地史学-5地层学

第3章地层学

Stratigraphy3.1概念、定律和地层的接触关系3.1Concepts,laws&relationshipsbetweenstrata3.2地层划分和对比3.2Stratigraphicsubdivisionandcorrelation

3.3地层单位和地质年代3.3Stratigraphicunitsandgeologicaltimes3.3.1Lithostratigraphicunit-LU／岩石地层单位

3.3.2Biostratigraphicu.-BU／生物地层单位

3.3.3Chronostratigraphicu.-CU／年代地层单位/地质年代单位

3.3.4Stratotype>S／层型与地质年代表

3.3.5Relationsbetweenstratalunits／地层单位间的关系3.3地层单位与地质年代Stratigraphicunitsandgeologicaltimes宇宙界代系统纪世延限带阶期超群群组段层3.3.1岩石地层单位

LithostratigraphicUnit定义：以岩性、岩相或变质程度为主要依据进行划分、对比而建立起的不同级别的完整地层单位

最基本构成单元：基本层序（primarysequence），垂向沉积序列中按照某种规律可以叠覆出现的单层组合，是某种沉积作用/环境的产物，具有客观性和科学性。岩石地层单元的顶底界线与基本层序一致，不能穿越。岩石地层单位的级别

Hierarchyoflithostratigraphicunits群Group－两个或多个组组Formation－岩石地层学的基本单位段Member－组内命名的岩石实体层Bed－段内或组内命名的独特岩层高级别单位内可进一步划分为若干个低级别的单位；一个地区的地层划分并不要求必须划分各个不同级别的地层单位；

组是最重要的基本岩石地层单位；只要条件许可，均应划分到组。(超群supergroup)(亚群subgroup)

(亚组subformation)

岩石地层单位——组

组Formation是基本的岩石地层单位,具有相对一致的岩性、岩相和变质程度，且具一定结构的地层体。

建组条件：

1)岩性相对一致（均一、夹层、互层或特别复杂）

2)内部结构一致（内部不分段的组为一种结构类型，内部分段的组可有多种结构类型）

3)顶底界线明显（不整合或明显的整合）

4)一定的厚度和分布范围（一般要求能在区域地质图（1:5万-1:20万）上表达1mm）岩石地层单位——群、段、层

群-Group：通常是组的联合。联合原则：岩性的相近；成因的相关；结构类型的相似等。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。

段-Member：组的再分。分段的原则：组内岩性的差别；组内结构的差别；地层成因的不同等。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。

层-Bed：层有两种类型：一是岩性或结构相同或相近的岩层组合，可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。

Group→Formation→Member→Bed命名Nomenclatureoflithostratigraphicunits群和组：大都以建群、建组剖面所在的地名命名,如：长城群(Pt2),长兴组（P3）

段和层：大都以岩性命名,如:砂岩段,灰岩层,粘土层3.3.2生物地层单位

BiostratigraphicUnit生物地层单位是以生物化石（一类或几类）定义的.可否重复?相同的地层间隔可因选用不同的鉴别标准或不同化石类群而得到不同的分带。具有多样性!据不同生物类群建立的带、甚至同类生物带之间也可能出现纵向与横向上的间隔或重叠；生物地层单位对化石分类有很强的依赖性，化石分类的变化会导致该生物地层单位所限定的地层体范围增大或缩小。

生物地层单位－生物带(biozone)，是根据地层中所含化石的内容及其特征划分的地层单位。以含有相同化石内容和分布为特征，并与相邻地层中化石有别的三维空间岩层体特点生物带的主要类型(Majortypesofbiozone)

延限带RangeZone－选定化石的延限范围所代表的地层富集/顶峰带AbundanceZone－以某个特有分类单元或一组特定分类单元的丰度明显高于相邻地层丰度的地层体组合带AssemblageZone－以三个或更多化石分类单元构成的组合或伴生视为一整体，而有别于相邻地层间隔带IntervalZone－两个特定生物面之间的含化石地层种系/谱系带LineageZone－含有代表进化种系中某一特定片断化石的地层

生物带Biozone生物带(biozone,或化石带/fossilzone）是生物地层划分的基本单位；据不同的定义方式可有多种类型，但无级别关系生物带根据研究需要可再分为亚带(subzone)，或组合为超带(superzone)，但后者很少使用无级别关系化石的首现和末现Firstappearanceoffossils：Evolutionaryfirstoccurrence；immigrationFirstappearancedatum(FAD)Firstoccurrencedatum(FOD)LastappearanceoffossilsExtinction;emigrationLastappearancedatum(LAD)Lastoccurrencedatum(LOD)延限带RangeZone：类型延限带（极顶带）taxon-rangezone/acrozone,共存延限带concurrent-rangezone,地方带teilzone等富集/顶峰带AbundanceZone：Acmezone,Peakzone,floodzone组合带AssemblageZone：复合带Oppelzone,cenozone间隔带IntervalZone：Last-occurrencezone,Lowest-occurrencezone种系/谱系带LineageZone:Evolutionaryzone,morphogeneticzone,phylogeneticzone

生物带Biozone类型延限带Taxon-rangeZone/acrozoneb.共存延限带Concurrent-rangeZone延限带/

RangeZone

Thebodyofstratarepresentingtheknownstratigraphicandgeographicrangeofoccurrenceofaparticulartaxonorcombinationoftwotaxaofanyrank.

Therearetwoprincipaltypesofrangezones:taxon-rangezonesandconcurrent-rangezones.

pl.Taxa

Thebodyofstratainwhichtheabundanceofaparticulartaxonorspecifiedgroupoftaxaissignificantlygreaterthanisusualintheadjacentpartsofthesection.Unusualabundanceofataxonortaxainthestratigraphicrecordmayresultfromanumberofprocessesthatareoflocalextent,butmayberepeatedindifferentplacesatdifferenttimes.Forthisreason,theonlysurewaytoidentifyanabundancezoneistotraceitlaterally.

富集/顶峰带Abundancezone：

特定时期、特定地理范围、特定环境

不同地区繁盛期未必一致Thebodyofstratacharacterizedbyanassemblageofthreeormorefossiltaxathat,takentogether,distinguishesitinbiostratigraphiccharacterfromadjacentstrata.组合带AssemblageZoneThebodyoffossilife-rousstratabetweentwospecifiedbiohorizons.

Suchazoneisnotitselfnecessarilytherangezoneofataxonorconcurrenceoftaxa;itisdefinedandidentifiedonlyonthebasisofitsboundingbiohorizons间隔带

IntervalZone以a类首现和b类消失定义一个地层间隔以a类消失和b类消失定义一个地层间隔Thebodyofstratacontainingspecimensrepresentingaspecificsegmentofanevolutionarylineage..Itmayrepresenttheentirerangeofataxonwithinalineageoronlythatpartoftherangeofthetaxonbelowtheappearanceofadescendanttaxon.Theboundariesoflineagezonesapproachtheboundariesofchronostratigraphicunits种系带LineageZone

一个分类单元或后裔分类单元出现前的延限生物地层各单位之间无大小级别关系；

并非所有地层都能用生物地层学方法进行划分对比；

——生物地层单位本身并不构成独立的地层系统，但是生物地层仍是目前进行远距离、高精度（古生代以来）地层对比所普遍采用的、较为可靠的方法定义：以地层的形成时间/地质时代为依据而划分的地层单位。它代表了地质历史时期某一时间间隔内形成的所有岩石的综合体。它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，单位级别与岩层所包含的时间长短相对应，而与岩层的厚度无关。

3.3.3年代地层单位与地质年代单位Chronostratigraphicandgeochronologicunits年代地层单位主要根据化石特征及其反映的生物进化阶段而划分。虽然放射性测年技术近代得到了迅速发展，但由于多种因素限制，其广泛应用仍受到限制。高级别的年代地层单位对应于高级别的生物类别。宇

Eonothem

界

Erathem

系

System

统

Series

阶

Stage

时带ChronozoneChronologic(Time)stratigraphicunitsandtheirhierarchy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与地质年代严格对应(ICS，1994，仍倾向于将时带作为无等级正式年代地层单位)宇指在“宙”的时间内形成的地层。根据生物演化最大的阶段性，即生命的存在与否及存在方式划分,是全球性统一的、年代地层单位中最大的地层单位。地球早期的生命记录为原核细胞生物，之后的生命记录为真核细胞生物，最后才发展为高级的具硬壳的后生生物。所以可将整个地史时期分为太古宙、元古宙和显生宙。所对应的年代地层单位则为太古宇、元古宇和显生宇。PhPtAr显生宙Phanerozoic(宇)太古宙（宇）元古宙（宇）冥古宙（宇）前寒武纪Precambrian/隐生宙Cryptozoic界：生物界发展大阶段的总体趋势；Pz1-海生无脊椎动物繁盛；Pz2-鱼类、两栖类、蕨类植物和海生无脊椎并存；Mz-爬行类、裸子植物、菊石类繁荣；Kz-则以哺乳类、被子植物、软体动物大发展为特征（亚门、纲）系：生物界演化的总貌；-三叶虫类；O-直角石类、笔石类；S-裸蕨类；D-鱼类统：往往是某类生物进化的阶段性；1-多节多刺、头大尾小的原始类型宇、界、系、统都是全球性时间地层单位，不受地理环境和生物区系影响

阶(Stage)是年代地层学的基本工作单位，它也是可在全球范围内识别的标准年代地层等级系列中最小的地层单位。阶是统内部据生物演化阶段或特征(属/种/亚种)的进一步划分，代表相对较短的时间间隔；由于生态因素和生物分区的限制，据底栖生物建立的阶往往只有大区域性的等时意义；而据浮游生物建立的阶才可能具有全球等时的意义；阶的界线层型应该在一个基本连续的沉积序列内，最好是海相沉积。顶、底界线应是易于识别、可在大范围内追索、具有时间意义的明显标志面；阶的上、下界线代表了地质时期两个特定的瞬间，两者之间的时间间隔就是该阶的时间跨度。多在2-10Ma内。

亚阶(Substage)是阶的再分;几个相邻的阶可归并为超阶。但对这些单位的创建要慎重。最好是将原来的阶分成多个新阶；或是将原来的阶提升为包含这些新阶的统。时(间)带(Chronozone)时带是没有特定等级的正式年代地层单位，而不是年代地层单位等级系列(宇、界、系、统、阶)中的一部分时带的时间跨度也就是原指定的地层单位，如岩石地层单位、生物地层单位或是磁性地层单位的时间跨度。例如，据生物带的时限建立的时带，包括了在年代上相当于这个生物带的最大总时间跨度内的所有地层，不管有无该带的特有化石时带的时间跨度可差别很大。如说“菊石时带”，指菊石生存的漫长时期内形成的所有岩石，而不管地层中是否含有菊石；也可说“峨嵋山玄武岩时带”，指在该玄武岩形成时隔内任何地方形成的任何岩层，而不论是否有玄武岩理论上时带的地理范围是世界性的，但它的可应用性只限于那些其时间跨度能够在地层中识别的地区时带的名称取自它所依据的地层单位。如“Triticites时带”(取自麦蜓Triticites延限带)，“张夏时带”(取自张夏组)

时带是指在某个指定的地层单位或地质特征的时间跨度内在世界任何地区所形成的岩石体，与之对应的地质年代单位是时(chron)(ISG,1994)。Exusalbus生物带与Exusalbus生物时带

之间的相互关系3.3.4层型与地质年代表

Stratotype>S层型(stratotype)是已经命名的[成层]地层单位或已经确定的地层界线的原来或是后来厘定的参考标准

(即典型剖面)，是特定岩层序列中一个特定间隔或一个特定点，它构成了该地层单位或被确定的地层界线的定义和特征说明的标准Stratotype(typesection).Thedesignatedexposureofanamedlayeredstratigraphicunitorofastratigraphicboundarythatservesasthestandardofreference.Astratotypeisthespecificstratalsequenceusedforthedefinitionand/orcharacterizationofthestratigraphicunitorboundarybeingdefined.层型主要包括：单位层型(unit-)；界线层型(boundary-)；复合层型(composite-)单位层型单位层型:作为说明和识别一个地层单位的标准。单位层型的上限和下限是它的界线层型(－地层单位的典型剖面).Unit-stratotype：Thetypesectionofalayeredstratigraphicunitthatservesasthestandardofreferenceforthedefinitionandcharacterizationoftheunit.界线层型:给定义和识别一个地层界线作标准用的一个特殊岩层序列中的一个特殊点(－标定年代地层单位界线的一个特殊点）Boundary-Stratotype：Thespecifiedsequenceofstratathatcontainsthespecificpointthatdefinesaboundarybetweentwostratigraphicunits.复合层型：若干层型联合而成Composite-Stratotype:Aunit-stratotypeformedbythecombinationofseveralspecifiedintervalsofstratacombinedtomakeacompositestandardofreference.全球界线层型剖面和点(GSSP)Global[boundary/standard]

StratotypeSectionandPoint(GSSP)

和GlobalStandardStratigraphicAge(GSSA):是为定义和辨别两个已命名的全球标准年代地层单位之间的地层界线而选定的典型或标准；在唯一和特定地点的一套特定的岩层序列内指定的独特点位。这一术语专门用来指全球年代地层表中各单位的典型界线层型对于全球性的年代地层单位(如，系、统、阶)，建议将定义的重点放在其底界层型的选择上，其顶界可以定义为其上覆地层单位的底界GSSP必须选在基本连续沉积的剖面中；应是海相含化石的剖面，其岩相没有大的纵向变化。但供地区性应用的年代地层单位的界线层型，必要时也可选在非海相剖面中GSSP的建立有特定的要求，是一种相对比较科学的方法，可以减少传统研究中定义不精确的矛盾；但同时也过份的强调“地层沉积的连续过程”，在实践中有些层段很难找到这样的点P/Tboundarystratotype太古宙+元古宙：13个GSSA+1个GSSP;显生宙:64个GSSP+351不断更新2基石是生物地层3精度有限三个特点GTS,MaGSSPGSSA贵州？浙江长兴煤山广西来宾蓬莱滩贵州纳水？贵州纳水？广西柳州碰冲宜昌王家湾浙江常山黄泥塘宜昌黄花场浙江江山碓边？浙江江山碓边湖南花垣排碧湖南古丈罗依溪贵州剑河乌溜—曾家崖?3.3.5地层单位之间的关系

Relationshipsbetweenstratalunits岩石地层单位的界线是穿时的生物地层单位的界线也是穿时的年代地层单位的界线绝对等时地层界线的穿时与等时岩石地层单位主要依据岩石特征。其中所含化石在某些情况下可以是识别这些地层单位的重要因素，但并非因为它的年代意义，而是其自身所特有的岩石学特征。如贝壳灰岩、藻礁、放射虫岩、牡蛎层、煤层等。岩性特征受形成环境的影响比形成时间的影响更强烈；相似的岩石类型在地层序列中可重复出现。几乎所有的岩石地层单位界线横向上都是穿时的。每个岩石地层单位都在特定的地质时间内形成；不仅具有岩石学意义，而且也有年代地层意义。但这种时间概念在建立或鉴别岩石地层单位及其界线时不起多少作用。岩石地层单位是地表和地下填图的基本单位。岩石地层划分是任何一个新区开展地层工作的首要途径。只要有岩石存在，便可开展岩石地层划分。侧向加积与穿时生物地层单位生物地层单位是依据岩石中的化石内容建立的。它的建立与选择不由岩层的岩石组分决定；只是化石的有无及化石种类可能与含化石地层的岩石类型和岩相有关。生物与岩石是根本不同的两类地层单位，各自所依据的鉴别标准不同。两者的界线可能在局部相符，或位于不同的地层面，或相互交错。所有岩石(沉积的、火成的、变质的)都可以划分为岩石地层单位，而生物地层单位只能在含化石的岩层中建立。生物和岩石地层单位均反映沉积环境，但前者更受时代的影响，而且可指示地质年代。因为它是以动、植物的进化演变为基础的，在特征上几乎不重复。在一个地区建立地层层序时，岩石地层与生物地层都是具有重要价值的初始工作，又是基本的地层分类单位，在某些地区也是唯一的地层分类方法。生物和岩石地层单位是必不可少的实体地层单位，是描绘地壳岩石组成和几何形态以及地球上生命发展和古环境的基本单位。但研究不含化石的岩层时，岩石地层学就成了地层划分的主要初期手段。生物-年代地层单位间的关系延限带对比及误差延限带对比及误差年代地层单位年代地层单位是依据时间建立的，包括地球某个时间跨度内所形成的所有岩石，