一、地质年代的确定方法

地壳发展演变的历史叫作地质历史，简称地史。据科学推算，地球的年龄至少已有 46亿年。在这漫长的地质历史中，地壳经历了许多次强烈的构造运动、岩浆活动、海陆变迁、剥蚀和沉积作用等各种地质事件，形成了不同的地质体。查明地质事件发生或地质体形成的时代和先后顺序是十分重要的，前者称为绝对地质年代，后者称为相对地质年代。

1. 绝对地质年代的确定

一般根据放射性同位素的蜕变规律，来测定岩石和矿物的年龄。其原理是基于放射性元素都具有固定的衰变常数（λ）——每年每克母体同位素能产生一定克数的子体同位素，且矿物中放射性同位素蜕变后剩下的母体同位素含量（N）与蜕变而成的子体同位素含量（D）可以测出，根据下式计算出某一放射性同位素的年龄（t）。

目前广泛采用的测定同位素年龄的方法有：钾—氩 (K40→ Ar40)、铷—锶(Rb87→ Sr87)、铀—铅 (U235→Pb207)和碳法 (C14→N14）。其中，前者主要用于测定较古老岩石的地质年龄，而碳法专用于测定最新的地质事件和地质体的年龄。

近来，人们根据地质历史时期地磁场的南北极是不断变换的这一事实，建立了最近 450万年期间的“地磁极性年代表”，应用于第四纪与第三纪地质时代的分期。

2. 相对地质年代的确定

相对地质年代的确定常用如下方法。

地层层序法 地层是指在一定地质年代内形成的层状岩石。在一个地区内，如果没有产生巨大的构造变动，沉积岩的原始水平或接近水平的状态会保留下来，并且先形成的地层位于较下部位，后形成的地层位于较上部位。简言之，原始产出的地层具有下老上新的规律。地层层序法是确定地层相对年代的基本方法。有时，因发生构造变动，地层层序倒转，就需利用沉积岩的泥裂、波痕、雨痕、交错层等构造特征，来恢复原始地层的层序，以便确定其新老关系。

生物层序法 地质历史上的生物称为古生物，其遗体和遗迹可保存在沉积岩层中，一般被钙质、硅质充填或交代，形成化石。生物的演变从简单到复杂，从低级到高级不可逆地不断发展。因此，年代越老的地层中所含的生物越原始、简单、低级，反之年代越新的地层中所含的生物越进步、复杂、高级。应当指出的是，对于研究地质年代有决定意义的化石，应该具有在地质历史中演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点。这样的化石叫作标准化石。

岩性对比法 同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。因此，可根据岩性及层序特征对比来确定某一地区岩石地层的时代。

地层接触关系法 岩层的接触关系有沉积岩之间的整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触以及岩浆岩与围岩之间的沉积接触和侵入接触（见图 2.1）。接触关系是同一地区在不同地质时期发生不同性质的构造运动的结果。

① 整合接触。这指相邻的新、老两套地层产状一致，它们的岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用没有间断。整合接触的形成背景是沉积地区较长时期处于构造稳定的条件下，即沉积地区缓慢下降，或虽上升但未超过沉积的基准面以上，如图2.1（a）所示。

② 平行不整合接触。又称为假整合接触，指相邻的新、老地层产状基本相同，但两套地层之间发生了较长期的沉积间断，其间缺失了部分时代的地层。两套地层之间的界面叫作剥蚀面，也称为不整合面，它与相邻的上、下地层产状一致，并有一定程度的起伏。界面上可能保存有风化剥蚀的痕迹，有时在界面靠近上覆岩层底面一侧还有源于下伏岩层的底砾岩。平行不整合主要由地壳的升降运动造成，即由于地壳均衡上升，老岩层露出水面，遭受剥蚀，发生沉积间断，随后地壳均衡下降，在剥蚀面上重新接受沉积，形成上覆新地层，如图 2.1 （b）所示。(www.daowen.com)

③ 角度不整合接触。相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成角度相交。剥蚀面上具有明显的风化剥蚀痕迹，保存着古风化壳、古土壤层，常具有底砾岩。角度不整合接触表示较老的地层形成以后，因强烈的构造运动形成褶皱、断裂，并隆起、遭受剥蚀，造成沉积间断。然后，地壳再下降，在剥蚀面上接受沉积，形成新地层，如图 2.1（c）所示。

图2.1 岩层接触关系示意剖面图

④ 侵入接触。这是由岩浆侵入先形成的岩层中形成的接触关系。侵入接触的主要标志是侵入体与其围岩之间的接触带有接触变质现象，侵入体边缘常有捕虏体，侵入体与围岩的界线常常不很规则等，如图 2.2 所示花岗岩与奥陶纪（O）灰岩间的接触关系。

⑤ 沉积接触。地层覆盖于侵入体之上，其间有剥蚀面相分隔，剥蚀面上堆积由该侵入体被风化剥蚀沉积接触的形成过程是当侵入体形成后，地壳上升并遭受剥蚀，侵入体上部的围岩及侵入体的一部分被蚀去，形成剥蚀面，然后地壳下降，在剥蚀面上接受沉积，形成新的地层。如图 2.2所示花岗岩与上覆泥盆纪岩层间的接触关系。

图2.2 花岗岩与围岩间的侵入接触和沉积接触

二、地质年代单位和地层年代单位

根据地壳运动和生物演化等特征，将地质历史划分为若干个大小级别不同的时间段落。地质年代按时间的长短依次是宙、代、纪、世、期。首先把地质历史分为两个最大的阶段，分别叫作隐生宙和显生宙。隐生宙也叫前寒武纪，其早期阶段为太古代，晚期则为元古代。隐生宙的特点是生物的遗迹不明显，而显生宙时期具有大量的生物。显生宙分为古生代、中生代和新生代三个阶段。每一个代均与生物界的某些“纲”或“目”的发育和演化有一定的对应关系。每个代又可分为若干个纪。以上宙、代、纪、世等均为国际上统一规定的相对地质年代单位。

在地质历史上每个地质年代都有相应的地层形成，与宙、代、纪、世、期一一对应的地层年代单位分别是宇、界、系、统、阶。

有些地区，常因化石依据不足，或研究程度不够，只能按地层层序及岩性特征并结合构造运动特点划分区域性地层。区/域性地层单位按照级别大小可分为群、组、段等。群是最大的单位，群与群之间常有明显的不整合面。组是最常见的基本单位，其岩性均一或是两种以上岩性的规律组合。段是最小单位，同一段内岩石往往具有相同特性。

三、地质年代表

通过已经建立的各地区的区域地层系统的对比和补充，已建立起包括整个地质时代所有地层在内的、完整的、世界性的标准地层表及相应的地质年代表（见表 2.2）。

表2.2 地质年代表

确定和了解地层的时代，在工程地质工作中是很重要的，同一时代形成的岩层常有共同的工程地质特性。如在四川盆地广泛分布的侏罗系和白垩系地层，因含有多层易遇水泥化的黏土岩，致使凡有这个时代地层分布的地区滑坡现象都很常见。