第六章 地质年代1

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1、第六章地质年代为了重塑地球的历史，首先要解决史料问题。漫长的地质历史早期不仅没有人类，甚至还没有生命，因此既不能像研究近代史那样根据文字资料，也不能像研究殷商历史那样靠考古发掘的出土文物，那时能留到现在的只有岩石。因此,岩石就成了研究地质历史的基本史料。这些史料怎样编排，就要知道地质体的年龄，从而推算出各种地质事件发生的时代。地质学家已研究出岩石单位的测年方法。即相对年代的确定方法和绝对年龄测定方法。岩石单位的相对年代是指由它与相邻已知岩石单位的相对层位的先后顺序关系来决定的。绝对年龄则用测定某种岩石样品中所含放射

2、性同位素获得,用距今多少年以前来表示。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。地质学中把在一定地质时期内所形成的层状岩石称之为地层。各地出现的地层，总是不完整的。既使世界最完整的地层露头，美国西部大峡谷的谷坡上，地层呈水平状态，出露地层总厚达3500米以上，最下面有变质岩、侵入体。但中间还缺失了奥陶纪至泥盆纪共约1.5亿年的地层。大多数地区的地层在受到构造运动的影响下，发生褶皱、断裂，使地层保存得更不完整。因此，怎样把已经散乱的地层按照顺序首尾

3、相接地整理排列好？通常采用地层学中普遍接受的三条原理或称定律，即地层层序律、生物层序律、切割律一、地层层序律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而倒转，上面地层形成的时代一定比下面的地层新。这就是地层层序律。受构造运动作用，地层发生倾斜，其层序的新老关系：（1）地层倾斜（层序正常）顺倾斜方向地层新，反倾斜方向地层老。（2）地层倒转（层序不正常）要利用沉积岩的指向性原生构造，判断岩层的顶、底，恢复原始层序。老新二.生物层序律埋藏于岩石中的古代生

4、物遗体或遗迹称为化石，它是在地层中保留下来的古生物记录。由于生物进化总是由简单到复杂，从低等向高等生物发展，这种演化规律是不可逆的。从总体上看，地层年代越新，所含的生物就越进步、越完善。含相同化石的地层是同时代的地层。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。这种方法叫生物层序律。在地层研究中，通常利用在地质历史中演化快、延续时间短、数量多、分布广、特征明显的生物化石，作为标准化石来划分相对地质年代。每一个地质年代都有其特征的标准化石或化石组合。如，金陵组中假乌拉珊瑚，寒武纪的三叶虫等等。

5、利用生物化石确定地层的相对年代实际工作中，研究者通常采用地层层序律和生物层序律相结合的方法，来划分和对比不同地方的地层，恢复地层的顺序。甲地乙地丙地综合图三、切割律或穿插关系这一原理主要用于侵入体与围岩的关系以及侵入体之间被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时间。为了用通常的计算单位来说明地球有多老，江河湖海，山原陆地有多老，因此，不断有人

6、通过种种途径来探求地球年龄。19世纪以来，有人根据河湖海洋沉积速度(0.3米/1000年)和地层的最大厚(25000－112000米),计算出地球年龄是5亿年,其结果大约是实际地球年龄的九分之一。1899年还有人根据海水的盐度，估算来求地球年龄。假定原始大洋中全是淡水，现在海水中的盐度是由河流带入经过蒸发浓缩得出的。因此，他们根据河水中钠的数量估计每年流入海洋中钠总量再计算出海洋中的钠总量，得出地球的年龄约一亿年。法国著名自然学家布丰（1701～1788年）进行了一些实验，并认定地球是从白炽状态下生成并逐渐冷却成现

7、今这样的，这个冷却过程共需7.5万年，而最早也要到4万年前地球的温度才能降低到生物可以存活。此外还有许多学者根据不同的假定，采用不同的基础数据，求出了0.34、0.4、0.75、0.99亿年等地球年龄的估算值。其中还有一位爱尔兰教主阿希尔，他于1656年居然从圣经中考证出地球是在耶稣诞生前，由上帝创造出来的。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，在他的促成下，波特伍德取得了第一个铀－铅法年龄。原来大

8、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。下面将介绍用同位素方法测年的原理、运用条件、方法等问题。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：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