地质年代怎么测

『壹』 请问地层的年代是怎么确定的

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、千、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内，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，我国华北和尔北的南部，奥陶纪地层是厚层质纯的石灰岩；广西、湖南—·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、碳质层等特征米定“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。
(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，米确定其相对年代。地层之间的接触关系有：接合接触、平行不整合(假整合)接触、角度(斜交)不整合接触(图3－1)。
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。
②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旷行不整合<假整合)接触。
③角度(斜交)不整合接触 当地壳由下降转为上升过程中， 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。当这套地层露十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。

『贰』 如何看地质年代表

地球四十多亿年的历史首先被划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙四个大的地质年代阶段。冥古宙（46亿年前 38亿年前）的时候，地球刚刚形成，但未保存地质纪录，是生命起源的时期；太古宙（38亿年前 25亿年前）的生命形式处于很低的发展阶段，主要为原核生物（如蓝藻和细菌）；元古宙（25亿年前 5.4亿年前）先后出现了真核生物、多细胞动物和多细胞植物；显生宙（5.4亿年前 现在）开始，我们熟悉的各生物的种类陆续出现，并蓬勃发展至今。

显生宙进一步分为古生代（5.4亿年前 2.5亿年前）、中生代（2.5亿年前 0.65亿年前）和新生代（0.65亿年前 现在）三个阶段。顾名思义，它们分别代表了生物演化的“古老”、“中等发达”和“新生”的阶段。

每一个“代”又可被细分为几个次级的单元“纪”。例如古生代由老到新分为寒武纪、奥陶纪和志留纪。著名的澄江生物群和“寒武纪生命大爆发”就发生在寒武纪的早期。中生代分为三叠纪、侏罗纪、和白垩纪。中生代又被称为爬行动物的时代；恐龙、鱼龙和翼龙就生活在中生代，从三叠纪开始出现，到白垩纪末绝灭。著名的热河生物群生活在白垩纪的早期。新生代分为古近纪、新近纪（过去使用的第三纪相当于目前采用的古近纪与新近纪）和第四纪。虽然鸟类、哺乳类和开花的植物都在中生代开始出现的，但到了新生代才开始了大的发展。我们人类进化的历史则发生在第四纪。

一个“纪”一般还可以再进一步细分为两个或三个阶段，这时被称为“世”，通常前面分别以“早、晚”或“早、中、晚”来限定。例如，侏罗纪分为三个阶段：早侏罗世、中侏罗世和晚侏罗世。再如，贵报曾报道过《我国辽西早白垩世恐龙长四个翅膀》，这里的“早白垩世”，就是白垩纪里的一个阶段。

『叁』 半成岩如何确定地质年代

地质学表示时序的 方法有两种。一种为相对地质年代，即利用地层层序律、生物层序律以及切割律等来确定各 种地质事件发生的先后顺序;另一种为同位素地质年龄，即利用岩石中某些放射性元素的蜕 变规律，以年为单位来测算岩石形成的年龄，也称绝对地质年代。

相对地质年代的确定

(一)、相对年代(relative age)
即把各个地质历史时期形成的岩石以及包含在岩石中的生物组合，按先后顺序确定下来，展示出岩石的新老关系。因此，相对年代只能说明各地质事件发生的早晚，而没有绝对的数量关系。
确定相对年代，主要是根据岩层的叠复原理、生物群的演化规律和地质体(岩层、岩体、岩脉等)之间的切割关系这三个主要方面进行的。
叠复原理(law of superposition)
沉积岩的原始沉积总是一层一层的叠置起来，表现了下老上新的关系。遗憾的是，各地区的地层并非都是完整无缺，有的地区因地壳下降而接受沉积，另一些地区又因地壳上升而遭受剥蚀。在这种各地不统一的情况下，要建立大区域的或全球性的统一地层系统，就必须把各地零星的地层加以综合研究对比，最后综合出一个标准的地层顺序(或地层剖面)，这种方法叫地层学法。它主要是研究岩石的性质。
生物群的演化规律(law of faunal succession)
除了利用岩性和岩层之间的叠复关系来解决岩层的相对新老外，人们发现保存在岩层中的生物化石群也有一种明确的可以确定的顺序。而且处在下部地层中的生物化石，有的在上部地层中也存在，有的则绝灭了但又出现一些新的种属。这充分说明，生物在演化发展过程中具有阶段性。而且在某一阶段中绝灭了的生物种属，不会在新的阶段中重新出现，这就是生物进化的不可逆性。因此，愈老的地层中所含的生物化石愈原始，愈低级;愈新的地层中所含生物化石愈先进，愈高级。这就是划分地层相对年代的生物群演化规律。这种方法叫古生物学法。
这里特别要指出的是，生物的存在与发展总是要适应随时间而变化的环境，所以在不同时代的地层中，往往有不同种属的生物化石。有趣的是，有些生物垂直分布很狭小(生存时间短)，但水平分布却很广(分布面积大，数量多)，这种生物化石对划分、对比地层的相对年代最有意义，称为标准化石(index fossil)。所以不论岩石的性质是否相同，相差地区何等遥远，只要所含的标准化石或化石群相同，它们的地质年代就是相同或大体相同的。
地质体之间的切割关系(law of dissection)
由于地壳运动、岩浆作用、沉积作用、剥蚀作用的发生，常常会出现地质体(岩层、岩体、岩脉)之间的彼此穿切现象。显然，被切割的岩层比切割的岩层老;被侵入的岩体比侵入的岩层或岩脉老。利用这种关系来确定岩层的相对地质年代，就叫构造地质学法

『肆』 测定地质年代

地质学家很早就开始了利用岩层的相对层和其中所含的标准化石，作地层对比来研究 地层的年代。但是岩石的年龄有绝对年龄（即自岩石形成到现在的实际年限）和相对年龄（即依据岩石形成的先后次序而得到的年代）。像这样由地层对比确定的只能是相对年龄，而不是绝对年龄。1902年卢瑟福（E.Rutherford）提出利用放射性核素的自然衰变作为 宇宙的时间尺度，即通过计算衰变母体和子体的比值，来确定岩石形成的时间，这才给地 质年代的研究开创了一条新的道路。

图5-13 栖霞水泥厂综合物探找水（据程业勋等，2005）

图5-14 α法寻找地下热水（据程业勋等，2005）

图5-15 安徽半汤放射性勘探综合剖面图（据贾文懿，1988）

（一）测定地质年代的原理

依据放射性衰变来测定岩石和矿物的形成时间，可取得各个地质时期岩石的绝对 年龄。

根据本章 第一节中已叙及的放射平衡概念，当母元素与其后代的子元素达到放射平衡时，它们的衰变率应相等。现设母元素的量为N，其后相继的子元素的量为N₁，N₂，…，N_n；N_n表示最后的稳定元素的量，则它们中间应有如下关系：

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若初始t＝0时N＝N₀，即N₁＝N₂＝…＝N_n＝0时，式（5-15）的解为

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中间各代子元素的解较复杂，这里不予列出。但已知除最后稳定元素外，中间各代子元素 的半衰期都很短，都比初始的长寿母元素短很多。所以，λ₁，λ₂，…，λ_n-1》λ，而经历的 时间t也是很长的，因此，λ₁t，λ₂t，…，λ_n-1t都是很大的。这样式（5-17）和式（5- 18）即可化简为

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可见，除最后的稳定同位素以外，各代子元素与起始的母元素数量之比皆为常数。

由式（5-16）和式（5-20）可得

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因此，当分析岩石取得母元素和最后稳定元素的数量时，便可由式（5-21）计算出岩石 年龄。

（二）测定地质年代的方法

地质年代测定的方法很多，通常使用的有铀—铅法、钾—氩法、铷—锶法、碳法及裂变径迹法等，这里主要介绍前两种方法。

1. 铀—铅（U-Ph）法

在许多岩浆岩中，特别是伟晶岩中，常含有少量的铀和钍，²³⁸U、²³⁵U与²³²Th各系衰 变时，最后形成的都是稳定的铅同位素。

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这三个放射系都能满足上述式（5-16）～式（5-18）的条件。若岩石和矿物在形成时，原来不含放射性来源的铅，则由现在所含的铀或钍与铅的比值，就可测出矿物自形成 时到现现的时间，由式（5-20）可写：

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由式（5-23）中任一等式均可求出t。

另一方法是将式（5-23）中前两式相除，即得

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式中： 是两种铀同位素现在的比值，是已知的，等于137.8。所以，由岩石（或矿石）所含的两种铅同位素的比值 即可求出t。

铀—铅法是最早使用的测定地质年代的放射性方法。由于铀、钍常常共生，一块标本 可测得四种比值，算得的年龄可以彼此验证。又因为它们的半衰期很长，所以最适用于比 较古老的（如前寒武纪）岩石。在实际测定中当然还会碰到更复杂的情况：如在矿物形成 时原来就有铅；铀、钍和铅在地质时期中都可能丢失或增加等等。这些因素常可用适当方 法校正。

2.钾—氩法

铀—铅法虽然是一种较可靠的方法，但含铀、钍的岩，矿石不太多。钾则是一种几乎到处都有的元素，尤其在两种主要造岩矿物——长石和云母中存在。钾的一种同位素⁴⁰K 是放射性的，它衰变有两种产物：一种是⁴⁰Ca；另一种是⁴⁰Ar。由式（5-16），可类比 写出

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式中：⁴⁰K⁰为t＝0时的数量。

同理，可以写出

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利用式（5-25）和式（5-26）可求t。但自然界中⁴⁰Ca和Ca常混在一起，故难以测 定⁴⁰Ca的含量。因此，钾—钙法很少用。钾—氩法可用于岩浆岩和变质岩区，有时也可用 于测定陨石的年龄。

『伍』 地质年代学的测定方法

如根据 α射线和裂变碎片对周围物质的次生作用来确定物质形成的年龄，主要有裂变径迹法、热释光法、多色晕法和氧法。裂变径迹法是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。该法测试技术简单，测定年龄范围大，一般为100万年至2亿年，这一数值与钾－氩法基本一致。裂变径迹法适用的矿物有云母类、角闪石类、榍石、磷灰石、锆石和火山玻璃等。热释光法与岩石中放射性物质辐射能量有关，它在测定年青岩石、矿物年龄方面能起较大作用。
此外，还有根据地质体中某些物理变化特征来确定其地质年龄的方法：①氨基酸降解法、双折射比较色散法等；②根据沉积岩中纹泥层测算沉积时间长度；③根据古生物生长节律（古生物钟）来测算其生存的地质时间长度等。 主要包括地质、岩石、古生物和古地磁的方法。根据地层层序律确定地层新老关系的方法，开始于18世纪末期。一些具有特殊性或特殊矿产的岩层,可作为确定相对地质年代的标志,例如条带状磁铁石英岩只形成于太古宙至元古宙，煤（包括石煤）仅出现于前寒武纪以后。生物地层法是利用化石来鉴定地层时代。利用化石来划分地质时代是可靠的，因为生物界的矛盾发展具有特殊的规律，表现出清楚的不可逆性和阶段性。生物界的演化，由简单到复杂，由低级到高级，不可能出现完全重复。这个过程也不是均一的或等速的，而是由缓慢的量变与突变或生物大量绝灭的急速质变交替出现所组成。在同一时期内，生物的总体面貌大体具有全球的一致性，至少在大区内具有一致性。因此，化石是确定相对地质年代的主要手段，并据此对地质年代进行划分。时间对比图解法是利用化石总延续时限来显示沉积岩地层序列上的时间控制，此法包括一种图像标绘，根据两个剖面上共有化石的最早出现和最终消失的顺序（即延限），以及各剖面上岩石堆积速率，来显示出相似年代的两个岩层剖面间的最佳时间对比。此外，根据岩层穿切关系原理能够简易地判别岩层相对的新老关系，被穿切的地层总是老于后期穿切的地质体。不整合面存在时，在正常情况下，不整合面以上的地层总晚于其下的地层序列。
古地磁法是利用地磁极性正常和倒转的交替，借助于已知地层时代和同位素年龄数据，编出地磁极性年代表，它是进行磁性地层工作的标尺。

『陆』 怎样确定一个地区的地质年代和判断地质活动

根据出露地表的化石及地质年代表确定地质年代；
根据岩层产状、岩层接触情况、岩浆活动情况和地形地貌判断地质活动。

『柒』 用什么方法来确定地质年代

1、相对年代的确定方法
（1）地层学方法（地层层序律：1669年，出生于哥本哈根的斯特诺(Nicolaus Steno，1638-1686)总结出在岩层之间，存在着如下的规律：岩层在形成后，如未受到强烈的地壳运动的影响而颠倒原来的位置，应该是先沉积的在下，后沉积的在上，一层压一层，保持近于水平的状态，延展到远处才渐渐尖灭。地层形成时是水平或近于水平的，先形成的位于下部，后形成的位于其上部.注意：原始产出的上新下老，并非现在野外见到的地层都是上新下老，其中又有后期地壳运的改造。对于后期地壳运动使地层变动（倾斜、倒转）的地层层序可用沉积构造中的层面构造（波痕、泥裂、有痕等）作为“示底构造”恢复顶底后，判断先后顺序。
（2）古生物学方法（化石层序律）：生物演化是由简单到复杂，由低级到高级，生物种属由少到多，而且这种演化和发展是不可逆的。因而，各地质时期所具有的生物种属、类别是不相同的。时代越老，所具有的生物类别越少，生物越低级，构造越简单；时代越新，所具有的生物类别越多，生物越高级，构造越复杂。因此，在时代较老的岩石中保存的生物化石相对较低级，构造较简单；而在时代较新的岩石中保存的生物化石相对较高级，构造较复杂。
（3）构造地质学方法（切割律）：上述两条准则主要适用于确定沉积岩或层状岩石的相对新老关系，但对于呈块状产出的岩浆岩或变质岩则难以运用，因为它们不成层，也不含化石。但是，这些块状岩石常常与层状岩石之间以及它们相互之间存在着相互穿插、切割的关系，这时，它们之间的新老关系依地质体之间的切割律来判定，即较新的地质体总是切割或穿插较老的地质，或者说切割者新、被切割者老。
2、同位素年龄（绝对年龄）的测定
（1）铷-锶法、铀（钍）-铅法：主要用于测定较古老岩石的年龄；
（2）钾-氩法：有效范围大，几乎可以适用于绝大部分地质时间，而且钾是常见元素，许多矿物中都富含钾，因而使钾-氩法的测定难度降低、精确度提高，所以钾-氩法应用最为广泛；
（3）14C法：由于其同位素半衰期短，它一般只适用于5万年以来的年龄测定；
（4）钐-钕法、40Ar-39Ar法：精度高，分辨率强。

『捌』 用什么方法来确定地质年代

1、相对年代的确定方法
（1）地层学方法（地层层序律：1669年,出生于哥本哈根的斯特诺(Nicolaus Steno,1638-1686)总结出在岩层之间,存在着如下的规律：岩层在形成后,如未受到强烈的地壳运动的影响而颠倒原来的位置,应该是先沉积的在下,后沉积的在上,一层压一层,保持近于水平的状态,延展到远处才渐渐尖灭.地层形成时是水平或近于水平的,先形成的位于下部,后形成的位于其上部.注意：原始产出的上新下老,并非现在野外见到的地层都是上新下老,其中又有后期地壳运的改造.对于后期地壳运动使地层变动（倾斜、倒转）的地层层序可用沉积构造中的层面构造（波痕、泥裂、有痕等）作为“示底构造”恢复顶底后,判断先后顺序.
（2）古生物学方法（化石层序律）：生物演化是由简单到复杂,由低级到高级,生物种属由少到多,而且这种演化和发展是不可逆的.因而,各地质时期所具有的生物种属、类别是不相同的.时代越老,所具有的生物类别越少,生物越低级,构造越简单；时代越新,所具有的生物类别越多,生物越高级,构造越复杂.因此,在时代较老的岩石中保存的生物化石相对较低级,构造较简单；而在时代较新的岩石中保存的生物化石相对较高级,构造较复杂.
（3）构造地质学方法（切割律）：上述两条准则主要适用于确定沉积岩或层状岩石的相对新老关系,但对于呈块状产出的岩浆岩或变质岩则难以运用,因为它们不成层,也不含化石.但是,这些块状岩石常常与层状岩石之间以及它们相互之间存在着相互穿插、切割的关系,这时,它们之间的新老关系依地质体之间的切割律来判定,即较新的地质体总是切割或穿插较老的地质,或者说切割者新、被切割者老.
2、同位素年龄（绝对年龄）的测定
（1）铷-锶法、铀（钍）-铅法：主要用于测定较古老岩石的年龄；
（2）钾-氩法：有效范围大,几乎可以适用于绝大部分地质时间,而且钾是常见元素,许多矿物中都富含钾,因而使钾-氩法的测定难度降低、精确度提高,所以钾-氩法应用最为广泛；
（3）14C法：由于其同位素半衰期短,它一般只适用于5万年以来的年龄测定；
（4）钐-钕法、40Ar-39Ar法：精度高,分辨率强.

『玖』 如何确定相对地质年代和绝对地质年代

地质年代：地壳上不同时期的岩石和地层，时间表述单位:宙、代、纪、世、期、时；地层表述单位：宇、界、系、统、阶、带。在形成过程中的时间（年龄）和顺序。
它包含两方面含义：其一是指各地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代；其二是指各地质事件发生的距今年龄，由于主要是运用同位素技术，称为同位素地质年龄（绝对地质年代）。这两方面结合，才构成对地质事件及地球、地壳演变时代的完整认识，地质年代表正是在此基础上建立起来的。

相对地质年代：

是指地层的生成顺序和相对的新老关系。它只表示地质历史的相对顺序和发展阶段，不表示各个地质时代单位的长短。
在研究地球的演化历史或者地质过程时，有时候并不一定需要知道地质事件发生的准确时间，而只需要知道它们之间的先后顺序，这种只确定地质事件发生先后顺序的方法称为相对地质年代。在没有找到合适的定龄方法之前，地质学家采用的就是相对地质年代的方法来确定地质事件发生的先后顺序。这种相对地质年代学的方法至今仍然是地质学家研究地质过程的主要手段。

绝对地质年代：
指通过对岩石中放射性同位素含量的测定，根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄。
绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法，绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。
在人类找到合适的定年方法之前，对地球的年龄和地质事件发生的时间更多含有估计的成分。诸如采用季节－气候法、沉积法、古生物法、海水含盐度法等，利用这些方法不同的学者会得到的不同的结果，和地球的实际年龄也有很大差别。较常见也较准确的测年方法是放射性同位素法。其中主要有U－Pb法、钾－氩法、氩－氩法、Rb－Sr法、 Sm－Nd法、碳法、裂变径迹法等，根据所测定地质体的情况和放射性同位素的不同半衰期选用合适的方法可以获得比较理想的结果。

相对地质年代的确定
确定相对年代,主要是根据岩层的叠复原理、生物群的演化规律和地质体（岩层、岩体、岩脉等）之间的切割关系这三个主要方面进行的.
叠复原理
沉积岩的原始沉积总是一层一层的叠置起来,表现了下老上新的关系.遗憾的是,各地区的地层并非都是完整无缺,有的地区因地壳下降而接受沉积,另一些地区又因地壳上升而遭受剥蚀.在这种各地不统一的情况下,要建立大区域的或全球性的统一地层系统,就必须把各地零星的地层加以综合研究对比,最后综合出一个标准的地层顺序（或地层剖面）,这种方法叫地层学法.它主要是研究岩石的性质.
生物群的演化规律
除了利用岩性和岩层之间的叠复关系来解决岩层的相对新老外,人们发现保存在岩层中的生物化石群也有一种明确的可以确定的顺序.而且处在下部地层中的生物化石,有的在上部地层中也存在,有的则绝灭了但又出现一些新的种属.这充分说明,生物在演化发展过程中具有阶段性.而且在某一阶段中绝灭了的生物种属,不会在新的阶段中重新出现,这就是生物进化的不可逆性.因此,愈老的地层中所含的生物化石愈原始,愈低级；愈新的地层中所含生物化石愈先进,愈高级.这就是划分地层相对年代的生物群演化规律.这种方法叫古生物学法.
这里特别要指出的是,生物的存在与发展总是要适应随时间而变化的环境,所以在不同时代的地层中,往往有不同种属的生物化石.有趣的是,有些生物垂直分布很狭小（生存时间短）,但水平分布却很广（分布面积大,数量多）,这种生物化石对划分、对比地层的相对年代最有意义,称为标准化石.所以不论岩石的性质是否相同,相差地区何等遥远,只要所含的标准化石或化石群相同,它们的地质年代就是相同或大体相同的.
地质体之间的切割关系
由于地壳运动、岩浆作用、沉积作用、剥蚀作用的发生,常常会出现地质体（岩层、岩体、岩脉）之间的彼此穿切现象.显然,被切割的岩层比切割的岩层老；被侵入的岩体比侵入的岩层或岩脉老.利用这种关系来确定岩层的相对地质年代,就叫构造地质学法.

因而可以通过岩层的种类，以及某个地质年代的特殊化石（例如三叶虫就是寒武纪的标志）能够确定了

『拾』 怎样确定相对地质年代

地质学表示时序的 方法有两种。一种为相对地质年代，即利用地层层序律、生物层序律以及切割律等来确定各 种地质事件发生的先后顺序；另一种为同位素地质年龄，即利用岩石中某些放射性元素的蜕 变规律，以年为单位来测算岩石形成的年龄，也称绝对地质年代。

相对地质年代的确定

（一）、相对年代（relative age）
即把各个地质历史时期形成的岩石以及包含在岩石中的生物组合，按先后顺序确定下来，展示出岩石的新老关系。因此，相对年代只能说明各地质事件发生的早晚，而没有绝对的数量关系。
确定相对年代，主要是根据岩层的叠复原理、生物群的演化规律和地质体（岩层、岩体、岩脉等）之间的切割关系这三个主要方面进行的。
叠复原理（law of superposition）
沉积岩的原始沉积总是一层一层的叠置起来，表现了下老上新的关系。遗憾的是，各地区的地层并非都是完整无缺，有的地区因地壳下降而接受沉积，另一些地区又因地壳上升而遭受剥蚀。在这种各地不统一的情况下，要建立大区域的或全球性的统一地层系统，就必须把各地零星的地层加以综合研究对比，最后综合出一个标准的地层顺序（或地层剖面），这种方法叫地层学法。它主要是研究岩石的性质。
生物群的演化规律（law of faunal succession）
除了利用岩性和岩层之间的叠复关系来解决岩层的相对新老外，人们发现保存在岩层中的生物化石群也有一种明确的可以确定的顺序。而且处在下部地层中的生物化石，有的在上部地层中也存在，有的则绝灭了但又出现一些新的种属。这充分说明，生物在演化发展过程中具有阶段性。而且在某一阶段中绝灭了的生物种属，不会在新的阶段中重新出现，这就是生物进化的不可逆性。因此，愈老的地层中所含的生物化石愈原始，愈低级；愈新的地层中所含生物化石愈先进，愈高级。这就是划分地层相对年代的生物群演化规律。这种方法叫古生物学法。
这里特别要指出的是，生物的存在与发展总是要适应随时间而变化的环境，所以在不同时代的地层中，往往有不同种属的生物化石。有趣的是，有些生物垂直分布很狭小（生存时间短），但水平分布却很广（分布面积大，数量多），这种生物化石对划分、对比地层的相对年代最有意义，称为标准化石（index fossil）。所以不论岩石的性质是否相同，相差地区何等遥远，只要所含的标准化石或化石群相同，它们的地质年代就是相同或大体相同的。
地质体之间的切割关系（law of dissection）
由于地壳运动、岩浆作用、沉积作用、剥蚀作用的发生，常常会出现地质体（岩层、岩体、岩脉）之间的彼此穿切现象。显然，被切割的岩层比切割的岩层老；被侵入的岩体比侵入的岩层或岩脉老。利用这种关系来确定岩层的相对地质年代，就叫构造地质学法（图4-1）。