1、煤礦地質學1第三章 地層、古生物學習目的：掌握地層的基本概念、地層單位。掌握地層的接觸關系，判別方法。了解地質年代表。了解古生物對底層劃分和對比的重要意義，熟悉地質歷史上的重要古生物。難點：生物地層單位、年代地層單位和巖石地層單位的區(qū)別。2Sedimentary RocksSedimentary rock exposed near Canyonlands National park. 峽谷地國家公園，美國猶他州3第三章 地層、古生物第一節(jié) 地層及地質年代第二節(jié) 古生物與地質年代第三節(jié) 地史簡介4第一節(jié) 地層及地質年代一、巖層與地層二、地質年代及其確定三、地層劃分與對比5一、巖層與地層巖層：在野

2、外或礦井中，見到一層層疊置的巖石， 通常稱為巖層。地層：通常為某一地質時期所形成的巖層。特點：地質時代，新老關系。地層層序律：在正常情況下，地層的順序總是上新下老。678二、地質年代及其確定地層單位生物地層單位 是根據地層中所含有的生物化石內容和特征劃分出來的地層單位。生物地層的單位有：組合帶、延限帶、頂峰帶 巖石地層單位是由巖性、巖相或變質程度均一的巖石組成的三維地質體。巖石地層單位：群、組、段、層年代地層單位 是在特定的地質時間間隔內形成的巖石體。這種單位代表地史中一定時間范圍內形成的全部巖石，而且只代表這段時間內所形成的巖石。年代地層單位是按時間階段來劃分的，與地質年代嚴格對應，沒有固定

3、的巖石和生物內容。年代地層與地質年代。9生物地層單位組合帶：指其所含的化石或其中的某一類化石，從某整體來看，構成一個自然的組合，并以此區(qū)別于相鄰地層內的生物組合。延限帶：是指任一生物分類單位在其整個延續(xù)范圍之內所代表的地層體。頂峰帶：某些化石種、屬最繁盛的一段地層。 它不包括前期出現(xiàn)數(shù)量不多時的地層，也不包括后期逐漸稀少時的地層。上述三種類型并非是相互包容或從屬的關系.10年代地層與地質年代的關系11巖石地層單位 群：最大的巖石地層單位，總體外貌一致的一套巖層，如青白口群。群的含義系指連續(xù)的、在成因上相互相聯(lián)系的幾個組的組合或指厚度巨大、巖性復雜、又不能分組的一套巖系。組：巖石地層的基本單位，

4、具有巖性、巖相和變質程度的一致性，如山西組、太原組。組可以由一種巖石構成，也可以以一種巖石為主，夾著重復出現(xiàn)的夾層，或者由兩三種巖石交替出現(xiàn)所構成，還可能以很復雜的巖石組分為一個組的特征。12段：是比組小一級巖石地層單位。它在組內具有與相鄰巖層不同的巖石特征。通常一個組可以根據巖層巖性特征等標志的不同而劃分為若干段。如棲霞組內的臭灰?guī)r段、下硅質層組；龍?zhí)督M內的下含煤段、中含煤段、上含煤段等。層：最小的巖石地層單位。指組內或段內的一個明顯的特殊巖性的巖層單位。巖石地層單位13三、地層劃分與對比1.地層的劃分和對比意義 通過地層對比，可更好地了解和掌握地層的分布規(guī)律，為找礦打下基礎。2.地層劃分和

5、對比的方法 A-根據巖層的生成順序劃分和對比 B-根據巖層的巖性特征對比 C-根據巖層中賦存的古生物化石劃分和對比 D-根據地層之間的接觸關系 E-利用放射性同位素測定地質年代14The principle of superposition tell us that sedimentary layer E, on the bottom of the sequence, is the oldest, and the top layer, A, is the youngest. The layers of sedimentary rocks are conformity.15(A) The pri

6、nciple of original horizontality tells us that most sedimentary rock are deposited with horizontal bedding. When we see tiled rocks, we infer that they were tilted after they were deposited.16The use of fossils and the principle of faunal succession to correlate sedimentary rocks from different loca

7、lities. Sedimentary rocks containing identical fossils are interpreted to be of the same age and therefore are correlated. Layer D is correlated among all four localities because it contains identical fossils. Layer B is missing from locality 2, because A sits directly on C; this is a disconformity

8、demonstrated by faunal succession. Either layer B was never deposited here or it was eroded away. 17Development of a disconformity.18A disconformity between horizontally layered sandstone and an overlying layer of conglomerate. 礫巖 Some sandstone layers were eroded away before conglomerate was deposi

9、ted.19Development of an angular unconformity.20An angular unconformity.2122Potassium-40 is a radioactive parent isotope5aisEutEup that decay to two daughter isotopes argon-40 5B:Cn and calcium-40. 11% of potassium-40 decays to argon-40 as a small, negatively charged subatomic particle is added. The

10、other 89% converts to calcium-40 as a small, negatively charged particle is released .23As a radioactive parent isotope decays to daughter, the proportion of parent decrease (blue), and the amount of daughter increases (red). The half-life is the amount of time required for half of the parent to con

11、vert to daughter. At time zero, when the radiometric calendar starts, a sample is 100% parent. Now look at both curves at the points for one half-life. At the end of one half-life, 50%if the parent has converted to daughter. At the end of two half-lives, 25% of the sample is parent and 75% is daught

12、er. Thus, by measuring the proportions of parent and daughter in a rocks, its age inhalf-life can be obtained. Since the half-lives of all radioactive isotopes are well known, it is then simple to convert age in half-life to age in years.245WC:riEmru:5bidiEm鍶5strCnFiEm鋯石5zE:kCn瀝青鈾礦5juE5rAninait瀝青鈾礦5

13、pItFblend25第二節(jié) 古生物與地質年代一、古生物的研究意義二、生物進化的特點三、地質年代表四、地球環(huán)境與古生物演化26一、古生物的研究意義用于劃分對比地層識別古地理及沉積環(huán)境古生物的發(fā)展演化是地質發(fā)展史的重要組成部分27二、古生物與地質年代表1.生物進化的特點1）由簡單到復雜、由低級到高級、從水生到陸生向前發(fā)展。2）生物演化發(fā)展具有階段性和不可逆性。在較早時代已滅絕的生物類型在以后的時期內不會在出現(xiàn)。28二、古生物與地質年代表3）化石 化石是保存在地層中的生物遺體或遺跡，并經石化作用后形成的。 化石包括實體化石和遺跡化石。 化石層序律每一地層中各有其特定的化石。不同地層中的生物化石相比

14、較可確定化石的先后次序。29二、古生物與地質年代表實體化石硅化木（山西保德扒樓溝山西組）30二、古生物與地質年代表遺跡化石 是指由生物活動而產生于沉積物表面或內部并具一定形態(tài)的各種痕跡。遺跡化石動藻跡 山西保德扒樓溝太原組31Trilobites were abundant lobster-like marine animal that swam and crawled about on the sea floor. They first appeared about 560 million years ago and became extinct about 250 million year

15、s ago. The largest were 70cm in length. 早古生代的重要標準化石32中生代的優(yōu)勢脊椎動物，屬于陸生爬行動物，但能直立行走?？铸堊钤绯霈F(xiàn)在約2億4千萬年前的三疊紀，滅亡于約6500萬年前的白堊紀所發(fā)生的白堊紀末滅絕事件。33海生群體動物，寒武紀出現(xiàn)，至石炭紀后期絕滅。志留紀和早泥盆世的標準化石.34三、地質年代表 在劃分地層系統(tǒng)的基礎上，將地殼的發(fā)展歷史對應地劃分為若干級別的地質年代單位。 地質年代的國際通用單位是：宙、代、紀、世等。 地殼的歷史演化經歷了太古宙、元古宙和顯生宙。其中，顯生宙包括古生代、中生代和新生代。35地質年代表(一)36宙代紀世年齡 M

16、a構造運動植 物動物顯生宙PH古生代 PZ二疊紀 P晚二疊世 P3250295354410438490543海西運動加里東運動裸子植物孢子植物大量繁盛兩棲動物中二疊世 P2早二疊世 P1石炭紀 C晚石炭世 C2早石炭世 C1泥盆紀 D晚泥盆世 D3中泥盆世 D2早泥盆世 D1志留紀 S晚志留世 S3裸蕨植物海藻大量繁盛魚類無脊椎動物中志留世 S2早志留世 S1奧陶紀 O晚奧陶世 O3中奧陶世 O2早奧陶世 O1寒武紀 晚寒武世中寒武世早寒武世地質年代表(二)末志留世 S437宙代紀世年齡 Ma構造運動植物動物顯生宙PH新生代CZ第四紀 Q全新世 Qh2.4823.365137205250喜馬拉

17、雅運動（晚）喜馬拉雅運動（早）燕山運動(晚)燕山運動(早)印支運動海西運動被子植物大量繁盛古人類出現(xiàn)哺乳動物更新世 Qp新近紀 N上新世 N2中新世 N1古近紀 E漸新世 E3始新世 E2古新世 E1中生代 MZ白堊紀 K晚白堊世 K2被子植物裸子植物大量繁盛爬行動物早白堊世 K1侏羅紀 J晚侏羅世 J3中侏羅世 J2早侏羅世 J1三疊紀 T 晚三疊世 T3中三疊世 T2早三疊世 T1地質年代表(三)38四、地球環(huán)境與古生物演化1. 藻類和無脊椎動物時代元古代、寒武紀、奧陶紀 約25億-4.38億年前，藻類是元古代海洋中的主要生物，大量藻類如藍藻、綠藻、紅藻在淺海底一代復一代的生活，逐漸形成巨

18、大的海藻礁，又稱疊層石。39四、地球環(huán)境與古生物演化1. 藻類和無脊椎動物時代 元古代、寒武紀、奧陶紀 寒武紀時各門類無脊椎動物大量涌現(xiàn)，但以三葉蟲為最多，約占當時動物界的百分之六十。 奧陶紀時各門類無脊椎動物已發(fā)展齊全，海洋呈現(xiàn)一派生機逢勃的景象。主要包括腕足、珊瑚、鸚鵡螺以及古杯類、腹足類、苔蘚蟲等。40。四、地球環(huán)境與古生物演化2. 裸蕨植物和魚類時代 志留紀、泥盆紀(距今4.383.55億年間) 這段時期，生物發(fā)展史上有兩大變革: 一是生物開始離開海洋，向陸地發(fā)展。首先登陸大地的是綠藻，進化為裸蕨植物，它們擺脫了水域環(huán)境的束縛，在變化多端的陸地環(huán)境生長，為大地首次添上綠裝。 其次是無脊

19、椎動物進化為脊椎動物。志留紀時出現(xiàn)的無甲胃魚類，是原始脊椎動物的最早成員，但卻不是真正的魚類；到泥盆紀時出現(xiàn)的盾皮魚類和棘魚類才是真正的魚類，并成為水域中的霸主。41四、地球環(huán)境與古生物演化3.蕨類植物和兩棲動物時代 石炭紀、二疊紀(在距今3.552.5億) 石炭紀時裸蕨植物已絕滅了，代之而起的是石松類、楔葉類、真蕨類和種子蕨類等孢子植物，它們生長茂盛，形成壯觀的森林。與森林有密切關系的昆蟲亦發(fā)展迅速，種屬激增。 脊椎動物在石炭紀時向陸上發(fā)展，但因為不能完全脫離水域生活，只能成為兩棲類動物，到二疊紀末期，兩棲類逐漸進化為真正的陸生脊椎動物原始爬行動物。42四、地球環(huán)境與古生物演化4.裸子植物和

20、爬行動物時代 中生代(距今2.50.65億前) 中生代是地球發(fā)展歷史上一個較活躍的時期，主要表現(xiàn)為聯(lián)合古大陸的解體、板塊漂移，古地理、古氣候的明顯變化，生物界面貌煥然一新。許多海洋無脊椎動物絕滅，如三葉蟲、四射珊瑚、蜓等。代之是菊石和雙殼類動物的繁盛。 43四、地球環(huán)境與古生物演化4.裸子植物和爬行動物時代中生代(距今2.50.65億前) 中生代生物界最大的特點是繼續(xù)向適應陸生生活演化。 裸子植物進化出花粉管，能進行體內受精，完全擺脫對水的依賴，更能適應陸生生活，形成茂密的森林。 脊椎動物中魚類和兩棲類相當繁盛，爬行動物迅速發(fā)展，演化出種類繁多的恐龍，成為動物界霸主，占據了海、陸、空三大生態(tài)領

21、域。 中生代后期，出現(xiàn)了鳥類以及哺乳動物。44四、地球環(huán)境與古生物演化5.被子植物和哺乳動物時代 新生代(六千五百萬年前到今天) 中生代末期，生物界又一次發(fā)生了劇烈的變革，極度繁榮的恐龍突然絕滅；海域里很多無脊椎動物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能夠逃脫這次巨變而遭淘汰。腹足類、雙殼類、六射珊瑚等進一步發(fā)展后。 進入新生代，一些類群如鳥類和哺乳類等產生了更高級的科、屬，獲得興盛發(fā)展；被子植物因種子在子房內發(fā)育，并進行雙受精作用，完全擺脫了水域環(huán)境的束縛，取代了裸子植物，成為植物界的霸主。45四、地球環(huán)境與古生物演化5.被子植物和哺乳動物時代 新生代(六千五百萬年前到今天) 46第三節(jié) 地史簡介 太陽系的形成約在4600Ma（46億年）以前。作為太陽系的一員的地