第三章地层古生物

中国矿业大学资源与地球科学学院王继尧地质学基础第三章 地层、古生物与地史地质学基础古生物与地质年代地史简介地层及地质年代第一节 地层及地质年代1 岩层与地层岩层： 在野外或矿井中，人们常常见到一层层叠置的岩石，通常称为岩层；地层： 通常为某一地质时期所形成的岩层；特点：地质时代所含矿产新老关系地层层序律：在正常情况下，岩层的顺序总是上新下老。地层单位2、地质年代及其确定生物地层单位 是根据地层中所含有的生物化石内容和特征划分出来的地层单位。生物地层的单位有 ： 组合带、延限带、顶峰带岩石地层单位 是 由岩性、岩相、或变质程度均一的岩石组成的三维地质体。 岩石地层单位： 群、组、段、层年代地层单位 是在特定的地质时间间隔内形成的岩石体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部岩石，而且只代表这段时间内所形成的岩石。 年代地层单位是按时间阶段来划分的，与地质年代严格对应，没有固定的岩石和生物内容。生物地层单位 组合带： 指其所含的化石或其中的某一类化石，从某整体来看，构成一个自然的组合，并以此区别于相邻地层内的生物组合。延限带： 是指任一生物分类单位在其整个延续 范围之内所代表的地层体。顶峰带： 某些化石种、属最繁盛的一段地层。它不包括前期出现数量不多时的地层，也不包括后期逐渐稀少时的地层。上述三种类型并非是相互包容或从属的关系 年代地层与地质年代的关系年代地层单位 地质年代单位 岩石地层单位宇 宙界 代系 纪统 世 群阶 期 组时间带 时 段层群 最大的岩石地层单位其通常相当于一个统，有可能大于统，甚至大于系。由于震旦纪以前的地层尚未建立系和统，就有必要对这个复杂的较高一级的地层序列给予专名，如青白口群、阜平群 普遍的用法。有时，一段地层岩性和成因比较复杂、厚度巨大，内部包括一些不连续面，但又无明显的界线可以划分组时，也把它称为群。因此， 群的含义系指连续的、在成因上相互相联系的几个组的组合，或指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。 组划分岩石地层的基本单位。其重要含义： 具有岩性、岩相、和变质程度的一致性。 组或者由一种岩石构成，或者以一种主要岩石为主，夹着重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成，还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征，而与其它比较单纯的组相区别。所以组的 界线在岩性上应当是容易识别的。 组的厚度一般从几米到几百米。组应当 展布于一定范围，便于追索对比，在此范围内其岩性、岩相应基本稳定。 如龙潭组、山西组等。指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。 段是比组小一级岩石地层单位。它在组内具有与相邻岩层不同的岩石特征。通常一个组可以根据 岩层岩性特征等标志 的不同而划分为若干段。如栖霞组内的臭灰岩段、下硅质层组；龙潭组内的下含煤段、中含煤段、上含煤段等。 层层是最小的岩石地层单位。指组内或段内的是最小的岩石地层单位。指组内或段内的 一个明显的特殊岩性的岩层单位。一个明显的特殊岩性的岩层单位。 3 地层划分与对比1） 地层的划分和对比概念 通过地层对比，可更好地了解和掌握地层的分布规律，为找矿打下基础。2）地层划分和对比的方法 A-根据岩层的生成顺序划分和对比 B-根据岩层的岩性特征划分和对比 C-根据岩层中赋存的古生物化石划分和对比 D-根据地层之间的接触关系 E-利用放射性同位素测定地质年代 二、古生物与地质年代表1、生物进化的特点1）由简单到复杂、由低级到高级、从水生到陆生向前发展。2）生物演化发展具有阶段性和不可逆性。在较早时代已灭绝的生物类型在以后的时期内不会在出现。3） 化石化石 是保存在地层中的生物遗体或遗迹，并经石化作用后形成的。化石包括 实体化石 和 遗迹化石。化石层序律 每一地层中各有其特定的化石。不同地层中的生物化石相比较可确定化石的先后次序。二、古生物与地质年代2、地质年代及其确定实体化石 硅化木 山西保德扒楼沟山西组遗迹化石 动藻迹 山西保德扒楼沟太原组遗迹化石 是指由生物活动而产生于沉积物表面或内部并具一定形态的各种痕迹。遗迹化石 宁夏乌海卡布其太原组3、地质年代表在划分地层系统的基础上，将地壳的发展历史对应地划分为若干级别的地质年代单位。地质年代的国际通用单位是：宙、代、纪、世等。地壳的历史演化经历了 太古宙、元古宙和显生宙。其中， 显生宙 包括 古生代、中生代和新生代。宙 代 纪 世 年龄 Ma 构造运 动 植物 动物元古宙PT新元古代 Pt3 震旦 纪 Z 晚震旦世 54368080010001400180023002500280032003600吕 梁运 动五台运 动藻 类早震旦世南 华纪 Nh青白口 纪 Qb中元古代 Pt2 蓟县纪 Jx长 城 纪 Cc古元古代 Pt1 滹沱 纪 Ht太古宙AR新太古代 AR3中太古代 AR2古太古代 AR1始太古代 AR0地质年代表 (一 )宙 代 纪 世 年龄 Ma 构造运动 植 物 动物显生宙PH古生代 PZ二叠 纪 P 晚二叠世 P3 250295354410438490543海西运 动加里 东 运 动裸子植物孢 子植物大量繁盛两栖动物中二叠世 P2早二叠世 P1石炭 纪 C 晚石炭世 C2早石炭世 C1泥盆 纪 D晚泥盆世 D3中泥盆世 D2早泥盆世 D1志留 纪 S 晚志留世 S3裸蕨植物海藻大量繁盛鱼类无脊椎动物中志留世 S2早志留世 S1奥陶 纪 O 晚奥陶世 O3中奥陶世 O2早奥陶世 O1寒武 纪 晚寒武世中寒武世早寒武世地质年代表 (二 )宙 代 纪 世 年龄 Ma 构造运动 植物 动物显生宙PH新生代CZ第四 纪 Q 全新世 Qh2.4823.365137205250喜 马 拉雅运 动（晚）喜 马 拉雅运 动（早）燕山运 动 (晚 )燕山运 动 (早 )印支运 动海西运 动被子植物大量繁盛古人类出现哺乳动物更新世 Qp新近 纪 N 上新世 N2中新世 N1古近 纪 E 渐 新世 E3始新世 E2古新世 E1中生代 MZ白垩 纪 K 晚白垩世 K2被子植物裸子植物大量繁盛爬行动物早白垩世 K1侏 罗纪 J 晚侏 罗 世 J3中侏 罗 世 J2早侏 罗 世 J1三叠 纪 T 晚三叠世 T3中三叠世 T2早三叠世 T1地质年代表 (三 )一）藻类和无脊椎动物时代 -元古代、寒武纪、奥陶纪约 25亿 -4.38亿年前藻类是 元古代 海洋中的主要生物，大量藻类如蓝藻、绿藻、红藻在浅海底一代复一代的生活，逐渐形成巨大的海藻礁，又称叠层石。 4、地球环境与古生物演化一）藻类和无脊椎动物时代 -元古代、寒武纪、奥陶纪寒武纪时各门类无脊椎动物大量涌现，但以 三叶虫 为最多，约占当时动物界的百分之六十。奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋呈现一派生机逢勃的景象。主要包括腕足、珊瑚、鹦鹉螺以及古杯类、腹足类、苔藓虫等。4、地球环境与古生物演化4、地球环境与古生物演化一）藻类和无脊椎动物时代-元古代、寒武纪、奥陶纪二） 裸蕨植物和鱼类时代 志留纪、泥盆纪 (距今 4.383.55 亿年间 )这段时期，生物发展史上有两大变革 :其一是生物开始离开海洋，向陆地发展 。 首先登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次是无脊椎动物进化为脊椎动物。 志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的 盾皮鱼类 和 棘鱼类 才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。4、地球环境与古生物演化真掌鳍鱼（ 总鳍鱼类， D3）三 ） 蕨类植物和两栖动物时代 -石炭纪、二叠纪（ 在距今 3.552.5 亿） 石炭纪时裸蕨植物已绝灭了，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等 孢子植物 ，它们生长茂盛，形成壮观的森林。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，种属激增。脊椎动物在石炭纪时向陆上发展，但因为不能完全脱离水域生活，只能成为 两栖类动物 ，到二叠纪末期，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物 原始爬行动物。4、地球环境与古生物演化四）裸子植物和爬行动物时代 -中生代（距今 2.50.65 亿前 )中生代是地球发展历史上一个较活跃的时期，主要表现为联合古大陆的解体、板块漂移，古地理、古气候的明显变化，生物界面貌焕然一新。许多海洋无脊椎动物绝灭，如三叶虫、四射珊瑚、蜓等。代之是菊石和双壳类动物的繁盛。 4、地球环境与古生物演化四）裸子植物和爬行动物时代 -中生代（距今 2.50.65 亿前 )中生代是地球发展历史上一个较活跃的时期，主要表现为联合古大陆的解体、板块漂移，古地理、古气候的明显变化，生物界面貌焕然一新。许多海洋无脊椎动物绝灭，如三叶虫、四射珊瑚、蜓等。代之是菊石和双壳类动物的繁盛。 四）裸子植物和爬