工程地质学-3

第四章地质历史及地层时代地质历史地球的发展历史称为地史。为了研究地史，首先要确定研究地区地层的新老关系及其地质时代。地质时代一个地层单位的形成时代或年代，包括绝对年代和相对年代两种。绝对年代（同位素年代）——根据岩石中放射性元素蜕变产物的含量计算出来的。如寒武纪的下限为543Ma，延续时间为53Ma。地球的形成有4530Ma以上的历史，目前已发现的地壳中的最古老地层的绝对年龄约3800Ma左右。相对年代——表示地层相对新老关系的时代顺序。如某地层的相对时代为奥陶纪，则说明其形成时期晚于寒武纪，而早于志留纪。三叠纪（青龙群）240Ma地质年代单位（地质时间单位）绝对地质年代单位相对地质年代单位地层年代单位地质年代单位与年代地层单位是相对应的。地质年代单位的宙、代、纪、世、期、时，分别对应的年代地层单位是宇、界、系、统、阶、带。宙、代、纪、世是国际性的地质年代单位，适用于全世界。期和时是区域性的地质年代单位，适用于大区域。如隐生宙时期所形成的地层叫隐生宇，显生审时期所形成的地层叫显生宇，太古代时期所形成的地层叫太古界地层，寒武纪时期形成的地层叫寒武系地层。地质年代表的阅读宇——是最大一级的地层年代单位。界——宇的一部分，代表一个代的时间内所形成的地层。系——界的一部分，代表一个纪的时间内所形成的地层。系一般是根据首次研究的典型地区的古地名、古民族名或岩性特征等命名的。统——系的一部分，代表一个世的时间内所形成的地层。全国性或大区域性地层单位有：阶、带，地方性地层单位有：群、组、段、层。震旦纪（SinianPeriod）——很早以前，在我国（特别在北方）就发现在古老变质岩系之上，含有丰富化石的寒武系之下，发育了一套巨厚的完整的没有变质的或变质程度很低的沉积岩系，其中除含有大量藻类化石外，很少发现其他生物遗迹，当初就把这套地层命名为震旦系，其时代称震旦纪。震旦是中国的古称。中国是震旦系发育最好的国家，地层完整，剖面清楚，分布广泛。古生代（PalaeozoicEra）意为“古老生物”时代，包括6个纪。寒武纪（CambrianPeriod）——是因英国的寒武山脉（今译坎布连山脉）而得名。奥陶纪（OrdoviceanPeriod）和志留纪（SilurianPeriod）——是根据英国威尔士一个古代民族居住的地方名称和古代民族名称命名。泥盆纪（DevonianPeriod）——是因英国西南部泥盆州（现译为得文郡）海相岩系而得名。石炭纪（CarboniferousPeriod）——因英格兰的高山灰岩及其含煤层而得名。二叠纪（PermianPeriod）——最初得名于乌拉尔山西坡的彼尔姆州，“二叠”则因该时代德国南部地层可以分为上下两套而得名。中生代（MesozoicEra）意为“中期生物”时代，分为3个纪。三叠纪（TriassicPeriod）——当初按德国南部地层的三分性特点而命名。侏罗纪（JurassicPeriod）——按法瑞交界地方侏罗山（现译为汝拉山）地层研究而命名。白垩纪（CretaceousPeriod）——按英吉利海峡两岸主要由白垩土地层构成而命名。新生代（CenozoicEra）意为“近代生物”的时代。古近纪(PaleogenePeriod，符号E)，旧称早第三纪，是新生代的第一个纪，开始于同位素年龄65.5±0.3百万年(Ma)，大约距今6500万年，结束于23.03±0.05M，延续了约4247万年a。古近纪属于显生宙新生代，也属于非正式的第三亚代；古近纪的上一纪是白垩纪，下一纪是新近纪。古近纪包括古新世、始新世和渐新世。新近纪（NeogenePeriod），旧称晚第三纪，是指新生代的第二个纪。新近纪生物界的总面貌与现代更为接近。距今2350万年至260万年，分为中新世、上新世。是大规模冰川活动的少数几个纪之一，又是哺乳动物和被子植物高度发展的时代，人类的出现是这个时代的最突出的事件。第四纪（QuaternaryPeriod）新生代最新的一个纪，包括更新世和全新世。其下限年代多采用距今260万年。第四纪期间生物界已进化到现代面貌。灵长目中完成了从猿到人的进化。高骊山组（C1g）厚度约36m，假整合于金陵组之上，金陵组顶面颜色发红，有铁锰质薄层堆积。下部为灰白色、深灰色、紫红色页岩夹夹薄层砂岩，含灰褐色泥质生物碎屑微晶灰岩透镜体，见腕足类化石碎片。中部为灰黄色石英砂岩、粉砂岩夹数层灰紫色、灰绿色、灰色页岩。上部为灰白色、灰绿色、紫红色及灰黑色粘土质及粉质页岩，夹少量薄层砂岩。地层绝对年代的确定铀铅法、钾氩法(40K-40Ar)、铷锶法、放射性碳(14C)法等。210Pb——100年内（沉积动力分析）14C——2~3万年（考古）U系——数亿年（地质分析）例：铀铅法——铀自然蜕变形成铅和氦两种终结元素。测定范围5000年至1Ma。tteNN0ttNNNt01321lg.——放射性物质形成时原子的原始数量——放射性物质经过时间后，未蜕变的原子数量——放射性物质的蜕变常数已知的蜕变常数为9.8×10-10g/a，若测出岩石中的含量（即－）和的保留量（即），即可求出岩石的绝对年龄。0NtN235U207bP0NtN235UtN地层相对时代的确定古生物法：利用分布时代短、特征显著、数量众多而地理分布广泛的化石（标准化石）。例南京筳（Nankinella）为我国南方二叠纪的标准化石。岩性对比法：利用同一地质时代、环境相似的情况下形成岩性相似。例宁镇山脉泥盆系厚层浅色石英砂岩。岩层接触关系法：整合、假整合、不整合、沉积接触、侵入接触、断层接触标志层1.整合接触：（1）特点：两套地层产状一致，沉积连续，生物连续，无构造运动（2）过程：下降、沉积—再下降、再沉积2.假整合（平行不整合）接触：（1）特点：两套地层产状一致，地层缺失，生物间断，有升降运动，但不强烈缺：无沉积，因地壳上升；失：有沉积，被剥蚀（2）过程：下降、沉积—上升、沉积间断、剥蚀—下降、沉积3.不整合（角度不整合）接触：（1）特点：两套地层产状不一致，地层缺失，生物间断，有强烈构造运动（褶皱、断层、变质、岩浆活动）（2）过程：下降、沉积—强烈构造运动—下降、再沉积1.整合接触2.角度不整合接触3.假整合接触ABC41325整合平行不整合角度不整合γ岩层接触关系示意图界系统Ma地层名称代号主要岩性主要分布新生界第四系全新统2.6近代堆积Q4粉细砂、亚粘土、砾石层江河岸和平原上更新统下蜀组Qpx粉砂质亚粘土、粘土南京、六合中更新统柏山组Qpb具灰白色网纹红土江浦、栖霞新近系上新统23.3方山组N2f灰黑色玄武岩六合、江宁、江浦雨花台组N2y棕褐色砾石层夹砂泥层江宁、江浦、六合中新统洞玄观组N1d灰红、棕黄色泥岩、砂砾岩江宁、江浦古近系古新统65阜宁组E1f砂砾岩、细砂岩、粉砂岩、泥灰岩、钙质泥岩溧水中生界白垩系上统137赤山组K2c棕红色砂岩、粉砂岩江宁、六合浦口组K2p紫红色砂岩、砾岩南京、江浦、溧水、六合下统葛村组K1g灰紫色粉砂岩、粉砂质泥岩、凝灰质砂岩、凝灰质角砾岩南京、高淳、江宁、溧水侏罗系上统205龙王山组J3lw紫灰色安山岩江宁、六合西横山组J3x灰黄、紫红凝灰岩、凝灰质砂岩、泥岩江宁、溧水中统下统象山群J1+2x灰黄色岩屑砂岩夹页岩及煤层、底部为石英砂岩、砾岩南京、高淳、江宁、溧水三叠系上统250范家塘组T3f深灰色砂岩、粉砂岩、炭质泥岩夹煤层南京、龙潭中统黄马青组T2h紫红色粉细砂岩、钙质粉砂岩南京、溧水周冲村组T2z灰色泥质泥晶灰岩、膏溶角砾岩，含石膏、硬石膏南京、溧水下统青龙组T1q灰色粉晶灰岩、蠕虫状灰岩、紫色瘤状泥灰岩、薄层灰岩南京、江宁、高淳南京地区是世界上古生代以来地层出露最齐全的地区之一界系统Ma地层名称代号主要岩性主要分布古生界大隆组P3d灰黑色页岩、硅质页岩南京、江宁、高淳龙潭组P2-3l深灰色泥岩、粉砂岩、长石砂岩夹煤层南京、江宁孤峰组P2g黑色硅质页岩、燧石岩南京、江宁栖霞组P2q深灰色灰岩含燧石结核南京、江宁、栖霞船山组C2P1c深灰色、灰色粉晶灰岩南京、江宁黄龙组C2h肉红色灰岩南京、江宁老虎洞组C1-2l灰色厚层白云岩含燧石结核或条带江宁和州组C1h灰黄色泥质灰岩夹灰岩钙质页岩江宁高骊山组C1g页岩、泥岩、粉砂岩夹细粒长石石英砂岩江宁金陵组C1j灰黑色生物碎屑灰岩江宁五通群D3C1w下部灰白色石英砂岩，上部黄褐色细砂岩、粉砂岩南京、江宁、溧水、高淳上统543茅山组S2m紫红色岩屑砂岩江宁上统坟头组S1f灰黄色细砂岩、粉砂岩、页岩江宁、高淳高家边组O3S1g黄绿色页岩、泥岩为主，底部硅质页岩江宁、高淳汤头组O3tt黄褐色瘤状泥质灰岩江宁汤山组O3t浅肉红色生物碎屑灰岩、泥质灰岩江宁中统牯牛潭组O2g灰黄色生物碎屑灰岩江宁大湾组O2d灰黑色生物碎屑灰岩江宁下统红花园组O1h浅灰色中~厚层生物碎屑灰岩、微晶灰岩江宁仑山组O1l灰色厚层含灰质白云岩、白云岩南京、江宁观音台组Є3O1g浅灰色白云岩，含燧石结核或条带江宁、江浦中统炮台山组Є2p灰白色白云岩、灰质白云岩南京下统幕府山组Є1m灰白色白云岩、灰岩南京、六合荷塘组Є1ht黑色硅质页岩夹石煤层南京、六合泥盆系上统中统下统295上统354下统上统372下统438490上统二叠系石炭系志留系奥陶系寒武系