1、第十一章 地质发展史古生物与地质年代地史简介地层及地质年代第一节 地层及地质年代1 1 岩层与地层岩层与地层岩层：岩层：在野外或矿井中，人们常常见到一层层叠置的岩石，在野外或矿井中，人们常常见到一层层叠置的岩石，通常称为岩层；通常称为岩层；地层：地层：通常为某一地质时期所形成的岩层；通常为某一地质时期所形成的岩层；特点：地质时代特点：地质时代 所含矿产所含矿产 新老关系地层层序律：地层层序律：在正常情况下，在正常情况下，岩层的顺序总是上岩层的顺序总是上新下老。新下老。地层单位2、地质年代及其确定 生物地层单位是根据地层中所含有的生物化石内容和特征划分出来的地层单位。生物地层的单位有：组合带、延
2、限带、顶峰带 岩石地层单位是是由岩性、岩相、或变质程度均一的岩石组成的三维地质体。岩石地层单位：岩石地层单位：群、组、段、层群、组、段、层 年代地层单位 是在特定的地质时间间隔内形成的岩石是在特定的地质时间间隔内形成的岩石体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部岩石，体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部岩石，而且只代表这段时间内所形成的岩石。而且只代表这段时间内所形成的岩石。年代地层单位是按时间阶段来划分的，与地质年代严格对应，没有固定的岩石和生物内容。生物地层单位 组合带：指其所含的化石或其中的某一类化石，从某整体来看，构成一个自然的组合，并以此区别于相邻地层内的生物组合。延
3、限带：是指任一生物分类单位在其整个延续 范围之内所代表的地层体。顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层。它不包括前期出现数量不多时的地层，也不包括后期逐渐稀少时的地层。上述三种类型并非是相互包容或从属的关系上述三种类型并非是相互包容或从属的关系 年代地层与地质年代的关系年代地层单位地质年代单位岩石地层单位宇宇宙宙界界代代系系纪纪统统世世群阶阶期期组时间带时间带时时段层群群 最大的岩石地层单位最大的岩石地层单位 其通常相当于一个统，有可能大于统，甚至大于系。其通常相当于一个统，有可能大于统，甚至大于系。由于震旦纪以前的地层尚未建立系和统，就由于震旦纪以前的地层尚未建立系和统，就有必要对这个复杂的
4、较高一级的地层序列给予专有必要对这个复杂的较高一级的地层序列给予专名，如青白口群、阜平群名，如青白口群、阜平群普遍的用法。普遍的用法。有时，一段地层岩性和成因比较复杂、厚度有时，一段地层岩性和成因比较复杂、厚度巨大，内部包括一些不连续面，但又无明显的界巨大，内部包括一些不连续面，但又无明显的界线可以划分组时，也把它称为群。线可以划分组时，也把它称为群。因此，因此，群的含义系指连续的、在成因上相互群的含义系指连续的、在成因上相互相联系的几个组的组合，或指厚度巨大、岩性复相联系的几个组的组合，或指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。杂、又不能分组的一套岩系。组组 划分岩石地层的基本单位。划分
5、岩石地层的基本单位。其重要含义：其重要含义：具有岩性、岩相、和变质程度具有岩性、岩相、和变质程度的一致性。的一致性。组或者由一种岩石构成，或者以一种组或者由一种岩石构成，或者以一种主要岩石为主，夹着重复出现的夹层；或者由两主要岩石为主，夹着重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成，还可能以很复杂的岩三种岩石交替出现所构成，还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征，而与其它比较单纯的组石组分为一个组的特征，而与其它比较单纯的组相区别。所以组的相区别。所以组的界线在岩性上应当是容易识别界线在岩性上应当是容易识别的。的。组的厚度一般从几米到几百米。组应当组的厚度一般从几米到几百米。组应当展布展布
6、于一定范围，便于追索对比，在此范围内其岩性、于一定范围，便于追索对比，在此范围内其岩性、岩相应基本稳定。岩相应基本稳定。如龙潭组、山西组等。指厚度如龙潭组、山西组等。指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。段段 是比组小一级岩石地层单位。它在组内具是比组小一级岩石地层单位。它在组内具有与相邻岩层不同的岩石特征。通常一个有与相邻岩层不同的岩石特征。通常一个组可以根据组可以根据岩层岩性特征等标志岩层岩性特征等标志的不同而的不同而划分为若干段。如栖霞组内的臭灰岩段、划分为若干段。如栖霞组内的臭灰岩段、下硅质层组；龙潭组内的下含煤段、中含下硅质层组；龙潭组内的
7、下含煤段、中含煤段、上含煤段等。煤段、上含煤段等。3 地层划分与对比1）地层的划分和对比概念地层的划分和对比概念 通过地层对比，可更好地了解和掌握地层的分布规律，通过地层对比，可更好地了解和掌握地层的分布规律，为找矿打下基础。为找矿打下基础。2 2）地层划分和对比的方法）地层划分和对比的方法 A-A-根据岩层的生成顺序划分和对比根据岩层的生成顺序划分和对比 B-B-根据岩层的岩性特征划分和对比根据岩层的岩性特征划分和对比 C-C-根据岩层中赋存的古生物化石划分和对比根据岩层中赋存的古生物化石划分和对比 D-D-根据地层之间的接触关系根据地层之间的接触关系 E-E-利用放射性同位素测定地质年代利
8、用放射性同位素测定地质年代 二、古生物与地质年代表1、生物进化的特点1）由简单到复杂、由低级到高级、从水生到陆生向前发展。2）生物演化发展具有阶段性和不可逆性。在较早时代已灭绝的生物类型在以后的时期内不会在出现。3）化石 化石化石是保存在地层中的是保存在地层中的生物遗体或遗迹，并经石化生物遗体或遗迹，并经石化作用后形成的。作用后形成的。化石包括实体化石和遗迹化石包括实体化石和遗迹化石。化石。化石层序律化石层序律每一地层每一地层中各有其特定的化石。不同中各有其特定的化石。不同地层中的生物化石相比较可地层中的生物化石相比较可确定化石的先后次序。确定化石的先后次序。第二节、古生物与地质年代2、地质年
9、代及其确定实体化石硅化木 山西保德扒楼沟山西组遗迹化石动藻迹 山西保德扒楼沟太原组遗迹化石 是指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具一定形态的各种痕迹。遗迹化石 宁夏乌海卡布其太原组3 地质年代表一、地质年代表的建立 把不同地区的沉积地层，根据化石和岩性（主要是化石）进行详细的分析研究和对比，弄清它们之间的相互关系，按先后（新、老）顺序连接起来，就建立起了完整的地层系统。根据地层系统建立一个比较完整的地层系统表，结合同位素年龄，生物演化的顺序、过程、阶段、老的构造运动、古地理环境变化等，将地壳的全部历史划分成许多自然阶段，即地质年代，按新老顺序进行地质编年，就构成了地质年代表。宙代纪世年龄M
10、a构造运动植物动物元元古古宙宙PT新元古代新元古代 Pt3震旦纪震旦纪 Z晚震旦世晚震旦世54368080010001400180023002500280032003600吕梁运动吕梁运动五台运动五台运动藻类藻类早震旦世早震旦世南华纪南华纪 Nh青白口纪青白口纪 Qb中元古代中元古代 Pt2蓟县纪蓟县纪 Jx长城纪长城纪 Cc古元古代古元古代 Pt1滹沱纪滹沱纪 Ht太太古古宙宙AR新太古代新太古代 AR3中太古代中太古代 AR2古太古代古太古代 AR1始太古代始太古代 AR0地质年代表(一)宙代纪世年龄 Ma构造运动植 物动物显显生生宙宙PH古古生生代代 PZ二叠纪二叠纪 P晚二叠世晚二叠世
11、 P3250295354410438490543海西运动海西运动加里东运动加里东运动裸子植物裸子植物孢子植物孢子植物大量繁盛大量繁盛两栖动物两栖动物中二叠世中二叠世 P2早二叠世早二叠世 P1石炭纪石炭纪 C晚石炭世晚石炭世 C2早石炭世早石炭世 C1泥盆纪泥盆纪 D晚志留世晚志留世 D3中志留世中志留世 D2早志留世早志留世 D1志留纪志留纪 S晚志留世晚志留世 S3裸蕨植物裸蕨植物海藻海藻大量繁盛大量繁盛鱼类鱼类无脊椎动物无脊椎动物中志留世中志留世 S2早志留世早志留世 S1奥陶纪奥陶纪 O晚奥陶世晚奥陶世 O3中奥陶世中奥陶世 O2早奥陶世早奥陶世 O1寒武纪寒武纪 晚寒武世晚寒武世中寒
12、武世中寒武世早寒武世早寒武世地质年代表地质年代表(二二)宙代纪世年龄 Ma构造运动植物动物显显生生宙宙PH新新生生代代CZ第四纪第四纪 Q全新世全新世 Qh2.4823.365137205250喜马拉雅运动喜马拉雅运动（晚）（晚）喜马拉雅运动喜马拉雅运动（早）（早）燕山运动燕山运动(晚晚)燕山运动燕山运动(早早)印支运动印支运动海西运动海西运动被子植物被子植物大量繁盛大量繁盛古人类出现古人类出现哺乳动物哺乳动物更新世更新世 Qp新近纪新近纪 N上新世上新世 N2中新世中新世 N1古近纪古近纪 E渐新世渐新世 E3始新世始新世 E2古新世古新世 E1中中生生代代 MZ白垩纪白垩纪 K晚白垩世晚白
13、垩世 K2被子植物被子植物裸子植物裸子植物大量繁盛大量繁盛爬行动物爬行动物早白垩世早白垩世 K1侏罗纪侏罗纪 J晚侏罗世晚侏罗世 J3中侏罗世中侏罗世 J2早侏罗世早侏罗世 J1三叠纪三叠纪 T 晚三叠世晚三叠世 T3中三叠世中三叠世 T2早三叠世早三叠世 T1地质年代表地质年代表(三三)地球的历史分为两大时期：天文时期38亿年前，为行星形成和发展时期，属天文学研究的范畴。地质时期38亿年以来，即地壳形成以来的地质发展时期。古生物地史学就是要研究在地质时期，古地理沉积环境和生物的演化史、地壳运动史、岩浆活动史以及变质史。第四节 地质发展简史 影视：影视：地史地史一、前震旦纪 从地壳形成至震旦纪
14、以前（388亿年前）历时30亿年。包括太古代、早、中元古代和晚元古代早期。（一）太古代距今约38亿年25亿年，其特征是：1.地壳处于普遍活动状态，地壳很薄，断裂构造、火山活动极发育。2.形成了原始大气圈和水圈，产生了原始海洋和原始大陆。3.开始有了风化、剥蚀、搬运、沉积等外力地质作用，并形成沉积岩。4.距今约32亿年首次出现了无细胞核的原核生物（原始细菌和藻类）。（二）早中元古代晚元古代早期 距今25亿年至8亿年。特征是：1.地壳运动、岩浆活动和变质作用强烈而广泛，但比太古代弱得多。2.出现了大量最原始的具有真核细胞的蓝绿藻和细菌。陆地上岩石裸露，一片荒凉。3.游离氧增多，并出现了代表氧化环境
15、的红色地层。总之，前震旦纪是地壳运动岩浆活动最强烈的时期，晋宁运动结束了本阶段的历史并形成了地球上地台的褶皱基底。如我国中朝准地台，杨子准地台、塔里木地台的褶皱基底。太平洋可能就是在这个阶段因岩石圈拉张断裂的发展而开始形成的。二、震旦纪和早古生代 距今8亿年到4亿，历时约4亿年，包括四个纪：震旦纪、寒武纪、奥陶纪、志留纪。其特征有：1.是地壳运动相对比较平静的时期。北半球除俄罗斯外都被海水淹没，而南半球具有一个由现今的非洲、南美洲、澳洲、南极洲、印度等陆块组成的巨大古陆，称为“冈瓦纳古陆”。2.是一个大海侵时期，海洋面积比现今更为辽阔。构成了一个海进海进高潮海退旋回。3.我国除个别岛屿外也是一
16、片汪洋。4.震旦纪中期出现了地史上第一个冰川时期。5.三叶虫、腕足类、头足类、笔石、珊瑚等海洋生物开始繁盛，出现了大量无脊椎动物，到志留纪时，出现了原始鱼类和植物登上了陆地。6.志留纪末期，加里东运动使海面缩小、陆地扩大，并形成了一些新的褶皱山脉，如我国的祁连山褶皱带、华南褶皱带。祁连山三、晚古生代 距今4.09亿年至2.5亿年，历时约1.6亿年，包括三个纪：泥盆纪、石炭纪、二叠纪。特征是：1.地壳运动较为激烈，形成第二次大海侵，但比早古生代范围小。海进、海退的方向，时间已有明显的差异。二叠纪华北上升为陆，形成南海北陆的局面。2.二叠纪以来地球上各个古陆聚合形成联合古陆，赤道洋消失，乌拉尔海消
17、失，形成了特提斯海，即古地中海。3.生物界大发展时期 陆生植物第一次大发展，蕨类植物兴盛。脊椎动物从水到陆的飞跃，鱼类、两栖类动物空前繁盛。海洋无脊椎动物兴衰变化：早古生代兴盛的三叶虫、笔石、鹦鹉螺类等大量减少，最终灭绝，代之而起的是珊瑚、菊石类等的繁盛。4.由于海西运动形成了乌拉尔褶皱山脉、阿帕拉契山脉以及我国的天山、昆仑山、北山、大小兴安岭、长白山等褶皱山脉，同时伴有大量的花岗岩浆侵入。四、中生代 中生代从距今2.5亿年至0.65亿年，历时约1.85亿年，包括三叠纪、侏罗纪，白垩纪。无论是构造运动、岩浆活动以及生物、古地理等方面和古生代相比，均有明显的差异和新的发展，是一个强烈活动的时期。
18、1.三叠纪中、晚期的印支运动，使联合古陆沿赤道附近分裂解体，特提斯海联合古陆分割成北方的劳亚古陆和南方的冈瓦纳古陆。在我国使秦岭、巴颜喀拉大雪山、滇西海槽褶皱、隆起，华南浅海区褶皱上升为陆。从而结束了南海北陆的格局。2.白垩纪早期特提斯海进一步扩张，印度已向北迁移到南纬30左右，非洲和南美洲开始分裂，形成大西洋的“胚胎”。3.侏罗纪、白垩纪时，世界大陆地区进入了第三次大海侵时期，大部分陆地被海水淹没。而我国由于三期燕山运动使绝大部分地区都上升为陆，在东部形成一系列北东向、北北东向构造线和断陷盆地，地层间形成多次不整合，并形成大规模、大范围的岩浆喷发和侵入活动。4.生物界显著变化的时期 爬行类动
19、物恐龙极为兴盛，因此中生代称为恐龙的时代。侏罗纪鸟类开始出现。无脊椎动物古生代种群灭绝，代之以新的种群。陆生植物以真蕨类植物和裸子植物最为繁盛。到晚白垩世，被子植物代替了裸子植物兴盛起来。5.白垩纪末的燕山晚期运动使西芷一带的浅海褶皱形成唐古拉山脉、冈底斯山脉，东部沿海一带也褶皱成山。热河生物群热河生物群(K1)集锦集锦蜂蜂蜻蜓蜻蜓松果松果菏叶菏叶蚊蚊三尾类蜉蝣三尾类蜉蝣鹦鹉嘴龙鹦鹉嘴龙狼鳍鱼狼鳍鱼蟹蟹五、新生代 是地史发展的最新阶段，包括第三纪、第四纪，历时6千5百万年。特征：1.地壳变动强烈逐步形成了现代格局：冈瓦纳古陆分裂解体，大西洋不断扩张，非洲和印度板块不断向北运动，并与欧亚大陆碰撞
20、连接，特提斯海大部分消失，在欧洲褶皱形成阿尔卑斯山脉，在我国形成喜玛拉雅山脉。一些古生代褶皱山系，昆仑山、天山、祁连山等再度上升，盆地继续下陷。同时，火山活动强烈，侵入活动相对规模较小。太平洋东岸褶皱形成高峻的安底斯山系，以及圣安德列斯走向大断裂，现今仍在活动。太平洋西岸，火山活动贯穿整个新生代，形成一系列火山岛弧,现在的日本、台湾、菲律宾等地。2.生物界的发展 统治中生代的爬行动物大部分绝灭，代之而起的是哺乳动物、鸟类和真骨鱼类的极大繁盛。3.第三纪时，中国境内现代地貌的轮廓已基本形成，此时，除台湾、东南沿海一带、喜玛拉雅等地有海侵外，其他广大地区都为陆地。第三纪中后期，由于喜玛拉雅运动，使喜玛拉雅、台湾海槽褶皱升起。第四纪以升降运动为主，在盆地内被第四系广泛覆盖，形成了现代地貌特征。新生代是被子植物的时代，有草本、有木本，并出现了分区分带现象。
