① 什么是地质历史
地质历史就是地球的物质组成、内部构造、外部特征、各层圈之间的相互作用和演回变的历史。
一般把地质历史分为答:
太古代(地球诞生—距今25亿年)
元古代(距今25亿年—距今5.4亿年)
古生代(距今5.4亿年—距今2.5亿年)
中生代(距今2.5亿年—距今6500万年)
新生代(距今6500万年—今天)
有时候也把距今39亿年以前称为冥古代。
每一代所形成的地层成为届,例如古生代形成的地层,就叫古生届,而中生代生成的地层则叫中生届。
每个代又可分为很多纪,例如中生代包括三叠纪、侏罗纪和白垩纪,侏罗纪就是著名的《侏罗纪公园》中所说那个侏罗纪,是恐龙繁盛的时代,而新生代中,我们目前生活的时代叫第四纪。
每个纪形成的地层称为系,例如侏罗纪形成的地层称为侏罗系,在这个地层中常常能找到恐龙化石。
② 地质构造发展简史
根据遥感地质解译结果和已知资料的综合分析,区内地质发展史可划分出前华力西期(新元古代)、华力西期(晚古生代)、燕山期—喜马拉雅期(中生代中、晚期—新生代)三大阶段。
1.前华力西期构造
新元古代早期,西伯利亚板块南缘增生块体回降,沉积了一套准地槽型海相碎屑岩夹陆相中基性火山岩,即青白口系加疙瘩组。晚期海槽继续回落过程中在额尔古纳河流域,沉积了一套类复理石建造相当于震旦系额尔古纳河组,并与下伏加疙瘩组保持连续沉积。该套岩系具有冒地槽性质,属深变质的碎屑岩、碳酸盐岩夹酸性火山岩-沉积建造。地质作用以断裂隆升和岩浆侵入为主导。
区内早—中寒武世由于受早加里东运动的影响,缺失中下寒武统的沉积。早中奥陶世时主要沉积了一套海相复理石建造——岛弧型基性、中基性火山岩。
2.华力西期构造
早石炭世发生的华力西中期构造运动使区内地壳明显抬升,大量的华力西中期花岗质岩浆广泛侵位,形成喜桂图旗中华力西地槽褶皱带的额尔古纳褶皱隆起地块,构成了区内达赖沟-金林北东向中生代火山沉积岩系和花岗质侵入岩的基底主体部分。同期的华力西中期地槽褶皱带与西伯利亚板块再一次拼接,在区内局部地域接受了一套海相泥质及火山-复理石沉积建造(C1h)。
受华力西中晚期构造运动的影响,新元古代岩系遭到变质,导致加疙瘩组和额尔古纳河组变形变质,并受岩浆侵入作用的影响,形成大小不一的块体。
3.燕山期—喜马拉雅期构造
1)中生代地质构造运动发展阶段
区内进入中生代以后地质构造发生了显著的变化,地壳开始重新活动。晚侏罗世开始的燕山运动,断裂和岩浆喷溢活动进入鼎盛时期,形成了著名的北东向大兴安岭火山岩(侵入岩)带,即区内达赖沟—金林北东向分布的中上侏罗统(J2-3t、J3s、J3y)。早白垩世局部地段出现断陷盆地,并开始接受河湖相沉积,即下白垩统大磨拐河组(K1d)。
2)火山作用与旋回
遥感解译结果表明,区内火山岩主要存在于中生界中、上侏罗统塔木兰沟组、吉祥峰组、上库力组和伊力克得组地层内。因此,说明区内在中、晚侏罗世时只少量存在有四期亚旋回火山活动的遗迹。
(1)塔木兰沟期火山旋回
该期火山旋回发生于中晚侏罗世,以基性—中基性火山岩浆溢出为主,并交替出现少量酸性火山岩浆喷发。在喷溢旋回中形成一套厚度大于2000 m的玄武质夹少量安山质火山熔岩、碎屑岩及超浅成玢岩脉。呈灰黑色致密坚硬的玢岩脉,以顺层或斜穿形式密布于火山岩地层内,致使地表常常形成凸凹相间的微突起地貌景观,亦TM图像上显示的柏叶状图斑纹理。
(2)吉祥峰期火山旋回
该期火山旋回在区内活动甚微,仅在南部青年岭东存在一处面积约6 km2的次火山岩。其岩性为碱性流纹岩、英安岩等。
(3)上库力期火山旋回
该期火山旋回是晚侏罗世后期火山活动最强烈的一次。它以中心式喷发及裂隙式溢出酸性—中酸性火山岩浆为主要特点。在强烈的火山喷发中除形成了一套巨厚(>1500 m)火山碎屑和熔岩外,在个别地段还形成并保留有部分火山穹隆和凹陷,即火山机构群遗迹。在地表上常常存在有串珠状或孤立的锥体山或同心放射状沟谷(火山锥、火山口)如金林西、达赖沟东南等地。在TM图像上显示出的大小不一的环形影像。
(4)伊力克得期火山旋回
该期火山旋回是晚侏罗世末期区内最后一次火山活动。它以基性—中基性火山岩浆宁静喷溢为主,形成厚度大于200 m的玄武质火山熔岩、钾质粗安-粗面岩,间夹碎屑岩等组成的一套岩系。
3)新生代地质构造发展阶段
区内进入新生代后,喜马拉雅构造运动影响甚微,只在莫尔道嘎河下游入河口处的平安岛一带,发育有一级阶地。
区内进入全新世后植被发育、各种哺乳动物繁衍,此时在沟谷低洼处接受湖积、洪积、冲积、坡积和残积等类型的陆相沉积。
总之,通过该幅遥感地质填图在基础地质和找矿等方面有如下认识:
(1)按影像岩石谱系单位、影像构造-岩石单位划分方案,将区内侵入岩划分出 2 个片麻岩体,7个侵入体单元,并归并为2个序列(彩图5-2)。
(2)依据地质解译结果,在区内东南部达赖沟—金林一带解译圈定出一处火山洼陷构造盆地。
(3)在进行野外验证时在北阿布打沟脑青白口系厚层硅质板岩内,发现一条走向北西、宽1.5~2.0 m的蚀变构造破碎带,Au最高含量达到3.0×10-6。
(4)通过1∶25万遥感地质解译编图总结认为,在1∶20万区调空白区内先期开展遥感地质解译编图,成果可作为指导1∶25万地面地质填图的主要依据,亦可以为野外路线调查减少一定的工作量。
(5)根据区内青白口系加疙瘩组和震旦系额尔古纳河组的分布特点,以及结合其他资料的综合分析,认为它们是捕虏块体无根漂浮于晚石炭世侵入岩序列之上。
(6)根据区域构造展布与已知矿产分布特点的综合分析,认为区内北东向断裂为控岩、导矿构造,而北西向展布的次级构造应属于控矿或容矿构造,据此,在今后的矿产勘查中应引起足够的重视。
③ 地质工作的基本历程
1949年新中国成立以后,确定了“努力发展自然科学,以服务于工业、农业和国防的建设”的方针,地质学和地质事业赢得“建设的尖兵”的地位而备受重视,从而开始其大发展的历程。
(一)地质工作管理机构的建立
1950年,中央人民政府政务院批准成立中国地质工作计划指导委员会,任命委员21人,李四光任主任委员,尹赞勋、谢家荣任副主任委员。委员会负责统一规划全国地质工作,并适当集中全国地质学家解决国家建设的迫切地质问题。同年11月,委员会召开扩大会议,会议讨论了四个问题:中央地质机构的组织;中央与地方地质机构的联系;地质教育;1951年的工作计划。会议明确提出,应人力物力集中解决煤、铁、石油和有色金属的资源问题。并建议地方地质机构应受当地人民政府及地质工作计划指导委员会双重领导。
1951年,300多名地质工作者组成84个地质队分赴全国各地区调查,其中东北地区仍为工作重点。至1952年,全国地质工作出色地完成了包括80多个项目在内的地质工作计划,对5000多平方千米的国土做了地质调查并绘制出图件,钻探进尺总计达到3万余米。
1952年,中央人民政府决定成立地质部,任命李四光为部长,何长工等为副部长,以加强地质工作的领导,使地质工作适应国民经济建设的迫切需要。地质部成立后,中国地质工作计划指导委员会随即撤销。在成立地质部的同期,重工业部、燃料工业部等有关部门,也先后相应地加强了各自的地质机构。中国科学院成立地质研究所和古生物研究所,强调理论与实际密切结合开展科学研究;接着成立古脊椎动物研究室。1952年,在院系调整中建立了北京地质学院和东北地质学院;各大学地质系扩大招生;建立专科学校;几年后又建立成都地质学院。20世纪50年代初,与地质相关的北京矿业学院、北京石油学院等也建立了。从1952年起,先是各大行政区,后来是各省先后建立地质局,组织勘探队。至此,地质工作管理机构基本完备。
(二)地质工作的大转变
1952年11月,全国地质工作计划会议在北京召开,这次会议的召开标志着地质工作开始大转变。会议的中心议题是制定1953年地质勘查计划,这是中国地质工作第一次成为国民经济计划的一个组成部分,从此地质工作纳入了国家计划的轨道(夏国治,程裕淇,1990)。
1953年,中国发展国民经济的第一个五年计划开始执行。在第一个五年计划中规定的地质工作任务共有四项:第一,保证五年内开始新建企业的设计所必需的矿产储量;第二,加强对某些以前没有发现或者很少发现的和目前特别缺乏的资源(例如石油)和地区上分布不平衡的资源的普查工作和勘探工作;第三,有计划地开展全国矿产的普查工作,进行部分的区域地质调查等工作,保证第二个五年计划所需的矿产储量,并为第三个五年计划所需的矿产储量准备资源条件;第四,加强水利资源和综合流域开发的地质勘查工作,保证第一个五年计划期间重要水利工程和水力发电工程所需的地质资源,并为第二个五年计划所需的水力资源开发做好准备工作。为此,五年内计划探明可供设计的煤的矿产储量202.7亿吨,铁的矿产储量24.7亿吨,计划完成地质勘探钻探工作量923万米,提供地质勘探工作经费16.7亿元(夏国治,程裕淇,1990)。
为了顺利完成“一五”计划所规定的地质工作任务,地质部将60%的技术力量保证有色金属、黑色金属及煤炭的重点勘探任务,以16%的力量有重点地进行普查。“一五”计划开局之年,77%以上的地质人员到了野外,即使以科学研究任务为主的中国科学院地质研究所和古生物研究所,也派出了大量科技人员密切配合。
“一五”计划期间,共完成了74种矿产的勘查,有64种取得了可供工业设计使用的储量。与1949年相比,铜的储量增加了14倍,钼的储量增加了50倍,石油的储量虽然不能满足国家建设的需要,但仍比1949年增长了32.5倍,而且还开始了200万平方千米的石油地质普查(夏国治,程裕淇,1990)。
(三)地质普查的全面展开
从1954年开始,地质普查工作全面展开,为此,地质部成立了普查委员会,组织了44个普查队共2000多人,在20个省(区、市)的120多个县的范围内展开普查工作。至1955年,地质部所完成的普查工作量已由1953年的8%增长至20%。到1956年,地质部所属各地质队均已将二分之一以上的技术力量投入普查工作中。
1955年,地质部根据国务院决定开始承担石油普查任务。1955年春节前后,地质部召开第一次石油普查工作会议,组成5个石油普查大队,会同燃料工业部分别在准噶尔、柴达木、六盘山、四川等地进行大面积的石油普查,并强调运用地质理论指导探寻石油的重要性。同时,地质部还在华北平原进行了石油普查,并抽调技术骨干充实各石油普查大队的力量。1956年,石油普查规模进一步扩大,地质部派出14个大队与地球物理探矿等队伍配合,普查了新疆、柴达木、松辽平原、华北平原、四川盆地、鄂尔多斯、贵州、广西等面积达40多万平方千米的地区。
1957年,地质部做出石油地质工作战略东移的决定,将找油的重点从西部转移到东部各盆地。“一五”计划结束时,找到的可能储油构造累计达256个,有的已经钻探出原油,为大庆等油田的勘探开发奠定了基础(夏国治,程裕淇,1990)。
除油气资源外,区域地质调查和其他矿产普查也大规模地展开并取得了巨大的成效,几十个具有工业价值的新矿区被发现。
(四)地质工作的曲折发展
1958~1965年地质工作经历了曲折的发展道路。一方面,地质工作取得了不俗的成绩,在区域地质调查方面,完成了1:20万综合区域地质调查面积43万平方千米,开展了1:5万区域地质调查的试点工作,出版了1:300万全国水文地质图及其说明书;在矿产勘查方面,全国共发现各种矿产的矿点10万多个,探明有相应储量的矿种93种;在工程地质方面,地质部与水电部共同完成了三门峡水利枢纽初步设计阶段及坝区施工阶段的工程地质勘探任务,完成了长江三峡初步设计所要求的工程地质勘察工作。另一方面,在那一特殊的历史时期,不尊重客观规律,盲目追求高速度、大计划,也使这一时期的地质工作遭受了挫折。1958年,地质部门的23种主要矿产储量的年计划指标不断加码,分别超过国家批准计划的1倍,有的甚至达到10倍。1959年和1960年仍然延续了这种跃进的势头。与此同时,地质工作出现了不按客观规律办事、不讲必要的程序忽视社会效益和经济效益的现象。这些都给地质工作带来了损害。
1960年冬,中央决定对国民经济实行“调整、巩固、充实、提高”的方针,从1961年至1963年,国民经济进入连续3年的调整时期。地质部也从1961年起,总结“大跃进”期间地质工作的经验教训,部署调整工作,并组织地质工作者对地质工作的性质、特点、规律、内部工作关系进行大讨论。经过几年的艰苦努力,地质工作逐步恢复了正常秩序,并开拓出若干新的工作领域。
这期间,地质部重点做了以下几个方面的工作。①加强重点矿种和矿区的勘查工作。一是经党中央和国务院批准,会同石油工业部在大庆长垣组织石油勘探会战,同时开展外围地区的普查勘探工作。二是加速勘查铬矿资源。三是集中力量组织长江中下游各省协作,重点加强铜、铁矿等矿产的勘查工作。②加强三线战略后方的地质工作。地质部门根据党中央关于加强三线建设的指示,对二线、三线地区和战略后方的地质勘查工作做了相应的加强。③加强与发展农业有关的地质工作。④加强地质科学研究。新建了一批地质科研机构,出版了一批水平较高的科学专著和论文报告,“以任务带学科”,强化了为国民经济服务并取得了一批重要的成果。学术氛围活跃,大地构造学领域的地质力学、多旋回学说、地洼学说、断块学说、地壳镶嵌波浪运动说等学派之间展开了争鸣。⑤开辟了新的地质工作领域。如海洋地质工作、特种非金属矿产的找矿勘探工作、地震地质工作以及第四纪冰川和现代冰川、珠穆朗玛峰地区的地质考察、核爆试验场工程选址等(夏国治,程裕淇,1990)。
(五)地质工作的艰难前行
“文化大革命”期间,地质工作像国民经济其他行业一样遭受了严重的挫折,但在极端困难的情况下,地质工作者顶住压力、排除干扰,地质工作艰难地前行。
一方面,地质工作遭受严重挫折,主要表现:地质教育事业损失惨重,北京地质学院先迁湖南石门,再迁湖北江陵,最后落户武汉,迁徙过程中人才流失、物资毁损,地质院校停止招生达五六年之久;地质工作管理机构合并撤销,研究机构下放管理,给地质工作带来巨大损失;探矿机械、地质仪器等工厂长期处于半停滞状态;地质工作队伍中技术人员流失严重,全国地质工作技术人员由1966年末占地质职工队伍总数的19.1%,下降到1976年末的12.5%,虽然绝对数有所增加,但所占比例急剧下降,造成队伍结构的严重不合理,给地质工作带来了长期难于解决的负担(夏国治,程裕淇,1990)。
另一方面,即使是在这样严重的困难局面之中,地质工作仍然在区域地质调查、矿产勘查以及开辟地质工作新领域方面取得了一定成就,地质工作在困境中艰难前行。在区域地质调查方面,先后完成了青海等地的1:100万区域地质调查面积约100万平方千米;过半数的省市进行了1:20万区域地质调查工作;出版了中国第一幅1:5万区域地质调查正规图件。在矿产勘查方面,石油、天然气勘查取得多处突破,分别在陇东、苏北、任丘以及南黄海、北部湾、珠江口、东海等地或构造见油、见气,确证这些地区具有良好的油气远景,或构造钻获日产千吨的高产油井,发现古潜山型油气藏;铁矿勘查也获重要进展,基本摸清了中国贫、富铁矿的类型、特点、分布规律、储量及潜在储量、冶选性能等;其他金属矿产和非金属矿产的勘查取得许多新的发现,陆续发现和勘查了一些新的金矿、铜矿、稀土矿、铂族矿、铬矿等以及新的盐矿、重晶石矿、天然碱矿和许多非金属矿产的新品种。在水文地质普查方面,一部分水文地质普查队伍实行“工改兵”的制度,组建了基本建设工程兵水文地质普查部队,普查部队完成了350万平方千米普查面积中工作条件最艰苦的190万平方千米的任务。在开拓新的地质工作领域方面,地热地质勘查、航空地质和航空综合地球物理勘查以及将计算机应用于地质工作之中都取得了突破性的进展。在地质科学研究方面,也取得了不俗的成绩,包括编制出版1:400万中国地质图和1:500万亚洲地质图,中国地质矿产图集,1:300万中国海上及海域地质图等,以及稀有元素矿床类型及其成矿特征的系统总结、三峡工程、宝成铁路沿线环境工程地质科研工作成果等。在对外交往方面,恢复了中国在国际地质科学联合会中的会员国地位,对中国学术界参加国际学术组织和学术活动起到了重要的示范作用和促进作用(夏国治,程裕淇,1990)。
(六)地质工作迎来勃勃生机
1978年中共中央召开十一届三中全会,决定将党的中心工作转移到经济建设上来,中国迎来了科学发展的春天,也给地质工作带来了勃勃生机,地质工作真正转移到了为现代化建设服务,以地质-找矿为中心的轨道上来。
指导思想的拨乱反正。随着十一届三中全会精神的贯彻落实,地质工作的指导思想进行了拨乱反正,明确提出地质工作要实行以地质-找矿为中心的工作方针,要把根本出发点放在提高地质找矿效果和地质工作的经济、社会效益上。
地质工作管理体制的调整。为了加强地质工作的领导,1979年,国务院决定,撤销原国家地质总局,恢复建立地质部,为加强对矿产资源开发利用的监督管理,1982年地质部改名为地质矿产部;各省(区、市)地质工作管理体制改为以地质部为主的双重领导;冶金工业部、煤炭工业部、石油工业部、化学工业部及建材系统下属的地质队伍也相继收回改为相关部委为主的双重领导。
地质工作队伍的表彰和激励。地质部门先后三次评功授奖,表彰劳动模范、找矿有功单位和人员以及模范政治工作者等;为调动知识分子钻研技术的积极性,地质部门认真落实知识分子政策,为知识分子评定和晋升技术职称。与此同时,地质队伍的结构得到优化,截至1985年底,地质部门队伍41.8万人,技术人员的比例由1978年的16%上升为20%,队伍素质得到改善(夏国治,程裕淇,1990)。
学术交流活动的恢复和发展,地质科研工作得到加强。1982年,中国地质学会举行学会成立60周年纪念大会和学术报告会,会上为40名从事地质工作50年以上的老地质工作者颁发了荣誉证书。这一年,中国地质学会会员发展到4万多人。按照中央“经济建设必须依靠科学技术,科学技术工作必须面向经济建设”的战略方针,地质部门将科技工作重点放在为解决经济建设和地质工作的关键性项目上,调整不同层次科研机构的分工协调以及地质队、科研机构和院校之间的横向联合。
十一届三中全会后,地质工作取得了巨大的成就,尤其是在区域地质调查和重点矿产的普查方面。在区域地质调查方面,至1985年底,1:20万地质调查完成了全国应测面积的88%,完成1:50万、1:20万区域水文地质普查922万平方千米。在此基础上,取得了一批重要基础地质成果:出版了《中国地层》、《亚洲地质》、《中国古地理图集》、《中国构造体系图》等一批高水平的专著和图集。通过全国范围内的普查,发现了值得进一步工作的矿产地600多处,其中预计可达大中型矿床的约300处。有97种矿产新增了探明储量,平均每年扩大规模的矿区135个。在南海珠江口、东海获得日产291立方米、174立方米的高产工业油流,在塔里木盆地获得日产1000立方米的高产工业油流,从而为海洋石油钻探和塔里木盆地石油普查打开了新局面(夏国治,程裕淇,1990)。
④ 地质发展历史的重大事件及其历史意义
世界的地质发展历史主要有三段,分别是:
一(远古~1450)
远古时代人类通过石器的采集和制作,逐步了解了岩石、矿物的某些性质。在经受地震、火山、洪水的灾害并与之斗争的过程中,逐步认识了大自然中的地质现象和过程。这一时期,人们对地球和地质现象的认识是直观的,解释是猜测的、思辨的,体现了朴素的唯物主义自然观。
岩石和矿物知识的积累最初,古代人类利用岩矿的物理性质,如硬度、解理等制造石器。中国的蓝田人、北京人所用石器大都由硬度较大的石英质矿物和岩石制成。旧石器晚期,出现于山顶洞文化时的钻孔石质饰物,表明人类对岩石、矿物的相对硬度有了一定认识。新石器时期,人类已利用天然宝石类矿物,如玛瑙,叶蜡石等作饰品。陶器的烧制,如仰韶期的彩陶,龙山期的黑陶,说明几千年前人类对粘土的性质又有了一定认识。商、周是中国青铜器鼎盛时期,那时所用的铜矿石主要是自然铜和孔雀石。中国古代用铁的历史可追溯到商代,战国时期,中国步入铁器时代。
二地质学的奠基时期
(1450~1750)
欧洲的文艺复兴运动是一场思想解放运动,它使近代自然科学从神学中解放出来。哥白尼的天体运行论(1543)是自然科学脱离神学走上独立的开端。15世纪的地理大发现,开拓了人们的视野。人们要重新认识自然,重新研究地球,并给予地球历史以理性的解释。这一切都为地质科学的发展奠定了基础。
地质哲学思想的初步发展科学地质学的建立,必须冲破神学的束缚。地球不是上帝创造的,而是物质世界自然发展的结果。法国的R.笛卡尔(1644)曾提出,地球以及其他天体是由以旋转运动为固有性质的原始粒子组成,正是原始粒子的这种旋涡运动使太阳系生成。1749年,法国的<ag.-l.l.c.de布丰提出地球起源于太阳和彗星碰撞的灾变说。1779年布丰用冷却灼热铁球所需时间来推算地球的年龄,这个年龄的比圣经上所提的大10倍。布丰还明确地将上帝创世的7日改为地球史上的7个“纪”,全面地描述了地球自然发展历史。其后,德国的I.康德和法国的P.S.H.de拉普拉斯先后提出太阳系起源的星云假说,阐明包括地球在内的整个太阳系是逐渐冷凝生成的。
三地质学的形成时期
(1750~1840)
从18世纪下半叶到19世纪上半叶,工业革命促进了生产的发展和科学技术的进步。法国大革命以启蒙运动为先导,把矛头指向封建主义。在启蒙思想影响下,在欧洲科学考察和旅行探险盛行。地学研究从对地球的思辨性研究转变为以野外观察分析为主,地壳成为直接观察研究的对象。具有近代意义的geology(地质学)一词是由瑞士学者J.A.德吕克于1793年提出的。他认为,首要的是把地质学从博物学中分出来,地质学要把地球所呈现的现象与其原因结合起来研究。
地质考察旅行的兴起人们对自然界的探索,需要进行实地考察。在中国首开先河的是16世纪明代地理学家徐霞客。他详细考察了中国西南广大岩溶地区的100多个岩溶洞穴,并对钟乳石、石笋等成因做了较为科学的解释。欧洲的地学野外考察开始于18世纪下半叶。这是地质研究方法的一大进步。野外的研究使人们注意到广大地区地形与构造的关系,真正开始解释区域地质的历史。这一时期,著名的地质旅行家有法国的J.-.盖塔尔和N.德马雷、英国的R.J.米切尔、瑞士的H.B.de索叙尔、德国的J.G.莱曼和P.S.帕拉斯等。盖塔尔对火山地质、矿物分布以及化石、地形的研究做出了重要贡献。他绘制的法国岩矿图是世界第一幅表示矿产资源、岩石组成的地图,因而被誉为“地质调查之父”。米切尔对地表岩层带状分布的原因作了合理的说明,指出是原始水平岩层褶皱后,顶部遭受剥蚀夷平的结果。德马雷对法国、意大利火山地质作了长期考察,发表了许多有关火山地质的专著,并得出<a玄武岩是<a火成岩的结论。索叙尔是系统考察阿尔卑斯山脉的第一位地质学家。他对岩层的构造、岩石成因和化石做了多方面的观察,发表了《阿尔卑斯旅行》(1779~1796),为后来阿尔卑斯构造研究打下了坚实基础。帕拉斯曾率队到俄国东部地区进行为期6年的考察探险,又对俄国南部、乌拉尔以及中亚阿尔泰山地区进行了考察。他在《山脉构造的讨论》(1777)一书中,将山脉构造划分为山脉的原生带、山脉的钙质带和山脉的堆积带3部分,并指出从山脉的中央到外侧,岩层年代逐渐变新,倾角愈来愈缓。
⑤ 地质历史从古至今经历了什么样的地质年代
太古宇tàigǔyǔ
地层系统分类的第一个宇。太古宙时期所形成的地层系统。旧称太古界,原属隐生宇(隐生宇现已不使用,改称太古宇和元古宇)。
太古宙tàigǔzhòu
地质年代分期的第一个宙。约开始于40亿年前,结束于25亿年前。在这个时期里,地球表面很不稳定,地壳变化很剧烈,形成最古的陆地基础,岩石主要是片麻岩,成分很复杂,沉积岩中没有生物化石。晚期有菌类和低等藻类存在,但因经过多次地壳变动和岩浆活动,可靠的化石记录不多。旧称太古代,原属隐生宙(隐生宙现已不使用,改称太古宙和元古宙)。
元古宇yuángǔyǔ
地层系统分类的第二个宇。元古宙时期所形成的地层系统。旧称元古界,原属隐生宇(隐生宇现已不使用,改称太古宇和元古宇)。
元古宙yuángǔzhòu
地质年代分期的第二个宙。约开始于25亿年前,结束于5.7亿年前。在这个时期里,地壳继续发生强烈变化,某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。藻类和菌类开始繁盛,晚期无脊椎动物偶有出现。地层中有低等生物的化石存在。旧称元古代,原属隐生宙(隐生宙现已不使用,改称太古宙和元古宙)。
显生宇xiǎnshēngyǔ
地层系统分类的第三个宇。显生宙时期所形成的地层系统。显生宇可分为古生界、中生界和新生界。
显生宙xiǎnshēngzhòu
分期的第三个宙。显生宙可分为古生代、中生代和新生代。
古生界gǔshēngjiè
显生宇的第一个界。古生代时期形成的地层系统。分为寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系和二叠系。
古生代gǔshēngdài
显生宙的第一个代。约开始于5.7亿年前,结束于2.5亿年前。分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。在这个时期里生物界开始繁盛。动物以海生的无脊椎动物为主,脊椎动物有鱼和两栖动物出现。植物有蕨类和石松等,松柏也在这个时期出现。因此时的动物群显示古老的面貌而得名。
寒武系hánwǔxì
古生界的第一个系。寒武纪时期形成的地层系统。
寒武纪hánwǔjì
古生代的第一个纪,约开始于5.7亿年前,结束于5.1亿年前。在这个时期里,陆地下沉,北半球大部被海水淹没。生物群以无脊椎动物尤其是三叶虫、低等腕足类为主,植物中红藻、绿藻等开始繁盛。寒武是英国威尔士的拉丁语名称,这个纪的地层首先在那里发现。
奥陶系àotáoxì
古生界的第二个系。奥陶纪时期形成的地层系统。
奥陶纪àotáojì
古生代的第二个纪,约开始于5.1亿年前,结束于4.38亿年前。在这个时期里,岩石由石灰岩和页岩构成。生物群以三叶虫、笔石、腕足类为主,出现板足鲞类,也有珊瑚。藻类繁盛。奥陶纪由英国威尔士北部古代的奥陶族而得名。
志留系zhìliúxì
古生界的第三个系。志留纪时期形成的地层系统。
志留纪zhìliújì
古生代的第三个纪,约开始于4.38亿年前,结束于4.1亿年前。在这个时期里,地壳相当稳定,但末期有强烈的造山运动。生物群中腕足类和珊瑚繁荣,三叶虫和笔石仍繁盛,无颌类发育,到晚期出现原始鱼类,末期出现原始陆生植物裸蕨。志留纪由古代住在英国威尔士西南部的志留人得名。
泥盆系nípénxì
古生界的第四个系。泥盆纪时期形成的地层系统。
泥盆纪nípénjì
古生代的第四个纪,约开始于4.1亿年前,结束于3.55亿年前。这个时期的初期各处海水退去,积聚后层沉积物。后期海水又淹没陆地并形成含大量有机物质的沉积物,因此岩石多为砂岩、页岩等。生物群中腕足类和珊瑚发育,除原始菊虫外,昆虫和原始两栖类也有发现,鱼类发展,蕨类和原始裸子植物出现。泥盆纪由英国的泥盆郡而得名。
石炭系shítànxì
古生界的第五个系。石炭纪时期形成的地层系统。
石炭纪shítànjì
古生代的第五个纪,约开始于3.55亿年前,结束于2.9亿年前。在这个时期里,气候温暖而湿润,高大茂密的植物被埋藏在地下经炭化和变质而形成煤层,故名。岩石多为石灰岩、页岩、砂岩等。动物中出现了两栖类,植物中出现了羊齿植物和松柏。
二叠系èrdiéxì
古生界的第六个系。二叠纪时期形成的地层系统。
二叠纪èrdiéjì
古生代的第六个纪,即最后一个纪。约开始于2.9亿年前,结束于2.5亿年前。在这个时期里,地壳发生强烈的构造运动。在德国,本纪地层二分性明显,故名。动物中的菊石类、原始爬虫动物,植物中的松柏、苏铁等在这个时期发展起来。
中生界zhōngshēngjiè
显生宇的第二个界。中生代时期形成的地层系统。分为三叠系、侏罗系和白垩系。
中生代zhōngshēngdài
显生宙的第二个代。分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪。约开始于2.5亿年前,结束于6500万年前。这时期的主要动物是爬行动物,恐龙繁盛,哺乳类和鸟类开始出现。无脊椎动物主要是菊石类和箭石类。植物主要是银杏、苏铁和松柏。
三叠系sāndiéxì
中生界的第一个系。三叠纪时期形成的地层系统。
三叠纪sāndiéjì
中生代的第一个纪,约开始于2.5亿年前,结束于2.05亿年前。在这个时期里,地质构造变化比较小,岩石多为砂岩、石灰岩等。因本纪的地层最初在德国划分时分上、中、下三部分,故名。动物多为头足类、甲壳类、鱼类、两栖类、爬行动物。植物主要是苏铁、松柏、银杏、木贼和蕨类。
侏罗系zhūluóxì
中生界的第二个系。侏罗纪时期形成的地层系统。
侏罗纪zhūluójì
中生代的第二个纪,约开始于2.05亿年前,结束于1.35亿年前。在这个时期里,有造山运动和剧烈的火山活动。由法国、瑞士边境的侏罗山而得名。爬行动物非常发达,出现了巨大的恐龙、空中飞龙和始祖鸟,植物中苏铁、银杏最繁盛。
白垩系bái’èxì
中生界的第三个系。白垩纪时期形成的地层系统。
白垩纪bái’èjì
中生代的第三个纪,约开始于1.35亿年前,结束于6500万年前。因欧洲西部本纪的地层主要为白垩岩而得名。这个时期里,造山运动非常剧烈,我国许多山脉都在这时形成。动物中以恐龙为最盛,但在末期逐渐灭绝。鱼类和鸟类很发达,哺乳动物开始出现。被子植物出现。植物中显花植物很繁盛,也出现了热带植物和阔叶树。
新生界xīnshēngjiè
显生宇的第三个界。新生代时期形成的地层系统。分为古近系(下第三系)、新近系(上第三系)和第四系。
新生代xīnshēngdài
显生宙的第三个代。分为古近纪(老第三纪)、新近纪(新第三纪)和第四纪。约从6500万年前至今。在这个时期地壳有强烈的造山运动,中生代的爬行动物绝迹,哺乳动物繁盛,生物达到高度发展阶段,和现代接近。后期有人类出现。
古近系gǔjìnxì
新生界的第一个系。古近纪时期形成的地层系统。可分为古新统、始新统和渐新统。
古近纪gǔjìnjì
新生代的第一个纪(旧称老第三纪、早第三纪)。约开始于6500万年前,结束于2300万年前。在这个时期,哺乳动物除陆地生活的以外,还有空中飞的蝙蝠、水里游的鲸类等。被子植物繁盛。古近纪可分为古新世、始新世和渐新世,对应的地层称为古新统、始新统和渐新统。
新近系xīnjìnxì
新生界的第二个系。新近纪时期形成的地层系统。可分为中新统和上新统。
新近纪xīnjìnjì
新生代的第二个纪(旧称新第三纪、晚第三纪)。约开始于2300万年前,结束于260万年前。在这个时期,哺乳动物继续发展,形体渐趋变大,一些古老类型灭绝,高等植物与现代区别不大,低等植物硅藻较多见。新近纪可分为中新世和上新世,对应的地层称为中新统和上新统。
第四系dìsìxì
新生界的第三个系。第四纪时期形成的地层系统。它是新生代的最后一个系,也是地层系统的最后一个系。可分为更新统(下更新统、中更新统、上更新统)和全新统。
第四纪dìsìjì
新生代的第三个纪,即新生代的最后一个纪,也是地质年代分期的最后一个纪。约开始于260万年前,直到今天。在这个时期里,曾发生多次冰川作用,地壳与动植物等已经具有现代的样子,初期开始出现人类的祖先(如北京猿人、尼安德特人)。第四纪可分为更新世(早更新世、中更新世、晚更新世)和全新世,对应的地层称为更新统(下更新统、中更新统、上更新统)和全新统。
附:第四纪名称来历。最初人们把地壳发展的历史分为第一纪(大致相当前寒武纪,即太古宙元古宙)、第二纪(大致相当古生代和中生代)和第三纪3个大阶段。相对应的地层分别称为第一系、第二系和第三系。1829年,法国学者德努瓦耶在研究巴黎盆地的地层时,把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系,其时代为第四纪。随着地质科学的发展,第一纪和第二纪因细分成若干个纪被废弃了,仅保留下第三纪和第四纪的名称,这两个时代合称为新生代。现第三纪已分为古近纪和新近纪,故仅留有第四纪的名称。
⑥ 地质学方面描述地质发展历史
其实这道题并不难
分析:图中展示的是一套断层-褶皱-不整合的地层(地层代号的角标我看不清楚),古生界沉积了奥陶、石炭、二叠三个系的地层,奥陶与石炭之间缺失志留系地层,但新老地层产状基本一致,是平行不整合。发育断层,右侧断盘上升,为逆断层,断层的年代晚于二叠纪早于侏罗纪,右侧断盘底部为花岗岩侵入体,为热事件,缺失奥陶系地层,石炭-二叠系地层发生褶皱,为逆冲推覆。二叠系之上缺失三叠系地层、下-中侏罗统地层,为角度不整合,之上沉积了上侏罗统地层(我看着好像是),之后又缺失下白垩统地层,形成平行不整合,后又沉积了一套上白垩统地层,中生界地层与上覆第四系地层又为角度不整合接触。
简单归纳这一地区的地质发展简史:
早古生界,区内沉积了一套奥陶系地层,之后抬升为陆,缺失志留系沉积,之后下降接受沉积,形成石炭-二叠系地层。二叠纪之后区内经历热事件,花岗岩体侵位,造成断层发育并使右侧断盘抬升,形成逆冲断层和右侧断盘的背斜褶皱,该区抬升成陆并接受风化剥蚀,至晚侏罗世下降接受沉积,后又抬升,至晚白垩世,该区又接受沉积,形成上白垩统地层,之后又抬升成陆,遭受剥蚀,至第四纪下降接受沉积。
⑦ 地质发展史
本区位于中朝准地台燕山台褶带的东段。在古太古代(3000Ma前),中朝准地台西起内蒙古大青山,向东经山西阳高、河北怀安、遵化、迁安,经本区再向东进入辽宁新金一带,最先出现了海底火山喷发,形成了以火山岩建造为主的迁西群堆积,其中已测得了3500M a左右的Sm-Nd法同位素年龄。在古太古代晚期,中朝准地台出现了初始陆核,并开始了陆壳和洋壳的分异。在距今3000Ma左右,包括本区在内的华北地区发生了一次重大的构造-变质热事件,造成了迁西群的强烈变质和混合岩化作用,局部可见混合花岗岩。这次构造-变质热事件产生的构造形迹主要是短轴褶皱——穹窿。新太古代末期,秦皇岛及其周边地区发生了大规模的酸性岩浆侵入。本区所在的山海关台拱区主要就是由新太古代花岗岩组成的,整体为一个花岗岩穹窿。
本区缺失古-中元古界,其原因与台拱区西界的青龙-滦县大断裂密切相关。该断裂形成于新太古代晚期,导致了当时沿断裂的海底中基性熔岩喷发,从古元古代初期至新元古代早期,断裂两侧呈明显的差异升降活动,西盘持续下降,堆积了厚达数万米的碎屑岩系和火山岩系;东盘即台拱区则不断隆起,沉积间断,遭受剥蚀并为西盘提供了沉积物源。在新元古代中期,华北地区地壳整体下降,海侵范围急剧扩大,向东越过了青龙-滦县大断裂,直达山海关一带,在本区形成了浅海相的青白口系长龙山组。
在新元古代晚期,即800~570Ma的震旦纪,整个中朝准地台上升成陆,没有接受沉积。在本区表现为下寒武统府君山组假整合于青白口系长龙山组之上。
从寒武纪至中奥陶世末期,中朝准地台总体处于海侵环境,地壳运动主要发生在海盆内部。在早寒武世出现沉积间断,即馒头组与下伏府君山组假整合接触;而其余时期虽有短期上升,但沉积是连续的,地层之间为整合接触关系
从晚奥陶世开始,整个中朝准地台再次全面上升成陆,直到晚石炭世才重新下降,接受沉积。因此,本区和中朝准地台其他地区一样,缺失这一时期的沉积。
进入晚石炭世,中朝准地台又开始缓慢沉降。晚石炭世沉积的主体为一套海陆交互相的含煤碎屑岩。由于遭受了晚奥陶世—早石炭世的长期风化剥蚀,在古风化面上富集了大量的铁铝质矿物;当海水再次入侵时,富含铁铝质矿物的碎屑岩最先沉积在凹凸不平的风化面上,结果在本溪组底部形成了以残积型为主的山西式铁矿和铝土矿,根据古风化壳中含有较多铝土矿可知,在晚奥陶世—早石炭世,中朝准地台位于低纬度(N10°~20°)地区,以后发生了大规模的水平运动才到达现今的位置。
晚石炭世末期地壳上升,致使中朝准地台的主体到早二叠世基本脱离海洋环境;至晚二叠世海水全部退出华北地区,转变为陆地环境。早二叠世沉积为一套以河湖相、沼泽相为主的含煤碎屑建造,晚二叠世沉积为一套不含煤的河湖相碎屑建造。
早—中三叠世本区处于上升阶段,缺失沉积。中三叠世末的印支运动在东邻辽宁省境内比较强烈,往西进入本区明显减弱。在本区,印支运动造成了下侏罗统下花园组与下伏古生界之间呈角度不整合接触关系。
在侏罗纪发生了对我国东部地区影响极为强烈的燕山运动,早侏罗世末的燕山运动Ⅰ幕较弱,在本区表现为由局部掀动而造成的中、下侏罗统之间的弱角度不整合接触关系。中侏罗世以来,地壳活动进一步发展,基底断裂继承性活动,发生了裂隙式火山喷发,并有岩浆侵入,在本区形成了中侏罗统髫髻山组中性火山岩 中侏罗世末的燕山运动Ⅱ幕比较强烈.在北西-南东向挤压应力作用下,广泛发育轴向以北东向为主的褶皱,基底断裂复活并产生新断裂。本区最重要的地质构造——柳江向斜的初始形态就是由燕山运动Ⅱ幕造成的,可能当时的轴向是北东向或北北东向,两翼倾角都是比较平缓并且接近相等的。
晚侏罗世为地壳剧烈活动时期,火山活动有中性和酸性岩浆喷发,在本区形成上侏罗统张家口组火山岩。晚侏罗世末的燕山运动主幕——第Ⅲ幕造成了强烈的区域逆冲构造变形和规模不大的中性中深成岩浆侵入活动。燕山运动Ⅱ、Ⅲ幕形成了区域主体构造格局,在本区形成了柳江向斜和一些新断裂,并且使老断裂重新活动。
在早白垩世,本区及邻区进入了重要的伸展构造活动时期,区域构造应力场转换成大致为北西-南东向伸展的应力状态,发生了强烈的伸展构造作用和大规模的岩浆活动 在邻区形成了构造带主要呈北东向的伸展断裂系统与伴生断陷盆地,产生了强烈的中酸性火山喷发活动。在本区发生了大规模的中性、酸性深成侵入活动,形成了燕塞湖石英正长岩岩株、后石湖山花岗岩岩株(118Ma)和响山花岗岩岩基(110Ma),它们侵入于张家口组及更老的地层中 位于柳江向斜南端西侧的响山花岗岩岩基侵入时对周围产生侧向挤压,导致柳江向斜进一步变形。向斜南端西侧受到由西向东的挤压力,造成褶皱轴向由近北东向或北北东向变为近南北向,向斜西翼地层产状变陡,发育南北向逆断层,局部地层直立、倒转或缺失;而东翼地层受影响很小,倾角较缓,南北向逆断层不发育(见图2-1,图2-3)。
从白垩纪开始,区域构造运动强度总体上逐渐减弱。直到现在,华北地区构造运动呈减弱趋势,全区总体上升遭受剥蚀,局部地区出现裂谷系和断陷盆地。在本区地壳上升运动明显,并且西北部抬升幅度大于东南部,全区缺失白垩纪-新近纪的沉积,在古近纪-第四纪早期发育了海拔高度大约为600m、450m、300m的三级夷平面,在第四纪形成了多级河流阶地、海蚀阶地和其他古海蚀地貌。
由此可见,侏罗纪燕山运动,特别是晚侏罗世末的燕山运动Ⅲ幕,对本区的地质演化过程起到至关重要的作用。这次运动奠定了本区现今构造格局的基本轮廓,以后的地质作用只是在此基础上进行改造而已。
⑧ 地质历史分析
如前所述,包括本区在内的华北地区,从晚古生代至早中生代为一统一而稳定的巨型盆地,具有典型克拉通盆地的性质。研究区上石炭统至三叠系连续沉积,至今尚未发现岩浆活动的证据。由此表明,本区的海西期与印支期仍属同一构造旋回,大地构造具有地台的特征,晚古生代煤层埋藏历史第一阶段的古地热场属正常地热场范畴,煤化作用服从深成变质规律。
进入燕山早期以后,整个华北地区的构造分异作用加剧。但是,就整个华北地区而言,侏罗纪岩浆岩仅见于北缘的阴山—燕山地区和东缘的郯庐深断裂带,属陆壳型岩浆。然而,在研究区未见侏罗纪岩浆活动证据,该期古地热场特征未发生重大变化,晚古生代煤层埋藏历史第二阶段中的古地热场可能仍属正常地热场范畴。
燕山中期是华北晚古生代以来最重要的岩浆-热事件发生时期,地壳深部热流机制发生了变化,古地热场特征发生显著转变。在此期间,我国东部地质发展史经历了重大变革,上地幔物质强烈活动,并伴随剧烈的地壳运动。据中外学者研究,燕山中期直至老第三纪,太平洋北部的库拉—太平洋洋脊逐渐倾没于亚洲东部边缘岛弧之下,倾没的洋脊及洋脊两侧热板块的侧向扩张作用,使我国东部的构造应力场由北西向的挤压体制转变为北西向的拉张体制(时振良等,1973;Uyeda等,1974;Hilde等,1977;环文林等,1982)。在拉张体制的作用下,我国东部地区在原先坳隆相间的构造格局基础上发展为一系列大型的拉张性地堑。由于均衡调整,地堑发育地区地壳厚度变薄,地幔上拱,形成地幔隆起带。由于地壳变薄,导致深部热流向地壳浅部对流的强度增大;同时,随地壳的拉张,幔源物质上涌,深部岩浆沿深大断裂喷溢至地表或侵入地壳浅部,形成规模不等的附加热源。由此,创造了异常古地热场形成的地质条件。
研究区及其邻区同样存在着多处燕山中期岩浆活动的证据。区内西南角襄汾—浮山—翼城之间有闪长岩体大面积出露,面积达100余平方公里。岩体侵位于三叠系,上覆第三系上新统沉积,其钾-氩放射性同位素年龄分布于91~138Ma之间,主要集中在130~140Ma,即岩浆活动的鼎盛期持续了约10Ma(表1-2),属早白垩世岩浆活动的产物。在研究区东南边缘及外围的晋城、平顺一带见燕山期低温热液铅锌矿点,燕山期第二幕(早白垩世)具幔源岩浆性质的中-基性岩体分布在林县、辉县一带,燕山中期岩浆岩在东部外围的长治、左权及西北部外围的太原等地也有广泛分布。研究区内部不存在岩浆岩侵位于晚古生代以来沉积地层的现象,但在霍州东部的峪里、尉家垄、南峪等地见到穿插于太古宇霍县群混合岩化片麻岩中的燕山期闪云煌岩脉。
燕山中期的构造-岩浆活动背景,在研究区形成了异常古地热场,强大的地热流使区内沉积盖层的古地温梯度高达6℃/100m以上(下述),对晚古生代煤层在埋藏史第三阶段的煤化作用进程以及煤层气的生成与保存产生了深刻影响。异常古地热场作用的结果,在晚古生代煤系中形成了分布广泛的热液脉体,脉体中发育的流体包裹体的各种性质为研究异常古地热场的特征提供了可靠依据。
进入新生代以后,太平洋板块的运动方向发生变化,华北地区再次遭受北东东—南西西向的强烈挤压。此时,虽然仍残留一些表现为张性构造的地壳变形,但水平挤压应力场作用下的剪切构造已占主要地位,这对深部流体的大面积上涌起着某种程度的遏制作用。在这种大地构造背景之下,本区地壳逐渐冷却,古地热场逐渐恢复正常。
华北地区新生界岩浆活动主要发生于北部和东部边缘地带,沁水盆地东部外围的左权一带有沿北西—南东向分布的第四纪玄武岩产出,研究区内部未见新生代岩浆活动的证据。华北断陷盆地现代大地热流平均值为1.47HFU,平均地温梯度为3.71℃/100m(陈墨香,1988)。本区现代地热场的大地热流值为1.5~1.65HFU,地温梯度在3℃/100m左右(表4-1)。因此,研究区在新生代处于正常古地热场的作用之下。由于地温梯度减小,煤层埋深变浅,煤层受热温度和强度显著低于燕山运动中期。据煤化作用不可逆原理可知,本区晚古生代煤的煤化作用程度在埋藏历史的第四、第五阶段不会得以进展。换言之,研究区晚古生代煤层的煤级及其展布格局基本上定型于燕山中期的早白垩世。
显而易见,本区晚古生代以来的古地热场演化经历了以下四个发展阶段(表4-2)。
第一阶段,正常古地热场,对应于煤层在海西后期—印支期的快速埋藏阶段。随着煤层埋深的逐渐增大,煤级在地温升温率的作用下缓慢增高。
第二阶段,仍具正常古地热场的性质,出现于燕山运动早期,相当于煤层埋藏史的稳定或波动阶段。古地温温度虽随煤层埋深的波动而有所升降,但由于波动极小,故煤化作用几乎没有进展。
表4-2山西南部晚古生代以来古地热场发展历史及阶段
第三阶段,异常高热地热场出现,发生于燕山运动中期,对应于煤层埋深显著变浅阶段。尽管煤层埋深显著小于第二阶段,但高地温增温率的存在致使煤层受热温度急剧增高,可能导致煤化作用得以长足发展,并有二次生烃作用显著发生。
第四阶段,古地热场恢复正常,从燕山运动晚期延续至现代,包括了煤层埋藏史的第四、第五阶段。由于煤层受热温度降低,煤化作用在这一阶段已经完全停止。
⑨ 地质学史的发展历史
很早以前,地质学的知识比较零星分散。关于这方面的知识,如从地中开采金属、黏土、煤和盐的一些知识,早已为矿工和有关的人们所知晓,而自然哲学家们则大都脱离这些实践,独立形成自己的思辨性的地质理论。
地质学在18世纪开始成为一门独立的科学,并在19世纪早期达到成熟阶段。
1790年至1830年这一段时期被称为“地质学的英雄时代”。在这个时期,在考察岩层顺序以及岩层所含矿物和化石上,人们做了大量工作。工作方法的一大进步表现在用根据化石内容来进行岩层分类。
在古代人类在利用石器,制造陶器,开发铜、铁、铅、锡等金属矿产时,已经开始初步使用地球物质;在兴修农田水利时,已经在了解土壤性质,在观察火山、地震等自然现象时,已经在探索地壳变动的原因,所以,地质学的经验和知识是在长期的实践中积累起来的。在古希腊,罗马和我国春秋战国时代以至西汉,对于地质作用及地壳中的物质的科学记载和解释已有萌芽。希腊哲学家希罗多德(公元前五世纪)和亚里斯多德( 公元前四世纪) 等已注意到了地震、火山以及海陆变迁的现象。大约在战国时期成书的我国古籍《山海经》、《禹贡》和《管子》等对于矿物、岩石和土壤以及铁、铜、金、银等矿产都有较为丰富的记载。《管子》一书并已注意到了矿产的共生关系。我国汉代已经开始用煤炭炼铁,发现了陕北的油苗,提出了地圆学说等;公元四世纪,我国已有沧海变桑田的海陆变迁思想。欧洲的中世纪(五世纪到十五世纪) 地质学的思想没有得到发展,但是波斯学者阿维森纳(Avicenna,980-1037)却对矿物的形式和分类、山脉的隆起和侵蚀、沉积作用等发表了较为正确的见解。他大致与我国宋代的沈括(1031-1095) 同时,沈括于1086-1093年间提出了华北平原的沉积和西北黄土地区侵蚀切割的关系,论述了化石的成因和太行山的升高等地质现象,并根据化石推断了古气候,发现了磁偏角,考察了陕北的石油等。欧洲文艺复兴时期,随着工业的发展和对矿产资源的需求,矿物学和岩石学的知识有了发展。意大利的达芬(Leonardo da Vinci,1452-1519)对化石作了正确的解释,认为它们是被沉积物掩埋的生物残骸。萨克逊人阿格里柯拉(George Agriccla,1494-1555)对矿物学和金属矿脉做了大量研究,他根据矿物外部特征,如晶形劈开、硬度、重量、颜色、光泽等的描述,为矿物学树立了典范。他的名著《金属矿》被认为是总结了当时地质学、矿物学和采矿学及冶金学的巨著。他被誉为“ 冶金学之父”。但是,直到十七世纪中叶,欧洲的地质学思想仍在宗教的严重束缚之下。当时,教会主张天地是在公元前4004 年由上帝创造的,而诺亚洪水(即所谓的全世界洪水泛滥)则发生在公元前2349 年,现存的地表形态都是洪水灾变所形成的。这种思想钳制地质学的发展达一百多年(十七世纪中叶到十八世纪末)。在此期间,地质学和其他科学一样,在同宗教思想的斗争中逐步得到发展,丹麦学者斯台诺Nicolans Steno,1638-1687),意大利学者瓦利斯内里(Antonio Vallisneri,1661-1730) 对于层状岩石和褶皱构造进行了研究,认为岩层是一层一层沉积的,斯台诺提出了著名的“ 叠覆律”,即新岩层沉积在老岩层之后,位于下面的岩层比位于上面的岩层沉积时间为早,他还提出了晶体的“ 面角恒定律”。这两个定律是地层学和矿物学研究的基础。1760 年意大利学者阿尔杜伊(G.Ovanrii1713-1790) 根据岩石的结晶和固结程度,将地层划分为第一系、第二系和第三系,德、俄等国的学者也采用了相同的术语。后来德国地质学家魏尔纳(Abraham G. Werner,1749-1817)将位于第一系之上的含化石的地层命名为过渡层。魏尔纳是水成论者,认为地壳中所有的岩石,包括玄武岩和花岗岩都是在原始海洋中沉淀和结晶而成的,火山是煤层的燃烧,魏尔纳对地质学的贡献是第一次对矿物和岩石进行了分类,创造了鉴定方法等1785年(乾隆五十年)苏格兰学者郝屯(James Hutton,1726-1797) 发表《地球的学说》,提出了火成论,认为玄武岩和花岗岩不是水成的,是由地球内部火成岩浆冷凝而成,片岩、片麻岩等则是受地球内部热力影响而变质的水成岩。他指出了火成岩岩脉穿插水成地层以及水成地层被火成岩接触时烤焦的现象。郝屯还认为沉积物是大陆岩石被风化和侵蚀的产物,它们被流水带入海洋形成水成岩石,然后又上升到海平面以上,开始新的侵蚀0 沉积旋回;地形不是“洪水泛滥” 以后一成不变,它们在地质作用下不断地发生变化。地球的存在是极其长久的,既看不到它的开始,也看不到它的终结。地质作用的规律和强度,在地质历史时期是一样的,“ 今天是过去的钥匙”。他的这些观点被称为均变论。火成学派的观点受到了水成学派的强烈反对1812年法国生物学家居维叶(Georges Cuvier,1769-1832)根据对巴黎盆地的第三纪地层古脊椎动物化石的研究,提出了灾变论,他认为地层中所表现的古生物的突变现象是超自然的巨大灾变的结果,而新的生物群在每次大灾变之后又被创造出来。他的这种观点受到当时的学者拉马克(Larmarck J.B.1744-1829)的批判。拉马克也在同一地区研究无脊椎动物体系,认为环境对生物的发展起重要作用。二人对古生物学的贡献,使得根据不同的化石特点对比和划分不同时代的地层有了可能。英国地质学者史密斯(W.Smith1769-1839)也在这时根据地层中不同生物化石的特征对比了英国不同地区的地层,于1815年(嘉庆二十年) 编制出了第一张《英国地图》。 1830年,英国地质学家莱伊尔(Charles Lyell,1797-1875)发表《地质学原理》一书,使得均变论得到了进一步发展,成为地质学的一条基本原理,一直影响到现在。地质学从十九世纪五十年代已被介绍到我国,并且出版了一些地质译著图书,但由于当时清政府没有注意培养地质科学人材,所以我国的地质事业一直没有发展起来。我国地质科学事业真正开始是在辛亥革命之后,1912年设置地质机构,以推动地质工作的进展,接着相继成立了地质调查所和研究所,在国内进行了大量的调查研究工作,取得了不少成果,并初步形成了自己的理论。但是,地质学的迅速发展则是在 1949年全国解放以后,在党的领导下,成立了地质工作部门和研究机构,建立了地质院校成批地培养了地质科技人材,在全国普遍开展了地质调查和矿产普查勘探,不但积累了大量的资料,编制了各种比例尺的区域性和全国性的以及亚洲的地质图件,而且在矿产资源勘探和研究方面取得了巨大的成就,保证了社会主义建设对矿产资源和地质资料的需要;在地质学的各个分支科学方面也都取得了很大的进展,出现了蓬勃发展的局面。
⑩ 地质发展简史
早古生代以来,因多期沉降,鄂尔多斯盆地形成了厚达5000~10000m的沉积盖层,后经多期抬升,形成了加里东期、印支期和燕山期多个明显侵蚀面。盆地沉积主要经历了三大发育阶段,即早古生代陆表海、晚古生代滨海平原及中生界内陆湖盆。
元古宙末,盆地开始沉降,出现早古生代最早的浅海台地。早寒武纪,整个的中东部、北部的广大地区为古陆,而西南区首先沉降并接受沉积,从西、南两侧向古陆超覆,形成了一套边缘海的砂页岩和碳酸盐岩。
中寒武张夏期,盆地整体下降,是长城纪以来下降和海侵规模最大的一次。除北部的乌兰格尔古陆以外,其余地区均接受了沉积,西南部沉积了一套较厚的盆地边缘相灰岩和页岩,中央古隆起地区沉积较薄,为一套潮坪相的含泥云岩和颗粒灰岩;在其余地区,主要为浅滩相的颗粒灰岩沉积。
晚寒武纪,盆地又趋于抬升,海水从中央古隆起逐渐退缩,此时中央古隆起和北部乌兰格尔为古陆,西南部沉积了一套盆地边缘相白云岩,而在庆阳和乌兰格尔古陆周缘沉积了一套较薄的潮坪云岩,东部为局限海白云岩。
早奥陶纪冶里期和亮甲山期,盆地继续抬升。西部抬升的早且幅度大,致使西部和中北部广大地区为古陆,而在东南部的坳陷区,沉积了一套潮坪相云岩和泥质云岩。
奥陶纪马家沟期,除乌兰格尔外,整个盆地再次整体下沉,为继寒武纪以后的又一次大幅度、大范围海侵。在中央古隆起的西部为开阔海环境的灰岩沉积,其东部为闭塞的台地膏盐湖相沉积,表现为膏盐岩、白云岩和灰岩互层。此时的中央古隆起地区为潮上环境的膏盐和云岩。
中奥陶世平凉组,海水退缩至西部和南部,使该区沉积了一套黑色灰岩和泥质灰岩,晚奥陶世后,因加里东运动,整个盆地全部抬升为陆,缺失了志留系、泥盆系和下石炭统,并经历了近1.5亿年之久的风化剥蚀和大气淡水淋滤,形成了较厚的奥陶系顶部风化壳,它是下古生界天然气运移聚集的重要储集场所。
中石炭世晚期,华北海和祁连海同时从东、西两个方向侵入盆地,但中间仍被中央古隆起分隔,形成东、西两个不同的沉积海域,其中西部海域沉降幅度大。
晚石炭世太原期,海侵范围扩大,华北海和祁连海连为一体,东、西沉积差别消失,海水淹没了整个盆地,沉积了一套太原组黑色泥岩、炭质泥岩、煤及局部生物灰岩。
图2-2鄂尔多斯盆地综合地层柱状图及石油地质基本特征(据冯福闿等,1995,有修改)
早二叠世山西期,海水从中央古隆起的两侧向东、西方向退出,至此开始了鄂尔多斯盆地的陆相沉积期。早二叠世晚期以后(石盒子期),湖沼面积缩小,煤层变薄,至二叠纪末期,以干旱气候为主,又发育了大面积湖沼杂色沉积,这期间可形成储集层及良好的盖层。到中生代才形成统一的盆地——鄂尔多斯盆地。
鄂尔多斯盆地地温梯度介于2.3~3.2℃/100m,平均为2.8℃/100m。石油地质基本特征见图2-2。纵向上,鄂尔多斯盆地被划分为三套含油气系统。中部气田即处于下古生界含气系统中,它是以下古生界奥陶系顶部风化壳为储层,直接被石炭系底部铝土质泥岩覆盖,以上古生界石炭-二叠系含煤地层为区域盖层。