2.3地质年代及其特征
地质年代顺序及特征
地质年代顺序及特征《地质年代顺序及特征》地质年代顺序指的是地球历史上不同时期的划分，主要根据岩石、化石和地球的地质记录来确定。
地质年代顺序的划分使得地球历史的长河变得更加清晰可见，同时也为研究地球演化、气候变化和生物进化等提供了重要的依据。
地球的地质历史可以被划分为若干个不同的年代，其中最长的是宙代，而最精细的则是年代。
地质年代按照从旧到新的顺序被划分为宝宁、太古宙、元古宙、变起来、侏罗纪、白垩纪、古新纪、新近纪、第三纪和第四纪等。
每个年代又可以按照地质事件的发生进行进一步细分。
不同的地质年代具有不同的特征，这些特征反映了当时地球上的大气、海洋、岩石、地形和生物等方面的变化。
举个例子，宝宁纪是地质年代中最古老的时期，其特征是地球大气中几乎没有氧气，岩石中没有碳酸盐矿物的沉积，生命还未出现。
太古宙是地球历史上生命起源和演化的时期，特征是原始的生命形式开始出现，有机物质在海洋中大量堆积，形成了重要的能源-石油和天然气。
元古宙是地球上最早的大陆形成和珊瑚礁发展的年代，特征是陆地开始出现，地壳活动活跃，形成了岩浆活动和火山喷发。
变起来纪是地球上最重要的一个时期，也是我们人类所处的时代。
它的特征是地球上出现了最早的真正的生命形式，同时也出现了最早的显生代生物，如三叶虫和蕨类植物。
侏罗纪是恐龙的时代，特征是恐龙繁盛，也有大规模的火山喷发和广泛的盆地沉积。
白垩纪是恐龙的灭绝之后，哺乳类动物开始繁荣的年代，地壳上发生了重大变动，形成了许多今天被称为“地球之重”和“地球云盖城”的地质景观。
通过地质年代顺序及其特征的研究，我们能够了解到地球历史上不同时期的地质活动和生物演化，揭示了地球的变迁和生命的起源与进化。
这对于深入了解地球科学、预测自然灾害、寻找矿产资源以及生物进化研究等方面都具有重要的意义。
地质年代顺序的研究也在不断发展和完善中，随着科学技术的进步，我们有望更深入地了解地球的演化历程，为人类未来的发展提供更加可靠的依据。
地质年代划分及其标志性事件
地质年代划分及其标志性事件地质年代划分是地质学中非常重要的一部分，通过对地球历史的时间范围以及各个时期内发生的重要事件进行划分，可以更好地理解地球的演化历程和生物进化等现象。
本文将介绍地质年代划分的基本原则、主要年代和标志性事件。
1. 地质年代划分的基本原则地质年代划分是根据地层中的岩石、矿物、化石等特征进行的，主要遵循以下两个基本原则：1.1 相对年代和绝对年代地质年代划分既有相对年代，又有绝对年代。
相对年代是通过岩石的堆叠顺序及变形关系来确定不同时期的先后顺序；而绝对年代则是通过测定岩石或地层中的可放射性同位素来得到一个具体的时间数值。
1.2 标志性事件在地质年代划分中，特定时期内发生的一些重要事件往往成为该时期标志性事件，比如大规模火山爆发、陨石坑形成等，在全球范围内都能留下明显的地层记录。
2. 主要地质年代及其标志性事件2.1 元古宙（46-541 Ma）元古宙是地球历史上最早的一个宏观地质时期，主要包括了奥陶纪、志留纪和泥盆纪三个系列。
这个时期发生了许多重要事件，其中最著名的就是实际上导致了生物大量灭绝的奥陶纪－志留纪灭绝事件。
2.2 中生代（252-66 Ma）中生代包括了三个纪：侏罗纪、白垩纪和三叠纪。
这个时期最著名的标志性事件就是白垩纪末期发生的大规模灭绝事件，导致恐龙等大型动物灭绝。
2.3 新生代（66 Ma至今）新生代又被进一步划分为两个系：第四系和第三系。
在新生代中，最重要的标志性事件之一就是第四纪冰期，对全球气候和生态系统产生了深远影响。
3. 地质年代划分的意义和应用3.1 地理学研究地质年代划分为地理学研究提供了重要依据，让我们能够更好地理解各个时期地球表面及其构造变化。
3.2 矿产资源勘探与开发随着科技和人类需求的不断发展，矿产资源勘探与开发变得越来越重要。
而地质年代划分为矿产资源勘探与开发提供了确凿的时间框架和依据。
结论通过对地质年代划分及其标志性事件的介绍，我们可以更好地认识和理解地球历史上所发生的各种重大变化。
2.3 地质年代及其特征
工程地质学
3.岩性对比法 以岩石的组成、结构、构造等岩性方面的特 点为对比的基础。认为在一定区域内同一时期 形成的岩层，其岩性特点基本上是一致的或近 似的。 该方法也只能适用于一定的地区。
工程地质学
4.古生物化石方法 生物的演化规律由低级到高级，由简单到复 杂。因此，在不同地质年代沉积的岩层中，会 含有不同特征的古生物化石。含有相同化石的 岩层，无论相距多远，都是在同一地质年代中 形成的。所以，只要确定出岩层中所含标准化 石的地质年代，那么这些岩层的地质年代，自 然也就跟着确定了。
•土壤
凡第四纪松散物质沉积成土后，再在一个相当长的稳定环境 中经受生物化学及物理化学的成壤作用所形成的土体，统称为 土壤。
工程地质学
•土体
未经受成壤作用的松散物质经受压密固结作用，逐渐形成具 有一定强度和稳定性的土体，这就是工程地质学中所说的土体， 是人类活动和工程建设研究的对象。 根据地质成因类型划分，可将第四纪沉积物的土体分为：残 积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土及 冰积土等。
工程地质学
§2.3 地质年代及其特征
主要内容： 地质年代 地质年代的确定方法 地层单位 第四纪地质特征
工程地质学
2.3.1 地质年代
地质年代定义 在整个地球历史中可分为若干发展阶段，地球发展的时间 段落称为地质年代。 地质年代应用 了解一个地区的地质构造，岩层的相互关系，以及阅读地 质资料或地质图。 地质年代的分类 绝对地质年代：说明地层形成的确切时间，不说明过程。 相对地质年代：说明地层形成的先后顺序，相对新老关系， 从而说明地壳发展的历史过程。地质工作中，一般以应用相 对地质年代为主。
工程地质学
《工程地质》地质年代
三、相对年代的确定方法
地层对比法 地层接触关系法 岩性对比法 古生物化石法
地层层序法 生物演化律法 地层接触关系法
地层层序法
新
老
A
B
地层相对年代的确定（地层层序正常时）
A—地层水平；B—地层倾斜；
图中1，2，3，4表示从老到新的地层
A
B 地层相对年代的确定（地层层序倒转时）
A—原始褶皱时的地层；B—遭受剥蚀后的地层。
• 垂直运动
– 是长期交替的升降运动，引起大范围的隆起或 凹陷，产生海陆变迁；亦称造陆运动
思考题：
1.掌握国际通用的地质年代单位（包 括代、纪） 2.怎样判断岩层的形成的先后顺序？
地层接触关系法
沉积岩 岩浆岩 岩层间的接触关系 岩体相互穿插的关系 捕虏体 侵入接触 岩浆岩与沉积岩的接触关系 沉积接触
6
1 4 2 3 5
运用切割律确定各种岩石形成顺序示意图
1-石灰岩，形成最早； 2-花岗岩，形成晚于石灰岩； 3-矽卡岩，形成时代同花岗岩；4-闪长岩，形成晚于花岗岩； 5-辉绿岩，形成晚于闪长岩； 6-砾岩，形成最晚
国际通用：
地质年代单位 地层单位 宙……………………………宇 代……………………………界 纪……………………………系
世……………………………统
期……………………………阶 时……………………………带 我国还使用岩石地层单位：群、组、段、层。
地壳运动
• 水平运动
– 使地壳拉张、挤压，产生断裂和褶皱构造，造 成地面起伏；又称造山运动
侵入接触
沉积接触
地质年代的划分依据
划分地质年代和地层单位
主要依据：地壳运动和生物演变
四、地质年代表
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。
工程岩土的外业勘察—地质年代及地质年代表
时
最低的单位。
二、 地质年代表
年代地层单位包括宇、界、系、统、组、时间带；
年代单位
宇 （最大的单位）
界 （次于界的单位）
年代单位
太古宇 元古宇 显生宇 古生界 中生界 新生界
系
是界的一部分，如寒武系、泥盆系、侏罗系、第三系等
统
组 时间带
一个系分成两个或更多的统。比如寒武系分三个统：下统、中统和上统，二叠系分 两个统：下统和上统。
1.37亿年 1.95亿年 2.3亿年
被子植物出现 兽类出现
蜥 龙 鱼龙出现 爬行动物时代
二、 地质年代表
宙 （宇）
代（界）
纪（系）
距今年数
主要特征 （生物开始出现时间）
二叠纪（系）P
石炭纪（系）C
显生 宙宇
古生代界 PZ
泥盆纪（系）D 志留纪（系）S
2.85亿年 3.5亿年 4.05亿年 4.4亿年
地质年代及地质年代表
一、 地质年代
地质年代就是从最老的地层 到最新的地层所代表的整个时代 。
地质学家将地质年代划分为5 个代，代以下再分纪、世等；与 地质时代单位相应的地层单位称 界、系、统等。地质年代可分为 相对年代和绝对年龄两种。
一、பைடு நூலகம்地质年代
绝对年龄是根据测出岩石中 某种放射性元素及其蜕变产物的 含量而计算出岩石生成后距今的 实际年数。越是老的岩石，地层 距今的年数越长。
在各个不同时期的地层里 ，大都保存有古代动、植物的 标准化石。各类动、植物化石 出现的早晚是有一定顺序的， 越是低等的，出现得越早，越 是高等的，出现得越晚。
寒 奥 志 二 泥 侏武 陶 留 叠 盆 罗纪 纪的 的三 珠 笔 大 石 恐叶 角 石 羽 燕 龙虫 石 羊齿
地质年代及其特征
一、岩层相对地质年代的确定方法
（一）沉积岩相对地质年代的确定方法
1. 地层对比法 以沉积的顺序作为对比的基础。自然顺序为先沉 积的在下，后沉积的在上。
但在构造变动复杂的地区，由于岩层的正常层位 发生了变化，运用地层对比的方法来确定岩层的相 对地质年代，就比较困难。
2. 地层接触关系法
不整合接触 沉积地层在形成过程中，发生沉积间断，在岩层的
沉积顺序中，缺失沉积间断期的岩层，上下岩层之间 的这种接触关系，称为不整合接触。分平行不整合 （假整合）和角度不整合。
不整合接触面以下的岩层先沉积，年代比较老；不整 合接触面以上的岩层后沉积，年代比较新。
3.岩性对比法
岩浆岩经风化剥蚀后，又继续接受沉积，剥蚀 面上部的沉积岩层无变质现象，而在沉积岩的底 部往往存在有由岩浆岩组成的砾岩或风化剥蚀的 痕迹。则岩浆岩早于上覆沉积岩。
二、地质年代表与地层单位
划分依据 主要依据：地壳运动和生物的演化。 人们根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地壳发展
的历史过程分为五个称为“代”的大阶段，每个代又分为若干 “纪”，纪内因生物发展及地质情况不同，又进一步细分为若 干“世”及“期”，以及一些更细的段落，这些统称为地质年 代。
海陆变迁，称展阶段，地
球发展的时间段落称为地质年代。
地质年代应用 了解一个地区的地质构造，岩层的相互关系，
以及阅读地质资料或地质图，都需要掌握地质 年代的知识。
地质年代的分类
绝对地质年代：说明地层形成的确切时间， 不说明过程。
（二）、岩浆岩相对地质年代的确定方法
岩浆岩不含化石，也无层理构造，但它总是 侵入或喷出于周围的沉积岩层之中。因此，可以 根据岩浆岩体与周围已知地质年代的沉积岩层的 接触关系，来确定岩浆岩的相对地质年代。
2.3 第四纪基本问题-第四纪气候
第四纪气候基本特征及其研究
① 前第四纪气候变化概述 ② 第四纪气候变化 ③ 第四纪海平面变化 ④ 中国第四纪气候变化概况 ⑤ 气候变化原因和未来气候与环境变化趋势 问题探讨
1 前第四纪气候变化概述
• 地球历史时期，岩石和化石证据表明， 90%的时间以温暖气候为主，发生过多次 不同时间尺度的寒冷气候事件
– 冷干：华蜗牛组合， – 温湿：间齿螺组合
中新世黄土22 Ma以来蜗 牛化石全部为陆生种类 冷干种分布在黄土中； 暖湿种分布在古土壤中
D. 海生软体动物化石、珊瑚化石
• 典型种属法
– 冰岛北极蛤（冷水种） – 牡蛎（温水种）
• 组合比较法：根据生物化石反映的纬度变 化来推测气候的变化
– 珊瑚化石：水温13-16度，水深<40-60m，其 层位和空间分布变化是一种良好气候环境的指 示剂
地质历史时期黄土高原的古植被类型的研究表明，只有关中地 区在短时期（气候最适宜期）能够生长森林外，其余地区均属 于典型的草原景观。
年轮分析
年轮宽——湿热 年轮窄——干冷
B. 哺乳动物化石
• 一定的气候环境中生活着与其相适应的哺 乳动物群，从其化石成分、种类比例分析 其生态环境，可重建当时的古气候环境。
2 第四纪气候变化
第四纪气候标志 • 宏观
– 岩石学 – 地貌 – 生物化石
• 微观
– – – – – – – 氧同位素（δ18O） 粘粒分子率 CaCO3 微量元素 粘土矿物 沉积物粒度参数 磁化率
地貌气候标志
• 寒冷气候：冰川、冻土地貌 • 温暖气候：岩溶、河流、湖泊地貌 • 干旱气候：风蚀、风积地貌
23第四纪基本问题第四纪气候
第四纪地质学基本问题
• 内容
地质习题重点及答案
1.3工程地质学的概念和研究任务。
工程地质学是地质学的忠言分支学科，是把地质学原理应用于工程实际的一门学问，防灾是工程地质学的主要任务。
研究任务：1区域稳定性研究与评价，2地基稳定性研究与评价，3环境影响评价1.4什么是工程地质条件和工程地质问题？它们具体包括哪些因素和内容。
工程地质条件是指工程建筑物所在地区地质环境各项因素的综合。
工程地质问题是指在已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间会产生一些新的变化和发展，构成威胁影响工程建筑安全的地址问题。
具体因素：1地层岩性，2地质构造，3水文地质条件，4地表地质作用，5地形地貌。
问题内容：1地基稳定性问题，2斜坡稳定性问题，3洞室围岩稳定性问题，4区域稳定性问题。
习题2.1 最重要的造岩矿物有哪几种？起主要的鉴别特征是什么？造岩矿物：黄铁矿，石英，赤铁矿，褐铁矿，方解石，白云石，石膏，橄榄石，辉石，角闪石，斜长石，正长石，白云母，黑云母，绿泥石，蛇纹石，石榴子石，滑石，高岭石，蒙脱石。
鉴别特征：颜色和条痕，透明度和光泽，硬度，解理与断口，密度。
弹性，挠曲，延展性2.3 简述沉积岩代表性岩石的特征及其工程地质性质黏土岩，主要由直径小于0.005mm的物质组成。
主要矿物成分是黏土矿物（高岭石，蒙脱石，水云母等）及少量极细小的石英，长石，云母和碳酸盐等。
避免用黏土做为建筑地基。
2.4 简述火成岩代表性岩石的特征及其工程地质性质花岗岩：是地球上分布最广的结晶粒状深成岩，由石英、长石和云母组成。
花岗岩有多种颜色，如灰白色、灰色、肉红色等，主要由长石的种类和颜色而定。
花岗岩常呈规模巨大的岩基和岩株产出。
花岗岩密度2.7g/cm3，致密坚硬、孔隙度小、强度大，是人们喜爱的建筑材料。
尤其细粒均匀的花岗岩可以承担任何工程荷载。
2.5 简述变质岩代表性岩石的特征及其工程地质性质大理岩：是由石灰岩或白云岩经区域变质或接触热变质作用而生成。
岩石具粒状变晶结构、块状结构。
大多数大理岩因含有杂质而显示出不同颜色的条带和层纹，故广泛用作建筑材料和雕刻原料。
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工程地质学
工程地质学
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•第四纪沉积物的形成
地壳表层坚硬岩石---经风化、剥蚀等外力作用----形成大小 不等的岩石碎块或矿物颗粒----再经斜坡重力作用、流水作用、 风力吹扬作用、波蚀作用、冰川作用以及其它外力作用下被搬 运到适当的环境下沉积成各种类型的土体。在沉积过程中常因 分选作用和胶结作用而使土体在成分、结构、构造和性质上表 现有规律性的变化。
工程地质学
工程地质学
（二）、岩浆岩相对地质年代的确定方法
岩浆岩不含化石，也无层理构造，但它总是侵入 或喷出于周围的沉积岩层之中。因此，可以根据岩浆 岩体与周围已知地质年代的沉积岩层的接触关系，来 确定岩浆岩的相对地质年代。
➢ 侵入接触
岩浆岩侵入到沉积岩之中，使围岩发生变质现象， 则岩浆岩晚于被侵入岩石。
➢ 但在构造变动复杂的地区，由于岩层的正常层位发 生了变化，运用地层对比的方法来确定岩层的相对地质 年代，就比较困难。
2. 地层接触关系法 ➢不整合接触
沉积地层在形成过程中，发生沉积间断，在岩层的沉积顺 序中，缺失沉积间断期的岩层，上下岩层之间的这种接触关 系，称为不整合接触。分平行不整合（假整合）和角度不整 合。
➢沉积接触
岩浆岩经风化剥蚀后，又继续接受沉积，剥蚀面上 部的沉积岩层无变质现象，而在沉积岩的底部往往存 在有由岩浆岩组成的砾岩或风化剥蚀的痕迹。则岩浆 岩早于上覆沉积岩。
工程地质学
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工程地质学
工程地质学
二、地质年代单位与地层单位
➢划分依据 主要依据：地壳运动和生物的演化。 人们根据几次大的地壳运动和生物界大的演变，把地
➢不整合接触面以下的岩层先沉积，年代比较老；不整合接 触面以上的岩层后沉积，年代比较新。
工程地质学
工程地质学
工程地质学
3.岩性对比法 以岩石的组成、结构、构造等岩性方面的特
点为对比的基础。认为在一定区域内同一时期 形成的岩层，其岩性特点基本上是一致的或近 似的。 该方法也只能适用于一定的地区。
•土壤
凡第四纪松散物质沉积成土后，再在一个相当长的稳定环境 中经受生物化学及物理化学的成壤作用所形成的土体，统称为 土壤。
工程地质学
•土体
未经受成壤作用的松散物质经受压密固结作用，逐渐形成具 有一定强度和稳定性的土体，这就是工程地质学中所说的土体， 是人类活动和工程建设研究的对象。
根据地质成因类型划分，可将第四纪沉积物的土体分为：残 积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土及 冰积土等。
➢地质年代的分类 绝对地质年代：说明地层形成的确切时间，不说明过程。
相对地质年代：说明地层形成的先后顺序，相对新老关系， 从而说明地壳发展的历史过程。地质工作中，一般以应用相 对地质年代为主。
工程地质学
一、岩层相对地质年代的确定方法
（一）沉积岩相对地质年代的确定方法 1. 地层对比法
➢ 以沉积的顺序作为对比的基础。自然顺序为先沉积 的在下，后沉积的在上。
工程地质学
§2.3 地质年代及其特征
主要内容： 地质年代 地质年代的确定方法 地层单位 第四纪地质特征
工程地质学
2.3.1 地质年代
➢地质年代定义 在整个地球历史中可分为若干发展阶段，地球发展的时间
段落称为地质年代。
➢地质年代应用 了解一个地区的地质构造，岩层的相互关系，以及阅读地
质资料或地质图。
地层单位
国际性
全国性或大 区域性
代 纪 世
（世） 期
地方性 时（时代、时期）
界 系 统
（统） 阶 带
群 组 段（带）
工程地质学
注：地壳运动和生物演化在代、纪、世期间世 界各地有普遍性的显著变化，所以代、纪、世 是国际通用的地质年代单位。次一级的单位只 具有区域性或地区性的意义。
地质年代表须熟记。
工程地质学
壳发展的历史过程分为五个称为“代”的大阶段，每个 代又分为若干“纪”，纪内因生物发展及地质情况不同， 又进一步细分为若干“世”及“期”，以及一些更细的 段落，这些统称为地质年代。 ➢地层单位
在每一个地质年代中，都划分有相应的地层。
工程地质学
地质年代单位与相对应的
地层单位表 表2-7 使用范围 地质年代单位
工程地质学
•地质年代歌谣 •新生包含三四纪，六千万年喜山期， •中生白垩侏罗三，燕山印支两亿年， •古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武纪， •震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。
工程地质学
地壳运动
➢定义 地壳受到各种内外力影响，不断地在运动着，表现为
岩浆活动、火山作用、地震、褶曲、断裂等，这些统称 为地质构造运动。 ➢运动方式
水平运动：拉长、挤压，地层发生弯曲、断裂，使地 表起伏，称为造山运动。
垂直运动：长期交替升降，造成隆起、拗陷，使海陆 变迁，称为造陆运动。
工程地质学
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2.3.2 第四纪地质特征
新生代第四纪时期距今2～3百万年，在第四纪 历史上发生了两大变化即人类的出现和冰川作 用。
工程地质学
4.古生物化石方法 生物的演化规律由低级到高级，由简单到复
杂。因此，在不同地质年代沉积的岩层中，会 含有不同特征的古生物化石。含有相同化石的 岩层，无论相距多远，都是在同一地质年代中 形成的。所以，只要确定出岩层中所含标准化 石的地质年代，那么这些岩层的地质年代，自 然也就跟着确定了。
工程地质学