地质学基础(第七章地层与古生物)

第 七 章 古 生 物 与 地 层
放射虫
￭第一节 古生物与化石
节肢动物
第 七 章 古 生 物 与 地 层
￭第一节 古生物与化石
脊椎动物 第 七 章 古 生 物 与 地 层
￭第一节 古生物与化石
第 七 章 古 生 物 与 地 层
￭第一节 古生物与化石
第 七 章 古 生 物 与 地 层
￭第一节 古生物与化石
层
第 七 章 古 生 物 与 地 层
二、确定地质年代的方法 地质年代：指各种地质作用发生的时代。 地质年代：指各种地质作用发生的时代。 相对地质年代： 相对地质年代：表示地质事件发生的先后顺序 绝对地质年代：表示地质事件发生至今的年龄。 绝对地质年代：表示地质事件发生至今的年龄。 1、相对地质年代的确定 地层层序律： 地层层序律：
后期地壳运动使地层变动（倾斜、倒转）的地层层序可用沉积构造中的 层面构造（波痕、泥裂等）作为“示底构造”恢复顶底后，判断先后顺序。
￭第二节 地层来自第 七 章 古 生 物 与 地 层
生物层序律：生物在漫长的地质历史时期内， 生物层序律 ： 生物在漫长的地质历史时期内 ， 随着自然环境 的不断变化而演化，从无到有，从简单到复杂， 的不断变化而演化 ，从无到有 ，从简单到复杂 ， 从低级到 高级。它的发展是不可逆的。所以， 高级 。 它的发展是不可逆的 。 所以， 不同时代的岩层中含 有不同类型的化石及其组合； 有不同类型的化石及其组合 ； 在同一时期且在相同自然地 理环境下所形成的岩层， 理环境下所形成的岩层，只要它们原始陆地或海洋相通都 会含有相同的化石及其组合。生物生成的时代越早， 会含有相同的化石及其组合 。 生物生成的时代越早， 其结 构越简单、越低级，生物生成的时代越晚， 构越简单 、 越低级 ，生物生成的时代越晚， 生物的结构越 复杂、越高级。 复杂、越高级。
￭第二节 地
同位素必须具备的条件： 同位素必须具备的条件：
第 七 章 古 生 物 与 地 层
层
放射性同位素种类很多（自然界已知有53种以上） 放射性同位素种类很多（自然界已知有53种以上），但 53种以上 能用于测定绝对年代的同位素（ 只有少数几种） 能用于测定绝对年代的同位素 （ 只有少数几种 ） 必须具备以 下条件： 下条件： 具有适当的半衰期。 不同放射性元素的半衰期极不相同。 具有适当的半衰期 。 不同放射性元素的半衰期极不相同 。 根据地质体形成距今时间的不同， 根据地质体形成距今时间的不同 ， 测定其绝对地质年代时须 采用具有相当的半衰期的放射性元素。一般说来， 采用具有相当的半衰期的放射性元素 。 一般说来 ， 地质体的 形成时间都比较长， 因此， 形成时间都比较长 ， 因此 ， 那些半衰期极短的放射性同位素 是不适用的。 是不适用的。 该同位素在岩石或矿物中要有足够的含量， 该同位素在岩石或矿物中要有足够的含量 ， 可以将其分 离出来并加以定量测定。 离出来并加以定量测定。 其子体同位素易于富集并能保存下来。 其子体同位素易于富集并能保存下来。
第 七 章 古 生 物 与 地 层
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￭第二节 地
层
第 七 章 古 生 物 与 地 层
一、概述 通过前面的学习， 通过前面的学习 ， 我们知道了地壳的化学元素 组成， 由元素的单质或化合物（ 即矿物） 组成， 组成 ， 由元素的单质或化合物 （ 即矿物 ） 组成 ， 由 矿物集合形成的岩石组成。 也就是说， 矿物集合形成的岩石组成 。 也就是说 ， 是岩石最终 组成了地壳。 那么， 组成了地壳 。 那么 ， 岩石是以什么样的形式组成地 壳的呢？这就是地层：岩石的层状集合体。 壳的呢？这就是地层：岩石的层状集合体。 地层：某一地质时代所形成的岩层组合。 地层：某一地质时代所形成的岩层组合。
￭第一节 古生物与化石
二、生物分类
第 七 章 古 生 物 与 地 层 以家犬为例： 以家犬为例： 界 门 纲 目 科 属 种 动物界 植物界 界 门 纲 目 科 属 种 动物界 脊椎动物门 哺乳纲 食肉目 犬科 犬属 家犬种
￭第一节 古生物与化石
二、生物分类 1、动物门类的划分 2、植物门类的划分 P90 三、生物的演化阶段及特点 a、3800±300Ma前最初的生命出现，3000Ma前自养生物的出现及光合作用成为 3800±300Ma前最初的生命出现 3000Ma前自养生物的出现及光合作用成为 前最初的生命出现， 全球性现象； 全球性现象； b、2000Ma前真核生物的出现及随后无性到有性生殖的进化，1000Ma前最早动 2000Ma前真核生物的出现及随后无性到有性生殖的进化 1000Ma前最早动 前真核生物的出现及随后无性到有性生殖的进化， 物的出现，造成动植物的分化； 物的出现，造成动植物的分化； c、600Ma前海生动物繁盛，形成最初的碳酸盐介壳； 600Ma前海生动物繁盛 形成最初的碳酸盐介壳； 前海生动物繁盛， d、400Ma前陆生高等植物出现及300Ma前全球第一次大成煤期； 400Ma前陆生高等植物出现及 前陆生高等植物出现及300Ma前全球第一次大成煤期； 前全球第一次大成煤期 e、100Ma前远洋有孔虫和颗石藻的发育和繁盛，使碳酸盐沉积移向深海； 100Ma前远洋有孔虫和颗石藻的发育和繁盛 使碳酸盐沉积移向深海； 前远洋有孔虫和颗石藻的发育和繁盛， 3Ma前人类的起源 前人类的起源。 f、2—3Ma前人类的起源。 生物经历了从简单到复杂、从单一到多样、由低级到高级的进化， 生物经历了从简单到复杂、从单一到多样、由低级到高级的进化，因此 进步性（方向性） 1、进步性（方向性） 阶段性（适者生存） 2、阶段性（适者生存） 不可逆性：如鱼（ ——鲸 3、不可逆性：如鱼（鳃）——鲸（肺） 四、生物种类 浮游植物 、细菌、浮游动物、高等植物和高等动物。 细菌、浮游动物、高等植物和高等动物。
￭第二节 地
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第 七 章 古 生 物 与 地 层
2、绝对地质年代的测定 古地磁年龄测定： 2）古地磁年龄测定： 基本原理：地质历史中地磁场的南北极是不断变化的， 基本原理：地质历史中地磁场的南北极是不断变化的， 而每一极性时期的延终时间又不同。因此测定岩石的极性， 而每一极性时期的延终时间又不同。因此测定岩石的极性， 并确定该极性延续的时间，通过与已知的标准值进行对比， 并确定该极性延续的时间，通过与已知的标准值进行对比， 就可以推知该岩石的形成年代。 就可以推知该岩石的形成年代。这就是古地磁测年法的基本 原理。这一方法目前只限于求中生代以来的岩石的年代， 原理。这一方法目前只限于求中生代以来的岩石的年代，因 为在更老的岩石中尚未建立起这种可资比较的“标准” 为在更老的岩石中尚未建立起这种可资比较的“标准”。 目前已建立起最近四百五十万年期间的 “ 地磁极性年 其标志即是岩石的磁化方向( 表 ” ， 其标志即是岩石的磁化方向 ( 正向为与现代磁场方向 一致的极性， 逆向为方向相反的极性) 一致的极性 ， 逆向为方向相反的极性 ) 。 这个年表包括四个 极性时( 极性时(期)，每个极性时又包括几个地磁极性发生倒转的时 称为极性亚时(事件) 期，称为极性亚时(事件)，这些极性时和极性亚时已由同位 素年龄测定提供了年龄数据。 素年龄测定提供了年龄数据。第四纪和第三纪最晚期地层的 划分与对比已使用地球地磁极性年表。 划分与对比已使用地球地磁极性年表。
￭第二节 地
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第 七 章 古 生 物 与 地 层
切割律 不同时代的岩层、岩体或广义地说，地质体， 不同时代的岩层、岩体或广义地说，地质体，由于各种地质 作用，常相互切割或呈穿插关系；在此情况下， 作用，常相互切割或呈穿插关系；在此情况下，被切割或被 穿插的岩层比切割或穿插的岩层老，这就是切割律。 穿插的岩层比切割或穿插的岩层老，这就是切割律。利用切 割律可以确定一切有穿插或切割关系的地质体形成的先后顺 序。
地层＝岩层＋时间（年代） 地层＝岩层＋时间（年代）
例如： 假设有两套地层 ， 二者一上一下 ， 中间 例如 ： 假设有两套地层， 二者一上一下， 夹有其它的层。 但这二层的颜色、 岩石种类、 夹有其它的层 。 但这二层的颜色 、 岩石种类 、 矿物 种类都相当，如何区别？ 种类都相当，如何区别？
￭第二节 地
t= D 1 N ln 1 + = ln 0 λ N λ N 1
式中t 式中t：矿物和岩石的绝对年龄； N：矿物和岩石中所含的某一放射性同位素经t时间蜕变后剩余的原子数； ：矿物和岩石中所含的某一放射性同位素经t N0：为矿物和岩石中所含的某一放射性同位素在开始蜕变时的原子数 D＝N0-N，产生新元素的原子数； λ：该放射性同位素的蜕变常数，它与蜕变速度有关，不受环境影响。
￭第二节 地
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第 七 章 古 生 物 与 地 层
2、绝对地质年代的测定 同位素地质年代测定法： 1）同位素地质年代测定法： 基本原理： 基本原理： 基于放射性元素固有的衰变常数（ 基于放射性元素固有的衰变常数 （ 每年每克母体同位素能产生的子 体同位素的克数） 因此，分别测定岩石中矿物所含的放射性同位素( 体同位素的克数）。因此，分别测定岩石中矿物所含的放射性同位素(母 体同位素)及由其蜕变产物（子体同位素）的含量， 体同位素)及由其蜕变产物（子体同位素）的含量，就可以计算出该矿物 从形成到现在的实际年龄。即矿物的同位素年龄。 从形成到现在的实际年龄。即矿物的同位素年龄。如果该矿物是岩石形 成时所生成的， 成时所生成的，则矿物的同位素年龄就可代表该岩石形成的绝对地质年 代。 如U238 Pb206+8He；Th Pb＋6He He； Pb＋ 计算公式： 计算公式：
￭第二节 地
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第 七 章 古 生 物 与 地 层
三、地层单位与地质年代表 1、岩石地层单位 根据岩石性质从老到新进行系统的划分，分出不同的层， 根据岩石性质从老到新进行系统的划分， 分出不同的层 ， 以弄清该区岩层形成的顺序，建立该区的地层系统， 以弄清该区岩层形成的顺序，建立该区的地层系统，并和其 它地区进行对比研究。这样划分出来的地层单位， 它地区进行对比研究。这样划分出来的地层单位，称为岩石 地层单位。 地层单位。 岩石地层单位是以地层的岩性特征和岩石类别作为划分 依据的地层单位，包括群、 层四个级别。 依据的地层单位，包括群、组、段、层四个级别。 穿时性 岩石地层单位只依据岩性进行划分，因而没有严格的时限， 岩石地层单位只依据岩性进行划分，因而没有严格的时限， 在不同地区的同一岩性单位往往是不同时的， 在不同地区的同一岩性单位往往是不同时的，而呈有规律的 穿时现象，即岩石地层单位的界面与等时面斜交。 穿时现象，即岩石地层单位的界面与等时面斜交。 区域性 由于岩性特征受区域性地理环境的制约， 由于岩性特征受区域性地理环境的制约，所以只能在一定的 区域内适用这种地层单位(例如一个盆地内) 区域内适用这种地层单位(例如一个盆地内)，故又可称为地 方性地层单位。 方性地层单位。