古生物地史学0809课件

第八章地层的划分和对比一、地层划分：

多重地层划分。

二、地层对比：根据不同地区或不同剖面地层的各种属性的比较，确定地层单位的地质时代或地层层位的对应关系的工作。第一节、地层的物质属性—地层划分的依据物质属性地层单位物理属性岩性特征岩石地层单位磁性特征磁性地层单位电性特征测井地层单位地震特征地震地层单位生物属性生物特征生物地层单位生态特征生态地层单位分子化石特征分子地层单位生物的时代属性年代地层单位化学属性同位素年龄地球化学特征化学地层单位宏观属性接触关系不整合界定地层单位旋回特征旋回地层、层序地层单位事件特征事件地层单位变形和变质特征构造地层单位岩层组构特征非史密斯地层单位数学特征定量地层单位古气候特征气候地层单位二、生物学特征包括地层中所含的生物化石组分、以及生物化石的含量、生物化石的保存状态、生物化石之间及生物化石与围岩之间的相互关系等。化石的双重意义：年代学意义环境学意义三、地层结构组成地层的岩层在时空上的组构方式。层状地层非层状地层简单型均质式均一式斜列式叠积式嵌入式等非均质式互层式夹层式有序多层式无序多层式复合型上述各种简单型结构的复合地层结构是认识地层和划分地层的重要依据。一个岩石地层单位除具有一定的岩石特征外，还应该具备一定的地层结构。不同的地层单位在地层结构上也应有所差别。四、地层的厚度和体态包括组成地层的岩层的厚度和体态，也包括地层单位的厚度和体态。地层的体态指岩层或地层体空间形态和分布状态。有层状，或非层状（楔状、透镜状、丘状）一个地层单位应有一定的厚度。根据地质填图的比例尺而定,在地质图上以最小的表达尺度(1mm)去表达。六、其他属性如磁性特征、电阻率和自然电位、矿物特征、地球化学特征、生态特征、同位素年龄等。地层划分、对比的原则：（1）地层的物质属性相当的原则（2）不同类型或不同地层单位的地层对比不一致的原则第二节、地层划分、对比的原则和方法地层划分、对比的方法一、岩石学方法：1、单一岩性法

根据岩石的颜色、成分、结构、构造的不同，划分成具有单一岩性的自然层，1、2、3……。

2、标志层法：

标志层：厚度不大、特征突出、分布广泛、易于识别的特殊岩层。如华北地台区下奥陶统顶面，上石炭统底部的G层铝土矿就是华北地区的一个良好标志层，它为下奥陶统和上石炭统的划分和对比提供了许多方便，可使华北上下古生界的划分对比工作大大简化

3、地层结构法：

有的地层中岩层结构或组合常有一定的规律，

（1）一种岩石为主夹有其它少量岩石；

（2）两种岩石互层；

（3）沉积旋回。

如华北石炭－二叠系太原组砂岩－粉砂岩－泥质

岩－灰岩组成有序多层式结构。

4、重矿物法：

比重>2.9。锆石英、磷灰石、电气石、金红石、钛铁矿。

利用重矿物的组合和含量进行地层划分和对比。二、生物地层方法1、标准化石法：

演化快、分布广、数量多、特征明显、易于识别。2、化石组合法：

在一定的地层层位中所共生的所有化石的综合。利用不整合面对比地层是一种常用的方法不整合面可以作为一个等时面，但其上下地层是不等时的构造运动面一般用于岩石地层单位对比，在应用于年代地层单位对比时应慎重四、放射性同位素年龄法放射性元素在衰变过程中，释放出能量并转变为终极元素。U-Pb法、K-Ar法、Rb-Sr法、Th-Pb法、Sm-Nd法……铷(87Rb)可变为锶(87Sr)；钾(40K)可变为氩(40Ar)等等。当岩石中含某—放射性元素，开始时有No个原子，由于衰变．现在只剩下N个原子，则产生出新元素的原子数D＝No－N。如果测出岩石中已知放射性元素的原子数N及其衰变产物终极元素的原子数D，则岩石形成的年龄t可按下式计算五、地球物理法1、地震法：

2、测井法：电测井、核测井、声波测井、地层倾角测井等等

3、古地磁法（磁性地层法）

剩余磁性：岩石形成时受当时地磁场影响而磁化的结果，具有全球一致性。地磁极的倒转也反映在岩石中：地磁极向年代表。

（六）地球化学法1、稳定同位素法：2、元素（比值）法：拓展知识点，查资料（七）数学地质法趋势面分析法、多项式逼近法、图像识别法、马尔可夫链法……内蒙古柴登勘察区某勘探线煤层对比图二是：以建立全球性年代地层系统为目的的年代地层单位系统，着重体现地层时间属性的时间地层单位系统。具有等时性生物地层单位、磁性地层单位为完善、验证该系统服务常用地层单位：岩石地层单位生物地层单位年代地层单位年代地层单位地质年代单位岩石地层单位生物地层单位宇Eonthem界Erathem系System统Series阶Stage时带Chronozone宙Eon代Era纪Period世Epoch期Age时Chron群Group组Formation段Member层Bed延限带rangezone组合带assemblagezone顶峰带abundancezone谱系带lineagezone间隔带intervalzone

不同类型地层单位的级别体系第一节、岩石地层单位和地层系统（掌握）根据岩石学方法和构造学方法划分的地层单位。由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三度空间岩层体。不考虑其年龄。要求：岩性稳定、地层结构稳定分为4级：群、组、段、层1、组（formation）：具有相对一致的岩性和具有一定结构类型的地层体。岩性由单一或两种互层、或夹层构成，或岩性相近、成因相关的多种岩性组合而成。或为一套岩性复杂，但可与相邻岩性简单的地层单位体区别。厚度几米乃致数百米，有一定的空间分布范围，上、下界线清晰；是野外地质调查和填图中最重要的基本岩石地层单位。建组的基本条件：（1）具有一定的岩石组合和地层结构。如一个或几个旋回，或以一种岩石为主夹少量其它岩石，或两种或三种岩石互层，或很复杂的岩石组分与其它较单纯的组分相区别等。内部不分段的组为一种结构类型，分段的组可有多种结构类型。（2）要有明确的顶、底界线。组内不允许有不整合界线（3）区域上厚度稳定，有一定的分布范围。区域地质图可表达（4）反映一定的岩相特征（能反映沉积环境的阶段性）。2、群（group）：比组高一级的岩石地层单位，为组的联合。在地层划分中也是最大的岩石地层单位（国外常用超群或亚群）。一般由岩性相似、结构相近、成因相关的组联合构成。群的顶底界线一般为不整合界线，或明显的整合界线。另一种是地层厚度巨大，岩类复杂，又受到构造运动，使原始顺序无法重建的地层构成一个特殊的群。3、段（member）：低于组的岩石地层单位，为组的进一步划分。依据组内地层的岩性、结构、成因的差别划分。一个段岩性相同或相近、一种结构类型、成因相关段的顶底界线应明显，一般为标志明显的整合界线。必须“具有与组内相邻岩层不同的岩性特征”，即一组多段，或组下面普遍不细分为段。如馒头组划分为石店段、上页岩段、洪河段。淄博西黑山剖面二叠系上石盒子组奎山砂岩段4、层（bed）：是等级最小的岩石地层单位。两种类型：岩性相同或相近的岩层组合或相同结构的基本层序的组合。岩性特殊、标志明显的岩层或矿层厚度数厘米、数米及至十余米。如煤层、油层等上石盒子组底部B层铝土(淄博八陡东黑山剖面顶部)5、岩群、岩组、岩段在造山带构造变形和变质作用改造的地层区或克拉通的深变质岩区，由于变形和变质作用的改造，原始的地层顺序、位态及相互关系都发生了变化，难以恢复原生的地层单位和地层系统，采用岩群、岩组、岩段的地层单位术语。主要依据地层的岩性组合、变形和变质程度。岩段的顶底界线一般是断层界线，或受断层改造的不整合界线。泰山岩群

柳杭组:角闪岩相和绿片岩相

山草峪组:低角闪岩相

雁翎关组:低角闪岩相和绿片岩相

孟家屯组:角闪岩相新泰雁翎关雁翎关岩组斜长角闪岩1、划分依据：以地层形成的时代为依据划分的地层单位。生物演化特征、放射性同位素年龄、磁性地层是年代地层划分的依据。2、定义：在特定的地质时间间隔内形成的地层体。

年代地层单位对应的时间阶段叫做地质年代单位。

第二节年代地层单位和地层系统年代地层单位：全球性：宇、界、系、统区域性：阶、时带宇：最大的年代地层单位，与“宙”对应，根据生物演化最大的阶段性，即生命物质的存在及方式划分的。太古宙（宇）：原核细胞生物元古宙（宇）：真核细胞生物显生宙（宇）：具硬壳的后生动物界：根据生物界发展总体面貌（显生宙）以及地壳演化阶段性（太古宙和元古宙）划分。早古生代－加里东构造运动阶段－海洋无脊椎动物、裸蕨植物晚古生代－海西构造运动阶段－早期鱼类、中晚期两栖类、蕨类植物及新的海洋无脊椎动物为特色。中生代－阿尔卑斯构造阶段－裸子植物、爬行类、鸟类及新的海洋无脊椎动物为特色。新生代－喜马拉雅构造阶段－被子植物、哺乳动物、及更新的海洋无脊椎动物为特色系：依据生物界演化阶段性划分晚古生代泥盆纪－鱼类、裸蕨类统－世：阶－期：依据科、属级生物演化特征划分如寒武纪可划分为10个期，对应10个阶时带－时：根据属、种级生物演化划分，一般以生物属种命名。以全球性分布的游泳生物或浮游生物划分的时带是全球性的，如菊石、牙形石时带等。以底栖生物划分的时带一般是区域性的。山东寒武系综合剖面示统、阶、带的关系第二统第三统芙蓉统馒头组炒米店组第三节、生物地层单位根据地层中保存的生物化石划分的地层单位（生物带），以含有相同的化石内容和分布为特征，并与相邻单位化石有别的三度空间地层体。不含化石的地层，就不是生物地层划分的对象。

1、延限带：

任一生物分类单位在整个延续范围之内所代表的地层。从发生－绝灭所占用的地层。在一个剖面上，从最早出现到最后消失的界线图9－1延限带示意图2、顶峰带：某些化石属、种最繁盛时期的一段地层。繁盛的三种表现形式：（1）化石在特定时期一定地理范围内富集，比其早期和晚期化石密度大。（2）化石在一定地理范围富集，单位面积化石个数基本是一个常数，仅地理分布范围比早期和晚期大。（3）化石仅在特定环境中，极窄的范围内富集，在该化石所占的其它地区个体数却不多。顶峰带示意图不同地区的繁盛期未必完全一致，只有通过等时性对比才能确定。3、组合带特有的化石组合所占有的地层。根据多种化石类别的共存所占有的地层确定。4、间隔带位于两个特定生物面之间的地层体。包括：生物化石的最高存在界面、最低存在界面。5、谱系带五、层型为命名的地层单位指定的代表该单位的地层剖面。多种层型：年代地层单位层型、岩石地层单位层型、生物地层单位层型等1、界线层型（Boundarystratotype）给两个命名的地层单位之间的地层界线下定义和识别这个界线做标准的特殊岩层序列中的一个特定的点。要求：地层连续沉积（无间断），相同的岩相类型（单相：海相或陆相），同一古生物演化系列中确定一个特殊点，用以标定年代地层单位的界线层型。

2、单位层型（Unitstratotype）给一个命名的地层单位下定义和识别一个命名地层做标准用的一个特殊岩层序列中特定的间隔的典型剖面。（一个地层单位的典型剖面）泛指不同类型地层单位（岩石地层单位、年代地层单位）的典型剖面，其上、下限由界线层型标定，内部允许存在部分覆盖。B组、单位层型3、其它层型正层型(Holostratotype)原作者在提出地层单位或界线时所指定的原始层型。

副层型(Parastratotype)原作者在使用原定义解释正层型时所用的补充层型。

选层型(Lectostratotype)命名地层单位时没有指定层型，原作者或他人后来选择指定的层型。

新层型(Neostratotype)因正层型被毁坏或无法接近而重新指定的一个层型。

次层型(Hypostratotype)为扩展正副层型的概念或界线，在正、选、新层型所在地之外所建立的作参考用的层型。次层型也称参考剖面。

4、建立层型的要求（1）、连续出露的地层剖面（2）、地理位置不存在政治限制（3）、交通方便（4）、标志清楚，易于识别（5）、国际或区域权威地质学组织认可5、层型描述的内容地理位置、交通途径或方式航片或照片地层分层、岩性、厚度、生物化石、矿物、构造、地貌等，地层界线的划分标志地层剖面图、柱状图建立永久性人工标志寒武系柱状图震旦-寒武系界线层型候选剖面全球二叠系-三叠系界线层型剖面和点全球通用的年代地层单位的界线层型必须得到国际有关最高地质机构的认可。各年代地层界线的全球层型剖面和点在国际上是唯一的，它是在国际上众多的界线地层剖面中，按照国际地层委员会对界线层型的严格要求，通过国际界线地层工作组、断代地层分会和国际地层委员会3轮投票，60％以上赞同后，由国际地质科学联合会最后审定，严格筛选出来的。因此它的确定无疑代表了国际领先水平和最高荣誉。如殷鸿福等(殷鸿福等，1988；Yineta1．，1996，2001)在中国浙江省长兴县煤山所定义的全球二叠系一三叠系界线层型的3轮国际投票支持率均在80％以上(分别为87％、81％和100％)，表明了其绝对领先地位。2001年3月初，国际地质科学联合会正式确认：全球二叠系三叠系界线层型剖面和点(GSSPofPTB)选定在中国浙江省长兴县煤山D剖面27c层之底.牙形石Hindeodusparvus首现点上。全球二叠系一三叠系界线层型剖面位于浙汀省长兴县煤山镇至新槐乡葆青村公路北侧的山坡上．沿山坡分布着许多采石场，众多采石场组成了煤山剖面群。该剖面群从东向两长约2km，在2km范围内的每个采石场上均可观察到出露良好的二叠系一三叠系界线层，盛金章等将该剖面群自西向东命名为A、B、C、D、E和Z6个子剖面(Shengetal．，1984)(图)。其中D剖面被列为全球二叠系一三叠系界线层型剖面(图3—3。用全球卫星定位仪(GPS)测得煤山D剖面二叠系一三叠系界线层位置北纬31°04′50.47″，东经119°42′22.24″六、年代地层表和地质年代表地质时代、地壳运动与生物演化简表（一）、全球统一地质年代单位划分：进展截至2007年12月为止，经国际地科联和国际地层委员会批准的全球统一年代地层单位界线层型剖面和点位（GSSP）和全球标准地层年龄（GSSA）已达68个之多（其中显生宙55个），较2006年增加了9个。全球拟建金钉子总数：115个其中Pre-Cam.15个（13个）；下古：25个（19）；上古：23个（16