北京大学-地史学1章-地层系统和地质年代

1、第一章地层学体系和地质时代，1.1地层的顺序1。地层概念地壳开发过程中形成的分层岩石统称。具有一定时间和空间意义的层状岩石的自然组合。包括沉积岩、火成岩、变质岩。2。地层学顺序的建立-地层学顺序率叠系叠系烃源岩的原始形成顺序总是显示为“上下-上下-鸟”，新岩石叠加在现有岩层上。斯他诺(尼古劳斯斯泰诺，1638-1687)把最古老的岩石按照它们形成的顺序排列-岩层柱(地层柱)有可能建立地球历史的时间框架。t，建立地层学的顺序，1)地层的接触关系2)岩石的原生结构和结构3)化石标记上，露出地面的岩石经常发生结构的变化，发生倾斜、褶皱甚至反转。建立地层学顺序，1)地层学的接触关系：由于相邻地层之间沉

2、积环境的变化或其他岩浆构造活动的过程而产生不同的接触关系。统一接触非统一接触入侵接触，统一接触：没有明显侵蚀不连续性的两个岩石之间的接触关系非统一接触：具有明显侵蚀不连续性的两个岩石之间的地壳运动使原始沉积区上升到陆地，首先形成的沉积物受到侵蚀作用，然后被年轻的沉积岩复盖。-海上渗透平行非均匀上下两组形成形成形成；非统一接触上下两组形成；地层沉积周期：沉积地层(岩石)因此，海平面上升和下降中形成了规则的沉积顺序，海平面上升期海水向大陆侵入过程中形成的沉积顺序海(或海侵)序列，在海平面下降过程中海水从大陆后退过程中形成的沉积顺序a，b，c，海侵序列的原因图，随着海平面上升，从相对沿岸型逐渐改变为

3、远景型。向上上升，沉积物显示“上下粗糙”的特性。在断面上，后期沉积物比早期沉积物分布更多。在on lap，a，a，a，S1，S2，S3，t1，T2，T3，a点，随着时间的推移，沉积物从相对较远的海岸变成海岸类型。上，“沉积”下的细-粗”水平，低于早期沉积物的后期沉积物分布-回(offlap)，海退序列创世记图显示，一个海退序列出现在一个海退序列之后，地层的沉积物组成、粒度、化石等特征有规律对称分布的现象-沉积周期(、沉积周期、非统一接触火成岩或变质岩和沉积岩之间的非统一接触关系。由于侵入接触岩浆活动，岩浆岩石侵入已形成的岩石而形成的接触关系。可以通过烘焙、冷凝现象和虏体等特征确认。断层接触断层

4、切割地层形成的地层之间的接触关系。2)岩石的原生结构和结构沉积岩：床上(交错和粒子顺序)、波痕、泥浆裂缝、重力模式等。火山：鸟安结构(孔杏仁)、枕头熔岩、燃烧边缘、氧化塔、风化壳、玻璃皮和渣皮、岩石学差异、沉积夹层、火山碎屑中间层等变质岩：变质结构、谷物顺序变化等，3)，1.2地层划分和对比，1 .地层划分和比较的概念根据地层的各种特性(如岩性、化石、不定式等)，按照原始的形成顺序进行有机划分，分别命名各个划分段的过程称为地层划分。比较划分为不同地点(水平)的地层，将包含相同或相似地层内容的地层分类为同一时代或同一沉积上的产物的过程称为地层对比。划分地层，可以根据上述地层露头剖面不均匀性分为两

5、个大阶段(I，II)，反映了该地区地层发展经验的两个结构变化阶段；第二阶段可以根据岩石学变化分为四个第二阶段(-)，反映了沉积环境变化的阶段。另外进一步细分包括化石在内的两个阶段，生物进化的阶段，地层划分，2。地层划分比较方法地层划分：构造面、岩性变化和化石变化等比较方法：对比和间接比较可以直接追溯。用于地层对比的特性或对比标记的性质岩层地层学及生物地层学、地层划分对比方法、岩石地层学、岩石的成分、物理化学性质比较地层学的方法。岩性方法：在特定沉积环境中形成一定的沉积体，具有一定的时空分布，根据岩性的时空变化比较地层划分的方法称为岩性方法。封面层法：在某些特殊环境下，形成厚度不大的特殊沉积层，

6、有一定的时空分布，称为表层；利用这种特殊的岩层标记层比较地层划分的方法称为冰碛层、火山灰层等标记层法。沉积周期法：由于环境变化，沉积物从粗糙到细，或从细到粗，这种现象称为沉积周期，利用沉积周期比较地层划分的方法是沉积周期法。在地层对比中，岩石学方法(无论是岩石学方法还是沉积周期法)只能用于地质发育历史相同的地区，即具有相同大地构造背景控制的沉积盆地。岩石法的优点是直观方便，缺点是应用范围有限。只能在国家藏站(同一沉积盆地的同一沉积相)使用。沉积循环法可以应用于整个流域范围。在同一个沉积盆地内，尽管不同地点在特定时期形成的岩石之间存在差异(沉积相不同)，但它们的沉积周期变化是同步的。岩石地层学，

7、a位置，b位置，t，根据地层学顺序法，可以建立在不同地区的各个地层柱。但是不同地区地层柱之间的岩石形成顺序是如何确定的呢？、史密斯(William Smith，1769-1839)和生物序列法则(Principle of biologic succession)在同一时代的岩石中包含相同或相似的化石生物群。时代的其他岩石包括其他化石生物群。随着年龄的增长，化石生物群和现代生物群的面貌也大不相同。越是时代化，化石生物群和现代生物群的面部差异越小，就越能在不同地区的地层中建立等时性关系，建立在生物顺序法的基础上，根据地层中生物化石的异同比较地层学研究方法。生物顺序法的理论基础是生物进化的不可逆性。

8、在古老的地层中，生物化石越原始，越低级。在新的地层中，生物化石越发展越高级。同一时代的地层包含相同(或相似)的化石或化石组合。生物地层学、生物地层学、某些生物在地质历史上只有一次，而且有其特定的分布时期，两个地区的地层可以通过其中包含的相同或相似的化石或化石组合形成地层对比关系。生物地层学，在实际工作中有两种比较方法：标准化石方法：短分布时间、大地理分布、具有明显特征的化石组合分析：对地层中所有化石的系统分析和研究，对生物化石的不同类别、各物种组合进行地层划分和比较。，未知地区的地层可以通过比较包括的化石和已知地区的地层来知道地层的时代或层次。同样，陆地地层和海洋地层可以同时通过陆地-海洋过渡

9、类型地层(包括陆地植物化石和海洋无脊椎动物化石)建立比较关系。适合生物地层学、生物地层学、标准化石方法的优缺点：简单、现场调查和初步的大体比较；有时，由于先驱或血缘关系，对比可能不准确。比较服务范围的相对限制。单一生物分布的边际化石组合法的优缺点：提高比较的准确性。避免了单一生物先驱者和流产学生的错误。对比适用范围较大，现场工作不容易，采用生物地层学方法，不同沉积盆地间的地层对比、电测井曲线地层对比原理图、3)地球物理方法：a .利用岩石学相关物理、化学特性(如电导率、放射性、声波等)进行地层对比的方法。实际上是岩石学方法的外延。电测井对比、地震剖面对比、地球物理方法、地震剖面对比原理图、地震

10、反射剖面图、b .古地磁极性对比地球磁场的极点在地质历史上被多次反转并记录在岩石中。每个极性反转事件都是世界范围内等同的事件，因此，这种方法实际上是为时间做准备的。测量岩石的地磁强度变化，确定古地磁极性的变化。历史时间可以根据极性变化分为极性正弦和极性逆周期。该方法目前仅适用于5 Ma后沉积连续地层。古地磁方法，4)同位素年龄比较：利用放射性同位素衰变现象测定岩石及矿物年龄。5)地球化学方法：某些特殊地质事件，如火山爆发、陨石冲击等，会对沉积环境的地球化学特征产生相当大的影响，在地质记录中出现一些元素和同位素以上；周期性的气候变化可能导致沉积物中某些元素或同位素的丰富性波动。地质记录中这些元素

11、和/或同位素的异常波动可以在特定情况下用于地层比较。像o、c、Sr这样的同位素，像Ni、Ir、Ce、La这样的元素。地层对比方法，这种方法还不能独立使用，必须使用其他方法。地球化学方法，6)层序地层学方法：将地层划分为海平面上升的不同阶段的地层学部门，进行对比；水位计(F1-R):在最海洋平面的下层和随后缓慢上升的时期形成的沉积。侵略系统域(R-H):从低水位系统上方的初始海平面到最大海平面侵犯期间形成的沉积。高水位(H-F):从最大海洋的入侵到海退期开始形成的沉积。凝聚(h):在时间上位于海侵系统和高水位系统之间，从陆地中部到盆地等形成的特殊沉积。序列地层学方法，h，地层学划分，比较结果产生

12、了一个区域，甚至是全球地层学系统。形成系统的构成有a .形成单元两个要素。b .地层单位的等级关系，地层单位的类型：a .物质地层单位：反映地层的物质特性，如岩性、生物化石等。b .非物质形成单位：反映地层的非物质特征-时间。1.3地层系统和地层单位，岩石地层单位(rock-time unit)生物地层单位(biostratigraphic unit)年代地层单位(1 rock ground ground ground unit)按岩石地层单位地层的内容和性质划分的地层单位。组(group)组(formation)段(member)层(bed)，组(group):由两个或多个完全匹配的岩性或其

13、原因相同的岩性组构成地质体，称为组，组之间有明显的沉积不连续性组：由一个岩石学或起源一致的一个岩石学组成的地质体称为组。岩石地层单位的基本单位。段：可以将地质体命名为段，其中一个岩性或一个岩性明显区别于同一组中的其他岩性。是组的一部分。但是，组不一定分成段。层：岩石学显然可以命名为其他地质体的一种。岩石地层的最小单位。岩石地层单元的特性-时间和区域：岩性界面不一定是等时面。在自然中，沉积岩的沉积作用方式随着沉积环境和沉积作用而变化。地层的沉积方法分为垂直相加和横向相加。在地层单位、海洋和大型湖泊的中心，沉积物通过垂直相加进行，其岩性界面具有等时性。在河流、三角洲等环境中，沉积作用通过侧面相加实

14、现，其岩性界面在钻孔时实现。在海岸浅海环境中的沉积作用是在侵略或海退过程中通过侧面添加进行的。地层单位，2 .生物地层单位(生物地层单位)，划分地层化石内容和特征的地层单位。生物地层单位的基本单位是生物带或化石带。a . assemblage zone(组合带):一种特殊的自然组合，可以形成多种生物或特定种类的生物。b .延长区：生物体的连续范围。c .峰带(acme zone):某些种类生物的繁荣。生物地层单位，生物地层单位之间没有化石的层段称为间隔区。生物地层单位的特征：生物圈无等级和从属不是普遍确定的地层单位。年代地层单位，地层单位，地层单位，3 .年代地层单位(time-strata

15、unit)、地质年代单位(time unit)和地质年代系统；(1)年代地层单位反映了地层时间特性的地层单位，而不是地层的材料特性。地层的时间属性如何确定？或者说，年代地层单位的时代是如何确定的？为什么生物化石能确定地层的年代？根据地层的顺序规律，以及地层的接触和穿插关系，可以确定一个地区地层形成的相对顺序，但不能说明地层的时代。时间的种类和时间的区分：物理时间和历史时间物理事件和历史事件的生物进化是不可逆转的历史事件，每种生物在地质历史上只会出现一次，不会重复。每种生物在地质历史上都有特定的时限意义。因此，各生物的出现和失踪都是历史事件。(2)地质年代单位：与年代地层单位相对应的时间单位，理论上，同一年代的地层单位在不同地区要具有严格的等时性，具有全球通用性。但实际上，在时代地层单位中，油、系、桶是全球共同地层单位。只有以笔石、牙石、菊石等分布广泛的浮游生物和游泳生物为基础的度数在世界上具有等时性。(3)地质年代系统：以地球地层划分和对比为基础，基于生物的进化阶段，对以地质年代单位表示的地球地质历史进行分类的时间框架-地质年代表。地质年代系统、地质年代表、(3)边界层(stratotype)和地层剖面(stratotype section) 1976国际地