地层古生物省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

中国矿业大学资源与地球科学学院王继尧地质学基础第1页第三章 地层、古生物与地史地质学基础古生物与地质年代地史介绍地层及地质年代第2页第一节 地层及地质年代1 1 岩层与地层岩层与地层岩层：岩层：在野外或矿井中，人们经常见到一层层叠置岩石，在野外或矿井中，人们经常见到一层层叠置岩石，通常称为岩层；通常称为岩层；地层：地层：通常为某一地质时期所形成岩层；通常为某一地质时期所形成岩层；特点：地质时代特点：地质时代 所含矿产所含矿产 新老关系地层层序律：地层层序律：在正常情况下，在正常情况下，岩层次序总是上岩层次序总是上新下老。新下老。第3页第4页第5页地层单位地层单位2、地质年代及其确定 生物地层单位是依据地层中所含有生物化石内容和特征划分出来地层单位。生物地层单位有：组合带、延限带、顶峰带 岩石地层单位是是由岩性、岩相、或变质程度均一岩石组成三维地质体。岩石地层单位：岩石地层单位：群、组、段、层群、组、段、层 年代地层单位 是在特定地质时间间隔内形成岩石体。是在特定地质时间间隔内形成岩石体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成全部岩石，而且这种单位代表地史中一定时间范围内形成全部岩石，而且只代表这段时间内所形成岩石。只代表这段时间内所形成岩石。年代地层单位是按时间阶段来划分，与地质年代严格对应，没有固定岩石和生物内容。第6页生物地层单位 组合带：指其所含化石或其中某一类化石，从某整体来看，组成一个自然组合，并以此区分于相邻地层内生物组合。延限带：是指任一生物分类单位在其整个延续 范围之内所代表地层体。顶峰带：一些化石种、属最繁盛一段地层。它不包含前期出现数量不多时地层，也不包含后期逐步稀少时地层。上述三种类型并非是相互包容或隶属关系上述三种类型并非是相互包容或隶属关系上述三种类型并非是相互包容或隶属关系上述三种类型并非是相互包容或隶属关系 第7页年代地层与地质年代关系年代地层单位地质年代单位岩石地层单位宇宇宙宙界界代代系系纪纪统统世世群阶阶期期组时间带时间带时时段层第8页群群 最大岩石地层单位最大岩石地层单位 其通常相当于一个统，有可能大于统，甚至大于系。其通常相当于一个统，有可能大于统，甚至大于系。因为震旦纪以前地层还未建立系和统，就有因为震旦纪以前地层还未建立系和统，就有必要对这个复杂较高一级地层序列给予专名，如必要对这个复杂较高一级地层序列给予专名，如青白口群、阜平群青白口群、阜平群普遍使用方法。普遍使用方法。有时，一段地层岩性和成因比较复杂、厚度有时，一段地层岩性和成因比较复杂、厚度巨大，内部包含一些不连续面，但又无显著界限巨大，内部包含一些不连续面，但又无显著界限能够划分组时，也把它称为群。能够划分组时，也把它称为群。所以，所以，群含义系指连续、在成因上相相互联群含义系指连续、在成因上相相互联络几个组组合，或指厚度巨大、岩性复杂、又不络几个组组合，或指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组一套岩系。能分组一套岩系。第9页 组组 划分岩石地层基本单位。划分岩石地层基本单位。其主要含义：其主要含义：含有岩性、岩相、和变质程度含有岩性、岩相、和变质程度一致性。一致性。组或者由一个岩石组成，或者以一个主组或者由一个岩石组成，或者以一个主要岩石为主，夹着重复出现夹层；或者由两三种要岩石为主，夹着重复出现夹层；或者由两三种岩石交替出现所组成，还可能以很复杂岩石组分岩石交替出现所组成，还可能以很复杂岩石组分为一个组特征，而与其它比较单纯组相区分。所为一个组特征，而与其它比较单纯组相区分。所以组以组界限在岩性上应该是轻易识别。界限在岩性上应该是轻易识别。组厚度普通组厚度普通从几米到几百米。组应该从几米到几百米。组应该展布于一定范围，便于展布于一定范围，便于追索对比，在此范围内其岩性、岩对应基本稳定。追索对比，在此范围内其岩性、岩对应基本稳定。如龙潭组、山西组等。指厚度巨大、岩性复杂、如龙潭组、山西组等。指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组一套岩系。又不能分组一套岩系。第10页 段段 是比组小一级岩石地层单位。它在组内含是比组小一级岩石地层单位。它在组内含有与相邻岩层不一样岩石特征。通常一个有与相邻岩层不一样岩石特征。通常一个组能够依据组能够依据岩层岩性特征等标志岩层岩性特征等标志不一样而不一样而划分为若干段。如栖霞组内臭灰岩段、下划分为若干段。如栖霞组内臭灰岩段、下硅质层组；龙潭组内下含煤段、中含煤段、硅质层组；龙潭组内下含煤段、中含煤段、上含煤段等。上含煤段等。层层 是最小岩石地层单位。指组内或段内是最小岩石地层单位。指组内或段内 一一个显著特殊岩性岩层单位。个显著特殊岩性岩层单位。第11页3 地层划分与对比1）地层划分和对比概念地层划分和对比概念 经过地层对比，可更加好地了解和掌握地层分布规律，经过地层对比，可更加好地了解和掌握地层分布规律，为找矿打下基础。为找矿打下基础。2 2）地层划分和对比方法）地层划分和对比方法 A-A-依据岩层生成次序划分和对比依据岩层生成次序划分和对比 B-B-依据岩层岩性特征划分和对比依据岩层岩性特征划分和对比 C-C-依据岩层中赋存古生物化石划分和对比依据岩层中赋存古生物化石划分和对比 D-D-依据地层之间接触关系依据地层之间接触关系 E-E-利用放射性同位素测定地质年代利用放射性同位素测定地质年代 第12页二、古生物与地质年代表1、生物进化特点1）由简单到复杂、由低级到高级、从水生到陆生向前发展。2）生物演化发展含有阶段性和不可逆性。在较早时代已灭绝生物类型在以后时期内不会在出现。第13页3）化石 化石化石是保留在地层中生是保留在地层中生是保留在地层中生是保留在地层中生物遗体或遗址，并经石化作物遗体或遗址，并经石化作物遗体或遗址，并经石化作物遗体或遗址，并经石化作用后形成。用后形成。用后形成。用后形成。化石包含化石包含化石包含化石包含实体化石实体化石实体化石实体化石和和和和遗址遗址遗址遗址化石。化石。化石。化石。化石层序律化石层序律每一地层每一地层每一地层每一地层中各有其特定化石。不一样中各有其特定化石。不一样中各有其特定化石。不一样中各有其特定化石。不一样地层中生物化石相比较可确地层中生物化石相比较可确地层中生物化石相比较可确地层中生物化石相比较可确定化石先后次序。定化石先后次序。定化石先后次序。定化石先后次序。二、古生物与地质年代2、地质年代及其确定第14页实体化石硅化木 山西保德扒楼沟山西组第15页遗址化石动藻迹 山西保德扒楼沟太原组遗址化石 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各种痕迹。第16页遗址化石 宁夏乌海卡布其太原组第17页3、地质年代表 在划分地层系统基础上，将地壳发展历史对应地在划分地层系统基础上，将地壳发展历史对应地划分为若干级别地质年代单位。划分为若干级别地质年代单位。地质年代国际通用单位是：宙、代、纪、世等。地质年代国际通用单位是：宙、代、纪、世等。地壳历史演化经历了地壳历史演化经历了太古宙、元古宙和显生宙太古宙、元古宙和显生宙。其中，其中，显生宙显生宙包含包含古生代、中生代和新生代。古生代、中生代和新生代。第18页宙代纪世年纪Ma结构运动植物动物元元古古宙宙PT新元古代新元古代 Pt3震旦震旦纪纪 Z晚震旦世晚震旦世54368080010001400180023002500280032003600吕吕梁运梁运动动五台运五台运动动藻藻类类早震旦世早震旦世南南华纪华纪 Nh青白口青白口纪纪 Qb中元古代中元古代 Pt2蓟县纪蓟县纪 Jx长长城城纪纪 Cc古元古代古元古代 Pt1滹沱滹沱纪纪 Ht太太古古宙宙AR新太古代新太古代 AR3中太古代中太古代 AR2古太古代古太古代 AR1始太古代始太古代 AR0地质年代表(一)第19页宙代纪世年纪 Ma结构运动植 物动物显显生生宙宙PH古古生生代代 PZ二叠二叠纪纪 P晚二叠世晚二叠世 P3250295354410438490543海西运海西运动动加里加里东东运运动动裸子植物裸子植物孢孢子植物子植物大量繁盛大量繁盛两栖动物两栖动物中二叠世中二叠世 P2早二叠世早二叠世 P1石炭石炭纪纪 C晚石炭世晚石炭世 C2早石炭世早石炭世 C1泥盆泥盆纪纪 D晚泥盆世晚泥盆世 D3中泥盆世中泥盆世 D2早泥盆世早泥盆世 D1志留志留纪纪 S晚志留世晚志留世 S3裸蕨植物裸蕨植物海藻海藻大量繁盛大量繁盛鱼类鱼类无脊椎动物无脊椎动物中志留世中志留世 S2早志留世早志留世 S1奥陶奥陶纪纪 O晚奥陶世晚奥陶世 O3中奥陶世中奥陶世 O2早奥陶世早奥陶世 O1寒武寒武纪纪 晚寒武世晚寒武世中寒武世中寒武世早寒武世早寒武世地质年代表地质年代表(二二)第20页宙代纪世年纪 Ma结构运动植物动物显显生生宙宙PH新新生生代代CZ第四第四纪纪 Q全新世全新世 Qh2.4823.365137205250喜喜马马拉雅运拉雅运动动（晚）（晚）喜喜马马拉雅运拉雅运动动（早）（早）燕山运燕山运动动(晚晚)燕山运燕山运动动(早早)印支运印支运动动海西运海西运动动被子植物被子植物大量繁盛大量繁盛古人类出现古人类出现哺乳动物哺乳动物更新世更新世 Qp新近新近纪纪 N上新世上新世 N2中新世中新世 N1古近古近纪纪 E渐渐新世新世 E3始新世始新世 E2古新世古新世 E1中中生生代代 MZ白垩白垩纪纪 K晚白垩世晚白垩世 K2被子植物被子植物裸子植物裸子植物大量繁盛大量繁盛爬行动物爬行动物早白垩世早白垩世 K1侏侏罗纪罗纪 J晚侏晚侏罗罗世世 J3中侏中侏罗罗世世 J2早侏早侏罗罗世世 J1三叠三叠纪纪 T 晚三叠世晚三叠世 T3中三叠世中三叠世 T2早三叠世早三叠世 T1地质年代表地质年代表(三三)第21页一）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主要生物，大量藻类如蓝藻、绿藻、红藻在浅海底一代复一代生活，逐步形成巨大海藻礁，又称叠层石。4、地球环境与古生物演化第22页一）藻类和无脊椎动物时代一）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，约占当初动物界百分之六十。奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋展现一派生机逢勃景象。主要包含腕足、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第23页4、地球环境与古生物演化一）藻类和无脊椎动物时代一）藻类和无脊椎动物时代 -元古代、寒武纪、奥陶纪第24页二）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。首先登陆大地是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境束缚，在改变多端陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次是无脊椎动物进化为脊椎动物。志留纪时出现无甲胃鱼类，是原始脊椎动物最早组员，但却不是真正鱼类；到泥盆纪时出现盾皮鱼类和棘鱼类才是真正鱼类，并成为水域中霸主。4、地球环境与古生物演化真掌鳍鱼（总鳍鱼类，D3）第25页三三）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，形成壮观森林。与森林有亲密关系昆虫亦发展快速，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，两栖类逐步进化为真正陆生脊椎动物原始爬行动物。4、地球环境与古生物演化第26页四）裸子植物和爬行动物时代四）裸子植物和爬行动物时代-中生代（距今中生代（距今2.50.652.50.65亿前亿前)中生代是地球发展历史上一个较活跃时期，主要表现为联合中生代是地球发展历史上一个较活跃时期，主要表现为联合古大陆解体、板块漂移，古地理、古气候显著改变，生物界面古大陆解体、板块漂移，古地理、古气候显著改变，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、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繁盛。蜓等。代之是菊石和双壳类动物繁盛。第27页4、地球环境与古生物演化四）裸子植物和爬行动物时代四）裸子植物和爬行动物时代-中生代（距今中生代（距今2.50.652.50.65亿前亿前)中生代是地球发展历史上中生代是地球发展历史上一个较活跃时期，主要表现为一个较活跃时期，主要表现为联合古大陆解体、板块漂移，联合古大陆解体、板块漂移，古地理、古气候显著改变，生古地理、古气候显著改变，生物界面貌焕然一新。物界面貌焕然一新。许多海洋无脊椎动物绝灭，许多海洋无脊椎动物绝灭，如三叶虫、四射珊瑚、蜓等。如三叶虫、四射珊瑚、蜓等。代之是菊石和双壳类动物繁盛。代之是菊石和双壳类动物繁盛。第28页四）裸子植物和爬行动物时代-中生代 中生代生物界最大特点是继续向适应陆生生活演化。裸子植物进化出花粉管，能进行体内受精，完全摆脱对水依赖，更能适应陆生生活，形成茂密森林。脊椎动物中鱼类和两栖类相当繁盛，爬行动物快速发展，演化出种类繁多恐龙，成为动物界霸主，占据了海、陆、空三大生态领域。中生代后期，出现了鸟类以及哺乳动物。第29页四）裸子植物和爬行动物时代四）裸子植物和爬行动物时代-中生代中生代4、地球环境与古生物演化第30页 中生代末期，生物界又一次发生了猛烈变革，极度繁荣恐龙突然绝灭；海域里很多无脊椎动物如海蕾、海林檎、菊石、箭石等，亦未能够逃脱这次巨变而遭淘汰。腹足类、双壳类、六射珊瑚等深入发展后。进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等产生了更高级科、属，取得兴盛发展；被子植物因种子在子房内发育，并进行双受精作用，完全摆脱了水域环境束缚，取代了裸子植物，成为植物界霸主。五）被子植物和哺乳动物时代新生代六千五百万年前到今天第31页五）被子植物和哺乳动物时代新生代4、地球环境与古生物演化第32页第三节 地史介绍 太阳系形成约在太阳系形成约在太阳系形成约在太阳系形成约在4600 Ma4600 Ma（4646亿年）以前。作为太阳亿年）以前。作为太阳亿年）以前。作为太阳亿年）以前。作为太阳系一员地球系一员地球系一员地球系一员地球月球体系也大致在同时形成月球体系也大致在同时形成月球体系也大致在同时形成月球体系也大致在同时形成。据研究，地球是由星云物质凝聚而成，经过数亿年演据研究，地球是由星云物质凝聚而成，经过数亿年演化，逐步显示圈层结构，并于化，逐步显示圈层结构，并于4000 Ma4000 Ma前形成原始地壳前形成原始地壳。但因为以后强烈地壳运动和变质作用破坏，当前在地但因为以后强烈地壳运动和变质作用破坏，当前在地但因为以后强烈地壳运动和变质作用破坏，当前在地但因为以后强烈地壳运动和变质作用破坏，当前在地壳中发觉最古老岩石年纪约壳中发觉最古老岩石年纪约壳中发觉最古老岩石年纪约壳中发觉最古老岩石年纪约3800 Ma3800 Ma。该年代可视为地球。该年代可视为地球。该年代可视为地球。该年代可视为地球地质历史时期真正开始，它标志着地球从天文演化阶段进地质历史时期真正开始，它标志着地球从天文演化阶段进地质历史时期真正开始，它标志着地球从天文演化阶段进地质历史时期真正开始，它标志着地球从天文演化阶段进入地质演化阶段。入地质演化阶段。入地质演化阶段。入地质演化阶段。在距今在距今在距今在距今46003800 Ma46003800 Ma，这段时间中，缺乏实际地质统，这段时间中，缺乏实际地质统，这段时间中，缺乏实际地质统，这段时间中，缺乏实际地质统计。计。计。计。第33页一、一、一、一、前寒武纪地史前寒武纪地史前寒武纪地史前寒武纪地史 寒武纪大约开始于距今寒武纪大约开始于距今寒武纪大约开始于距今寒武纪大约开始于距今540Ma540Ma540Ma540Ma前。前。前。前。距距距距今今今今3800 3800 3800 3800 MaMaMaMa到到到到距距距距今今今今540 540 540 540 MaMaMaMa寒寒寒寒武武武武纪纪纪纪这这这这段段段段漫漫漫漫长长长长地地地地质质质质史史史史，称称称称作作作作为为为为前前前前寒寒寒寒武武武武纪纪纪纪（为为为为非非非非正正正正式式式式地地地地质质质质年年年年代代代代单单单单位位位位）。在在在在这这这这个个个个时时时时期期期期形形形形成成成成地地地地层层层层统统统统计计计计对对对对应应应应地地地地称称称称为为为为前前前前寒寒寒寒武武武武系系系系，其其其其中中中中富富富富含含含含金金金金属属属属和和和和稀有金属等各种矿产。稀有金属等各种矿产。稀有金属等各种矿产。稀有金属等各种矿产。因为前寒武纪地层形成时间久远，经历了屡次结构运因为前寒武纪地层形成时间久远，经历了屡次结构运因为前寒武纪地层形成时间久远，经历了屡次结构运因为前寒武纪地层形成时间久远，经历了屡次结构运动、岩浆活动及变质作用影响，关于前寒武纪内部时代划动、岩浆活动及变质作用影响，关于前寒武纪内部时代划动、岩浆活动及变质作用影响，关于前寒武纪内部时代划动、岩浆活动及变质作用影响，关于前寒武纪内部时代划分、命名和分界时限，长久存在着争论。分、命名和分界时限，长久存在着争论。分、命名和分界时限，长久存在着争论。分、命名和分界时限，长久存在着争论。现基本公认：距今现基本公认：距今现基本公认：距今现基本公认：距今2500Ma2500Ma2500Ma2500Ma，分为太古代和元古代。，分为太古代和元古代。，分为太古代和元古代。，分为太古代和元古代。第34页二、古生代与聚煤作用二、古生代与聚煤作用二、古生代与聚煤作用二、古生代与聚煤作用 古古古古生生生生代代代代是是是是显显显显生生生生宙宙宙宙第第第第一一一一个个个个代代代代，是是是是地地地地球球球球上上上上第第第第一一一一个个个个生生生生物物物物大大大大量量量量繁盛时代，其地层中生物化石异常丰富。繁盛时代，其地层中生物化石异常丰富。繁盛时代，其地层中生物化石异常丰富。繁盛时代，其地层中生物化石异常丰富。古生代：早古生代和晚古生代。古生代：早古生代和晚古生代。古生代：早古生代和晚古生代。古生代：早古生代和晚古生代。早早早早古生代古生代古生代古生代:寒武纪、奥陶纪和志留纪组成；寒武纪、奥陶纪和志留纪组成；寒武纪、奥陶纪和志留纪组成；寒武纪、奥陶纪和志留纪组成；少许石煤：形成于浅海环境；少许石煤：形成于浅海环境；少许石煤：形成于浅海环境；少许石煤：形成于浅海环境；晚古生代晚古生代晚古生代晚古生代:泥盆纪、石炭纪和二叠纪。泥盆纪、石炭纪和二叠纪。泥盆纪、石炭纪和二叠纪。泥盆纪、石炭纪和二叠纪。煤炭大量聚集时代。煤炭大量聚集时代。煤炭大量聚集时代。煤炭大量聚集时代。华北：本溪组、太原组和山西组。；华北：本溪组、太原组和山西组。；华北：本溪组、太原组和山西组。；华北：本溪组、太原组和山西组。；华南：测水组、童子岩组、龙潭组。；华南：测水组、童子岩组、龙潭组。；华南：测水组、童子岩组、龙潭组。；华南：测水组、童子岩组、龙潭组。；第35页三、中生代与聚煤作用三、中生代与聚煤作用三、中生代与聚煤作用三、中生代与聚煤作用 中中中中生生生生代代代代是是是是地地地地球球球球上上上上生生生生物物物物演演演演化化化化到到到到达达达达中中中中等等等等阶阶阶阶段段段段时时时时代代代代。中中中中生生生生代代代代包包包包含含含含三个纪：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。三个纪：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。三个纪：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。三个纪：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。聚聚聚聚煤煤煤煤作作作作用用用用主主主主要要要要发发发发生生生生在在在在我我我我国国国国东东东东北北北北、西西西西部部部部地地地地域域域域，主主主主要要要要为陆相成煤，煤层厚度大、层数多、对比困难。为陆相成煤，煤层厚度大、层数多、对比困难。为陆相成煤，煤层厚度大、层数多、对比困难。为陆相成煤，煤层厚度大、层数多、对比困难。四、新生代四、新生代四、新生代四、新生代 也不少煤炭聚集，但范围小，煤层变质程度低。也不少煤炭聚集，但范围小，煤层变质程度低。也不少煤炭聚集，但范围小，煤层变质程度低。也不少煤炭聚集，但范围小，煤层变质程度低。第36页