相对地质年代
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工程地质基础知识之地质年代解读
2020/11/17
广东工业大学岩土工程研究所
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根据地层标志识别
⑵地层标志： ①地层重复或缺失：如图3-21所示
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②构造不连续：如图3-22所示
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⑶构造标志：如图3-24所示 ①阶步与擦痕 ②构造岩 ③牵引弯曲 ④伴生节理 ⑤断层岩、深切谷等
部分微张，少有充填物，岩体被切成大块状 (2)评价:对基础工程影响不大，对其它工程影响较大
2020/11/17
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■节理的发育程度分级
3. 节理发育等级 (1)特征:3组以上，不规则，构造风化为主，间距＜0.4m，大多
张开、部分有充填物，岩体被切割成小块状 (2)评价:对建筑物影响较大 3. 节理很发育等级 (1)特征:3组以上，杂乱，风化、构造型为主，间距＜0.2m，大
⑵向斜(syncline)褶曲—向下凹的弯曲，受剥蚀后出 露地表的地层顺序为：老—新—老
褶曲在地质图上表示—“ ”或“ ”
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褶曲的要素
褶曲的要素（如图3-10所示）：核部、翼部、 轴(面)、枢纽、翼角
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1.节理：裂缝两侧无显著位移的断裂构造。 节理类型： ⑴构造节理：构造作用产生，包括张节理和剪（扭）
节理。如图3-15所示 ①张节理：节理面呈张开、粗糙状。多见于褶曲背部、
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剪（扭）节理
②剪（扭）节理：节理面呈闭合、平直状，有擦痕， 分布密集、深远，一般成对出现，且锐角正对σ1（压） 方向。多分布于褶曲翼部或断层附近。
地质年代
地层相对年代的确定（正常层序） （a）地层水平（b）地层倾斜 图中1,2,3,4表示从老到新
地层相对年代的确定（倒转层序） （a）原始褶皱时的情况 （b）剥蚀后的情况
a.水平地层
b.倾斜地层
c.地层经过地壳运动后层序的变化 褶皱地层 d.倒转地层
6. 原始连续性定律
即沉积过程中如果没有干扰因素，则原始 的沉积地层一定是连续的。
一时代的地层。
白垩纪（K)：英吉利海峡北岸，这一时代的地层中产白
色细粒的碳酸钙，意为白垩。
第四节
常用的地层单位
一、岩石地层单位
是由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三
度空间岩层体。
岩石地层单位是对岩层进行岩石地层划分的结果。
根据地层岩性组合及空间分布建立的岩石地层单
位有群、组、段、层四级。
1.组
40Ar-39Ar 法 用 于 测
14C 的半衰期短 , 专用
于测定最新的地质事件或考古。
二、利用古地磁的方法测年代
地质历史中地磁场的南北极是不断变换的，而且
每一磁性时期的延续时间也不相同。因此，测定
岩石的极性，确定该极性的延续时间，并同过与 以知的标准值对比，就可以推算该岩石的形成年 代。
仅限于测定中生代以来的岩石年代。
综合柱状图 丙地 甲地 乙地 5层可运用地层层序
律和生物层序律来确定相对年代。
岩浆岩之间以及岩浆岩与地层之间的相
对年代，只能用先形成的被后形成的包 裹以及后形成的侵入到先形成者中（先 形成者被后形成者切割）的关系来判断 新老关系。
侵入者年代新、被侵入者年代老，切割者 新、被切割者老以及包裹者新、被包裹者老 的顺序规律称为切割律。
般是属或种）出现最多、最为繁盛的一段地
相对地质年代名词解释
相对地质年代名词解释
相对年代
相对年代是指地质事件或岩石陈列中一层的年代与其他层次之间的相对关系。
通过岩石的相对位置、矿物、化石和断层等特征进行判断。
同生现象
同生现象是指化石在岩石中出现的年代顺序。
如果两个化石在不同岩石中出现，并且其中一个化石是另一个化石的后代，那么这两个化石具有同生现象。
断层
断层是地壳表面或地下岩石中的断裂带，导致岩石层之间的相对位移。
通过断层的关系，可以判断岩石层的相对年代。
第二节地质年代及地质年代表
风景背后的地貌学
生物演化简表
风景背后的地貌学
（三）切割律
(Principle / Law of Crosscutting/inclusion
Relationships）
侵入者年代新，
被侵入者年代老； 切割者年代新，被切 割者年代老；包含者
新，被包含者老。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
切割关系 包含关系
风景背后的地貌学
补充
n When a fault cuts through other rocks, or when magma intrudes and crystallizes, we can assume that the fault or intrusion is younger than the rocks affected.
地层层序律由丹麦地质学家N. Steno(1638-1686)于1669年提出 (Steno’s stratigraphic axioms)
风景背后的地貌学
Principle of Superposition
风景背后的地貌学
（二）生物层序律 (law/principle of fossil
succession) Ø地层年代越老其中的化石越简单、越低级；地
n The rock mass containing inclusions is the younger of the two.
风景背后的地貌学
补充
These diagrams illustrate two ways that inclusions can form.
风景背后的地貌学
The darker rock is a schist that was invaded by the magma that formed the (lighter-colored) granite, which picked up pieces of schist. The schist is thus older than the granite.
生物演化简表
风景背后的地貌学
（三）切割律
(Principle / Law of Crosscutting/inclusion
Relationships）
侵入者年代新，
被侵入者年代老； 切割者年代新，被切 割者年代老；包含者
新，被包含者老。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
切割关系 包含关系
风景背后的地貌学
补充
n When a fault cuts through other rocks, or when magma intrudes and crystallizes, we can assume that the fault or intrusion is younger than the rocks affected.
地层层序律由丹麦地质学家N. Steno(1638-1686)于1669年提出 (Steno’s stratigraphic axioms)
风景背后的地貌学
Principle of Superposition
风景背后的地貌学
（二）生物层序律 (law/principle of fossil
succession) Ø地层年代越老其中的化石越简单、越低级；地
n The rock mass containing inclusions is the younger of the two.
风景背后的地貌学
补充
These diagrams illustrate two ways that inclusions can form.
风景背后的地貌学
The darker rock is a schist that was invaded by the magma that formed the (lighter-colored) granite, which picked up pieces of schist. The schist is thus older than the granite.
地层划分
地史与大地构造一、地史（一）地质年代地质年代又称为地质时代，是指各种地质事件(如地层的形成)发生的时代和年龄，它包括两方面的含义：一是指地质事件发生距今的实际年数，称为绝对地质年代。
二是指地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代。
1、绝对地质年代绝对地质年代，又称为同位素地质年龄，单位以百万年计。
它是依据岩石中所含放射性元素及其蜕变产物的比例，用衰变常数（半衰期）进行计算和确定。
2、相对地质年代相对地质年代是依据地层形成的顺序和生物演化规律的原理来划分和确定，分别叫做地层层序律和生物层序律。
(1)地层层序律沉积物的形成是由下而上一层一层的叠置起来的，先沉积的在下面，后沉积地在上面，沉积岩层这种正常的层序关系，反映了沉积历史的先后，具有下老上新的相对关系，称为地层层序律。
地层层序律只能确定岩层的相对新老关系，而不能解决地层归属及不同地区地层时代对比问题。
沉积岩的正常层序(2)生物层序律地球上的生物，经历了由简单到复杂，由低级到高级的发展过程，而且生物的进化是不可逆的，也就说任何一种生物一经灭绝，在以后的演化过程中，绝对不再重复出现，同时生物演化的历史，又使生物不断适应生活环境的过程。
在不同环境的地质历史时期，必定有不同的生物种属和生物群，所以地质年代越老的地层，保存的生物化石越低级简单，地质年代新的地层，保存的生物化石越高级复杂，称为生物层序律。
利用生物层序律就可以确定地层时代的归属和不同地区地层时代的对比问题。
生物演化系谱3、地质年代表通过对全世界各地区地层剖面的划分和对比，综合岩石同位素年龄测定和古生物研究资料，结合我国实际，将地球发展演化的历史，按从新到老的顺序，进行系统性的排列，编制而成的年表，称为地质年代表。
地质年代表的内容包括了地质年代划分的顺序、名称、代号和绝对年龄，以及历次重大构造运动和生物演化规律。
它简明扼要地反映了地壳发展的主要特征，便于地质工作对比应用。
（二）地层单位地层是地壳发展过程中，先后形成的具有一定层位的层状或非层状岩石的总称，是一定地质年代内形成的各种岩石。
工程地质-地质年代
绝对地质年代是以绝对的天文单位“年” 来表达地质事件的方法，20世纪40年代，放 射性同位素衰裂变定年技术的应用，为测定 矿物、岩石的绝对地质年龄提供了精确的方 法，从而开创了绝对地质年代的研究。通过 岩石样品中所含放射性元素来测定的，可以 用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。
测定绝对地质年龄计算公式
a、侵入接触 如岩浆侵入于沉积岩层之中，并使
围岩发生变质，则该岩浆岩侵入体的形成年代晚于 沉积岩层的地质年代。
b、沉积接触 如岩浆岩侵入体形成之后，经过
长期隆起被风化剥蚀，后来在侵蚀面之上又有新的 沉积，且侵蚀面之上的沉积岩层无变质现象，则该 岩浆岩侵入体的形成年代早于其上覆沉积岩层的地 质年代。
地质年代
一、地质年代的概念及表示方法
二、 地质年代表
一、 地质年代的概念及其表示
地质年代是指地球上地层形成及各种 地质事件发生的时代，它可以用相对的和 绝对的地质年代来表示。 绝对地质年代是指地层形成和地质事件发 生的距今年龄。 相对地质年代是指地层形成和地质事件发 生的先后顺序。
(一） 绝对地质年代
寒武纪是古生代的第一个纪，进入寒武
纪后，地球上出现了广泛的海侵，为海洋生物 的生长创造了条件。寒武纪最显著的特点，就 是具有硬壳的不同门类的无脊椎动物飞速涌现 （即生物大爆炸）。寒武纪海相页岩和石灰岩 地层中产有丰富的三叶虫化石，其化石数量约 占当时化石总量的60%，所以寒武纪也称三叶 虫时代。
三 叶 虫
生物演化是 不可逆的
中生代 菊石化石
复原图
化石。
中生代植物化石
精美的中生代鱼化石
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，地层的时代就越老， 反之古生物化石组合的形态、结构越复杂， 地层的时代就越新。这一规律称为化石层 序法或生物群层序法。
测定绝对地质年龄计算公式
a、侵入接触 如岩浆侵入于沉积岩层之中，并使
围岩发生变质，则该岩浆岩侵入体的形成年代晚于 沉积岩层的地质年代。
b、沉积接触 如岩浆岩侵入体形成之后，经过
长期隆起被风化剥蚀，后来在侵蚀面之上又有新的 沉积，且侵蚀面之上的沉积岩层无变质现象，则该 岩浆岩侵入体的形成年代早于其上覆沉积岩层的地 质年代。
地质年代
一、地质年代的概念及表示方法
二、 地质年代表
一、 地质年代的概念及其表示
地质年代是指地球上地层形成及各种 地质事件发生的时代，它可以用相对的和 绝对的地质年代来表示。 绝对地质年代是指地层形成和地质事件发 生的距今年龄。 相对地质年代是指地层形成和地质事件发 生的先后顺序。
(一） 绝对地质年代
寒武纪是古生代的第一个纪，进入寒武
纪后，地球上出现了广泛的海侵，为海洋生物 的生长创造了条件。寒武纪最显著的特点，就 是具有硬壳的不同门类的无脊椎动物飞速涌现 （即生物大爆炸）。寒武纪海相页岩和石灰岩 地层中产有丰富的三叶虫化石，其化石数量约 占当时化石总量的60%，所以寒武纪也称三叶 虫时代。
三 叶 虫
生物演化是 不可逆的
中生代 菊石化石
复原图
化石。
中生代植物化石
精美的中生代鱼化石
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，地层的时代就越老， 反之古生物化石组合的形态、结构越复杂， 地层的时代就越新。这一规律称为化石层 序法或生物群层序法。
地质年代简介
• 二叠纪这个名称是我国科学家按形象而翻译的， 最初命名时是在1841年，由莫企孙根据当地所处 彼尔姆州（俄乌拉尔山乌法高原）将其命名为彼 尔姆纪。后来在德国发现这个时期的地层明显为 上是白云质灰岩下是红色岩层，这也是我国后来 翻译成二叠纪的根据。以上为古生代的六个纪。
中生代为三个纪。
• 第一个是三叠纪，由阿尔别尔特命名于德国 西南部，这里有三套截然不同的地层，因此 得名，此事在1834年。
• 太古代和元古代这两个名称是1863由美国人洛冈 命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物 界次古老。
• 自寒武纪后到2.3亿年前这段时间为古生代， 这个名称由英国人赛德维克制定，他依照 洛冈取了生物界古老的意思，此事发生在 1838年。
• 从2.3亿年前到0.65亿年前为中生代，从 0.65亿年后到现在为新生代。这两个代均 由英国人费利普斯于1841年命名，取意分 别为生物界中等古老和生物界接近现代。
• 莱尔曾经将古生代称第一纪，中生代为第 二纪，新生代为第三纪，1829年德努阿耶 在研究法国某些地区的地质时按魏尔纳的 分层方案从第三纪中又划分出来了第四纪，
• 这样，新生代便由这两个纪所组成。从前 的第一纪则由纪升代含六个纪，同样第二 纪也升代含三个纪。
• 纪下面还有分级单位，如“世”，一般是 将某个纪分成几个等份，如新生代依次分 为古新世、始新世、渐新世、中新世、上 新世、更新世、全新世等。
• 太古代一般指的是地球形成及化学进化这个时期， 可以是从46亿年前到38亿年前或34亿年前，这个 数字之所以有数以亿计的年数之差是因为我们目 前所能掌握的最古老的生命或生命痕迹还有许多 的不确定因素。
• 元古代紧接在太古代之后，其下限一般定在前寒 武纪生命大爆发之前，这个时期目前在5.7亿到6 亿年前。
中生代为三个纪。
• 第一个是三叠纪，由阿尔别尔特命名于德国 西南部，这里有三套截然不同的地层，因此 得名，此事在1834年。
• 太古代和元古代这两个名称是1863由美国人洛冈 命名的，他命名的意思是指生物界太古老和生物 界次古老。
• 自寒武纪后到2.3亿年前这段时间为古生代， 这个名称由英国人赛德维克制定，他依照 洛冈取了生物界古老的意思，此事发生在 1838年。
• 从2.3亿年前到0.65亿年前为中生代，从 0.65亿年后到现在为新生代。这两个代均 由英国人费利普斯于1841年命名，取意分 别为生物界中等古老和生物界接近现代。
• 莱尔曾经将古生代称第一纪，中生代为第 二纪，新生代为第三纪，1829年德努阿耶 在研究法国某些地区的地质时按魏尔纳的 分层方案从第三纪中又划分出来了第四纪，
• 这样，新生代便由这两个纪所组成。从前 的第一纪则由纪升代含六个纪，同样第二 纪也升代含三个纪。
• 纪下面还有分级单位，如“世”，一般是 将某个纪分成几个等份，如新生代依次分 为古新世、始新世、渐新世、中新世、上 新世、更新世、全新世等。
• 太古代一般指的是地球形成及化学进化这个时期， 可以是从46亿年前到38亿年前或34亿年前，这个 数字之所以有数以亿计的年数之差是因为我们目 前所能掌握的最古老的生命或生命痕迹还有许多 的不确定因素。
• 元古代紧接在太古代之后，其下限一般定在前寒 武纪生命大爆发之前，这个时期目前在5.7亿到6 亿年前。
地质学基础(05-地质年代)
的这段时间，它包括地球最近5.7亿年的 历史，细分为古生代、中生代和新生代；
古生代意为“古老生物”时代， 包括6个纪，由老到新依次为： 志留纪：在原物种继续发 展的基础上，发生两大变 革，其一，脊椎动物大量 出现，并开始向陆地发展， 其二，植物登陆。
5.3 地质年代表
2、地质年代及其生物特征 显生宙，开始出现大量高等生物以来的这段时间，它包括地球最近5.7亿
形成时代越老，反之越新。
不足：局限于沉积岩层和微变质岩层。 注意：不是所有的化 石都可以（舌形贝） 相反，那些生存时限 短、演化快、分布广、 数量多、保存好、易 于发现的化石，被称 为标准化石。
5.1 相对地质年代的确定
3、岩体相互切割关系
原则 侵入者比被侵入者新
切割者比被切割者新
包裹者比被包裹者新
5.3 地质年代表
1、地质年代单位及地层单位
地质年代单位，根据生物界及无机界发展过程中的阶段性特点建立，不
同尺度的阶段性对应不对级别的单位：
“宙”：全球性生物界及无机界的重大演化 5亿年以上； “代”：全球性生物界及无机界的明显演化5000万年以上； “纪”：全球生物界明显演化和区域无机界演化 200万年以上 ； “世”：代表生物界科、属的一定变化；
5.3 地质年代表
2、地质年代及其生物特征 显生宙，开始出现大量高等生物以来的这段时间，它包括地球最近5.7亿
年的历史，细分为古生代、中生代和新生代；
中生代意为介于古生代与新生代之间，又称为“爬行动物时 代”、“恐龙时代”、“菊石时代”，由老到新依次为：
侏罗纪：恐龙鼎盛时期，成为 地球的统治者；鸟类的出现； 裸子植物极盛。
盛为主要特征，又称为“哺乳动物时代”、“被子植物时代”，该
古生代意为“古老生物”时代， 包括6个纪，由老到新依次为： 志留纪：在原物种继续发 展的基础上，发生两大变 革，其一，脊椎动物大量 出现，并开始向陆地发展， 其二，植物登陆。
5.3 地质年代表
2、地质年代及其生物特征 显生宙，开始出现大量高等生物以来的这段时间，它包括地球最近5.7亿
形成时代越老，反之越新。
不足：局限于沉积岩层和微变质岩层。 注意：不是所有的化 石都可以（舌形贝） 相反，那些生存时限 短、演化快、分布广、 数量多、保存好、易 于发现的化石，被称 为标准化石。
5.1 相对地质年代的确定
3、岩体相互切割关系
原则 侵入者比被侵入者新
切割者比被切割者新
包裹者比被包裹者新
5.3 地质年代表
1、地质年代单位及地层单位
地质年代单位，根据生物界及无机界发展过程中的阶段性特点建立，不
同尺度的阶段性对应不对级别的单位：
“宙”：全球性生物界及无机界的重大演化 5亿年以上； “代”：全球性生物界及无机界的明显演化5000万年以上； “纪”：全球生物界明显演化和区域无机界演化 200万年以上 ； “世”：代表生物界科、属的一定变化；
5.3 地质年代表
2、地质年代及其生物特征 显生宙，开始出现大量高等生物以来的这段时间，它包括地球最近5.7亿
年的历史，细分为古生代、中生代和新生代；
中生代意为介于古生代与新生代之间，又称为“爬行动物时 代”、“恐龙时代”、“菊石时代”，由老到新依次为：
侏罗纪：恐龙鼎盛时期，成为 地球的统治者；鸟类的出现； 裸子植物极盛。
盛为主要特征，又称为“哺乳动物时代”、“被子植物时代”，该
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7.1 相对地质年代
建立原则
地层层序律
地层由下 自上形成
原始产状 是水平的
整体上下 运动，倾 角<90
5 4 3 2 1
5
5 4
3 4 2
3
1 2
21
3 4
5
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7.1 相对地质年代
地层层序律
水平岩层的时代新老关系
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7.1 相对地质年代
地层层序律
假化石
活化石
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12/23
7.1 相对地质年代
生物层序律
1
2
3 河海大学海洋学院
4 13/23
7.1 相对地质年代
生物层序律
1
2
3
4
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14/23
7.1 相对地质年代
生物层序律
辽宁朝阳鸟化石国家地质公园化石林
河海大学海洋学院 15/23
7.1 相对地质年代
生物层序律
生物层序律（化石层序 律）：老地层所含生物越 简单、低级，新地层中则 复杂、高级；不同时代地 层含有不同化石组合；相 同时期相同地理环境中形 成的地层，含有相同的化 石组合。
生的先后顺序
相对地质年代的确定方
法
地层层序律
生物层序律
切割律（穿插关系）
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7.1 相对地质年代
地层层序律
地层层序律（叠置原理）： 原始产出的地层具有下老 上新规律。它是确定地层 相对年代的基本方法。
Nicolaus Steno (1638-1686)
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1-石灰岩，2-花岗岩，3-矽卡岩， 4-闪长岩，5-辉绿岩，6-砾岩
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7.1 相对地质年代
切割律
1
2
3
4
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思考题 除了本节课所讲的三种 方法外，还有哪些方法 可以判定相对地质年代？
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第七章 地质年代
绝对地质年代
相对地质年代
William Smith (1769-1839)
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16/23
7.1 相对地质年代
地层对比
生物层序律
甲
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乙
丙
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7.1 相对地质年代
地质年代表
生物层序律
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18/23
7.1 相对地质年代
切割律
切割律（穿插关系）：就侵入岩与围岩的关系来说，
总是侵入者年代新，被侵入者年代老（切割者新，被 切割者老，包裹者新，被包裹者老）。
《地球科学概论》
第七章 地质年代
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第七章 地质年代
上节回顾
沉积岩分类简表
物源 大类 按粒径 及沉积 分异顺 序划分 类型 火山源 火山碎屑 岩 集块岩 (>64 mm) 火山角砾 岩(642mm) 凝灰岩 (<2mm) 陆 碎屑岩 砾岩 (>2mm) 砂岩 (2-0.05) 粉砂岩 (0.050.005) 源 泥质岩 蒸发岩 內 源 可燃有机岩 煤 油页岩
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谢谢大家！
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3
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7.1 相对地质年代
生物层序律
标准化石
演化快、 数量多、 分布广、特征明显， 能可靠确定岩层的 时代。
化石
岩层表面铁、锰 质风化痕迹，形 状酷似动植物形 体。
埋藏在岩层中的 古生物遗体或遗 迹 有些生物对环境 变化的适应能力 很强。虽经慢长 的地质历史，它 们的特征无明显 变化。
陆源沉积岩 粘土岩 石膏 泥岩 钾镁岩 页岩 (<0.005)
内生沉积岩 非蒸发岩 铁质岩 锰质岩 磷质岩 碳酸盐岩 硅质岩
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2Hale Waihona Puke 23第七章 地质年代一本历史书？故事书？
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第七章 地质年代
绝对地质年代
相对地质年代
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7.1 相对地质年代
定义：指各地质事件发
倾斜岩层（倾角＜90°）的时代新老关系
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7.1 相对地质年代
生物层序律
生物演化从简单到
复杂，从低级到高 级不断发展。
生物演化是不可逆
的
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7.1 相对地质年代
包括古植物、古无脊椎动物、古脊椎动物。
生物层序律
古生物：存在于地质历史上，现已大部分绝灭的生物。