大学先修地质年代与宝玉石生成课件.pptx

1、目录第一节第一节 相对地质相对地质年代的确年代的确定定第二节第二节 绝对地质绝对地质年代年代第三节第三节 成矿年代成矿年代与宝玉石与宝玉石探矿探矿第一节：相对地质年代的确定一：地层层序律二：生物层序律三：切割律或穿插关系一：地层层序律地层：地层：在一定地质时期内所形成的层状岩石（含沉积物）。地层形成时是水平的或近于水平的，并且，较老的地层先形成，位于较下部位，较新的地层后形成，覆于较上部位。简而言之，原始产出的地层具有下老上新的规律。这就是地层层序律地层层序律或称叠置原理称叠置原理。图A：地层层序正常时相对年代的确定 图B：遭受剥蚀后的地层 A-地层水平；B-地层倾斜 15表示地层从老到新的顺

2、序二：生物层序律 1.概念埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹称为化石化石。动物的骨骼、甲壳、足迹、蛋、粪以及植物的根、茎、叶或其痕迹也均可成为化石。不同时期的地层中含有不同类型的化石及其组合，而在相同时期且在相同地理环境下所形成的地层，只要原先的海洋或陆地相通，都含有相同的化石及其组合，这就是生物层序律。地层划分与对比及综合地层柱状图柱状图右侧标出的符号代表不同的化石及其组合，不同的层位有不同的化石组合，图中同一年代的地层用虚线相连2.古生物化石确定地质时间 1）古生物化石的概念“化石”一词来自拉丁文，意思是指地下挖出的东西，因此地下挖出的各种岩石和矿物以及动植物的遗体都称为“化石”。后来“化石

3、”一词就只限于指岩石中那些石化了的动植物遗体。保存完好的三叶虫化石标本 保存完好的狼鳍鱼化石标本 2）古生物化石的形成一般来说，生物一旦死亡，其有机部分就会很快腐烂。一般来说，生物体的硬体部分较软体部分耐腐蚀，也容易保存和埋藏于沉积物之中。在比较好的保存条件下，一些完整的生物体或者是部分生物体可以以它们的原有形态保存下来。这种现象常发生在永久的冻土地区，如西伯利亚冰期时期保存下来的完整猛犸象化石。博物馆内猛犸象化石3）古生物化石的用途 生物遗体迅速埋藏以后，就会被矿物的微小颗粒转换。有时，生物的硬体部分也可能被分解掉，在围岩中留下有机体形态的空洞。含煤地层中含有极丰富的动植物化石遗体，特别是晚

4、古生代石炭纪煤层和早新生代第三纪的褐煤地层中。有的化石很小，往往只有借助显微镜才能看到它们，我们把它们称为微体化石。别小看这些很小的化石，它们对于寻找石油等沉积矿产具有十分重要的价值。因为它们可以确定沉积地层，特别是在中生代以来的地层中极为有用。化石不仅仅是保存在沉积岩中的引人注目的“古董”或美丽的“物品”，更重要的是它能够记录整个生物世界的演变过程，而且还能提供“地史日记”以及沉积岩所记录地质事件的线索。三：切割律或穿插关系就侵入岩与围岩的关系说来，总是侵入者年代新，被侵入者年代老，这就是切割律。这一原理还可以用来确定有交切关系或包裹关系的任何两地质体或地质界面的新老关系：即切割者新，被切割

5、者老；包裹者新，被包裹者老。如侵入岩中捕虏体的形成年代比侵入体老；砾岩中砾石形成的年代比砾岩的年代老。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，形成最晚第二节：绝对地质年代一：绝对地质年代的概念二：同位素年龄的测定法三：地质年代表的建立与应用一：绝对地质年代的概念指通过对岩石中放射性同位素含量的测定，根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄。绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法，绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。二：同

6、位素年龄的测定法原理是基于放射性元素都具有固定的衰变常数，且矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量(N)与蜕变而成的子体同位素含量(D)可以测出。根据下面的公式，就可计算出该放射性同位素的年龄（t）。它相当于包含该矿物并和该矿物同时形成的岩石的绝对年龄。公式：公式：t=1/In（1+D/N）放射性同位素种类很多，然而能够用来测定地质年代的必须具备以下条件：1.1.具有较长的半衰期，那些在几天或几年内就蜕变殆尽的同位素具有较长的半衰期，那些在几天或几年内就蜕变殆尽的同位素是不能使用的。是不能使用的。2.2.该同位素在岩石中有足够的含量，可以分离出来并加以测定。该同位素在岩石中有足够的含量，

7、可以分离出来并加以测定。3.3.其子体同位素易于富集并保存下来。其子体同位素易于富集并保存下来。表 用于测定地质年代的放射性同位素母体同位素子体同位素半衰期母体同位素子体同位素半衰期铀-238(U238)铀-235(U235)铀-232(U232)铅-206(Pb206)铅-207(Pb207)铅-208(Pb208)45亿年7.13亿年141亿年铷-87(Rb87)钾-40(K40)碳-14(C14)锶-87(Sr87)氩-40(Ar40)氮-14(N14)490亿年13亿年5730年同位素年龄测定方法的原理是科学的，但是在运用中存在若干问题。如母体同位素含量与子体同位素含量有时不易精确测定

8、，因为子体同位素可以因后来的地质作用而部分丢失，母体同位素也可能因各种地质作用而被混杂。且在一般矿物中上述放射性同位素的含量均很低，对测定的精度要求很高，故测定难度很大，测量时可能有人为的误差。此外，有些沉积岩不含有与沉积作用同时形成的放射性同位素，因而还不能用这种方法求其同位素年龄。因而，人们还在不断开拓新的技术与方法以确保同位素测年的准确性。三：地质年代表的建立与应用1：地质年代表的设立2：地质年代的名称和由来3：岩石地层单位概念1、地质年代表的设立按年代先后把地质历史进行系统性编年，列出“地质年代表”。它的内容包括各个地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值等。它反映了地壳中无机界（矿物、

9、岩石）与有机界（动、植物）演化的顺序、过程和阶段。地质年代表的建立，是根据对世界各地的地层进行系统划分对比的结果。地质年代表中具有不同级别的地质年代单位。最大一级的地质年代单位为“宙”，次一级单位为“代”，第三级单位为“纪”，第四级单位为“世”。与地质年代单位相对应的年代地层单位为：宇、界、系、统，它们是在各级地质年代单位内形成的地层。地质年代单位 年代地层单位 宙宇代界纪系世统我国晚前寒武纪地层的划分界系统底界参考年龄值（Ma）古生界（Pz）寒武系（）下寒武统542新元古界Pt3震旦系（Z）上震旦统（Z2）630下震旦统（Z1）680南华系（Nh）上、下南华统800青白口系（Qn）上、下青白

10、口统1000中元古界Pt2蓟县系（Jx）上、下蓟县统1400长城系（Ch）上、下长城统1800古元古界Pt1滹沱系（Ht）230025002、地质年代名称的由来与含义太古宙最古老的地质年代，仅有原始的菌藻生物。元古宙古老的地质年代，生物主要为菌藻类。震旦纪该纪地层在我国极为发育，而且发现早，研究细。显生宙开始出现大量较高等动物以来的阶段，包括古生代、中生代和新生代。古生代它标志着生物已开始大量发育，主要为原始海生无脊椎动物，原始的鱼类和两栖类，蕨类等孢子植物。寒武纪在这里首先研究了这一地质时代的地层。奥陶纪最早在威尔士研究了该时代的地层，威尔士有一个古代民族叫“奥陶”。志留纪最早研究该时代的地

11、层出露于威尔士边境，这里生活过一个不列颠部族叫“志留”。泥盆纪最早研究该时代的地层出露于英格兰的泥盆郡。接上表：石炭纪石炭纪 该时代地层中富含煤层，该名创始于英国。该时代地层中富含煤层，该名创始于英国。二叠纪现据最新研究将该纪分为早、中、晚世，分别为乌拉尔世、瓜德鲁普世和乐平世。中生代以陆上爬行动物繁盛为特征，是恐龙繁盛的时代，中生代以前生物主要为水生动物。三叠纪该纪地层在德国南部研究最早，岩层具有明显的三分性。侏罗纪在法国和瑞士交界的侏罗山脉首先研究了这一时代的地层。白垩纪这一时代的地层中产出白色细粒的碳酸钙.新生代哺乳动物和被子植物非常繁盛。第三纪和第四纪两名来源于最早对全部地层自下而上分

12、为四套，其中最上面的两套分别称为第三系和第四系，代表年轻的和最新的地层。目前第三纪已经被取消，取而代之的是古近纪和新近纪。3、岩石地层单位概念在一个新的地区进行地层工作时，首先应根据地层的岩性特征在垂直方向上的差异，将地层分层，建立起地层系统和层序。这样划分出来的地层单位，称为岩石地层单位，又称地方性地层单位，它可分为群、组、段等不同级别。群岩石地层的最大单位。它包括厚度大、成分不尽相同但总体外貌一致的一套岩层。如南京附近有黄马青群、青龙群等。组岩石地层的基本单位。它由一种岩石组成，也可以由两种或更多种的岩石互层组成。如南京附近有栖霞组、龙潭组等。段组内次一级的岩石地层单位。代表组内岩性相当均

13、一的一段地层。如南京附近栖霞组内分出梁山段、臭灰岩段等。层最小的岩石地层单位。指一层特殊的岩层、化石层或矿层。应该指出，岩石地层单位的划分，不是以化石为依据，它与年代地层单位之间，没有对应的关系。只有在岩石地层单位中找到了可以确定时代的化石时，岩石地层单位的年代才可以确定。第三节：成矿年代与宝玉石探矿一：成矿年代是地球科学研究的基本思路二：成矿年代是地质勘探工作的基本依据三：成矿时代确定有利于宝玉石矿产勘探开发一：成矿年代是地球科学研究的基本思路1.成矿年代的基本概念成矿年代的基本概念2.成矿年代的时序规律成矿年代的时序规律3.成矿年代的空间影响成矿年代的空间影响4.中国矿床的成矿年代中国矿床

14、的成矿年代1.成矿年代的基本概念成矿年代成矿年代：矿床的形成在地质历史发展中有一定的时间规律性。因此，矿床的形成年代是研究矿床成因和成矿地质构造背景的重要基础资料，也是研究成矿规律、评价成矿远景和寻找新的成矿靶区的重要依据之一。依据地质标志确定的矿化时代显示了一定的规律随着同位素地质年代学引入地质学和矿床学的研究又大大提高了矿化时代资料的精度和广度。2.成矿年代的时序规律不同的矿产通常成矿于不同的年代。但在某一地质时代的某一地区，或某一地区的某一时代，对于某些矿种或矿床或某种规律的矿床的形成来说，可能表现出特殊的重要性和集中性”。矿产在成矿时代上分布的不均匀性，如前寒武纪集中了全世界70%左右

15、的黄金；60%以上的镍、钴和铁矿。又例如80%左右的钨矿形成于中生代；50%左右的锡矿形成于中生代末期；85%以上的钼矿形成于中、新生代；40%左右的铜矿形成于新生代。外生矿床中类似的例子，如在世界上煤主要形成在石炭二叠纪；石油主要形成于新生代；岩盐和钾盐在世界上却主要形成于二叠纪。3.成矿年代的空间影响成矿时间与成矿空间共同影响矿床的形成。矿床形成集中在某一特定的地史时间，原因很复杂，既与地球在历史上不同时代的演化有关，也与不同时代、不同地区控矿地质条件的演化、形成有关。因而我们既要研究各种矿床的形成在地史上分布的一般共同规律，又要分析成矿的具体地区地质条件和成矿条件。这样才能充分地利用成矿

16、时间规律来预测矿床靶区。4.中国矿床的成矿年代 1）前震旦纪成矿期（太古代元古代成矿期）这是我国的一个重要成矿期，主要有分布在北方诸省的变质铁矿（如鞍山式铁矿）、绿岩带金矿床、变质磷矿床、滑石菱镁矿床（辽宁）、石墨矿床（山东莱阳）、刚玉矿床（太行山）等。内生矿床有河北的钒钛磁铁矿床、山西铜矿床、内蒙和新疆等地的稀有金属伟晶岩矿床等。稀有金属伟晶岩矿床刚玉矿床石墨2）加里东成矿期（早古生代成矿期）在我国东部以外生沉积矿床为主，如宣龙式铁矿、瓦房子锰矿、湘潭式锰矿、昆阳式、襄阳式磷矿以及湘西沉积钼镍矿床等。在我国西部以内生矿床为主，也有变质矿床如黄铁矿型铜矿（白银厂式）、铬镍矿床、伟晶岩矿床以及气

17、成热液矿床，还有镜铁山式铁矿（北祁连山）等等。宣龙式铁矿瓦房子锰矿黄铁矿型铜矿3）海西成矿期（晚古生代成矿期）与加里东成矿期相近似，但在我国更为重要。在我国东部以沉积矿床为主，如北方的石炭纪山西式铁矿、云贵豫鲁的铝土矿和粘土矿床、巩县式铝土矿；南方的泥盆纪宁乡式铁矿、西南地区二叠纪遵义式锰矿；南北方各省的石炭二叠纪煤田是我国最主要的成煤期。内生矿床有秦岭和内蒙的铬、镍矿床，内蒙白云鄂博式稀土铁矿床。在我国西部则以内生矿床为主。铝土矿南方的宁乡式铁矿遵义锰矿4）印支期燕山成矿期（中生代三叠纪成矿期侏罗纪白垩纪成矿期）是我国东部最主要的内生矿产成矿期，形成一大批与中酸性岩浆岩有关的，具有重要经济意

18、义的钨、锡、钼、铋、铍、铜、铅、锌、汞、锑、金、铌、钽、稀土、稀散金属以及非金属萤石、明矾石和黄铁矿等气成、热液矿床，此外矽卡岩型和火山岩型铁矿床也具有重要工业价值。外生矿床也具有较重要的价值。萤石明矾石黄铁矿5）喜山成矿期（新生代成矿期）新生代的内生矿床在我国比较局限，主要有西藏喜马拉雅超基性岩带中的铬铁矿和台湾火山岩中的金矿和铜矿床，以及新疆西南部的少数铅锌矿床。外生矿床相对却较重要，主要有塔里木盆地和柴达木盆地某些边缘地带的层状铜矿床，各地的砂金矿床、砂锡矿床，西北许多地区的硼砂和盐类矿床，西南地区的钾盐和岩盐矿床还有第三纪的煤田和油田等等。层状铜矿床砂金矿床二：成矿年代是地质勘探工作的

19、基本依据既然矿产在时间分布方面是有规律的，那么运用这一规律就可以帮助我们发现矿产矿床，与此同时，可以进一步揭示有利于成矿的时代。由于成矿作用是与整个地质发展史相联系的，因而在成矿预测中运用成矿时间规律应注意以下各项：1 1深入的研究各种地质作用和地质体在各个地史时期的形成和发展过程，其中特别要注意与矿产有关的那些找矿地质条件的形成与发展的时间和过程。总结各种矿产在各个地史时期中形成和演化的普遍规律，也要注意特殊规律。2 2在某一特定地区预测矿产时，应注意在大范围内揭示上述规律，以便从时间规律联系转移到矿产分布的空间规律。这是极其重要的一个转移。3 3 注意矿产形成的阶段性和不均匀性。分析某一地

20、区成矿的阶段性并与全球成矿的不均匀性加以对比，从中发现和预评可能潜在的矿产。4 4为了准确地揭示整个地区的地质发展史、地质作用、地质体和矿产形成的时间分布规律，必须在野外和室内应用一切知识系统观察和利用先进技术手段如同位素绝对年龄的测定等方法，精确地测定地质年龄。三：成矿时代确定有利于宝玉石矿产勘探开发需要注意的是，宝玉石的成矿时代与宝玉石的形成时代是两个完全不同需要注意的是，宝玉石的成矿时代与宝玉石的形成时代是两个完全不同的概念。的概念。从形成年代上说，钻石比绝大多数宝石的形成年代都要久很多。钻石的年龄指钻石形成的时间，钻石的矿龄指钻石形成后被带到地表形成钻石矿的时间。很显然，钻石的年龄是大于甚至远远大于钻石的矿龄的，而矿龄约为12亿年的南非普列米尔已经是最古老的钻石矿山之一。非洲工人开采钻石成矿年代确定的意义意义为：1 1可帮助确立宝玉石矿床的找矿方向。在宝玉石矿产勘探开发过程中，可对宝玉石矿床的成因类型进行综合研究，提出成因类型的划分方案，总结不同类型宝玉石矿床的主要特征，揭示其时空分布规律。2 2对认识造山过程与宝石成矿的关系具有重要意义，对于今后的找矿评价具有参考价值。3 3可帮助预测宝玉石矿床的空间分布规律。注：本演示文稿图片均来自地球科学通论书稿和网络注：本演示文稿图片均来自地球科学通论书稿和网络