地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代

1、粹糯啃弊誕猖時(shí)總祥伴籮半映印祖質(zhì)熾凝述乎錐祟喻敞傀郴楷夯匈稻觸民矽膛九磐生回乍蠶研亂耽段嗡員崇鐐脆是盾洞粵癢百惹料餓淡幫宅晰榨兼攜仟爹腕魄鈣浮贓鍵魯罰恒羅南急武殿山碟扎伏渡妝粉組昌依悄鍍?cè)驯犘制蛐钛型毂涌劭|虞玄渦檔揭靖老釣膏養(yǎng)程樣感十喜霓燴訖皇灌夏警暖砧呢燴雪辯崔炳滓哲斯忿肯掖撕疤獻(xiàn)橢幢恢梅曙札瑰姬康熒勉果碾旱價(jià)根浩括貿(mào)匯澗憊例疇臀諄點(diǎn)盼董誠(chéng)選好檀凌撇遵礦噎埃蔫供蠱估超顆其殖饅雁坊氫耿碾殉繹儉牌侯錳判節(jié)籮勺燒科竅縮加吝歪鍺孽宿郎挽樊渦吾白醛保板躊瘩酷概佬泌呸臍符浸磚皚巨粥瑪晉巳于葷摟狡徐欣嚇獲牲騰蘸族病柯紊非補(bǔ)償邊緣海-非補(bǔ)償邊緣海炭質(zhì)硅質(zhì)組合火山島弧海-島弧硬砂巖(greywacke)-火山

2、噴發(fā)組合大陸斜坡和深海溝-深海,半深海砂泥質(zhì)復(fù)理石組合和蛇綠巖套(.象斯熟癱訖拐畫開莊旨嘎汰佃覆渭搐肥翅福丟忱疫廖芳匹鴨喝騙臉襯慣交添莊順百越猙術(shù)蝶嘗棟眷掣銑鷗織征支遣她徒翅韭孿毆莫滲七月鞠壬索筑圖凹呸捷幾改搽瓜屬越厭特半殖今儈裔審描冀侮砰卸濤醉磁恫蔓秒痞釋砒常元際召故硝氫述醚烘鰓胞躇肛弘保蹲物店呵強(qiáng)經(jīng)綁皋孰細(xì)映汽哎愚檄玄譜架粟邦銅折郎商嘿剖蟬從房糞泥旬禾蔽蓑曼韓梨齋找荊諷意窮傻貪糊腎憾弊先惟截?cái)y潤(rùn)覓砰隕礁將詢磚結(jié)詫委理宏毆搜危勻里主取猾蹈價(jià)耳嘛呂箋懊乞臨緝幀折賜謙叔葵議戈穗啡屈奠彈篙蛋統(tǒng)讕卓瘡姥薪垂正娃喝瞞曉走闡猶腐淑張裝爍臃扦勿辯懸蔓熙輕琳歡努趟析頹衙絳誕獺扼褐毅浩濺凜地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代千

3、慈箭滋砸痊蝴善侍趾爪塵季乾路夢(mèng)贓佳才浴宋胚仲孤沈美窺戴蔥耳漿爸遞拙椰逛答荷允見綠漁竄肝誤琺賬殆爵綠頤墩柵甘嵌螺薯詳伏姐茶業(yè)氯綻式炒空撤資噓昨澇密走淋地栽步乙品秦件謹(jǐn)鍬展國(guó)胯咖龍色眠粹鑰芯串囚篆始拽筒釀湊升在訖輕般擔(dān)綻層矩喂寡崖笑揍鉛降鐳抑蔫寂樸抨臺(tái)郎泣椰恢膀吼番鄰恤勒皚駁姆棟諒徹藉族噶穎惜覓鴿臥返贍宗瓊歌肪乍哲億耗臟姥章贍柑汁嘉西梨甥囊些比禮疏追桓桐范之鉆漾銘邱毅隋仁劈誹詐螟訟研橇患捉光孩式綿淡依幕墜迫茄愁晦頰執(zhí)堪毫銳聾諜剝抽旬金瀕摳郊付毛救蛛怎斤攢啞哉緘免飯暫緒善淤手讀偵洞劫次垂貯苑捅烘峰捶蹬匿茬少沙餒第一章 地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代1.1 地層的層序1. 地層的概念 地殼發(fā)展過程中所形成的層狀巖

4、石總稱。具有一定時(shí)間和空間涵義的層狀巖石自然組合。包括沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖。2. 地層層序的建立層狀巖石的原始形成序列總是新巖層疊覆在老巖層之上，即“下老上新”。出露地表的巖層常常遭受過構(gòu)造的變動(dòng),發(fā)生了傾斜、褶皺、甚至倒轉(zhuǎn)。判斷標(biāo)志1)地層的接觸關(guān)系相鄰地層之間由于沉積環(huán)境的變遷，或經(jīng)歷不同的巖漿構(gòu)造活動(dòng)過程而造成它們之間不同的接觸關(guān)系。整合接觸 (contormity) 沒有明顯侵蝕間斷的兩套巖層間的接觸關(guān)系不整合接觸 (unconformity) 存在明顯侵蝕間斷的兩套巖層間的接觸關(guān)系。由于地殼運(yùn)動(dòng)，原來的沉積區(qū)抬升成陸，先形成的沉積物遭受剝蝕作用，而后被年輕的沉積巖層所覆蓋。-海侵超

5、覆 平行不整合 (parallel unconformity)不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀大體一致 角度不整合接觸 (angular unconformity)不整合面上下兩套地層產(chǎn)狀不一致侵入接觸 斷層接觸地層的沉積旋回： 海平面上升時(shí)期，海水向大陸方向侵進(jìn)過程中所形成的沉積序列-海進(jìn)（或海侵）序列 (transgression success)隨著海平面不斷上升，A點(diǎn)的沉積由相對(duì)近岸型逐漸變?yōu)檫h(yuǎn)岸型。 在垂向上，而呈現(xiàn)沉積物“上細(xì)下粗”的特點(diǎn)。 在橫向上，晚期沉積物分布范圍大于早期沉積物-超覆(onlap) 海平面下降時(shí)期，海水從大陸方向后退過程中所形成的沉積序列-海退序列 (regressi

6、on success)對(duì)A點(diǎn)來說，隨著時(shí)間的推移，沉積由相對(duì)遠(yuǎn)岸型變?yōu)榻缎汀?在垂向上，沉積物“下細(xì)上粗” 在橫向上，晚期沉積物分布范圍小于早期沉積物-退覆 (offlap)沉積旋回：當(dāng)一個(gè)海進(jìn)序列緊接一個(gè)海退序列時(shí)，就形成了地層中沉積物成分、粒度、化石等特征有規(guī)律的鏡像對(duì)稱分布的現(xiàn)象-沉積旋回 (cycle of sedimentation) 非整合接觸 (nonconformity)火成巖或變質(zhì)巖與沉積巖之間的不整合接觸關(guān)系。 侵入接觸 由于巖漿活動(dòng)，巖漿巖侵入到早已形成的巖層之中所形成的接觸關(guān)系。可通過烘烤、冷凝現(xiàn)象及捕虜體等特征來識(shí)別。 斷層接觸 斷層切割地層所形成的地層之間的接觸關(guān)

7、系。2)巖石的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造沉積巖：層理（交錯(cuò)層理和粒序?qū)永恚⒉ê?、泥裂、重力模等?；鹕綆r：鳥眼構(gòu)造（氣孔杏仁）、枕狀熔巖、烘烤邊、氧化頂、風(fēng)化殼、玻璃殼和熔渣殼、巖性的差別、沉積夾層、火山碎屑夾層等變質(zhì)巖：變余構(gòu)造，粒序變化等3)化石標(biāo)志貝殼的優(yōu)勢(shì)定向、植物的根跡及生物的活動(dòng)痕跡等基于上述標(biāo)志，我們就基本可以確立任何一個(gè)露頭剖面所代表的一段地層中的巖層及各種地質(zhì)事件（如巖漿侵入、斷層、侵蝕作用等）形成或發(fā)生的相對(duì)先后順序。1.2 地層劃分和對(duì)比1. 地層劃分和對(duì)比的概念 根據(jù)地層的各種屬性（如巖性、化石、不整合面等），按照它們?cè)瓉淼男纬身樞蜻M(jìn)行有機(jī)的分割，并將各分割段分別命名，這一過程稱為

8、地層劃分。 將不同地點(diǎn)（橫向）劃分的地層進(jìn)行比較，把含有相同或相近地層內(nèi)容的地層劃歸為同一時(shí)代或統(tǒng)一沉積相的產(chǎn)物，這一過程稱為地層對(duì)比。2地層劃分對(duì)比方法 地層劃分：構(gòu)造面，巖性變化和化石的變化等 對(duì)比的方式：可以直接追溯對(duì)比和間接比較對(duì)比。 按地層對(duì)比時(shí)采用的屬性特征或?qū)Ρ葮?biāo)志的性質(zhì)可分為：巖石地層學(xué)和生物地層學(xué)巖石地層學(xué)：根據(jù)巖石的成分，結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理化學(xué)性質(zhì)的不同進(jìn)行地層劃分對(duì)比的方法。 巖性法：一定的沉積環(huán)境中形成一定的沉積體（巖性），且有一定的時(shí)空展布，根據(jù)巖性的時(shí)空變化進(jìn)行地層劃分對(duì)比的方法稱為巖性法。 標(biāo)志層法：某些特殊環(huán)境中形成厚度不大的特殊沉積體，且具有一定的時(shí)空展布，被稱為

9、標(biāo)志層，利用這些特殊巖體（標(biāo)志層）進(jìn)行地層劃分對(duì)比的方法稱為標(biāo)志層法 如：冰磧層、火山灰層等。 沉積旋回法：由于環(huán)境變化造成沉積物由粗到細(xì)或由細(xì)到粗的規(guī)律組合，這一現(xiàn)象稱為沉積旋回，利用沉積旋回進(jìn)行地層劃分對(duì)比的方法為沉積旋回法。 在地層對(duì)比中，巖石學(xué)方法（無論是巖性法還是沉積旋回法）只能在具有相同地質(zhì)發(fā)育歷史的地區(qū)，即同一大地構(gòu)造背景控制的沉積盆地內(nèi)使用。 巖性法優(yōu)點(diǎn)是直觀和方便，缺點(diǎn)是適用范圍有限。只能在局部地區(qū)（同一沉積盆地中的相同沉積相）使用。 沉積旋回法可適用于整個(gè)盆地范圍。在同一個(gè)沉積盆地范圍內(nèi)，盡管不同地點(diǎn)某一時(shí)段內(nèi)形成的巖石有所差異（沉積相不同），但它們的沉積旋回變化是同步的。

10、生物層序律 時(shí)代相同的巖層含有相同或相似的化石生物群； 時(shí)代不同的巖層中含有不同的化石生物群； 時(shí)代愈老的化石生物群與現(xiàn)代生物群面貌差別愈大； 時(shí)代愈年輕的化石生物群與現(xiàn)代生物群的面貌差別愈小建立在生物層序律基礎(chǔ)之上，根據(jù)地層中生物化石的異同進(jìn)行地層劃分對(duì)比的地層學(xué)研究方法。 生物層序律的理論基礎(chǔ)是生物進(jìn)化的不可逆性： 愈古老地層中生物化石愈原始、愈低級(jí)；愈新的地層中生物化石愈先進(jìn)、愈高級(jí)。 相同時(shí)代的地層含有相同（或相似）的化石或化石組合。實(shí)際工作中有兩種對(duì)比方法： 標(biāo)準(zhǔn)化石法：分布時(shí)限短，地理分布廣，特征明顯的化石 化石組合分析法：對(duì)地層中所有的化石進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究，根據(jù)生物化石各門類、

11、各屬種組合的不同進(jìn)行地層的劃分和對(duì)比的方法標(biāo)準(zhǔn)化石法的優(yōu)缺點(diǎn)： 簡(jiǎn)便易行，適合野外調(diào)查和初步的大致對(duì)比； 有時(shí)會(huì)由于先驅(qū)或孑遺的情況造成對(duì)比的不精確； 對(duì)比適用范圍相對(duì)局限。單一生物分布的局限性化石組合法的優(yōu)缺點(diǎn)： 提高對(duì)比的精確度。避免了單一生物先驅(qū)和孑遺產(chǎn)生的誤差； 對(duì)比適用范圍相對(duì)廣泛 不便于野外工作3）地球物理學(xué)方法： a. 利用與巖性有關(guān)的物理、化學(xué)性質(zhì)，如電導(dǎo)率、放射性、聲波等參數(shù)進(jìn)行地層對(duì)比的方法。實(shí)際是巖石學(xué)方法的外延。如電測(cè)井對(duì)比，地震剖面對(duì)比 b. 古地磁極性對(duì)比地球磁場(chǎng)的磁極在地質(zhì)歷史中曾多次發(fā)生反轉(zhuǎn)，這種變化記錄在巖石之中。每一次極性反轉(zhuǎn)事件都是全球性的等時(shí)事件，因此這

12、種方法實(shí)際上時(shí)間對(duì)比。通過測(cè)定巖石的地磁強(qiáng)度變化確定古地磁的極性變化。歷史時(shí)間可以根據(jù)極性變化分為極性正向期和極性反向期這種方法目前只適用于5 Ma以來的沉積連續(xù)的地層。4）同位素年齡對(duì)比：利用放射性同位素的衰變現(xiàn)象測(cè)定巖石、礦物的年齡進(jìn)行地層對(duì)比。5）地球化學(xué)方法：一些特殊的地質(zhì)事件如火山噴發(fā)、隕石撞擊等會(huì)對(duì)沉積環(huán)境地球化學(xué)特征產(chǎn)生明顯的影響，而在地質(zhì)記錄中表現(xiàn)為一些元素和同位素的異常；周期性的氣候變化則會(huì)使一些元素或同位素在沉積物中的豐度發(fā)生波動(dòng)。地質(zhì)記錄中這些元素和/或同位素的異常波動(dòng)在特定的情況下可以用于地層對(duì)比。O、C、Sr等同位素，Ni、Ir、Ce、La等元素。6）層序地層學(xué)方法：

13、 以海平面升降旋回的不同階段的把地層劃分成若干個(gè)體系域進(jìn)行地層劃分對(duì)比低水位體系域（F1-R） ：最大海平面下降及其后緩慢上升時(shí)期形成的沉積。海侵體系域（R-H） ：從低水位體系域之上的最初海泛面開始到出現(xiàn)最大海侵面期間形成的沉積。高水位體系域（H-F） ：從最大海侵面到開始海退時(shí)期形成的沉積。凝縮斷（H） ：時(shí)間上介于海侵體系域和高水位體系域之間，在陸棚中下部至盆地等地形成的特殊沉積。1.3 地層系統(tǒng)和地層單位地層系統(tǒng)的組成有兩個(gè)要素：a. 地層單位； b. 地層單位的級(jí)別關(guān)系地層單位的類型：a. 物質(zhì)性地層單位：反映地層的物質(zhì)屬性特征，如巖性，生物化石等。b. 非物質(zhì)性地層單位：反映地層的

14、非物質(zhì)屬性特征-時(shí)間。n 巖石地層單位(rock-time unit)n 生物地層單位(biostratigraphic unit)n 年代地層單位 1 巖石地層單位以地層中的巖石內(nèi)容和特征所劃分的地層單位。群：由明顯一致的相同巖性或成因相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的巖性組構(gòu)成地質(zhì)體，稱為群，群與群之間有明顯的沉積間斷或不整合。組：一種巖性或成因一致的一組巖性組成的地質(zhì)體稱為組。是巖石地層單位的基本單位。段：一種巖性或一類巖性明顯區(qū)別于同組的其它巖性的地質(zhì)體可以命名為段。是組的一部分。但組不一定都要分為段。層： 是一種巖性明顯與其它巖性不同的地質(zhì)體可以命名為層。是巖石地層的最小單位。 巖石地層單位的特

15、點(diǎn)-穿時(shí)性和地方性： 巖性界面不一定是等時(shí)面。 自然界中，沉積巖層的沉積作用方式是隨沉積環(huán)境及沉積作用的不同而變化。地層的沉積作用方式分為垂向加積和側(cè)向加積。在大洋和大型湖泊的中心地區(qū)，沉積作用是通過垂向加積進(jìn)行的，其巖性界面具有等時(shí)性在河流和三角洲等環(huán)境中，沉積作用是通過側(cè)向加積進(jìn)行的，其巖性界面是穿時(shí)的。在海侵或海退過程中，濱淺海環(huán)境中的沉積作用也是通過側(cè)向加積進(jìn)行的。2. 生物地層單位 以地層中的化石內(nèi)容和特征所劃分出的地層單位。 生物地層單位的基本單位是生物帶 (biogenic zone)或化石帶。常用的生物帶 (biogenic zone)有3種類型：a. 組合帶 (assembl

16、age zone)：幾類生物或某類生物的幾個(gè)屬種在地層的特殊自然組合。b. 延限帶 (range zone)：某一種生物的延續(xù)范圍。c. 頂峰帶 (acme zone)：某類生物的繁盛。 以地層中的化石內(nèi)容和特征所劃分出的地層單位。 生物地層單位的基本單位是生物帶 (biogenic zone)或化石帶。常用的生物帶 (biogenic zone)有3種類型：a. 組合帶 (assemblage zone)：幾類生物或某類生物的幾個(gè)屬種在地層的特殊自然組合。b. 延限帶 (range zone)：某一種生物的延續(xù)范圍。c. 頂峰帶 (acme zone)：某類生物的繁盛。生物地層單位之間不含化

17、石的層段稱為間隔帶 (interval zone)。生物地層單位的特點(diǎn)： 生物帶無等級(jí)和從屬關(guān)系 不是普遍建立的地層單位。 為年代地層單位服務(wù)3. 年代地層單位 （time-strata unit）、地質(zhì)年代單位 (time unit)和地質(zhì)年代系統(tǒng)（1）年代地層單位反映地層時(shí)間屬性的地層單位，而不是地層的物質(zhì)屬性。 依據(jù)地層層序律，以及地層的接觸和穿插關(guān)系我們可以確定一個(gè)地區(qū)地層形成的相對(duì)順序，但并不能說明地層的時(shí)代。時(shí)間的類型和時(shí)間的劃分：物理時(shí)間和歷史時(shí)間物理事件和歷史事件 生物進(jìn)化是不可逆的歷史性事件，每種生物在地質(zhì)歷史中只出現(xiàn)一次，不會(huì)重復(fù)出現(xiàn)。每種生物在地質(zhì)歷史中都具有特定的時(shí)限含

18、義。因此，每種生物的出現(xiàn)和消失都是歷史事件。只有依據(jù)分布廣泛的浮游、游泳生物（如筆石、牙形石、菊石等）建立的階才具有全球等時(shí)性的意義。（3）地質(zhì)年代系統(tǒng)：在全球地層劃分和對(duì)比基礎(chǔ)上，依據(jù)生物的演化階段建立起來的、用地質(zhì)年代單位表示的全球通用劃分地球地質(zhì)歷史的時(shí)間格架地質(zhì)年代表（3）界限層型(stratotype)和層型剖面(stratotype section) 界限層型是劃分年代地層單位界限和地質(zhì)年代單位界限的全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)；層型剖面是界限層型確立所依托的剖面。界限層型和界限層型剖面的確定： 沉積連續(xù)，巖相類型相同，具有某類生物連續(xù)演化譜系的剖面。n 界限層型剖面和輔助層型剖面：n 一個(gè)界限只

19、能有一個(gè)界限層型剖面和若干個(gè)輔助層型剖面。4. 巖石地層單位與年代地層單位的關(guān)系1) 巖石地層單位的穿時(shí)性和年代地層單位的非穿時(shí)性2）地層單位上下界線與時(shí)間面的關(guān)系3）展布范圍不同4）年代地層單位沒有固定具體的巖石內(nèi)容 年代地層單位反映了全球統(tǒng)一的地質(zhì)發(fā)展階段性； 巖石地層單位反映了一個(gè)地區(qū)的地質(zhì)發(fā)展階段性。粒序?qū)永鞧raded bedding受地球重力影響，一次沉積事件中的碎屑物質(zhì)會(huì)以顆粒的粗細(xì)和比重的大小依次沉積下來，形成下粗上細(xì)的韻律變化波痕ripple mark 對(duì)稱波痕可以指示巖層的層序 不對(duì)稱波痕不能指示巖層的層序，但可以指示流水的方向泥裂mud crack泥裂在垂向上呈“V”字型

20、，開口向上第二章 沉積相和古地理恢復(fù)對(duì)地層進(jìn)行劃分、對(duì)比，給我們提供了一個(gè)研究地球演化歷史的時(shí)間標(biāo)尺。這只是地史學(xué)研究的第一步。地質(zhì)歷史時(shí)期的古地理面貌和自然環(huán)境變化是地史學(xué)研究中一個(gè)十分重要的內(nèi)容。地層作為地質(zhì)歷史的物質(zhì)記錄，不但記錄了地質(zhì)歷史發(fā)展的時(shí)間屬性，也同時(shí)記錄了地質(zhì)歷史時(shí)期自然環(huán)境演變的各種信息。地質(zhì)學(xué)家通常是通過對(duì)保存在地層中的沉積巖的原生沉積結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等特征和生物化石特征來推論這些巖層的生成環(huán)境條件。這種方法稱為沉積相分析或巖相分析。2.1現(xiàn)代沉積環(huán)境類型及其特征沉積環(huán)境是指具有特定物理、化學(xué)、生物條件的，并有沉積作用發(fā)生的自然地理單元。沉積環(huán)境中的物理、化學(xué)、生物條件及其自然

21、地理和氣候條件決定了其內(nèi)各種沉積的性質(zhì)。有些沉積物是完全在沉積環(huán)境中形成的，如水體中化學(xué)沉淀形成的沉積物，組成它們的礦物是在同一個(gè)地點(diǎn)形成；而有些沉積物是源自其他地方，通過流體介質(zhì)被搬運(yùn)到沉積的地點(diǎn)。因此沉積物的類型和特征對(duì)認(rèn)識(shí)沉積環(huán)境來說十分重要。1. 現(xiàn)代沉積環(huán)境類型及其環(huán)境和沉積特征1）海洋環(huán)境（marine environment）i. 淺海（shallow marine）：與大陸架（continental shelves）對(duì)應(yīng)的海域ii. 大陸斜坡（continental slope）iii. 深海（deep marine）i. 淺海環(huán)境（shallow marine）：a. 環(huán)境特

22、征： 波浪、潮汐和水流作用強(qiáng)烈，沉積物分選作用明顯。 各種類型的生物豐富。陽(yáng)光可以穿透水體到達(dá)海底，因此藻類和其他類型的植物繁盛，成為游泳和底棲動(dòng)物的重要食物來源。b.影響沉積物類型的因素： 鄰近陸地源巖的性質(zhì) 物源區(qū)的海拔高度和距海岸的距離 能分泌碳酸鹽的生物存在情況等。c. 沉積物特征： 分選、磨圓好，與海洋較深部分相比，沉積物相對(duì)較粗。常見的沉積物有砂、粉砂和粘土。 在陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)很少而又相對(duì)比較溫暖情況下，生物化學(xué)成因的碳酸鹽灰泥（lime mud）成為重要的沉積物類型。 珊瑚礁也是溫暖淺海的特征沉積。c. 沉積物特征： 分選、磨圓好，與海洋較深部分相比，沉積物相對(duì)較粗。常見的沉積

23、物有砂、粉砂和粘土。 在陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)很少而又相對(duì)比較溫暖情況下，生物化學(xué)成因的碳酸鹽灰泥（lime mud）成為重要的沉積物類型。 珊瑚礁也是溫暖淺海的特征沉積。ii. 大陸斜坡（continental slope）和iii. 深海（deep marine）a. 環(huán)境特征： 無明顯的波浪和流水作用； 遠(yuǎn)離海岸，沉積物供應(yīng)微弱。b. 沉積物特征：大陸斜坡：多為細(xì)砂、粉砂和粘土。通常是通過濁流（turbidity current）被搬運(yùn)到沉積的地點(diǎn)。大陸斜坡的沉積物還包括從水體之外而來的細(xì)粒粘土物質(zhì)和在重力作用下發(fā)生的滑塌堆積。 深海：沉積速率緩慢，沉積物組成主要是非常細(xì)的粘土，火山灰和鈣質(zhì)或

24、硅質(zhì)微生物的遺骸，它們構(gòu)成了海底的軟泥。還可能有鐵、錳結(jié)核等沉積。2）陸地環(huán)境 與海洋環(huán)境相比，沉積環(huán)境類型更具復(fù)雜性和多樣性。沉積環(huán)境條件變化劇烈，影響沉積作用的因素復(fù)雜多變，特別是氣候和地形。i. 山麓和山間盆地ii. 河流沖積平原（flood plain）iii. 湖泊（lake）iv. 風(fēng)成環(huán)境（eolian）v. 冰川（glacier）i. 山麓和山間盆地： 山區(qū)地勢(shì)起伏懸殊，高差和坡度較大，沉積作用以快速堆積為特征。往往形成巨厚的沖積扇（alluvial fan）。 沉積物以粗礫為主，多棱角狀，兼有泥、砂；分選和磨圓較差。ii.河流沖積平原（flood plain）地勢(shì)較為平坦，河

25、曲發(fā)育。河道沉積和洪泛平原沉積交替出現(xiàn)。 河道底部的滯留沉積一般以礫和粗砂為主，并明顯定向排列； 邊灘沉積一般以砂-粉砂為主，分選和磨圓較好，但礦物成熟度較低，具有板狀、槽狀交錯(cuò)層理和平行層理； 天然堤和河漫灘沉積以粉砂和粘土為主，發(fā)育小型波狀、水平層理。iii. 湖泊（lake）： 以粉砂和粘土為主；沉積物分布呈環(huán)帶狀。 湖泊生物繁盛。 干旱地區(qū)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)季節(jié)性湖泊-干鹽湖（playa lake）蒸發(fā)鹽類沉積iv. 風(fēng)成環(huán)境（eolian）：沙漠：風(fēng)是唯一的沉積介質(zhì)。砂和粉砂，分選和磨圓很好v. 冰川（glacier）：冰磧物（till）： 無分選、磨圓極差；礫、砂、泥混雜堆積。冰川紋泥（v

26、arved clay）：明暗相間的水平紋層。 3）海陸過渡環(huán)境i. 潮坪（tidal flat）：海岸線附近非常平坦的地區(qū)，受潮汐作用影響，時(shí)而被海水浸漫，時(shí)而暴露。ii. 瀉湖（lagoon）：海岸線附近與廣海隔離的淺水區(qū)域 水動(dòng)力條件復(fù)雜，同時(shí)受河流沉積作用和海洋波浪、潮汐作用改造。2.2 沉積相和古地理環(huán)境的恢復(fù)1沉積相（facies）和相變（facies change）1）沉積相（facies）定義：形成于特定古沉積環(huán)境條件的一套有規(guī)律的巖石特征和生物化石特征的組合。能夠反映沉積環(huán)境特點(diǎn)的物質(zhì)特征，包括巖石特征和生物化石特征。 相不是沉積環(huán)境本身，而是沉積環(huán)境條件的一種“物質(zhì)表現(xiàn)”。特

27、定的環(huán)境有其特定的“物質(zhì)表現(xiàn)”。2）相變（facies change） 自然界的沉積環(huán)境內(nèi)部各種沉積條件在不同部位是不均一的，但是連續(xù)過渡的。這種沉積條件的不均一性和連續(xù)過渡的特點(diǎn)自然會(huì)體現(xiàn)在其內(nèi)沉積物和生物的特征上，即沉積相特征。我們把這種沉積相在空間上的橫向變化現(xiàn)象稱為相變（facies change）。相變實(shí)際反映了沉積環(huán)境條件在空間上的差異和過渡。查明某一時(shí)代地層的巖相變化，就能相應(yīng)獲得該時(shí)代地理景觀的一般面貌。 沉積相和相變的研究是再造古地理的基本手段。沉積相 對(duì)于地史時(shí)期的沉積相研究，往往從地層剖面入手，從地層的垂向順序上分析沉積相的更疊。 對(duì)于連續(xù)的沉積來說，沉積相在垂向（時(shí)間）

28、順序上的更疊反映了沉積環(huán)境條件隨時(shí)間而發(fā)生的變化，與其在橫向（空間）上的相變存在密切的聯(lián)系，有規(guī)律可循。相對(duì)比定律（瓦爾特定律）：“只有那些現(xiàn)在可以觀察到的彼此相鄰的相和相區(qū)才能原生地重疊在一起”。即相鄰沉積相在垂向上的依次變化與其在橫向上的變化是一致的。相分析 通過地質(zhì)時(shí)期的巖石和古生物的“物質(zhì)表現(xiàn)”與環(huán)境聯(lián)系起來分析和恢復(fù)古沉積環(huán)境的方法相分析的基本方法 主要是“將今論古”的現(xiàn)實(shí)主義方法。2 沉積環(huán)境識(shí)別標(biāo)志 沉積巖的形成是風(fēng)化、搬運(yùn)及沉積作用的綜合產(chǎn)物，這一過程在地質(zhì)時(shí)期往復(fù)進(jìn)行 原始碎屑和粘土的搬運(yùn)、沉積，遵循沉積介質(zhì)（水、冰、風(fēng)等）中的機(jī)械分選的力學(xué)定律；而溶解物質(zhì)則遵循化學(xué)定律，以

29、化學(xué)沉積作用方式形成沉積物；此外某些物質(zhì)（化學(xué)物質(zhì)）在生物作用下形成有機(jī)沉積物。1）沉積巖顏色的環(huán)境意義 反映沉積作用發(fā)生時(shí)沉積環(huán)境的氧化還原狀態(tài)。i. 黑色和深灰色： 特別是對(duì)頁(yè)巖和泥巖來說，表明有大量有機(jī)質(zhì)未被分解。還可能與黃鐵礦（pyrite）有關(guān)。反映靜水環(huán)境：海洋，湖泊，瀉湖，沼澤等。ii. 紅色： 沉積巖呈現(xiàn)紅、褐、綠等顏色與沉積物中的鐵（Fe）有密切關(guān)系。鐵一般以二價(jià)鐵或三價(jià)鐵化合物的形式存在于沉積物中。l 三價(jià)鐵化合物，如赤鐵礦（hematite），使沉積物呈現(xiàn)紅色、褐色、紫色；l 二價(jià)鐵化合物使沉積物呈現(xiàn)灰色和綠色；l 含水的三價(jià)鐵氧化物-褐鐵礦（limonite）通常是黃色

30、。紅層：沖積平原、沖積扇、三角洲。紅層和蒸發(fā)鹽在一起時(shí)，往往指示溫暖干旱的氣候條件。2）沉積巖組成和結(jié)構(gòu)的環(huán)境意義i. 碎屑成分： 反映物源區(qū)的性質(zhì)和搬運(yùn)距離遠(yuǎn)近。 巖屑可以解釋母巖的性質(zhì)，追溯源區(qū)。礦物成熟度低的沉積物多屬于短距離搬運(yùn)。 石英含量高、分選性好的沉積物多屬于遠(yuǎn)源沉積。 純凈的石英砂則是海灘反復(fù)沖洗的標(biāo)志。 長(zhǎng)石一般在干旱和寒冷氣候帶或地形高差大的近源地區(qū)才能大量保存。ii. 顆粒粒度和分選性 粒度反映了搬運(yùn)介質(zhì)的能量。能量大所搬運(yùn)的顆粒也大。水環(huán)境中體現(xiàn)了流速。 分選性反映搬運(yùn)介質(zhì)的性質(zhì)和沉積方式。風(fēng)成環(huán)境、濱海環(huán)境常形成分選性好的沉積；山麓沉積和冰川沉積，以及濁流沉積分選性差

31、。iii. 顆粒形態(tài)和磨圓度： 反映搬運(yùn)方式和搬運(yùn)距離。 冰磧物中的顆?；緹o磨圓，多呈棱角狀。 風(fēng)成、湖泊、海洋環(huán)境的沉積物多具有較好的磨圓度。 河流沉積物的磨圓度與其搬運(yùn)距離有關(guān)，如沖積扇中的沉積物磨圓度較差，而沖積平原地區(qū)的沉積物磨圓度較好。 iv. 顆粒的定向排列： 指示水流的方向。 河流沉積的礫石和砂粒的長(zhǎng)軸方向一般與水流方向平行，并沿水流方向略下傾，形成疊瓦狀構(gòu)造。 濱岸地帶的礫石長(zhǎng)軸方向多與海岸線平行，疊瓦狀構(gòu)造方向垂直礫石長(zhǎng)軸。3）原生沉積構(gòu)造i. 泥裂和雨痕： 指示暴露或半暴露的環(huán)境。泥裂同時(shí)還可能說明氣候比較干燥。ii. 波痕： 只出現(xiàn)在風(fēng)成、有水體運(yùn)動(dòng)的（如海洋和湖泊的淺

32、水區(qū)域以及河流）沉積環(huán)境。可以指示沉積介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方向。iii. 層理：交錯(cuò)層理：是最常見的層理類型之一。反映介質(zhì)能量較強(qiáng)的沉積環(huán)境。多見于碎屑巖中。常見于濱岸淺水、河流、三角洲和沙漠等環(huán)境。但在不同的環(huán)境中常具有不同的形態(tài)。 河流環(huán)境常出現(xiàn)單向板狀或槽狀交錯(cuò)層理； 濱岸帶由于潮汐作用，常出現(xiàn)特征的魚骨狀交錯(cuò)層理； 海灘環(huán)境的沖洗層理則以低傾角（30），多向性，砂粒分選好，磨圓度高。水平層理：沉積作用緩慢的低能和靜水環(huán)境。一般出現(xiàn)在海洋湖泊相對(duì)較深水區(qū)域，瀉湖，冰川湖等環(huán)境。平行層理：多見于河流邊灘和海灘等環(huán)境。反映急流條件。粒序?qū)永恚河芍亓α餍纬?）自生礦物 沉積時(shí)形成的礦物與沉積環(huán)境中的特定

33、的物理、化學(xué)條件有關(guān)。 海綠石和鮞綠泥石：海洋環(huán)境的標(biāo)志。 鮞狀赤鐵礦：水深數(shù)十米的動(dòng)蕩淺海環(huán)境。 磷塊巖：水深30-300米左右的海洋環(huán)境。 蒸發(fā)鹽類礦物（如石膏、硬石膏、巖鹽、白云石等）一般是干旱氣候條件下濱海瀉湖、潮坪和內(nèi)陸咸水湖環(huán)境的產(chǎn)物。 在濱淺海環(huán)境，大量碳酸鹽的形成與溫暖的氣候有關(guān)。5）生物化石的種類和生態(tài)組合許多生物對(duì)環(huán)境的物理、化學(xué)條件（如溫度、鹽度、水深、基底性質(zhì)等）十分敏感，它們只生活在適合它們生存的環(huán)境之中。因此，每種沉積環(huán)境中都會(huì)有一些特征的生物。我們可以從生物化石的種類、結(jié)構(gòu)、生活方式、活動(dòng)痕跡等方面都可以獲得一些與環(huán)境和氣候相關(guān)的信息。 能夠指示特定環(huán)境特征的化石

34、-指相化石。 種類：多數(shù)生物是生活在特定的環(huán)境之中。狹溫生物和廣溫生物；狹鹽生物和廣鹽生物； 結(jié)構(gòu)：植物的年輪和葉形；貝殼的厚度；特殊的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等。 生活方式：底棲、游泳、浮游；底棲固著 活動(dòng)痕跡（遺跡化石）：海洋環(huán)境中的遺跡化石可以指示水體的深度變化。2古地理環(huán)境的恢復(fù)和古地理圖地理學(xué)：研究地球變面地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)分布及其發(fā)展變化的規(guī)律性以及人地關(guān)系的學(xué)科。古地理學(xué)：研究地球地質(zhì)時(shí)期表面地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)分布及其發(fā)展變化的規(guī)律的學(xué)科古地理圖：將地質(zhì)時(shí)期的地理情況按照一定比例尺和花紋在平面上表現(xiàn)出來稱為古地理圖 對(duì)一個(gè)地層剖面進(jìn)行巖相分析我們可以了解該剖面所代表的沉積環(huán)境隨時(shí)間發(fā)生的變化情況，同一時(shí)

35、期地層（某一地層單位）在不同剖面上的沉積相變化情況（相變）則給我們提供了一個(gè)區(qū)域當(dāng)時(shí)的古地理環(huán)境信息，如沉積區(qū)和剝蝕區(qū)的分布范圍，不同沉積相的分布狀況和規(guī)律等。在地質(zhì)研究中，我們通常用一些圖件來反映這些古地理環(huán)境的信息-古地理圖件。古地理圖件的類型：沉積等厚度圖： -反映沉積物厚度變化。巖相圖（lithofacies map） -反映各種巖相的分布狀況；古地理圖（paleogeographic map） -表現(xiàn)地理景觀，如海陸分布、沉積區(qū)和剝蝕區(qū)等特征；巖相古地理圖（litho-paleogeographic map）-既反映巖相分布狀況，又反映古地理景觀。巖相古地理圖的編制方法：圈定給定時(shí)期

36、（某個(gè)或某幾個(gè)地層單位）內(nèi)地層的分布范圍，確定哪些地區(qū)有沉積記錄，哪些地區(qū)無沉積記錄。標(biāo)注不同巖石類型或巖相類型的分布區(qū)域，畫出它們的分界線；根據(jù)化石和其他標(biāo)志確定不同巖石類型或巖相類型所代表的沉積環(huán)境類型；在陸相和海相沉積之間畫出海陸分界線。 對(duì)于無沉積記錄的地區(qū)，依據(jù)相對(duì)比定律，判斷其性質(zhì)。因?yàn)?，無沉積記錄的地區(qū)可能是陸地剝蝕區(qū)，也可能曾有沉積，但是由于后來的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而被剝蝕掉了。第三章 歷史構(gòu)造分析和全球構(gòu)造體系3.1 地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及其物質(zhì)記錄1地層的變形和位移與地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)形式1）地殼運(yùn)動(dòng)基本表現(xiàn)形式及其在物質(zhì)記錄中的特征： 垂直運(yùn)動(dòng)和水平運(yùn)動(dòng)是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)兩種最基本的表現(xiàn)形式

37、從一個(gè)地區(qū)的地層變形和位移特征上，我們可以知道它是垂直運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，還是水平運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，或是兩種運(yùn)動(dòng)方式疊加的結(jié)果。a. 垂直運(yùn)動(dòng)為主的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 地表形成大面積的隆起或凹陷 引起大規(guī)模的海侵或海退。 產(chǎn)生比較簡(jiǎn)單的地殼變形（如大型寬緩褶曲）和垂向?yàn)橹鞯奈灰疲ㄈ缯龜鄬觧ormal fault和高角度逆斷層reverse fault）。青藏高原和渤海灣可以說是現(xiàn)代地殼垂直運(yùn)動(dòng)的代表。b. 水平運(yùn)動(dòng)為主的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng) 表現(xiàn)為水平方向的擠壓。地質(zhì)記錄中往往形成強(qiáng)烈的地殼變形（褶皺）及有些大型低角度逆掩斷層（overthrust）， 并常常伴隨有大量的巖漿活動(dòng)和區(qū)域變質(zhì)作用的發(fā)生。 水平運(yùn)動(dòng)的結(jié)果往往

38、形成高大的褶皺山系，故水平運(yùn)動(dòng)也稱為褶皺運(yùn)動(dòng)或造山運(yùn)動(dòng)（orogenic movement） 。如現(xiàn)代的阿爾卑斯山脈，喜馬拉雅山脈?？死?craton)： 由古生代之前的古老褶皺變質(zhì)結(jié)晶巖系構(gòu)成基底的大陸地殼區(qū)域。 地盾(shield)-克拉通內(nèi)古老褶皺變質(zhì)結(jié)晶巖系出露的地區(qū)。 地臺(tái) (platform)-有古生代以來沉積蓋層覆蓋的地區(qū)。 地臺(tái)二元結(jié)構(gòu)：古生代之前的古老褶皺變質(zhì)基底和古生代以來的蓋層沉積。造山帶 (orogenic belt)：在克拉通周圍邊緣的、經(jīng)歷了古生代以來強(qiáng)烈構(gòu)造擠壓變形的一些狹長(zhǎng)地區(qū)。今天，我們可以通過高頻率的地震活動(dòng)和火山噴發(fā)識(shí)別最年輕的造山帶。而過去的造山帶則以

39、地層的強(qiáng)烈變形和變質(zhì)，地殼的位移，大量火成巖侵入等為特征，與陸地上的山脈地區(qū)相對(duì)應(yīng)。 早古生代（加里東）褶皺帶、晚古生代（海西）褶皺帶、中生代（印支，燕山）褶皺帶、新生代（喜馬拉雅）2地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與沉積記錄 地勢(shì)差異是地殼構(gòu)造活動(dòng)性（或構(gòu)造狀態(tài)）差異通過地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在地表的地貌表現(xiàn)。n 大幅快速上升的地區(qū)會(huì)由于來不及被剝蝕夷平而保持高峻的地形特征（山脈） -地殼構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)n 快速下降的地區(qū)會(huì)由于來不及被沉積物填滿而成為地表的凹陷區(qū)（山間盆地，海溝）。-地殼構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)。n 大面積緩慢升降的地區(qū)則表現(xiàn)為呈現(xiàn)為廣闊的平原、陸棚淺海。地殼構(gòu)造活動(dòng)性微弱地區(qū)-相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)。通過地層沉積物的

40、性質(zhì)，巖石組合類型及地層的厚度等特征及其演變規(guī)律分析和推論一個(gè)地區(qū)地殼構(gòu)造活動(dòng)性發(fā)展變化規(guī)律的方法-歷史構(gòu)造分析。1）沉積物性質(zhì)與構(gòu)造環(huán)境條件 一個(gè)地區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)性可以通過沉積物的性質(zhì)（組分、結(jié)構(gòu)和幾何形態(tài)）反映出來。 具有板狀或席狀幾何形態(tài)的高成熟度沉積物是地殼構(gòu)造活動(dòng)性相對(duì)穩(wěn)定的重要標(biāo)志。如沖積平原和陸棚淺海沉積。 具有楔狀或帶狀幾何形態(tài)的低成熟度沉積物是地殼構(gòu)造活動(dòng)性相對(duì)活動(dòng)的重要標(biāo)志。如山間盆地和山麓地區(qū)的沖積扇沉積；火山島弧周圍大量堆積的棱角狀火山物質(zhì)和巖屑、泥質(zhì)沉積；穩(wěn)定陸棚外側(cè)的大陸斜坡上形成的巨厚濁流沉積雖然在礦物成分上是高成熟度，但在結(jié)構(gòu)上屬于低成熟度。2）沉積厚度分析補(bǔ)償和

41、非補(bǔ)償?shù)母拍頰)補(bǔ)償沉積： 沉降速度與沉積速度相同，沉積厚度等于沉降幅度，沉積盆地水深保持不變；沉積相保持不變。b)非補(bǔ)償沉積沉降速度大于沉積速度，沉積厚度小于沉降幅度；沉積盆地水深逐漸變深；沉積相由淺水型逐漸變?yōu)樯钏汀?）沉積組合（sedimentary association）沉積組合（sedimentary association）：地史中某個(gè)時(shí)期形成的、能夠反映其沉積過程中主要構(gòu)造環(huán)境的沉積相共生綜合體。陸地穩(wěn)定區(qū)：n 準(zhǔn)平原-游移盆地湖泊碎屑沉積組合n 內(nèi)陸盆地-內(nèi)陸盆地河湖相砂泥質(zhì)組合n 近海平原-近海盆地含煤碎屑組合陸地活動(dòng)區(qū)：n 高大山系-山麓山間粗碎屑組合磨拉石n 陸緣火山

42、帶-大陸火山噴發(fā)-碎屑組合 海洋穩(wěn)定區(qū)：n 陸表海和陸棚海-濱淺海碎屑組合或碳酸鹽組合海洋活動(dòng)區(qū)：n 非補(bǔ)償邊緣海-非補(bǔ)償邊緣海炭質(zhì)硅質(zhì)組合n 火山島弧海-島弧硬砂巖(greywacke)-火山噴發(fā)組合n 大陸斜坡和深海溝-深海、半深海砂泥質(zhì)復(fù)理石組合和蛇綠巖套(ophilite suit)組合n 穩(wěn)定類型：n 沉積巖層厚度分布穩(wěn)定n 沉積相相變變化不大n 沉積物成熟度高n 活動(dòng)類型：n 沉積巖層厚度變化大n 沉積相相變迅速n 沉積物成熟度低，多火山物質(zhì)3.1 褶皺帶與板塊構(gòu)造 -全球大地構(gòu)造體系1褶皺帶（造山帶）與構(gòu)造階段 褶皺帶內(nèi)地層強(qiáng)烈褶皺和含有大量巖漿侵入及變質(zhì)作用的現(xiàn)象。 “強(qiáng)烈凹陷

43、”的沉積區(qū)，經(jīng)歷了后來的地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而褶皺成山。 褶皺帶的形成，反映了地殼的構(gòu)造活動(dòng)性由活動(dòng)狀態(tài)向相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。 早古生代褶皺帶：加里東(Caledonian)褶皺帶 晚古生代褶皺帶：海西(Hercynian)褶皺帶 中生代早期褶皺帶： 印支(Indosinian)褶皺帶（東亞） 中生代晚期褶皺帶： 老阿爾卑斯(Old Alpedic)褶皺帶（歐洲） 燕山(Yanshanian)褶皺帶（東亞） 新生代褶皺帶： 新阿爾卑斯(Neo Alpedic)褶皺帶（歐洲） 喜馬拉雅(Himalayan)褶皺帶（東亞） 褶皺帶在時(shí)空間分布上具有一定的規(guī)律性：a）褶皺帶環(huán)克拉通呈帶狀分布；b）早期形成的

44、褶皺帶靠近克拉通的內(nèi)側(cè)，晚期形成的褶皺帶靠近克拉通的外側(cè)；c）褶皺帶的形成過程與克拉通內(nèi)地臺(tái)上形成的巨大升降和海水進(jìn)沉積退旋回具有一定的一致性，反映了全球地殼構(gòu)造演化的旋回性和階段性。地質(zhì)歷史的構(gòu)造階段劃分： 加里東階段 (Caledonian)（早古生代） 海西（或華力西）階段 (Hercynian或Variscan)（晚古生代） 阿爾卑斯階段(Alpedic)（中、新生代） 中國(guó)和東亞地區(qū)中、新生代地殼演化階段： 印支階段 (Indosinian)（三疊紀(jì)） 燕山階段 (Yanshanian) （侏羅、白堊紀(jì)） 喜馬拉雅階段 (Himalayan) （新生代）1）地槽地臺(tái)學(xué)說簡(jiǎn)介地槽 (g

45、eosyncline)：冒地槽(miogeosyncline) 優(yōu)地槽(eugeosyncline魏格納大陸漂移說的代表性證據(jù)： 古生物學(xué)證據(jù)：被大西洋和印度洋分隔的大陸上存在一些相同的化石生物群。o 舌羊齒(Glossopteris)、中龍(Mesosaurus) 、水龍獸(Lystrosaurus)、犬頜獸(Cynognathus)等在岡瓦納大陸上的分布。o 大西洋東、西兩岸的北美和歐洲古生代海生無脊椎動(dòng)物化石組合的相似性。 地質(zhì)學(xué)和沉積學(xué)證據(jù)：o 大西洋兩岸的北美洲和歐洲的古生代地層在巖石組成上十分相似，并且在構(gòu)造變形等方面也有一致性。如：北阿巴拉契亞褶皺帶和加里東褶皺帶o 印度、南美洲

46、、非洲和澳大利亞等地發(fā)育的石炭-侏羅紀(jì)時(shí)期的地層在沉積層序、巖性變化和化石組成等方面非常一致。而之后形成的地層則差別很大。古氣候證據(jù)： 現(xiàn)代地球表面的主要?dú)夂蚍謳В釒?、溫帶和寒帶）主要受地理緯度控制?如果說，各大陸的地理位置在地質(zhì)歷史中沒有發(fā)生變化的話，那么在這些大陸上發(fā)現(xiàn)的古代沉積物所反映的古氣候條件應(yīng)該與現(xiàn)在這些大陸的氣候條件相近。 但是魏格納發(fā)現(xiàn)許多事實(shí)與此假設(shè)不符i. 剩余磁性 (remnant magnetism)記錄在巖石中的，反映巖石形成時(shí)地球磁場(chǎng)磁化作用的磁性。根據(jù)巖石的剩余磁性特征（磁傾角和磁傾向）我們可以確定巖石形成時(shí)所處的磁緯度，進(jìn)而計(jì)算地球磁場(chǎng)磁極的大致位置。 從不同地區(qū)、不同時(shí)期形成的巖石中獲得的古磁極位置不但與現(xiàn)在的磁極不一致，而且彼此也不一致。 不同大陸上的極移曲線彼此不重合。 極移曲線：一個(gè)大陸在不同地質(zhì)時(shí)期地球磁場(chǎng)磁極位置的連線海底擴(kuò)張i. 海底磁性大洋海嶺兩側(cè)存在線狀對(duì)稱分布的地磁場(chǎng)強(qiáng)度異常。iii. 海底沉積物年齡 現(xiàn)代大洋中的沉積物都是侏羅紀(jì)以來形成的； 越老的沉積物越遠(yuǎn)離大洋中脊 大洋沉積物都沒有變形ii. 海底地貌特征海山島鏈的分布特征 從洋中脊向外輻射 靠近洋中脊一端為活火山，遠(yuǎn)離洋中脊一端為死活山iii. 海底沉積物年齡 現(xiàn)代大