学的方法,生物地层学这一术语是比利时学者L.A.M.J.多洛于1904年首次 提出的。从19世纪70年代到20世纪40年代,岩相古地理学和历史大地构 造学相继建立,以岩石、构造、地层、古生物等来确定相对地质年代的方法 得到广泛利用,促进了相对地质年代学的进一步发展。根据生物地层学等所 划分的地层单位,称为年代地层单位,最大的地层单位叫宇,宇下分为界, 界又分为系,每个系又分为3个(或2个)统。与此相对应,形成一个宇的 时间叫宙,形成一个界的时间叫代,形成一个代的时间叫纪,形成一个统的 时间叫世。它们的对应关系如下 时代地层单位 地质时代单位 宇( Anthem ………宙(Eon 界( Erathem)………………代(Era) 系( System) ………t( Per iod) 统( Series) 世( Epoch) 自从放射性元素的发现和同位素概念的提出以来,根据放射性同位素衰 裂变测年的技术得到广泛应用,从而为测定矿物或岩石的年龄提供了比较精 确的方法。用这种方法所测出的年龄称为同位素地质年龄,也曾叫过绝对地 质年龄。同位素年龄测定的基本原理和方法是:当岩浆冷凝矿物结晶时,放 射性元素以某种形式进入矿物或岩石中,在封闭体系中放射性元素(母体 将按一定速度蜕变出同位素(子体),并继续衰变和积累。如果岩石中母体 元素的衰变常数已经被准确测定出来,衰变最终子体产物是稳定的,只要准 确地测定矿物和岩石中放射性母体和子体的含量,即可根据放射性衰变定律 计算出矿物或岩石的年龄。其中最常用的方法是根据放射性同位素本身衰变 过程而定的方法,亦即以母体同位素衰减或子体同位素增长作为时间的函数 而进行测定,由于不同放射性元素的半衰期有长有短,故采用不同放射性元 素所适用测定的年龄长短亦不相同。现以铀-铅法为例,U235的半衰期为7亿 年,它的最终子体同位素为Pb207和He,1gU235在1年中只有74亿分之1g 裂变为Pb204和He,故铀-铅法适宜于测定年龄为二三十亿年的岩石或矿物。 此外,还有钾-氩法、铷-锶法,多用于古老岩矿年龄的测定。又如碳14(C14) 法,是常用的测定年轻样品年龄的方法,能测到2-5万年的年龄。除去上 述,还有根据放射性射线对周围物质作用的程度而定的方法,如根据矿物中 铀自发裂变产生的辐射损伤径迹的数目作为矿物存在时间的函数来计算矿 物的年龄,称为裂变径迹法,测定年龄范围一般为100万年到2亿年。又如 根据岩石中放射性物质辐射能量而定的热释光法,常用来测定时代较新的矿 物或岩石的年龄。 三、地质年代表 自19世纪以来,人们在长期实践中进行了地层的划分和对比工作,并
学的方法，生物地层学这一术语是比利时学者 L.A.M.J.多洛于 1904 年首次 提出的。从 19 世纪 70 年代到 20 世纪 40 年代，岩相古地理学和历史大地构 造学相继建立，以岩石、构造、地层、古生物等来确定相对地质年代的方法 得到广泛利用，促进了相对地质年代学的进一步发展。根据生物地层学等所 划分的地层单位，称为年代地层单位，最大的地层单位叫宇，宇下分为界， 界又分为系，每个系又分为 3 个（或 2 个）统。与此相对应，形成一个宇的 时间叫宙，形成一个界的时间叫代，形成一个代的时间叫纪，形成一个统的 时间叫世。它们的对应关系如下： 时代地层单位 地质时代单位 宇（Eonthem）………………………………宙（Eon） 界（Erathem）………………………………代（Era） 系（System）…………………………………纪（Period） 统（Series）…………………………………世（Epoch） 自从放射性元素的发现和同位素概念的提出以来，根据放射性同位素衰 裂变测年的技术得到广泛应用，从而为测定矿物或岩石的年龄提供了比较精 确的方法。用这种方法所测出的年龄称为同位素地质年龄，也曾叫过绝对地 质年龄。同位素年龄测定的基本原理和方法是：当岩浆冷凝矿物结晶时，放 射性元素以某种形式进入矿物或岩石中，在封闭体系中放射性元素（母体） 将按一定速度蜕变出同位素（子体），并继续衰变和积累。如果岩石中母体 元素的衰变常数已经被准确测定出来，衰变最终子体产物是稳定的，只要准 确地测定矿物和岩石中放射性母体和子体的含量，即可根据放射性衰变定律 计算出矿物或岩石的年龄。其中最常用的方法是根据放射性同位素本身衰变 过程而定的方法，亦即以母体同位素衰减或子体同位素增长作为时间的函数 而进行测定，由于不同放射性元素的半衰期有长有短，故采用不同放射性元 素所适用测定的年龄长短亦不相同。现以铀-铅法为例，U235的半衰期为 7 亿 年，它的最终子体同位素为 Pb207和 He，1gU235在 1 年中只有 74 亿分之 1g 裂变为 Pb204 和 He，故铀-铅法适宜于测定年龄为二三十亿年的岩石或矿物。 此外，还有钾-氩法、铷-锶法，多用于古老岩矿年龄的测定。又如碳 14（C14） 法，是常用的测定年轻样品年龄的方法，能测到 2—5 万年的年龄。除去上 述，还有根据放射性射线对周围物质作用的程度而定的方法，如根据矿物中 铀自发裂变产生的辐射损伤径迹的数目作为矿物存在时间的函数来计算矿 物的年龄，称为裂变径迹法，测定年龄范围一般为 100 万年到 2 亿年。又如 根据岩石中放射性物质辐射能量而定的热释光法，常用来测定时代较新的矿 物或岩石的年龄。 三、地质年代表 自 19 世纪以来，人们在长期实践中进行了地层的划分和对比工作，并
按时代早晚顺序把地质年代进行编年、列制成表。早先进行这样的工作,只 是根据生物地层学的方法,进行相对地质年代的划分,相对地质年代反映了 地球历史发展的顺序、过程和阶段,包括无机界和生物界的发展阶段。自从 同位素年龄测定取得进展以后,对于地质年代的划分起了很重要作用。因为 相对地质年代只能表明地层的先后顺序和发展阶段,而不能指出确切的时 间,从而无法确立地质时代无机界和生物界的演化速度。但有了同位素年龄 资料,这个问题便解决了。并且,在古老岩层中由于缺少或少有生物化石 对于这样的地层和地质年代的划分经常遇到很大困难,而同位素地质年龄的 测定则大大推动了古老地层的划分工作。但是,应该指出,相对地质年代和 同位素地质年 表1-8地质年代简表 一据王鸿赖、李光岑《中国地层时代农》(1990)简化
按时代早晚顺序把地质年代进行编年、列制成表。早先进行这样的工作，只 是根据生物地层学的方法，进行相对地质年代的划分，相对地质年代反映了 地球历史发展的顺序、过程和阶段，包括无机界和生物界的发展阶段。自从 同位素年龄测定取得进展以后，对于地质年代的划分起了很重要作用。因为 相对地质年代只能表明地层的先后顺序和发展阶段，而不能指出确切的时 间，从而无法确立地质时代无机界和生物界的演化速度。但有了同位素年龄 资料，这个问题便解决了。并且，在古老岩层中由于缺少或少有生物化石， 对于这样的地层和地质年代的划分经常遇到很大困难，而同位素地质年龄的 测定则大大推动了古老地层的划分工作。但是，应该指出，相对地质年代和 同位素地质年龄二 表 1-8 地质年代简表 ——据王鸿赖、李光岑《中国地层时代农》（1990）简化
地质时代 距今年龄值 生物演化 (百万年) 第四纪Q 人类出现 近代哺乳动物出 新生代Kz 第 晚第 现 纪R 早第三F65 白垩纪K 被子植物出现 中生 鸟类、哺乳动物 侏罗纪J 代Mz 出现 叠纪T 250 二叠纪P29 裸子植物、爬行 晚古 动物出现 生代石灰纪C362 两栖动物出现 古生代 节蕨植物、鱼类 泥盆纪D409 出现 早古志留纪S439 裸蕨植物出现 生代奥陶纪0510 无颌类出现 P 寒武纪C570 硬壳动物出现 新元古代3下旦纪Z 果露动物出现 元古 宙P中元古代Pt2 真核细胞生物出 古元古代Pt1 太古 新太古Ar2 晚期生命出现 古太古代Ar1 0叠层石出现一一 冥古 3800 者是相辅相成的,却不能彼此代替,因为地质年代的研究,不是简单的时间 计算,而更重要的是地球历史的自然分期,力求表明地球历史的发展过程和 阶段,同位素地质年龄有助于使这一工作达到日益完善的地步。我们把表示 地史时期的相对地质年代和相应同位素年代值的表,称为地质年表,或称地 质年代表、地质时代表。1913年英国地质学家A.霍姆斯提出第一个定量的 (即带有同位素年龄数据的)地质年表,以后又陆续出现不同时间、不同国 家、不同学者提出的地质年表。目前比较通用的地质年表见表1-8
地 质 时 代 距今年龄值 （百万年） 生 物 演 化 宙 代 纪 第四纪 Q 人类出现 晚第三纪 N 近代哺乳动物出 现 新生代 KZ 第 三 纪 R 早第三纪 E65 白垩纪 K 被子植物出现 侏罗纪 J 鸟类、哺乳动物 出现 中生 代 Mz 三叠纪 T 二叠纪 P290 裸子植物、爬行 动物出现 石灰纪 C362 两栖动物出现 晚古 生代 Pz2 泥盆纪 D409 节蕨植物、鱼类 出现 志留纪 S439 裸蕨植物出现 奥陶纪 O510 无颌类出现 显 生 宙 PH 古 生 代 Pz 早古 生代 Pz2 寒武纪 C570 硬壳动物出现 震旦纪 Z 裸露动物出现 新元古代 Pt3 中元古代 Pt2 真核细胞生物出 现 元古 宙 PT 古元古代 Pt1 新太古 Ar 2 晚期生命出现， 叠层石出现 太古 宙 AR 古太古代 Ar 1 冥古 宙 HD 23.3 65 135 208 250 290 362 409 439 510 570 800 1000 1800 2500 3000 3800 4600 1.64 者是相辅相成的，却不能彼此代替，因为地质年代的研究，不是简单的时间 计算，而更重要的是地球历史的自然分期，力求表明地球历史的发展过程和 阶段，同位素地质年龄有助于使这一工作达到日益完善的地步。我们把表示 地史时期的相对地质年代和相应同位素年代值的表，称为地质年表，或称地 质年代表、地质时代表。1913 年英国地质学家 A.霍姆斯提出第一个定量的 （即带有同位素年龄数据的）地质年表，以后又陆续出现不同时间、不同国 家、不同学者提出的地质年表。目前比较通用的地质年表见表 1-8
此地质年表为一简表,按照生物演化阶段及地层形成的时代顺序,表中 列出宙、代和纪,即地质时代从古至今共划分为冥古宙、太古宙、元古宙和 显生宙。其中元古宙又划分为古元古代、中元古代和新元古代;显生宙划分 为古生代、中生代和新生代。其中新元古代的晚期,划分出一个震旦纪,目 前只适用于中国;古生代划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪 和二叠纪;中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪;新生代划分为第三纪和 第四纪。纪以下还可以再划分为世,除去震旦纪、二叠纪、白垩纪等是二分 外,其余均按三分法,如寒武纪分为早寒武世、中寒武世、晚寒武世,奥陶 纪分为早奥陶世、中奥陶世、晚奥陶世, 但石炭纪原来也是按三分法分 为早、中、晚石炭世,近来顷向于按二分法分为早、晚石炭世;至于第三纪 和第四纪所划分的世则另有专称,如古新世、始新世…更新世、全新世等, 所有关于世的划分,此表一概从略。所有与地质时代单位(宙、代、纪、世 相对应的地层单位(宇、界、系、统),如太古宙形成的地层称太古宇,古 生代形成的地层称为太古界,寒武纪形成的地层称为寒武系,早、中、晚寒 武世形成的地层分别称为下、中、上寒武统…,凡此本表也都从略。各个地 质时代单位都标有英文字母代号,宙(宇)的符号采用两个大写字母,如太 古宙(宇)的代号为AR;代(界)的代号也是两个字母,但第一个字母大写 第二个字母小写,如古生代(界)的代号为Pt;纪(系)的代号都是采用 个大写字母,如奥陶纪为0,志留纪为S,等等,这些代号都是各自英文名 称的缩写。地质年表的各有关地质时代都列出“距今年龄值”,表的右侧列 出与地质时代相应的生物演化阶段。关于地质历史演化的具体情况,将在本 书的最后一部分予以介绍
此地质年表为一简表，按照生物演化阶段及地层形成的时代顺序，表中 列出宙、代和纪，即地质时代从古至今共划分为冥古宙、太古宙、元古宙和 显生宙。其中元古宙又划分为古元古代、中元古代和新元古代；显生宙划分 为古生代、中生代和新生代。其中新元古代的晚期，划分出一个震旦纪，目 前只适用于中国；古生代划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪 和二叠纪；中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪；新生代划分为第三纪和 第四纪。纪以下还可以再划分为世，除去震旦纪、二叠纪、白垩纪等是二分 外，其余均按三分法，如寒武纪分为早寒武世、中寒武世、晚寒武世，奥陶 纪分为早奥陶世、中奥陶世、晚奥陶世，…；但石炭纪原来也是按三分法分 为早、中、晚石炭世，近来顷向于按二分法分为早、晚石炭世；至于第三纪 和第四纪所划分的世则另有专称，如古新世、始新世…更新世、全新世等， 所有关于世的划分，此表一概从略。所有与地质时代单位（宙、代、纪、世） 相对应的地层单位（宇、界、系、统），如太古宙形成的地层称太古宇，古 生代形成的地层称为太古界，寒武纪形成的地层称为寒武系，早、中、晚寒 武世形成的地层分别称为下、中、上寒武统…，凡此本表也都从略。各个地 质时代单位都标有英文字母代号，宙（宇）的符号采用两个大写字母，如太 古宙（宇）的代号为 AR；代（界）的代号也是两个字母，但第一个字母大写， 第二个字母小写，如古生代（界）的代号为 Pt；纪（系）的代号都是采用一 个大写字母，如奥陶纪为 O，志留纪为 S，等等，这些代号都是各自英文名 称的缩写。地质年表的各有关地质时代都列出“距今年龄值”，表的右侧列 出与地质时代相应的生物演化阶段。关于地质历史演化的具体情况，将在本 书的最后一部分予以介绍
第二章矿物 地壳中的各种化学元素,在各种地质作用下不断进行化合,形成各种矿 物。矿物的含义包括这样几点内容:(1)矿物是在各种地质作用下或者说 在各种自然条件下形成的自然产物,比如在岩浆活动过程中,在风化作用过 程中,或者在湖泊、海洋的作用下都可形成矿物;(2)矿物具有相对固定 和均一的化学成分(大多数是化合物,少部分是单质元素)及物理性质,在 定程度上讲,矿物是一种自然产生的均质物体;(3)矿物不是孤立存在 的,而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。 所以说矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理 性质的均质物体,是组成岩石的基本单位。 绝大部分矿物具有晶体结构,只有一小部分矿物属于胶体矿物。例如食 盐,它具有相对固定的化学成分即NaC|(因其中常含有不定量的杂质,所以 说是相对固定),也具有相对均一的物理性质,如透明、硬度很小、立方形 晶体、溶于水、味咸等。在一定的自然条件下(如内陆湖泊在干燥气候条件 下蒸发沉淀〕可以形成食盐。所以说,食盐是一种矿物。又如食糖,它具有 定的化学成分和物理性质(如透明、硬度小、溶于水、味甜等),但在自 然条件下不能形成食糖、因此食糖不是矿物。许多人工合成的化学药品虽都 各有其化学成分和物理特性,但均不算作矿物。如果某些人工制造的化合 物,而这种化合物在自然界也是存在的,则可称之为人工矿物或合成矿物, 如人造金刚石、人造红宝石、人造水晶等。 近年来,随着科学技术的发展,矿物的范围扩大了,包括地球内层及宇 宙空间所形成的自然产物。如组成陨石、月球岩石和其它天体的矿物,称为 陨石矿物或宇宙矿物。 矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一,是构成地壳岩石的物 质基础。自然界里的矿物很多,大约有3000种,但最常见的只有五六十种 至于构成岩石主要成分的只不过二三十种。组成岩石主要成分的矿物,称造 岩矿物。它们共占地壳重量的99%。各种矿物都具有一定的外表特征—一形 态和物理性质,可以作为鉴别矿物的依据
第二章 矿 物 地壳中的各种化学元素，在各种地质作用下不断进行化合，形成各种矿 物。矿物的含义包括这样几点内容：（1）矿物是在各种地质作用下或者说 在各种自然条件下形成的自然产物，比如在岩浆活动过程中，在风化作用过 程中，或者在湖泊、海洋的作用下都可形成矿物；（2）矿物具有相对固定 和均一的化学成分（大多数是化合物，少部分是单质元素）及物理性质，在 一定程度上讲，矿物是一种自然产生的均质物体；（3）矿物不是孤立存在 的，而是按照一定的规律结合起来形成各种岩石。 所以说矿物是在各种地质作用下形成的具有相对固定化学成分和物理 性质的均质物体，是组成岩石的基本单位。 绝大部分矿物具有晶体结构，只有一小部分矿物属于胶体矿物。例如食 盐，它具有相对固定的化学成分即 NaCl（因其中常含有不定量的杂质，所以 说是相对固定），也具有相对均一的物理性质，如透明、硬度很小、立方形 晶体、溶于水、味咸等。在一定的自然条件下（如内陆湖泊在干燥气候条件 下蒸发沉淀）可以形成食盐。所以说，食盐是一种矿物。又如食糖，它具有 一定的化学成分和物理性质（如透明、硬度小、溶于水、味甜等），但在自 然条件下不能形成食糖、因此食糖不是矿物。许多人工合成的化学药品虽都 各有其化学成分和物理特性，但均不算作矿物。如果某些人工制造的化合 物，而这种化合物在自然界也是存在的，则可称之为人工矿物或合成矿物， 如人造金刚石、人造红宝石、人造水晶等。 近年来，随着科学技术的发展，矿物的范围扩大了，包括地球内层及宇 宙空间所形成的自然产物。如组成陨石、月球岩石和其它天体的矿物，称为 陨石矿物或宇宙矿物。 矿物是人类生产资料和生活资料的重要来源之一，是构成地壳岩石的物 质基础。自然界里的矿物很多，大约有 3000 种，但最常见的只有五六十种， 至于构成岩石主要成分的只不过二三十种。组成岩石主要成分的矿物，称造 岩矿物。它们共占地壳重量的 99％。各种矿物都具有一定的外表特征——形 态和物理性质，可以作为鉴别矿物的依据