第五章年代地层学

第五章年代地层学第1页，共43页，2023年，2月20日，星期一一、基本概念年代地层学(chronstratigraphy):是地层学的一个分支,是研究岩石体的相对时间关系及年龄的学科.年代地层单位(chronstratigraphicunits):是指一特定的地质时间间隔中形成的所有成层或非成层的综合岩石体.年代地层面(chronohorizon):年代地层单位的界面,为一等时面.第2页，共43页，2023年，2月20日，星期一宇Eonothem

界

Erathem

系System

统Series

阶

Stage

亚阶Substage宙

Eon

代Era

纪

Period

世Epoch

期Age

亚期Subage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。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。二、年代地层单位及等级第3页，共43页，2023年，2月20日，星期一阶统宇界系Carnivora/食肉类,Canid/犬科,Canis/犬属,lupus/天狼座Domain第4页，共43页，2023年，2月20日，星期一1）指在“宙”的时间内形成的地层。

2）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：太古宇、元古宇和显生宇。所对应的地质年代单位为太古宙、元古宙和显生宙。

3）宇是全球性统一的、年代地层单位中最大的地层单位。PhPtAr宇第5页，共43页，2023年，2月20日，星期一界一个代的时间内形成的地层,根据大的生物门类演化特征划分。

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。主要是根据化石特征及其反映的生物进化阶段而划分第6页，共43页，2023年，2月20日，星期一系一个纪的时间内形成的地层,根据较大的生物门类(如纲,目)演化特征划分。

-三叶虫类；O-直角石类、笔石类；S-裸蕨类；D-鱼类；命名多样时间位置:第四系;岩石特征:石炭系,白垩系;部族:奥陶系,志留系;地名:寒武系,二叠系,泥盆系,侏罗系亚系：为解决一些遗留问题而提出，比统高一级。比如石炭系，现在分为宾西法尼亚系和密西西比亚系。（美国最早是宾西法尼系和密西西比系,欧洲有石炭纪,二分或三分）第7页，共43页，2023年，2月20日，星期一统一个世的时间内形成的地层,根据次一级的生物门类(如科,属)演化特征划分，往往是某类生物进化显示出阶段性；1-多节多刺、头大尾小的原始类型；命名:上、中、下，或地名。第8页，共43页，2023年，2月20日，星期一阶

阶是一个期的时间内形成的地层,根据种或属一级的生物门类演化特征.阶是年代地层学的基本工作单位，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。阶的命名一般为地理名称，少量为化石名或神名，如提堂阶、长兴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；（多在2-10Ma内）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；其界线层型应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。

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。第9页，共43页，2023年，2月20日，星期一时带是指某一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。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Triticites延限带)，“张夏时带”(取自张夏组)。第10页，共43页，2023年，2月20日，星期一Exusalbus生物带与Exusalbus生物时带

之间的相互关系时带建立的基础为生物带,但含义不一样第11页，共43页，2023年，2月20日，星期一年代地层单位宇、界、系统、阶、时带（公转一周，春分，…)Eonothem,erathem,systemseries,stage,chronozone地质年代单位宙、代、纪世、期、时（年-季-月-日-时-分）Eon,era,periodepoch,age,chron年代地层单位与地质年代单位的关系第12页，共43页，2023年，2月20日，星期一三、年代地层单位建立的准则显生宙全球年代地层界线通过全球界线层型剖面和层型点(GSSP)厘定前寒武系的年代地层界线采用绝对年龄作为全球标准年龄(GlobalStandardStratigraphicAge

简称GSSA)第13页，共43页，2023年，2月20日，星期一年代地层单位建立准则1.用界线层型的下界确立年代地层单位单位层型:作为说明和识别一个地层单位的标准界线层型: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的点第14页，共43页，2023年，2月20日，星期一用界线层型比单位层型要好,问题少第15页，共43页，2023年，2月20日，星期一2.选择年代地层单位界线的要求：全球界线层型剖面及点(Global[boundary/standard]

StratotypeSectionandPoint简称GSSP)(金钉子)(1)连续沉积的剖面中(2)全球标准年代地层单位(Standardglobalchronstratigraphicunits)应选择在海相剖面中;区域年代地层单位的界线层型必要时可选择在非海相地层中(3)所选择的界线层型在垂向和横向上有一定的厚度,岩相及生物相纵向上变化小;化石丰富、保存好、特征显著，具世界性广布且多样化的动物群或植物群；第16页，共43页，2023年，2月20日，星期一（4）剖面出露良好，构造变形、地表挠动、变质及成岩变化（如白云岩化）最小。（5）剖面易于到达，能为自由研究、采样和长期保护提供合理的保证，并有永久的野外标志。（6）剖面研究透彻，研究结果已发表；剖面中采集的化石已妥善收藏并易于获取进行研究。（7）应考虑历史上优先和惯用的原则，应大致接近传统的界线。（8）易于识别的标志面及其它特点。（9）与代表不同岩相和生物相之间的联系。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第17页，共43页，2023年，2月20日，星期一太古宙+元古宙：12个GSSA;显生宙:96个GSSP中国：已获9(至2008年):2∈,3O,1C,2P,1T3800(12+96)=35.2Ma1平均分辨率只有35Ma2不断地被修改3基石是生物地层三个特点GTS,Ma第18页，共43页，2023年，2月20日，星期一四、年代地层单位的年代对比1、地层之间的自然关系地层叠覆律2、岩石学方法一个岩石地层单位总是具有一定的年代地层含义的，至少可用在局部地区大致指示年代地层位置。特殊的事件层，可作为等时性的标志。第19页，共43页，2023年，2月20日，星期一3，古生物学方法是年代地层对比最好的方法!

化石首现面(FAD):如Hindeodusparvus

化石序列的对比:缺陷：在进行大范围对比时，虽价值很大，但存在相当的局限性。（环境变化、大陆漂移、生物迁移、地层中的成岩变化及变质作用、化石保存变化、采集的偶然性等多种因素，会导致问题复杂化）第20页，共43页，2023年，2月20日，星期一第21页，共43页，2023年，2月20日，星期一4，地磁极性倒转方法地球磁场极性的周期性反转必须与生物地层学、同位素侧年法等相配合，否则难以识别特定的极性反转5，同位素测年为年代地层学提供了绝对数字年龄获取技术；局限：并非所有岩石类型都适于做同位素年龄分析6，其它方法

层序地层法、生态地层法、事件地层法、地震-测井地层法、化学地层法、分子地层法、旋回地层法和定量地层法第22页，共43页，2023年，2月20日，星期一五、岩石、生物和年代地层单位间的关系岩石地层单位：Lithostratigraphicunit-LU生物地层单位：BiostratigraphicUnit-BU年代地层单位：ChronostratigraphicUnits-CU

第23页，共43页，2023年，2月20日，星期一Lithostratigraphicunit-LULU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LU都是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。LU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。第24页，共43页，2023年，2月20日，星期一BiostratigraphicUnit-BUBU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。BU与LU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。LU和BU均反映沉积环境，但BU更受时代的影响，而且可指示地质年代。因为BU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。LU和BU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。第25页，共43页，2023年，2月20日，星期一ChronostratigraphicUnits-CUCU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，而不考虑这些岩石的成分或特性。因此，它在各处都只包括某一时代的岩石，其界线在各个地方都是等时的。识别CU的主要依据是它们的时间---这是一个抽象的特征或属性，而其它单位则主要是依据能观察到的物理特征建立和识别的.CU与LU大不相同；后者在任何有岩石的地方都可以被客观地识别。与生物地层单位、磁性地层单位和不整合界定的地层单位相比较，后者只有在岩石中实际出现某些特征或属性时，这些地层单位才是相对客观的物质单位。BU通常接近于年代地层单位(CU)。虽然生物对比接近于时间对比，但生物地层单位(BU)在根本上不同于年代地层单位。所有地层单位对于开展年代地层工作都具有重要作用。由于化石在地层中广泛分布以及生物进化所具有的不可逆性，化石对于显生宙沉积地层的时代确定和对比提供了极好的标志。第26页，共43页，2023年，2月20日，星期一岩石地层单位的界限是穿时的生物地层单位的界限也是穿时的年代地层单位的界限绝对等时地层界线的穿时与等时地层界线的穿时与等时具有方向性第27页，共43页，2023年，2月20日，星期一华北地区三山子组的穿时关系河南河北河北SSWNNE第28页，共43页，2023年，2月20日，星期一生物-年代地层单位间的关系延限带对比及误差第29页，共43页，2023年，2月20日，星期一延限带对比及误差第30页，共43页，2023年，2月20日，星期一1LU具穿时性，而CU不穿时

2CU的根本特点在于它与时间严格对应；而LU的上下界线与时间界面是不一致的

3LU所依据的岩性特征主要受沉积-古地理环境控制，而后者不可能全球一致的，因此,LU的地理分布只能是区域性的；

4CU没有固定的具体岩石内容，而LU当岩性特征发生改变后，单位名称也变化；

5Cu反映了全球统一的地质发展阶段，对了解全球地质史有巨大的优点；而LU反映了一个地区的地质发展阶段，对了解某一地区的地质发展史有重要