地质年代与地壳运动
河北工程大学土木工程学院工程地质第三章地质构造及其对工程的影响

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岩层层面
褶皱部位选线
(四)断裂构造
1.定义:构成地壳的岩石受地应力作用后变形,当变形达到 一定程度,岩石的连续性和完整性遭到破坏,产生各种 大小不同的错断裂缝,称为断裂构造。
裂隙(节理):岩层沿断裂面没有明显的位移,称为裂 2. 隙或节理; 类 型 断层:岩层沿破裂面(一个或一组)两侧发生了明显位移
平行不整合 不整合面上、下地层产状基本一致,地质 年代有缺失,新地层之下常有底砾岩;说明老地层沉积 后有明显的均衡抬升,遭受剥蚀后又均衡下降,接受新 的地层沉积。
角度不整合 不整合面上、下地层产状不一致,有缺失, 新地层之下常有底砾岩;说明老地层形成后构造运动强 烈,形成断层、褶皱等构造,长期遭受外力剥蚀,而后 下降接受新的地层沉积
世期 统阶
岩石地层单位:具有明显的岩石类型和可识别的物理界线的 岩石体
岩石地层单位
群
组段
二、地质年代的表示方法
相对地质年代:由该岩石地层单位与相邻已知岩石地 层单位的相对层位关系来决定。只知先后,不知具体 的时间。
绝对地质年代:由该岩石地层单位距今多少年以前来 表示,通过地层中所含放射性元素的衰变测定。
水平岩层 倾角=0° 倾向 —
走向 ∞
直立岩层 倾角=90° 倾向 — 走向 α°
五、地质构造类型 (一)水平构造
沉积岩在形成的原始产状大多都是水平的,先沉积的老
岩层在下,后沉积的新岩层在上; 地质构造中所讲的水平
构造是经构造运动轻微的地区,岩层遭受构造应力作用,但
变形、变位不大,倾角小于5度这一部分倾斜的构造。
规
模
逆掩断层——倾角介于25 ° ~45°
很 大
的
碾掩断层——倾角小于25 °
地球的诞生与演化

12 这样就可以知道生物在地球上出现的先后顺序。
4、 地质年代
根据古生物的演化和地壳的运动,将地球的历史分作: 地质年代 显生宙(代) 距今时间 新生代 中生代 古生代 元古代 太古代 冥古代
元古宙(代) 太古宙(代) 冥古宙(代)
0.6亿年前 2.4亿年前 6亿年前 25亿年前 38亿年前
13 “代”下面再分为若干“纪”,“纪”下面又分为若干
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4.原始生命的出现
在35亿年前的叠层石发现了类似
于现今蓝细菌的化石。推测原始生
命出现在40亿年前。 之后,地球和生命同时演化
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三、地质年代 指地层形成的时间。
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1 水成岩 水成岩——露在海面上的地壳部分(大 陆),受到气象性作用及雨水的侵蚀后, 被侵蚀形成的物质,有雨水和涨潮搬运 到海洋中去,并在那里堆积起来,形成 水成岩。水成岩由于地壳的变动露出水 面,上层部分再度受到侵蚀,地壳变动 又可以沉没于海面下,在侵蚀的面上又 可以进行新的堆积,形成新的水成岩。
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地球年龄和生命史的重要进化事件:
40亿年:生命起源
35亿年: 原核生物起源
20亿年:蓝细菌繁盛,大气圈积累O2。 19亿年:单细胞真核生物起源。 6亿年:多细胞真核生物起源。
15亿年前:原核生物占优势,之后:真核生物占优势。 38亿年前:生物化学进化阶段,之后:生物进化阶段。
地质年代及其特征

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。 地层单位 在每一个地质年代中,都划分有相应的地层。
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。
(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。 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。
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 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》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
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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。
科普了解地球的地质历史

科普了解地球的地质历史地球的地质历史是指地球形成至今所经历的一系列演变过程。
通过科学研究,我们可以了解到地球自形成以来的种种变化,包括地壳运动、岩石的形成与变质、地球表面的地貌变化等。
本文将为你科普地球的地质历史。
一、地球的形成与初期演化地球大约形成于46亿年前,当时的地球充满着火山活动和陨石撞击。
在形成初期,地球表面炽热且没有大气层和水,主要由岩浆构成。
随着时间的推移,地球表面开始冷却并逐渐形成了地壳。
二、地壳运动与板块构造地球的地壳并非固定不变,而是由一些巨大的构造板块组成,这些板块以不断移动与相互碰撞而引发地壳运动。
板块构造理论解释了地震、火山活动和山脉的形成。
通过研究板块构造,科学家们发现了地球上的地震带、火山带和大地山脉等地质现象。
三、岩石的形成与变质地壳是由岩石构成的,而岩石则是由不同矿物质和化学元素组成的。
岩石的形成过程中包含了岩浆的凝固、沉积岩的沉积和堆积、变质岩的加热和变化等过程。
通过分析岩石中的矿物组成和化学成分,科学家可以推断出地球的历史演变。
四、地球表面的地貌变化地球表面的地貌变化是地球地质历史中的重要组成部分。
地质作用、气候变化和水体的侵蚀都会对地表地貌产生影响。
例如,河流的侵蚀作用会形成峡谷和河谷;风化和冻融作用会导致岩石破碎和形成岩石棱柱等。
通过研究地球表面的地貌特征,科学家们可以揭示地球演化的线索。
五、化石记录的地质历史化石是地球古生物历史的重要证据。
生物在地质历史中的演化和灭绝事件,为科学家们研究地球历史提供了珍贵的线索。
通过对化石的研究,科学家们可以重建过去的生态系统,了解古代生物的形态、生活方式和地理分布。
六、地球的时间尺度与地质年代系统为了更好地理解地球的地质历史,科学家们将地质历史分为了一系列的时期,形成了地质年代系统。
地质年代系统根据地球上的岩石和化石进行划分和称呼,如寒武纪、白垩纪等。
通过对不同地质年代的研究,我们可以了解地球历史上不同时期的地质特征和生物演化情况。
地壳的发展历史

◆第四纪(Q,Quaternary Period),该名 由法国学者德斯诺伊尔斯(J .Desnoyers) 在1829年,研究巴黎盆地的松散沉积物时所 创立。
1、新生代的主要特征
◆新生代地壳演化的总特点:地中海—喜马拉雅 海槽最后封闭,形成巨大的褶皱山系,大西洋和 印度洋继续扩张,环太平洋褶皱山系和岛弧、海 沟形成,各大陆相对漂移或靠拢,东半球和西半 球大陆逐渐形成,最终形成现代全球海陆分布面 貌。第三纪末发生了喜马拉雅运动。
在震旦纪时,地球发生了第一次大冰期 (称为震旦纪大冰期)。
(二)元古代 2
◆元古代——藻类植物时代
元古代藻类空前繁盛,原核生物 进化为真核生物。
到了中、晚元古代大量出现各种 藻类、叠层石(叠层石是由藻类、细 菌和碳酸钙沉积形成的集合体),而 原始动物(低等的无脊椎动物)也开 始出现,如海绵和腔肠动物。
(三)早古生代 Pz1( Palaeozoic Era )
距今6 — 3.85 亿年前。 由三个纪组成,即寒武纪、奥陶纪、志留纪。
1、三个纪名称的由来:
◆寒武纪(Є, Cambrian Period),源于英国 威尔士西部一山脉 Cambria 的英文译音, 代 表地球上有大量生物开始出现的新时期开始 ; ◆奥陶纪(O,Ordovician Period), 源于英 国北威尔士一古代民族 Ordovices 的音译; ◆志留纪(S,Silurian Period),源自英国东 南威尔士一个古代部落 Silures 居住的地方名 Siluria,日文音译,我国沿用。
地球的地质历史与地质事件

地球的地质历史与地质事件地球是一个拥有非常悠久历史的星球,其地质历史可以追溯到数十亿年前的原始时代。
在漫长的岁月中,地球上发生了无数的地质事件,这些事件的产生和演化不仅塑造了地球的形态,也对生命的出现和发展起到了决定性的影响。
首先,我们来看地球的形成。
科学家们普遍认为,地球的形成发生在约45亿年前。
当时,太阳周围的尘埃和气体逐渐聚集在一起,形成了原始的太阳系。
在这个过程中,地球凝结成为一个固态的球体,同时拥有了一层薄薄的大气。
接下来,地球经历了一个漫长的冷却阶段。
在这个过程中,地球表面的温度逐渐下降,终于达到了适宜生命存在的水液态。
这个时期也是地球生命的起点。
根据化石记录和化学证据,科学家们认为最早的原始生命形态出现在大约35亿年前的海洋中。
然而,地球的地质历史远不止于此。
在地球的历史长河中,发生了多次规模巨大的地质事件。
其中之一是所谓的雪球地球事件。
约6亿年前,地球曾多次被巨大的冰层覆盖,地球进入了一个全球性的冰冻状态。
这个事件对地球上的生命产生了剧烈的影响,许多物种灭绝,但也促使了生命的进化和适应能力的增强。
除了雪球地球事件,地壳运动也是地球历史上的重要事件之一。
地壳运动包括地震、火山喷发、板块运动等等。
这些地质事件不仅对地球表面的地形地貌产生了深远的影响,也对人类社会造成了巨大的影响。
地震和火山喷发常常引发灾难性的后果,但同时它们也成为地质学家研究地球内部结构和构造的宝贵资源。
再来说说地球的地质年代。
地质年代是地球历史的划分单位,它根据地球的地质事件和化石记录进行区分。
在地球的历史上,分别有原生代、古生代、中生代、新生代等不同的地质年代。
每个地质年代都有它独特的特点和物种组成。
通过地质年代的划分,科学家们更好地理解了地球的演化历程和生命的进化。
最后,让我们看看地球的未来。
尽管地质事件的发生频率逐渐减少,但地球仍然是一个活跃的行星。
人类对地球的资源利用和环境破坏导致了一系列的问题,如全球变暖、自然灾害的增多等。
地质年代来源汇总

燕山运动 侏罗纪和白垩纪期间中国广泛发生的地壳运动。
从一亿三四千万年前开始,到7000万年前左右,在我国许多地区,地壳因为受到强有力的挤压,褶皱隆起,成为绵亘的山脉,北京附近的燕山,是典型的代表。▉科学家把出现在这个时期的强烈的地壳运动,总的叫做燕山运动。▉今
1927年翁文灏在《中生代以来中国东部的地壳运动和火山活动》中,将中国东部造山运动分为4期:秦岭期(古生代末)、燕山期(侏罗纪末、白垩纪初)、南岭期(白垩纪末、第三纪初)和陇山期(第三纪后半期)。燕山运动以北京附近的燕山为标准地区而得名。此后中国地质学家对燕山运动不断进行研究,并提出不同的分期意见。燕山运动对中国大地构造的发展和地貌轮廓的奠定,都具有重要意义。此时中国陆域又有扩大,古地中海继续后撤。由于构造背景不同,燕山运动的强度和表现形式有明显的东、西差异。在大兴安岭、太行山、雪峰山一线以西,为相对稳定的一些大型内陆盆地所在,如鄂尔多斯、四川、准噶尔、塔里木等盆地,它们在中生代期间几乎连续地接受河、湖相沉积;盆地外围已固结了的古生代地槽带,普遍发生基底褶皱。上述一线以东,构造活动较强烈,造成许多北北东或北东向平行斜列的褶皱断裂山地和大量小型断陷盆地,并伴以岩浆活动,特别在东南沿海一带花岗岩侵入和火山岩的喷发尤为剧烈,显示了太平洋沿岸地带构造活动的加强。经过燕山运动,中国地貌的构造格局已清晰地显现出来。
(一)地槽-地台说
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Agents of m 变质作用因素
温度:使原成分重结晶,生成新矿物。如石灰 岩 -大理岩 砂岩 - 石英岩。 压力:静压力使岩石的重度增大(页岩-板 岩),定向压力(构造运动和岩浆入侵)使矿 物定向排列。 具有化学活动性的流体:岩浆活动的含有复杂 元素的热液和气体,促使岩石成分的改变。其 成分以H2O与CO2为主,富含金属与非金属元 素及F、Cl等挥发性气体,导致绢云母化、黄 铁矿化等。
地壳物质沿 地球半径方 向升(海退) 降(海进) 运动。其结 果是使相邻 块体发生差 异性上升或 下降。
3.1.2 地质年代 Geologic Time
相对地质年代的确定
1、地层层位法:同一地质时代在一定地质环境形成的沉积地层 具有相同的特征。未经受剧烈构造运动的岩层上老下新。 2、古生物法:根据生物化石确定地层的年代。生物进化由简单 到复杂,不同时代具有不同的生物群,灭绝的生物不会重复出 现。不同地质时代形成的岩层含有不同类型的化石及其组合, 相同时期相同环境形成的岩层具有相同的化石。 3、岩层切割法:侵入岩与围岩相比,侵入者时代新,被侵入围 岩时代老。
变质岩分类简表
岩类 主要岩石 板 岩 片 理 状 岩 类 块 状 岩 类 千枚岩 片 岩 片麻岩 石英岩 大理岩 主要矿物 构 造 成 因 石英、绢云母及 板 状 页岩轻微变质 粘土矿物 绢云母、石英及 页岩、粘土岩 千枚状 粘土矿物 浅变质 由泥岩、板岩 石英、云母等 片 状 中等程度变质 长石、石英、角 岩浆岩及沉积 片麻状 闪石、黑云母 岩强烈变质 石英砂岩变质 石英 重结晶 块 状 石灰岩变质重 方解石、白云石 结晶
岩石的主要力学性质 Mechanical Properties
岩石的变形特性 岩石的强度特性
岩石的破坏形式 岩石抗压强度
岩石抗拉强度
岩石抗剪强度
岩石的破坏形式
脆性断裂 破坏形式 拉伸断裂(拉应力)
无生物
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岩石是在地壳中按一定规律,由一种或几种矿物共生组合在 一起所形成的天然集合体。
岩石是地壳的基本组成物质,是内、外动力地质作用 的产物。
岩石是由矿物组成的 按形成方式有火成岩(岩浆岩)、沉积岩、 变质岩
地质作用— 岩浆作用、 外力地质作用、 变质作用
岩石的形貌特征: ①岩石的结构:矿物的结晶程度,颗粒大小、形状 及彼此 间的组合方式。 ②岩石的构造:矿物集合体之间排列及充填方式
返回
3.1.1 地壳运动
板块运动学说
1915年德国魏根纳提出大陆漂移学说,认为在大约1.5亿年 前,地球表面有一个统一的大陆-联合古大陆,其周围全是 海洋。从侏罗纪开始,联合古大陆分裂成6大板块,它们覆 在软流圈上各自漂移,最终形成现今大陆和海洋的分布。
垂直运动 水平运动
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原始板块
垂直运动
3.1地壳运动与地质年代 Geologic Time
3.1.1 地壳运动 3.1.2 地质年代
Movement of Earth Crust
构造运动:地壳运动不仅改变了地表形态,也改变了岩石的 原始状态,形成了各种地质构造现象。 构造应力:由构造运动引起在地壳岩层中产生的应力。 地质构造:构造运动的结果,使 岩层发生连续和不连续的永 久变形与变位,形成各种构造形迹称为地质构造。
火成岩—块状构造 沉积岩—层状构造 变质岩—片理构造
矿物成分、结构和构造特征是识别岩石类型的主要依据
岩浆岩:成因环境与矿物组成、结 构、构造特征 沉积岩:层理构造;结构类型 变质岩:片理构造,变质程度,变质 作用因素、变质作用类型; 岩石的主要力学特性。
52 ~ 40 SiO2 含量(%) >65 酸性 65~52 中性 基性 颜 色 浅(浅红) (灰红) (深灰) (黑绿)深 成 构 矿物 主 正长石 正长石 斜长石 辉石 因 造 结构 次 石英 云母 角闪石 斜长石 流纹 玻璃质碎屑 凝灰岩、黑曜岩、浮岩 喷 气孔 隐晶质 流纹岩 粗面岩 安山岩 玄武岩 出 杏仁 浅 全晶质 花岗斑岩 正长斑岩 玢岩 辉绿岩 成 斑状 块状 深 全晶质 花岗岩 正长岩 闪长岩 辉长岩 成 等粒状
Metamorphism-变质作用
区域变质:在大规模区域性地壳变动影响 下,使大面积岩体处在高温、高压、岩浆 活动等因素的综合作用下,促使岩石变质。 接触变质:是伴随着岩浆作用而发生的, 由于岩浆具有高温并含有大量的溶液和气 体,在接触处及周围的岩石便产生变质。 动力变质:是伴随着构造作用,尤其是伴 随着断层作用而发生的,多出现在断层的 两侧,主要变质因素是定向压力。
绝对年代的确定
地质年代的划分
也称同位素年龄,放射性元素具有固定的衰变系数(碳-14) 地质年代单位:宙、代、纪、世、期 地 层 单 位:宇、界、系、统、层
地质年代表
相对年代 国际 代(界) 纪(系) 代号 Q 新 第四纪 N 生 新第三纪 E 代 老第三纪 K 中 白垩纪 J 生 侏罗纪 T 代 三迭纪 P 二迭纪 古 C 石炭纪 D 泥盆纪 生 S 志留纪 O 奥陶纪 代 寒武纪 远古代 Z 震旦纪 太古代 Ar 前震旦纪 地球初期发展阶段
绝对年龄
(百万年)
主
要
特
征
2 37 67 137 195 230 285 350 405 440 500 570 2500 4600
地球成现代地势,出现人类 地球表面初具现代轮廓,哺乳 动物、鸟类发达 后期地壳运动剧烈,岩浆活动 广泛,海水大部分退出大陆, 爬行动物称雄,恐龙时代 华北为陆地,普遍缺失泥盆纪 和早石炭纪沉积;华南为浅海 沉积,鱼及两栖类发达 我国大部分地区处于浅海环 境,华北缺失奥陶和志留系地 层,海生无脊椎动物繁盛 海侵广泛,原始单细胞生物时 代,晚期构造运动强烈
沉积岩分类简表
岩 类 碎屑岩 主要岩石 主要矿物 角 砾 岩 岩石碎屑 砾 岩 或岩块 砂 粘土岩 化学岩 生物岩 页 岩 岩 结 构 砾状结构 >2mm 砂质结构 石英、长石 2~0.05mm 泥质结构 粘土类矿物 <0.005mm 方 解 石 致密状、粒 状、鲕状 白 云 石
石 灰 岩 白 云 岩