地層與古生物地質(zhì)學(xué)

第六章

地質(zhì)時(shí)代和地層系統(tǒng)第一頁(yè)，共四十八頁(yè)。奧陶系亮甲山組厚層灰?guī)r第二頁(yè)，共四十八頁(yè)。地層：——某一地質(zhì)時(shí)代形成的巖層或巖石組合，包括沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖。地層有新有老，具有形成時(shí)間的概念。研究意義：（1）地層是地殼發(fā)展歷史的天然紀(jì)錄，研究地層可用來了解地殼發(fā)展歷史；（2）探索各類礦產(chǎn)形成和分布規(guī)律，指導(dǎo)找礦；（3）地層中保存了地殼上的沉積發(fā)展、生物演化和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的歷史紀(jì)錄，是研究地史學(xué)的基礎(chǔ)。研究地殼的發(fā)展歷史，首先要確定地層形成的先后順序——即研究“地質(zhì)時(shí)代”，地層的時(shí)代即指巖層形成的地質(zhì)時(shí)代。第三頁(yè)，共四十八頁(yè)。第一節(jié)地層時(shí)代的概念和確定方法一、有關(guān)概念：1、地質(zhì)時(shí)代：各地層形成的時(shí)間和順序。2、相對(duì)地質(zhì)時(shí)代：巖層形成的相對(duì)新老關(guān)系或先后順序。3、絕對(duì)地質(zhì)時(shí)代：各時(shí)代地層距今的時(shí)間及整個(gè)地質(zhì)時(shí)代的年齡。多用于古老的、深變質(zhì)的、沒有化石的地層。第四頁(yè)，共四十八頁(yè)。1、地層層序律：地層形成時(shí)的原始產(chǎn)狀一般為水平的或近水平的，并且老地層先形成、位于下面，新地層依次層層疊覆，越往上，地層越新，這種地層疊置關(guān)系即為——地層層序律。只能確定同一地區(qū)疊置在一起的地層的新老關(guān)系。對(duì)比不同地區(qū)的地層？——生物化石。二、相對(duì)地質(zhì)時(shí)代的確定方法第五頁(yè)，共四十八頁(yè)。A-原始水平地層B-傾斜地層C-倒轉(zhuǎn)地層1、2、3、4、5示地層有老到新第六頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、化石層序律：地質(zhì)歷史上的生物稱為古生物保存在地層中的古生物的遺體或遺跡——化石。不同時(shí)代的地層含有不同的古生物化石組合，相同地質(zhì)時(shí)代的地層中具有相同或相似的古生物化石組合；結(jié)構(gòu)愈簡(jiǎn)單，地層時(shí)代越老，反之，地層時(shí)代越新——化石層序律?？梢源_定地層的先后順序以及形成的大致年代。第七頁(yè)，共四十八頁(yè)。地質(zhì)年代與生物發(fā)展階段對(duì)照表生物進(jìn)化的總體趨勢(shì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造：簡(jiǎn)單——復(fù)雜生物類型：低等到高等生活環(huán)境：海洋——陸地、空中第八頁(yè)，共四十八頁(yè)。3、地質(zhì)體之間的相互切割律：——較新的地質(zhì)體總是切割或穿插較老的地質(zhì)體，即切割者新、被切割者老。21453第九頁(yè)，共四十八頁(yè)。1、同位素年齡測(cè)定依據(jù)：天然放射性元素的衰變速度在地史期間不變，若礦物或巖石中含有某種放射性元素，開始時(shí)有N0個(gè)原子，衰變后余N個(gè)原子，產(chǎn)生新元素的原子數(shù)D=N0-N，如果測(cè)出礦物或巖石樣品中放射性元素的原子數(shù)和衰變產(chǎn)物的原子數(shù)D，則巖石形成至今的年齡t可按公式進(jìn)行計(jì)算。2、常用方法鈾—釷—鉛法、鉀—?dú)宸?、放射性碳法三、絕對(duì)地質(zhì)時(shí)代的確定第十頁(yè)，共四十八頁(yè)。二、地層單位與地質(zhì)年代表（一）基本概念1、地質(zhì)年代——表示地質(zhì)歷史時(shí)期中的時(shí)間間隔單位。2、地層單位——不同時(shí)期形成的地層相應(yīng)地在空間上劃分出的單位。第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。（二）年代地層單位和地質(zhì)年代的劃分1、國(guó)際性的：年代地層單位——地質(zhì)年代

年代地層單位：特定的地質(zhì)時(shí)間間隔內(nèi)形成的巖層體，其頂?shù)捉缑鏋榈葧r(shí)面。

（1）宇——宙包括隱生宇和顯生宇。（2）界——代太古界、元古界、古生界、中生界和新生界（3）系——紀(jì)（4）統(tǒng)——世（5）階——期命名與劃分決定于生物地理分區(qū)。（6）時(shí)間帶——時(shí)年代地層單位中最低級(jí)別。常以分帶化石的種屬名稱命名。第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。前寒武紀(jì)

↓古生代（寒武紀(jì)→奧陶紀(jì)→志留紀(jì)→泥盆紀(jì)→石炭紀(jì)→二疊紀(jì)）↓中生代（三疊紀(jì)→侏羅紀(jì)→白堊紀(jì)）↓新生代（第三紀(jì)→第四紀(jì)）三葉蟲筆石魚類蜓哺乳動(dòng)物、鳥類和被子植物菊石、爬行動(dòng)物（恐龍）、裸子植物造煤期厥類植物無(wú)脊椎動(dòng)物繁盛兩棲動(dòng)物第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。地質(zhì)年代表第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、區(qū)域性的或地方性的巖性地層單位巖石地層單位是由巖性、巖相或變質(zhì)程度均一的巖石構(gòu)成的三度空間巖層體。其建立在巖石特征在縱、橫兩個(gè)方向具體延伸的基礎(chǔ)之上，因而沒有十分嚴(yán)格的時(shí)限。（1）群地方性最大的地層單位，由兩個(gè)或兩個(gè)以上經(jīng)常伴生在一起而又具有某些統(tǒng)一的巖石學(xué)特點(diǎn)的組聯(lián)合構(gòu)成。（2）組地方性最基本的地層單位，具有巖性、巖相和變質(zhì)程度一致性的巖層；或者由一種巖石構(gòu)成；或者以一種巖石為主，夾有重復(fù)出現(xiàn)的夾層；或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構(gòu)成。組具有一定的空間展布范圍，在該范圍內(nèi)其巖性、巖相應(yīng)基本穩(wěn)定。一般相當(dāng)于一個(gè)階，地質(zhì)制圖的標(biāo)準(zhǔn)單位（3）段具有與組內(nèi)相鄰巖層不同的巖石特征，可以作為次一級(jí)的單位（4）層最小的巖石單位，指組內(nèi)或段內(nèi)的一個(gè)明顯的特殊的單位巖石地層單位的劃分應(yīng)當(dāng)盡量劃分在巖性有變化處，最好在巖性突變處，在組和段地內(nèi)部不應(yīng)有角度不整合。第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。3、生物地層單位

生物地層單位：是以含有相同的化石和分布為特征，并與鄰層化石有別的巖層體。包括各種生物帶，各帶之間沒有大小關(guān)系。

常用生物地層單位：組合帶：所含的化石或其中的某一類化石，從整體上看，構(gòu)成一個(gè)自然的組合，并與此區(qū)別于相鄰地層內(nèi)的生物組合。延限帶：任一生物分類單位在其整個(gè)延續(xù)范圍內(nèi)所代表的地層體。頂峰帶：某些化石種、屬最繁盛的一段地層生物地層單位的最大特點(diǎn)在于它們能指示相對(duì)地質(zhì)時(shí)代第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。三、地層的劃分和對(duì)比地層劃分的主要方法：構(gòu)造學(xué)的方法：依據(jù)不整合面把地層劃分開巖石學(xué)的方法：依據(jù)巖性特征、沉積旋回古生物學(xué)的方法：依據(jù)化石面貌地層的劃分：根據(jù)組成地層的巖石特征或?qū)傩裕凑盏貙拥脑柬樞?，將某一區(qū)域的地層劃分為不同時(shí)代、不同單位，確立一個(gè)地區(qū)的地層層序。第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。地層的對(duì)比：將不同區(qū)域劃分的地層加以比較、確定彼此是否同時(shí)代形成。野外直接追索對(duì)比巖石或巖性相似性對(duì)比古生物標(biāo)志的對(duì)比地質(zhì)事件的對(duì)比（地磁極性反轉(zhuǎn)對(duì)比、冰川事件的對(duì)比）同位素年齡的測(cè)定對(duì)比方法：第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。（一）巖石地層學(xué)方法：利用地層的巖性、沉積韻律、巖石的各種物性和巖石中所含微量元素的變化，進(jìn)行地層劃分和對(duì)比。一般適用于較小范圍。主要方法：1、利用巖性進(jìn)行地層劃分和對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)層：巖性突出、橫向變化小、厚度穩(wěn)定。第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。巖性地層對(duì)比示意圖第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)。沉積旋回：一套巖石按照一定的生成順序在剖面中有規(guī)律的重復(fù)。如：砂巖-粘土巖-泥灰?guī)r-石灰?guī)r。海進(jìn)系列：粒度由粗到細(xì)；海退系列：粒度由細(xì)到粗。2、利用沉積旋回（韻律）進(jìn)行地層劃分和對(duì)比：第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。（二）生物地層學(xué)方法：1、標(biāo)準(zhǔn)化石法：標(biāo)準(zhǔn)化石：演化迅速、分布廣、數(shù)量多、保存完好?；使谙x中志留下寒武統(tǒng)第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、生物組合（生物群）法：對(duì)地層中所含的化石進(jìn)行系統(tǒng)研究和綜合分析，了解生物各門類、各屬種的共生組合及變化情況（反映該地層形成時(shí)期生物群的總體面貌）——確定地層的地質(zhì)年代和進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ?。運(yùn)用古生物進(jìn)行地層對(duì)比的依據(jù)：標(biāo)準(zhǔn)化石、組合帶第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。單體群體呈塊狀、樹枝狀珊瑚綱：四射珊瑚目（O2-P）多射珊瑚亞綱

六射珊瑚目（T3-現(xiàn)代）八射珊瑚亞綱（T-現(xiàn)代）

床板珊瑚亞綱（∈3-白堊紀(jì)）闊錐狀尖錐狀拖鞋狀常見化石（1）珊瑚腔腸動(dòng)物第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。（2）腕足類海底底棲，兩瓣外殼大小不等，每瓣殼左右對(duì)稱，大殼稱腹殼，小殼稱背殼。古生代繁盛，古生代以后大量滅絕，中生代以后數(shù)量很少。石炭系石燕第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。（3）腹足類軟體動(dòng)物門，早古生代---至今水生為主，包括海水和淡水。淡水：紋飾簡(jiǎn)單海水：紋飾復(fù)雜三個(gè)繁盛時(shí)期：

奧陶紀(jì)石炭紀(jì)新生代現(xiàn)在仍為全盛期。北方奧陶系體螺環(huán)螺塔第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。（4）瓣腮類水生，軟體動(dòng)物門，間肌肉足，兩瓣外殼又稱雙殼類、斧足類。左右兩殼大多對(duì)稱，大小凸度一致，但殼的前后不對(duì)稱。出現(xiàn)于寒武紀(jì),晚古生代繁盛，中、新生代極盛，延續(xù)至今。第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。（5）三葉蟲古生代，海生無(wú)脊椎動(dòng)物，寒武紀(jì)大量出現(xiàn)，二疊紀(jì)末期全部滅絕。中國(guó)北方中上寒武亞洲下寒武標(biāo)準(zhǔn)化石皇冠蟲中國(guó)北方中志留統(tǒng)第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。（三）地球物理學(xué)方法1、地震地層學(xué)方法：利用地震標(biāo)準(zhǔn)層追蹤對(duì)比地層第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、各種測(cè)井方法：根據(jù)不同巖石物理參數(shù)的反映，測(cè)出各種地球物理測(cè)井曲線，利用曲線特征進(jìn)行分層和對(duì)比。常用曲線：自然電位、自然伽瑪、電阻率曲線、視電阻率曲線、聲波測(cè)井、放射性測(cè)井曲線等。自然電位第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。（四）化學(xué)地層學(xué)方法：利用元素（常量元素、微量元素、同位素）種類和含量在地層中的變化規(guī)律進(jìn)行地層劃分和對(duì)比。第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。（五）各種鉆井錄井資料，如鉆時(shí)曲線、鉆速資料等（六）其它方法：如同位素年齡測(cè)定、古地磁地層學(xué)方法等第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。第二節(jié)華北地塊地史概況一、前寒武紀(jì)——寒武紀(jì)以前的全部地質(zhì)時(shí)代，5.7億年以前。1、劃分：冥古代：46-38億年太古代：距今38～25億年元古代：距今25～5.7億年第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。2、沉積地層中上元古界：沉積巖其余地層：變質(zhì)巖第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)。3、古生物太古代：化石稀少，最古老化石——炭質(zhì)球體、絲狀體，31-32億年；元古代：菌、藻類為主——疊層石第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)。二、古生代1、劃分早古生代：寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)距今6～4億年加里東運(yùn)動(dòng)晚古生代：泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)距今4～2.5億年海西運(yùn)動(dòng)第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)。（1）寒武紀(jì)（系，）與太古界角度不整合接觸海侵開始三葉蟲的時(shí)代（2）奧陶紀(jì)（系，O）海相碳酸鹽巖地層中奧陶世末期海退，上升為陸筆石興起——標(biāo)準(zhǔn)化石第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)。第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)。（3）志留紀(jì)（系，D）（4）泥盆紀(jì)（系，S）（5）石炭紀(jì)（系，C）與奧陶系灰?guī)r平行不整合海水再次入侵中晚石炭世海陸交互相含煤沉積蕨類植物繁盛——造煤期（博山、新汶、本溪、唐山趙各莊）兩棲動(dòng)物盛極一時(shí)華北地臺(tái)缺失第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)。（6）二疊紀(jì)（系，P）海退成陸沼澤→河湖相沉積兩棲類發(fā)育出現(xiàn)爬行類末期許多無(wú)脊椎動(dòng)物絕滅第四十一頁(yè)，共四十八頁(yè)。三、中生代——距今2.5～0.65億年1、劃分三疊紀(jì)——印支構(gòu)造期侏羅紀(jì)白堊紀(jì)2、地層三疊系-陸相侏羅系-火山巖和暗色含煤層及紅色巖層組成白堊系-淡水湖泊的暗色或雜色細(xì)碎屑巖、生物有機(jī)巖、泥巖等。3、生物：恐龍時(shí)代燕山構(gòu)造期第四十二頁(yè)，共四十八頁(yè)。第四十三頁(yè)，共四十八頁(yè)。中生代古生物第四十四頁(yè)，共四十八頁(yè)。四、新生代——距今6500萬(wàn)年~01、劃分第三紀(jì)