地层学基本原理和方法

1、古生物地层学古生物地层学 0 0 绪论绪论1 1 古生物学基础（一）古生物学基础（一）生命的物质基础与细胞结构，生命的物质基础与细胞结构，生物的分类与命名生物的分类与命名生命起源与演化生命起源与演化生物与环境生物与环境2 2 古生物学基础古生物学基础 （二）（二）古生物学基本概念古生物学基本概念古生物的分类与命古生物的分类与命3 3 地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法 地层学基本原理地层学基本原理 地层的划分、对比和地质年代表地层的划分、对比和地质年代表 沉积岩相和古地理沉积岩相和古地理地壳运动和构造分区地壳运动和构造分区 4 4前寒武系前寒武系前寒武系概况前寒武系概况中国的太古宇和元古

2、宇中国的太古宇和元古宇前寒武纪全球地史概述前寒武纪全球地史概述5 5古生界古生界古生代的生物界古生代的生物界中国的寒武系、奥陶系、志留系中国的寒武系、奥陶系、志留系 、泥盆系、石炭系和二叠系泥盆系、石炭系和二叠系古生代全球地史概述古生代全球地史概述6 6中生界中生界 中生代生物界中生代生物界中国的三叠系、侏罗系和白垩系中国的三叠系、侏罗系和白垩系中生代全球地史概述中生代全球地史概述7 7 新生界新生界 新生代的生物界新生代的生物界 中国的古近系、新近系、第四系中国的古近系、新近系、第四系 新生代全球地史概述新生代全球地史概述课程授讲计划课程授讲计划1.1.地层、地层学的概念地层、地层学的概念岩

3、层：岩层：地球上层状的岩石（包括沉积岩、火山岩、变质岩）地球上层状的岩石（包括沉积岩、火山岩、变质岩） 地层（地层（stratum/ Strata stratum/ Strata ）：）：是具有某种是具有某种共同特征共同特征或属性的岩石或属性的岩石体，能以明显界面或经研究后推论的某种解释性界面与相邻的岩体，能以明显界面或经研究后推论的某种解释性界面与相邻的岩层和岩石体相区分。层和岩石体相区分。地层与岩层相比，除了有一定的形体和岩石内容之外，还具有地层与岩层相比，除了有一定的形体和岩石内容之外，还具有的含义。的含义。地层学基本原理地层学基本原理地层地层: :各种层状岩石的统称。各种层状岩石的统称

4、。包括所有的沉积岩包括所有的沉积岩, ,部分火成部分火成岩和变质岩。岩和变质岩。layered(ICS,1994)地层是各种地层是各种地质信息的地质信息的载体载体掌握其特性掌握其特性和解读方法和解读方法是全部地学是全部地学工作的基础工作的基础地层学基本原理地层学基本原理地层学的概念： 传统（狭义）地层学：研究地层顺序及与邻区地层的对比关系，建立其地层系统和相应的地质年代系统。 现代（广义）地层学：不但要研究岩层的形成顺序和年代关系，还要研究地层的物质特征（物理和化学）、时空分布规律和成因环境等方面的内容。地层学基本原理地层学基本原理地层学地层学: :研究层状岩研究层状岩石形成的石形成的先后顺序

5、、先后顺序、地质年代、时空分布地质年代、时空分布规律规律( (狭义狭义) )和形成环和形成环境条件及其物理、化境条件及其物理、化学性质的地质学分支学性质的地质学分支学科，其核心目标就学科，其核心目标就是建立地球科学的是建立地球科学的时时间坐标。间坐标。原始水平律原始水平律:地层沉积时是近于水平的，而且所有的地层都是平行于这个水平地层沉积时是近于水平的，而且所有的地层都是平行于这个水平面的面的(水平摆放水平摆放)。侧向连续律侧向连续律:地层在大区域甚至全球范围内是连续的，或者延伸到一定的距离地层在大区域甚至全球范围内是连续的，或者延伸到一定的距离逐渐尖灭逐渐尖灭(侧向连续侧向连续)。地层的侧向延

6、伸与尖灭地层的侧向延伸与尖灭Pinchout(c),Intertonguing(d),Lateralgradation(e)abNorthIsland,NewZealandcdeAtedgeofadepositionalbasin(a);Faultingfollowedbyerosion(b)Sedimentary facies change with the depositional environments, while the fossils change mainly with time不整合不整合平行平行parallel/discon.角度角度/angularDisconformit

7、y，假整合假整合整合整合连续连续/continuity不连续不连续discontinuity有地层缺失，上下地层产状一致有地层缺失，上下地层产状一致有地层缺失，上下地层产状不一致有地层缺失，上下地层产状不一致上下地层之间没有明显的沉积间断上下地层之间没有明显的沉积间断有沉积间断有沉积间断(hiatus/diastem),unconformityconformity非整合非整合nonconformity沉积接触沉积接触depositionalcontact侵入接触侵入接触intrusivecontact地层与地层地层与地层地层与其地层与其他地质体他地质体地层的接触关系地层的接触关系Thecont

8、actrelationshipsofstrata地层接触关系地层接触关系角度不整合角度不整合Angularunconformity非整合非整合nonconformity平行不整合平行不整合disconformity小间断小间断Paraconformity连续连续Continuity整合整合DS角度不整合的形成及意义角度不整合的形成及意义昌平组昌平组景儿峪组景儿峪组Parallelunconformity/disconformity（北京西山）（北京西山）1馒头组馒头组/Pt2云梦山组云梦山组,太行山辉县太行山辉县1400 Ma500 MaNonconformity,鸡冠山鸡冠山,北戴河北戴河沉

9、积接触沉积接触:年轻的沉积盖层直接覆年轻的沉积盖层直接覆盖在较古老的岩浆岩或深变质岩上盖在较古老的岩浆岩或深变质岩上,年轻沉积盖层的底部常含下覆岩石年轻沉积盖层的底部常含下覆岩石的成分或砾石的成分或砾石.侵入接触侵入接触:年轻的岩浆侵入到较古年轻的岩浆侵入到较古老的地层中老的地层中,年轻岩体的边缘常含年轻岩体的边缘常含来源于地层的捕虏体来源于地层的捕虏体,地层与岩体地层与岩体的交界部位常受到不同程度的烘烤的交界部位常受到不同程度的烘烤. 2.地层学的研究范围: 地层学是研究构成地壳的所有层状或似层状岩石体的特征和属性，并据此将它们划分为不同类型和级别的单位，进而建立它们之间的空间关系和时间顺序

10、的一门基础地质学科。 岩层的特征和属性包括形状、分布、岩性、化石内容、地质年龄、地球物理性质、地球化学性质等及其形成环境、形成方式和演化历史。 构成地壳的各类层状或似层状的岩石沉积岩(包括固结的或未固结的沉积物)、火山岩和变质岩都属于地层学的研究范畴。 7-1地层学基本原理地层学基本原理具体研究的内容主要包括以下几个方面： 研究地表岩层及其古生物化石的形成顺序，以确定岩石(包括沉积矿层)的地质时代及其划分和对比问题，这就是狭义的地层学研究的内容。 研究地层类型、分布规律及其所蕴藏的矿产资源。 研究地层形成的古环境，并通过各时代地层沉积相的分析，再造当时古地理环境，恢复地壳的沉积演变史。 研究地

11、层的沉积及岩浆组合的时空分布特征及与构造变动有关的变质作用，划分出不同的构造单元和构造阶段，恢复地壳的构造发展史。3. 地层学研究的内容7-1地层学基本原理地层学基本原理 在地层学研究中，不仅要对构成地壳的所有岩石体进行描述，而且要在分类、命名、对比的基础上建立它们之间的空间关系和时间顺序。 依据地层的不同性质所作的地层划分，可建立依据地层的不同性质所作的地层划分，可建立不同的地层不同的地层单位单位，最常用的地层单位有以下三类：，最常用的地层单位有以下三类： 岩石地层单位岩石地层单位生物地层单位生物地层单位年代地层单位和地质年代单位年代地层单位和地质年代单位 4 4 地层单位地层单位(Stra

12、tigraphicunit) 7-1地层学基本原理地层学基本原理 地层单位是指依据岩石所具有的任一特征或属性划分的、并能被识别的一个独立的特定岩石体或岩石体组合。 （1 1）岩石地层单位）岩石地层单位 岩石地层单位岩石地层单位是根据可观察到并呈现总是根据可观察到并呈现总体一致的岩性体一致的岩性( (或岩性组合或岩性组合) )、变质程度、变质程度或结构特征，以及与相邻地层间关系、或结构特征，以及与相邻地层间关系、所定义和识别的三维空间岩石体。所定义和识别的三维空间岩石体。岩石地层单位岩石地层单位可由一种或多种沉积岩、喷可由一种或多种沉积岩、喷出岩或其变质岩组成。出岩或其变质岩组成。其地层单位可分

13、其地层单位可分四级：群、四级：群、组组、段、层，其中、段、层，其中组组为最基为最基本的单位。本的单位。组是岩石地层划分的基本单位，用于地质填图、描述和阐明区域地质特征。组是野外宏观岩类或岩类组合相同，结构类似、颜色相近、呈现整体岩性和变质程度特征一致、空间上有一定的延展性，并能据以填图的地层体。组或者由一种岩石(沉积岩、火山岩或变质岩)构成，或者以一种岩石为主间有重复出现的其他岩石的夹层；或者由两三种岩石交替出现的互层所构成；还可能以很复杂的岩石组分或独特的结构所构成并与其他组相区别。 组具有一定的空间展布范围，在该范围内其岩性、岩相应基本稳定。（1 1）岩石地层单位）岩石地层单位 组（组（f

14、ormation）段(Member)段是组内次一级的正式岩石地层单位，具有与组内相邻岩层不同的岩石特征。段总是组的个组成部分，不能脱离组而独立存在。例如，长兴组就分为下部的葆青段和上部的煤山段。层（Bed）层是最小的正式岩石地层单位。一般只限于对那些能识别出来而且特别有用的一个层，或许多单层组成的单位才给予命名。它可以在段中存在，也可以在不分段的组中存在。像煤层、油砂或其他有经济价值的一些层，一般也给予命名，但这样的单位及其名称属于非正式岩石地层名称的范畴。 （1 1）岩石地层单位）岩石地层单位 群(Group)群是比组高一级的正式岩石地层单位。群可以由两个或两个以上相邻或相关的具有共同岩性(

15、或岩性组合)特征的组组合而成；也可以将一大套地层厚度巨大，岩类复杂，又因受到构造扰动致使原始顺序无法重建的地层视为一个特殊的群。必要时，群可以再分成几个亚群，或将两个或两个以上相邻并具有共同岩性(岩性组合)特征的群组建成一个超群。群的单位层型，就是它所包含的各个组的单位层型。组不一定要合并为群，只有为了更有效地在大范围内进行对比研究或为编制小比例尺图件的需要才并组为群。 （1 1）岩石地层单位）岩石地层单位 （2 2）生物地层单位）生物地层单位 定义：定义： 根据地层中所含有的生物化石内容根据地层中所含有的生物化石内容和特征所划分出来的地层单位，即：以和特征所划分出来的地层单位，即：以含有含有

16、相同的化石内容和分布为特征相同的化石内容和分布为特征，并，并与邻层化石有别的三度空间岩层体；也与邻层化石有别的三度空间岩层体；也就是根据地层中所含化石来定义和说明就是根据地层中所含化石来定义和说明地层特征的地层体。地层特征的地层体。 年代地层单位是指在特定的地质时间间隔中形成的成层或非成层的岩石体。形成年代地层单位的地质时间间隔称为地质年代单位(如形成石炭系的时间单位是石炭纪)。年代地层单位的顶、底界线都是以等时面为界。划分年代地层单位的目的首先是确定地区性的时间关系，其次是建立一个世界性的标准年代地层表，也就是建立个既能用于地区又能适用于全世界，在理论上既不间断又不重叠的完整年代等级表，使其

17、尽可能地符合地质历史的分期。 2年代地层单位和地质年代单位(Chronostratic unit and Geochronologic unit)地质年代单位按级别从大到小分为宙、代、纪、世、期、时，分别对应的年代地层单位是宇、界、系、统、阶、时间带.宇 Eonothem 界 Erathem 系 System 统 Series 阶 Stage 时带Chronozone宙 Eon 代 Era 纪 Period 世 Epoch 期 Age 时 Chron年代地层单位地质年代单位 年代地层单位是在特定地质时间内形成的所有岩石的综合体；只包括在该时间跨度内形成的岩层。年代地层单位以等时面为界，单位级别

18、与岩层所包含的时间长短相对应，而与岩层的厚度无关。年代地层单位与地质年代严格对应。(ICS(ICS，19941994，仍倾向于将时带作为无等级正式年代地层单位，仍倾向于将时带作为无等级正式年代地层单位) )3年代地层单位和地质年代单位宇是最大的年代地层单位，是一个宙的时期内形成的全部地层。现在公认的有三个宇：显生宇、元古宇、太古宇。太古宇和元古宇相当于通常所称的“前寒武系”。其相应的地质年代单位为太古宙、元古宙和显生宙。 界是全球年代地层表中小于宇、太于系的年代地层单位。一个界代表在一个代的时间内形成的全部地层。按生物演化的重大阶段，显生字再分为古生界，中牛界和新生界。界和对应的代使用同一专名

19、。按地质年代间隔将太古宇划分为始太古界、古太古界，中太古界和新太古界；把元古宇划分为古元古界、中元古界和新元古界。 系级别小于界、大于统，系是界的一部分，是全球年代地层表的主要参考单位。一个系代表一个纪的时间内所形成的全部地层，例如，寒武系、侏罗系。系和其所对应的纪使用同一专名。3年代地层单位和地质年代单位统是年代地层单位级别仅次于系的单位。 一个系可分为两个或更多个统，统是系的一部分。一个统代表一个世的时间内所形成的全部地层。统名由所在系的专名前增加下、中、上等字样组成一般情况下不采用地理专名命名；对应的地质年代单位世的名称世在所属纪的专名前加早、山、晚字样组成。但古近系(Paleogene

20、)、新近系(Neogene)和第四系的统名例外。古近系划分为古新统、始新统、渐新统；新近系划分为中新统和上新统；第四系划分为更新统和全新统。 阶是年代地层单位中较小的单位。 一个阶代表在一个期的时间内所形成的全部地层。由于阶能满足于全球或一个地区内年代地层划分与对比的需要，所以它可以作为年代地层划分的基本单位。阶比统低一级，等级也很明确。一般来说阶是统的再分，一个统通常包括两个以上的阶。但也有例外，个别统只有一个阶，在这种情况下，阶和统实际上成了相等的单位。阶与对立的期取同一专名。亚阶在年代地层单位等级中，亚阶是级别最低的一个正式单位。它代表一个亚期的时间内所形成的地层。 3年代地层单位和地质

21、年代单位 地层是全球性分布的，各个地区的地层发育特征和状况颇不相同，把不同地区的地层加以对比研究，找出它们的共同点和不同处，阅明其原因，并划分出不同的地层区域，这即是地层区划。地层区划主要根据地层发育的总体特征来划分。影响和决定这些特征的，主要是地壳活动的不平衡性、古地理与古气候条件的差异性以及古生物群的变化等综合因素。 地层区划通常分为两级： 一级地层区划(即地层区)，相当于大地构造分区的一级构造单元(或构造域)。在同一地层区内“系”级以上地层单位在岩相和生物区系上应可对比，“统”级地层单位基本可对比。 二级地层区划(即地层分区)，相当于大地构造分区的二级构造单元(地块、褶皱等)。在同一地层

22、分区内，要求“统”级地层单位在岩相和生物组合上完全可以对比，“组”级单位基本可对比。根据实际需要，在中生代陆相盆地及岩浆、火山活动带，还可进一步划分三级地层区划(即地层小区)，在同一地层小区内要求“组”级乃至“段”级地层单位在岩相和生物组合上可以对比。 地层区划地层区划(Stratigraphicregionalization)7-1地层学基本原理地层学基本原理 层型是指个已命名的成层地层单位或地层界线的原始或后来指定作为对比标准的地层剖面或界线。也就是指一个已经命名的地层单位或其界线的原始（或后来厘定的）典型剖面。单位层型（unit-stratotype）：即地层单位的典型剖面，作为说明和识

23、别一个地层单位的标准。 界线层型（boundary-stratotype）：给定和识别一个地层界线作标准用的一特殊岩层序列中的一个特殊点，即“金钉子”层型(Stratotype)7-1地层学基本原理地层学基本原理 7-2地层的划分、对比和地质年代表地层的划分、对比和地质年代表1 1. .地层层序律地层层序律：地层在未经过强烈构造变动而发生倒转的情况下，地层的地层在未经过强烈构造变动而发生倒转的情况下，地层的顺序总是顺序总是上新下老上新下老。也就是说，先形成的地层在下，后形。也就是说，先形成的地层在下，后形成的地层在上，即上覆地层年代新于下伏地层。成的地层在上，即上覆地层年代新于下伏地层。 2

24、2. .生物层序律生物层序律生物层序律是指根据生物层序律是指根据生物演化的前进性和不可逆性原理生物演化的前进性和不可逆性原理来来进行地层划分、对比，以确定地层层序。根据生物界的发进行地层划分、对比，以确定地层层序。根据生物界的发展规律一般来说，年代愈老的地层中所含化石的构造愈展规律一般来说，年代愈老的地层中所含化石的构造愈简单、愈低级，和现代生物差别愈大；而年代愈新的地层简单、愈低级，和现代生物差别愈大；而年代愈新的地层中所含化石愈复杂、愈高级，和现代生物愈接近。中所含化石愈复杂、愈高级，和现代生物愈接近。化石层序律化石层序律Principleoffossilsuccession不同时代的地层

25、含有不同的化石，含不同时代的地层含有不同的化石，含相同化石的地层其时代相同。相同化石的地层其时代相同。据此可以用来划分、对比地层据此可以用来划分、对比地层。William Smith (1769-1839)-地层学之父于1817年提出。化石层序化石层序律简图律简图根据化石内容1 对比不同剖面的地层2 确定地层的相对顺序及相对时间三剖面相距500KM根据地根据地层的特层的特征和属征和属性（如性（如岩性、岩性、化石和化石和不整合不整合面等）面等）将地层将地层组织成组织成相应的相应的单位。单位。ABC3.地层划分地层划分 7-2地层的划分、对比和地质年代表地层的划分、对比和地质年代表地层划分：根据地

26、层的特征和属性（如岩性和化石等）将地地层划分：根据地层的特征和属性（如岩性和化石等）将地层组织成相应的单位层组织成相应的单位找异找异岩性岩性“对比对比”是论证岩石特征是论证岩石特征和岩石地层位置和岩石地层位置的相当；的相当；两个含化石层的两个含化石层的“对比对比”是证明是证明化石内容和化石内容和生物生物地层位置相当；地层位置相当；年代年代“对比对比”是是论证年龄和年代论证年龄和年代地层位置的相当地层位置的相当4. 4. 地层对比：地层对比：表示表示地层特征或地层位置是否相当。地层特征或地层位置是否相当。根据所强调的侧重点的不同，有不同种类的对比。根据所强调的侧重点的不同，有不同种类的对比。岩性

27、“对比”是比较岩石特征和岩石地层位置是否一致；两个含化石层的“对比”是比较化石内容和生物地层单位是否一致；年代“对比”是比较年龄和年代地层位置是否一致地层对比：比较地层特征或属性是否一致。地层对比：比较地层特征或属性是否一致。是延伸地层单位的基本方法是延伸地层单位的基本方法. .求求同同 岩石学的方法：岩石学的方法：依据岩性特征、沉积旋回依据岩性特征、沉积旋回 古生物学的方法：古生物学的方法：依据化石面貌依据化石面貌 构造学的方法：构造学的方法：依据不整合面把地层划分开依据不整合面把地层划分开5.地层划分与对比的主要方法：地层划分与对比的主要方法： 7-2地层的划分、对比和地质年代表地层的划分

28、、对比和地质年代表岩性划分岩性划分对比对比追索对比追索对比(1) 岩石地层学方法按两地岩石的颜色、成分、结构、构造的差异性或相似性来划分对比地层。 般常用的地层划分对比方法有下述几种：岩性法根据上、下地层岩性的不同，进行地层划分对比，这是野外常用的方法。例如华北的徐庄组，以紫红色页岩为主；张夏组，以厚层鲕状灰岩为主；崮山组以竹叶状灰岩与紫红色页岩互层为主。标志层法在地层剖面中，某些分布范围较广、特征突出和容易识别的岩层，可以作为地层划分对比的标志，被称为标志层。如我国华北地区上石炭统下部本溪组底部的底砾岩层及铁铝风化壳，就是划分对比地层的良好标志。某些标志层具有同时性的特征，其形成与全球性的古

29、气候、古地理及古构造变化有关。如在中寒武统上部及上寒武统下部在全球范围内发育了一套厚层竹叶状砾屑灰岩可作为全球性地层划分对比的依据。岩岩性性地地层层对对比比示示意意图图河南省二叠系上、下石盒子组沉积旋回对比图 沉积旋回是指一套岩石按着定的生成顺序在剖面中作有规律的重复。生物地层学方法就是古生物学方法，它是根据上、下地层中所含化石的异同来划分对比地层。主要有以下两种方法： 标准化石法在一个地层单位中选择少数特有的生物化石，它们的延限短，仅限于某段地层层位，而且有广泛的地理分布，这些化石叫标准化石。根据标准化石来进行地层划分和对比的方法，叫标准化石法。(2) 生物地层学方法Indexfossils

30、生物组合(生物群)分析法对地层中所有化石进行系统研究和综合分析，以了解生物各门类、各属种的共生组合情况及其变化情况，称为生物组合分析。其目的，要利用化石群的总体特征来划分对比地层。生物组合分析法广泛应用于地层划分对比中。特别是年代地层单位及生物地层单位的划分对比(图7-8)。种系演化法根据生物谱系演化关系确定地层层位和时代，例如寒武纪应用三叶虫的演化，石炭纪和二叠纪应用蜓类的演化等都是比较成熟的研究方法 (2) 生物地层学方法运用古生物进行地层对比的依据：运用古生物进行地层对比的依据：标准化石、组合带标准化石、组合带 构造运动是地质历史中的重大事件。强烈而广泛的构造运动常常是地质历史阶段划分的

31、重要标志，它所引起的地表自然地理条件的巨大变化，是促成生物界变革的重要外在因素，在地层上发现为上、下岩层间的区域性角度不整合和平行不整合。因此区域角度不整合和平行不整合不仅提供了划分对比地层的一个清楚的分界面，而且它与岩性及生物的变化三者在划分对比地层中有时可以取得一致的效果。 (3)构造学方法构造学方法 同位素年龄法是利用放射性同位素的衰变原理来测定地质年代的一种方法。如放射性铀(238 U)，经过裂变最后可成为非放射性的铅(206Pb)。 半衰期是指同位素的原子数目衰减一半所经历的时间，这是可以在实验室中测定的。此外，对测定地质年代的同位素有一定的条件，一般要求其半衰期要大致和地球年龄属同

32、一个数量级，还要求该放射性同位索在地球岩石中有足够的含量。现在常用的同位素年龄测定有铀铅法、铷锶法和钾氩法。但受仪器、地质条件、采样等限制，该方法误差较大。 (4)同位素年龄法同位素年龄法运用同位素测年进行地层对比运用同位素测年进行地层对比 在整个地质历史中，不但地磁极的位置可以围绕地理极发生一定范围内的移动，而且地球磁场的方同曾发生过180的倒转，这种极性倒转曾发生过多次。这种古地磁场的变化可以记录在地层中，人们可根据极性倒转或变化的情况对比地层，把磁极性质相同的各地层对比起来。这种方法需要与古生物、同位素年龄测定等方法配合，才能得到较正确的结果。 (5）古地磁测定法古地磁测定法K KArA

33、r法年龄测定确定的地磁场极性倒转时间表法年龄测定确定的地磁场极性倒转时间表更新世磁极更新世磁极倒转时间表倒转时间表6.6.地质年代表地质年代表 地质年代的划分主要依据：地质年代的划分主要依据：生物演化的阶段性 生物演化的特点：生物演化的特点：进步性、不可逆性、阶段性、全球一致性 7-2地层的划分、对比和地质年代表地层的划分、对比和地质年代表目前国际通用的地质年代表是2000年第三十一届悉尼国际地质大会通过、国际地质科学联合会公布的最新版本。 三个三个特点特点GTS,Ma中中国国北北方方地地层层年年代代表表7-3沉积相和古地理沉积相和古地理1.1.沉积相的概念沉积相的概念沉积相：沉积相：能够反映

34、沉积环境的岩石特征和古生物特征的总能够反映沉积环境的岩石特征和古生物特征的总和，包括沉积环境和物质记录两方面。和，包括沉积环境和物质记录两方面。 沉积相变：沉积相变：沉积相在横向（空间）上和纵向（时间）上的沉积相在横向（空间）上和纵向（时间）上的变化变化 沉积相研究的基本方法：沉积相研究的基本方法：将今论古（将今论古（The present is the key The present is the key to the pastto the past）障壁海岸相沉积环境示意图障壁海岸相沉积环境示意图横向毗邻关系的相和相区才能原生地在垂向层序上依次叠覆横向毗邻关系的相和相区才能原生地在垂向层序

35、上依次叠覆瓦尔特定律：瓦尔特定律：只有在地理（空间）上彼此有横向毗邻关系的只有在地理（空间）上彼此有横向毗邻关系的那些相和相区才能原生地在垂向层序上依次叠覆。那些相和相区才能原生地在垂向层序上依次叠覆。 2.2.主要沉积相类型主要沉积相类型 （1 1） 海相沉积海相沉积滨海沉积滨海沉积：低潮线与高潮线之间的地区 浅海沉积浅海沉积：低潮线以下至水深200米左右的地带 半深海和深海区沉积半深海和深海区沉积：水深超过200米1（2）滨海：滨海：波浪潮汐作用强烈，双向水流波浪潮汐作用强烈，双向水流潮上带：潮上带：泥岩发育有泥裂、动物足迹、爬痕，砂岩中可发育波痕、雨痕等。泥岩发育有泥裂、动物足迹、爬痕，

36、砂岩中可发育波痕、雨痕等。 潮间带：潮间带：发育双向流水波痕、双向交错层理发育双向流水波痕、双向交错层理 潮下带：潮下带：可见浪成波痕可见浪成波痕 潮潮 坪：坪：陆源碎屑丰富则沉积砂、泥；反之则以碳酸盐岩为主，可见鸟眼构陆源碎屑丰富则沉积砂、泥；反之则以碳酸盐岩为主，可见鸟眼构造，或形成竹叶灰岩造，或形成竹叶灰岩地形平坦，阳光充足、水体温暖、生物丰富地形平坦，阳光充足、水体温暖、生物丰富 沉积物主要有两大类：沉积物主要有两大类： 陆源碎屑沉积：砂岩、粉砂岩、泥岩和细砾岩陆源碎屑沉积：砂岩、粉砂岩、泥岩和细砾岩 内碎屑沉积：灰岩、泥灰岩和白云岩内碎屑沉积：灰岩、泥灰岩和白云岩 温暖的浅海区可发育

37、生物礁、礁后泻湖、碳酸岩台地温暖的浅海区可发育生物礁、礁后泻湖、碳酸岩台地 （3 3）浅海）浅海 依据水体深度可分为：亚浅海（水深依据水体深度可分为：亚浅海（水深0 05050）和深浅海）和深浅海进进积积型型砂砂质质海海岸岸沉沉积积序序列列模模式式（4 4）半深海：）半深海：分布于大陆斜坡上，常发育有海底峡分布于大陆斜坡上，常发育有海底峡谷、角砾堆积其中。谷、角砾堆积其中。 （5 5）深海：）深海：主要包括浊流沉积环境和远洋盆地沉积主要包括浊流沉积环境和远洋盆地沉积环境环境 浊流沉积：浊流沉积：复理石（复理石（flyschflysch）建造，鲍马层序）建造，鲍马层序 远洋盆地沉积：远洋盆地沉积

38、：远洋泥、生物软泥为主，生物骨远洋泥、生物软泥为主，生物骨骼有：有孔虫、颗石藻、硅藻等骼有：有孔虫、颗石藻、硅藻等（6）山麓洪积山麓洪积由大大小小的冲积扇和充填其间的山麓坡积、坠积物组合而成由大大小小的冲积扇和充填其间的山麓坡积、坠积物组合而成形成条件形成条件：造山运动强烈，干旱半干旱气候，间隙性急造山运动强烈，干旱半干旱气候，间隙性急流，地形坡度突变流，地形坡度突变 分布分布：山前大型断陷盆地边缘山前大型断陷盆地边缘沉积类型沉积类型： 水携沉积物（牵引流）：河道沉积、漫流沉积、筛状沉积水携沉积物（牵引流）：河道沉积、漫流沉积、筛状沉积 泥石流（重力流）：砾、砂、泥混杂，层理不发育泥石流（重力

39、流）：砾、砂、泥混杂，层理不发育沉积特征沉积特征： 整个沉积序列为反粒序旋回，每个粗粒段又为正粒序整个沉积序列为反粒序旋回，每个粗粒段又为正粒序 粒度粗，磨圆、分选性差，成熟度低粒度粗，磨圆、分选性差，成熟度低 成层性差成层性差（7 7） 河流相河流相河流是流水由陆地流向湖泊和海洋的通道，也是沉积河流是流水由陆地流向湖泊和海洋的通道，也是沉积物由陆地搬运到海洋、湖泊地主要营力。物由陆地搬运到海洋、湖泊地主要营力。河河流流的的分分类类按照地形及坡降：山区河流、平原河流按照地形及坡降：山区河流、平原河流 按照发育阶段：幼年期、壮年期、老年期按照发育阶段：幼年期、壮年期、老年期 按照河道分叉及弯曲程

40、度来分：平直河、按照河道分叉及弯曲程度来分：平直河、曲流河、辫状河曲流河、辫状河、网状河、网状河河流发育阶段河流发育阶段河道河道河流相沉积的特点河流相沉积的特点“二元结构二元结构”：底层沉底层沉积（河床粗粒）和顶层积（河床粗粒）和顶层沉积（堤岸、漫滩细粒）沉积（堤岸、漫滩细粒）的垂向叠加。的垂向叠加。 “二元结构二元结构”的多旋回的多旋回性性（8 8） 三角洲沉积三角洲沉积河流在入海（湖）处形成的大型扇形沉积体河流在入海（湖）处形成的大型扇形沉积体三角洲平原（顶积层）三角洲平原（顶积层）：三角洲的水上部分，分流河道和道间沉积的砂、三角洲的水上部分，分流河道和道间沉积的砂、粉砂发育，在泛滥平原上

41、的湖泊、沼泽相发育粉砂、粘土及泥炭沉积。粉砂发育，在泛滥平原上的湖泊、沼泽相发育粉砂、粘土及泥炭沉积。 三角洲前缘（前积层）三角洲前缘（前积层）：三角洲平原前方水面之下至波基面之上的滨浅水三角洲平原前方水面之下至波基面之上的滨浅水地带，水下分流河道和河口沙坝发育。地带，水下分流河道和河口沙坝发育。 前三角洲（底积层）前三角洲（底积层）：三角洲前缘的波基面之下的部分，水体较深，发育三角洲前缘的波基面之下的部分，水体较深，发育暗色泥岩夹薄层粉砂岩。暗色泥岩夹薄层粉砂岩。三角洲沉积体的结构三角洲沉积体的结构StreamdominatedWavedominatedTidedominated河控三角洲沉

42、积的原生构造序列及其环境解释 （9 9） 湖泊沉积湖泊沉积陆地流水汇集的地带，在平面上与河流相陆地流水汇集的地带，在平面上与河流相沉积共生，并被河流相沉积所包围，自盆沉积共生，并被河流相沉积所包围，自盆地边缘至湖盆中央，依次出现：冲积扇、地边缘至湖盆中央，依次出现：冲积扇、河流湖成三角洲、滨浅湖半深湖深河流湖成三角洲、滨浅湖半深湖深湖、重力流沉积。湖、重力流沉积。就不对称断陷湖盆而言就不对称断陷湖盆而言 缓坡一侧（沿湖盆长轴）缓坡一侧（沿湖盆长轴）：地形较平缓，地形较平缓，滨、浅湖沉积相带较宽，河流、三角洲滨、浅湖沉积相带较宽，河流、三角洲发育，常形成河流三角洲深水浊积发育，常形成河流三角洲深

43、水浊积扇体系扇体系。 陡坡一侧（沿湖盆短轴）陡坡一侧（沿湖盆短轴）：地形坡度大，地形坡度大，近物源，滨浅湖相带窄，河流相缺失或近物源，滨浅湖相带窄，河流相缺失或很少，不出现三角洲，冲击扇直接入湖很少，不出现三角洲，冲击扇直接入湖形成扇三角洲或近岸浊积扇形成扇三角洲或近岸浊积扇3.沉积岩的主要相标志沉积岩的主要相标志海洋生物：海洋生物：三叶虫、笔石、珊瑚、头足类、腕足类、蜓、层三叶虫、笔石、珊瑚、头足类、腕足类、蜓、层孔虫、海绵、棘皮动物、有孔虫、牙形石等孔虫、海绵、棘皮动物、有孔虫、牙形石等 陆生生物：陆生生物：陆生植物、陆生脊椎动物、淡水软体生物、昆虫、陆生植物、陆生脊椎动物、淡水软体生物、

44、昆虫、大部分的叶肢介、介形虫等。大部分的叶肢介、介形虫等。 窄盐度生物窄盐度生物：只能适应于含盐度正常（只能适应于含盐度正常（3535）的海水，如珊）的海水，如珊瑚、腕足类等。瑚、腕足类等。 广盐度生物广盐度生物：可生存于多种盐度的水体中，如腹足类、双壳可生存于多种盐度的水体中，如腹足类、双壳类等。类等。（1）生物标志生物标志自生矿物：自生矿物：原生海绿石、鲕绿泥石和针铁矿均形成于海原生海绿石、鲕绿泥石和针铁矿均形成于海洋环境，且形成的水体依次变浅、温度依次升高。洋环境，且形成的水体依次变浅、温度依次升高。（2 2）岩性与自身矿物的标志）岩性与自身矿物的标志层理层理 交错层理：交错层理：单向斜

45、层理（河流）；鱼骨状交错层理（潮汐作用）；单向斜层理（河流）；鱼骨状交错层理（潮汐作用）；丘状层理（风暴流）丘状层理（风暴流） 水平层理：水平层理：水体平静水体平静 平行层理：平行层理：水浅流急水浅流急 粒序层理：粒序层理：河流相正粒序，冲积扇整体为反粒序河流相正粒序，冲积扇整体为反粒序 层面构造层面构造 波痕：波痕：（对称、不对称）（对称、不对称） 层面暴露标志：层面暴露标志：爬痕、足迹、泥裂、雨痕爬痕、足迹、泥裂、雨痕 冲刷痕冲刷痕 滑塌构造：滑塌构造： 多出现于斜坡，成为识别浊积岩或深水碳酸盐岩的重要标志多出现于斜坡，成为识别浊积岩或深水碳酸盐岩的重要标志（3 3） 物理标志物理标志颜色颜色原生色：原生色：沉积、成岩过程中形成的颜色，原生色与沉积物中沉积、成岩过程中形成的颜色，原生色与沉积物中的铁、炭、有机质等的含量及沉积环境的氧化还原环境有的铁、炭、有机质等的含量及沉积环境的氧化还原环境有关。关。 含铁质的沉积物：含铁质的沉