《地层古生物》课件.ppt

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简介,地层及地质年代,第一节 地层及地质年代,1 岩层与地层岩层：在野外或矿井中，人们常常见到一层层叠置的岩石，通常称为岩层；地层：通常为某一地质时期所形成的具有某种共同特征或属性的岩石体。包括沉积岩、火成岩和变质岩。特点：地质时代 所含矿产 新老关系地层层序律：在正常情况下，岩层的顺序总是上新下老。,地层单位,2、地质年代及其确定,生物地层单位是根据地层中所含有的生物化石内容和特征划分出来的地层单位。生物地层的单位有：组合带、延限带、富集带,岩石地层单位是由岩性、岩相、或变质程度均一的岩石组成的三维地质体。岩石地层单位：群、组、段、层,年代地层单位 是在特定的地质时间间隔内形成的岩石体。这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部岩石，而且只代表这段时间内所形成的岩石。年代地层单位是按时间阶段来划分的，与地质年代严格对应。年代地层单位有宇、界、系、统、阶、亚阶，与其对应的地质年代单位为宙、代、纪、世、期、亚期。,生物地层单位,组合带：指其所含的化石或其中的某一类化石，由三个以上分类单位整体上构成一个共生的地层体。从某整体来看，构成一个自然的组合，并以此区别于相邻地层内的生物组合。延限带：是指经筛选的任何一个或几个化石分子的已知延限所代表的地层体。富集带：某一类分类单位最繁盛的一段地层。它不包括前期出现数量不多时的地层，也不包括后期逐渐稀少时的地层。上述三种类型并非是相互包容或从属的关系,年代地层与地质年代的关系,群,最大的岩石地层单位 一般由二个或二个以上相邻或相关具有共同岩性（或岩性组合）特征的组联合构成。或指厚度大、成分不同，岩类复杂、未作深入研究的岩系。对这个复杂的的地层序列可给予专名，如青白口群、阜平群普遍的用法。,组,划分岩石地层的基本单位。其重要含义：野外宏观岩类或岩类组合相同、结构类似、颜色相近、整体岩性和变质程度特征一致。空间上有一定延展性，并能据以填图的地质体。组或者由一种岩石构成，或者以一种主要岩石为主，夹着重复出现的夹层；或者由两三种岩石交替出现所构成，还可能以很复杂的岩石组分所构成。组的厚度一般从几米到几百米，无具体标准限制。组应当展布于一定范围，便于追索对比，在此范围内其岩性、岩相应基本稳定。如龙潭组、山西组等。指厚度巨大、岩性复杂、又不能分组的一套岩系。,段,是比组小一级岩石地层单位。它在组内具有与相邻岩层不同的岩石特征。通常一个组可以根据岩层岩性特征等标志的不同而划分为若干段。如宁镇山脉的栖霞组由下而上分为碎屑岩段、臭灰岩段、下硅质岩段、本部灰岩段、上硅质岩段、顶部灰岩段。,层 是最小的岩石地层单位。指组内或段内的 一个明显的特殊岩性的岩层单位，如粘土层、煤层等。,3 地层划分与对比,1）地层的划分和对比概念 通过地层对比，可更好地了解和掌握地层的分布规律，为找矿打下基础。2）地层划分和对比的方法 A-岩石地层学方法：a 岩性及岩性组合分析法 b标志层法 c旋回结构法 B-生物地层学方法：a标准化石法 b生物组合法 C-地层之间的接触关系分析法:a整合接触 b平行不整合接触 c角度不整合接触 D-利用放射性同位素测定地质年代 E-古地磁方法 F-地质事件法,正常情况下地层新老关系,非正常情况下地层新老关系,地层整合接触 地层假整合 地层不整合,U238Pb206；U235Pb207；K40Ar40。,地层接触关系,同位素年龄,半衰期,第二节 古生物与地质年代,1、生物进化的特点,1）由简单到复杂、由低级到高级、从水生到陆生向前发展。,2）生物演化发展具有阶段性和不可逆性。在较早时代已灭绝的生物类型在以后的时期内不会在出现。,3）化石 化石是保存在地层中的生物遗体或遗迹，并经石化作用后形成的。化石包括实体化石、遗迹化石、模铸化石和化学化石四大类。,第二节 古生物与地质年代,实体化石硅化木,山西保德扒楼沟山西组,遗迹化石动藻迹 山西保德扒楼沟太原组,遗迹化石 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的各种痕迹。,遗迹化石 宁夏乌海卡布其太原组,2、地质年代,在划分地层系统的基础上，将地壳的发展历史对应地划分为若干级别的地质年代单位。地质年代的国际通用单位是：宙、代、纪、世等。地壳的历史演化经历了太古宙、元古宙和显生宙。其中，显生宙包括古生代、中生代和新生代。,地质年代表(一),地质年代表(二),末志留世 S4,地质年代表(三),第三节 古生物演化及地史分布,一、地球环境与古生物演化,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的主要生物，大量藻类如蓝藻、绿藻、红藻在浅海底一代复一代的生活，逐渐形成巨大的海藻礁，又称叠层石。,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，约占当时动物界的百分之六十。奥陶纪时各门类无脊椎动物已发展齐全，海洋呈现一派生机逢勃的景象。主要包括腕足、珊瑚、鹦鹉螺以及古杯类、腹足类、苔藓虫等。,一、地球环境与古生物演化,一、地球环境与古生物演化,一）藻类和无脊椎动物时代-元古代、寒武纪、奥陶纪,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。首先登陆大地的是绿藻，进化为裸蕨植物，它们摆脱了水域环境的束缚，在变化多端的陆地环境生长，为大地首次添上绿装。其次是无脊椎动物进化为脊椎动物。志留纪时出现的无甲胃鱼类，是原始脊椎动物的最早成员，但却不是真正的鱼类；到泥盆纪时出现的盾皮鱼类和棘鱼类才是真正的鱼类，并成为水域中的霸主。,一、地球环境与古生物演化,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，代之而起的是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类等孢子植物，它们生长茂盛，形成壮观的森林。与森林有密切关系的昆虫亦发展迅速，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，两栖类逐渐进化为真正的陆生脊椎动物原始爬行动物。,一、地球环境与古生物演化,四）裸子植物和爬行动物时代-中生代（距今2.50.65亿前)中生代是地球发展历史上一个较活跃的时期，主要表现为联合古大陆的解体、板块漂移，古地理、古气候的明显变化，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、蜓等。代之是菊石和双壳类动物的繁盛。,一、地球环境与古生物演化,四）裸子植物和爬行动物时代-中生代（距今2.50.65亿前)中生代是地球发展历史上一个较活跃的时期，主要表现为联合古大陆的解体、板块漂移，古地理、古气候的明显变化，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、蜓等。代之是菊石和双壳类动物的繁盛。,四）裸子植物和爬行动物时代-中生代 中生代生物界最大的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，完全摆脱对水的依赖，更能适应陆生生活，形成茂密的森林。脊椎动物中鱼类和两栖类相当繁盛，爬行动物迅速发展，演化出种类繁多的恐龙，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。,四）裸子植物和爬行动物时代-中生代,一、地球环境与古生物演化,中生代末期，生物界又一次发生了剧烈的变革，极度繁荣的恐龙突然绝灭；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、六射珊瑚等进一步发展后。进入新生代，一些类群如鸟类和哺乳类等产生了更高级的科、属，获得兴盛发展；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的束缚，取代了裸子植物，成为植物界的霸主。,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,五）被子植物和哺乳动物时代新生代,一、地球环境与古生物演化,1太古宙 最古老的地质年代，仅见原始的显微生物遗迹、藻类、菌类。在南非发现的古老生物遗迹巴伯顿古球菌（南非翁弗瓦赫特群巴伯顿绿岩带中的炭质燧石中所发现）和在西澳大利亚瓦拉乌纳群微化石丝状，似菌落放射丝状的集合体，及单细胞球状体，其年龄为35亿年。近年在格陵兰变质岩中发现有机炭微机构（38亿年）是最早的生命记录。太古宙岩石大都经历了高温高压条件下的变化，均属于变质岩，且变质程度较深。顶界为2500Ma。,二、地史简介,2元古宙 元古宙岩石变质程度相对太古宙要轻微得多。在新元古纪地层中出现了未变质的或轻微变质的碎屑岩和碳酸盐岩。顶界年龄值为543 Ma，底界年龄值为2500 Ma。元古宙的生物，早期以大量藻类为特征，晚期出现了海绵、放射虫、水母、节肢动物、环节动物等，生物也更加多样化了。例如：8亿年前的淮南动物群，6.8亿年前的埃迪卡拉动物群。,3前寒武纪地史小结 寒武纪大约开始于距今543Ma前。距今3800 Ma到距今543 Ma的前寒武纪这段漫长的地质史，称作为前寒武纪（为非正式地质年代单位）。在这个时期形成的地层记录相应地称为前寒武系，其中富含金属和稀有金属等多种矿产。由于前寒武纪地层形成的时间久远，经历了多次的构造运动、岩浆活动及变质作用的影响，关于前寒武纪内部的时代划分、命名和分界时限，长期存在着争论。现基本公认：距今2500Ma作为太古代和元古代的分界。,4寒武纪 是英国威尔士的拉丁文名称，此地研究寒武纪地层最早，在我国寒武纪大部分为海洋环境，大多数地区都是海相地层。寒武纪一开始，生物就十分繁盛，其中以三叶虫最为丰富。笔石最早出现于中寒武世2 原始的脊椎动物无颌类出现在晚寒武世3 著名的动物群有梅树村动物群、澄江动物群。,5奥陶纪 奥陶纪是地史时期海侵范围最广的纪，我国奥陶纪石灰岩分布广泛，中、晚奥陶世也是火山活动、气候分异时代。奥陶纪是海洋无脊椎动物极盛的时代，例如笔石、三叶虫、腕足类、牙形虫等。中奥陶世晚期的太康运动使中国华北地台整体上升，直到晚石炭世才有沉积。,6志留纪 志留纪是地壳运动、古地理特征、生物群面貌发生变革的时代，一些大洋消失，晚期出现了分布广泛的陆相或半陆相沉积。志留纪晚期（S3）出现了具颌的盾皮鱼类和棘鱼类，各类无脊椎动物继续繁盛，但三叶虫开始衰退。由于加里东运动使陆地面积扩展，志留纪晚期在滨海低地沼泽中出现了原始维管动物裸蕨，标志生物征服大陆的开始。,7泥盆纪（Devonian）中国泥盆纪北方为浅海，有火山活动，中部地区是古陆剥蚀区，南方为一片浅海。生物界陆地植物繁盛；海生无脊椎动物继续昌盛鱼类时代；原始的两栖类（鱼石螈）出现于晚泥盆世（D3），它们是总鳍鱼类登陆演化而来。,8石炭纪（Carboniferous）中国石炭系分布广泛，并产有丰富的煤、铝、锰、铁等矿产。陆生植物进一步发展，首次出现了大规模的森林，而与森林密切相关的昆虫类也达到空前繁盛。海生无脊椎动物有珊瑚、腕足类、蜒类、牙形石等。陆生脊椎动物中两栖类占有统治地位。原始爬行动物（林蜥）在晚石炭世出现，是生物进化史上又一次飞跃。,9二叠纪（Permian）该地层出露在俄罗斯乌拉尔山西坡彼尔姆城，由于该地层在德国二分性十分明显：下部红色岩系（赤底统），上部镁质灰岩（镁灰统），所以译为二叠纪。二叠纪期间各板块大陆逐渐靠拢，以致在二叠纪末期形成了一个统一的联合大陆（泛大陆），围绕泛大陆是统一的泛大洋。中国二叠系南方为海相沉积，北方为海陆过渡相到陆相沉积，沉积类型多样，普遍含煤。生物界在二叠纪也发生重要变革。早、中二叠世植物界仍以蕨类为主，晚二叠世出现了大量的裸子植物。海生无脊椎动物繁盛，以蜒、腕足、珊瑚、牙形石、菊石为主，但到二叠纪末，三叶虫、蜒、四射珊瑚、横板珊瑚绝灭，腕足类数量剧减。脊椎动物进一步发展：两栖类仍保持昌盛，爬行类开始发展。有人将石炭二叠纪称为两栖动物时代。,10古生代与聚煤作用 古生代是显生宙第一个代，是地球上第一个生物大量繁盛的时代，其地层中生物化石异常丰富。古生代：早古生代和晚古生代。早古生代由寒武纪、奥陶纪和志留纪组成；少量的石煤：形成于浅海环境；晚古生代包括泥盆纪、石炭纪和二叠纪。煤炭大量聚集的时代。华北：本溪组、太原组和山西组。；华南：测水组、童子岩组、龙潭组。；,11三叠纪（Triassic）命名来自德国南部岩层具有明显三分性：上部为陆相、泻湖相红色沦灰岩，中部为灰白色海相灰岩，下部为杂色的陆相砂页岩。三叠纪为联合古陆发展的顶峰阶段，陆地面积扩大，浅海面积缩小，气候干旱。三叠纪晚期，联合古陆开始进入分裂解体阶段。中国三叠纪时期，北方海槽消失，完整的古亚洲大陆形成，西藏、滇西、川西、青海及整个华南仍为海槽和浅海，构成了以秦岭昆仑山为界的“南海北陆”的古地理格局。海生爬行动物最早出现于中三叠世（T2），如 鱼龙类 恐龙最初出现于晚三叠世（T3）晚三叠世（T3）开始出现了似哺乳动物类型，如兽孔类的兽齿类，是当时向哺乳动物演化的一个分支。,12侏罗纪（Jurassic）命名来自法国与瑞士交界的侏罗山。印支运动使中国海水面积进一步缩小，结束了“南海北陆”状态，并沿大兴安岭太行山雪峰山苗岭两侧出现了显著的“东西分异”：东部为小型断陷盆地，西部为稳定的大型内陆盆地。陆生植物以裸子植物最繁盛，蕨类植物仍丰富。脊椎动物以爬行动物占绝对优势，已适应了海陆空等生态环境，成为当时地球的统治者。海生无脊椎动物以菊石、箭石、双壳类为主；陆生无脊椎动物以淡水双壳类、叶肢介、介形虫、昆虫为主；鸟类、真骨鱼类在晚侏罗世（J3）出现。,13白垩纪（Cretaceous）命名来自西欧广泛沉积的白垩（白色质软、极细的碳酸钙沉积），构成了英吉利海峡沿岸的白色断崖。中国绝大部分仍为陆相沉积，分布广泛；海相地层仅分布在新疆塔里木西缘、藏北及其以南地区、台湾等地。在东部断陷盆地中，火山活动剧烈。陆生植物早K世以裸子植物为主，晚白垩世被子植物占统治地位。海生无脊椎动物中以双壳类、六射珊瑚、有孔虫、腕足类为主。陆生无脊椎动物中以叶肢介、双壳类、介形虫为主。脊椎动物 爬行动物海陆空继续占优势，其中恐龙达到顶盛。哺乳类 继续发展，晚期出现了有胎盘类的祖先（远藤兽）。,14中生代与聚煤作用 中生代是地球上生物演化达到中等阶段的时代。中生代包括三个纪：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。聚煤作用主要发生在我国东北、西部地区，主要为陆相成煤，煤层厚度大、层数多、对比困难。,15古近纪、新近纪（第三纪Tertiary）为新生代的第一个纪，命名来自意大利北部阿尔卑斯山，由地质学者阿杜依诺提出。中国古近纪、新近纪，陆相盆地沉积重要。海相地层分布局限，仅见于台湾、喜马拉雅山、塔里木盆地西南缘、雷州半岛。生物界：海洋无脊椎动物：有孔虫、双壳类、腹足类及六射珊瑚、海胆等。淡水无脊椎动物：双壳类、腹足类、介形类为主。脊椎动物：哺乳动物高度发展。植物界：被子植物极度繁盛，裸子、蕨类植物衰退。,16第四纪（Quaternary）第四纪命名是法国学者研究巴黎盆地时创立的，其特征为：185-200万年 50万年 人类出现和进化：早期猿人阶段、晚期猿人阶段（直立人）、早期智人（古人）阶段、晚期智人（新人）阶段。（5-1万年）冰川广泛活动。大陆面积显著扩大。大陆地区海相沉积少见，松散的陆相地层为主。生物界 海生无脊椎以六射珊瑚、有孔虫为主；陆生无脊椎以双壳、腹足、介形虫为主；哺乳动物大发展，人类出现并进化；植物与现代相似，被子植物为主。,17新生代 也有不少煤炭聚集，但范围小，煤层变质程度低。,复习思考题,名词解释 地层层序律、化石、化石层序律、组合带、延限带、富集带、群、组、段、层、年代地层单位、地质年代单位问答题 1 地层划分、对比的基本概念？地层划分、对比的方法有哪些？2 古生代、中生代和新生代从老到新包括了哪几个纪？,