地层划分.doc

地史与大地构造 一、地史 （一）地质年代 地质年代又称为地质时代，是指各种地质事件(如地层的形成)发生的时代和年龄，它包括两方面的含义：一是指地质事件发生距今的实际年数，称为绝对地质年代。二是指地质事件发生的先后顺序，称为相对地质年代。1、绝对地质年代绝对地质年代，又称为同位素地质年龄，单位以百万年计。它是依据岩石中所含放射性元素及其蜕变产物的比例，用衰变常数（半衰期）进行计算和确定。2、相对地质年代相对地质年代是依据地层形成的顺序和生物演化规律的原理来划分和确定，分别叫做地层层序律和生物层序律。(1)地层层序律沉积物的形成是由下而上一层一层的叠置起来的，先沉积的在下面，后沉积地在上面，沉积岩层这种正常的层序关系，反映了沉积历史的先后，具有下老上新的相对关系，称为地层层序律。地层层序律只能确定岩层的相对新老关系，而不能解决地层归属及不同地区地层时代对比问题。 沉积岩的正常层序(2)生物层序律地球上的生物，经历了由简单到复杂，由低级到高级的发展过程，而且生物的进化是不可逆的，也就说任何一种生物一经灭绝，在以后的演化过程中，绝对不再重复出现，同时生物演化的历史，又使生物不断适应生活环境的过程。在不同环境的地质历史时期，必定有不同的生物种属和生物群，所以地质年代越老的地层，保存的生物化石越低级简单，地质年代新的地层，保存的生物化石越高级复杂，称为生物层序律。利用生物层序律就可以确定地层时代的归属和不同地区地层时代的对比问题。 生物演化系谱3、地质年代表通过对全世界各地区地层剖面的划分和对比，综合岩石同位素年龄测定和古生物研究资料，结合我国实际，将地球发展演化的历史，按从新到老的顺序，进行系统性的排列，编制而成的年表，称为地质年代表。地质年代表的内容包括了地质年代划分的顺序、名称、代号和绝对年龄，以及历次重大构造运动和生物演化规律。它简明扼要地反映了地壳发展的主要特征，便于地质工作对比应用。（二）地层单位 地层是地壳发展过程中，先后形成的具有一定层位的层状或非层状岩石的总称，是一定地质年代内形成的各种岩石。为了研究地壳发展历史，地质制图以及地层对比等需要，把组成地壳岩层划分成不同类型、不同级别的单位，称为地层单位。地层单位有以下几种：1、年代地层单位年代地层单位，又称为国际性地层单位，是指以地层的形成时限（地质时代）作为依据而划分的地层单位，它具有严格的时间界限，其顶底面都是以等时面为界。年代地层单位与统一的地质年代表中地质年代单位宙、代、纪、世相对应，分别称为宇、界、系、统。如在白垩纪形成的地层，不论其岩性、厚度或化石的差异如何，统称为白垩系地层。 地质年代单位 年代地层单位宙-宇 代-界 纪-系 世-统2、岩石地层单位岩石地层单位又称地方性地层单位，是依据岩性变化、岩性组合、沉积韵律及沉积间断等岩性特征划分的地层单位，它没有严格的时间界限，但它反映了特定地区的沉积环境特征。岩石地层单位按级别大小划分为群、组、段、层四级。(1)组组是岩石地层划分的基本单位，岩性上表现为有一定的规律性和均一性。组的厚度可大可小，可以从几米几百米、甚至几千米。组的界限一般划分在明显的岩性变化面上。如北京昌平天津蓟县一带的下马岭组主要是页岩，长龙山组主要是砂岩，景儿峪组主要是泥灰岩，三个组的分界明显。组的命名一律用最初建组的地名加组来命名，如徐庄组、栖霞组等。(2)段段是比组低一级的岩石地层单位，它主要是依据明显的岩性特征划分出来的岩性段，是两种以上岩层构造的组的再分，代表组的一部分。段可用地名加段或岩石名称加段来命名，如长龙山组可再分为下部龙山段(砂岩)、上部前坡段(页岩)；飞仙关组划分为下部灰岩段、上部页岩段等。(3)层层是岩石地层单位中级别最小的单位，是一个能从岩性上区别于其上下层的单位层，一般没有统一的命名。(4)群群是最大的岩石地层单位，它由成因上相互联系的两个或两个以上的组构成(但组不一定都归结成群)，群与群之间有明显的沉积间断或不整合。如青白口群就包括下马岭组、长龙山组和景儿峪组，岩性上构成一个大的沉积旋回，它的地层间都有沉积间断，标志着构造环境和沉积条件的显著改变。群也是地名加群进行表示，如登封群、泰山群等。（三）地层年代的确定 地层的绝对年代可以根据岩石所含放射性元素及其衰变规律来确定。但在一般地质工作中，用的较多的是地层的相对年代，地层相对年代常用以下方法确定：1、地层层序法根据地层层序律，在沉积岩形成之后，如果没有经过激烈的构造变动，使地层倒转，则位于下面的地层时代较老，位于上面的地层时代相对较新。2、古生物化石法根据生物层序律及一定种属的生物生活在一定的地质时代，同一时代的地层保存有相同或相近种属的生物化石。因此，可以认为在同一地区含有相同生物化石的地层，属同一时代。用古生物标准化石，就可以确定该地层形成的地质年代，如寒武系的珠角石、奥陶系的三叶虫、志留系的笔石，泥盆系的鱼类化石、大羽羊齿植物化石，侏罗白垩系的恐龙化石等，都可作为该时期的标准化石。三叶虫珠角石笔石鱼恐龙3、岩性对比法 一般在同一地质时期，同一环境下形成的岩石，它们的矿物成分、结构和构造、岩石组合等特征都应该是相似的，因此我们就可以将未知地质年代的地层岩性特征，与已知地质年代的地层岩性特征进行对比，从而可以确定未知地层的地质年代，在进行对比时，既要本层岩石的岩性特征，又要对比与之相应的上下岩性组合的特征。岩性对比法是地质工作中常用的方法之一。4、接触关系法：通过对岩层相互接触形式的分析，也可以确定相邻地层的相对新老关系。比如：角度不整合接触，一般是较新的岩层覆盖于较老的岩层之上。二、大地构造及大地构造假说 大地构造是指由于大范围乃至全球范围的地壳运动所造成的地壳构造形态。大地构造学就是研究地壳构造的发生发展规律、分布组合规律、形成机制和地壳运动的原因。自十九世纪以来，出现了许多种大地构造学说。 大地构造假说是关于地壳构造发生、发展、分布、组合、形成机制和地壳运动原因的假说。自世纪以来，出现了许多种大地构造假说，包括板块构造学说、地槽地台学说、大陆漂移说、地幔对流说、海底扩张说、多旋回构造运动说、地洼学说、断块构造说、波浪状镶嵌构造说、收缩说、膨胀说、波动说、四面体说等。世纪年代末以来，板块构造学说日益发展。大地构造假说虽然很多，但基本上可归为两类观点，即固定论和活动论。前者主张大陆自形成以来。它的基底位置固定不变，且从未经过水平运移，构造主要是地壳垂直运动的产物，故又称垂直论，固定论与新研究结果不符，已逐渐为人们所抛弃。后者认为地壳构造主要是由地壳水平运动产生的，因此又称为水平论。 （一）地槽地台说 槽台说的主要论点是：地壳运动以垂直的升降运动为主，水平运动是垂直运动派生的，而且地壳的各个地方的升降运动、沉积厚度、构造变动、岩浆活动和变质作用等都有很大的差异。因此，把地壳划分出两个基本的构造单元，即活动性较强的地槽和稳定性较大的地台，并且地槽经过发展可以转化为地台。1、地槽地槽是指地壳中狭长的活动性强烈的槽形地带，它呈线状或盆状分布在大边缘、大陆内部或大陆之间，延伸几百几千公里，宽几十几百公里。地槽内部构造运动强烈、地震活动频繁、岩浆活动剧烈和变质作用发育，地槽的发展分前后两个阶段：前期表现为强烈的沉降作用，不断接受沉积，形成巨厚的沉积岩层，并常伴有火山活动；后期则表现为强烈的上升作用，沉积岩层被强烈褶皱，并隆起为山，还伴有强烈的岩浆活动和变质作用，这种作用形成的褶皱构造地带称为褶皱带。2、地台地台是大陆地壳中相对稳定的构造单元，一般认为是由地槽褶皱带转化而成的。地台在地质历史发展过程中，地壳运动相对比较缓慢，构造变动、岩浆活动和变质作用等都不如地槽强烈。地台在结构上分为上下两个构造层：下层称为地台的褶皱基底，是地台形成前的地槽阶段的产物，岩层褶皱复杂，变质强烈，主要由褶皱变质岩系组成；上层叫地台的沉积盖层，是在褶皱基底形成以后，在侵蚀面上形成的新岩层，成层清楚，构造运动缓和，褶皱轻微，主要由水平的或缓倾斜的沉积层组成。在褶皱基底和沉积盖层之间存在着明显的不整合面，说明地台是在地槽形成褶皱以后，地壳趋于稳定，经过长期剥蚀夷平，转化而成地台的。3、槽台说的局限性：地槽地台说对于引起地槽和隆起的原因，以及地槽、地台的分布、发展规律等问题，还不能做出圆满的解释。（二）板块构造学说 板块构造学说的基本原理是地壳表层是由数量不多、大小不等的岩石圈板块拼合起来的，每个板块都浮在地慢的软流层上，彼此能够独立的运动，并发生相互挤压、摩擦。由于板块活动彼此相互作用和影响，因而产生各种地质构造，比如在大洋中脊处产生了引张断裂构造，在岛弧海沟处产生的压性构造等，称为板块构造。扳块构造学说将全球划分为太平洋板块、欧亚板块、印度板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块，六大板块，除太平洋板块几乎全在海洋外，其余板块既有陆地，也有海洋，板块之间，以洋中脊、大陆裂谷、海沟岛弧以及转换断层等地壳构造特征为界，板块的内部是相对稳定的区域，而板块间相互结合的边界地带却是活动的区域，具有频繁的地震、火山活动、岩浆侵入和造山运动等特征扳块构造学说认为，地慢热力对流作用是驱动扳块运动的动力，即浮在地幔软流圈上的岩石圈板块是随着软流圈的对流而运动的，并且水平运动占主导地位，可以发生数千公里的大规模水平位移。在板块漂移过程中，它们或相互分散裂开，或碰撞焊合，或平移相错，从而形成了海沟、岛弧、转换断层、裂谷、洋中脊和山脉，它全面圆满地解释了岩石圈的构造特征和构造运动规律。（三）地质力学学说 地质力学开始于20世纪20年代，是我国著名地质学家李四光教授运用力学原理研究地壳构造和地壳运动及其起因创立发展的地质科学。地质力学的主要论点是：地壳中各种地质构造现象都不是孤立的，总是有一系列的构造现象相互伴生在一起，成为有机联系的整体，称为构造体系。因此，可以从地质构造现象出发，分析地应力分布状况和岩石力学性质，追索力的作用。从力的作用方式，进而追索地壳运动方式，探索地壳运动的规律和起源。根据对全球构造体系的分析研究，它认为地壳运动是以水平运动为主，垂直运动是水平运动派生的，而产生地壳运动的动力则来自地球自转角速度的变化。构造体系是指具有相互联系的各种构造形迹组成的构造带，以及它们之间所夹的地块或岩块组合而成的总体，按其形态特征与分布规律分为纬向构造体系、经向构造体系和扭向构造体系。1、纬向构造体系又称为东西向复杂构造带，它的主体由若干巨型东西向的构造带组成，包括东西向复式褶皱带、挤压断裂带、巨型凹陷或隆起带和变质岩组成，它是由南北向的挤压作用形成的。2、经向构造体系又称南北向构造带，它的主体由一系列走向南北的强烈褶皱挤压带和巨型张裂带组成。3、扭动构造体系又称扭动构造形式，它是由地壳的某部分，对其相邻的部分，发生相对扭动而形成的，一般规模不大，只有少数达到大型或巨型规模，并主要发生在地壳表层，这种构造体系类型复杂，构造形式比较多，但主要有“多”字型和“山”字型构造两种。(1)“多”字型构造又称“歹”字型构造，是由一系列平行斜列的褶皱、压性或压扭性断裂构造与其直交的张性断层构造组成，因形似“多”字而得名。(2)“山”字型构造是一种比较复杂的扭动构造形式，因外表形态似“山”字而得名，主体由前弧和脊柱两部分组成。前弧为平行斜列的弧形挤压带和与之斜交或垂直的扭性断裂和张性断裂构成，多呈弧形隆起；脊柱由褶皱挤压带和断裂带构成，也多表现为隆起带，但不穿越前弧。三、地史中的主要构造运动简况 （一）吕梁运动 吕梁运动是我国比较古老的地壳运动之一，也是一种次要的地壳运动，尤其在我国北方表现的十分强烈和广泛，主要是指前震旦晚期岩系与震旦亚界之间的强烈地壳运动，主在表现为褶皱断裂变动、岩浆活动、区域变质作用及部分混合岩化作用，从而使华北区及东北南部等地区，由地槽转化为稳定的地台状态，吕梁运动的时限距今约1918亿年，它广泛分布于前震旦岩系出露地区。（二）加里东运动 加里东运动一般泛指早古生代时期的地壳运动，其中以志留纪末期的一次运动最强烈，影响范围最广，它是以苏格兰的加里东山来命名的，加里东运动主要表现为志留系和更早的地层发生强烈的褶皱，同上覆的泥盆系地层发生了明显的角度不整合，并形成了从爱尔兰、苏格兰至斯勘的纳维亚半岛的加里东造山带。在我国位于康滇古陆和江南古陆之间的上杨子海地区上升成了杨子古陆，而位于江南、淮阳、华夏三古陆之间的东南凹陷带，一向比较活动，沉积很厚，此时也发生了强烈褶皱，在我国又称为广西运动，西北各海槽区也受到了影响，如岩浆侵入，局部地区褶皱隆起，巨厚的下古生界地区大部分变质等。加里东褶皱带实际上是位于北美地台和欧洲地台之间的活动带。（三）海西东运动 海西运动又称为华力西运动，以德国的山名而得名。在我国泛指晚古生代时期的构造运动，其中以二叠纪末表现最为强烈。海西运动远比加里东运动显著而广泛，它使环列我国西北、北方的各地槽带在晚古生代结束以前，全部褶皱成山，海水大规模撤退，只在西藏狭小地区有海水存在。所以，海西构造运动期，是我国从海洋向陆地转化的重大时期，使大地构造轮廓和地理环境发生了很大变化。（四）印支运动 印支运动是发生在从整个三叠纪期间到早侏罗世之前的一次较为强烈的地壳运动，它位于四川西部、甘肃和青海南部的雪山海槽全部褶皱隆起，同时使我国南方发生大规模的海退，华北、华南连成一片完整大陆，基本结束了南海北陆的局面，也是我国东部古地理、古构造格架发生巨变的转折点。（五）燕山运动