87% 地球历史时间
早期地球
蓝色地球
前寒武纪（隐生宙）
Precambrian (Cryptozoic)
显生宙
5.4亿
Phanerozoic
46亿
前寒武纪地质的特殊性
<20% 地表出露岩石 岩浆岩与变质岩为主 变质、变形 几乎没有地层标准化石
前寒武纪地球历史: Introduction
教学提纲 Course Outline
前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法
I
前寒武纪地质年代划分 前寒武纪地球历史与演化（包括生命）
冥古宙 和 太古宙 Hadean & Archean Eons 元古宙 Proterozoic Eon 古元古代 Palaeoproterozoic Era 中元古代 Mesoproterozoic Era 新元古代 Neoproterozoic Era
前寒武纪地球历史: Introduction
教学目标 Course Objectives
理解前寒武纪地质的特殊性与基本研究方法 弄清前寒武纪地质年代学划分 基本了解前寒武纪地球历史与演化（包括生命） 思考前寒武纪地球历史与演化对人类社会的启示
"The present is the key to the past.” Predictive tool: The past is the key to the future.
生物演替律
Principle of Biotic Succession
Fossil organisms succeed one another stratigraphically in a definite and determinable order.
Due to the non-repeatable nature of biologic evolution and extinction.
地球构造—岩浆旋回法
构造特征、岩浆活动、变质程度、岩石组合等
不整合面 同位素年龄划分界线 全球标准地层年龄 (GSSA, Global Standard Stratigraphic Age)
地球表层演化特征
大气(氧化)、气候变化、生物演化等 连续的沉积岩层内
界线层型：全球地质事件和某个生物种的首先层位（FAD）
paraunconformity
沉积岩示底和层面定向构造
• Geopetal structures: Way-up indicators in sedimentary rocks used to identify the top or bottom sides of beds)
Nichlos, 2009
horizontal position (more nearly horizontal than vertical.)
If strata are not horizontal in attitude, they probably were moved from their original attitude.
（花岗岩—绿岩组合）
强调了大陆增生过程和发展阶段 地球形成阶段：太阳系形成—地球最老岩石
前寒武纪各地质年代基本定义与特征
太古宇 AR 滹沱系 Pt12 待建系 Pt11
2800 3200 3600 4000
中太古界 Ar2 古太古界 Ar1
始太古界 Ar0
中国区域与国际年代地层表的差异
震旦系 Z (Pt33) 541 Ma 635 780
新元古界 Pt1 南华系 Nh(Pt32) 青白口系 Qb (Pt31)
元古宇 PT 待建系 Pt23
前寒武纪地球历史基本研究方法
Basic Principles Used in Earth History Interpretation
James Hutton (1726-1797) & Charles Lyell (1797–1875): Uniformitarianism. Nicholas Steno’s (1638-1687) principles of stratigraphy: Superposition. Original horizontality. Lateral continuity. Hutton & Lyell’s principles: Cross-cutting relationships. Included fragments. Unconformities. William Smith’s principle Biotic succession.
地球历史：以生物进化为理论基础划分
地球历史：以生物进化为理论基础划分 on Earth: Six Kingdoms
Prokaryotes: no cell nuclei
Eukaryotes: cell nuclei
1911: A. Holmes: the first to start to construct a numerical calibration of the geological time scale
砾石、岩屑与矿物
碎屑锆石 Detrital zorcons
地层不整合 Unconformities
Surfaces resulting from erosion or non-deposition of strata.
Angular unconformity
disunconformity
nonunconformity
詹姆斯 ∙ 赫顿：地球历史研究的基本原理
James Hutton (1726-1797)
查理斯 ∙ 莱伊尔：地质学研究的基本原理
Charles Lyell (1797–1875):
地层叠覆律 Principle of Superposition
In an undisturbed succession of rocks, older beds occur below younger beds.
Principle of Inclutions
If pieces of one rock unit are contained in another stratigraphic unit, the unit containing the inclusions (pieces) is younger.
1000
1400 1600 1800 2300 2500
中元古界 Pt1 蓟县系 Pt2
2
长城系 Pt21 古元古界 Pt1 新太古界 Ar3
太古宇 AR 滹沱系 Pt12 待建系 Pt11
2800 3200 3600 4000
中太古界 Ar2 古太古界 Ar1
始太古界 Ar0
前寒武纪地质年代划分的基本原理(Rationale)
Because of their original, continuous, tabular shapes, strata can today be correlated across valleys, etc. (where erosion or faulting has occurred).
Felix Gradstein, James Ogg, Mark Schmitz, and Gabi Ogg (eds.), 2012. Geological Time Scale 2012. Elsevier
朱茂炎
南京地质古生物研究所
Email: myzhu@
* 未注明出处的图片、资料来自上述英文参考资料和本人
国科大“地史学”课程： 前寒武纪
前寒武纪地球历史
Earth-Life System History: Precambrian
第一部分
前寒武纪地球历史: Introduction
参考教材和教学大纲 Textbook & Syllabus
赵兵、庞艳春主编，2014. 地史学简明教程（第二版）地质出版社。
穿切关系律
Principle of Cross-Cutting Relationships
Faults, sedimentary units, and intrusive bodies are younger than the ones they cut across or intrude.
包含律
youngest
oldest
Question: How do we know if the succession
is undisturbed?
原始水平律
Principle of Original Horizontality
Sedimentary strata were originally deposited in a nearly
全国地层委员会, 2011-2013： 震旦系 Z (Pt33) 541 Ma 635 780
新元古界 Pt1 南华系 Nh(Pt32) 青白口系 Qb (Pt31)
元古宇 PT 待建系 Pt23
1000
1400 1600 1800 2300 2500
中元古界 Pt1 蓟县系 Pt2
2
长城系 Pt21 古元古界 Pt1 新太古界 Ar3
前寒武纪地层时序确认依赖地质学基本原则
Can assess stratigraphic order by testing assumptions of the principles?
Inclined but in correct relative order?
Folded and disrupted, how to know relative order?
Harold Levin, 2013. The Earth through Time. Wiley (Tenth Edition) Steven M. Stanley, 2009. Earth System History (Third Edition) W.H. Freeman and Company, New York
前寒武纪地质年代划分
赵兵、庞艳春，2014，p.60 依据：国际地层委员会 (ICS), 2004; 全国地层委员会，2002
国际年代地层表
国际地层委员会 (ICS), 2015：
地质年代表（GTS）
国际地层委员会 (ICS)， 2012
中国区域年代地层（地质年代）表
Trace fossils (Footprints)
Ripples and cross-beds
原始侧向连续律
Principle of Original Lateral Continuity
Strata originally extended in all directions until they thinned out or terminated against the edges of their basin of deposition.