B第二章-地质作用与地质年代25

相 宙(宇) 代（界）
对 年 代 纪（系） 第四纪（Q）
世（统） 全新世 更新世 上新世 中新世 渐新世 始新世 古新世 晚白垩世 早白垩世 晚侏罗世 中侏罗世 早侏罗世 晚三叠世 中三叠世 早三叠世 晚二叠世 Qh Qp N2 N1 E3 E2 E1 K2 K1 J1 J2 J3 T3 T2 T1 P2
4、显生宙（距今5.7亿年以来）：大量较高等生物 大量出现，晚期出现人类。包括古生代、中生代和 新生代。
思考题
• 1、地质作用的分类，及其相互作用。 • 2、简述相对地质年代学原理、方法及其优 缺点。 • 3、简述绝对绝对地质年代学方法、原理及 其优缺点。
第二章
地质作用与地质年代
主要内容：
• 第一节 地质作用 • 一、地质作用的能量来源 • 二、地质作用的类型 • 第二节 地质年代 • 一、相对地质年代的确定 • 二、绝对地质年代的测定 • 三、地质年代表
第一节
地质作用
地质作用是由自然原因引起地壳或岩石圈、 甚至整个地球的物质组成、结构构造及地表形 态等不断发生变化与发展的各种作用。引起这 种变化的自然动力称为地质营力，传播能量的 媒介称为介质。 一、地质作用的能量来源
生物地层对比示意图
含有相同化石组合的地层属于同一层位
3、地质体之间的相互关系 •构造地质学法：构造运动和岩浆活动使不同时 代的地质体之间出现彼此切割或穿插关系，利 用这种关系确定地质体形成的先后顺序和地质 时代。 •地质体之间的切割律：较新的地质体总是切割 或穿插较老的地质体，或者说切割者新，被切 者老。此外还有侵入关系、包裹关系等。
二、绝对地质年代的测定 1、放射性同位素法：
母体元素 → 子体元素+ （或，或）
可以利用以下公式求得岩石或矿物晶体自形成 以来所经历的时间 t :
t
1

ln(1 )
D N
式中是衰变常数，D是所测样品中母体的总量，N是 衰变产物（子体同位素）的总量的方法：U-Pb法、K-Ar法、40Ar-39Ar法、Rb-Sr法、 Sm-Nd法、Le-Os法、Lu-Hf、La-Ce、C14法等。 •适用性：半衰期足够长、岩石中足够可测的含量等。 2、电子自旋共振法 •由德国科学家泽勒提出的一种根据样品所吸收的自然 辐照量来推导样品形成年代的方法。样品中的辐射量 就随时间增加而增长。通过测量样品的辐射剂量，就 可推算出样品的形成年龄。 3、裂变径迹法 •在含放射性元素的矿物中，由于放射性元素裂变，使 矿物产生损伤，这种损伤称为裂变径迹。裂变径迹的 数目和长度与时间成正比，所以可以通过测定矿物中 裂变径迹的数量和长度来推算样品的年龄。
• 结晶能与化学能：结晶能与化学能可转化成热能，使 温度局部升高甚至使物质熔化，并可能导致构造运动 或地震。
2、外能
• 太阳辐射能：不同时间、不同地理纬度、不同地形条 件下地表所获得的太阳辐射能是不同的，导致风化作 用的进行。大气圈获得热量而运动，产生大气环流， 导致风的地质作用。 • 日月引力能：在月球引力作用下，地球发生弹性变形。 如：固体潮。在海洋、湖泊中形成潮汐，潮汐摩擦对 水体岸边地形塑造、物质搬运起极大作用。 • 此外尚有恒星及行星的辐射、宇宙射线等等。
2、内动力地质作用：是由地球内部能源驱动
的地质作用。主要发生在固体地球内部，部分
发生在固体地球表层，如火山作用。在形式上
表现为构造运动、地震作用、岩浆作用和变质
作用。
•内动力地质作用的主要任务是推动地球内部
物质和能量循环，同时“抬高降低”，增大地 表高差并激发相应的外动力地质作用。
第二节
地质年代
生物演化律：生物演化 的总趋势是从简单到复
杂，从低级到高级；以
往出现过的生物类型在 以后的演化过程中绝不
上新世
中新世
渐新世
会重复出现。
始新世
马趾的演化示意图
化石层序律：不同时 代的地层中具有不同 的古生物化石组合， 相同时代的地层中具 有相同或相似的古生 物化石组合；古生物 化石组合的形态、结 构越简单，则地层的 时代越老，反之则越 新。 化石层序律示意图
395 430
500
隐 生 宙
570 800 1000 1800 2500
早元古代 Pt1 太古代 地球天文时期
4000 4600
（二）地质年代及其生物特征
1、冥古宙（距今46-38亿年）：未形成大量岩石。
2、太古宙（距今38-25亿年）：有大量岩石记录， 变质程度很高。单细胞生物（原核生物）：细菌和 兰藻、少量迭层石。 3、元古宙（距今25-5.7亿年）：出现真核生物。 主要为各种原始的菌藻类及少量海绵动物、水母及 蠕虫等。迭层石发育。
二、地质作用类型
按照作用发生的场所和动力来源，分为内动力地质 作用和外动力地质作用。 1、外动力地质作用：是由太阳驱动、地球的重力参与 的地质作用。主要发生在地球表层水圈、气圈、和生物 圈中。在形式上表现为风化作用、剥蚀作用、搬运作用、 沉积作用和成岩作用。 •风化作用：在地表或近地表环境下，由于气温、大气、 水及生物等因素作用，使地壳或岩石圈的岩石、矿物在 原地遭受分解和破坏的过程。 •剥蚀作用：各种地质营力（如风、水、冰川等）在其 运动过程中对地表岩石产生破坏并将破坏物剥离原地的 过程。
组是最基本的岩石地层单位，指岩性均一或两种（两种 以上）岩石有规律组合而成的一个地层单位；
段是组内进一步划分出来的次一级岩石地层单位，代表 组内具明显的或特殊的一段地层； 群是最大的岩石地层单位，由相邻两个或两个以上有相 似岩性特征的组联合构成。
时代单位 地层单位 宙( eon)-----------------宇( eonothem) 代( era)------------------界( erathem) 纪( period)---------------系( system) 世( epoch)----------------统(series)
• 搬运作用：经风化作用和剥蚀作用下来的产物随运 动介质从一地搬运到另一地的过程。 • 沉积作用：各种营力搬运的物质在介质动能减小或 物化条件发生改变以及生物作用下，在新的场所堆 积下来的过程。 • 成岩作用：使松散沉积物固结形成沉积岩的过程。 • 按地质营力类型可分为：风的地质作用、海洋与湖 泊的地质作用、河流与地下水的地质作用、冰川的 地质作用、重力地质作用等。 • 总体而言，外动力地质作用的主要任务就是对地表 “削高补低”，重塑地表形态并产生相应的沉积物 和沉积地形。
灰岩
时代变新 页岩
砂岩
2、化石层序律
•化石：保存在地层中的古代生物遗体和遗迹。 •标准化石：生物种属在地质历史上延续时间短、演 化快、分布广、数量多、特征显 著，所形成的化石 易于寻找、鉴定。 •地质时代对比确定：不论岩石性质是否相同，只要 它们所含的标准化石相同，它们的地质时代就相同。
更新世
奥陶纪（O）
寒武纪（ε） 元 古 代 Pt 晚元古代 Pt3 中元古代 Pt2 震旦纪（Z）
早二叠世 P1 晚石炭世 C3 中石炭世 C2 早石炭世 C1 晚泥盆世 D3 中泥盆世 D2 早泥盆世 D1 晚志留世 S3 中志留世 S2 早志留世 S1 晚奥陶世 O3 O 中奥陶世 O2 早奥陶世 O1 晚寒武世 ε3 中寒武世 ε2 早寒武世 ε1
三. 地质年代表
（一）地质年代单位及地层单位划分 •地质年代单位：把地质历史时期按相对地质年代划分 成大小不同的时间单位，由大到小依次为宙、代、纪和 世等，这就是地质年代单位。
•地层单位：与宙、代、纪和世对应的地质时间内形成 的地层分别以宇、界、系和统为单位，这就是地层单位。
•年代地层单位：表示的是在特定地质时间间隔内形成 的地层。其顶、底界面均为等时面（同一时期形成的界 面）。 •岩石地层单位：因化石稀少或化石采集研究不够，不能 定出正式地层单位，只好按照岩性特征划分出的地层单 位。岩石地层单位可进一步分为群、组、段三级。
一、相对地质年代的确定
1、地层层序律 • 地层( Stratum)：一定的地质时期内形成的层状岩 石（沉积岩、火山岩或由其变质而成的岩石）或堆 积物。 • 地层层序律：总是下老上新，即先形成的老地层在 下面，后形成的新地层覆盖在上面;地层形成时的 原始产状一般是水平的或近水平的; 在没有受到干 扰的条件下总是连续沉积。 • 判断1：地层倾斜未倒转，地层倾斜面以下地层老， 以上地层新。 • 判断2：地层褶皱、倒转，沉积岩的原生构造，粒 序层、底砾岩、泥裂、波痕、雨痕、交错层。
地球的发展演化历史是由一系列地质事件 构成的，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。地质年代 是地球上各种地质事件发生的时代，包含两方 面的含义：其一是指各地质事件发生的先后顺 序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件 发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术 测定的，称为同位素地质年龄，也称绝对地质 年代。
包括来自地球外部的能源（外能）和地球内 部的能源（内能）。外能主要包括太阳辐射能 和日月引力能；内能主要包括重力能、地热能、 旋转能、化学能和结晶能等。
1、内能
• 旋转能：地球旋转使不同纬度上产生不同的离心力， 赤道离心力最大，高纬度的物质向赤道附近运移。 • 重力能：地心引力给予物体的位能，不仅使地表的流 水、冰川等发生运动，而且使地球内部物质分异，促 进地球核--幔--壳的分异作用。 • 在重力作用下物质下沉时重力能转化成热能。重力作 用使失衡的地壳发生局部升降运动。 • 热能：地球通过三种过程逐渐把热量聚集起来。放射 性元素蜕变过程中产生大量热能；星际物质聚集的过 程中，巨大动能的物质相互碰撞冲击，使动能转变为 热能；在重力作用下地球发生压缩，体积逐渐变小， 重力压缩能转变为热能。 • 热能是岩浆作用、变质作用的根本原因。
绝 对 年 龄 （Ma）
新生代 Kz 显
第 三 纪 R
2或3 25
晚第三纪（N） 早第三纪（E） 白垩纪（K）