第4章 地质年代与地质作用概述
中国地质大学(北京)硕士研究生考试地球科学概论考试大纲2022
中国地质大学（北京）硕士研究生考试地球科学概论考试大纲绪论名词解释：历史比较法（将今论古）以古论今论述分析：“将今论古”的含义及其辩证分析根据实例分析，论述地球科学概论的研究意义第一章宇宙中的地球名词解释：大地水准面大陆边缘大洋中脊大洋盆地第二章地球的外部圈层名词解释：地转偏向力波浪潮汐引潮力海流（洋流）浊流包气带水潜水承压水冰川黄道面大气的主要组成大气圈的结构论述分析：简述冰川的形成过程第三章地球的内部圈层名词解释：地震波纵波横波莫霍面古登堡面低速带岩石圈地磁要素磁偏角磁倾角磁场强度大小地温梯度磁异常克拉克值丰度值地壳主要元素矿物摩氏硬度解理断口岩石的结构岩石的构造岩浆岩沉积岩变质岩大陆地壳大洋地壳重力异常重力均衡论述分析：简述地球内部圈层的划分及划分依据第四章地质年代与地质作用名词解释：地质年代地层层序律化石层序律地质体之间的切割律同位素地质年龄生物和植物的演化时期地质年代表论述分析：说明并分析地质年代的确定方法第五章风化作用与剥蚀作用名词解释：风化作用温差风化冰劈作用残积物风化壳差异风化作用球形风化作用剥蚀作用河流的侵蚀作用下蚀作用侧蚀作用岩溶作用石林冰蚀谷风蚀谷河谷波切台波筑台论述分析：简述影响风化作用的因素概述河流的侵蚀作用及冲积物的主要特征简述岩溶作用发育的基本条件及常见的岩溶地形对比V型谷，U型谷，风蚀谷的特点，并分析其成因第六章搬运作用与沉积作用名词解释：搬运作用机械搬运推移跃移悬移载移化学搬运作用粒度分选性磨圆度球度冲积物的二元结构洪积物浅海洪积扇坡积物黄土三角洲成岩作用压实作用胶结作用重结晶作用论述分析：简述机械搬运的方式及特点简述湖泊化学沉积作用（潮湿&干旱）简述浅海的沉积作用（碎屑&化学&生物）对比分析河流上游与下游流水地质作用的特点请举例说明，野外地质工作的一般程序、工作内容和注意事项第七章岩浆作用与变质作用名词解释：岩浆岩浆作用裂隙式喷发中心式喷发侵入作用变质作用裂隙式火山中心式火山岩基岩株岩床岩墙岩盆岩盖区域变质作用动力变质作用接触变质作用混合岩化作用（变质的）重结晶作用变质结晶作用交代作用泥质岩类脱水论述分析：试述火山作用（喷出作用）及其主要产物简述岩溶侵入作用及其产物（深成&浅成）简述变质作用及其基本类型（区域&动力&接触&混合岩化）第八章构造运动名词解释：构造运动河流阶地夷平面准平原整合平行不整合角度不整合褶皱枢纽轴面背斜向斜地质构造地震震级烈度论述分析：简述地层的接触关系的类型、其代表的构造意义及野外研究方法试述判断古构造运动的主要标志（岩相变化&接触关系）试述断层的识别标志及其野外研究方法水平构造运动的表现形式（四种以上），并描述其变形特点第九章地球动力系统名词解释：威尔逊旋回论述分析：论述板块构造学说的基本思想及板块边界类型简述节理分期与配套的基本原理和工作方法第十章地球的资源名词解释：自然资源矿产矿床第十一章地球的环境名词解释：生态系统生态平衡地质环境地质灾害论述分析：分析不合理开发矿产资源引起的环境问题，并论证其治理方法分析常见的自然地质灾害类型及其预防方法第十二章地球的起源于。
第4章 地质年代与地质构造(简要介绍)
中生代中期的生物面貌
（4）新生代（ 0.7 － 0亿年前）
新生代包括第三纪和第四纪，是最新的地质时期。生物发展 逐渐接近现代生物特征，所以取名新生代。陆生动物以大量 出现哺乳类为特征。植物以被子植物占绝对优势。第三纪之 后发生了喜马拉雅造山运动造就了世界上最年轻最雄伟的喜 马拉雅山系和美州西海岸的海岸山脉及安底斯山脉等年轻而 高大的山脉，形成了现今的海洋和大陆分布格局。
地壳的构造运动生物发生和演变的特征都会记录在不同时期的岩石之中生物发生和演变的特征都会记录在不同时期的岩石之中运用现代地质学知识通过比较和推理可恢复地球的运用现代地质学知识通过比较和推理可恢复地球的特别是地壳的演化历史过程
第4章 地质年代与地质构造
• 4.1 地质年代 • 4.2地质构造 • 4.3 地质构造对建设工程稳定性的影响及设防原 则 • 4.4 地质图及其阅读
4.2.2 地质年代表 有了划分相对年代，绝对年龄的原则，就可以按年 代的顺序把地质历史进行系统性编年。按照年代顺序排列， 用来表示地史时期的相对年代和同位素年龄值的表格，称 为地质年代表。其内容主要包括各个地质年代单位及其开 始和延续的年龄。 （1）地质年代的划分 地质学家根据地壳的几次大的构造变动和生物演变 的阶段性，把地质历史分为宙、代、纪、世称为地质年代 单位。对于特定地质年代内所形成的岩石体，称为时间地 层单位。时间地层单位包括：宇、界、系、统。 （2）地质年代表 地质年代表在1756年提出，现代地质年代表在19世 纪发展起来并不断完善和充实。
各种褶皱构造
2、褶曲 1）褶曲的基本形式 背斜——岩层向上弯曲，核心部位的岩层较老，而外侧岩层较新， 称为背斜。其在地面的出露特征是从中心到两侧岩层从老到新对称重 复出现。
褶皱构造：褶皱“一词表明了原来平坦的岩层，受构造运动力的作用形成褶曲。岩层褶皱 后原有的空间位置和形态都已发生改变，但其连续性未受到破坏。构造运动是导致褶皱存 在的直接原因。 褶皱是岩层因在构造运动的作用下而变形 ，形成的一系列连续弯曲。岩层的连续完 整性末遭到破坏，是岩石塑性变形的表现 。
地质作用概述
地质作用概述油工14-4 赫双玲地质作用概述自然界中运动是绝对的，静止是相对的。
运动是物质存在的方式。
地球自形成以来就一直处于不断运动，发展和演变过程中，例如:地表形态和景观会发生”沧海桑田”的变化，裸露地表的岩石会变得破碎，松散，火山活动喷发出大量的高温熔融物质，地震产生山崩地裂等。
所以地质作用，是指由于受到某种能量(外力、内力）的作用，从而引起地壳组成物质、地壳构造、地表形态等不断的变化和形成的作用。
由自然动力引起使地壳组成物质，地壳构造，地表形态等不断的变化和形成的作用，通称地质作用。
地质学界把自然界引起这些变化的各种作用称为地质作用。
地质作用主要分为构造运动、岩浆活动、地震作用、变质作用、风化作用、斜坡重力作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用和固结成岩作用等。
地质作用的自然力是地质应力。
我们可以根据能量的来源的不同将其分为外力作用和内力作用。
外力作用又按照方式不同可分为:●风化作用:包括物理作用、化学作用和生物作用；●剥蚀作用：包括机械风化作用，化学风化作用:●搬运作用:包括机械搬运和化学搬运作用两类；●沉积作用:包括机械，化学，生物三类。
地质作用概述板块运动被认为是使地壳表层发生位置移动，出现断裂、褶皱以及引起地震、岩浆活动和岩石变质等地质作用的总原因，这些地质作用总称为内力地质作用。
内力地质作用改变着地壳的构造，同时为地貌的形成打下基础。
这就是说板块运动能够解释地壳中岩石的变形，包括区域的和整个地壳的。
产生内力地质作用的能源，一般推测，主要是放射性元素蜕变释放的热能和地幔重熔形成的热能。
这些能量，部分传导到地面散失，大量的内热由于岩石导热性差，在地下聚积成为产生各种内力地质作用的动力。
还有人认为，地球自转所产生的能也是产生内力地质作用的因素之一。
来自太阳的热能，是引起大气和水不断运动的主因，同时给生物的繁殖以能量，并直接对岩石圈施加影响。
这一切活动的结果，使地表的凸出部分受到风化、侵蚀等作用的破坏，破坏的产物在低凹的部位沉积起来形成新的岩石。
地质作用与地质年代
地质与地貌学——地球的基本知识地质作用及地质年代地质作用自地球形成以来，经历了漫长而复杂的变化。
地壳表面形态、内部结构和物质成分都在不断地变化着。
这些变化——都是由地质作用引起的。
地质作用——指的是引起地壳物质组成、地表形态和内部构造发生改变的作用。
地质营力——就是产生地质作用的力，是使地壳发生变化的力量。
地质作用的驱动力——“两台发动机”一台发动机是地球内部的放射热内力地质作用，它驱动着全球岩石圈的地壳运动、岩浆作用、变质作用和地震+ ΔE (ΔE=5.5 MeV)地壳运动：是地壳物质的机械运动，它形成了地壳的脆弱地带，有利于岩浆向上运移，甚至喷出地表，发生——岩浆作用地壳运动和岩浆作用产生的高压和高温使原先成岩石发生——变质作用——形成变质岩。
地壳运动岩浆作用变质作用地震——是由岩石破裂突然释放巨大能量引起的，是地壳运动的一种特殊表现形式所以说地壳运动是内力地质作用的主导因素另一台发动机是太阳能，它通过风、流水、冰川等驱动和维持着地表的风化、剥蚀、搬运和沉积过程，称为外力地质作用——形成沉积岩。
外力地质作用包括：风化作用、流水作用、冰川作用、风的作用、海洋与湖泊作用和地下水作用等。
内力地质作用与外力地质作用对地表作用的目标和结果相反——内力地质作用是“抬高降低”，增大地表起伏；——外力地质作用对地表“削高填低”，降低地表起伏。
地质年代地质年代——地球历史阶段 地质年代的表示方法有两种：相对地质年代绝对地质年代相对地质年代相对地质年代——利用地层的上下和新老关系，说明地层形成的相对时代。
地层——是指地壳在发展过程中，经历地质作用形成的各种成层的和非成层的岩石的总称。
它记录着过去的自然地理环境、古生物、地壳运动的变化。
标准化石——指那些分布广，数量多，从出现到绝灭却时间短的生物化石。
三叶虫化石(左)和笔石化石(右) 化石——生物死亡并被迅速掩埋后，SiO 2、CaCO 3等沿生物体型充填替代生物遗体。
03-3.1-1 地质作用、地质年代以及地质年代表
地质年代单位
地层单位
宙……………………………宇
代……………………………界
纪……………………………系
世……………………………统
我国还使用岩石地层单位：群、组、段、带。
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中国地质年代分布图
14
▪ 思考题
▪ 1.什么叫地质作用？地质作用的类型有哪几种？别分别举出 几个例子。
▪ 2.相对地质年代如何确定？
相对地质年代是指地层形成的先后顺序和地层的相对新老关系， 是由该岩石地层单位与相邻已知岩石地层单位的相对层位的 关系来决定的。
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1 绝对地质年代
绝对地质年代的确定一般根据放射性同位素的蜕变规律， 来测定岩石和矿物年龄。
t 1 ln(1 D )
N
t——某一放射性同位素的年龄 λ——衰变常数,每年每克母体同位素能产生的子体同位素的 克数; N——矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量;
D——蜕变而成的子体同位素含量。
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2 相对地质年代
（1） 地层层序法 地层层序法是确定地层相对年代的基本方法。 正常情况下，新岩层在上面，老岩层在下面。
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（2） 生物演化法
地质历史上的生物称为古生物。生物总是由简单到复杂，由低级 到 高级逐渐演化发展的。
对于研究地质年代有决定意义的化石，应该具备在地质历史中演 化 快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点，这种化石称 为标 准化石。
地史学:研究地壳的发展和演变历史的科学，它阐明地壳发展 变化的历史过程和生物演化的情况
地质年代：是指一个地层单位或地质事件的时代和年龄。 分为 绝对年代和相对年代。
地层：地史学中，将各个地质历史时期形成的岩石。不同时代 对应不同的地层。
普通地质学第四章 地质年代PPT课件
原始水平原理：沉积岩层在沉积时呈水平状或近水平状。
湖泊或海洋中的沉积
这些岩层在其沉积之 后的某个时候受构造 扰动而变成倾斜状
沉积物呈水 平层状沉积
二、生物层序律（化石层序律）
化石——埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹。
恐龙足迹（遗迹化石）
生物的演化是从简单到复杂，低级到高级不断发展的，岩层 中所含的化石也具有一定的规律，岩石年代越老生物化石越原始、 越简单、越低级。岩石年代越新、生物化石越复杂越高级。
On找c到e 后fo：und: Th可e测r定at1i4oC与o1f2CC的1比4 率to， C1求2 取ca经n历b的e半衰期数
measured for the
number of half-life
reductions
同位素年代测定的计算公式：
t＝
半衰期 0.693 Ln(N/N0)
t –被测对象的年龄，年；
生物层序律——一方面：年代越老的地层中所含生物越原始、越
简单、越低级；年代新的地层中所含生物越进步、越复杂、越高级；另一 方面：不同时期的地层含有不同类型的化石及其组合，，而在相同时期相 同环境中所形成的地层，只要原来海洋或陆地想通，都含有相同化石及其 组合。
在泥地上 留下足印
恐龙倒下死去
侵蚀作用使得含 恐龙骨骼和足印 的地层出露地表
软体腐烂， 骨骼存留
水面上升；沉 积物将骨骼和
足印埋藏
在骨骼之上堆积 了厚层沉积物；
骨骼逐渐石化
本层包含 恐龙骨骼
Int.-D.04g
Stephen Marshak
恐龙足迹（遗迹化石）
虫孔（遗迹化石）
硅化木
琥珀
• 利用化石进行地层对比
地史上生物的演化呈渐 进的、不可逆的系统方式
03地质年代与第四纪地质概述1PPT课件
与
的碎屑物，因其成层覆盖在地表，故又称残积层。
第 四 纪 地
• 残积层向上逐渐过渡为土壤层，向下逐渐过渡为半风化岩石和新 鲜基岩；
• 残积物不具有层理，粒度和成分受气候条件和母岩岩性控制；
质
• 残积物成分与母岩岩性关系密切；
概
• 残积物的厚度往往与地形条件有关，在陡坡和山顶部位常被侵蚀
述
而厚度小；
22
地
质
概
岩层因构造运动而发生倾斜但未倒转，层序正常时，
述 倾斜面以上的岩层新，倾斜面以下的岩层老。
3
工程地质
3.1 地质年代
地 质
相对年代的确定
年
地层层序律
代
与
新
第
四
纪
老
新
地
质
概
岩层因构造运动而发生倒转时，老岩层就会覆盖在
述 新岩层之上。
4
工程地质
3.1 地质年代
地 质
相对年代的确定
年
生物层序律
代
17
工程地质
3.2 第四纪地质概述
地 质
第四纪地质概况
年 代
第四纪气候与冰川活动
与 冰期——第四纪气候寒冷的时期，期间冰雪覆盖面积扩大，
第
冰川作用强烈发生。
四 纪 间冰期——第四纪气候温暖的时期，期间冰川面积缩小。
地 质
★ 中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、东
概
海、黄海均为陆地，台湾与大陆相连，气候
纪
岗质片麻岩。
地
质
概
太古代时的地壳运动——五台运动。
述
11
工程地质
3.1 地质年代
地 质
我国地史概况
第四章 第四纪沉积物及其工程地质特征(1)
河谷地貌
上游地区，由于坡度陡，流速大， 上游地区，由于坡度陡，流速大， 垂直侵蚀作用强。 在中游地区，一般两岸受侧方侵 在中游地区，一般两岸受侧方侵 蚀作用的冲刷较强，因而河谷斜 坡的形状比较开展，谷底比较宽 阔。 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 在下游地区，冲刷作用弱而沉积 作用强，河谷开展，成宽广的平 谷。泥砂类的沉积物多，成广大 平原，洪水容易泛滥。
洪积土： 洪积土：当山洪急流携带大量石块泥砂在山口以外
的平缓地带沉积下来便形成洪积土。
洪积土的特征： 洪积土的特征：
物质大小混杂，分选性差，颗粒多带有棱角。 洪积扇顶部以粗大块石为多；中部地带颗粒变细，多 为砂砾粘土交错；扇的边缘则以粉砂和粘性土为主。 洪积物质随近山到远山 呈现由粗到细的分选作用， 但碎屑物质的磨圆度由于 搬运距离短而仍不佳。山 洪大小交替的分选作用， 常呈不规则的交错层状构 造，交错层状构造往往形 成夹层、尖灭及透镜体等 产状。
第四章
第四纪沉积物及其工程地质特征
内容提要： 内容提要：
一、风化作用及残积土 二、地表流水的地质作用 三、海洋的地质作用 四、湖泊的地质作用 五、冰川的地质作用 六、风的地质作用
第四纪地质Quarternary 第四纪地质Quarternary Geology
地质作用与地质年代
一、什么是地质作用？ 由自然动力引起的使地壳或岩石圈甚至整个地球的物质组成、内部结构和地表形态发生变化和发展的作用称为地质作用（geological process）。
地质作用一方面不停息地破坏着地壳或岩石圈原有的物质成分、结构、构造和地表形态；另一方面又不断形成新的物质成分、结构、构造和地形形态。地质作用既有破坏性，又有再造性，是破坏中再造，在再造中破坏，这对矛盾的统一体在其发展过程中不断改造着地壳或岩石圈，使其总是处于一种新的状态。
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三、地质年代表
（一）地质年代单位及年代地层单位的划分
一）地质年代单位 宙代纪世
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三、地质年代表
（一）地质年代单位及年代地层单位的划分
二）年代地层单位宇界系统 三）地质年代单位与年代地层单位的级别对应关系
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第一节 地质作用
（三）外动力地质作用概述
1、外动力地质作用发生的原理 2、地质营力的介质 3、外动力地质作用的过程（或序列、类型）
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第一节 地质作用
（三）外动力地质作用概述
4、外动力地质作用的类型
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第一节 地质作用
（四）内动力地质作用概述
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第二节 地质年代
正如论述人类社会的发展历史，可以用社会发展的主要事件来描述一样，（如不同朝代、不同的社会阶段作为时间的概念)。对整个地球发展演化的历史和对地质历史中发生的地质事件（如生物的大规模兴盛与灭绝、强烈的构造运动、岩浆活动、海陆变迁等）的论述、记述、研究也需要一套相应的地质年代，类似于社会年代。
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第一节 地质作用
二、地质作用的类型（一）地质作用类型划分的依据
地质年代及四纪地质特征
地层层序法
标准剖面法
触关系来确定其形
成的先后顺序。
层面构造法
整合接触
相对 地质 年代 确定 方法
生物层序法
角度不整合地层接触关系法
沉积岩间 的接触
平行不整合接触 角度不整合接触
沉积岩与岩 浆岩之间的 接触关系
岩浆岩之间 注意的接触关系
当不整合面与斜坡倾向一致时，如开挖地基，经常会成为斜
断层接触关
坡滑移的边界条件，对工编程辑建课筑件系的安全极为不利。
残积物成分与
母岩有关
风
土壤层
残积物厚度与
化
地形有关
壳
残积物
强风化
半风化岩石 中风化
新鲜岩石
弱风化
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2、坡积物 雨水、雪水，高处风化碎屑，堆积在平缓
的斜坡或坡脚 成分与高处岩石性质有关 厚度变化大
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3、洪积物
大雨、雪水，大量碎屑物，沿冲沟搬运到
山前或山坡的低平地带堆积而成，在沟口常 呈扇状分布上部——洪中部积扇下部
干旱地区，地面无植被保护，岩石碎屑被 风吹扬，风力减弱时发生沉积形成风积物。
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作业 1、名词解释
残积层 坡积层 洪积层 相对地质年代 2、试说明残积层、坡积层及洪积层各自的工程地质特征。
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三、地方性岩石地层单位
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四、我国地史概况
1、太古代（界、Ar） 2、元古代（界、Pt） 3、古生代（界、Pz） 4、中生代（界、Mz） 5、新生代（界、Kz）
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五、第四纪地质概述
第四纪是新生代最晚的一个纪，包括现代 下限为二百万年
第4章 地质年代
•
——沈括已经有了很深的地质学思维，包括化石、海陆变
迁、河流的侵蚀和搬运作用等。
（2）生物演化的一维性
生物界的演化具有明显的不可逆性和阶段性，其总 体趋势是从简单到复杂，从低级到高级。 在同一地质历史时期，生物界会因争夺生存空间， 而向各地迁移，因而生物界的总体面貌在大范围 内呈现出一致性。这样，我们就可以利用化石来 进行时代对比，即相同的化石代表相同的地质年 代。
相 对 地 质 年 代
地 质 年 代 的 确 定 方 法
第一节 地质年代的确定方法 （如何标记地球的年龄：地球、岩石、 矿物、生物）
地质学表示时序的方法有两种： 相对地质年代（relative time）——主要是根据生物 界的发展和演化（以化石为 依据）把整个地质历史划分 为一些不同的历史阶段，借 以展示岩石的相对新老关系。 同位素地质年龄（isotopic age）——主要是利用岩石 中某些放射性元素的蜕变规 律，以年为单位来测算岩石 形成的年龄。
第四章 地质年代
第第第 三二一 节节节 同 位 素 地 质 年 代
地球先生说：我可是活 了很大岁数了啊！岁月 久远，记性不好，就连 岁数都忘记了。 谁有办 法，帮我算算吧。 毕竟岁数大了，坎坷经 历得多，见过的世面也 多些。 最伤感的是，许多生命 在我的怀抱里生生灭灭； 最高兴的是，也不知过 了几世几劫，今天终于 见到你们了。
奇虾
• 奇虾是一类已经灭绝的大型无脊椎动物，化石表 明这种动物口器有十几排牙齿，直径有25厘米， 粪便化石长10厘米，粗5厘米。由此推测，奇虾 体长可能超过2米。 • 奇虾最初在加拿大发现，当时只发现一只前爪的 化石，被误认为是虾的尾巴。科学家还想像了一 个虾头，由于它不是虾，所以命名为奇虾。 • 1994年，中国科学家在帽天山发现完整的奇虾化 石，纠正了从前的错误，所谓的“尾巴”其实是 它的爪子。
中国地质大学(北京)考研地球科学概论复习题
地球科学概论复习题第一部分填空与判断第一章绪论一、填空题1、地球的外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。
2、地球的内部圈层主要为地壳、地幔和地核。
3、地质学的研究方法为将今论古的历史比较法。
二、判断题（正确∨，错误×）1、地质学与地球科学研究的内容实际上没有本质区别（×）。
2、地球的演变是以渐进的方式持续进行的（×）。
第二章地球一、填空题1、莫霍面以上为地壳；古登堡面以上至莫霍面之间为地幔；古登堡面以下为地核。
2、陆壳具有双层结构，其分界面称为康拉德面。
3、陆壳具有双层结构，上部为硅铝质，下部为硅镁质。
二、判断题（正确∨，错误×）1、某地区重力异常，说明该地区重力值偏高（×）。
2、纵波传播速度快，能够在液体中传播，横波传播速度慢，不能在液体中传播（∨）。
3、地下的温度、压力，与地壳的密度成正比（×）。
4、古登堡面以上，重力值随深度增加而增加；古登堡面以下，重力值随深度增加而减小（∨）。
5、地球的北极为地磁场的N极；地球的南极为地磁场的S极（×）。
6、地球重力随纬度增加而增加（∨）。
三、选择题1、岩石密度越（B），地震波的传播速度越慢；能在液体中传播的是（D）。
A、大B、小C、横波D、纵波2、地震波能够在地球内部传播说明地球有（A）；地壳中的岩石可发生强烈的弯曲说明地球具有（B）。
A、弹性B、塑性第三章地壳一、填空题1、地球表面积是起伏不平的，可分为陆地和海洋两大部分。
2、大陆表面按高程和起伏特征可分为山地、丘陵、平原、高原、盆地和洼地六种地形地貌单元。
3、世界上的两大山系为阿尔卑斯—喜玛拉雅山系和环太平洋山系。
4、海底地形分为大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊三大单元。
5、大陆边缘由⑴大陆架；⑵大陆坡；⑶大陆基；⑷岛弧；⑸海沟五部分构成。
6、固体矿物按内部结构可划分为晶质和非晶质两类两类。
7、晶体按其生长方式分为一向延长型、二向延长型、三向延长型三种。
工程地质电子教材(基础地质部分)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第三章 矿物和岩石第一节 矿物一、定义：在地质作用下形成的具有一定化学成分和物理性质的天然均质体，叫矿物。
二、物理性质： （一）晶体形态：⎩⎨⎧质点为有序排列）晶体矿物（组成矿物的火山玻璃、胶体蛋白的质点为无序排列）：非晶体矿物（组成矿物⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧、钟乳状状、粒状、块状、土状几何体：纤维状、鳞片立方体、菱面体片状、板状针状、柱状单体 （二）光学性质：⎪⎩⎪⎨⎧应后的颜色假色：矿物表面氧化反离子的颜色。
它色：矿物中混入色素的混合色。
长的光波后，其余光波自色：矿物吸收某一波、颜色12、条痕：矿物粉末的颜色。
⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧、土状光泽几何体光泽：丝绢光泽断口光泽：油脂光泽珍珠光泽晶面光泽：玻璃光泽、单体光泽：光的能力：、光泽：矿物表面反射3 ⎪⎩⎪⎨⎧不透明半透明透明的程度：、透明度：矿物透射光4（三）力学性质1、硬度：抵抗外力刻划的能力（在晶面上）摩氏硬度：滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 正长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石1 2 3 4 5 6 7 8 9 102、解理：外力敲击下，沿结晶薄弱面平行裂开的性能。
⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧︒︒︒︒见平整光滑处无解理：解理面肉眼难光滑较小，断口发育中等解理：解理面平整分光滑完全解理：解理面大部全光滑挤完全解理：解理面完解理程度：，辉石：，角闪石：解理交角：解理组数938756124⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧平坦状参差状锯齿状贝壳状沿任意方向的裂开：、断口：外力敲击下，3⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧白云石：遇镁试剂变蓝气泡方解石：遇稀盐酸剧烈化学反应：磁性可塑性滑感挠性弹性（四）其它特殊性质：三、常见矿物的简易鉴定1、浅色矿物：石英 正长石 斜长石 方解石 白云石 白云母 石膏 滑石 硬度大 硬度中等 硬度小半透明 肉红色 灰白色 菱面体 弯曲菱面体 薄片状 丝绢光泽 有滑感 断口油脂光泽 两组解理 遇HCL 起泡 遇镁试剂变兰 珍珠光泽 无解理 白色弹性2、暗色矿物：橄榄石 辉石 角闪石 黑云母 绿泥石 硬度大 硬度小颗粒状 短柱状 长柱状 薄片状 薄片状 半透明 解理交角近90º 解理交角124 º 弹性 挠性橄榄绿色 多为黑色 黑绿色 黑色 墨绿色珍珠光泽第二节 岩浆岩岩石：造岩矿物的天然集合体。
地质基本知识(地质年代与地质构造)
e d c
粉
20
b
0
砂
a e
块 和 泥 相
7.3 地质作用和地质年代
三、地质年代和地层系统
生物层序律：
生物的演变是从简单到复杂，从低级到高级，不断 进化和发展的。因此，一般说来，地层年代越新其中 含生物就越进步、越复杂。另一方面，不同时期的地 层中含有不同类型的化石及其组合，而相同时期且在 相同地理环境下所形成的地层，不论相距多远都含有 相同化石或化石组合。
研究节理的理论和实践意义
实际意义：
1）矿液、石油、天然气运移通道、储集场所，控制矿 体形态。
2）地下水、石油渗透性，含油性，含水性与节理发育 的密度，开启性有关。 3）影响水工建筑物的渗漏性和岩体的稳定性。
理论意义：
节理与褶皱断裂和区域性构造密切相关，可认识和阐 明区域地质构造及其形成和发展。
7.4 地质构造
五、地层接触关系
褶皱和断层是岩层形成之后由于地壳运动 造成的，如果没有地壳运动形成地质构造，所 有新、老地层（各时期形成的岩层）都应是水 平叠臵在一起。但有了地壳运动就使地层之间 不再是简单的水平叠臵，而有更复杂的接触。
1.整合接触
表现：新老地层产状一致，岩性变化及古生物 演化渐变而连续，新老地层时代连续，其间没有 地层缺失。
断层线
7.4 地质构造
1.断层的几何要素
(3) 断盘 断层面两盘相对移动的岩块。
按断层面与断盘关系（位臵关系）分：
上盘、下盘、东南盘、西北盘等；
按两盘相对位移（运动）方向分：
上升盘、下降盘。
7.4 地质构造
1.断层的几何要素
(4) 断距 断层发生后，同一岩层的岩块，沿断 层面移动的距离。 滑距：错断前的一点，在错动后分成两点， 两点间的实际距离称为滑距。 垂直断距：断层两盘上同一岩层之间的垂距。 水平断距：断层两盘上同一岩层之间的平距。
3地质年代与第四纪地质概述
工程地质
3.1 地质年代
地 质 年 代 与 第 四 纪 地 质 概 述
7
同位素年龄的测定
• 通过测定岩石中 放射性同位素 的年龄来确定岩石的 通过测定岩石中放射性同位素 放射性同位素的年龄来确定岩石的
绝对年代。 绝对年代。
• 碳-14专用于测定最新地质事件和大部分考古材料的 专用于测定最新地质事件和大部分考古材料的
相对年代的确定
地层层序律
新
工程地质
3.1 地质年代
地 质 年 代 与 第 四 纪 地 质 概 述
5
★在不同层位的岩层中包含的化石各不相同 不同层位的岩层中包含的化石各不相同 的岩层中包含的 ★在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代 在不同地区含有相同化石的地层属于同一时代 含有相同化石的地层
相对年代的确定
3 地质年代与第四纪地质概述
3.1 地质年代 3.2 第四纪地质概述
本章小 结
工程地质
3.1 地质年代
地 质 年 代 与 第 四 纪 地 质 概 述
2
表示地质事件 发生至今的年 龄 表示地质事件 发生的 先后顺序
地层层序律
相对年代 绝对年代
生物层序律 切割律
工程地质
3.1 地质年代
地 质 年 代 与 第 四 纪 地 质 概 述
工程地质
3.2 第四纪地质概述
地 质 年 代 与 第 四 纪 地 质 概 述
18
第四纪地质概况
第四纪气候与冰川活动 冰期——第四纪气候寒冷的时期，期间冰雪覆盖面积扩大， 第四纪气候寒冷的时期，期间冰雪覆盖面积扩大， 冰期 第四纪气候寒冷的时期 冰川作用强烈发生。 冰川作用强烈发生。 间冰期——第四纪气候温暖的时期，期间冰川面积缩小。 第四纪气候温暖的时期，期间冰川面积缩小。 间冰期 第四纪气候温暖的时期 中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、 ★ 中国大陆在冰期时，海平面下降，渤海、东 黄海均为陆地，台湾与大陆相连， 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。 干燥、风沙盛行、黄土堆积作用强烈。
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2）化石层序律的内容
不同时代的地层含有不同的化石组合，具有相同或相近 化石组合的地层形成年代相同；
地层越老所含生物化石越低级、结构越简单；
地层越新，所含生物化石越高级、结构越复杂； 可根据地层中所含化石确定地层的相对年代
标准化石 标准化石：生存时间短、分布广、数量多、特征明显、保存 完好、容易鉴定的化石
顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层
生物地层划分示意图
生物地层对比示意图
三. 年代地层
年代地层：特定的地质时间间隔内形成的地层，其顶底界面
为等时面
地质年代单位 年代地层单位 岩石地层单位
宙
代 纪
宇
界 系
世
时
时间带
段
层
第三节 地质作用概述
一. 地质作用的概念
地质作用：由自然动力引起地球的物质组成、内部结构、 构造和地表形态变化与发展的作用
放射性同位素衰变实例
87Rb
-------87Sr +
38P, 49N
37P, 50N
放射性同位素衰变实例：原子弹爆炸
同位素半衰期 半衰期（T1/2）：放射性同位素体系，放射性核素母体原子
衰变完一半所需要的时间 T1/2=ln（2/ ）
放射性同位素半衰期示意图
K-Ar同位素体系半衰期示意图
2. 地质年代的特征及由来
冥古宙：最早岩石和生命出现之前的时期； 太古宙：原始生命出现及生物演化的初级阶段； 元古宙：早期原始生命，菌藻类； 古生代：“古老生物”时代，包括六个纪 寒武纪：“寒武”是英国威尔士的古称，在威尔士研究的最早； 奥陶纪：“奥陶”英国威尔士的一个古代民族的名称； 志留纪：“志留”是英国威尔士边境的一个古代部族的名称； 泥盆纪：在英格兰泥盆郡研究最早； 石炭纪：地层中富含煤层，创名于英国； 二叠纪：最早研究于乌拉尔山，具有明显的二分性； 中生代：“中期生物”时代，分为三个纪 三叠纪：该地层在德国南部研究最早，地层具明显三分性； 侏罗纪：在法国与瑞士的交界的侏罗山研究最早； 白垩纪：最早发现于英吉利海峡北岸，产出白色的细粒碳酸钙，拉 丁文称为Creta，意为白垩； 新生代：近代生物时代，包括古近纪、新近纪和第四纪 第三纪、第四纪的起源于18世纪欧洲地质学家对地层系统的划分
二. 相关概念
岩层：层状岩石的统称，包括沉积岩、层状的岩浆岩和变质岩 地层：某一地质时期形成的岩层或岩石组合，包括沉积岩、岩
浆岩以及由此经变质作用形成的变质岩
古生物：地质历史时期的生物
化石：保存在地层中的古生物的遗体和遗迹
地史学：研究地球地质历史及其发展规律的科学，以地层和 古生物为研究对象
化石的常见类型
1. 地质年代的划分
地质年代单位：宙 代 纪 世 期 宙-冥古宙,太古宙,元古宙和显生宙
显生宙-古生代,中生代和新生代
古生代-早古生代,晚古生代
早古生代-寒武纪（Є）,奥陶纪（O）,志留纪（S）
晚古生代-泥盆纪（D）,石炭纪（C）,二叠纪（P） 中生代-三叠纪（T）,侏罗纪（J）,白垩纪（K） 新生代-古近纪（E）,新近纪（N）,第四纪（Q）
（Rutherford and Soddy，1902）
锆石U-Pb定年实例
LA-ICP-MS
SHRIMP
宙
代
地质时代 纪 第 四 纪(Q) 新近纪(N) 古近纪(E)
新生代 (Kz)
四. 地 质 年 代 表
白垩纪(K) 侏罗纪(J) 三叠纪(T) 二叠纪(P) Pz2 石炭纪(C) 古 泥盆纪(D) 生 志留纪(S) 代 Pz 奥陶纪(O) 1 寒武纪(∈) 元 新元古代 震旦纪,青白口纪 古 中元古代 蓟县纪,长城纪 宙 古元古代（Pt1） 新太古代 太 中太古代 古 古太古代 宙 始太古代 冥古宙(Hd) 显 生 宙 中生代 (Mz)
常用同位素体系的半衰期
母同位 素 238U
40K 87Rb 14C
子同位 素 206Pb
40Ar 87Sr 14N
半衰期 (亿年) 45
13 470 5730年
定年范围
1 Ma4.6 Ba 50,000 a 4.6 Ba 10 Ma 4.6 Ba 100 a 70,000 a
定年材料
锆石 黑云母，白云母，角 闪石，钾长石或全岩 黑云母，白云母，钾 长石或全岩 木材, 木炭, 泥炭, 骨 头, 牙齿, 贝壳, 碳酸 盐
第四章 地质年代与地质作用概述
主要内容
第一节 地质年代*****
第二节 地层的划分与对比***
第二节 地质作用概述*****
第一节 地质年代
一. 地球的演化阶段
地球的年龄：46亿年 天文演化阶段：46-40亿年，无生命，冥古宙
地质演化阶段：40亿年有岩石记录以来
地质历史时期：地球形成-更新世（46亿年前-1万年前）
第二节 地层的划分与对比
地层划分：按照岩性、化石和接触关系将地层划分为不同级 别单位 地层对比：将不同区域的地层加以比较，确定彼此形成的
先后次序
地层的划分与对比方法 岩石地层 生物地层
年代地层
一. 岩石地层
岩石地层：地层的岩性、 岩相或变质程度的特征
岩石地层单位： 群、组、段、层
松辽盆地早白垩世营城组岩石地层特征
岩石地层：岩石组合
山东莱阳白垩系青山群
岩石地层单位
群-最大的岩石地层单位，由两个或两个以上具有相似岩石 学特征的组构成； 组-岩石地层的基本单位，具有岩性、岩相和变质程度的一 致性的岩层； 段-与组内相邻岩层具有不同的岩石特征； 层-最小的岩石地层单位，指组内或段内的一个明显的特殊 的单位（颜色、岩性和化石）
莱德利基虫（三叶虫） 早 寒武世
单笔石 志留纪-早泥盆世
（3）地质体切割律
较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，即切割者新、被 切割者老
老
新
地质体切割律示意图
/geology/MRW/.../Stratigraphic%20Principles.ppt
3. 绝对地质年代的确定方法
（1）放射性同位素衰变简介 同位素：具有相同质子数和不同中子数的一组核素，在 元素周期表中占据同一个位置
例：Pb有4个同位素， 204Pb、206Pb、207Pb和208Pb ，这4个同位素都有 82个质子，因而它们都位于元素周期表第6周期第ⅣA族，但具有不 同的中子数
稳定同位素：原子核稳定，不自发地衰变或衰变期长， 原子核的变化不能被察觉或可忽略不计 放射性同位素：原子核不稳定，能以一定方式自发衰变形 成其它核素，衰变形成的同位素叫放射成因同位素
（2）放射性同位素定年原理
矿物形成后，在与外部环境隔绝的情况下，所含放射性同 位素不断衰变，同时放射成因同位素相应增加，期间不存 在外界同位素的进出，实验室通过测试母体同位素的剩余 量及子体放射性成因同位素的含量，即可计算同位素衰变 经过的时间，即矿物的形成年龄 t = 1/ ln(1 + D/P) t-时间；-为衰变常数；D-放射成因同位素的含量； P-剩余放射性同位素的含量
内动力地质作用：由地球内能引起的岩石圈乃至地球物质 组成、内部结构和地表形态变化与发展的作用
内动力地质作用的类型：
构造运动 地震作用 岩浆作用 变质作用
2. 外动力地质作用 外动力地质作用：由地球外能引起的地壳表层形态和物质
成分变化的作用
外动力地质作用的类型：
风化作用
剥蚀作用 搬运作用
实体化石 猛犸象 全新世
铸模化石 植物茎叶
遗迹化石 人足印 墨西哥 4万年前 遗迹化石 恐龙蛋 河南西峡
三. 地质年代的确定方法
1. 相关概念
地质年代：地质事件形成的时代和顺序 相对地质时代：地质事件发生的先后顺序 绝对地质时代：地质事件发生的确切时间（单位 Ma）
2. 相对地质年代的确定方法
相对地质时代：地质事件发生的先后顺序 相对地质年代的确定方法 地层学方法：地层层序律 古生物学方法：化石层序律 构造地质学方法：地质体切割律
（1）地层层序律
地层形成时水平或近水平，老地层先形成、在下，新地 层依次层层叠覆，越往上地层越新
250 Ma
古生代地层
550 Ma 1.7 Ba 前寒武系 美国大峡谷
地层层序律示意图
（2）化石层序律
1）生物进化的总体趋势 结构构造：简单→复杂； 生物类型：低等→高等； 生活环境：海洋→陆地、 空中； 不可逆转性
岩石地层对比：根据特征岩性，标志层对比地层
Diagram cited from: /files/time.ppt
岩石地层对比示意图
二. 生物地层
生物地层：地层的化石及其组合特征 生物地层单位： 组合带：所含化石或其中的某一类化石的自然组合； 延限带：任一生物分类单位在其整个延续范围内所 代表的地层；
世 全新世，更新世 上新世(N2) 中新世(N1) 渐新世(E3) 始新世(E2) 古新世(E1) 早, 晚白垩世 早,中,晚侏罗世 早,中,晚三叠世 早,中,晚二叠世 早,晚石炭世 早,中,晚泥盆世 始,早,中,晚志留世 早,中,晚奥陶世 始,早,中,晚寒武世
生物演化阶段 年龄 (Ma) 动物 植物 2.58 人类 5.3 无 23.0 被子 哺乳 脊 33.9 植物 动物 椎 56 动 66 物 145 爬行 继 201 裸子 动物 续 252 植物 演 299 两栖动 化 359 物 蕨类 419 鱼类 443 无脊椎 裸蕨 485 动物 541 硬壳动物 1000 裸露动物 藻类 1600 菌类 2500 2800 3200 3800 生命出现 4000 4600
举例：地震作用
二. 地质作用的能量来源
1. 来自地球内部的能量（内能）
地球旋转能、重力能、地热能、结晶能和化学能
2. 来自地球外部的能量（外能）