地层学基础知识

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1、第一章,地层学基础知识,地层学基本概念,第一节 地层概述 第二节 地层的划分和对比 第三节 相的基本概念,第一节,地层概述,地层,某一地质时期形成的成层岩石，包括沉积岩、成层的火山岩以及由这两类岩石变质而来的变质岩统称为地层。 地层与其相邻的地层之间有明显的层面或不整合面分开，也可由岩性、所含化石、矿物成分、化学成分、物理性质等的变化决定的明显的界面分开。,地层的形成,地层是地表的碎屑物质或火山喷出物一层一层地叠置而形成的。 组成地层的物质可以是岩石，也可以是未固结的松散堆积物。,地壳运动对地层形成的影响,在相对上升地区，地表位于剥蚀基准面之上，不但不会接受沉积，形成沉积岩和其他成层岩层，甚至

2、以前形成的沉积物和沉积岩也会被剥蚀掉。所以极难甚至不能形成地层。 在相对下降地区，地表位于剥蚀基准面之下，会不断接受沉积，形成各种成层岩石，是地层形成的主要地区。,地层的产状,地层产状的基本概念地层产出的状态称为地层的产状。 地层产状要素走向 倾向 倾角,水平岩层、倾斜岩层和直立岩层,根据岩层的产状可将岩层分为：水平岩层倾斜岩层直立岩层,地层间的接触关系,整合接触 不整合接触平行不整合接触 角度不整合接触,地层和岩体间的接触关系,侵入接触关系 沉积接触关系,有关地层的基本定律,地层原始水平率 地层层序率 化石层序率,地层原始水平率,所有沉积物的表面由于重力的影响，最终会与当时的水准面基本相同，

3、所以由沉积物形成的地层，其层面可代表当时的水准面，这个现象称为地层原始水平率。,地层层序率,后形成的地层位于先形成的地层之上，这个规律称为地层层序率。,化石层序率,地层形成的时代越早，其中含有的化石构造越简单，形成时代越晚的地层其中含有的化石越高等构造越复杂。 同一时代形成的地层中所含的化石基本相同；不同时代形成的地层，其中所含的化石也不同。,从简单到复杂，从低级到高级，从水生到陆生是生命总体趋势。,地层层序的建立,建立地层层序就是将地层按照生成的顺序排列起来，在这个过程中还要确定地层间的接触关系。 建立地层关系最主要的方法是实测地层剖面法。 建立地层层序的最终成果是地层剖面图。,在实际工作中

4、很少见到规则而完整的剖面，不同岩性和接触关系的地层分布在不同的地点有时还被断层断开。 以地层层序律为原则，通过追索、拼接整理就可以得到该地区的地层的形成顺序和厚度。（右图地层剖面图）,确定地层是否倒转的方法,因构造运动的影响，地层的产状一般常发生倾斜，甚至倒转，因此建立地层层序时确定地层是否正常十分重要。 确定地层是否倒转的方法主要有：古生物学的方法岩石学方法层面构造 干裂 波痕 雨痕 生物的爬迹 等层内构造 斜层理 叠层石 垂直分布的虫孔等,层面构造,层面构造： 波痕,层面构造：干裂,层内构造,第二节,地层地划分和对比,一.地层的划分,地质时期中无机界和生物界的演化都有阶段性和不可逆性的特征

5、，根据这个特征将地层分为若干自然组合的过程称为地层的划分。 依据地层的不同特征和属性，地层的划分有许多不同的方法，其中常用的方法有：岩石学方法 古生物学方法 年代学方法地球化学方法 地球物理学方法等,岩石学方法,不同地质时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。,地层中岩性变化的韵律性,组成地层岩层的岩性在纵向常呈规律性的变化，如由砾岩砂岩页岩灰岩页岩砂岩砾岩等。 以上这种现象称为沉积韵律，它们一般代表了一次地壳升降运动。,地层划分的原则,不整合

6、在划分中的作用 韵律在划分中的作用,岩石地层单位,群：比组高一级的岩石地层单位。在成因上彼此有联系的组的集合。组：岩石地层基本单位。可以由单一岩性的岩石组成，也可以由成因上有联系的多种岩层构成。段：比组低一级地岩石地层单位，为组内具明显特征的一段地层。层：比段低一级的岩石地层单位，常为特殊的岩层，如矿层、化石层等。,生物地层学方法,根据化石层序率利用其中的化石划分地层的方法称为生物地层学方法。,生物地层单位、化石带的 基本概念,利用地层中所含的化石为依据划分出的地层单位称为生物地层单位。 生物地层单位的名称为化石带。 依据定义化石带方式不同，化石带可有各种类型，常见的化石带有：延限带 极盛带

7、共生延限带 组合带等。,延限带,某一生物分类单位从出现到绝灭时期所形成的异端地层。,极盛带,某一生物分类单位最繁盛时期形成的一段地层。,共生延限带,由两个或两个以上生物分类单位共同存在的一段地层称为共生延限带。,组合带,指含有一定特征化石组合的一段地层。,哑带,位于两个生物地层单位之间缺乏任何化石的地层段称为哑带。,年代地层学方法,根据地层形成年代划分地层的方法称为年代地层学方法。 年代地层单位的界面为等时面。,利用年代地层学的方法划分地层,放射性同位素测年 古地磁学方法 古气候学方法 事件地层学方法,放射性同位素测年,利用放射性同位素衰变速度稳定不变的特征可以测定地层形成的年龄。 选择放射性

8、同位素的原则：半衰期与地球年龄应属同一数量级，不能过大也不能过小。在地层中含量较丰富。,常用放射性同位素方法,铀钍铅法U238_ PB206+8He4 U235 Pb207+7He4Th232 Pb208+6He4 铷锶法Rb87 Sr87 钾氩法K40 Ar40,古地磁学方法,地球磁场在地质时期中其方向曾发生过多次反转，这个现象称为磁极倒转。 根据地球磁场与现代磁场方向的异同将地质时期分为正向期和反向期两种类型。 在正向期中较短的反向期称为反向事件。在反向期中较短的正向期称为向事件。 根据地球磁场变化建立的地质年代表称为地磁年代表。据此可确定地层形成的年代。,古气候学方法,在地质时期中，气候

9、条件经常发生变化，依据气候变化的阶段性也可划分地层。这种划分地层的方法称为古气候学方法。 如第四纪寒冷气候期和温暖气候期相间分布，所以这个时期被分为冰期和间冰期，冰期有寒冷时期的沉积物，而间冰期会形成温暖时期的沉积物，据此可划分地层。,事件地层学方法,地质时期持续时间较短的地质作用称为地质事件。 影响范围较大的地质事件常用来作为划分地层的重要标志。如火山爆发、陨星撞击等。,考古地层学方法,利用人类社会发展的阶段性划分地层的方法。 这种方法常用来划分第四纪地层,年代地层单位,宇界系统阶时间带,利用地球物理的方法划分地层,由于组成地层岩性的物理性质（密度、磁性、电阻率、自然电位、电阻率等）存在着差

10、异，利用这些性质可作为划分地层重要的标志。 这种划分地层的方法称为地球物理方法。,利用地球化学的方法划分地层,地层中所含的化学成分（特别是微量元素）存在较大的差异。利用这种差异可作为划分地层的依据。 利用这种方法划分地层的方法称为地球化学方法。,二.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研究的过程称为地层的对比。,岩石地层学方法,利用岩性突变面对比地层 标志层的概念和应用标志层 特征明显 岩性稳定 厚度较小延伸稳定 标志层常作为地层对比的重要依据。 韵律法,生物地层学方法,标准化石的概念和应用标准化石：特征明显 数量众多 分布广泛演化迅速 指相化石：能较好反映生存环境

11、特征的化石称为指相化石。,化石层序率,地球物理学方法,利用地球物理突变面对比地层。,地球化学方法,利用化学突变面对比地层。,年代地层学方法,利用等时面对比地层。,第三节,相的基本概念,相的概念,相是地层的沉积特征、生物特征极其所代表的生成环境的总和。 根据地层的的沉积特征和生物特征得出环境条件的研究过程称为相分析。 相分析是地层工作重要的研究手段。,相变,相变是指同一时期的地层在不同地区由于环境条件不同引起的沉积特征和生物特征的变化。 相变的研究是恢复古地理条件的重要手段。,相序,在一定的条件下，地层的相在时间上有一定规律的变化，这种变化可形成某种特有的相序列，这种序列称为相序。 相序的类型很多，常见的有：海进序列 海退序列火山喷发沉积序列等,第四节,地槽和地台,