3.1 地质年代与地壳运动
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三地质年代与四纪地质概述
群是岩石地层的最大单位，常常包含岩石性质复 杂的一大套岩层，它可以代表一个统或跨二个统， 如南京附近有象山群。
组是岩石地层划分的基本单位，岩石性质比较单 一。如南京附近有栖霞组、龙潭组等。
段是组内次一级的岩石地层单位，代表组内具有 明显特征的一段地层，如南京附近栖霞组分出臭灰 岩段、下硅质岩段、本部灰岩段等。
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新生代（界、KZ） 新生代为近代生物的时代。哺乳动
物和被子植物非常繁盛。新生代包括第三 纪和第四纪。
第三纪仅台湾和喜马拉雅地区仍被海 水淹没，我国第三系主要为陆相红色碎屑 岩沉积并含有丰富的岩盐。第三纪末期的 地壳运动称为喜马拉雅运动，它使台湾和 喜马拉雅地区褶皱上升成为山脉，并伴有 岩浆活动，我国其它地区表现为断块活动。
通常用来测定地质年代的放射性同位素有： 钾一氩、铷一锶、铀一铅和碳一14等。
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3.1.2 地质年代表
通过对全球各个地区地层划分和对比以及 对各种岩石进行同位素年龄测定，按年代先 后进行系统性的编年，列出“地质年代表”。
地质年代表使用不同级别的地质年代单 位和年代地层单位。
地质年代单位包括：宙、代、纪、世； 年代地层单位分别是宇、界、系、统。
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3．2 第四纪地质概述
第四纪是新生代最晚的一个纪，也是 包括现代在内的地质发展历史的最新时期， 第四纪的下限一般定为二百万年。
第四纪分为更新世和全新世，将更新 世分为早、中、晚三个世。
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第四纪地质年代表
地质年代
纪
世
全新世Q4
第
四 更 晚更新世Q3
纪新 Q世
中更新世Q2
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地质年代表
组是岩石地层划分的基本单位，岩石性质比较单 一。如南京附近有栖霞组、龙潭组等。
段是组内次一级的岩石地层单位，代表组内具有 明显特征的一段地层，如南京附近栖霞组分出臭灰 岩段、下硅质岩段、本部灰岩段等。
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新生代（界、KZ） 新生代为近代生物的时代。哺乳动
物和被子植物非常繁盛。新生代包括第三 纪和第四纪。
第三纪仅台湾和喜马拉雅地区仍被海 水淹没，我国第三系主要为陆相红色碎屑 岩沉积并含有丰富的岩盐。第三纪末期的 地壳运动称为喜马拉雅运动，它使台湾和 喜马拉雅地区褶皱上升成为山脉，并伴有 岩浆活动，我国其它地区表现为断块活动。
通常用来测定地质年代的放射性同位素有： 钾一氩、铷一锶、铀一铅和碳一14等。
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3.1.2 地质年代表
通过对全球各个地区地层划分和对比以及 对各种岩石进行同位素年龄测定，按年代先 后进行系统性的编年，列出“地质年代表”。
地质年代表使用不同级别的地质年代单 位和年代地层单位。
地质年代单位包括：宙、代、纪、世； 年代地层单位分别是宇、界、系、统。
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3．2 第四纪地质概述
第四纪是新生代最晚的一个纪，也是 包括现代在内的地质发展历史的最新时期， 第四纪的下限一般定为二百万年。
第四纪分为更新世和全新世，将更新 世分为早、中、晚三个世。
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第四纪地质年代表
地质年代
纪
世
全新世Q4
第
四 更 晚更新世Q3
纪新 Q世
中更新世Q2
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地质年代表
地 质 年 代
地史概况
利用化石跨地区对比地层
地史概况
因此，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ห้องสมุดไป่ตู้态、结构 越复杂，地层的时代就越新。这一规律称 为化石层序律或生物群层序律。
地史概况
1 下降沉积 3 再次下降
地史概况
2 抬升剥蚀
4 3 2 1
4 重新沉积
平行不整合
4 3 2 1
地史概况
3) 不整合（角度不整合）接触。同一地区 上、下两套岩层之间产状不一致，不但彼此 以角度相交，而且在岩性、时代及古生物特 征上都表现出显著的差别，这种接触关系称 为不整合接触或角度不整合接触。它反映了 该地区在接受沉积的过程中，曾发生过强烈 的地壳运动，由于地壳发生水平运动和垂直 运动而使地层遭受挤压变形和抬升风化剥蚀， 然后再度下降接受沉积的地史演化过程。
工程地质
地史概况
地质年代 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。相对地质年代是指 地层形成和地质事件发生的先后顺序，而 绝对地质年代则是指地层形成和地质事件 发生的距今年龄。
地史概况
一、相对地质年代 相对地质年代是通过比较地层的沉积顺 序、接触关系、古生物特征和地层切割关 系来确定其形成先后的一种方法，在地质 工作中被广泛使用。 1．地层的沉积顺序 确定地层的沉积顺序常遵循如下三条定 律：
地史概况
1）地层层序律，即在地层形成过程中， 先沉积的一定位于下部，后沉积的一定位 于上部。
2）原始连续性定律，即在沉积过程中， 如果没有干扰因素或不发生什么地质事件， 则原始的沉积地层一定是连续的。
地球科学概论第三章 地球构造
由水平运动造成的构造形迹，大多数比较清楚。 由水平运动造成的构造形迹，大多数比较清楚。 强烈的挤压总是和紧密的褶皱、 强烈的挤压总是和紧密的褶皱、逆掩断层以及断层 面呈波状的辗掩断层相联系。 面呈波状的辗掩断层相联系。 由于褶皱、辗掩而使地壳缩短变形、甚至重复。 由于褶皱、辗掩而使地壳缩短变形、甚至重复。 当重复地层遭受长期风化后， 当重复地层遭受长期风化后，有时会形成飞来峰或 构造窗。 构造窗。
地球内部的主要物理性质
地震波： 地震波： 纵波—质点振动方向与传播方向相同， 纵波—质点振动方向与传播方向相同，速度 任何物质均可通过，又称P 快，任何物质均可通过，又称P波； 横波—质点振动方向与传播方向垂直， 横波—质点振动方向与传播方向垂直，速度 不能通过液态介质，又称S 慢，不能通过液态介质，又称S波； 33km处 波的速度突然增加； 33km处，P波、S波的速度突然增加； 2885km处 的速度下降 下降， 波降至0 2885km处，P波、 S波的速度下降，S波降至0； 5155km处，S波从0变为3.46km/s。 5155km处 波从0变为3.46km/s。 3.46km/s
上部为固态（33~60km）； 上部为固态（33~60km）； 上地幔上部固态与地壳组成岩石圈） （上地幔上部固态与地壳组成岩石圈） 中部为部分熔融状态（60~250km，岩浆发源地） 中部为部分熔融状态（60~250km，岩浆发源地） 中部低速层（部分熔融状态）为软流圈） （中部低速层（部分熔融状态）为软流圈） 下部为固态（250~650km）。 下部为固态（250~650km）。
在大陆内部， 在大陆内部，垂直 运动可以通过大地水准 测量来发现。 测量来发现。 在海边可以利用各 种标志来验证。 种标志来验证。 如 意大利那不勒斯湾 海岸波簇里奥城神庙前 的三根大理石柱， 的三根大理石柱，就因 地壳的升降一渡没入海 中，人们就根据海生动 物在柱上的钻孔痕迹来 判断地壳升降的幅度。 判断地壳升降的幅度。
专题三.地壳运动规律
(3)根据地层相互关系判断地壳运动过程 ①若地层呈水平状态，并且从下到上依次由 老到新连续排列，说明在相应地质年代里，地壳 稳定下沉，地理环境没有发生明显变化。 ②若地层出现倾斜甚至颠倒，说明地层形成 后，因地壳水平运动使岩层发生褶皱。地层颠倒 是因为地壳运动剧烈，岩层强烈褶皱所致，这种 情况下，判断背斜和向斜就需要利用岩层的新老 关系，而不能只看岩层形态。
判读地形剖面图的要领： (1)仔细阅读图例、水平距离、垂直高度、剖面线的 方向和经纬线位置、注记及图示说明。
(2)根据剖面图上的地势起伏状况，对应坐标轴上 的数据读出沿剖面线各点的海拔高度、相对高度， 分析海陆分布、地形分布、地形起伏等特点。 (3)根据地形剖面图所示位置及地形等自然地理特 征，判断与该剖面图密切相关的各种地理事象，通 过读图观察、空间想象，综合分析解决实际问题。
【知识链接】 (1)褶皱：在地壳运动产生的强大挤压力作用 下，岩层会发生塑性变形，产生的一系列的波状 弯曲，叫做褶皱。褶皱的基本单位是褶曲，背斜 和向斜是褶曲的两种基本形态。 (2)断层：当地壳运动产生的强大压力和张力 超过了岩石的承受能力时，岩体就会破裂。岩体 发生破裂后，如果两侧的岩体沿断裂面发生面线 的位移，就形成了断层。
2．褶皱类型的判断及对应的构造地貌分析 背斜与向斜的区分：岩层向上弯曲为背斜，常 成为山岭；岩层向下弯曲为向斜，常成为山谷。 最正确可靠的判断方法是看岩层的新老关系，中 间向两侧岩层由老到新的为背斜；中间向两侧岩 层由新到老的为向斜。 特殊情况可能出现背斜成 谷、向斜成山的现象(称地形倒置)。其成因分析 需要对内外力进行综合考虑：背斜顶部因受到张 力，岩石破碎，容易被侵蚀成谷地；向斜槽部受 到挤压，岩性坚硬不易被侵蚀，反而成为山岭。
若地层出现缺失，形成原因可能有：①在缺 失地层所代表的年代，发生了地壳隆起，使当地 地势抬高，终止了沉积过程；②当时一开始有沉 积作用，当地壳隆起后，原沉积物被剥蚀完毕； ③当时、当地气候变化，没有了沉积物来源；④ 流水、冰川、风力等外力的不断侵蚀。
《工程地质学》课程笔记
《工程地质学》课程笔记第一章地质作用1.1 地质作用概念地质作用是指地球内部和外部力量对地球表层（地壳和上覆的岩石圈）进行的各种物理、化学和生物作用，这些作用导致了地壳的物质组成、结构和地表形态的不断变化。
地质作用的分类如下：- 按能量来源分类：内力地质作用和外力地质作用。
- 按作用性质分类：构造作用、岩浆作用、变质作用、风化作用、侵蚀作用、沉积作用等。
1.2 内力地质作用内力地质作用是由地球内部的热能和地球物质运动产生的力量所引起的地质作用。
1. 地壳运动- 板块构造运动：地球表层分为若干个大小不一的岩石圈板块，它们在地球软流圈上漂浮、移动，相互之间发生碰撞、俯冲、拉张等作用，形成地震、火山、海沟、山脉等地貌。
- 碰撞边界：如喜马拉雅山脉的形成。
- 俯冲边界：如环太平洋地震带的形成。
- 拉张边界：如东非大裂谷的形成。
- 断层活动：地壳在应力作用下发生断裂，形成断层。
断层活动会导致地壳错动，产生地震、地形起伏等地貌。
- 正断层：如美国的大峡谷。
- 逆断层：如加利福尼亚的圣安德烈亚斯断层。
- 平移断层：如土耳其的北安纳托利亚断层。
- 褶皱作用：地壳在挤压应力作用下，岩层发生弯曲、折叠，形成褶皱山脉。
- 背斜和向斜：如阿尔卑斯山脉。
2. 岩浆活动- 火山地貌：岩浆在地表喷发形成的火山锥、火山口、熔岩台地等地貌。
- 活火山：如夏威夷的基拉韦厄火山。
- 死火山：如美国的圣海伦斯火山。
- 侵入地貌：岩浆在地壳内部冷却凝固形成的岩体，如岩床、岩墙、岩脉等。
3. 地震- 地震波：地震发生时产生的波动，分为纵波（P波）和横波（S波）。
- 地震序列：主震、前震、余震等。
- 地震带：如环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带。
1.3 外力地质作用外力地质作用是由太阳辐射能和地球重力能驱动的地质作用，主要包括风化、侵蚀、搬运和沉积等过程。
1. 风化作用- 物理风化：岩石在温度变化、冻融、盐类结晶等物理作用下，发生破碎。
03 地质年代与第四纪地质
南京工业大学土木工程学院
三、洪积物
上部洪积物颗粒较粗，地下水位较深； 上部洪积物颗粒较粗，地下水位较深； 而离山较远地段的洪积物颗粒较细， 而离山较远地段的洪积物颗粒较细，成分 均匀，厚度较大，土质密实， 均匀，厚度较大，土质密实，这两部分土 的承载力一般较高，常为良好的天然地基； 的承载力一般较高，常为良好的天然地基； 而上述两部分的过渡地带由于地下水 溢出地表造成沼泽地带，土质较软、 溢出地表造成沼泽地带，土质较软、承载 力较低。 力较低。 洪积物作为建筑物地基， 洪积物作为建筑物地基，应注意土层 尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。 尖灭和透镜体引起的不均匀沉降。洪积层 处特别是还在发展的洪积层需要注意的地 质灾害主要是泥石流。 质灾害主要是泥石流。
绝对年龄（万年） 绝对年龄（万年）
距今时间 1 10 73 200 时间间隔 1 9 63 127
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3.2.1 第四纪地质概述
■第四纪特点
（1）人类的出现； （2）地壳运动强烈——新构造运动； （3）气候变化频繁，多次的大规模的冰川运动，冰期和间冰期； （4）与人类工程活动关系密切。
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二、 绝对年龄的确定
原理： 原理：放射性元素有其固定的衰（蜕）变常数。 根据保存在岩石中的放射性元素的母体同位素 母体同位素的含 母体同位素 量和子体同位素 体同位素的含量分析计算，可得出经历多长时间才 体同位素 能有这样子体和母体的比例。 T = 1/λ* Ln (1+D/N)
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三、洪积物
概念： 概念：由暂时性洪流将山区或高地的大量风化碎屑物携带至沟口或 平缓地带堆积而成。 平缓地带堆积而成。 分布：洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。 分布：洪积层多位于沟谷进入山前平原、山间盆地、流入河流处。 物质成分：洪积层成分复杂，与沟谷上游汇水区内的岩石成分有关。 物质成分：洪积层成分复杂，与沟谷上游汇水区内的岩石成分有关。 构造和厚度特征：洪积物常具有较明显的层理以及夹层、透镜体等， 构造和厚度特征：洪积物常具有较明显的层理以及夹层、透镜体等， 其厚度从扇顶向边缘逐渐变薄。 其厚度从扇顶向边缘逐渐变薄。 工程地质特征：洪积扇一般可分为上中下三部分， 工程地质特征：洪积扇一般可分为上中下三部分，它们具有不同的 工程地质特征。 工程地质特征。
地 质 年 代
（a）正常层序
（b）倒转层序
图2-1 地层层序示意图
沉积岩中保存的地质时期的生物遗体和遗迹称为化石。化石的成分常已变为矿物质，但原来 生物骨骼或介壳等硬件部分的形态和内部构造却在化石里保存了下来。在漫长的地质历史时期内， 生物从无到有、从简单到复杂、从低级到高级发生了不可逆转的发展演化。年代越老的地层中所 含生物越原始、越简单、越低级；年代越新的地层所含生物越进步、越复杂、越高级。
3）沉积岩与岩浆岩间的接触关系 沉积岩与岩浆岩之间的接触关系可分为侵入接触和沉积接触两类。 （1）侵入接触 侵入接触指后期岩浆岩侵入早期沉积岩中的接触关系，如图2-4（a）所示。早期沉积岩受后 期侵入岩浆的熔蚀、挤压、烘烤和化学反应，在沉积岩与岩浆岩交界处会形成一层接触变质带。 当该层变质带在地表接受风化剥蚀后，岩浆岩暴露地表，会在岩浆岩周围残留一圈接触变质岩， 称为变质晕。 （2）沉积接触 沉积接触指后期沉积岩覆盖在早期岩浆岩上的沉积接触关系，如图2-4（b）所示。早期岩浆 岩因表层风化剥蚀，在后期沉积岩底部常形成一层含岩浆岩砾石的底砾岩。
（a）整合接触
（b）平行不整合接触
图2-2 沉积岩间的接触关系
（c）角度不整合接触
2）岩浆岩间的接触关系 岩浆岩间的接触关系主要表现为岩浆岩间的穿插接触关系。后期生成的岩浆岩常插入早期生 成的岩浆岩中，将早期岩脉或岩体切割开，如图2-3所示。
图2-3 岩浆岩间的接触关系 1—早期生成的岩浆岩；2—后期生成的岩浆岩
不同地质时代的岩层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同地质时期的相同地理环境下 形成的地层含有相同的化石，这就是生物层序律。寻找和采集古生物化石标本，尤其是那些对确 定地质年代有决定意义的标准化石，就可以依据古生物地层学方法确定岩层的地质年代。
岩层产状
地层层序
正常层序：仍维持上 新下老的层序。 倒转层序：岩层层序 为上老下新，是由岩 层发生倒转引起。
岩层的露头形态
水平岩层(Ⅰ)、直立岩层(Ⅱ)和倾斜岩层(Ⅲ)的露头形态 及其在平面图上的表现
倾斜岩层露头分布形态则较复杂，表现 出地质界线与等高线相交的曲线延伸，并有 一定规律，当其穿过沟谷或山脊时，露头线 均呈“V”字形，故此规律又称为V字形法则。
N W S
走向：层面与任一假想水平面交线的延伸方向 倾向：岩层面倾斜的方向 倾角：层面与水平面所夹的最大锐角
SE45º E NE50º SW230º SE45º
Geologic cross section
地质剖面图
B
A
A
B
Contour lines construction 地形等高线的绘制
Topographic map 地形图
Topographic map 地形图
Topographic profile construction
地形剖面图的绘制
step1
step2
高 程
返回
3.2.2 倾斜构造 Inclined structure
原始水平岩层经构造 运动形成与水平面成 一定交角的倾斜岩层。 强烈的构造运动会引 起地层层序的改变。
返回
3.2.3 地层的接触关系
沉积岩的接触关系
1、整合接触关系 2、平行不整合 3、角度不整合
岩浆岩与围岩的接触关系பைடு நூலகம்
1、侵入接触 2、沉积接触
返回
沉积岩的接触关系
整合接触关系：上下两套地层产状一致， 时代连续，平行迭置。反映岩层形成时均 匀下沉，连续沉积，无显著的构造运动。