地层学基本原理和方法

第二章地层学基本原理和方法1第1页，共42页。第二章地层学基本原理和方法第一节地层学的有关概念第二节地层层序及地质年代的确定方法第三节地层单位与年代地层表第四节地层划分和对比的方法2第2页，共42页。一、地层概念和地层叠覆律把野外见到的成层岩石(包括沉积岩、火山岩及其变质岩)，泛称岩层；

地层(Stratum):是指具有某些共同特征和属性，与相邻岩层存在明显差异、具有一定地质年代的岩层或岩石组合；

地层除具有一定的形体和岩石内容外，还有时间顺序的涵义。地层第一节地层学的有关概念3第3页，共42页。4第4页，共42页。整合接触、不整合接触1、整合接触定义：指相邻的新、老地层产状一致，岩石性质与生物演化是连续而渐变的，沉积作用没有间断（实线）。意义：表明该地区地壳运动相对较为稳定，一直处于持续下降或持续上升状态，因此沉积物能够连续沉积而形成整合接触。二、地层之间的关系及其地质意义第一节地层学的有关概念5第5页，共42页。侏罗系（J）页岩。接触界限三叠系（T）砂岩。6第6页，共42页。2、不整合接触定义：上、下地层间的层序如果有了间断，即先后沉积的地层之间缺失了一部分地层。包括：平行不整合和角度不整合①假整合接触（平行不整合接触）定义：指相邻的新、老地层产状一致，但有明显的沉积间断或地层缺失的接触关系。（虚线）意义：表明该地区，老地层形成后，地壳均衡上升为陆，使该地层遭受风化剥蚀，形成了剥蚀面，随后地壳均衡下降，在剥蚀面上重新接受沉积，并形成了新地层，这种接触关系是地壳升降的重要标志。第一节地层学的有关概念7第7页，共42页。平行不整合PK8第8页，共42页。下降沉积→上升、接受剥蚀,沉积间断→再下降,再沉积第一节地层学的有关概念9第9页，共42页。②角度不整合接触定义：相邻的新、老地层产状不一致，分界面为剥蚀面，并且剥蚀面产状与新地层一致，老地层以不同角度斜交接触。（波浪线）意义：表明老地层形成后经受了强烈的构造运动，使岩层发生了变形（倾斜或褶皱）并遭受风化剥蚀，形成剥蚀面，然后地壳下降，在剥蚀面上接受沉积形成新地层。第一节地层学的有关概念10第10页，共42页。角度不整合的形成过程B褶皱/抬升A沉积C剥蚀D沉降－接受沉积下降、接受沉积褶皱上升(常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等)、沉积间断、遭受剥蚀再次下降、再沉积。11第11页，共42页。SJ角度不整合12第12页，共42页。13第13页，共42页。

侵入接触：如果岩浆岩在沉积岩形成之后侵入，则在侵入体接触带上，会出现烘烤变质等现象，侵入岩体中往往还残留有围岩的捕虏体，有时还被与侵入体共生的岩脉所贯入，这种关系称侵入接触。沉积岩层先于岩浆岩侵入体沉积。

沉积接触：如果侵入岩冷却凝固，由于剥蚀作用而露出地表，其上又被新的沉积岩层所覆盖，这时沉积岩层底部往往有侵入岩的砾石，这种关系称沉积接触。沉积岩晚于岩浆岩侵入体沉积。第一节地层学的有关概念14第14页，共42页。第一节地层学的有关概念15第15页，共42页。

海水范围扩大，海岸线推进到原来的陆地内，即发生了海侵。由于海水范围扩大，海水加深，海岸线向陆内推进，所造成的沉积成为海进序列。

新沉积形成岩层的分布范围超过了更老的岩层分布范围，这种现象称为超覆。超过的那一部分地区称为超覆区。

海进序列：海水→深，海水面积→大，沉积物→细，沉积面积→大。2、海侵超覆和海退退覆第一节地层学的有关概念16第16页，共42页。地层超覆序列第一节地层学的有关概念细粗超覆区17第17页，共42页。沉积盆地内海平面相对下降时，海水分布范围不断缩小，称为海退（regression），它所形成的沉积称海退序列。

愈新的地层分布范围愈小，这称为退覆，较新的地层未覆盖的地区称为退覆区。海退序列：海水→浅，海水面积→小，沉积物→粗，沉积面积→小。第一节地层学的有关概念18第18页，共42页。地层退覆序列第一节地层学的有关概念细粗退覆区19第19页，共42页。成因上有联系的、地层的岩性或岩石组合按一定的生成顺序在剖面上规律叠覆的现象称为沉积旋回（CycleofSedimentation）。3、沉积旋回

沉积旋回层序的产生主要受四种因素的影响：海（湖）平面升降、古气候变化、沉积物源供应速率和构造环境的改变。第一节地层学的有关概念20第20页，共42页。

海相沉积旋回模式：由海进至海退组成的完整旋回。第一节地层学的有关概念细粗粗细粗粗21第21页，共42页。第二章地层学基本原理和方法第一节地层学的有关概念第二节地层层序及地质年代的确定方法第三节地层单位与年代地层表第四节地层划分和对比的方法22第22页，共42页。地层叠覆律：年代较老的地层在下，年代较新的地层叠覆在上。地层叠覆律是确定地层层序的主要方法。第二节地层层序及地质年代的确定方法一、地层层序及相对地质年代的确定方法23第23页，共42页。根据化石确定相对地质年代：不同时代的地层含有不同的化石群，同一时代的地层含有同时代的化石或化石组合，这就是化石层序律。根据岩石的结构、构造等岩性特征确定相对地质年代。根据层理构造、印模构造、层面构造等。第二节地层层序及地质年代的确定方法24第24页，共42页。二、同位素地质年龄（绝对地质年龄）的确定方法

其基本原理：基于放射性元素有固定的衰变常数，即每年每克母体同位素能产生的子体同位素的克数。因此，分别测定岩石中矿物所含的放射性同位素（母体同位素）及由其蜕变产物（子体同位素）的含量，就可以计算出该矿物从形成到现在的实际年龄。常用的方法由铀铅法、铷锶法、钾氩法。同位素半衰期衰变常数铀U238→铅Pb206

4.468×109年0.155×10－9/年铷Rb87→锶Sr87

4.9×1010年0.141×10－10/年钾K40→氩Ar40

1.28×109年0.541×10－9/年碳C14→氮N145730年1.21×10－4/年第二节地层层序及地质年代的确定方法25第25页，共42页。第二章地层学基本原理和方法第一节地层学的有关概念第二节地层层序及地质年代的确定方法第三节地层单位与年代地层表第四节地层划分和对比的方法26第26页，共42页。一、地层划分和对比的概念与多重地层单位1、地层划分（Subdivision）：根据地层各种属性和特性，按照地层的原始顺序，系统地把一个地区的地层划分为各种地层单位。2、地层对比（Correlation）：根据地层各种属性和特征，对不同地区的地层单位进行比较，找出这些地层单位的相应关系和分布规律。在地层学的意义上是表示地层特征和地层位置的相当。3、地层划分与对比：确定地层的相对新老关系及其分布规律。第三节地层单位与年代地层表27第27页，共42页。第三节地层单位与年代地层地层划分对比的方法很多。地层的划分方案也很多即多重地层单位。主要有：岩石地层单位年代地层单位生物地层单位磁性地层单位层序地层单位28第28页，共42页。1、地层划分

方法：岩性、化石、不整合面等2、地层对比

岩石地层学方法：岩性法、标志层法、沉积旋回法；

生物地层学方法：化石或化石组合；

地球物理学方法：地震、测井（电阻率、自然伽玛、自然电位等）。第三节地层单位与年代地层29第29页，共42页。

地层划分与对比及综合地层柱状图第三节地层单位与年代地层30第30页，共42页。化石可用于对比相距很远的地层第三节地层单位与年代地层31第31页，共42页。第三节地层单位与年代地层32第32页，共42页。二、地质年代的单位与系统1、地质年代单位分为：宙、代、纪、世、期、时等若干时间单位。2、年代地层单位分为：宇、界、系、统、阶、带。地质年代单位（时间）宙代纪世期时年代地层单位（地层）宇界系统阶带3、岩石地层单位分为：群、组、段、层。第三节地层单位与年代地层33第33页，共42页。记牢新生代7个世的名称!记牢五代十三纪!34第34页，共42页。《地质年代歌》新生早晚三四纪，六千万年喜山期；中生白垩侏叠三，燕山印支两亿年；古生二叠石炭泥，志留奥陶寒武系；震旦青白蓟长城，海西加东到晋宁。第三节地层单位与年代地层35第35页，共42页。在实际工作当中，常用到岩石地层单位（地方性地层单位），是根据地层的岩性特征进行分层，并建立起地层系统和层序。一般分为：群、组、段、层。三、岩石地层单位

群：比组高一级的岩石地层单位，常用的最大岩石地层单位。由两个或两个以上经常伴随在一起而具有某些统一的岩石学特点的组联合构成的，或由一大套厚度巨大，岩类复杂的地层组成。第三节地层单位与年代地层36第36页，共42页。

组：是最重要的基本岩石地层单位。其含义在于具有岩性、岩相和变质程度的一致性。组由一种岩石构成，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合为一个组的特征，而与其它比较单纯的组相区别。组的厚度无固定的标准，可以由1m到几千米不等。第三节地层单位与年代地层37第37页，共42页。

段：是低于组的岩石地层单位，必须具有与组内相邻岩层不同的岩性特征，且分布广泛，对研究区域地层有用。

层：等级最低的岩石地层单位。它一般由岩性、成分、生物组合等特征显著而又明显区别于相邻岩层的地层构成。它的厚度不大，可以从数厘米、数米至十余米。层是组内或段内的一个特殊单位层(unitlayer)，在岩性上与相邻岩层显著不同。第三节地层单位与年代地层38第38页，共42页。39第39页，共42页。本章小结1、地层、地层叠覆律；2、地层的接触关系及其意义；3、地层单位和地层系统；4、地层划分与对比的概念、方法、原理；40第40页，共42页。复习思考题1、什么是岩石地层单位的基本层序？它具有什么特点？2、有哪几种地层划分对比的方法？每种方法的原理是什么？3、有哪些地层单位，每种地层单位的含义及其区别如何？41第41页，共42页。内容梗概第二章地层学基本原理和方法。第二节地层层序及地质年代的确定方法。第二节地层层序及地质年代的确定方法。地层(Stratum):是指具有某些共同特征和属性，与相邻岩层存在明显差异、具有一定地质年代的岩层或岩石组合。地层除具有一定的形体和岩石内容外，还有时间顺序的涵义。定义：指相邻的新、老地层产状一致，岩石性质与生物演化是连续而渐变的，沉积作用没有间断（实线）。意义：表明该地区地壳运动相对较为稳定，一直处于持续下降或持续上升状态，因此沉积物能够连续沉积而形成整合接触。海水范围扩大，海