《地球科学概论》教学课件.ppt

地球科学概论地球科学概论Outline Of Earth Science 第1页，共78页第三章地质事件、生物进化和第三章地质事件、生物进化和地质年代地质年代 1 1 地质事件地质事件2 2 相对地质年代相对地质年代3 3 同位素年龄同位素年龄4 4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的重大事件5 5 地质年代表地质年代表 第2页，共78页第三章地质事件、生物进化和地第三章地质事件、生物进化和地质年代质年代 1 1 地质事件地质事件2 2 相对地质年代相对地质年代3 3 同位素年龄同位素年龄4 4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的重大事件5 5 地质年代表地质年代表 第3页，共78页1 地质事件 地球形成以来发生了一系列变化，其中一些变化在地球形成以来发生了一系列变化，其中一些变化在地壳中留下了痕迹，这些痕迹是研究地球的线索，我们地壳中留下了痕迹，这些痕迹是研究地球的线索，我们把留下痕迹并且有研究意义的变化称为地质事件把留下痕迹并且有研究意义的变化称为地质事件地质事件有大有小，例如原始海洋的形成、生物物种地质事件有大有小，例如原始海洋的形成、生物物种的出现和绝灭、大陆分裂漂移和碰撞、冰期和间冰期、地的出现和绝灭、大陆分裂漂移和碰撞、冰期和间冰期、地磁场反转等是全球性的重大事件，火山爆发、河流改道、磁场反转等是全球性的重大事件，火山爆发、河流改道、洋底浊流等是区域性的事件。

洋底浊流等是区域性的事件地质事件的持续时间有长有短，例如山脉隆起时间地质事件的持续时间有长有短，例如山脉隆起时间以千万年计，而山体滑坡则只有几分钟以千万年计，而山体滑坡则只有几分钟第4页，共78页1 地质事件 地质事件主要记录在地壳岩石中，我们通常根据岩地质事件主要记录在地壳岩石中，我们通常根据岩石中特征的物质和特征的现象来识别地质事件石中特征的物质和特征的现象来识别地质事件不不仅仅要要知知道道发发生生过过什什么么事事件件，而而且且要要知知道道事事件件发发生生的的时时间地质事件的时间有两个含义：间地质事件的时间有两个含义：事件发生的先后顺序事件发生的先后顺序相对地质年代；相对地质年代；事件距离今天的时间事件距离今天的时间同位素年龄同位素年龄例例如如，2003年年，在在新新疆疆罗罗布布泊泊勘勘探探钾钾盐盐的的钻钻井井中中普普遍遍发发现现泥泥层层中中夹夹有有一一层层含含石石膏膏的的细细砂砂层层，经经过过研研究究识识别别出出这这是是罗罗布布泊泊历历史史上上的的一一次次变变干干事事件件，距距离离今今天天约约80万万年年它它反反映映青青藏藏高高原原的一次快速上升的一次快速上升第5页，共78页第三章地质事件、生物进化和第三章地质事件、生物进化和地质年代地质年代 1 1 地质事件地质事件2 2 相对地质年代相对地质年代3 3 同位素年龄同位素年龄4 4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的重大事件5 5 地质年代表地质年代表 第6页，共78页。

2 相对地质年代 相对地质年代是指地质事件发生的先后顺序相对地质年代是指地质事件发生的先后顺序确定地质事件的先后顺序的原理有地层层序原理、化石层确定地质事件的先后顺序的原理有地层层序原理、化石层序原理和切割关系原理序原理和切割关系原理第7页，共78页2 相对地质年代 地层层序原理地层层序原理 在在正正常常情情况况下下，新新地地层层中中不不可可能能出出现现老老的的事事件件如如果果事事件件A只只出出现现在在老老地地层层中中，事事件件B只只出出现现在在新新地地层层中中，那那么么A早早于于B地地层层是是层层状状岩岩石石的的总总称称，包包括括沉沉积积岩岩、火火山山岩岩和和浅浅变变质岩地地层层形形成成的的顺顺序序叫叫做做层层序序先先形形成成的的地地层层在在下下面面，后后形形成成的的在在上上面面只只要要不不发发生生倒倒转转或或推推覆覆，我我们们看看到到的的地地层层一一定定是是上上新新下下老老这这一一原原理理称称为为地地层层层层序序原原理理，也也称称为为地地层层层层序序律第8页，共78页2 相对地质年代 地地层层形形成成时时，上上新新下下老老，一一般般是是水水平平的的，称称为为正正常常地地层层地地层层受受到到构构造造作作用用的的影影响响会会发发生生褶褶皱皱，水水平平地地层层变变为为倾倾斜斜地地层层，只只要要还还是是上上新新下下老老，就就还还称称为为正正常常地地层层。

如如果果变变为为上上老老下下新新，则称为则称为倒转地层倒转地层第9页，共78页2 相对地质年代 在在野野外外，仔仔细细观观察察地地层层的的某某些些特特征征，可可以以帮帮助助我我们们判判断断地地层层是是正正常常还还是是倒倒转转例例如如，波波痕痕、交交错错层层理理、粒粒序序层层理理、包包卷卷层理等波痕第10页，共78页交错层理第11页，共78页粒序层理第12页，共78页利用粒序层理和包卷层理识别倒转地层第13页，共78页2 相对地质年代 某某些些逆逆断断层层可可以以把把老老地地层层推推到到远远处处的的新新地地层层之之上上，这这种种现现象象称称为为推推覆覆构构造造推推覆覆构构造造也也会会打打乱乱正正常常的的地地层层层层序序老老地地层层和和新新地地层层各各自自的的小小的的层层序序可可能能都都是是正正常常的的，但但包包括老地层和新地层的大的层序是不正常的括老地层和新地层的大的层序是不正常的第14页，共78页第15页，共78页2 相对地质年代 地地层层并并不不总总是是连连续续的的、完完整整的的，而而且且连连续续的的地地层层也也会受到后期的改变和破坏会受到后期的改变和破坏地地层层好好比比记记载载地地球球历历史史的的一一大大套套书书，这这套套书书分分散散在在世世界界各各地地，有有的的前前后后颠颠倒倒，有有的的被被拆拆散散，有有的的因因为为被被撕撕碎碎、被被火火烧烧、被被磨磨损损而而缺缺页页，而而且且所所有有的的书书都都没没有有页页码码。

要把这套书整理好，还要有别的方法要把这套书整理好，还要有别的方法第16页，共78页2 相对地质年代 生生物物死死亡亡后后，遗遗体体被被沉沉积积物物掩掩埋埋，在在地地层层中中保保存存下下来来，称称为为化化石石 生生物物活活动动的的痕痕迹迹也也可可以以被被保保存存下下来来，称称为为遗迹化石，如足迹遗迹化石，如足迹对对化化石石的的研研究究使使我我们们知知道道了了生生物物是是从从低低级级到到高高级级、从从简简单单到到复复杂杂逐逐渐渐演演化化的的演演化化是是不不可可逆逆的的，所所以以称称为为进进化化虽虽然然达达尔尔文文的的生生物物进进化化论论需需要要发发展展，但但“生生物物进进化化不不可可逆逆”是正确的是正确的化石层序原理化石层序原理第17页，共78页第18页，共78页2 相对地质年代 化石层序原理化石层序原理 生物的出现和绝灭是特殊的事件，根据生物进化不可生物的出现和绝灭是特殊的事件，根据生物进化不可逆原理可以判断这些事件的先后顺序；根据地层层序原理逆原理可以判断这些事件的先后顺序；根据地层层序原理也可以判断化石的新或老两方面结合，不断发现，反复也可以判断化石的新或老两方面结合，不断发现，反复对比，就可以建立不同化石出现的先后顺序和绝灭的先后对比，就可以建立不同化石出现的先后顺序和绝灭的先后顺序。

顺序第19页，共78页2 相对地质年代 化石层序原理化石层序原理 根据地层中的化石的年代可以判断地层的年代，进根据地层中的化石的年代可以判断地层的年代，进而可以判断地层中记录的地质事件的年代这一原理称而可以判断地层中记录的地质事件的年代这一原理称为为化石层序原理化石层序原理某些生物演化比较快，物种存在时间比较短，而且它某些生物演化比较快，物种存在时间比较短，而且它们分布的范围比较广用它们的化石判断地层的时代比较们分布的范围比较广用它们的化石判断地层的时代比较准确，而且比较容易在不同地区之间进行对比这样的化准确，而且比较容易在不同地区之间进行对比这样的化石称为标准化石石称为标准化石第20页，共78页第21页，共78页第22页，共78页2 相对地质年代 切割关系原理切割关系原理 如果地质体如果地质体A A被地质体被地质体B B切割或穿插，那么切割或穿插，那么B B一定晚一定晚于于A A这一原理称为这一原理称为切割关系原理切割关系原理第23页，共78页2 相对地质年代 切割关系原理切割关系原理 例如，岩浆岩侵入围岩中，岩浆岩一定晚于围岩一个例如，岩浆岩侵入围岩中，岩浆岩一定晚于围岩一个岩体侵入于另一个岩体，靠同位素年龄可能难以判断先后，岩体侵入于另一个岩体，靠同位素年龄可能难以判断先后，如果找到穿插关系，则可以确定先后。

如果找到穿插关系，则可以确定先后再如，在砂砾岩的层面上常常见到冲刷面，因为再如，在砂砾岩的层面上常常见到冲刷面，因为冲刷面只可能切割先形成的岩层中的微层理，不可能冲刷面只可能切割先形成的岩层中的微层理，不可能切割后形成的岩层中的微层理，所以据此可以判断地切割后形成的岩层中的微层理，所以据此可以判断地层层序是否正常层层序是否正常又如，被矿脉充填的断裂是成矿前断裂，切割矿脉又如，被矿脉充填的断裂是成矿前断裂，切割矿脉的是成矿后断裂的是成矿后断裂第24页，共78页根据地层层序原理和切割关系原理判断地质体形成的先后顺序基性岩墙不整合面断层地表第25页，共78页第三章地质事件、生物进化和地第三章地质事件、生物进化和地质年代质年代 1 1 地质事件地质事件2 2 相对地质年代相对地质年代3 3 同位素年龄同位素年龄4 4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的重大事件5 5 地质年代表地质年代表 第26页，共78页3 同位素年龄 放射性元素的衰变存在如下规律：放射性元素的衰变存在如下规律：t=(1/)ln(1+M/Nt)式中：式中：t 为衰变时间，为衰变时间，为半衰期，为半衰期，M 为新生子体，为新生子体，Nt 为为现存母体。

现存母体只要测出样品中子体和母体的原子个数之比，就可以只要测出样品中子体和母体的原子个数之比，就可以计算出时间这一时间是从样品中的放射性同位素最近一计算出时间这一时间是从样品中的放射性同位素最近一次被封闭在一个体系（如矿物晶体）中开始到今天的衰变次被封闭在一个体系（如矿物晶体）中开始到今天的衰变时间，称为时间，称为同位素年龄同位素年龄第27页，共78页K40Ar40Ca40放射性元素衰变第28页，共78页3 同位素年龄 同位素年龄并非绝对年龄同位素年龄并非绝对年龄，因为它只能给出体系最近，因为它只能给出体系最近一次被封闭的年龄，而且要求封闭时体系中没有子体，封一次被封闭的年龄，而且要求封闭时体系中没有子体，封闭后也没有子体和母体的渗入渗出给出的常常是样品经闭后也没有子体和母体的渗入渗出给出的常常是样品经历的最近一次热事件的年龄，而不是样品形成的年龄例历的最近一次热事件的年龄，而不是样品形成的年龄例如，造山带的岩石的同位素年龄常常是造山事件的年龄，如，造山带的岩石的同位素年龄常常是造山事件的年龄，而岩石的年龄可能老得多一般情况下，造山过程中会有而岩石的年龄可能老得多一般情况下，造山过程中会有多次热事件，而且不会把岩石全部彻底改造，因此同一造多次热事件，而且不会把岩石全部彻底改造，因此同一造山带的不同岩石样品的同位素年龄往往不一致。

甚至一粒山带的不同岩石样品的同位素年龄往往不一致甚至一粒矿物的核部与边部的同位素年龄也可能不同矿物的核部与边部的同位素年龄也可能不同第29页，共78页第三章地质事件、生物进化和地第三章地质事件、生物进化和地质年代质年代 1 1 地质事件地质事件2 2 相对地质年代相对地质年代3 3 同位素年龄同位素年龄4 4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的重大事件5 5 地质年代表地质年代表 第30页，共78页4 地球生物进化的重大事件地球生物进化的过程和特点：地球生物进化的过程和特点：非细胞生物非细胞生物。