第六章地质年代2

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1、第第六六章章 地地质质年年代代 为了重塑地球的历史，首先要解决史料问题。漫长的地质历为了重塑地球的历史，首先要解决史料问题。漫长的地质历为了重塑地球的历史，首先要解决史料问题。漫长的地质历为了重塑地球的历史，首先要解决史料问题。漫长的地质历史早期不仅没有人类，甚至还没有生命，因此既不能像研究近代史早期不仅没有人类，甚至还没有生命，因此既不能像研究近代史早期不仅没有人类，甚至还没有生命，因此既不能像研究近代史早期不仅没有人类，甚至还没有生命，因此既不能像研究近代史那样根据文字资料，也不能像研究殷商历史那样靠考古发掘的史那样根据文字资料，也不能像研究殷商历史那样靠考古发掘的史那样根据文字资料，也不

2、能像研究殷商历史那样靠考古发掘的史那样根据文字资料，也不能像研究殷商历史那样靠考古发掘的出土文物，出土文物，出土文物，出土文物，那时能留到现在的只有岩石那时能留到现在的只有岩石那时能留到现在的只有岩石那时能留到现在的只有岩石。因此。因此。因此。因此, , , ,岩石就成了研究岩石就成了研究岩石就成了研究岩石就成了研究地质历史的基本史料。地质历史的基本史料。地质历史的基本史料。地质历史的基本史料。 这些史料怎样编排，就要知道地质体的年龄，从而推算出各这些史料怎样编排，就要知道地质体的年龄，从而推算出各这些史料怎样编排，就要知道地质体的年龄，从而推算出各这些史料怎样编排，就要知道地质体的年龄，从而

3、推算出各种地质事件发生的时代。地质学家已研究出岩石单位的测年方法。种地质事件发生的时代。地质学家已研究出岩石单位的测年方法。种地质事件发生的时代。地质学家已研究出岩石单位的测年方法。种地质事件发生的时代。地质学家已研究出岩石单位的测年方法。即即即即 相对年代的确定方法和绝对年龄测定方法。相对年代的确定方法和绝对年龄测定方法。相对年代的确定方法和绝对年龄测定方法。相对年代的确定方法和绝对年龄测定方法。 岩石单位的相对年代岩石单位的相对年代岩石单位的相对年代岩石单位的相对年代是指由它与相邻已知岩石单位的相对层是指由它与相邻已知岩石单位的相对层是指由它与相邻已知岩石单位的相对层是指由它与相邻已知岩石

4、单位的相对层位的先后顺序关系来决定的。位的先后顺序关系来决定的。位的先后顺序关系来决定的。位的先后顺序关系来决定的。 绝对年龄绝对年龄绝对年龄绝对年龄则用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得则用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得则用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得则用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得, , , ,用距今多少年以前来表示。用距今多少年以前来表示。用距今多少年以前来表示。用距今多少年以前来表示。第第第第一一一一节节节节 相相相相对对对对年年年年代代代代的的的的确确确确定定定定 成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面的自然状况，成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面

5、的自然状况，成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面的自然状况，成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面的自然状况，而且严格地按照先后顺序自下而上地依次重叠。而且严格地按照先后顺序自下而上地依次重叠。而且严格地按照先后顺序自下而上地依次重叠。而且严格地按照先后顺序自下而上地依次重叠。地质学中把在地质学中把在地质学中把在地质学中把在一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层。一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层。一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层。一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层。 各地出现的地层，总是不完整的。既使世界最完整的地层各地出现的地层，总是不完整的。既使世界最完整的地层各

6、地出现的地层，总是不完整的。既使世界最完整的地层各地出现的地层，总是不完整的。既使世界最完整的地层露头，美国西部大峡谷的谷坡上，地层呈水平状态，出露地层露头，美国西部大峡谷的谷坡上，地层呈水平状态，出露地层露头，美国西部大峡谷的谷坡上，地层呈水平状态，出露地层露头，美国西部大峡谷的谷坡上，地层呈水平状态，出露地层总厚达总厚达总厚达总厚达3500350035003500米以上，最下面有变质岩、侵入体。但中间还缺失米以上，最下面有变质岩、侵入体。但中间还缺失米以上，最下面有变质岩、侵入体。但中间还缺失米以上，最下面有变质岩、侵入体。但中间还缺失了奥陶纪至泥盆纪共约了奥陶纪至泥盆纪共约了奥陶纪至泥盆

7、纪共约了奥陶纪至泥盆纪共约1.51.51.51.5亿年的地层。亿年的地层。亿年的地层。亿年的地层。 大多数地区的地层在受到构造运动的影响下，发生褶皱、大多数地区的地层在受到构造运动的影响下，发生褶皱、大多数地区的地层在受到构造运动的影响下，发生褶皱、大多数地区的地层在受到构造运动的影响下，发生褶皱、断裂，使地层保存得更不完整。因此，怎样把已经散乱的地层断裂，使地层保存得更不完整。因此，怎样把已经散乱的地层断裂，使地层保存得更不完整。因此，怎样把已经散乱的地层断裂，使地层保存得更不完整。因此，怎样把已经散乱的地层按照顺序首尾相接地整理排列好？通常采用地层学中普遍接受按照顺序首尾相接地整理排列好？

8、通常采用地层学中普遍接受按照顺序首尾相接地整理排列好？通常采用地层学中普遍接受按照顺序首尾相接地整理排列好？通常采用地层学中普遍接受的三条原理或称定律，即的三条原理或称定律，即的三条原理或称定律，即的三条原理或称定律，即 地层层序律、生物层序律、切割律地层层序律、生物层序律、切割律地层层序律、生物层序律、切割律地层层序律、生物层序律、切割律一一一一、地地地地层层层层层层层层序序序序律律律律 地层的原始产状是水平或接近水平的。沉积物层地层的原始产状是水平或接近水平的。沉积物层地层的原始产状是水平或接近水平的。沉积物层地层的原始产状是水平或接近水平的。沉积物层层叠置，较老的地层在下面，较新的地层在

9、上面。只层叠置，较老的地层在下面，较新的地层在上面。只层叠置，较老的地层在下面，较新的地层在上面。只层叠置，较老的地层在下面，较新的地层在上面。只要地层没有发生构造变动而倒转，上面地层形成的时要地层没有发生构造变动而倒转，上面地层形成的时要地层没有发生构造变动而倒转，上面地层形成的时要地层没有发生构造变动而倒转，上面地层形成的时代一定比下面的地层新。这就是代一定比下面的地层新。这就是代一定比下面的地层新。这就是代一定比下面的地层新。这就是地层层序律地层层序律地层层序律地层层序律。 受构造运动作用，地层发生倾斜，其层序的新老关系：受构造运动作用，地层发生倾斜，其层序的新老关系：受构造运动作用，地

10、层发生倾斜，其层序的新老关系：受构造运动作用，地层发生倾斜，其层序的新老关系： （1 1 1 1）地层倾斜（层序正常）地层倾斜（层序正常）地层倾斜（层序正常）地层倾斜（层序正常） 顺倾斜方向地层新，反倾顺倾斜方向地层新，反倾顺倾斜方向地层新，反倾顺倾斜方向地层新，反倾斜方向地层老。斜方向地层老。斜方向地层老。斜方向地层老。 （2 2 2 2）地层倒转（层序不正常）地层倒转（层序不正常）地层倒转（层序不正常）地层倒转（层序不正常） 要利用沉积岩的指向要利用沉积岩的指向要利用沉积岩的指向要利用沉积岩的指向性原生构造，判断岩层的顶、底，恢复原始层序。性原生构造，判断岩层的顶、底，恢复原始层序。性原生

11、构造，判断岩层的顶、底，恢复原始层序。性原生构造，判断岩层的顶、底，恢复原始层序。老老新新二二.生生物物层层序序律律 埋藏于岩石中的古代生物遗体或遗迹称为化石，它是在地层埋藏于岩石中的古代生物遗体或遗迹称为化石，它是在地层埋藏于岩石中的古代生物遗体或遗迹称为化石，它是在地层埋藏于岩石中的古代生物遗体或遗迹称为化石，它是在地层中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由简单到复杂，从中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由简单到复杂，从中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由简单到复杂，从中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由简单到复杂，从低等向高等生物发展，这种演化规律是不可逆的。从总体

12、上看，低等向高等生物发展，这种演化规律是不可逆的。从总体上看，低等向高等生物发展，这种演化规律是不可逆的。从总体上看，低等向高等生物发展，这种演化规律是不可逆的。从总体上看，地层年代越新，所含的生物就越进步、越完善。地层年代越新，所含的生物就越进步、越完善。地层年代越新，所含的生物就越进步、越完善。地层年代越新，所含的生物就越进步、越完善。含相同化石的地含相同化石的地含相同化石的地含相同化石的地层是同时代的地层层是同时代的地层层是同时代的地层层是同时代的地层。根据这一规律可以把不同地区，甚至相隔较。根据这一规律可以把不同地区，甚至相隔较。根据这一规律可以把不同地区，甚至相隔较。根据这一规律可以

13、把不同地区，甚至相隔较远的地层间的先后顺序整理出来。这种方法叫远的地层间的先后顺序整理出来。这种方法叫远的地层间的先后顺序整理出来。这种方法叫远的地层间的先后顺序整理出来。这种方法叫生物层序律生物层序律生物层序律生物层序律。 在地层研究中，通常在地层研究中，通常在地层研究中，通常在地层研究中，通常利用在地质历史中演化快、利用在地质历史中演化快、利用在地质历史中演化快、利用在地质历史中演化快、延续时间短、数量多、分延续时间短、数量多、分延续时间短、数量多、分延续时间短、数量多、分布广、特征明显的生物化布广、特征明显的生物化布广、特征明显的生物化布广、特征明显的生物化石，作为石，作为石，作为石，作

14、为标准化石标准化石标准化石标准化石来划分来划分来划分来划分相对地质年代。每一个地相对地质年代。每一个地相对地质年代。每一个地相对地质年代。每一个地质年代都有其特征的标准化石或化石组合。如，金陵组中假乌拉质年代都有其特征的标准化石或化石组合。如，金陵组中假乌拉质年代都有其特征的标准化石或化石组合。如，金陵组中假乌拉质年代都有其特征的标准化石或化石组合。如，金陵组中假乌拉珊瑚，寒武纪的三叶虫等等。珊瑚，寒武纪的三叶虫等等。珊瑚，寒武纪的三叶虫等等。珊瑚，寒武纪的三叶虫等等。利用生物化石确定地层的相对年代 实际工作中，研究者通常采用地层层序律和生物层序律相结实际工作中，研究者通常采用地层层序律和生物

15、层序律相结实际工作中，研究者通常采用地层层序律和生物层序律相结实际工作中，研究者通常采用地层层序律和生物层序律相结合的方法，来划分和对比不同地方的地层，恢复地层的顺序。合的方法，来划分和对比不同地方的地层，恢复地层的顺序。合的方法，来划分和对比不同地方的地层，恢复地层的顺序。合的方法，来划分和对比不同地方的地层，恢复地层的顺序。甲地甲地乙地乙地丙地丙地综合图综合图三三、切切割割律律或或穿穿插插关关系系 这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入体之间被相互侵入顺序的确定

16、。一般说，侵入者年代体之间被相互侵入顺序的确定。一般说，侵入者年代体之间被相互侵入顺序的确定。一般说，侵入者年代体之间被相互侵入顺序的确定。一般说，侵入者年代新，被侵入者时代老。这一原理还可用于有交切关系新，被侵入者时代老。这一原理还可用于有交切关系新，被侵入者时代老。这一原理还可用于有交切关系新，被侵入者时代老。这一原理还可用于有交切关系或包裹关系的任何地质体，判断其形成顺序。或包裹关系的任何地质体，判断其形成顺序。或包裹关系的任何地质体，判断其形成顺序。或包裹关系的任何地质体，判断其形成顺序。第第第第二二二二节节节节 同同同同位位位位素素素素年年年年龄龄龄龄的的的的测测测测定定定定 用相对

17、年代方法只能确定地质年代的先后顺序，而无法知道用相对年代方法只能确定地质年代的先后顺序，而无法知道用相对年代方法只能确定地质年代的先后顺序，而无法知道用相对年代方法只能确定地质年代的先后顺序，而无法知道地质事件发生的时间。为了用通常的计算单位来说明地球有多老，地质事件发生的时间。为了用通常的计算单位来说明地球有多老，地质事件发生的时间。为了用通常的计算单位来说明地球有多老，地质事件发生的时间。为了用通常的计算单位来说明地球有多老，江河湖海，山原陆地有多老，因此，不断有人通过种种途径来探江河湖海，山原陆地有多老，因此，不断有人通过种种途径来探江河湖海，山原陆地有多老，因此，不断有人通过种种途径来

18、探江河湖海，山原陆地有多老，因此，不断有人通过种种途径来探求地球年龄。求地球年龄。求地球年龄。求地球年龄。 19191919世纪以来，有人根据河湖海洋沉积速度世纪以来，有人根据河湖海洋沉积速度世纪以来，有人根据河湖海洋沉积速度世纪以来，有人根据河湖海洋沉积速度(0.3(0.3(0.3(0.3米米米米/1000/1000/1000/1000年年年年) ) ) )和和和和地层的最大厚地层的最大厚地层的最大厚地层的最大厚(25000(25000(25000(25000112000112000112000112000米米米米),),),),计算出地球年龄是计算出地球年龄是计算出地球年龄是计算出地球年龄

19、是5 5 5 5亿年亿年亿年亿年, , , ,其结其结其结其结果大约是实际地球年龄的九分之一。果大约是实际地球年龄的九分之一。果大约是实际地球年龄的九分之一。果大约是实际地球年龄的九分之一。 1899189918991899年还有人根据海水的盐度年还有人根据海水的盐度年还有人根据海水的盐度年还有人根据海水的盐度，估算来求地球年龄估算来求地球年龄估算来求地球年龄估算来求地球年龄。假定原假定原假定原假定原始大洋中全是淡水，现在海水中的盐度是由河流带入经过蒸发浓始大洋中全是淡水，现在海水中的盐度是由河流带入经过蒸发浓始大洋中全是淡水，现在海水中的盐度是由河流带入经过蒸发浓始大洋中全是淡水，现在海水中

20、的盐度是由河流带入经过蒸发浓缩得出的。因此，他们根据河水中钠的数量估计每年流入海洋中缩得出的。因此，他们根据河水中钠的数量估计每年流入海洋中缩得出的。因此，他们根据河水中钠的数量估计每年流入海洋中缩得出的。因此，他们根据河水中钠的数量估计每年流入海洋中钠总量再计算出海洋中的钠总量，得出地球的年龄约一亿年。钠总量再计算出海洋中的钠总量，得出地球的年龄约一亿年。钠总量再计算出海洋中的钠总量，得出地球的年龄约一亿年。钠总量再计算出海洋中的钠总量，得出地球的年龄约一亿年。 法国著名自然学家布丰（法国著名自然学家布丰（法国著名自然学家布丰（法国著名自然学家布丰（170117011701170117881

21、78817881788年）进行了一些实验，年）进行了一些实验，年）进行了一些实验，年）进行了一些实验，并认定地球是从白炽状态下生成并逐渐冷却成现今这样的，这个并认定地球是从白炽状态下生成并逐渐冷却成现今这样的，这个并认定地球是从白炽状态下生成并逐渐冷却成现今这样的，这个并认定地球是从白炽状态下生成并逐渐冷却成现今这样的，这个冷却过程共需冷却过程共需冷却过程共需冷却过程共需7.57.57.57.5万年，而最早也要到万年，而最早也要到万年，而最早也要到万年，而最早也要到4 4 4 4万年前地球的温度才能降万年前地球的温度才能降万年前地球的温度才能降万年前地球的温度才能降低到生物可以存活。低到生物可

22、以存活。低到生物可以存活。低到生物可以存活。 此外还有许多学者根据不同的假定，采用不同的基础数据，此外还有许多学者根据不同的假定，采用不同的基础数据，此外还有许多学者根据不同的假定，采用不同的基础数据，此外还有许多学者根据不同的假定，采用不同的基础数据，求出了求出了求出了求出了0.340.340.340.34、0.40.40.40.4、0.750.750.750.75、0.990.990.990.99亿年等地球年龄的估算值。其中亿年等地球年龄的估算值。其中亿年等地球年龄的估算值。其中亿年等地球年龄的估算值。其中还有一位爱尔兰教主阿希尔，他于还有一位爱尔兰教主阿希尔，他于还有一位爱尔兰教主阿希尔

23、，他于还有一位爱尔兰教主阿希尔，他于1656165616561656年居然从圣经中考证出地年居然从圣经中考证出地年居然从圣经中考证出地年居然从圣经中考证出地球是在耶稣诞生前，由上帝创造出来的。球是在耶稣诞生前，由上帝创造出来的。球是在耶稣诞生前，由上帝创造出来的。球是在耶稣诞生前，由上帝创造出来的。 1896189618961896年贝克莱发现了放射性以后，年贝克莱发现了放射性以后，年贝克莱发现了放射性以后，年贝克莱发现了放射性以后，1905190519051905年卢瑟福年卢瑟福年卢瑟福年卢瑟福（18711871187118711937193719371937）根据放射性衰变原理提出了用铀、

24、钍）根据放射性衰变原理提出了用铀、钍）根据放射性衰变原理提出了用铀、钍）根据放射性衰变原理提出了用铀、钍和它们的衰变产物铅和氦来测定矿物年龄的设想。两和它们的衰变产物铅和氦来测定矿物年龄的设想。两和它们的衰变产物铅和氦来测定矿物年龄的设想。两和它们的衰变产物铅和氦来测定矿物年龄的设想。两年后，在他的促成下，波特伍德取得了第一个铀铅年后，在他的促成下，波特伍德取得了第一个铀铅年后，在他的促成下，波特伍德取得了第一个铀铅年后，在他的促成下，波特伍德取得了第一个铀铅法年龄。原来大自然并没有忽略自已的年龄和经历，法年龄。原来大自然并没有忽略自已的年龄和经历，法年龄。原来大自然并没有忽略自已的年龄和经历

25、，法年龄。原来大自然并没有忽略自已的年龄和经历，它早就不动声色地为自己留下了记录。它早就不动声色地为自己留下了记录。它早就不动声色地为自己留下了记录。它早就不动声色地为自己留下了记录。 放射性同位素是天然的时钟，利用天然放射性同放射性同位素是天然的时钟，利用天然放射性同放射性同位素是天然的时钟，利用天然放射性同放射性同位素是天然的时钟，利用天然放射性同位素的衰变规律来研究地质计时的学科就是位素的衰变规律来研究地质计时的学科就是位素的衰变规律来研究地质计时的学科就是位素的衰变规律来研究地质计时的学科就是同位素地同位素地同位素地同位素地质年代学。质年代学。质年代学。质年代学。 下面将介绍用同位素方

26、法测年的原理、运用条件、下面将介绍用同位素方法测年的原理、运用条件、下面将介绍用同位素方法测年的原理、运用条件、下面将介绍用同位素方法测年的原理、运用条件、方法等问题。方法等问题。方法等问题。方法等问题。 从物理学原理出发，放射性母体从物理学原理出发，放射性母体从物理学原理出发，放射性母体从物理学原理出发，放射性母体( (N N1 1) )与放射性成与放射性成与放射性成与放射性成因子体因子体因子体因子体( (N N2 2) )存在下列关系：存在下列关系：存在下列关系：存在下列关系： 这就是放射性年龄测定的基本方程。为了得到可这就是放射性年龄测定的基本方程。为了得到可这就是放射性年龄测定的基本方

27、程。为了得到可这就是放射性年龄测定的基本方程。为了得到可靠的结果，就必须精确地则定样品中放射性母体靠的结果，就必须精确地则定样品中放射性母体靠的结果，就必须精确地则定样品中放射性母体靠的结果，就必须精确地则定样品中放射性母体(N(N1 1) )及其衰变产物子体及其衰变产物子体及其衰变产物子体及其衰变产物子体(N(N2 2) )的含量，同时要假定的含量，同时要假定的含量，同时要假定的含量，同时要假定N N1 1和和和和N N2 2存在于一个近乎封闭的系统中，并且衰变常数存在于一个近乎封闭的系统中，并且衰变常数存在于一个近乎封闭的系统中，并且衰变常数存在于一个近乎封闭的系统中，并且衰变常数()()

28、是是是是需要精确测定的。需要精确测定的。需要精确测定的。需要精确测定的。1 1 1 1、放放放放射射射射性性性性同同同同位位位位素素素素测测测测年年年年原原原原理理理理2 2、条件条件条件条件 可用作放射性同位素测年的同位素应具备可用作放射性同位素测年的同位素应具备可用作放射性同位素测年的同位素应具备可用作放射性同位素测年的同位素应具备3 3个条件：个条件：个条件：个条件： 有较长的半衰期；有较长的半衰期；有较长的半衰期；有较长的半衰期； 在岩石中有足够的含量；在岩石中有足够的含量；在岩石中有足够的含量；在岩石中有足够的含量； 子、母体易于富集保存。子、母体易于富集保存。子、母体易于富集保存。

29、子、母体易于富集保存。 利用放射性同位素测年在理论上是极其简单的，但其实验程利用放射性同位素测年在理论上是极其简单的，但其实验程利用放射性同位素测年在理论上是极其简单的，但其实验程利用放射性同位素测年在理论上是极其简单的，但其实验程序和技术设备的要求条件非常严格，必须十分精确地测定极微量序和技术设备的要求条件非常严格，必须十分精确地测定极微量序和技术设备的要求条件非常严格，必须十分精确地测定极微量序和技术设备的要求条件非常严格，必须十分精确地测定极微量的同位素总量。对于子元素的过剩和丢失必须做出恰当的估计。的同位素总量。对于子元素的过剩和丢失必须做出恰当的估计。的同位素总量。对于子元素的过剩和

30、丢失必须做出恰当的估计。的同位素总量。对于子元素的过剩和丢失必须做出恰当的估计。 如，采用如，采用如，采用如，采用KK4040ArAr4040法测年时，通常用黑云母和白云母矿物进法测年时，通常用黑云母和白云母矿物进法测年时，通常用黑云母和白云母矿物进法测年时，通常用黑云母和白云母矿物进行，如果用辉石就会出现过剩的行，如果用辉石就会出现过剩的行，如果用辉石就会出现过剩的行，如果用辉石就会出现过剩的ArAr的问题，结果测年值偏老；反的问题，结果测年值偏老；反的问题，结果测年值偏老；反的问题，结果测年值偏老；反之，如果用钾长石，由于钾长石对之，如果用钾长石，由于钾长石对之，如果用钾长石，由于钾长石对

31、之，如果用钾长石，由于钾长石对ArAr4040的保存较差，就会使测年的保存较差，就会使测年的保存较差，就会使测年的保存较差，就会使测年值偏新。值偏新。值偏新。值偏新。 3 3、常用的定年方法常用的定年方法常用的定年方法常用的定年方法 （1 1 1 1）古老岩石的定年方法）古老岩石的定年方法）古老岩石的定年方法）古老岩石的定年方法 钾氩（钾氩（钾氩（钾氩（K K K KArArArAr）法，铷锶（）法，铷锶（）法，铷锶（）法，铷锶（RbRbRbRbSrSrSrSr）法，铀铅（）法，铀铅（）法，铀铅（）法，铀铅（U U U UPbPbPbPb）法）法）法）法，高精，高精，高精，高精度离子探针质谱法

32、度离子探针质谱法度离子探针质谱法度离子探针质谱法( (锆石锆石锆石锆石U-U-PbPb SHRIMP) SHRIMP)，钐钕（，钐钕（，钐钕（，钐钕（SmSmNdNd）法）法）法）法等。等。等。等。 （2 2 2 2）测定最新地质事件和考古材料年代的）测定最新地质事件和考古材料年代的）测定最新地质事件和考古材料年代的）测定最新地质事件和考古材料年代的14141414C C C C法法法法 14141414C C C C的半衰期仅的半衰期仅的半衰期仅的半衰期仅5692569256925692年。现存的放射性碳同位素显然不是地球生成时就有年。现存的放射性碳同位素显然不是地球生成时就有年。现存的放射

33、性碳同位素显然不是地球生成时就有年。现存的放射性碳同位素显然不是地球生成时就有的，它是的，它是的，它是的，它是14141414N N N N在高空受宇宙射线的撞击，原子核中吸收了一个电子与其中一个在高空受宇宙射线的撞击，原子核中吸收了一个电子与其中一个在高空受宇宙射线的撞击，原子核中吸收了一个电子与其中一个在高空受宇宙射线的撞击，原子核中吸收了一个电子与其中一个质子合成中子后转变成的碳原子核，从而质子合成中子后转变成的碳原子核，从而质子合成中子后转变成的碳原子核，从而质子合成中子后转变成的碳原子核，从而14141414N N N N就成了就成了就成了就成了14141414C C C C。生成后

34、的。生成后的。生成后的。生成后的14141414C C C C主要存在主要存在主要存在主要存在大气圈的大气圈的大气圈的大气圈的COCOCOCO2 2 2 2中，并通过光合作用进入生物体，因此，生物体中的中，并通过光合作用进入生物体，因此，生物体中的中，并通过光合作用进入生物体，因此，生物体中的中，并通过光合作用进入生物体，因此，生物体中的14141414C C C C含量与其含量与其含量与其含量与其稳定同位素稳定同位素稳定同位素稳定同位素12121212C C C C、13131313C C C C能保持与大气中相同的比例。生物死亡，新陈代谢终止，能保持与大气中相同的比例。生物死亡，新陈代谢终

35、止，能保持与大气中相同的比例。生物死亡，新陈代谢终止，能保持与大气中相同的比例。生物死亡，新陈代谢终止，14141414C C C C因衰变而逐渐减少，大约经过因衰变而逐渐减少，大约经过因衰变而逐渐减少，大约经过因衰变而逐渐减少，大约经过7 7 7 79 9 9 9个半衰期后就不易测定了，所以个半衰期后就不易测定了，所以个半衰期后就不易测定了，所以个半衰期后就不易测定了，所以14141414C C C C只能只能只能只能用于测定用于测定用于测定用于测定4 4 4 45 5 5 5万年（即全新统和更新统顶部的岩石）的地质年龄。万年（即全新统和更新统顶部的岩石）的地质年龄。万年（即全新统和更新统顶

36、部的岩石）的地质年龄。万年（即全新统和更新统顶部的岩石）的地质年龄。 4 4 4 4、存在的问题、存在的问题、存在的问题、存在的问题（1 1 1 1）母体被混染，子体部分丢失，影响测定精度。）母体被混染，子体部分丢失，影响测定精度。）母体被混染，子体部分丢失，影响测定精度。）母体被混染，子体部分丢失，影响测定精度。（2 2 2 2）对放射性同位素含量少的某些矿物，测定精度不够。）对放射性同位素含量少的某些矿物，测定精度不够。）对放射性同位素含量少的某些矿物，测定精度不够。）对放射性同位素含量少的某些矿物，测定精度不够。（3 3 3 3）对不含放射性同位素的沉积岩，不能用此法确定年龄。）对不含放

37、射性同位素的沉积岩，不能用此法确定年龄。）对不含放射性同位素的沉积岩，不能用此法确定年龄。）对不含放射性同位素的沉积岩，不能用此法确定年龄。 5 5 5 5、发展趋势、发展趋势、发展趋势、发展趋势 古地磁定年技术，裂变经迹定年，热释光定年等。古地磁定年技术，裂变经迹定年，热释光定年等。古地磁定年技术，裂变经迹定年，热释光定年等。古地磁定年技术，裂变经迹定年，热释光定年等。 同位素地质年代学为相对地质年代建立了时间标尺，现代同位素地质年代学为相对地质年代建立了时间标尺，现代同位素地质年代学为相对地质年代建立了时间标尺，现代同位素地质年代学为相对地质年代建立了时间标尺，现代的地质年代表包括了同位素

38、年龄和相对年代两部分。的地质年代表包括了同位素年龄和相对年代两部分。的地质年代表包括了同位素年龄和相对年代两部分。的地质年代表包括了同位素年龄和相对年代两部分。 同位素年代学现已广泛应用于岩石的年龄测定以及陨石、同位素年代学现已广泛应用于岩石的年龄测定以及陨石、同位素年代学现已广泛应用于岩石的年龄测定以及陨石、同位素年代学现已广泛应用于岩石的年龄测定以及陨石、火星、月球岩石、古生物等的年龄测定，解决了各地质时代有火星、月球岩石、古生物等的年龄测定，解决了各地质时代有火星、月球岩石、古生物等的年龄测定，解决了各地质时代有火星、月球岩石、古生物等的年龄测定，解决了各地质时代有多长的问题，构造、热事

39、件发生的时间问题等。多长的问题，构造、热事件发生的时间问题等。多长的问题，构造、热事件发生的时间问题等。多长的问题，构造、热事件发生的时间问题等。第第第第三三三三节节节节 地地地地质质质质年年年年代代代代表表表表 根据地壳中岩石同位素年龄的测定，世界上已知最古老的根据地壳中岩石同位素年龄的测定，世界上已知最古老的根据地壳中岩石同位素年龄的测定，世界上已知最古老的根据地壳中岩石同位素年龄的测定，世界上已知最古老的岩石为格陵兰的片麻岩（岩石为格陵兰的片麻岩（岩石为格陵兰的片麻岩（岩石为格陵兰的片麻岩（3636363640404040亿年），非洲南部斯威士兰片亿年），非洲南部斯威士兰片亿年），非洲南

40、部斯威士兰片亿年），非洲南部斯威士兰片麻岩（麻岩（麻岩（麻岩（34.434.434.434.4亿年）和刚果微斜长石（亿年）和刚果微斜长石（亿年）和刚果微斜长石（亿年）和刚果微斜长石（35.235.235.235.2亿年）等。此外在非亿年）等。此外在非亿年）等。此外在非亿年）等。此外在非洲南部从燧石层中发现了年龄为洲南部从燧石层中发现了年龄为洲南部从燧石层中发现了年龄为洲南部从燧石层中发现了年龄为32323232亿年的球状似藻类化石，定亿年的球状似藻类化石，定亿年的球状似藻类化石，定亿年的球状似藻类化石，定名名名名“伊索拉姆原始细菌伊索拉姆原始细菌伊索拉姆原始细菌伊索拉姆原始细菌”，据此断定地壳

41、是在，据此断定地壳是在，据此断定地壳是在，据此断定地壳是在3939393940404040亿年前形亿年前形亿年前形亿年前形成的。成的。成的。成的。 至于地球的年龄，因为地壳是在地球形成之后逐步演变而至于地球的年龄，因为地壳是在地球形成之后逐步演变而至于地球的年龄，因为地壳是在地球形成之后逐步演变而至于地球的年龄，因为地壳是在地球形成之后逐步演变而成的，其年龄肯定要大于地壳的年龄。经对陨石和月岩样品的成的，其年龄肯定要大于地壳的年龄。经对陨石和月岩样品的成的，其年龄肯定要大于地壳的年龄。经对陨石和月岩样品的成的，其年龄肯定要大于地壳的年龄。经对陨石和月岩样品的测定：陨石最老的年代约测定：陨石最老

42、的年代约测定：陨石最老的年代约测定：陨石最老的年代约45454545亿年，月岩最老年代为亿年，月岩最老年代为亿年，月岩最老年代为亿年，月岩最老年代为46464646亿年。根亿年。根亿年。根亿年。根据铅同位素比例的演化理论，综合陨石及地球铅的数据，地球据铅同位素比例的演化理论，综合陨石及地球铅的数据，地球据铅同位素比例的演化理论，综合陨石及地球铅的数据，地球据铅同位素比例的演化理论，综合陨石及地球铅的数据，地球是距今是距今是距今是距今46464646亿年前生成的。这一观点为天文和地学界所接受。亿年前生成的。这一观点为天文和地学界所接受。亿年前生成的。这一观点为天文和地学界所接受。亿年前生成的。这

43、一观点为天文和地学界所接受。 地球有了一个长达地球有了一个长达地球有了一个长达地球有了一个长达46464646亿年的历史。这个历史分为两个阶段，亿年的历史。这个历史分为两个阶段，亿年的历史。这个历史分为两个阶段，亿年的历史。这个历史分为两个阶段，前一段是地球历史的天文阶段，约前一段是地球历史的天文阶段，约前一段是地球历史的天文阶段，约前一段是地球历史的天文阶段，约6 6 6 67 7 7 7亿年；后一阶段就是地亿年；后一阶段就是地亿年；后一阶段就是地亿年；后一阶段就是地球历史的地质阶段，为球历史的地质阶段，为球历史的地质阶段，为球历史的地质阶段，为3939393940404040亿年，地质学所

44、讨论的就是在这亿年，地质学所讨论的就是在这亿年，地质学所讨论的就是在这亿年，地质学所讨论的就是在这个阶段中所发生的一切地质事件。个阶段中所发生的一切地质事件。个阶段中所发生的一切地质事件。个阶段中所发生的一切地质事件。一一一一地地地地质质质质年年年年代代代代表表表表的的的的建建建建立立立立 地质年代表是将地质历史按年代先后，进行系统地质年代表是将地质历史按年代先后，进行系统地质年代表是将地质历史按年代先后，进行系统地质年代表是将地质历史按年代先后，进行系统的编年，共分出的编年，共分出的编年，共分出的编年，共分出三宙、十代、二十一纪三宙、十代、二十一纪三宙、十代、二十一纪三宙、十代、二十一纪。三

45、宙三宙三宙三宙显生宙、显生宙、显生宙、显生宙、元古宙、太古宙（前寒武系）元古宙、太古宙（前寒武系）元古宙、太古宙（前寒武系）元古宙、太古宙（前寒武系）十代十代十代十代新生代、中生代、古生代、新元古代、中元古代、新生代、中生代、古生代、新元古代、中元古代、新生代、中生代、古生代、新元古代、中元古代、新生代、中生代、古生代、新元古代、中元古代、 古元古代、新太古代、中太古代、古太古代、古元古代、新太古代、中太古代、古太古代、古元古代、新太古代、中太古代、古太古代、古元古代、新太古代、中太古代、古太古代、 始太古代始太古代始太古代始太古代二二二二十一纪十一纪十一纪十一纪新近纪、古近纪、新近纪、古近纪

46、、新近纪、古近纪、新近纪、古近纪、 白垩纪、侏罗纪、三叠纪白垩纪、侏罗纪、三叠纪白垩纪、侏罗纪、三叠纪白垩纪、侏罗纪、三叠纪 二叠纪、二叠纪、二叠纪、二叠纪、 石炭纪、泥盆纪、志留纪、奥陶纪石炭纪、泥盆纪、志留纪、奥陶纪石炭纪、泥盆纪、志留纪、奥陶纪石炭纪、泥盆纪、志留纪、奥陶纪 寒武纪、埃迪卡拉纪、成冰纪、拉伸纪、寒武纪、埃迪卡拉纪、成冰纪、拉伸纪、寒武纪、埃迪卡拉纪、成冰纪、拉伸纪、寒武纪、埃迪卡拉纪、成冰纪、拉伸纪、 狭带纪、延展纪、盖层纪、固结纪、造山纪狭带纪、延展纪、盖层纪、固结纪、造山纪狭带纪、延展纪、盖层纪、固结纪、造山纪狭带纪、延展纪、盖层纪、固结纪、造山纪 层侵纪、成铁纪层侵

47、纪、成铁纪层侵纪、成铁纪层侵纪、成铁纪一一一一地地地地质质质质年年年年代代代代表表表表的的的的建建建建立立立立 地质年代表反映的主要内容有：地质年代表反映的主要内容有：地质年代表反映的主要内容有：地质年代表反映的主要内容有： （1 1 1 1）各地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值）各地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值）各地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值）各地质年代单位、名称、代号和同位素年龄值 表中的名称，多由英国、德国和前苏联的古地名表中的名称，多由英国、德国和前苏联的古地名表中的名称，多由英国、德国和前苏联的古地名表中的名称，多由英国、德国和前苏联的古地名等命名的，又经音译成

48、日语后我国引用的，因此怪僻等命名的，又经音译成日语后我国引用的，因此怪僻等命名的，又经音译成日语后我国引用的，因此怪僻等命名的，又经音译成日语后我国引用的，因此怪僻难懂。各段时间的划分是根据当时形成的岩石中所含难懂。各段时间的划分是根据当时形成的岩石中所含难懂。各段时间的划分是根据当时形成的岩石中所含难懂。各段时间的划分是根据当时形成的岩石中所含放射性元素衰变的程度测得的。环境条件变化了，生放射性元素衰变的程度测得的。环境条件变化了，生放射性元素衰变的程度测得的。环境条件变化了，生放射性元素衰变的程度测得的。环境条件变化了，生成的岩石不同了，地质年代也更换了。地质工作者之成的岩石不同了，地质年

49、代也更换了。地质工作者之成的岩石不同了，地质年代也更换了。地质工作者之成的岩石不同了，地质年代也更换了。地质工作者之间交流地质信息常用的这个时间系统和代号，必须熟间交流地质信息常用的这个时间系统和代号，必须熟间交流地质信息常用的这个时间系统和代号，必须熟间交流地质信息常用的这个时间系统和代号，必须熟记！记！记！记！ （2 2 2 2）无机界与有机界演化顺序、过程和阶段）无机界与有机界演化顺序、过程和阶段）无机界与有机界演化顺序、过程和阶段）无机界与有机界演化顺序、过程和阶段（3 3）地质年代单位和年代地层单位）地质年代单位和年代地层单位）地质年代单位和年代地层单位）地质年代单位和年代地层单位

50、地质年代单位是宙、代、纪、世，与它们对应地质年代单位是宙、代、纪、世，与它们对应地质年代单位是宙、代、纪、世，与它们对应地质年代单位是宙、代、纪、世，与它们对应的年代地层单位是宇、界、系、统。年代地层单位的年代地层单位是宇、界、系、统。年代地层单位的年代地层单位是宇、界、系、统。年代地层单位的年代地层单位是宇、界、系、统。年代地层单位在世界范围内是可以对比的。在世界范围内是可以对比的。在世界范围内是可以对比的。在世界范围内是可以对比的。 地质年代单位地质年代单位地质年代单位地质年代单位 年代地层单位年代地层单位年代地层单位年代地层单位 宙宙宙宙 宇宇宇宇 代代代代 界界界界 纪纪纪纪 系系系系

51、 世世世世 统统统统(4) (4) 年代地层单位年代地层单位 年代地层单位是经过区域地层之间（甚至跨越大洋）并依靠年代地层单位是经过区域地层之间（甚至跨越大洋）并依靠年代地层单位是经过区域地层之间（甚至跨越大洋）并依靠年代地层单位是经过区域地层之间（甚至跨越大洋）并依靠化石进行对比、同位素年龄测定，建立的反映全球的地层系统。化石进行对比、同位素年龄测定，建立的反映全球的地层系统。化石进行对比、同位素年龄测定，建立的反映全球的地层系统。化石进行对比、同位素年龄测定，建立的反映全球的地层系统。在这个系统中，合若干组为在这个系统中，合若干组为在这个系统中，合若干组为在这个系统中，合若干组为统统统统；

52、两个或三个统合称；两个或三个统合称；两个或三个统合称；两个或三个统合称系系系系；包含生物；包含生物；包含生物；包含生物演化中有相同特点的几个系合称演化中有相同特点的几个系合称演化中有相同特点的几个系合称演化中有相同特点的几个系合称界界界界，如含哺乳动物和被子植物化，如含哺乳动物和被子植物化，如含哺乳动物和被子植物化，如含哺乳动物和被子植物化石的称石的称石的称石的称新生界新生界新生界新生界；裸子植物和陆生爬行动物化石丰富的为；裸子植物和陆生爬行动物化石丰富的为；裸子植物和陆生爬行动物化石丰富的为；裸子植物和陆生爬行动物化石丰富的为中生界中生界中生界中生界；早于中生界形成多样较低等生物化石的地层，

53、合称早于中生界形成多样较低等生物化石的地层，合称早于中生界形成多样较低等生物化石的地层，合称早于中生界形成多样较低等生物化石的地层，合称古生界古生界古生界古生界；比古；比古；比古；比古生界更老伏于古生界以下的地层则是生界更老伏于古生界以下的地层则是生界更老伏于古生界以下的地层则是生界更老伏于古生界以下的地层则是元古界元古界元古界元古界。后来又把古生界等。后来又把古生界等。后来又把古生界等。后来又把古生界等含清晰的化石的三个界合称含清晰的化石的三个界合称含清晰的化石的三个界合称含清晰的化石的三个界合称显生宇显生宇显生宇显生宇；相应把比显生宇老，所含化；相应把比显生宇老，所含化；相应把比显生宇老，

54、所含化；相应把比显生宇老，所含化石是一些十分简单、原始生物的称石是一些十分简单、原始生物的称石是一些十分简单、原始生物的称石是一些十分简单、原始生物的称元古宇元古宇元古宇元古宇和和和和太古宇太古宇太古宇太古宇。 相相 对对 年年 代代距距今年龄今年龄(Ma)生物开始出现时间生物开始出现时间 宙宙 (宇宇) 代代 (界界) 纪纪 (系系) 世世 (统统) 代号代号 植植 物物 动动 物物 显显 生生 宙宙 ( 宇宇 ) 新新 生生 代代 (界界) 第四纪第四纪(系系) Q全新世全新世(统统) Qh更新世更新世(统统) Qp 新近纪新近纪(系系) N上新上新世世(统统) N2中新中新世世(统统)

55、N1古近纪古近纪(系系) E渐新渐新世世(统统) E3始新世始新世(统统) E2古新世古新世(统统) E1 中中 生生 代代 (界界) 白垩纪白垩纪(系系) K晚晚(上上)白垩世白垩世(统统) K2早早(下下)白垩世白垩世(统统) K1 侏罗纪侏罗纪(系系) J晚晚(上上)侏罗世侏罗世(统统) J3中中(中中)侏罗世侏罗世(统统) J2早早(上上)侏罗世侏罗世(统统) J1 三叠纪三叠纪(系系) T晚晚(上上)三叠世三叠世(统统) T3中中(中中)三叠世三叠世(统统) T2早早(上上)三叠世三叠世(统统) T1 古古 生生 代代 (界界) 晚晚古古生生代代(界界) 二叠纪二叠纪(系系) P晚晚

56、(上上)二叠世二叠世(统统) P3中中(中中)石炭世石炭世(统统) P2早早(下下)二叠世二叠世(统统) P1 石炭纪石炭纪(系系) C晚晚(上上)石炭世石炭世(统统) C3早早(下下)石炭世石炭世(统统) C1 泥盆纪泥盆纪(系系) D晚晚(上上)泥盆世泥盆世(统统) D3中中(中中)泥盆世泥盆世(统统) D2早早(下下)泥盆世泥盆世(统统) D1 早早古古生生代代(界界) 志留纪志留纪(系系) S晚晚(上上)志留世志留世(统统) S3中中(中中)志留世志留世(统统) S2早早(下下)志留世志留世(统统) S1 奥陶纪奥陶纪(系系) O晚晚(上上)奥陶世奥陶世(统统) O3中中(中中)奥陶世

57、奥陶世(统统) O2早早(下下)奥陶世奥陶世(统统) O1 寒武纪寒武纪(系系) 晚晚(上上)寒武世寒武世(统统) 3中中(中中)寒武世寒武世(统统) 2早早(下下)寒武世寒武世(统统) 1 元元 古古 宙宙 (宇宇)新新元古代元古代(Pt3) 震旦纪震旦纪(系系) Z晚晚(上上)震旦世震旦世(统统) Z2早早(下下)震旦世震旦世(统统) Z1中中元古代元古代(Pt2)古古元古代元古代(Pt1) 太古宙太古宙(宇宇)太古代（太古代（Ar）PzKzPz1Pz2Mz8501000160025001.80623.0365.5145.5199.6251299359.2416443.7488.3542被

58、子植物兴起被子植物兴起被子植物出现被子植物出现鸟类、哺乳类兴起鸟类、哺乳类兴起(古猿古猿)始祖鸟出现始祖鸟出现(J3)爬行类繁盛爬行类繁盛裸子植物出现裸子植物出现原始哺乳类出现原始哺乳类出现 ，爬行类兴起爬行类兴起造煤植物繁盛造煤植物繁盛两栖类繁荣，两栖类繁荣，出现原始爬行类出现原始爬行类出现原始的鱼类出现原始的鱼类鱼类繁荣鱼类繁荣 出现最早的脊索出现最早的脊索动物，笔石动物，笔石蕨类植物蕨类植物三叶虫繁荣三叶虫繁荣无脊椎动物无脊椎动物出现真核细胞出现真核细胞的藻类的藻类32亿年前出现原亿年前出现原核细胞的菌藻类核细胞的菌藻类人类出现人类出现二、岩石地层单位的概念二、岩石地层单位的概念 岩石地

59、层单位岩石地层单位岩石地层单位岩石地层单位是依据宏观岩性特征和相对地层位置划分的岩石地层体。是依据宏观岩性特征和相对地层位置划分的岩石地层体。是依据宏观岩性特征和相对地层位置划分的岩石地层体。是依据宏观岩性特征和相对地层位置划分的岩石地层体。它可以是一种或数种岩石类型的组合。整体岩性一致、易于识别，是岩石地层它可以是一种或数种岩石类型的组合。整体岩性一致、易于识别，是岩石地层它可以是一种或数种岩石类型的组合。整体岩性一致、易于识别，是岩石地层它可以是一种或数种岩石类型的组合。整体岩性一致、易于识别，是岩石地层单位划分的关键。单位划分的关键。单位划分的关键。单位划分的关键。 岩石地层单位（地方性

60、地层单位）由大到小可分群、组、段等级别。岩石地层单位（地方性地层单位）由大到小可分群、组、段等级别。岩石地层单位（地方性地层单位）由大到小可分群、组、段等级别。岩石地层单位（地方性地层单位）由大到小可分群、组、段等级别。 群群群群是岩石地层的最大单位。一般由厚度大，成分不尽相同但总体外貌是岩石地层的最大单位。一般由厚度大，成分不尽相同但总体外貌是岩石地层的最大单位。一般由厚度大，成分不尽相同但总体外貌是岩石地层的最大单位。一般由厚度大，成分不尽相同但总体外貌一致的一套岩层。如，黄马青群，青龙群等。一致的一套岩层。如，黄马青群，青龙群等。一致的一套岩层。如，黄马青群，青龙群等。一致的一套岩层。如

61、，黄马青群，青龙群等。 组组组组是岩石地层的基本单位。组的重要含义在于它具有岩性的一致性。它是岩石地层的基本单位。组的重要含义在于它具有岩性的一致性。它是岩石地层的基本单位。组的重要含义在于它具有岩性的一致性。它是岩石地层的基本单位。组的重要含义在于它具有岩性的一致性。它可由一种岩石、也可以由两种或多种岩石互层构成，但在组的范围内其岩性、可由一种岩石、也可以由两种或多种岩石互层构成，但在组的范围内其岩性、可由一种岩石、也可以由两种或多种岩石互层构成，但在组的范围内其岩性、可由一种岩石、也可以由两种或多种岩石互层构成，但在组的范围内其岩性、岩相基本稳定。如，黄龙组、船山组、龙潭组等。岩相基本稳定。如，黄龙组、船山组、龙潭组等。岩相基本稳定。如，黄龙组、船山组、龙潭组等。岩相基本稳定。如，黄龙组、船山组、龙潭组等。 段段段段是组内次一级的岩石地层单位。其岩性特征与组内相邻岩层明显不同，是组内次一级的岩石地层单位。其岩性特征与组内相邻岩层明显不同，是组内次一级的岩石地层单位。其岩性特征与组内相邻岩层明显不同，是组内次一级的岩石地层单位。其岩性特征与组内相邻岩层明显不同，且区域稳定、分布广。如，栖霞组的臭灰岩段。且区域稳定、分布广。如，栖霞组的臭灰岩段。且区域稳定、分布广。如，栖霞组的臭灰岩段。且区域稳定、分布广。如，栖霞组的臭灰岩段。 j j