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1、煤矿水文地质学 地质年代,山东大学,山东大学研究生专业基础课,2012年3月,主讲教师：薛翊国,煤的成分是什么？,(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。 (2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。 (3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。,全球范围内有三个大的成煤期,我国主要成煤时期分别是什么地质年代？,是石炭纪、二叠纪、侏罗纪、白垩纪。 石炭纪的聚煤时期主要在晚石炭世，形成了华北、华东及中南地区的煤系，著名的太原组煤系就在这个时期形成，山西、河北地区的大矿区如西山、开
2、滦、阳泉、晋城、潞安、汾西等都属该煤系； 二叠纪的早二叠世和晚二叠世都有较强的聚煤作用，早二叠世主要形成了以华北为中心的山西组煤系；晚二叠世则主要形成了贵州境内的龙潭煤系； 侏罗纪时期由于“燕山运动”遍及全国，此时期形成的煤田最多，主要集中于华北及西北地区；著名的煤田主要有神府、东胜煤田，大同煤田以及新疆地区的尚未开发的煤田；侏罗纪煤田储量最丰。,我国几个主要成煤时期分别是什么地质年代,目 录,第一节 地质年代定义 第二节、地质年代及地层系统 一、地质年代及地层单位的划分 二、地质年代表,地质年代 geological age 定义1： 表明地质历史时期的先后顺序及其相互关系的地质时间系统。包
3、括相对地质年代和绝对地质年龄。是研究地壳地质发展历史的基础，也是研究区域地质构造和编制地质图的基础。,地壳上不同时期的岩石和地层， (时间表述单位:宙、代、纪、世、期、时；地层表述单位：宇、界、系、统、阶、带)。 在形成过程中的时间（年龄）和顺序。,宙、代、纪、世、期、时地质年代 宇、界、系、统、阶、带地层单位,地质年代是地壳上不同年代的岩石在形成过程中的时间和顺序。 地质年代可分为绝对地质年代和相对地质年代。 绝对地质年代也称放射测定年代，或称同位素年龄，它是根据岩层中放射性同位素蜕变产物的含量加以测定的，是指岩石生成距今的年数，即岩石的年龄。 相对地质年代主要是依据古生物学的方法加以划分的
4、，是指岩石相对的新老关系形成的顺序，如古生代、中生代、新生代等。,人们根据地层的顺序、生物演化阶段、地壳运动和岩石的年龄等地壳的演化史，把地球的历史分为太古代、元古代、古生代、中生代、新生代五个代，每个代又分为若干个纪。人们把组成地壳的全部地层代表的时代，总称为地质年代。,地质年代单位，也称地质时间单位、地质时代单位，简称时间单位。它主要是根据生物演化的顺序阶段，对地质时期中的时期所划分的单位，即各个地层单位所代表的时间，称为地质年代单位，按时间单位的级别，从大到小分为宙、代、纪、世、期、时。如宙是最大的地质年代单位，而隐生宙和显生宙则是地质年代名称。,年代地层单位，又称时间地层单位，或地层单
5、位。它主要依据古生物化石、地层形成的地质年代、顺序，和穿过地层的地震波波速等，而把地层划分为不同类型、不同级别的单位。年代地层单位分为宇、界、系、统、阶、时、带。,宙、代、纪、世、期、时地质年代,宙、代、纪、世是国际性的地质年代单位，适用于全世界。期和时是区域性的地质年代单位，适用于大区域。如隐生宙时期所形成的地层叫隐生宇，显生审时期所形成的地层叫显生宇，太古代时期所形成的地层叫太古界地层，寒武纪时期形成的地层叫寒武系地层。,宇、界、系、统、阶、带地层单位,界国际性通用的最大的地层单位，包括一个代的时间内所形成的地层。 系界的一部分，是国际地层表中的第二级单位，代表一个纪的时间内所形成的地层。
6、系一般是根据首次研究的典型地区的古地名、古民族名或岩性特征等命名的，如寒武系、奥陶系、石炭系、白垩系等。 统系的一部分，是国际地层表中的第三级单位，代表一个世的时间内所形成的地层。 全国性或大区域性地层单位有阶、时带，地方性地层单位有群、组、段、层。,地质时代单位有宙、代、纪、世、期、时。 代地质时代的最大单位，在代的时间内形成界的地层。代的名称和界的名称相符合，如，太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。 纪代的一部分，代表形成一个系的地层所占的时间。纪的名称和系的名称符合，如寒武纪、奥陶纪等。,什么是地层？ 地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。（所谓的地层
7、是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。,地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为5代12纪。 早期的太古代和元古代（元古代在中国含有1个震旦纪），以后的古生代、中生代和新生代。古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共6个纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个纪；新生代只有第三纪、第四纪两个纪。,在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石。各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等的，出现得越早，越是高等的，出现得越晚。,包含
8、两方面含义： 其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代； 其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄（绝对地质年代）。这两方面结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识，地质年代表正是在此基础上建立起来的。,新生早晚三四纪，六千万年喜山期 中生白垩侏叠三，燕山印支两亿年 古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武系 震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。 注： 1新生代分第四纪、新近纪和古近纪，构造动力属喜山期，时间从6500 万年开始。 2中生代从2.5 亿年开始，属燕山、印支两期，燕山期包括白垩纪、侏罗纪和三叠纪的一部分，印支期全在三叠纪内。 3古生代分
9、为早晚，二叠纪、石炭纪、泥盆纪属晚古生代，属海西期；志留纪、奥陶纪、寒武纪在早古生代，属加里东期；震旦纪、青白口、蓟县、长城纪在元古代，震旦属加里东期，其余属晋宁期,地质年代表口诀,地层：地质学上把某一地质年代形成的一套岩层（无论是沉积岩，火山碎屑岩还是变质岩）称为哪个时代的地层。 (也包括层状分布的火山岩） 学习地层的意义： 进行地层划分和对比，确定生成 顺序 了解生物演化及分布规律 研究古地理，古环境变迁 研究地壳运动的规律 矿产勘查与开采,地层的概念及学习地层的意义,一、相对地质年代确定法 1地层层序法： 地层层序定律：正常的地层总是老的先沉积在下，而新的则后沉积在上，这种新老地层的覆盖
10、关系叫地层层序律。 2古生物比较法： 地球自有生物以来，每一个地质时期有其相应的生物繁盛，随着时间的推移，生物的演化是由简单到复杂，由低级到高级，在某一地史阶段绝灭的种属不会在新的发展阶段中出现。这个规律叫生物演化的不可逆性。因此上下地层中的化石种类和组合不同。人们常利用标准化石来进行地层对比。 标准化石：演化快，生存短，分布广。 3标准地层对比法 同一时期形成的沉积岩往往具有相似的岩性特征，而不同时期形成的地层其岩性往往不同，因此在一定的地区内，可根据各地地层的岩性变化来划分对比地层。一般采用标志层的方法： 标志层：已知相对地质年代的，具有一定的特殊性质和特征的，易为人们辨认的。,如何判断地
11、层是正常还是倒转,贝壳的形态,地球生物演化,4地层接触关系法 整合接触：地壳持续下降，不同时代地层连续沉积。 平行不整合（假整合）：地壳经过一定时期有上升，早先形成的地层露出水面，遭受风化、剥蚀，形成高低不平的侵蚀面，然后再下降接受沉积，上下两套地层大致平行，但其间存在一个侵蚀面，叫不整合面，并缺失一部分地层。,角度（斜交）不整合接触：在地壳由下降转为上升的过程中，原来的地层因地壳剧烈运动而发生褶皱和断裂时，岩层产生不同程度的倾斜，当这套地层露出水面，经风化剥蚀再接受沉积。,整合接触的形成,角度不整合的形成,平行不整合的形成,同位素地质年龄是测量岩石或地层形成至今的时间间隔, 也叫绝对年龄。
12、主要用于：不含化石的哑地层年龄 岩浆岩的年龄 变质岩的年龄 原理：是利用放射性元素的衰变。岩石自形成以后其中的放射性元素持续衰变，不同的时期， 岩石中的放射性元素与其衰变产物稳定同位素的比值不同，据此可推断岩石形成的年龄。如： 235U207Pb 238 U208Pb 40K40Ar,二、同位素地质年龄确定法,. 生物地层单位*：是以含有相同化石内容和分布特征，并与相邻 的地层单位中的化石有区别的岩层体。 （生物带: 延限带，顶峰带） 3. 年代地层单位：是指某特定地质时间间隔内形成的岩层体。其顶底 界限均为等时面。可分为六个级别： 年代地层单位 地质年代 宇 -（宙） 元古宇-元古宙 界-（
13、代） 古生界-古生代 系-（纪） 石炭系-石炭纪 统-（世） 上石炭统-晚石炭世 阶-（期） 带- （时）,最常见的是年代地层单位“统”下再分组， 如C2b代表古生界石炭系中石炭统本溪组,伟大的英国地质学家霍姆斯，根据许多实验室的测量结果，同时根据沉积岩的相对厚度在其间作一些内插值，从而建立了沿用至今的地质年代表。,二、地质年代表 （括号中为地层单位）,Qb,Jx,CHc,Ht,生物的演化,地球有46亿年的历史了，人们对“寒武纪”、“侏罗纪”、“白垩纪”、“第四纪”这样的词也比较熟悉了，但是这些名词是如何来的？,大家知道按地层的年龄将地球的年龄划分成一些单位，这样可便于我们进行地球和生命演化的
14、表述。人们习惯于以生物的情况来划分，这样就把整个46亿年划成两个大的单元，那些看不到或者很难见到生物的时代被称做隐生宙，而将可看到一定量生命以后的时代称做是显生宙。隐生宙的上限为地球的起源，其下限年代却不是一个绝对准确的数字，一般说来可推至6亿年前，也有推至5.7亿年前的。从6亿或5.7亿年以后到现在就被称做是显生宙。,宙 冥古宙 46-38亿年 太古宙 38-25亿年 元古宙 25-6亿年 显生宙 6亿年以来,冥古宙,冥古代（Hadean）是指自地球形成至距今38亿年前这段时期，有些科学家称为地球的天文时期、或地球的前地质时期。这一时期地球历史包括原始地壳、原始陆壳的性质和形成以及原始生命的
15、形式和出现等复杂的问题。 冥古宙一词最初是由普雷斯顿克罗德（Preston Cloud）于1972年所提出的，原本是用来指已知最早岩石之前的时期。,从46亿年-38亿年的地质时期有哪些特点？,（1）薄而活动的原始地壳，地壳深处的融熔岩浆，不时从地壳深处，沿断裂涌出，形成岩浆岩和火山喷发。 （2）深浅多变的广阔海洋中散布少数孤岛，因此太古代晚期形成了稳定基底地块“陆核”。陆核出现，标志地球有了真正的地壳。,（3）富有CO2，缺少氧气的水体和大气圈：太古代地球表面，虽然已经形成了岩石圈、水圈和大气圈。但那时的地壳表面，大部分被海水覆盖，由于大量火山喷发，放出大量的CO2，同时又没有植物进行光合作用，海水和大气中含有大量的CO2，而缺少氧气。大气中的CO2随着降水，又进入到海洋，因此海洋中HCO3-浓度增大。岩浆活动和火山喷发的同时，带来大量的铁质，有可能被具有较强的溶解能力的降水和地表水溶解后带入海洋。含HCO3-高浓度海水同时具有较大的溶解能力和搬运能力，因此可将低价铁源源不断地搬运至深海区，这就是为什么太古代铁矿石占世界总储量60%，矿石质量好，并且在深海中也能富集成矿的原因。,（4）太古代的地层：太古代的地层，都是一些经过变质的岩石，例如片麻岩、变粒岩、混合岩等深变质的岩石。我国太古代地层只分布在秦岭、淮河以北地区。出产鞍山式铁矿的鞍山、吕梁山
