科普驿站 第五十八期
主题:地质年代简述
科目:地质
难度:A2
讲师:水镜
大家都学过地理,但有人知道地质学是什么吗?地质学研究的主要目标又是什么呢?简单来说,研究地球的性质及其组成和演化过程的学科,就是地质学。而这门学科的主要目标就是解释地球历史。而这就像侦探破案一样(咳咳,原谅我以前是混侦圈的),地质学家必须破译岩石中所保存的线索,研究岩石及其特征,从而推理得出地球复杂而又久远的过去。而地质年代,便是最重要的线索之一。好了,废话结束,我们进入正题。
首先我先简单讲一下地质年代表这个东西。它是过去的地质事件的时间框架。我先展示一张年代表给你们看。
emmm,好吧,我猜你们大多数人可能看不懂,还是这张比较友好。
从图上看,“宙”是最大跨度的时间,“宙”又分为不同的“代”。显生宙中的3个“代”就是古生代、中生代和新生代。显生宙下的“代”又继续细化为不同的“纪”,古生代中有7个“纪”,中生代和新生代各有3个“纪”。而“纪”又可划分为更小的单元“世”,除了新生代中有7个“世”之外,其他“纪”中的“世”并无特殊名字,均以早、中、晚来划分。从习惯上,人们把年代分为两部分:显生宙和前寒武纪。前寒武纪分为3个“宙”:冥古宙、太古宙和元古宙,其中太古宙和元古宙分为4个“代”。前寒武纪代表了地球88%的历史,但由于年代太过久远,线索太少,很难再细分了。这里我们要注意的一点是,前寒武纪是非正式术语,只是习惯上这么用,并不是正式说法。详情可以登陆ISC的官网了解更多(建议配合翻译食用效果更佳),刚刚那张地质年代表就是来自ISC。
下面我要讲的才是重头戏,这里我将讲述年代的测定――相对定年原理。我们通过技术手段能够测定得出两种年代:绝对年代与相对年代。通过放射性测年法测定出的岩石的准确年龄就是绝对年代。而相对年代的建立则是把岩石归入适当的地层层序,但这只能告诉我们相应岩石形成所代表的事件,发生的相对时间顺序。这两种测年法需要相互补充,一同验证才可得出真实的地质年代结果。以上的这两种,你可以理解为相对定年原理的大纲。但定年,我们仍需要利用基本原理。
首先是叠加原理,它是由丹麦地质学家、神学家尼古拉斯·斯坦诺发现的(果然神学才是王道,咳咳)。这种规则十分简单,就是在未变形的沉积岩层序中,每层都要比上层老,而比下层年轻。
其次是原始水平原理,依然是神学家斯坦诺发现的,也是相对定年的一个基本原理。简单来说,原始水平原理是指沉积层通常沉积在水平位置。因此,如果我们观察到的岩层是水平的,则意味着这个岩层未被扰乱,仍然保持原始水平状态。比如科罗拉多大峡谷(我特想去那里玩)。如果地层呈褶皱状或倾斜状,那么它们一定是因为沉积之后的地壳运动而产生了移动错位。
其次是穿切关系原理。在讲之前,我们先来明确断层的定义,断层就是断裂岩层,沿其断裂面产生相对位移的构造。而有一点很明显,断裂岩石的形成,一定早于断层断裂发生时间。穿切关系原理就是岩层在相互穿切的过程中,穿切岩石的地质特征形成于其所穿的岩石之后。比如侵入型火成岩,表明侵入是发生在围岩形成之后。
接下来是包裹物原理。包裹物就是指包含在一种岩石单元中的另一种岩石单元的碎片。就比如说,岩浆入侵围岩时,由于存在密度差,围岩碎块可能会被“逮”进岩浆中,如果被“逮”进去的碎片不熔融,它们就会被成为捕虏体。
最后是不整合。我们先来明确一下不整合的概念,在地质学中,无间断沉积的岩层称为整合岩层,就是一直呈水平状态的岩层。但地球上不存在完全完整的整合岩层,沉积物的沉积会被各种打断,(气得整合岩层想骂地球:“我招你惹你了?成天毁我容……”)在记录中,所有的这些沉积间断被称为不整合。不整合表示沉积停止的时候,剥蚀作用消除了先前的沉积,然后又再次恢复沉积。而不整合也分三种类型:
①角度不整合。由倾斜或褶皱的沉积岩组成,它表示在沉积间断时,发生了一段时间的岩层变形和剥蚀。
②平行不整合。它指的是岩层停止沉积后,发生了剥蚀,岩层不变形,剥蚀的坑坑洼洼后,再次沉积,而分隔这两次沉积的界线就是不整合。
③沉积不整合。沉积不整合同样暗示了某些地壳运动,这时年轻的地层覆盖在变质岩或侵入型火成岩上,而上覆岩层抬升,受到剥蚀,相应的,变质岩和火成岩也受到了风化和剥蚀,等再次下沉发生沉积时,这里就出现了不整合。
以上的内容就是我们所用来探索地球历史事件的工具,由此我们才得出了这份地质年代表(这张是ISC编制,是目前最新最完整的年代表)。
我的科普就到这里,谢谢大家!
参 考 文 献
[1]吴泰然,何国琦,1987,普通地质学,NO.5