普通地质学之地质年代.docx

第六章地质年代 地质年代的概念 用于地质学的二种计时方法 相对年代一一地质体形成或地质事件发生的先后顺序。 绝对年龄一一用测定某种岩石样品中所含放射性同位素获得，用距今有多少年来表示。 第一节相对年代的确定 成层的沉积岩不仅记载了它生成时地球表面的自然状况，而且严格地按照先后顺序自下而上 地依次重叠。 在地质学中把在一定地质时期内所形成的层状岩石称地层，而层状岩石称岩层。 确定相对年代的三条定律 地层层序律生物层序律切割律 一、地层层序律 层序律或称地层叠覆原理。南京湖山青龙组湖山段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 上面。只要地层没有发生构造变动，上面地层形成的年代一定比下面的地层新，这就是地层 层序律或称地层叠覆原理。 南京湖山青龙组湖山段 地层在受到构造运动后发生倾斜，其地层的新老关 系： ＞地层倾斜（层序正常） 顺倾斜方向地层新，反倾斜方向地层老。 ＞地层倒转（层序不正常） 地层层序出现上老下新现象。要利用沉积岩的指向 性沉积构造（斜层理、泥裂、粒序层理等），判断 岩层的顶与底，恢复原始层序。 二、生物层序律 不同地层含有不同的生物化石或化 石组合，地质年代较老的地层含有较 古老的生物化石，含相同化石的地层 是同年代地层，称为生物层序律。 根据这一规律可以把不同地区，甚至 相隔较远的地层间的先后顺序整理 出来。 综合地层柱状图三、切割律或穿插关系 综合地层柱状图 主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入体 之间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或包裹关系 的任何地质体，判断其形成顺序。 第二节同位素年龄的测定 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具体时间。 1896年贝克莱发现了放射性以后，1905年卢瑟福(1871-1937)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。两年后，波特伍德取得了第一 个铀一铅法年龄。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。 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 同位素地质年代学。 一、放射性同位素测年原理 从物理学原理出发，放射性母体(N1)与放射性成因子体(N2 )存在下列关系： N2=N^-1)\ 心沙(1 +制 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(N1)及其衰变产物一子体(N2 )的 含量，同时要假定N1和N2存在于一个近乎封闭的系统中，并且衰变常数(4)是需要精确测 定的。 二、放射性同位素测年条件 放射性同位素测年的同位素应具备三个条件： ＞有较长的半衰期 ?在岩石中有足够的含量 ＞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，但实验程序和技术设备的要求非常严格，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。 如，采用K40—Ar40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Ar的问题，结果测年值偏老；反之，如果用钾长石，由于钾长石对Ar40的保存较差，就 会使测年值偏新。 三、常用的定年方法 ?古老岩石的定年方法 K-Ar法，Rb-Sr等时线法，U-Pb法 Sm-Nd 法，锆石 U-Pb 法（SHRIMP）等。 ?测定最新地质事件和考古年代方法 14C 第三节地质年代表 一、 地壳与地球的年龄 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： 格陵兰的片麻岩（36—40亿年） 非洲南部斯威士兰片麻岩（34.4亿年） 刚果微斜长石（35.2亿年） 此外，在非洲南部从燧石层中发现了年龄为32亿年的球状似藻类化石，定名“伊索拉姆原 始细菌”，据此断定地壳是在39?40亿年前形成的。 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测定： 陨石最老的年代约45亿年 月岩最老年代为46亿年 根据铅同位素比例的演化理论，综合陨石及地球铅的数据，地球是距今46亿年前生成的。 这一观点为天文和地学界所接受。 地球历史分为两个阶段， 天文阶段一6 — 7亿年 地质阶段一39—40亿年 二、 地质年代表的建立 地质年代表是将地质历史按年代先后，进行系统的编年，共分出三宙、十代、二十一纪。 三宙： 显生宙、元古宙、太古宙 十代：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、始太古代 二十一纪：新近纪、古近纪、白垩纪、侏罗纪、三叠纪、二叠纪、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、狭带纪、延展纪、盖层纪、固结纪