地质地貌发育规律和活动强度

3.1　地质年代

在地壳中已发现的最老的岩石年龄约40亿年，此前地壳已开始形成。在这漫长的地质历史长河中，地壳经历了不断变化的过程，这一变化过程在整个地壳历史中可分为若干个发展阶段，即若干个时间段落。地壳发展的时间段落称为地质年代。要了解一个地区的地质构造，地层的相互关系，以及阅读地质资料和地质图件时，必须具备地质年代的知识。

3.1.1　确定地质年代的方法

由两个平行或近于平行的界面（岩层面）所限制的同一岩性组成的层状岩石，称为岩层。

岩层是沉积岩的基本单位而没有时代含意。而地层和岩层不同，它有时代含义。在地质学中，把某一地质时代形成的一套岩层（不论是沉积岩、火山碎屑岩还是变质岩）称为那个时代的地层。

确定地层地质年代有两种方法：一种是相对地质年代，另一种是绝对地质年代。绝对地质年代由距今多少年前来表示，是通过岩石样品所含放射性同位素进行测定，得到所谓“绝对”地质年龄。在地质工作中，常应用地层的相对地质年代。

1）相对地质年代确定法

（1）沉积岩地层相对年代的确定方法

地层的相对年代主要是根据地层的上下层序、地层中的化石、岩性变化和地层之间的接触关系等来确定的。

①地层层序法。正常的地层是老的先沉积在下，而新的后沉积在上。地层这种新老的上下覆盖关系，称为地层的层序定律。常利用地层层序法来确定其相对地质年代。但在剧烈构造运动中地层发生倒转的情况下，这一方法就不能应用了。

②古生物比较法。古生物化石是古代生物保存在地层中的遗体或遗迹，如动物的外壳、骨骼、角质层和足印，植物的枝、干、叶等。地球上自有生物出现以来，每一个地质时期有相应的生物繁殖。随着时间的推移，生物的演化是由简单到复杂，由低级到高级，在某一地质时期绝灭了的种属不能再出现。这一规律称为生物演化的不可逆性。因此，新地层内的生物化石的种类和组合，往往不同于老地层内的生物化石的种类和组合。通常利用那些演化快、生存短、分布广泛的生物化石，又称标准化石来确定地层的相对年代。

③标准地层对比法。不同地质时代的沉积环境不同，因而不同地质时期形成的沉积岩，其岩性特征有很大的差异。只有在同一地质时期、相同的沉积环境，形成的沉积岩才具有相似的岩性特征。因此，可以用地层的岩性变化来划分和对比地层。一般是利用已知相对年代的，具有某种特殊性质和特征的，易为人们辨认的“标志层”来进行对比。例如，我国华北和东北的南部，奥陶纪地层是厚层质纯的石灰岩；广西、湖南一带的泥盆纪早期地层为紫红色的砂岩等都可以作为“标志层”。还可利用地层中含燧石结核的灰岩、冰碛层、硅质层、碳质层等特征来定“标志层”。标准地层对比法，一般用于地质年代较老而又无化石的“哑地层”。对含有化石的地层，可与古生物比较法结合运用，相互印证。

图3－1　地层接触关系

1—整合；2—平行不整合；3—角度不整合

④地层接触关系。是根据不同地质年代的地层之间的接触关系，来确定其相对年代。地层之间的接触关系有：整合接触、平行不整合（假整合）接触、角度（斜交）不整合接触（见图3－1）。

整合接触：在地壳长期下降情况下，沉积物在沉积盆地中一层一层沉积下来，不同时代的地层是连续沉积的，中间没有间断。这种地层之间的接触关系，称为整合接触。

平行不整合接触（假整合）：当地壳由长期下降的状态转变为上升时，早先形成的地层露出水面，不仅不再接受沉积，而且还遭受到风化剥蚀，形成高低不平的侵蚀面；其后地壳再次下降，原来的侵蚀面上又沉积了一套新地层。这样，新老两套地层的岩层面大致平行，但它们之间存在着一个侵蚀面，称为不整合面，并缺失一部分地层，反映沉积作用曾发生过间断。新老地层之间的这种接触关系叫做平行不整合（假整合）接触。

角度（斜交）不整合接触：当地壳由下降转为上升的过程中，早先形成的地层因地壳剧烈运动而产生褶皱和断裂时，岩层便产生倾斜。当这套地层露出水面后经过风化剥蚀，再次下降接受新的沉积。新老两套地层之间不但有地层缺失，而且不整合面上下两套地层的岩层产状呈角度相交。这种接触关系叫做角度（或斜交）不整合接触。

（2）岩浆岩相对地质年代的确定方法

岩浆岩不含古生物化石，也没有层理构造。岩浆岩的相对地质年代，是通过它与地层的接触关系以及不同时期的岩浆岩侵入体之间穿插关系来确定的。

①岩浆岩与地层的接触关系：根据岩浆岩侵入体与周围已知地质年代的地层的接触关系，来确定岩浆岩形成的相对地质年代。

侵入接触：岩浆侵入到地层之中，常使围岩发生热力变质现象。侵入接触关系，说明岩浆侵入体形成的地质年代晚于被侵入地层的地质年代〔见图3－2（a）〕。

图3－2　岩浆岩与地层的接触关系

（a）侵入接触；（b）沉积接触

沉积接触：岩浆岩形成之后，经过长期风化剥蚀，形成风化剥蚀面后，该地区下降接受沉积而形成一套新地层，地层底部往往有一层底砾岩，其砾石成分由下部岩浆岩组成。

沉积接触关系说明岩浆岩侵入体形成的地质年代早于上覆地层的地质年代〔见图3－2（b）〕。

②岩浆岩之间的穿插关系：若不同时期的岩浆岩侵入体相接触，时代新的侵入体呈岩株、岩脉穿插到时代较老的侵入体内。

2）同位素地质年龄确定法

同位素地质年龄是表示岩石形成到现在的实际年龄，即所谓的“绝对”年龄。它是根据岩石中所含的放射性同位素和它的蜕变产物（稳定同位素）的相对含量来测定。当岩石和矿物形成时，一些放射性同位素就含在里面。

从这时起，这些放射性同位素就以恒定的速度蜕变成稳定的同位素。例如，U²³⁵—Pb²⁰⁷，1g铀在一年内可以蜕变出7.4×10^－9g铅，根据含铀矿物或岩石中的铅铀比率，即可测出该含铀矿物的岩石的实际形成的地质年代。同位素地质年龄测定，主要用来确定不含化石的古老地层和岩浆岩的年龄。

3.1.2　地质年代及地层单位

1）地质年代及地层单位的划分

在地壳演化的漫长历史过程中，地质环境和生物种类经历了多次巨变。在不同地质时代相应地形成不同的地层，故地层是地壳在各地质时代里变化的真实记录。根据地层形成顺序、岩性变化特征、生物演化阶段、构造运动性质和古地理环境等因素，把地质年代划分为隐生宙、显生宙两大阶段；宙以下分代，隐生宙分为太古代和元古代，显生宙分为古生代、中生代和新生代；代以下分纪；纪以下分世。相应于每个地质年代单位即宙、代、纪、世，所形成的地层单位是宇、界、系、统。如古生代形成的地层叫古生界。

宙（宇）、代（界）、纪（系）、世（统）是国际统一规定的地质年代名称和地层划分单位。

2）地质年代表

地质年代表见表3－1。

表3－1　地质年代表

＊表中同位素年龄系据1967年国际地质年代委员会推荐数值。