地層學(xué)基礎(chǔ)知識

1、地層學(xué)基礎(chǔ)知識第1頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層學(xué)基本概念第一節(jié) 地層概述第二節(jié) 地層的劃分和對比第三節(jié) 相的基本概念第2頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第一節(jié)地層概述第3頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層某一地質(zhì)時(shí)期形成的成層巖石，包括沉積巖、成層的火山巖以及由這兩類巖石變質(zhì)而來的變質(zhì)巖統(tǒng)稱為地層。地層與其相鄰的地層之間有明顯的層面或不整合面分開，也可由巖性、所含化石、礦物成分、化學(xué)成分、物理性質(zhì)等的變化決定的明顯的界面分開。第4頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層的形成地層是地表的碎屑物

2、質(zhì)或火山噴出物一層一層地疊置而形成的。組成地層的物質(zhì)可以是巖石，也可以是未固結(jié)的松散堆積物。第5頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地殼運(yùn)動(dòng)對地層形成的影響在相對上升地區(qū)，地表位于剝蝕基準(zhǔn)面之上，不但不會(huì)接受沉積，形成沉積巖和其他成層巖層，甚至以前形成的沉積物和沉積巖也會(huì)被剝蝕掉。所以極難甚至不能形成地層。在相對下降地區(qū)，地表位于剝蝕基準(zhǔn)面之下，會(huì)不斷接受沉積，形成各種成層巖石，是地層形成的主要地區(qū)。第6頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層的產(chǎn)狀地層產(chǎn)狀的基本概念 地層產(chǎn)出的狀態(tài)稱為地層的產(chǎn)狀。地層產(chǎn)狀要素 走向 傾向 傾角第7頁，共82頁，2022

3、年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第8頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二水平巖層、傾斜巖層和直立巖層根據(jù)巖層的產(chǎn)狀可將巖層分為： 水平巖層 傾斜巖層 直立巖層第9頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第10頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第11頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層間的接觸關(guān)系整合接觸不整合接觸 平行不整合接觸 角度不整合接觸第12頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第13頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第14頁，共82頁，2022年，5月20日，2

4、1點(diǎn)3分，星期二第15頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第16頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第17頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層和巖體間的接觸關(guān)系侵入接觸關(guān)系沉積接觸關(guān)系第18頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第19頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第20頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二有關(guān)地層的基本定律地層原始水平率地層層序率化石層序率第21頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層原始水平率所有沉積物的表面由于重力的影響，最終會(huì)

5、與當(dāng)時(shí)的水準(zhǔn)面基本相同，所以由沉積物形成的地層，其層面可代表當(dāng)時(shí)的水準(zhǔn)面，這個(gè)現(xiàn)象稱為地層原始水平率。第22頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層層序率后形成的地層位于先形成的地層之上，這個(gè)規(guī)律稱為地層層序率。第23頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二化石層序率地層形成的時(shí)代越早，其中含有的化石構(gòu)造越簡單，形成時(shí)代越晚的地層其中含有的化石越高等構(gòu)造越復(fù)雜。同一時(shí)代形成的地層中所含的化石基本相同；不同時(shí)代形成的地層，其中所含的化石也不同。第24頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第25頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，

6、星期二從簡單到復(fù)雜，從低級到高級，從水生到陸生是生命總體趨勢。第26頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層層序的建立建立地層層序就是將地層按照生成的順序排列起來，在這個(gè)過程中還要確定地層間的接觸關(guān)系。建立地層關(guān)系最主要的方法是實(shí)測地層剖面法。建立地層層序的最終成果是地層剖面圖。第27頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二在實(shí)際工作中很少見到規(guī)則而完整的剖面，不同巖性和接觸關(guān)系的地層分布在不同的地點(diǎn)有時(shí)還被斷層斷開。以地層層序律為原則，通過追索、拼接整理就可以得到該地區(qū)的地層的形成順序和厚度。（右圖地層剖面圖）第28頁，共82頁，2022年，5月20日，2

7、1點(diǎn)3分，星期二確定地層是否倒轉(zhuǎn)的方法因構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，地層的產(chǎn)狀一般常發(fā)生傾斜，甚至倒轉(zhuǎn)，因此建立地層層序時(shí)確定地層是否正常十分重要。確定地層是否倒轉(zhuǎn)的方法主要有： 古生物學(xué)的方法 巖石學(xué)方法 層面構(gòu)造 干裂 波痕 雨痕 生物的爬跡 等 層內(nèi)構(gòu)造 斜層理 疊層石 垂直分布的蟲孔等第29頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二層面構(gòu)造第30頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二層面構(gòu)造： 波痕第31頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二層面構(gòu)造：干裂第32頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二層內(nèi)構(gòu)造第33頁，共82頁，20

8、22年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第34頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第35頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第二節(jié)地層地劃分和對比第36頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二一.地層的劃分地質(zhì)時(shí)期中無機(jī)界和生物界的演化都有階段性和不可逆性的特征，根據(jù)這個(gè)特征將地層分為若干自然組合的過程稱為地層的劃分。依據(jù)地層的不同特征和屬性，地層的劃分有許多不同的方法，其中常用的方法有： 巖石學(xué)方法 古生物學(xué)方法 年代學(xué)方法 地球化學(xué)方法 地球物理學(xué)方法等第37頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二巖石學(xué)方法不同地質(zhì)時(shí)期

9、地表自然地理環(huán)境各不相同，各種地質(zhì)作用也有較大的差異，所以形成的地層也不同。在地質(zhì)歷史中，無機(jī)界與生物界一樣，也在不斷地發(fā)展，并表現(xiàn)為一定的階段性。這是巖石學(xué)方法劃分地層的主要理論依據(jù)。第38頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層中巖性變化的韻律性組成地層巖層的巖性在縱向常呈規(guī)律性的變化，如由礫巖砂巖頁巖灰?guī)r頁巖砂巖礫巖等。以上這種現(xiàn)象稱為沉積韻律，它們一般代表了一次地殼升降運(yùn)動(dòng)。第39頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地層劃分的原則不整合在劃分中的作用韻律在劃分中的作用第40頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二巖石地層單位群：比

10、組高一級的巖石地層單位。在成因上 彼此有聯(lián)系的組的集合。 組：巖石地層基本單位?？梢杂蓡我粠r性的 巖石組成，也可以由成因上有聯(lián)系的多 種巖層構(gòu)成。 段：比組低一級地巖石地層單位，為組內(nèi) 具明顯特征的一段地層。 層：比段低一級的巖石地層單位，常為 特殊的巖層，如礦層、化石層等。第41頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第42頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二生物地層學(xué)方法根據(jù)化石層序率利用其中的化石劃分地層的方法稱為生物地層學(xué)方法。第43頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二生物地層單位、化石帶的 基本概念利用地層中所含的化石為依據(jù)劃分

11、出的地層單位稱為生物地層單位。生物地層單位的名稱為化石帶。依據(jù)定義化石帶方式不同，化石帶可有各種類型，常見的化石帶有： 延限帶 極盛帶 共生延限帶 組合帶等。 第44頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二延限帶某一生物分類單位從出現(xiàn)到絕滅時(shí)期所形成的異端地層。第45頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二極盛帶某一生物分類單位最繁盛時(shí)期形成的一段地層。第46頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二共生延限帶由兩個(gè)或兩個(gè)以上生物分類單位共同存在的一段地層稱為共生延限帶。第47頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二組合帶指含有一定

12、特征化石組合的一段地層。第48頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二啞帶位于兩個(gè)生物地層單位之間缺乏任何化石的地層段稱為啞帶。第49頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第50頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二年代地層學(xué)方法根據(jù)地層形成年代劃分地層的方法稱為年代地層學(xué)方法。年代地層單位的界面為等時(shí)面。第51頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二利用年代地層學(xué)的方法劃分地層放射性同位素測年古地磁學(xué)方法古氣候?qū)W方法事件地層學(xué)方法第52頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二放射性同位素測年利用放射性同位素衰

13、變速度穩(wěn)定不變的特征可以測定地層形成的年齡。選擇放射性同位素的原則： 半衰期與地球年齡應(yīng)屬同一數(shù)量級，不能過大也不能過小。 在地層中含量較豐富。第53頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二常用放射性同位素方法鈾釷鉛法 U238_ PB206+8He4 U235 Pb207+7He4 Th232 Pb208+6He4銣鍶法 Rb87 Sr87鉀氬法 K40 Ar40 第54頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第55頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二古地磁學(xué)方法地球磁場在地質(zhì)時(shí)期中其方向曾發(fā)生過多次反轉(zhuǎn)，這個(gè)現(xiàn)象稱為磁極倒轉(zhuǎn)。根據(jù)地球磁場

14、與現(xiàn)代磁場方向的異同將地質(zhì)時(shí)期分為正向期和反向期兩種類型。在正向期中較短的反向期稱為反向事件。 在反向期中較短的正向期稱為向事件。根據(jù)地球磁場變化建立的地質(zhì)年代表稱為地磁年代表。據(jù)此可確定地層形成的年代。第56頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第57頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二古氣候?qū)W方法在地質(zhì)時(shí)期中，氣候條件經(jīng)常發(fā)生變化，依據(jù)氣候變化的階段性也可劃分地層。這種劃分地層的方法稱為古氣候?qū)W方法。如第四紀(jì)寒冷氣候期和溫暖氣候期相間分布，所以這個(gè)時(shí)期被分為冰期和間冰期，冰期有寒冷時(shí)期的沉積物，而間冰期會(huì)形成溫暖時(shí)期的沉積物，據(jù)此可劃分地層。第58頁，

15、共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二事件地層學(xué)方法地質(zhì)時(shí)期持續(xù)時(shí)間較短的地質(zhì)作用稱為地質(zhì)事件。影響范圍較大的地質(zhì)事件常用來作為劃分地層的重要標(biāo)志。如火山爆發(fā)、隕星撞擊等。第59頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二考古地層學(xué)方法利用人類社會(huì)發(fā)展的階段性劃分地層的方法。這種方法常用來劃分第四紀(jì)地層第60頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二年代地層單位宇 界 系 統(tǒng) 階 時(shí)間帶第61頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二利用地球物理的方法劃分地層由于組成地層巖性的物理性質(zhì)（密度、磁性、電阻率、自然電位、電阻率等）存在著差異，利

16、用這些性質(zhì)可作為劃分地層重要的標(biāo)志。這種劃分地層的方法稱為地球物理方法。第62頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第63頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二利用地球化學(xué)的方法劃分地層地層中所含的化學(xué)成分（特別是微量元素）存在較大的差異。利用這種差異可作為劃分地層的依據(jù)。利用這種方法劃分地層的方法稱為地球化學(xué)方法。第64頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二二.地層的對比將不同地區(qū)的地層單位，根據(jù)地層的特征進(jìn)行層位上的比較研究的過程稱為地層的對比。第65頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二巖石地層學(xué)方法利用巖性突變面對

17、比地層標(biāo)志層的概念和應(yīng)用 標(biāo)志層 特征明顯 巖性穩(wěn)定 厚度較小 延伸穩(wěn)定標(biāo)志層常作為地層對比的重要依據(jù)。韻律法 第66頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二生物地層學(xué)方法標(biāo)準(zhǔn)化石的概念和應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)化石：特征明顯 數(shù)量眾多 分布廣泛 演化迅速指相化石：能較好反映生存環(huán)境特征的化 石稱為指相化石。 第67頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二化石層序率第68頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第69頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二地球物理學(xué)方法利用地球物理突變面對比地層。第70頁，共82頁，2022年，5月20日，21

18、點(diǎn)3分，星期二地球化學(xué)方法利用化學(xué)突變面對比地層。第71頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二年代地層學(xué)方法利用等時(shí)面對比地層。第72頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第三節(jié)相的基本概念第73頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二相的概念相是地層的沉積特征、生物特征極其所代表的生成環(huán)境的總和。根據(jù)地層的的沉積特征和生物特征得出環(huán)境條件的研究過程稱為相分析。相分析是地層工作重要的研究手段。第74頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二相變相變是指同一時(shí)期的地層在不同地區(qū)由于環(huán)境條件不同引起的沉積特征和生物特征的變化。相變的研究是恢復(fù)古地理?xiàng)l件的重要手段。第75頁，共82頁，2022年，5月20日，21點(diǎn)3分，星期二第76頁，共82頁，2022年，5月20日，21