年代地層學(xué)PPT課件

1、一、基本概念 年代地層學(xué)(chronstratigraphy):是地層學(xué)的一個(gè)分支,是研究巖石體的相對(duì)時(shí)間關(guān)系及年齡的學(xué)科. 年代地層單位(chronstratigraphic units):是指一特定的地質(zhì)時(shí)間間隔中形成的所有成層或非成層的綜合巖石體. 年代地層面(chronohorizon):年代地層單位的界面,為一等時(shí)面.宇 Eonothem 界 Erathem 系 System 統(tǒng) Series 階 Stage 亞階Substage宙 Eon 代 Era 紀(jì) Period 世 Epoch 期 Age 亞期Subage年代地層單位地質(zhì)年代單位年代地層單位與地質(zhì)年代嚴(yán)格對(duì)應(yīng)。年代地層單位以

2、等時(shí)面為界，單位級(jí)別與巖層所包含的時(shí)間長(zhǎng)短相對(duì)應(yīng)，而與巖層的厚度無關(guān)。單位級(jí)別與巖層所包含的時(shí)間長(zhǎng)短相對(duì)應(yīng)，而與巖層的厚度無關(guān)。階Carnivora/Carnivora/食肉類,Canid/,Canid/犬科, Canis/, Canis/犬屬, lupus/, lupus/天狼座Domain 1）指在“宙” 的時(shí)間內(nèi)形成的地層。2）根據(jù)生物演化最大的階段性，即生命的存在與否及存在方式劃分：太古宇、元古宇和顯生宇。所對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代單位為太古宙、元古宙和顯生宙。3）宇是全球性統(tǒng)一的、年代地層單位中最大的地層單位。宇宇界 一個(gè)代的時(shí)間內(nèi)形成的地層,根據(jù)大的生物門類演化特征劃分。 PZ1-海生無脊椎

3、動(dòng)物繁盛； PZ2-魚類、兩棲類、蕨類植物和海生無脊椎并存； MZ-爬行類、裸子植物、菊石類繁榮； KZ-則以哺乳類、被子植物、軟體動(dòng)物大發(fā)展為特征。主要是根據(jù)化石特征及其反映的生物進(jìn)化階段而劃分系 一個(gè)紀(jì)的時(shí)間內(nèi)形成的地層, ,根據(jù)較大的生物門類( (如綱, ,目) )演化特征劃分。 -三葉蟲類；O-直角石類、筆石類；S-裸蕨類；D-魚類； 命名多樣亞系：為解決一些遺留問題而提出，比統(tǒng)高一級(jí)。比如石炭系，現(xiàn)在分為賓西法尼亞系賓西法尼亞系和密西西比亞系密西西比亞系。（美國最早是賓西法尼系和密西西比系,歐洲有石炭紀(jì),二分或三分）統(tǒng) 一個(gè)世的時(shí)間內(nèi)形成的地層,根據(jù)次一級(jí)的生物門類(如科,屬)演化特

4、征劃分，往往是某類生物進(jìn)化顯示出階段性； 1-多節(jié)多刺、頭大尾小的原始類型； 命名:上、中、下，或地名。階 階是一個(gè)期的時(shí)間內(nèi)形成的地層, 根據(jù)種或?qū)僖患?jí)的生物門類演化特征. 亞階亞階(Substage)(Substage)是階的再分是階的再分; ;幾個(gè)相鄰的階可歸并為幾個(gè)相鄰的階可歸并為超階超階。但對(duì)這些單位的創(chuàng)建。但對(duì)這些單位的創(chuàng)建要慎重。最好是將原來的階分成多個(gè)新階；或是將原來的階提升為包含這些新要慎重。最好是將原來的階分成多個(gè)新階；或是將原來的階提升為包含這些新階的統(tǒng)。階的統(tǒng)。時(shí)帶 是指某一指定的地層單位或地質(zhì)特征的時(shí)間跨度內(nèi)在世界任何地區(qū)所形成的巖石體。與之對(duì)應(yīng)的地質(zhì)年代單位是時(shí)。E

5、xus albus生物帶與Exus albus生物時(shí)帶之間的相互關(guān)系年代地層單位年代地層單位宇、界、系統(tǒng)、階、時(shí)帶（公轉(zhuǎn)一周，春分，)Eonothem, erathem, systemseries, stage, chronozone地質(zhì)年代單位地質(zhì)年代單位宙、代、紀(jì) 世、期、時(shí)（年-季-月-日-時(shí)-分）Eon, era, periodepoch, age, chron年代地層單位與地質(zhì)年代單位的關(guān)系三、年代地層單位建立的準(zhǔn)則 顯生宙全球年代地層界線通過全球界線層型剖面和層型點(diǎn)(GSSP)厘定 前寒武系的年代地層界線采用絕對(duì)年齡作為全球標(biāo)準(zhǔn)年齡(Global Standard Stratigr

6、aphic AgeGlobal Standard Stratigraphic Age 簡(jiǎn)稱GSSA)年代地層單位建立準(zhǔn)則 1.用界線層型的下界確立年代地層單位單位層型單位層型: :作為說明和識(shí)別一個(gè)地層單位的標(biāo)準(zhǔn)作為說明和識(shí)別一個(gè)地層單位的標(biāo)準(zhǔn)界線層型界線層型:給定義和識(shí)別一個(gè)地層界線作標(biāo)準(zhǔn)用的一個(gè)特殊巖層序列中的一個(gè)特給定義和識(shí)別一個(gè)地層界線作標(biāo)準(zhǔn)用的一個(gè)特殊巖層序列中的一個(gè)特殊的點(diǎn)殊的點(diǎn)用界線層型比單位層型要好,問題少2.選擇年代地層單位界線的要求：全球界線層型剖面及點(diǎn)(Global boundary/standard Stratotype Section and Point 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱GS

7、SP)(金釘子) (1)連續(xù)沉積的剖面中 (2)全球標(biāo)準(zhǔn)年代地層單位(Standard global chronstratigraphic units)應(yīng)選擇在海相剖面中;區(qū)域年代地層單位的界線層型必要時(shí)可選擇在非海相地層中 (3)所選擇的界線層型在垂向和橫向上有一定的厚度,巖相及生物相縱向上變化小;化石豐富、保存好、特征顯著，具世界性廣布且多樣化的動(dòng)物群或植物群； （4）剖面出露良好，構(gòu)造變形、地表撓動(dòng)、變質(zhì)及成巖變化（如白云巖化）最小。 （5）剖面易于到達(dá)，能為自由研究、采樣和長(zhǎng)期保護(hù)提供合理的保證，并有永久的野外標(biāo)志。 （6）剖面研究透徹，研究結(jié)果已發(fā)表；剖面中采集的化石已妥善收藏并易于

8、獲取進(jìn)行研究。 （7）應(yīng)考慮歷史上優(yōu)先和慣用的原則，應(yīng)大致接近傳統(tǒng)的界線。 （8）易于識(shí)別的標(biāo)志面及其它特點(diǎn)。 （9）與代表不同巖相和生物相之間的聯(lián)系。太古宙+元古宙：12個(gè)GSSA; 顯生宙: 96個(gè)GSSP中國：已獲9(至2008年): 2, 3O, 1C, 2P, 1T3800(12+96)=35.2Ma1 平均分辨率只有35Ma2 不斷地被修改3 基石是生物地層三個(gè)特三個(gè)特點(diǎn)點(diǎn)GTS, Ma四、年代地層單位的年代對(duì)比 1、地層之間的自然關(guān)系 地層疊覆律 2、巖石學(xué)方法 一個(gè)巖石地層單位總是具有一定的年代地層含義的，至少可用在局部地區(qū)大致指示年代地層位置。 特殊的事件層，可作為等時(shí)性的標(biāo)

9、志。3，古生物學(xué)方法，古生物學(xué)方法 是年代地層對(duì)比最好的方法是年代地層對(duì)比最好的方法! 化石首現(xiàn)面化石首現(xiàn)面(FAD):如如Hindeodus parvus 化石序列的對(duì)比化石序列的對(duì)比:缺陷：在進(jìn)行大范圍對(duì)比時(shí)，雖價(jià)值很大，但存在相當(dāng)?shù)木窒奕毕荩涸谶M(jìn)行大范圍對(duì)比時(shí)，雖價(jià)值很大，但存在相當(dāng)?shù)木窒扌孕?。（環(huán)境變化、大陸漂移、生物遷移、地層中的成巖變化及變質(zhì)作。（環(huán)境變化、大陸漂移、生物遷移、地層中的成巖變化及變質(zhì)作用、化石保存變化、采集的偶然性等多種因素，會(huì)導(dǎo)致問題復(fù)雜化）用、化石保存變化、采集的偶然性等多種因素，會(huì)導(dǎo)致問題復(fù)雜化）4，地磁極性倒轉(zhuǎn)方法，地磁極性倒轉(zhuǎn)方法 地球磁場(chǎng)極性的周期性反轉(zhuǎn)

10、地球磁場(chǎng)極性的周期性反轉(zhuǎn) 必須與生物地層學(xué)、同位素側(cè)年法等相配合，否則難以識(shí)別特定的極必須與生物地層學(xué)、同位素側(cè)年法等相配合，否則難以識(shí)別特定的極性反轉(zhuǎn)性反轉(zhuǎn)5，同位素測(cè)年，同位素測(cè)年 為年代地層學(xué)提供了絕對(duì)數(shù)字年齡獲取技術(shù)；為年代地層學(xué)提供了絕對(duì)數(shù)字年齡獲取技術(shù)； 局限：并非所有巖石類型都適于做同位素年齡分析局限：并非所有巖石類型都適于做同位素年齡分析6，其它方法，其它方法 層序地層法、生態(tài)地層法、事件地層法、地震層序地層法、生態(tài)地層法、事件地層法、地震-測(cè)井地層法、化學(xué)地層測(cè)井地層法、化學(xué)地層法、分子地層法、旋回地層法和定量地層法法、分子地層法、旋回地層法和定量地層法五、巖石、生物和年代地

11、層單位間的關(guān)系 Lithostratigraphic unit-LUuLU主要依據(jù)主要依據(jù)巖石特征巖石特征。其中所含化石在某些情況下可以是識(shí)別這些地層單。其中所含化石在某些情況下可以是識(shí)別這些地層單位的重要因素，但并非因?yàn)樗哪甏饬x，而是其自身所特有的巖石學(xué)特征。位的重要因素，但并非因?yàn)樗哪甏饬x，而是其自身所特有的巖石學(xué)特征。如貝殼灰?guī)r、藻礁、放射蟲巖、牡蠣層、煤層等。如貝殼灰?guī)r、藻礁、放射蟲巖、牡蠣層、煤層等。u巖性特征巖性特征受形成環(huán)境的影響受形成環(huán)境的影響比形成時(shí)間的影響更強(qiáng)烈；相似的巖石類型在地比形成時(shí)間的影響更強(qiáng)烈；相似的巖石類型在地層序列中層序列中可重復(fù)出現(xiàn)可重復(fù)出現(xiàn)。幾乎所

12、有的巖石地層單位界線橫向上都是。幾乎所有的巖石地層單位界線橫向上都是穿時(shí)的穿時(shí)的。u每個(gè)每個(gè)LU都是在都是在特定的地質(zhì)時(shí)間內(nèi)形成特定的地質(zhì)時(shí)間內(nèi)形成；不僅具有巖石學(xué)意義，而且也有年；不僅具有巖石學(xué)意義，而且也有年代地層意義。但這種時(shí)間概念在建立或鑒別巖石地層單位及其界線時(shí)不起多代地層意義。但這種時(shí)間概念在建立或鑒別巖石地層單位及其界線時(shí)不起多少作用。少作用。uLU是地表和地下填圖的是地表和地下填圖的基本單位基本單位。巖石地層劃分是任何一個(gè)新區(qū)開展地層。巖石地層劃分是任何一個(gè)新區(qū)開展地層工作的首要途徑。只要有巖石存在，便可開展巖石地層劃分。工作的首要途徑。只要有巖石存在，便可開展巖石地層劃分。B

13、iostratigraphic Unit-BUuBUBU位是依據(jù)巖石中的位是依據(jù)巖石中的化石內(nèi)容化石內(nèi)容建立的。它的建立與選擇不由巖層的巖石組分決定；建立的。它的建立與選擇不由巖層的巖石組分決定；只是化石的有無及化石種類可能與含化石地層的巖石類型和巖相有關(guān)。只是化石的有無及化石種類可能與含化石地層的巖石類型和巖相有關(guān)。uBUBU與與LULU是根本不同的兩類地層單位，各自所依據(jù)的鑒別標(biāo)準(zhǔn)不同。兩者的界線可能是根本不同的兩類地層單位，各自所依據(jù)的鑒別標(biāo)準(zhǔn)不同。兩者的界線可能在局部相符，或位于不同的地層面，或相互交錯(cuò)。所有巖石在局部相符，或位于不同的地層面，或相互交錯(cuò)。所有巖石( (沉積的、火成的、

14、變質(zhì)沉積的、火成的、變質(zhì)的的) )都可以劃分為巖石地層單位，而生物地層單位都可以劃分為巖石地層單位，而生物地層單位只能在含化石的巖層中建立只能在含化石的巖層中建立。uLULU和和BUBU均反映沉積環(huán)境，但均反映沉積環(huán)境，但BUBU更受時(shí)代的影響更受時(shí)代的影響，而且可指示地質(zhì)年代。因?yàn)?，而且可指示地質(zhì)年代。因?yàn)锽UBU是以是以動(dòng)、植物的進(jìn)化演變?yōu)榛A(chǔ)的，動(dòng)、植物的進(jìn)化演變?yōu)榛A(chǔ)的，在特征上幾乎不重復(fù)在特征上幾乎不重復(fù)。u在一個(gè)地區(qū)建立地層層序時(shí)，巖石地層與生物地層都是具有重要價(jià)值的初始工作，在一個(gè)地區(qū)建立地層層序時(shí)，巖石地層與生物地層都是具有重要價(jià)值的初始工作，又是又是基本的地層分類單位基本的地

15、層分類單位，在某些地區(qū)也是唯一的地層分類方法。，在某些地區(qū)也是唯一的地層分類方法。LULU和和BUBU是必不可是必不可少的實(shí)體地層單位，是描繪地殼巖石組成和幾何形態(tài)以及地球上生命發(fā)展和古環(huán)境的少的實(shí)體地層單位，是描繪地殼巖石組成和幾何形態(tài)以及地球上生命發(fā)展和古環(huán)境的基本單位。但研究不含化石的巖層時(shí)，巖石地層學(xué)就成了地層劃分的主要初期手段?；締挝?。但研究不含化石的巖層時(shí)，巖石地層學(xué)就成了地層劃分的主要初期手段。Chronostratigraphic Units-CUuCU是是依據(jù)時(shí)間建立的依據(jù)時(shí)間建立的，包括地球某個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)所形成的所有巖石，而不考慮這些，包括地球某個(gè)時(shí)間跨度內(nèi)所形成的所有巖

16、石，而不考慮這些巖石的成分或特性。因此，它在各處都只包括某一時(shí)代的巖石，其巖石的成分或特性。因此，它在各處都只包括某一時(shí)代的巖石，其界線在各個(gè)地方界線在各個(gè)地方都是等時(shí)的。都是等時(shí)的。u識(shí)別識(shí)別CU的主要依據(jù)是它們的的主要依據(jù)是它們的時(shí)間時(shí)間-這是一個(gè)抽象的特征或這是一個(gè)抽象的特征或?qū)傩詫傩?，而其它，而其?單位則主單位則主要是依據(jù)能觀察到的物理特征建立和識(shí)別的要是依據(jù)能觀察到的物理特征建立和識(shí)別的. CU與與LU大不相同；后者在任何有巖石大不相同；后者在任何有巖石的地方都可以被客觀地識(shí)別。與生物地層單位、磁性地層單位和不整合界定的地層的地方都可以被客觀地識(shí)別。與生物地層單位、磁性地層單位和不

17、整合界定的地層單位相比較，后者只有在巖石中實(shí)際出現(xiàn)某些特征或?qū)傩詴r(shí)，這些地層單位才是相單位相比較，后者只有在巖石中實(shí)際出現(xiàn)某些特征或?qū)傩詴r(shí)，這些地層單位才是相對(duì)客觀的物質(zhì)單位。對(duì)客觀的物質(zhì)單位。uBU通常接近于年代地層單位通常接近于年代地層單位(CU)。雖然生物對(duì)比接近于時(shí)間對(duì)比，但。雖然生物對(duì)比接近于時(shí)間對(duì)比，但生物地層單生物地層單位位(BU)在根本上不同于年代地層單位在根本上不同于年代地層單位。u所有地層單位對(duì)于開展年代地層工作都具有重要作用所有地層單位對(duì)于開展年代地層工作都具有重要作用。由于化石在地層中廣泛分布。由于化石在地層中廣泛分布以及生物進(jìn)化所具有的不可逆性，化石對(duì)于顯生宙沉積地層

18、的時(shí)代確定和對(duì)比提供以及生物進(jìn)化所具有的不可逆性，化石對(duì)于顯生宙沉積地層的時(shí)代確定和對(duì)比提供了極好的標(biāo)志。了極好的標(biāo)志。巖石地層單位的界限是穿時(shí)的巖石地層單位的界限是穿時(shí)的生物地層單位的界限也是穿時(shí)的生物地層單位的界限也是穿時(shí)的年代地層單位的界限絕對(duì)等時(shí)年代地層單位的界限絕對(duì)等時(shí)地層界線的地層界線的穿時(shí)與等時(shí)穿時(shí)與等時(shí)地層界線的地層界線的穿時(shí)與等時(shí)具有穿時(shí)與等時(shí)具有方向性方向性華北地區(qū)三山子組的穿時(shí)關(guān)系生物-年代地層單位間的關(guān)系延限帶對(duì)比及誤差延限帶對(duì)比及誤差延限帶對(duì)比及誤差 LUCU !六、主要的年代地層單位及其特征中國的南華系和震旦系芙蓉統(tǒng)芙蓉統(tǒng)排碧階排碧階(三個(gè)牙形石帶三個(gè)牙形石帶, W

19、estergaardodina tetragonia帶、帶、Westergaat dodina matsushitai帶和帶和Westergaardodina bicuspidate 3個(gè)牙形刺帶個(gè)牙形刺帶)國際上為四分國際上為四分中國的寒武系中國的寒武系 寒武系的底界: 1)三葉蟲首次出現(xiàn) 2)小殼動(dòng)物首次出現(xiàn) 3)兩個(gè)小殼動(dòng)物帶之間中國的奧陶系中國的奧陶系筆石相(穆恩之,1974)階錢 塘 江 階艾 家 山 階達(dá) 瑞 威 爾 階大 灣 階道 保 灣 階新 廠 階下 奧 陶 統(tǒng)中 奧 陶 統(tǒng)上 奧 陶 統(tǒng)奧陶系490438統(tǒng)傳統(tǒng)劃分方案中國的志留系中國的志留系中國的泥盆系中國的泥盆系中中國國的的石石炭炭系系傳統(tǒng)的二疊系的劃分方案及對(duì)比傳統(tǒng)的二疊系的劃分方案及對(duì)比兩分兩分二疊系現(xiàn)在的劃分方案二疊系現(xiàn)在的劃分方案三分，與歐洲接軌三分，與歐洲接軌, Asselian Stage新生界劃分方案新生界劃分方案思考題巖石地層單位、生物地層單位和年代地層單位三者之間的差異？系 一個(gè)紀(jì)的時(shí)間內(nèi)形成的地層, ,根據(jù)較大的生物門類( (如綱, ,目) )演化特征劃分。 -三葉蟲類；O-直角石類、筆石類；S-裸蕨類；D-魚類； 命名多樣亞系：為解決一些遺留問題而提出，比統(tǒng)高一級(jí)。比如石炭系，現(xiàn)在分為賓西法尼亞系賓西法尼亞系和密西西比亞系密西西比亞系。（美國最早是賓西法尼系和密西