地層的劃分與對(duì)比及地質(zhì)年代表

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1、第二節(jié)?地層的劃分與對(duì)比及地質(zhì)年代表一、地層劃分與對(duì)比的概念(一)地層劃分地層的劃分是地層學(xué)的一項(xiàng)基礎(chǔ)任務(wù),也是地質(zhì)工作的基礎(chǔ)。其目的在于確定區(qū)域地層層序和建立相應(yīng)的地質(zhì)年代系統(tǒng)。我們把一個(gè)地區(qū)的巖層,按其形成的先后順序、巖性、化石等特征歸納成不同級(jí)別的地層單位,建立區(qū)域地層層序,了解該區(qū)域地層在時(shí)間上的變化規(guī)律,稱(chēng)為地層劃分。如果地層形成以后,一直保持其原始生成順序,即老地層在下,新地層在上,屬正常層序。但在地殼發(fā)生過(guò)強(qiáng)烈運(yùn)動(dòng)的地區(qū),由于巖層遭受褶皺和斷裂的影響,使原始地層產(chǎn)狀發(fā)生變動(dòng),甚至倒轉(zhuǎn),使早期形

2、成的巖層覆蓋于晚期形成的巖層之上。因此地層劃分首先要判定地層的正反順序,建立正常層序。地層的特征和屬性是多種多樣的,如巖層的幾何形態(tài)、接觸關(guān)系、巖性、巖石組合、化石特征、地球物理和地球化學(xué)性質(zhì)等,其中任何一種特征都可以作為劃分地層的依據(jù)。由于切分地層的依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)不同且具有多樣性,因而可以劃分出多種地層系統(tǒng),不同種類(lèi)的地層劃分可以重疊在同一剖面上進(jìn)行,這就是地層單位和地層劃分的多重性。目前常用的有巖石地層單位、生物地層單位和年代地層單位三種。(二)地層對(duì)比在地層劃分的基礎(chǔ)上,將不同地區(qū)(或剖面)的地層進(jìn)行比較

3、,論證其地質(zhì)時(shí)代、地層特征和地層層位的對(duì)應(yīng)關(guān)系,即為地層對(duì)比。在實(shí)際工作中,由于特征和依據(jù)不同,有不同種類(lèi)的對(duì)比。例如:巖石地層對(duì)比是論證巖性特征和巖石地層位置是否相當(dāng);年代層對(duì)比是要論證地層的地質(zhì)年齡和年代地層單位的位置是否相當(dāng);生物地層對(duì)比是要說(shuō)明含化石層的化石內(nèi)容和生物地層位置是否相當(dāng)。地層劃分與對(duì)比兩者在原則和依據(jù)上是同一的,在方法上是有密切聯(lián)系的。二、地層劃分與對(duì)比的方法99(一)巖石地層學(xué)方法凡是以地層的巖性特征為主要研究?jī)?nèi)容,以巖性界面變化為準(zhǔn),劃分地層,是建立區(qū)域地層層序的主要方法統(tǒng)稱(chēng)為巖石

4、地層學(xué)方法。巖石特征主要指巖性、巖石組合、巖相、巖層的橫向展布和巖石的變質(zhì)程度等。根據(jù)巖石特征的相似程度,對(duì)地層進(jìn)行劃分,并建立巖石地層系統(tǒng)。1.巖性及巖石組合分析法巖性包括組成地層各種巖石的顏色、礦物成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、化石特點(diǎn)等,它是巖石特征中最主要、最基本的內(nèi)容。巖石組合指一個(gè)地質(zhì)剖面中,自下而上巖性的變化,它反映沉積環(huán)境的演變,它可作為用巖石地層學(xué)法劃分對(duì)比地層的基本依據(jù)。河北薊縣、昌平“青白口群”9的巖石地層對(duì)比(圖3-22)。剖面下部以頁(yè)巖為主,夾薄層砂巖及泥灰?guī)r;中部以粗碎屑巖為主,上部夾多層頁(yè)

5、巖;上部以泥灰?guī)r為主,頂部夾少量頁(yè)巖。剖面中巖性明顯分為三部分,所以劃分為三組。兩個(gè)剖面雖然地層厚度不同,但巖性相近,地層層位相當(dāng),二者可以對(duì)比。2.標(biāo)志層法標(biāo)志層是地層中厚度不大、巖性穩(wěn)定、特征明顯、容易識(shí)別的巖層或礦層。如含煤地層中常見(jiàn)的灰?guī)r、砂礫巖、礫巖、凝灰?guī)r及厚煤層等。3.旋回結(jié)構(gòu)法地層剖面中,特別是含煤地層常具有旋回結(jié)構(gòu)特征。旋回結(jié)構(gòu)是指在地層垂直剖面上一套巖性或巖相相多次有規(guī)律的交替。如果劃分的地層是海相沉積,由下向上往往出現(xiàn)粒度由粗變細(xì)、又由細(xì)變粗的交替巖性變化,巖性由礫巖、砂巖、泥巖、灰?guī)r

6、組成。這種變化是由于地殼運(yùn)動(dòng)引起的海進(jìn)和海退環(huán)境改變所致。由于地殼運(yùn)動(dòng)和沉積環(huán)境改變具有一定區(qū)域性,因此地層剖面中的旋回結(jié)構(gòu)??勺鳛閰^(qū)域性地層劃分對(duì)比的依據(jù)。例如華北石炭系太原組內(nèi)砂巖一含煤頁(yè)巖一灰?guī)r沉積序列重復(fù)出現(xiàn)三次,構(gòu)成由三個(gè)小旋回層組成的沉積旋回結(jié)構(gòu),成為華北石炭系地層劃分對(duì)比的重要依據(jù)。巖石地層學(xué)方法是地層劃分對(duì)比中應(yīng)用廣泛、行之有效的方法,但它的使用范圍僅限于同一沉積盆地,只能確定地層的相對(duì)新老關(guān)系而不能確地層時(shí)代。(二)生物地層學(xué)方法生物地層學(xué)以地層所含生物化石為主要研究?jī)?nèi)容,以生物群的交遞變

7、化為準(zhǔn)劃分地層。由于生物演化具有全球的同時(shí)性和一致性,所以生物地層研究是確立地質(zhì)時(shí)代表的重要手段。自從地球上出現(xiàn)生命以來(lái),作為地質(zhì)歷史重要組成部分的生物界演化是極其豐富多彩.但是它們的千變?nèi)f化絕非無(wú)序,而是始終遵循著某些特定規(guī)律發(fā)展的。例如,無(wú)論是生物界總體,或是某一個(gè)門(mén)類(lèi)的演化,總是遵循從低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由不完善到趨于完善的規(guī)律。盡管其演變速度有快有慢,但總趨勢(shì)是向前發(fā)展的或稱(chēng)其為上升進(jìn)步性。生物在演化過(guò)程中,其形態(tài)和習(xí)性可能會(huì)有返祖現(xiàn)象,也可能出現(xiàn)構(gòu)造簡(jiǎn)化現(xiàn)象,但絕不會(huì)出現(xiàn)真正的重復(fù),表現(xiàn)出生

8、物進(jìn)化的不可逆性。生物發(fā)展演變的形式有漸變和突變,甚至經(jīng)常發(fā)生由外因?qū)е碌臑?zāi)變,而且每次巨大的災(zāi)變,都有大量生物絕滅和大批新的生物出現(xiàn),形成明顯的生物演化的階段性。許多生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)有較大的容忍度,并且有不同的遷移能力和多種遷移方式。從地史發(fā)展這一巨大時(shí)間尺度來(lái)看,這種生物遷移可視為在“瞬間”完成,因而導(dǎo)致在同一地史時(shí)期,生物界面貌在較大范圍內(nèi)(甚至在全球)有大體的同一性。上述生物演化的前進(jìn)性、不可逆性、階段性

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