地质年代.ppt

1、南京大学地球科学系南京大学地球科学系 舒良树舒良树第六章地质年代第六章地质年代 Geologic Time 地质学家的任务之一：确定地质事件的发生时间、地质学家的任务之一：确定地质事件的发生时间、岩石与地层的形成时间（上下顺序、新老关系）岩石与地层的形成时间（上下顺序、新老关系）有二种定时方法：有二种定时方法：(1)按先后顺序按先后顺序-相对年龄相对年龄,(2)按距今时间按距今时间-绝对年龄绝对年龄.两件最轰动全世界的科学新发现两件最轰动全世界的科学新发现 第一件第一件 云南澄江县发现举世闻名的云南澄江县发现举世闻名的“澄江动物群澄江动物群”（张文堂、（张文堂、侯先光，侯先光，1985；舒德干

2、等，；舒德干等，1993），证实了早寒武世生命），证实了早寒武世生命大爆炸的科学命题。大爆炸的科学命题。澄江距昆明市区南澄江距昆明市区南55公里。昆明地区地球早期生命演化研究公里。昆明地区地球早期生命演化研究历史悠久。可分三个阶段：历史悠久。可分三个阶段：1）1909-1910年，法人年，法人J.Deprat 和和 H.Mansuy 最早研究该区地质和古生物最早研究该区地质和古生物(Mansuy,1912)。2）30-40年代，国人王曰伦、王鸿祯、年代，国人王曰伦、王鸿祯、王竹泉、卢衍豪、何春荪在此区开展系统剖面和化石研究，创王竹泉、卢衍豪、何春荪在此区开展系统剖面和化石研究，创立了下寒武统的

3、筇竹寺组，沧浪铺组，龙王庙组（卢衍豪，立了下寒武统的筇竹寺组，沧浪铺组，龙王庙组（卢衍豪，1941），很长时间被用作地层细分和整个莱德利基虫系的对），很长时间被用作地层细分和整个莱德利基虫系的对比标准。比标准。3）70年代以来，新发现达到高潮，震惊全球。在年代以来，新发现达到高潮，震惊全球。在澄江动物群中首次出现的类群有：澄江动物群中首次出现的类群有：裂肢动物裂肢动物,叶足动物叶足动物,奇虾类奇虾类,水母状动物水母状动物,触手冠动物及内肛动物触手冠动物及内肛动物,鳃曳鳃曳动物和其它蠕形动物动物和其它蠕形动物,脊索动物与脊椎动物脊索动物与脊椎动物,古虫动物古虫动物门门,其它少量和分类位置不定类群

4、其它少量和分类位置不定类群,代表寒武纪生命辐射的代表寒武纪生命辐射的最高潮时期。最高潮时期。人类对龙和鸟的研究历史：人类对龙和鸟的研究历史：恐龙类，恐龙类，1842年年兽脚龙类兽脚龙类(恐龙恐龙)，1881年年虚骨龙类虚骨龙类(恐龙恐龙)，1914年年手盗龙类手盗龙类(恐龙恐龙)，1986年年始祖鸟，始祖鸟，1870年年初鸟类，初鸟类，1986年年中华龙鸟，中华龙鸟，1996年年中华中华神州鸟，神州鸟，2002年年中华吉祥，中华吉祥，2002年年孔子鸟孔子鸟 地球形成于地球形成于60亿年前亿年前,而原始地壳才形成在而原始地壳才形成在38亿年左右。亿年左右。在地质作用下在地质作用下,地壳遭受破坏

5、地壳遭受破坏,完整的地壳变得支离破碎。完整的地壳变得支离破碎。(Condie K.C.,1996,Plate Tectonics and Crustal Evolution.(The 4th edition),Pergamon Press.侏罗纪侏罗纪-距今二亿距今二亿-一亿四千万年一亿四千万年 恐恐 龙龙 始祖鸟始祖鸟第一节第一节 相对年代的确定相对年代的确定1.基本概念基本概念 岩层岩层:成层的岩石成层的岩石.层序层序:岩层形成的先后关系岩层形成的先后关系.地层地层:一定时期内形成的岩层的总称一定时期内形成的岩层的总称.具时间概念具时间概念.古生物：文字记载前（古生物：文字记载前（1200

6、0年年)就已生活在地球上的生就已生活在地球上的生物物.古生物化石：岩层中已经被石化的古生物遗体和遗迹古生物化石：岩层中已经被石化的古生物遗体和遗迹;猛猛 犸象于犸象于1710年在西伯利亚冻土中被发现年在西伯利亚冻土中被发现.生物演化规律：低等生物演化规律：低等高等；简单高等；简单复杂；不可逆！复杂；不可逆！2.层序建立的三原则：层序建立的三原则：地层由下而上形成；地层由下而上形成；原始产状是水平的；原始产状是水平的；岩层形成岩层形成后只经历过整体上下运动后只经历过整体上下运动,岩层倾斜必须岩层倾斜必须90.3.地层层序律地层层序律（仅适用于沉积岩）（仅适用于沉积岩）:下老上新下老上新4.生物层

7、序律生物层序律:生物简单而原始生物简单而原始,反映所在地层较老反映所在地层较老;生物生物复杂而高级复杂而高级,反映所在地层较新反映所在地层较新.同一地区同一地区,相同时期的地层相同时期的地层化石类型和组合应相同化石类型和组合应相同,不同时期的则不同不同时期的则不同.古动物复原古动物复原 5.标准化石标准化石：演化快、数量多、分布广、特征明显：演化快、数量多、分布广、特征明显,能 可 靠 的 确 定 岩 层 的 时 代能 可 靠 的 确 定 岩 层 的 时 代.6.活化石：活化石：从远古到现在一直存活的生物如银杏、珊瑚等从远古到现在一直存活的生物如银杏、珊瑚等7.假化石：岩层表面铁、锰质风化痕迹

8、假化石：岩层表面铁、锰质风化痕迹,形状酷像动形状酷像动植物形体植物形体.区别区别:它只见于表面它只见于表面,无内部构造无内部构造8.地层地层切割律切割律:被切割、穿插、包裹的老被切割、穿插、包裹的老.(.(见图见图)第二节第二节 同位素年龄的测定同位素年龄的测定1 同位素年龄同位素年龄(绝对年龄绝对年龄)：地质体形成的距今时间：地质体形成的距今时间.2 用于测定地质年代的放射性同位素必须具备三个条件用于测定地质年代的放射性同位素必须具备三个条件:具适宜的半衰期具适宜的半衰期:不能太短，也不能太长不能太短，也不能太长 钍钍 Th、碘、碘 I,半衰期半衰期 6.7年年,太短太短,不能用于测定；不能

9、用于测定；碳碳 C14稍长稍长,半衰期半衰期5692年年,用于测考古材料；用于测考古材料；锝锝Te136,半衰期半衰期1.41021,太长太长,可探索太阳系元素可探索太阳系元素成因成因 要有足够的含量要有足够的含量;现代技术可将该元素从岩石中分离并现代技术可将该元素从岩石中分离并 测定出来测定出来.子体同位素易于富集并能保存下来子体同位素易于富集并能保存下来.3 常用地质测年方法常用地质测年方法:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,Sm-Nd,39Ar/40Ar4 存在问题：测量误差问题、子体同位素的丢失问题存在问题：测量误差问题、子体同位素的丢失问题.5 发展趋势：古地磁测年、裂变径迹测年发展趋

10、势：古地磁测年、裂变径迹测年 fission track、热释光测年热释光测年(目前只能测目前只能测100万年以内万年以内).第三节第三节 生命大爆炸与生物灭绝生命大爆炸与生物灭绝1.生物大爆发生物大爆发:发生在寒武纪初期发生在寒武纪初期(540-530Ma)。在此时。在此时间段之前，除少许低等生物外（藻类），全世界几乎没有生命间段之前，除少许低等生物外（藻类），全世界几乎没有生命活动。到达此时间段，大量海洋生命突然涌现，且种属繁多，活动。到达此时间段，大量海洋生命突然涌现，且种属繁多，个体较大。个体较大。以我国科学家最早发现的云南以我国科学家最早发现的云南“澄江动物群澄江动物群”最为典型最为

11、典型,准确准确标定了生命大爆发的时间底界。标定了生命大爆发的时间底界。生物大爆发的原因尚不清楚。生物大爆发的原因尚不清楚。2.全球生物灭绝事件全球生物灭绝事件:由于气候与环境突变等原因由于气候与环境突变等原因,地球上的地球上的生物丧失了赖以生存的条件或无法适应新的环境生物丧失了赖以生存的条件或无法适应新的环境,最后导致大最后导致大量种属的死亡与灭绝量种属的死亡与灭绝.存在五次全球生物灭绝事件存在五次全球生物灭绝事件.2.1 奥陶纪末期奥陶纪末期:地球史上的第三大物种灭绝事件地球史上的第三大物种灭绝事件.距今距今4.4亿年前亿年前,该事件导致了地球上该事件导致了地球上85%的物种灭绝。的物种灭绝

12、。原因：全球冰川、气候变冷、海平面下降、生物圈原因：全球冰川、气候变冷、海平面下降、生物圈 被破坏。被破坏。2.2 泥盆纪后期泥盆纪后期:地球史上的第四大规模的物种灭绝事件地球史上的第四大规模的物种灭绝事件.距今距今3.65亿年前亿年前,历经两大高峰，中间间隔历经两大高峰，中间间隔1000万年。万年。原因尚不清楚。原因尚不清楚。2.3二叠纪末期二叠纪末期:地球史上最大、最严重的物种灭绝事件地球史上最大、最严重的物种灭绝事件.距今距今2.5亿年前亿年前,该事件导致了地球上该事件导致了地球上96%的物种灭绝。的物种灭绝。使长期占领海洋领域的生物衰败灭绝，让位于新的生物种属。使长期占领海洋领域的生物

13、衰败灭绝，让位于新的生物种属。生态系统获得一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行动物的进生态系统获得一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行动物的进化铺平道路。化铺平道路。原因尚不清楚。原因尚不清楚。2.4 三叠纪末期三叠纪末期:地球史上的第五大规模的物种灭绝事件地球史上的第五大规模的物种灭绝事件.距今距今1.95亿年前亿年前,该事件导致了地球上该事件导致了地球上76%的物种灭绝，的物种灭绝，主要是海洋生物的物种灭绝。主要是海洋生物的物种灭绝。原因可能与气候、环境变化有关。原因可能与气候、环境变化有关。2.5 白垩纪末期白垩纪末期:地球史上的第二大规模的物种灭绝事件地球史上的第二大规模的物种灭绝事件.距今距

14、今6500万年前万年前,该事件导致了地球上该事件导致了地球上75%-80%的的物种灭绝，陆地上的恐龙时代终结，海洋中的菊石类灭绝。物种灭绝，陆地上的恐龙时代终结，海洋中的菊石类灭绝。为哺乳类及人类的最后登场提供了条件。为哺乳类及人类的最后登场提供了条件。原因与陨石撞击、气候突变、环境变化有关。原因与陨石撞击、气候突变、环境变化有关。3.又一次大灭绝已经迫近人类又一次大灭绝已经迫近人类 由于近年全球的气候变暖、海平面升高、碳元素异常运动由于近年全球的气候变暖、海平面升高、碳元素异常运动（工厂和汽车尾气（工厂和汽车尾气CO2的大量排放导致大气升温，冰山融化，的大量排放导致大气升温，冰山融化，并使海

15、洋中的碳元素进入大气。若并使海洋中的碳元素进入大气。若1%的海洋碳素进入大气，的海洋碳素进入大气，就可使大气碳素浓度增大一倍，造成及其严重的气候和环境就可使大气碳素浓度增大一倍，造成及其严重的气候和环境变化）、臭氧层空洞等异常现象，全球高温、洪涝、干旱等变化）、臭氧层空洞等异常现象，全球高温、洪涝、干旱等灾害频发，一些科学家提出，又一次大灭绝已经迫近人类！灾害频发，一些科学家提出，又一次大灭绝已经迫近人类！需要人类自己挽救自己！需要人类自己挽救自己！第四节第四节 地质年代表地质年代表 Geology Time Scale1 地质年代表是地质历史的系统编年地质年代表是地质历史的系统编年:五代十三

16、纪五代十三纪 新生代新生代 Cz:E,N,Q（古（古-始始-渐渐,中中-上上,更更-全）全）中生代中生代 Mz:T、J、K 古生代古生代 Pz:,O、S；D、C、P 元古代元古代 Pt-Z:Proterozoic-Sinian 太古代太古代 Ar:(Pre,PreZ)2 地质年代单位地质年代单位(国际通用国际通用):宙宙-代代-纪纪-世世(阶阶)（时间概念）（时间概念）宇宇-界界-系系-统统 （地层概念）（地层概念）3 岩石地层单位岩石地层单位(地方性地层单位地方性地层单位):期期 （时间概念）（时间概念）群群-组组-段（地层概念）段（地层概念）4 地质年代单位的起源及含义地质年代单位的起源及

17、含义(略略)记牢五代十三纪记牢五代十三纪;记牢地质年代与岩石地层单位区别记牢地质年代与岩石地层单位区别!记牢新生代记牢新生代7个世的名称个世的名称!国际地层年龄国际地层年龄（单位（单位:Ma.:Ma.）Q(0.011.65)N(1.655.323.5)E(23.5345365)K(65Q(0.011.65)N(1.655.323.5)E(23.5345365)K(6596135)J(135154180205)T(205230240245)P(24596135)J(135154180205)T(205230240245)P(245258295)C(295325360)D(360375385410

18、)S(410 258295)C(295325360)D(360375385410)S(410 415425430435)O(435445455470485500)415425430435)O(435445455470485500)(500510520540)NeoPt(5406508501000)MesoPt(500510520540)NeoPt(5406508501000)MesoPt (1000120014001600)PaleoPt(16001800205023002500)(1000120014001600)PaleoPt(16001800205023002500)Archeen (Archeen (据国际地层委员会，据国际地层委员会，2000)2000)三叶虫三叶虫 三叶虫（蝙蝠虫）灰岩三叶虫（蝙蝠虫）灰岩 王冠虫王冠虫 菊石（波兰）2米直径米直径,的德国菊石的德国菊石中华狼鳍鱼中华狼鳍鱼 颠石燕颠石燕 鹗头贝鹗头贝 单体贵州珊瑚单体贵州珊瑚 群体笛管珊瑚群体笛管珊瑚 栉羊齿栉羊齿