地史学32学时

地史学HistoricalGeology地球科学学院李艺斌参考书地史学，倪丙荣主编，石油工业出版社，1988。地史学教程，刘本培主编，地质出版社，1986。地史学简明教程，付英祺，杨季楷主编，地质出版社，1987现代地层学，吴瑞棠，张守信主编，中国地质大学出版社，1989。地层学和古地理学原理与方法，（法）鲍梅罗尔等编著，芮仲清，袁相国译，科学出版社，1990（原1980）。中国地层指南及中国地层指南说明书，全国地层委员会编，科学出版社，1982和2001。国际地层指南，赫德伯格编，张守信译，（原1976）。国际地层表及国际地层表说明，诺曼等编，金玉玕等译。地层学杂志，2000，第24卷增刊34第一章绪论一、地史学的定义•地史学又称为历史地质学（historicalgeology），它是研究地球发展历史和发展规律的科学，其研究对象主要为地质历史中形成的地层，它包括无机界和有机界的物质记录•阐述地质作用及其产物，以及地表生物界在时间上发展变化的分析5二地史学所处的位置•地史学是一门地球科学中的基础学科,地史古生物学、岩石矿物学、构造地质被称为地质科学的三大支柱•地史学综合了动力地质学（地球科学概论）、岩石矿物学、构造地质学、古生物学等学科知识，来阐明地球的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈在全部地质时期内的发生发展历史•因此，它所研究的对象和范围、应用的概念和方法涉及到多种学科，是一门综合性特别强的学科64大圈层，3个层次4大圈层，3个层次三地史学的基本内容•研究地层的形成顺序、时代、划分地层单位、建立地层系统、进行地层的时空对比，构成了地层学•根据地层的沉积组分、沉积相及其时空分布特征，研究地层形成的古环境、古地理及其演化，构成了沉积古地理学•根据地层的沉积组合、沉积古地理、古生物地理、古气候、古地磁及其它构造标志，恢复地层形成的古构造背景、古板块分布格局及其离合史，构成了历史大地构造学9四地史学的基本任务•研究地史时期生物界的形成和发展—生物进化史•研究地史时期古地理变迁—沉积发展史•研究地史时期大陆和海洋板块的分布格局、板块离合过程—构造运动史10生物史11创新型更替型海平面变化和沉积史12联合古陆的形成和分裂史及与生物分异度的关系13R-QHimalayanSuturezone新联合古陆(250Ma)中联合古陆(850Ma)古联合古陆(1400Ma)原联合古陆(1900Ma)始联合古陆(2500Ma)生物史-沉积史-构造史与圈层耦合14地球内能大陆地壳增长模式BIFs红层富铁古土壤贫铁古土壤硫酸盐碳酸盐极还原还原氧化二氧化碳氧气臭氧动物植物生物圈大气圈水圈岩石圈15N2-Q4强高山深盆，大江东去喜山运动IIE3-N1弱高山深盆，大江东去喜山运动IK2-E2松辽华北江汉盆地萎缩燕山运动IIIK12松辽华北江汉盆地形成燕山运动IIJ3-K11西稳盆地萎，东火带东移燕山运动IJ1-J2西稳盆地，东火活带印支运动IIT3潮湿气候河湖碎屑印支运动I,华南华北拼合T1-T2干旱气候河湖碎屑海西运动,华北Siberia拼合C2-P2海→陆含煤盆地华北隆升O3-C1∈14-O2滨浅海碳酸盐蓟县运动800MaPt31青白口群：下→龙→景芹峪上升1000MaPt22蓟县群：杨雾洪铁1400MaPt21长城群：常串团大高吕梁运动II,1800MaPt12h郭家寨亚群：红Molasse吕梁运动I,1900MaPt12h豆村→东冶亚群五台运动2200MaPt11五台群阜平运动2500MaAr4单塔子群迁西运动3000MaAr1-3迁西群欧亚板块华北板块原地台陆核N2-Q4强高山深盆，大江东去喜山运动IIN1-E3弱高山深盆，大江东去喜山运动IK2-E2松辽华北江汉盆地萎缩燕山运动IIIK12松辽华北江汉盆地形成燕山运动IIJ3-K11西稳盆地萎，东火带东移燕山运动IJ1-J2西稳盆地，东火活带印支运动IIT3潮湿气候海陆交互印支运动I,华南华北拼合T1-T2干旱气候滨浅海海西运动D1-P2碳酸盐碎屑岩含煤广西运动,扬子华夏拼合S1-S3非补偿→过补偿碎屑岩O1-O3滨浅海碳酸盐∈2-∈3白云岩，化石稀少∈1滨浅海碎屑岩→碳酸盐Z2陡山沱→灯影：碳酸盐Z1莲沱→南沱：碎屑岩冰碛岩晋宁运动II,800MaPt31马槽园组：磨拉石晋宁运动I,1000MaPt2神农架群1600MaPt1空岭群欧亚板块华南板块扬子,华夏板块原地台陆核？陆陆海海海海华南—华北及邻区地史概况五地史学的研究范围•对象—从地壳扩展到整个地球•时限•地质时期—38亿年以后•天文时期—46-38亿年•具体资料—地层、化石、构造变动记录、古地磁记录、放射性同位素记录等16六地史学的主要方法•利用动力地质学关于地质作用、现象和产物的知识对地层进行分析，推论当时的地质环境和地质作用。成为现实主义原则或将今论古原则•利用古生物发展演化的知识，用化石确定其顺序及年代•利用构造地质的知识，用地层的顺序、接触关系分析各区在不同的地质时代中的构造历史1718第二章地层系统和地质年代第二章地层系统和地质年代•第一节地层的划分与对比•第二节地层单位和地层系统19第一节地层的划分与对比•一地层层序的建立•二地层划分•三地层对比20一地层层序的建立•1地层的概念•地层——即能以某种界面分开的、具某种相同特征的层状地质体。指一切成层岩层的总称，包括所有的沉积岩、部分变质岩和火成岩•岩层——非正规术语2122•地层学——是地质学中研究层状岩石形成的先后顺序、地质年代、时空分布规律和形成环境条件及其物理、化学性质的地质学分支学科，她的核心目标就是建立地球科学的时间坐标。•它涉及层状岩石的各种特征和属性，包括岩层的形状、分布、岩性、化石、地球物理和地球化学特征，进而说明其形成环境、形成方式、形成时间和变化的历史2324•地层特征——指客观存在的岩石物质，包括岩性、生物、矿物、磁极性、电性、地震感应等方面的性质和变化。他们是实际存在的具体客观事物•地层属性——指对于某种或某几种特征的综合、分析所得出的推论解释和认识，如时间、沉积环境等。这些认识属于概念范畴，他们是可变的25•2化石层序律（Principleoffossilsuccession）——指不同岩层中所含的化石内容各不相同，可根据相同的化石来进行地层对比并证明属于同一时代•WilliamSmith(1769-1839)----地层学之父于1817年提出。•3地层层序律(principleofsuperposition)——指未经扰动的层状岩体中，下面的岩层是较早时期形成的，上覆岩层是较晚时期形成的。即“下老上新”26化石层序律简图根据化石内容1对比不同剖面的地层2确定地层的相对顺序及相对时间三剖面相距500KM4原始水平律(Principleoforiginalhorizontality):地层沉积时是近于水平的，而且所有的地层都是平行于这个水平面的(水平摆放).5原始侧向连续律(principleoforiginallateralcontinuity):地层在大区域甚至全球范围内是连续的，或者延伸到一定的距离逐渐尖灭(侧向连续)。由丹麦学者N.Steno(1638-1686)于1669年一次提出(Steno’sstratigraphicaxioms)二地层划分•地层划分：根据地层的特征和属性（如岩性、化石和不整合面等）将地层组织成相应的单位。•地层划分的多重性与多重地层单位：岩石有多少种可以用于地层划分的特征，就有多少种地层划分，即地层划分的多重性。划分的结果为多重地层单位。2930组段地层划分的主要依据——地层的物质属性•（一）岩石学特征•（二）生物学特征•（三）地层结构•（四）地层的厚度和体态•（五）地层的接触关系•（六）其他标志31（一）岩石学特征包括组成地层的岩石的颜色、矿物组分或结构组分、结构、组构和沉积构造等。岩性相同或大致相同的连续岩层可以划分为一个岩石地层单位，岩性不同的地层体应该划分为不同的岩石地层单位。3233马平组/栖霞组分界-广西来宾（二）生物学特征•主要包括地层中所含的生物化石组分（类别），以及生物化石的含量、生物化石的保存状态、生物化石之间及生物化石和围岩之间的相互关系等。35生物化石在地层中的意义：•年代学的意义（标准化石）:•1816年史密斯出版了被称之为地层学奠基之作的《用生物化石鉴定地层》一书，提出了著名的“化石层序律”，即不同时代的地层所含化石不同，含有相同化石的地层属同一时代。•由于生物演化的不可逆性、阶段性和生物较强的迁移能力，可以将地层中的化石作为一种指示时间先后的符号。36环境学的意义（指相化石）:地层中所含的生物化石类别、含量、保存状态及相互关系的变化可以反映它们当时生活时的环境。指示古盐度、古水温、古水深、底质、水体浊度、古气候37（三）地层结构地层是由有限的岩层类型构成的，这些岩层通常以规律的组合方式组构在一起。根据岩层的组构方式所划分地层的结构类型可作为地层划分的依据。（1）层状地层：A均质型结构(均一式)B非均质型结构(互层式、夹层式、有序多层式、无序多层式)（2）非层状地层：斜列式、叠积式、嵌入式等38（四）地层的厚度和体态地层单位应有一定厚度，厚度过小不足于建立一个地层单位。地层单位的厚度要求可以在地质图上以最小尺度(1mm)去表达。地层的体态是指岩层或地层体空间形态和分布状态。形态：层状或楔状、透镜状、丘状等。分布状态：水平、近于水平或斜列。39（五）地层的接触关系1整合接触：连续和小间断。(1)地层的连续：指沉积盆地内，沉积作用没有发生中断；(2)地层的间断：表明有沉积作用的中断，但是没有明显的大陆剥蚀作用，常为岩性的截然变化。连续的地层和具间断的地层都属整合接触402不整合接触不仅沉积作用发生过间断，而且间断时间较长，并发生过明显的大陆剥蚀作用不整合面是分隔地层单位（如群、组）的重要界面。在地层单位内部（如组、段）一般不允许存在不整合。（1）角度不整合（2）平行不整合（假整合）（3）非整合（沉积接触）41（1）角度不整合角度不整合为分隔下部被褶皱或掀斜地层和上部(水平)地层间的分隔面。这种不整合包含着一系列曾经发生过的地质事件：下伏地层在构造作用下发生褶皱或掀斜，然后经历隆升、风化、剥蚀削去了其上翘的顶端，而后新地层沉积其上。上下地层产状不一致，构造样式不一致，存在长时期的沉积间断。42SD角度不整合的形成及意义Angularunconformity（2）平行不整合是指上下地层产状平行或近于平行，具有不规则的侵蚀和暴露标志的分隔面。它代表了早期地层的整体上升，遭受风化、剥蚀，而后又接受沉积的演化历史。假整合面上一般都具有古风化壳，或具底砾岩、粗碎屑岩等。4546（北京西山）昌平组景儿峪组47350200100mNo4028eee生物碎屑灰岩分选磨圆较好的底砾岩含砾砂岩砂岩砂岩中的楔状交错层理野外定点点号SE140O35020（3）非整合非整合的接触关系是指沉积盖层和下伏岩浆岩或深变质岩之间的分隔界面。4849Nonconformity,鸡冠山,北戴河50宜昌莲沱莲沱组黄陵花岗岩地层的接触关系角度不整合非整合平行不整合整合侵入接触：年轻的岩浆侵入到较古老的地层中,年轻岩体的边缘常含来源于地层的捕虏体,地层与岩体的交界部位常受到不同程度的烘烤52（六）其他标志利用地层中所含各种信息、特征和独立于地层本体之外的标志进行地层划分、对比如利用地层的磁性、电阻率和自然电位、化学性质、矿物标志、气候标志、生态标志、突发事件（如火山爆发、撞击、缺氧、海啸等）标志、海面变化标志、同位素年龄等进行地层的划分、对比。从而产生磁性地层学、化学地层学、矿物地层学、气候地层学、生态地层学、事件地层学、层序地层学、同位素地层学等。53三地层对比定义——地层对比是根据不同地区或不同剖面地层的各种属性的比较，确定地层单位的地质时代或地层层位的对应关系地层意义上的对比指地层特征和地层位置的相当。根据所强调的现象的不同，有不同种类的对比。54地层对比的原