4-第三章-地层单位与地层系统

1、地层与古生物基础（地层学）,长安大学资源学院 李相传 ,地层学的基本概念和规范,地层学（stratigraphy） 岩层与地层（stratum） 地层：根据某一（或某些）特征或属性而区分出来的岩层；具有一定空间层位或时间特征的岩层。 国际地层指南（1976和1994）和中国地层指南（1981和2001）,地层层序,地层层序：是指地层形成的先后顺序。 地层层序律：下老上新 相对年代和绝对年代,第三章 地层系统和地质时代,第一节、地层的划分与对比 第二节、地层单位及地层系统 岩石地层单位及地层系统 生物地层单位 年代地层单位及地层系统 其它地层单位及分支学科,一、地层的划分与对比,1. 地层的划分

2、：按照岩层的不同属性把（某一地区的）地层剖面分成不同的单位称为地层的划分。 理论基础：构造运动阶段性和生物进化的不可逆性 2. 多重地层划分理论：组成地层的岩石是客观物质，它有多少种能够用于划分地层的不同特征，地层就有多少种类的划分方法，一种特征的变化不一定和另一种特征的变化一致。地层有多少种类的划分，地层就有多少种类的单位。,岩石地层划分：依据岩性特征把地层层序系统地划分为能反映其岩性特征和变化的单位 生物地层划分：依据化石内容和分布把岩层层序中含化石部分划分为具有不同化石特征和分布的单位 年代地层划分：依据岩层不同物质属性将岩层划分为各类地层单位后，归入到相应的地质时间间隔（地质年代单位）

3、内，形成年代地层单位,3.地层的对比：将不同地区的地层单位，根据地层的特征进行层位上的比较,论证它们是否相当。 岩石地层对比、生物地层对比和年代地层对比,二、地层单位类型及地层对比方法,地层单位：按照岩层的物质属性的任一方面，在岩层层序划分中，当作一个单位的一个地层或相邻地层组合 地层单位类型：主要有岩石地层、生物地层、年代地层、磁性地层、事件地层、构造地层、层序地层、生态地层、气候地层、定量地层 -形成地层学的各分支学科,三、岩石地层单位 1. 岩石地层学：地层学的一个分支学科，是根据岩石学特征及其地层关系，阐明构成地壳的岩石，并将其系统地编制成可鉴别的命名单位。 2. 理论依据：不同地质时

4、期地表自然地理 环境各不相同，各种地质作用也有较大的差异,所以形成的地层也不同。 在地质历史中，无机界与生物界一样，也 在不断地向前发展，并表现为一定的阶段性。这是岩石学方法划分地层的主要理论依据。,3. 岩石地层单位：以岩性特征作为主要依据所划分的地层单位；根据可观察到的和可鉴别的岩石学特征，或岩石学特征组合（如沉积韵律）及其地层关系所定义的岩层体。 4.岩石地层单位的类型 组：岩石地层等级系列中属于中等级别 的，组的岩性、岩相或变质程度方面具有一致性或规律性。是最基本岩石地层单位。用于区 域地质填图、描述及解释。 建立组要求以下基本条件： 要有一定的岩石组合；要有明确的顶、底界线；厚度适中

5、；具备一定的稳定性。,群：在等级上高于组一级的正式岩石地 层单位。由两个或以上相邻的、具有某些岩石学特点的组构成。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。常用于前寒武系和中生代陆相地层。 段：在等级上比组低一级的正式岩石地 层单位，它总是组的一部分。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。 层：组内或段内明显的特殊单位层，上、下以明显的层理面为界。是最小的正式岩石地层单位。一是岩性或结构相同或相近的岩层组合，可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。膨润土层、笔石层、磷矿层等,岩石地层单位是根据地层的岩石学及地层结构等特征确定的，而这些特征是随沉积环境的变迁或沉积作用方

6、式的演变而变化的。因此，多数岩石地层单位和年代地层单位的界线不一致，或岩石地层单位的界线与年代地层单位的界线斜交。这种现象称为岩石地层单位的穿时。,6.岩石地层对比 岩石地层对比是对一定范围内不同地点的 岩石地层单位进行比较，以确定这些地层单位 岩性特征与地层位置是否相当。 在进行对比（岩性法和标志层法）时，要特别注意那些厚度不大、岩性稳定、特征易于识别的岩层或矿层（标志层），如冰碛层、蒸发岩层、煤层、火山岩夹层等。这些标志层具有良好的区域性对比意义，可作为对比标志。 由于岩性反映岩石形成时的环境与沉积条 件，因此，一种岩性或岩石组合不可能在侧向 上无限延伸，永远不变。 所以岩性对比一般只适用

7、于较小范围。 故岩石地层单位曾被称作地方性地层单位。,图1-3 昌平、蓟县 青白口群地层 柱状对比图 1-硅质灰岩、白云岩； 2-泥灰岩；3-角砾灰岩； 4-页岩；5-砂岩； 6-角砾岩；7-三叶虫,四、生物地层单位,1. 生物地层学：地层学的一个分支学科，研究 地层记录中的化石分布，并根据地层所 含化石将地层划分为若干单元。其理论 为生物演化的不可逆性及化石层序律。 2. 生物地层划分：根据所含化石，对地层剖面 进行系统划分，并编制成命名单位。仅 适用于含生物化石的那部分岩系。 3. 生物地层单位生物地层带（生物带）： 指具有相同的化石内容和分布特征的一套地层体。在厚度、地理分布及时间跨度上

8、变化均很大。,4. 生物带的性质 生物带无等级之分 生物带的界线并非等时界面,5. 生物地层带的类型 5.1 延限带：任一生物分类单位在整个延续范围内所代表的地层体。 （1）延限带：一特定分类单位标本的已 知（地层与地理）产出延限所代表的地层体。 （2）共存延限带：是包含两个或以上特定的分类单位延限带的共存、一致或重叠部分的地层体。,5.2 组合带：某些生物的共同出现的一段地层。除了带化石外，还含有其他分子。有利于恢复沉积环境,5.3 富集带（顶峰带）：某些化石属种最繁盛时期的一段地层，不包括化石最初出现和最终消失的地层,间隔带：指两个特定生物面间的地层体。相对于上下可以划分生物带，但本身缺少

9、特征化石，不能建立生物带的一段地层。 哑（间）带：相对于上下可以划分生物带，但本身完全没有化石，不能建立生物带的一段地层。 生物地层单位对地层的划分可以是不连续的，也可以是重复的。最大特点：指示地层相对年代,6.生物地层对比 是指以所含化石为依据，在地理上分离的剖面或露头之间，建立生物地层特征及位置上的对应关系。主要方法有： 6.1 标准化石法： 标准化石是指那些分布广泛、数量众多、演化快和特征显著的生物形成的化石。 利用标准化石进行地层的划分和对比（简便易行）。但由于受古生态条件限制和生物迁移、先驱和孑遗分子等复杂因素的影响，常常使标准化石的标准性产生问题。,6.2 生物组合法： 由于标准化

10、石在地层划分和对比上的局限性常常使人们在具体使用中遇到较多困难而不能得出合理的结果。 为此，就要对地层中多门类化石进行系统的研究和综合分析，以了解它们的共生组合及其变化情况。 这种利用生物组合或生物群总体面貌进行地层划分和对比的工作，称为生物共生组合分析。,6.3 数理统计法： 百分比法是生物地层学中常用的最简单的数理统计法。将所要研究的地层中的化石进行全面统计，与已知时代之剖面中的化石作分层比较，求其相同的百分含量，以此来确定其时代。,五、年代地层单位,1.年代地层学：地层学的一个分支，研究岩石体 的相对时间关系及年龄。即据地层形成年代 划分、对比地层的方法称为年代地层学方法 2. 绝对年龄

11、测定方法： 铀铅法、铷锶法和钾氩法 3.年代地层单位：是指在特定地质时间间隔内形 成的岩石体。其顶底界线都是以等时面为界， 因此，这种地层单位的界线是全球等时的。 每一个年代地层单位与相应的地质年代 单位严格对应。,4. 年代地层单位种类及其与地质年代单位的 对应关系 年代地层 地质年代 宇 宙 界 代 系 纪（30-80Ma） 统 世（13-35Ma） 阶 期（2-10Ma） 时带 时,5.年代地层单位和地层系统（宇、界、系、统、阶、时带） 是根据地层形成的时间的一致性来划分的。其顶、底界面均为等时面。并且各个级别是严格与地质年代单位对应的，如宙的时间间隔内形成的地层称为宇。 宇：是最高级的

12、时间地层单位，是在宙的时间间隔内形成的地层总体，根据生物的演化阶段划分，整个地球历史只划分出四个宙。冥古宙（地球形成至38亿年以前，目前还没有发现地质记录的报道属于前地质演化阶段，不能用地质的方法进行研究，主要采用天文学方法对比研究）；太古宙（38-25亿年，一般含有原核生物）；元古宙（25-5.43亿年，真核生物）；显生宙（5.43亿年-现代，具壳后生动物）。,界：是第二级高级时间单位，是在代的时间间隔内形成的地层总体，根据生物界发展总貌和地壳演化阶段性划分： 太古宙划分为始太古代、古太古代、中太古代和新太古代（始太古界、古太古界、中太古界新太古界）； 元古宙划分为古元古代、中元古代和新元古

13、代（古元古界、中元古界和新元古界）； 显生宙划分为古生代进一步分为早古生代和晚古生代（加里东构造阶段和海西构造阶段）、中生代（阿尔卑斯构造阶段）和新生代（喜山构造阶段）（古生界、中生界和新生界）,系：是在纪的时间间隔内形成的地层总体：一般是根据生物界演化的阶段性划分。 统：是在世的时间间隔内形成的地层总体：一个系一般分为三个统或两个统。 阶：是在期的时间间隔内形成的地层总体：一般依据生物科、属及生物演化特征进行划分。 时带：是在时的时间间隔内形成的地层总体：一般是根据生物属、种的分布时限划分的。 以上的地层单位，阶和时带一般是地方性的，可有专有名称，而统以上的地层单位一般是全球性的，一般也采用

14、统一的命名。,（五） 地 质 年 代 表,5. 年代地层对比方法,1.同位素年龄测定 2.生物地层对比 3.岩石地层对比（特殊的标志层，如火山岩夹层、事件粘土层等） 4.磁性地层对比（古地磁极倒转） 5.全球海平面变化 6.不整合面（大级别的年代地层对比，不整合面并非等时界面）,六、多重地层单位和两类地层系统 多重地层单位可概括为两大类： 一是：物质性地层单位系统（如岩石地层单位），着重体现地层实体固有特性（岩性、电性、化学性等）。对生产实践价值很大，但具穿时性。 二是：时间地层单位系统，着重体现地层时间属性的时间地层单位系统。,不同类型地层单位的级别体系,七 层型： 一个能代表已命名的地层单位或界线的地层模式（典型剖面或典型地点）。 单位层型：给一个已命名的地层单位下定义，为识别一个命名单位作标准用的一个特殊岩层序列中的特定间隔。 界线层型：给两个命名的地层单位之间的地层界线下定义，并为识别这个界线作标准的特殊岩层序列中的一个特定的点。（如年代地层单位限定的界线点）