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地质年代与地层系统 第四纪地质 土的工程地质性质 研究依据及意义: 在整个地质历史时期中，地壳中的地层和地质构造、地壳表面形态以及生物界等都是不断地变化着的，都有其演化过程。 研究地质历史，可以阐明地壳发展演化的规律性，建立地壳演化的时代概念，掌握各地区地层顺序，对认识各种地貌结构和土壤母质的分布规律都有重大意义。 一、地层含义 随着地质历史的发展，地层记录着过去的自然地理环境、古生物、地壳运动的变化。因此，研究地壳历史，首先要研究地层。 地层就是地壳在发展过程中，经历各种地质作用形成的各种成层的和非成层的岩石的总称，包括层状沉积岩、变质岩、岩浆岩。一个地层是包括一种或几种岩石的一套岩层，同一套岩层在岩性、化石等方面具有一致的特性。 地层不同于岩层，岩层一般泛指各种成层岩石，不具有时代观念，而地层有老有新，具有时间概念。 地质年代就是地质科学中用来说明地壳中各种岩层形成时间和顺序的一种术语。地球历史的纪年和标定地球历史事件的时间顺序，亦即地球历史阶段，叫地质年代。 地质年代的表示方法有两种：相对地质年代和绝对地质年代。 二、相对地质年代 相对地质年代:地层既然有时间概念，所以就有上下和新老关系，我们就可以利用地层之间相对的新老关系，或它们的形成顺序，以说明地层形成的时代。 它说明了地层相对新老关系，并没有具体年代值。 要确定不同地区有关地层的时代关系，则要进行地层划分与对比。 地层相对年代的确定、地层划分及对比的依据： 地层层序律; 地层中的生物化石; 地层接触关系 （一）地层层序律 岩层本来是一层层依先后次序沉积的，时代老的岩层先沉积，然后较新的岩层叠覆在它的上面。这样由它们组成的地层就有了先后顺序，只要它们未经过强烈的构造变动而发生地层倒转，地层总是上新下老，这就是地层学最基本的规律—地层层序律。 （二）生物层序律（地层中的生物化石） 化石：保存在地层中的古代生物的遗体、遗骸及其活动的遗迹、遗物的总称。 生物生活 生物死亡后的遗体或是生活时的痕迹被泥沙掩埋 生物遗体中的有机质分解，坚硬的部分如外壳、骨骼、枝叶等与包围在周围的沉积物一起石化变成岩石 原来的形态、结构（甚至一些细微的内部构造）、生物生活时的痕迹保留下来； 通过研究化石，科学家可以逐渐认识遥远的过去生物的形态、结构、类别，可以推测出亿万年来生物起源、演化、发展的过程，还可以恢复漫长的地质历史时期各个阶段地球的生态环境。 生物演化规律:由低级到高级，由简单到复杂和不可逆性、阶段性. 一般地讲，时代老的生物简单，时代新的生物复杂。由于构造运动和大规模的岩浆活动引起自然环境的巨大变化，导致有些不适应环境的生物绝灭，一些新的生物产生，生物进化呈现阶段性。 利用生物演化的不同阶段来划分地质历史，反映了地壳发展的自然分期。 标准化石:有些生物分布广泛，数量多，从出现到绝灭时间短，这样的化石称为标准化石。 例如在早古生代出现的三叶虫、笔石到晚古生代几乎灭绝，那么三叶虫和笔石化石就可以作为早古生代的标准化石。因此根据标准化石就能进行全球地层划分与对比。 在每一地质历史时期都有其代表性的标准化石，如寒武纪的三叶虫、奥陶纪的珠角石、志留纪的笔石、泥盆纪的石燕、二叠纪的大羽羊齿、侏罗纪的恐龙等，如图2.3所示。 （三）地层接触关系 1、层状地层接触关系 整合接触(conformity)：当沉积作用连续进行，新地层覆盖在老地层上面，这种接触关系称整合接触。 时间上连续，产状上一致。 反映地壳连续均匀下降或虽有上升，也未高于沉积基准面。 不整合接触关系 当地壳向上运动，由沉积作用转变为剥蚀作用，导致沉积作用中断，经过一段时期的剥蚀作用后，地壳又下沉，再次接受沉积，这时新的沉积地层与老的沉积地层之间，隔了一个侵蚀面（即不整合面），存在明显的地层缺失，这种地层接触关系称为不整合接触。 不整合接触有平行不整合与角度不整合之分。 平行不整合 不整合面上下两套地层之间的产状几乎彼此平行、地层沉积时间上不连续。反映地壳间断上升。其形成过程如下图所示。 2. 岩浆岩与围岩接触关系 侵入接触 沉积接触 侵入与沉积接触 三、绝对地质年代（同位素地质年龄） 根据生物演化和地层的特性确定的地质年代，只能确定地层的相对新老顺序，无法具体指明某地质事件所发生的时间，不能确切地说明某种岩石或地层形成的年龄。 同位素地质年龄：利用放射性同位素蜕变规律来计算矿物和岩石的形成年龄，这种方法测得的年龄称为同位素地质年龄。通常以百万年为单位表示。 在地质历史时期中，岩石形成时包含的放射性元素，不管环境条件如何变化，均以稳定的速率蜕变，蜕变速率用