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1、第六章第六章 地质年代地质年代 第六章地质年代第六章地质年代 Geologic Time Geologic Time 地质学家的任务之一：地质学家的任务之一：确定地质事件的发生时间、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)(1)按先后顺序按先后顺序-相对年龄相对年龄,(2),(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“澄江动澄江动物群物群”（张文堂、侯先光，（张文堂、
2、侯先光，19851985；舒德干等，；舒德干等，19931993），证实了早寒武世生命大爆炸的科学命），证实了早寒武世生命大爆炸的科学命题。题。第二件第二件 在辽宁北票上园乡四合屯的下白垩世在辽宁北票上园乡四合屯的下白垩世义县组凝灰岩下部首次发现鸟的祖先义县组凝灰岩下部首次发现鸟的祖先“中华龙中华龙鸟鸟”(”(季强季强,1996),1996),是恐龙与原始祖鸟之间的过是恐龙与原始祖鸟之间的过渡生物属种；继之又于渡生物属种；继之又于20022002年在锦州义县下白年在锦州义县下白垩世九佛堂组中首次发现原始鸟类的新属新种垩世九佛堂组中首次发现原始鸟类的新属新种“中华吉祥鸟中华吉祥鸟”及及“中华神州
3、鸟中华神州鸟”(”(初鸟类初鸟类;季强季强,2002a,2002b).,2002a,2002b).这两项重大的科学成果确立了中国古生物这两项重大的科学成果确立了中国古生物学界在全球的领导地位，带动了全球古生物学学界在全球的领导地位，带动了全球古生物学界的迅猛发展。界的迅猛发展。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，18421842年年兽脚龙类兽脚龙类(恐龙恐龙)，18811881年年虚骨虚骨龙类龙类(恐龙恐龙)，19141914年年手盗龙类手盗龙类(恐龙恐龙)，19861986年年始祖鸟，始祖鸟，18701870年年初鸟类，初鸟类，19861986年年中华龙鸟，中华龙
4、鸟，19961996年年中华神州鸟，中华神州鸟，20022002年年中华吉祥，中华吉祥，20022002年年孔子鸟孔子鸟 地球形成于地球形成于6060亿年前亿年前,而原始地壳才形成在而原始地壳才形成在3838亿亿年左右。年左右。在地质作用下在地质作用下,地壳遭受破坏地壳遭受破坏,完整的地壳变得支完整的地壳变得支离破碎。离破碎。(Condie K.C.,1996,Plate Tectonics and (Condie K.C.,1996,Plate Tectonics and Crustal Evolution.(The 4th edition),Crustal Evolution.(The 4
5、th edition),Pergamon Press.Pergamon Press.德德国国始始祖祖鸟鸟 中华神州中华神州鸟鸟 （季强等，（季强等，2002，地质通报，地质通报，21（7）第一第一节节 相对年代的确定相对年代的确定1.1.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.古生物古生物：文字记载前（：文字记载前（1200012000年年)就已生活在地球上的生物就已生活在地球上的生物.古生物化石古生物化石：岩层中已经被石化的古生物遗体和遗迹：岩层中已
6、经被石化的古生物遗体和遗迹;猛猛 犸象于犸象于17101710年在西伯利亚冻土中被发现年在西伯利亚冻土中被发现.生物演化规律生物演化规律：低等：低等高等；简单高等；简单复杂；不可逆！复杂；不可逆！2.2.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90.90.3.3.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4.4.生物层序律生物层序律: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;生生物复杂而高级
7、物复杂而高级,反映所在地层较新反映所在地层较新.同一地区同一地区,相同时期的相同时期的地层化石类型和组合应相同地层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.生物演化简表生物演化简表 树枝状生命演化体系树枝状生命演化体系 单单位位:10亿亿年年5.标标准准化化石石：演演化化快快、数数量量多多、分分布布广广、特特征征明明显显,能能 可可 靠靠 的的 确确 定定 岩岩 层层 的的 时时 代代.6.活活化化石石：从从远远古古到到现现在在一一直直存存活活的的生生物物如如银银杏杏、珊珊瑚瑚等等7.假假化化石石：岩岩层层表表面面铁铁、锰锰质质风风化化痕痕迹迹,形形状状酷酷像像动动植植物物形形体
8、体.区区别别:它它只只见见于于表表面面,无无内内部部构构造造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 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 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 Th、碘、碘 I,I,半衰期半衰期 6.7 6.7年年,太短太短,不能用于测定；不能用于测定；碳碳 C C1414稍长稍长,半
9、衰期半衰期56925692年年,用于测考古材料；用于测考古材料；锝锝TeTe136136,半衰期半衰期1.4101.4102121,太长太长,可探索太阳系元素成因可探索太阳系元素成因 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 3 常用地质测年方法常用地质测年方法:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,:K-Ar,Rb-Sr,U-Pb,Sm-Nd,Sm-Nd,3939Ar/Ar/4040ArAr4 4 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
10、题、子体同位素的丢失问题.5 5 发展趋势：古地磁测年、裂变径迹测年发展趋势：古地磁测年、裂变径迹测年 fission track fission track、热释光测年热释光测年(目前只能测目前只能测100100万年以内万年以内).).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(205230
11、240245)P(245258295)C(295325360)D(360375385410)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)三三叶叶虫虫 国际地层年代表国际地层年代表(2000(2000年年)三三叶叶虫虫（蝙蝙蝠蝠虫虫）灰灰岩岩晚古生代鱼颠颠石石燕燕单体贵州珊瑚单体贵州珊瑚群群体体笛笛管管珊珊瑚瑚栉羊齿栉羊齿