地史實習指導書

1、實習八 地層劃分對比實習一、 實習目的 1加深理解地層劃分的概念及年代地層、巖石地層、生物地層的主要劃分依據(jù)，并掌握其劃分方法。 2通過對不同地區(qū)的地層對比，掌握地層對比的原理和方法。 3深入理解地層的主要接觸關(guān)系類型，掌握判斷地層新老順序的方法。二、 實習內(nèi)容 1通過仔細閱讀剖面資料中的巖性特征、化石內(nèi)容、厚度及接觸關(guān)系，根據(jù)地層劃分的原則，確定出地層單位的界線，將界、系、統(tǒng)的界線、名稱，以及組的界線標注在圖的左側(cè)，并自下而上編號。 2對圖39所給剖面進行地層對比，要求對比到統(tǒng)。 3恢復(fù)圖40中各套地層的形成順序，判斷剖面中的各種接觸關(guān)系：侵入接觸；沉積接觸；整合；角度不整合；平行不整合；地

2、層的超覆現(xiàn)象等。圖39 秭歸、宜昌、張夏地層柱狀對比圖（據(jù)趙錫文等，1983，修改）圖40 ×××地區(qū)剖面圖（據(jù)全秋琦、王治平等，1990，補充修改）實習九 沉積相分析及巖相古地理圖繪制實習一、 實習目的1 觀察了解一些常見沉積相類型的識別標志。2 學習沉積相分析的方法。3 學習巖相古地理圖的編制。二、 實習內(nèi)容1 觀察和掌握一些典型的沉積相標志，并了解其指相意義。沉積相標志主要有沉積巖組份、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、生物及沉積地球化學特征。地層中肉眼可觀察到的沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等宏觀標志在沉積相分析中最常使用。沉積構(gòu)造按其成因可分為生物和非生物兩類，非生物成因的有層理、層面構(gòu)

3、造，如水平層理、遞變層理、交錯層理及雨痕、波痕、鹽類假晶等；生物成因的層面構(gòu)造有生物爬跡、鉆孔、潛穴等。（1） 幾種典型層理構(gòu)造的觀察（圖片、標本）（2） 層面構(gòu)造的觀察（標本）：波痕；泥裂；爬跡與足跡；石鹽假晶；底模構(gòu)造（3） 觀察典型沉積相標本，并判斷其環(huán)境具單向斜層理的砂巖 沉積物多由粗砂、中砂組成，分選、磨圓好，層理向一個方向傾斜，傾斜方向指示了水流方向，是河流環(huán)境特有的沉積特征。富含陸生生物組合的頁巖 巖石成份為粘土質(zhì)（有時為硅藻土），水平紋層發(fā)育，富含淡水雙殼類、魚、葉肢介、昆蟲和蛙類化石，并見植物莖、葉化石，保存比較完整。淡水生物組合說明為陸相水體的沉積環(huán)境，化石保存很好，甚至一

4、些細微的結(jié)構(gòu)也保存下來，指示為靜水環(huán)境。而沉積物細且具水平紋層，也指示水體平靜，并且搬運距離遠。一般應(yīng)為潮濕氣候條件下淺水湖區(qū)的較深部分至深水湖區(qū)（湖泊中心地帶）的沉積。含植物化石的黑色頁巖 巖石的顏色為黑色，粒度細，為粘土質(zhì)，含有豐富的植物化石。植物化石的大量保存說明當時氣候溫暖、潮濕、植物生長茂盛。埋藏后，經(jīng)過了脫水作用，保存下炭質(zhì)，導致巖石呈黑色。細粒沉積物反映地形平坦，搬運距離較遠。因此含植物化石的黑色頁巖代表了溫暖潮濕氣候條件下的平原沼澤沉積。竹葉狀灰?guī)r 巖石具扁長的碳酸鹽質(zhì)礫石，礫石從縱剖面觀察類似竹葉，磨圓較好，有的竹葉狀礫石表面可氧化成黃色或褐色。不定向排列或略具定向，鈣質(zhì)膠結(jié)

5、。竹葉狀灰?guī)r的成因，一般認為是由于先沉積的碳酸鈣在尚未固結(jié)或剛剛固結(jié)的情況下，由于風暴浪的影響而被擊碎，并由波浪沖擊磨圓（因不堅硬，很容易被磨圓），隨后又被新沉積的碳酸鈣膠結(jié)成巖，具同生礫巖的性質(zhì)。礫石表面的褐黃色暈圈通常反映這些礫石曾一度暴露水面經(jīng)受氧化，表面的Fe2+被氧化成Fe3+而呈現(xiàn)褐黃色，它反映了海水淺且能量高的濱岸環(huán)境。具石鹽假晶的紫紅色粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖 巖石呈紫紅色、紅色，成分為粉砂或粘土，在層面上可見立方體狀石鹽假晶。石鹽的形成和干旱的氣候有密切的關(guān)系。干旱氣候條件下由于水分大量蒸發(fā)、水體中含鹽度不斷增加，當含鹽度達到飽和時石鹽就結(jié)晶出來。巖石中所見石鹽假晶多數(shù)為孤立零星而

6、分散的晶體，推測當時形成石鹽時不是整個海盆干涸結(jié)晶的，只發(fā)生在一些淺水區(qū)段。石鹽晶體長成之后被沉積物覆蓋，又由于海水含鹽度的降低而溶解，留下的孔隙被粘土質(zhì)成分充填，從而保存了石鹽的晶體形態(tài)，故稱石鹽假晶。巖石主要為細粒沉積物，說明當時地勢平坦，代表干旱氣候條件下濱?；驗I湖地帶的沉積。通常根據(jù)這套巖石及其上下地層中所含化石來判斷其環(huán)境，如果含有海相化石則可能為濱海沉積，如含陸相湖泊生物組合，則應(yīng)為濱湖沉積。鮞狀赤鐵礦 巖石為鐵紅色，基本成份為赤鐵礦（Fe2O3），具鮞狀結(jié)構(gòu)，鮞粒直徑0.5-2mm左右，有時可見其中含有生物化石碎片。鮞狀赤鐵礦代表溫熱潮濕氣候條件下，鐵可呈膠體存在于酸性水中（水體

7、含有腐植酸而呈酸性），然后被河流帶到海灘、淺海地帶，在水體動蕩的條件下，以砂?；蚬切剂楹诵哪鄢恋?。推測它代表了濕熱潮濕氣候條件下動蕩的淺海高能環(huán)境。含三葉蟲碎片的鮞狀灰?guī)r 灰?guī)r中具不同含量的鮞粒，粒徑1mm左右。伴生有較多的三葉蟲碎片。當溫暖的海盆中碳酸鈣含量達到過飽和時，波浪一旦攪起海底的沙粒和生物屑，碳酸鈣就會圍繞著他們呈同心狀凝聚而沉積，并形成鮞狀結(jié)構(gòu)，三葉蟲碎片也是波浪沖擊的結(jié)果。代表了溫暖動蕩的淺海高能環(huán)境。礁灰?guī)r 巖石主體由造礁生物組成。生物含量一般占50%以上，造礁生物有珊瑚，層孔蟲，藻及鈣質(zhì)海綿，還有一些喜礁和附礁生物與灰泥一起充填于造礁生物的孔隙中。造礁生物一般都生活在水

8、溫20º左右的熱帶清澈正常淺海中，水深不超過50-70m，而以30m最盛，故礁灰?guī)r反映了熱帶溫暖清澈的淺海環(huán)境。底面具印?；虿勰５纳皫r 和泥巖呈韻律互層，每個韻律層厚度不大，十幾厘米至幾十厘米。砂巖基質(zhì)含量較高，具遞變層理。砂巖底面上往往發(fā)育槽模，溝模，工具模等印模及深水型遺跡化石，可見明顯或不太明顯的鮑馬序列，泥巖中可見浮游生物化石（如筆石等）。代表典型的濁流（重力流）沉積。（4） 進行沉積環(huán)境分析含筆石的黑色頁巖 巖石黑色，粘土質(zhì)，常見不清晰的水平層理，含豐富的筆石化石，偶見黃鐵礦晶粒。在一些受阻隔的海盆或海灣環(huán)境里，由于水循環(huán)受限制，水流不暢而滯流，或者在較深海的環(huán)境中，由于底

9、部缺氧而造成還原環(huán)境，底棲生物不能生存，但有浮游的筆石落入其中而被保存了下來。同時還原環(huán)境中的硫化氫與鐵化合生成黃鐵礦微粒，致使巖石的顏色變?yōu)楹谏?；水流不暢或水體較深，水能量低，水體平靜，形成水平層理或紋層，沉積物也很細，故含筆石的黑色頁巖代表深水或水流不暢環(huán)境下的缺氧還原沉積。含游泳型菊石的硅質(zhì)、泥質(zhì)巖 黑褐、褐紅、灰黑色薄層至中層鐵猛質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖（頁巖）、灰黑色薄層泥灰?guī)r及含炭鈣質(zhì)頁巖，水平層理，產(chǎn)菊石類及其它浮游生物化石，未見底棲生物化石。巖石中只保存游泳的菊石類，不見底棲生物，水平層理發(fā)育，代表較深水低能環(huán)境。2巖相古地理圖的概念和填圖方法步驟對地史時期中某地區(qū)的地層通過巖相分析

10、進行綜合研究，就可以了解當時海陸分布、地勢和氣候等特點。把這些研究成果按一定的比例尺，以簡明易讀的圖例綜合表現(xiàn)在地理底圖上，就成為古地理圖。由于地史時期的自然地理特征已經(jīng)不復(fù)存在，我們不能直觀地看到它，只有通過對古代沉積物進行巖相分析而間接地認識。因而人們通常在古地理圖上加入沉積巖相的內(nèi)容，這樣便成為巖相古地理圖。在編制巖相古地理圖之前，首先必須了解編圖區(qū)所屬大地構(gòu)造分區(qū)和區(qū)域構(gòu)造背景，收集文獻資料。其次是進行野外資料的收集。在野外資料收集過程中，首先要測制控制性巖相剖面和若干條短的輔助性巖相剖面，并根據(jù)所選比例尺的精度要求布置觀察路線，從而由點到面掌握編圖區(qū)的巖性、巖相特征和分布規(guī)律。具體資

11、料包括以下的內(nèi)容：（1）巖石學資料：巖石的物質(zhì)成分；巖石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，如顆粒大小、磨圓度、層面和層理特征（波痕、泥裂、鹽類假晶、各種交錯層理）；新生礦物及指相礦物，如海綠石等；巖層的相變及厚度變化情況；巖層之間的接觸關(guān)系。（2）古生物資料：化石的種類及生態(tài)特征；化石的埋藏情況，原地埋藏還是異地埋藏，化石排列方向完整程度；生物遺跡及生物擾動構(gòu)造，如爬跡、鉆孔、掘穴、潛穴等。對上述資料進行整理分析之后，作出巖相古地理圖的基礎(chǔ)圖件實際資料圖。隨后即可著手編繪巖相古地理圖，編圖過程中要具體解決一下幾個問題：海陸界線的確定 地質(zhì)歷史時期的大陸部分具有沉積，部分則處于剝蝕區(qū)而無沉積，所以海陸界線（海岸線）應(yīng)

12、劃在海相沉積（最好是濱海沉積）與陸相沉積或古陸剝蝕區(qū)之間。海盆中不同巖相類型的圈定 即區(qū)分濱海、淺海、半深海、深海及它們內(nèi)部不同巖相類型，如濱海砂礫巖相、淺海砂頁巖相、淺?；?guī)r相等對陸地上的剝蝕區(qū)和沉積區(qū)以及沉積區(qū)內(nèi)不同沉積類型進行劃分圈定 如湖泊沉積、河流沉積、山麓堆積、冰川堆積等。編制巖相古地理圖首先應(yīng)該注意古地理圖反映的某一段地質(zhì)時期的綜合沉積特征。絕非現(xiàn)在地理圖反映的是現(xiàn)代“一瞬間”的自然地理現(xiàn)象?，F(xiàn)代河流在圖上似一條細長的繩子，而古代某段地史時期的河流相沉積則呈很寬的帶狀分布，它是古代河流在這段地史時期內(nèi)反復(fù)遷移的結(jié)果，其次要注意沉積相的空間分布一般情況下要符合瓦爾特相律，要具有一定

13、的共生組合規(guī)律。即成因上相近或相鄰的橫向上或縱向上依次出現(xiàn)，而截然不同的兩個相絕不可能毗鄰，如廣海陸棚相中不可能突然出現(xiàn)河流相沉積。有時為了反映某一地質(zhì)時期沉積厚度的分布情況（一般多指海相沉積），常常把等厚線直接描繪在巖相古地理圖上，這就是沉積等厚圖。這可以根據(jù)各個地區(qū)的地層資料，利用等值線法和內(nèi)插法來繪制等厚度圖。等厚度圖的意義在于可以直觀地大致反映地殼下降幅度，也就是說，在沉積物沉積速度與地殼下降速度相平衡時，等厚度圖可以反映某區(qū)在某時代的地殼運動狀況。它是分析地史發(fā)展的重要手段之一。表5堂示范練習序號描 述環(huán)境解釋8灰黑色粉砂巖夾黑色頁巖和油頁巖，水平層理。具豐富的淡水雙殼類、介形類、葉

14、肢介、魚類及植物化石100m7灰綠色細、粉砂巖夾含礫砂巖，見交錯層理和波痕，含淡水雙殼類、腹足類化石，殼多破碎。25m6黃白色砂巖夾礫巖，見槽狀交錯層理，礫石鵝卵狀，疊瓦狀排列，偶見硅化木，橫向上厚度變化大。0-10m5硅質(zhì)巖與硅質(zhì)泥巖互層，水平層理發(fā)育，含菊石化石100m4淺灰色灰?guī)r，含蜓、珊瑚化石238m3深灰、灰黑色灰?guī)r，含燧石結(jié)核，含珊瑚、蜓類化石230m2灰黑色頁巖、砂巖，含數(shù)層煤，頁巖和砂巖中含植物化石50m1黑色頁巖，具很不明顯的水平層理，偶見黃鐵礦晶粒30m三、 作業(yè)1 對下列地層資料進行巖相分析 表6 巖相分析表層號描述環(huán)境10紫紅色長石石英砂巖、紫紅色泥巖夾石膏層，泥巖中偶見陸相脊椎動物骨骸化石30-80m9雜色、紫紅色泥巖，植物化石稀少150-200m8黃綠色砂巖夾雜色頁巖及煤線，含植物化石60-100m7黑灰色砂巖、黑色頁巖夾煤層，含豐富的植物化石80-150m6黑色頁巖夾多層煤，含灰?guī)r透鏡體，頁巖中含植物化石，灰?guī)r中含腕足類化石90-110m5深灰色灰?guī)r，含蜓類化石5m4黑灰色頁巖夾煤層，含植物化石50m3灰色灰?guī)r，含珊瑚、腕足及蜓類化石5m2灰綠色、深灰色頁巖、粉砂巖夾煤線，含植物化石30m1鐵、鋁質(zhì)古風化殼0.5-2m2編制瓊州地區(qū)晚泥盆世巖相古地理圖（1）根據(jù)所給瓊州地區(qū)晚泥盆世地