1、- 1 -第十一章 地层学 Stratigraphy1 概念、定律和地层的接触关系2 地层划分和对比3 地层单位和地质年代4 地层的形成作用1、概念、定律和地层的接触关系1.1 地层:层状岩石的统称.包括所有的沉积岩,部分火成岩和变质岩.地层学:研究成层岩系形成的先后顺序、地质年代、时空分布规律(狭义)和形成环境条件及其物理、化学性质的地质学分支学科.复 习地层的构造特征层面层理1.2 地层的形成作用：垂向加积；侧向加积；生物沉积；海进-海退垂向加积是指沉积物在地球重力场的作用下从沉积介质(水体)中自上而下降落，依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用。形成“千层糕式”的地层。地层特征：岩性界面一般是
2、水平或近于水平的;时间界面与岩性界面是平行或基本平行的.环境分布: 较深水海洋盆地、湖盆, 泛滥平原 侧向加积是指沉积物在搬运介质中沿水平方向的位移和堆积作用。如曲流河河道侧向迁移形成的侧向加积作用、河流作用为主的三角洲与海滩、障壁沙坝的进积作用以及滨岸沉积的退积作用等。地层特征：地层时间界面和岩性界面不一致或斜交。穿时普遍性原理：在所有侧向堆积作用过程中形成的岩石地层必然是穿时的。 生物筑积定义: 指造架生物原地筑积而形成地层的作用地层特征：地层一般呈丘状隆起，岩层多具块状构造在形式上，可以表现为侧向加积或垂向加积- 2 -1.3 地层学的基本定律地层叠覆律: 任何未经扰动的地层序列，原始地
3、层的先后顺序总是自下而上是从老到新。(上新下老)化石层序律（Principle of fossil succession）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。William Smith (1769-1839)-地层学之父于1817年提出。化石层序律的理论基础和问题相同时代的地层就一定含有相同的化石吗？相同时代的地层就一定含有相同的化石吗？不一定不一定1. 相同的时代可有不同的沉积环境相同的时代可有不同的沉积环境2. 相同的时代也可有不同的埋藏和保存环境相同的时代也可有不同的埋藏和保存环境 .化石层序律的意义根据化石内容1 对比不同剖面的地层- 3 -2 确定地层的相对顺序
4、及相对时间1.4 海进与海退海侵（海进）：由于地壳下降或海平面上升，使海岸线不断向大陆方向退却的现象.超覆（overlap ）：由于海侵使得沉积盆地范围不断扩大，后期形成的沉积层超越其下伏的较老的沉积层而盖在更老的地层之上的现象。超出的部分即超覆区海进序列：由持续海侵超覆形成的下粗上细的沉积序列海退 由于大陆上升或海平面下降，使海水从大陆撤退的现象退覆：由海退造成的地层分布范围不断缩小的现象海退序列：由持续海退形成的沉积物纵向上的下细上粗的沉积序列1.5 地层的接触关系地层与地层 假整合不 连 续 ： 有 沉 积 间 断 有 明 显 的 沉 积 间 断连 续 ： 上 下 地 层 之 间 没整
5、合 下 地 层 一 致平 行 ： 有 地 层 缺 失 ， 上 下 地 层 产 状 不 一 致角 度 ： 有 地 层 缺 失 ， 上不 整 合地层与其他地质体非整合 侵 入 接 触沉 积 接 触沉积接触: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, 年轻沉积盖层的底部常含下覆岩石的成分或砾石.侵入接触:年轻的岩浆侵入到较古老的地层中, 年轻岩体的边缘常含来源于地层的捕虏体, 地层与岩体的交界部位常受到不同程度的烘烤。接触关系在空间上是可以变化的2 地层划分和对比2.1 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2.2 地层的划分方法古生物学方法（Fossils
6、）标准化石标准化石 /Index fossils：指那些演化速度快、地理分布广、数量丰富、特征明显、：指那些演化速度快、地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定划分地层的时代，还可以用于地层的易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定划分地层的时代，还可以用于地层的年代对比。年代对比。化石组合化石组合 /Fossil association：指在一定的地层层位中所共生的所有化石。化石：指在一定的地层层位中所共生的所有化石。化石组合法是根据地层的化石组合划分对比地层的方法。组合法是根据地层的化石组合划分对比地层的方法。1 测剖面、采集化石2 化石处理、鉴定3 化石的
7、分析比较地层划分对比同位素年龄测定与地层划分对比同位素年龄测定与地层划分对比同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。放射性元素在衰变过程中，同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。放射性元素在衰变过程中，- 4 -释放出能量并转化为终极元素。释放出能量并转化为终极元素。用于地层年龄测量的同位素方法主要有铀铅法、钍铅法、铷锶法、钾氩法、用于地层年龄测量的同位素方法主要有铀铅法、钍铅法、铷锶法、钾氩法、钐钕法等。同一地区地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定，不同地区地层钐钕法等。同一地区地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定，不同地区地层的同位素年龄可以用于地层对比。的同位素年龄
8、可以用于地层对比。磁性地层划分对比磁性地层划分对比 / Magnetostratigrapgy地层中通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征，即地层中通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征，即 “剩余磁性剩余磁性 ”。地史中地。地史中地磁极曾发生许多次倒转。根据地磁极的倒转并配合同位素年龄测定，可以建立一个磁极曾发生许多次倒转。根据地磁极的倒转并配合同位素年龄测定，可以建立一个地磁极向年表。由于地球的磁极是全球性的，利用地磁极向年表可以对地层定年和地磁极向年表。由于地球的磁极是全球性的，利用地磁极向年表可以对地层定年和进行磁性地层的对比进行磁性地层的对比其它地层划分对比方法1、事件地层、事件
9、地层2、不整合、不整合3、层序地层、层序地层4、分子地层、分子地层5、气候地层、气候地层一、地层的划分地层划分是把岩层按原有顺序，组织成具有某种特征、性质或属性的地层单位。方法：构造学方法：不整合面、假整合面。岩石学方法：岩性特征、岩石组合及旋回韵律等。古生物学方法二、地层的对比地层对比是论证不同地区或不同剖面地层单位间特征的一致性或地层位置的相当。方法：岩石学方法生物学方法岩性地层对比示意图- 5 -按两地岩层的颜色、成分、结构和构造的相似性建立对比。常用标志层法对比。标志层：穿时性标志层、等时性标志层。标准化石法化石组合法第二节 地层单位和地层系统依据地层的不同性质所作的地层划分，可建立不
10、同的地层系统，不同的地层系统有不同的地层单位，最常用的地层单位系统有三类。 - 6 -岩石地层系统 生物地层系统 年代地层系统一、 岩石地层单位组（formation）：具有岩性、岩相和变质程度的一致性的岩层；或者由一种岩石构成，或者以一种岩石为主，夹有重复出现的夹层，或者由两三种岩石交替出现所构成，还可能以很复杂的岩石组分为一个组的特征，而与其它比较单纯的组相区别。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。 群（group）：比组高一级，岩石地层系统中最大的分类单位。群是由两个或两个以上经常伴随在一起而又具有某些统一的岩石学特点的组联合构成，也可以将一大套地层厚度巨大，岩类
11、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。 段（member）：组内的次一级岩石地层单位，由于它具有与组内相邻岩层不同的岩石特征，可以作为次一级的单位 层（bed）：是最小的岩石单位二、生物地层单位组合带：所含的化石或其中的某一类化石，从整体上看，构成一个自然的组合，并与此区别于相邻地层内的生物组合。 延限带：任一生物分类单位在其整个延续范围内所代表的地层体 。顶峰带：某些化石种、属最繁盛的一段地层。间隔带三、时间地层单位和地质年代系统 地层年代单位 年代地层单位宙 宇 代 界 纪 系 世 统 期 阶 时 时带四、不同地层单位之间的相互关系1、岩石地层单位的穿时性及时间地层单位的非穿时性。2、地层单位上下界线与时间界面的关系。3、表示的范围不同。4、年代地层单位没有固定的具体岩性内容。
