第三章、巖石地層學法

第三章巖石地層學定義：地層學的主要分支，根據(jù)地層的巖性及巖石組合特征，對地層進行劃分對比的學科。劃分對比的依據(jù)是巖石的物理化學特征。具體指巖石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造（顏色、粒度、成分、層理、層面構(gòu)造）、層序、巖相及沉積旋回。一、地層的沉積作用1、縱向堆積作用：是指沉積物在水體中自上而下的降落，依此沉積在沉積底面而構(gòu)成成層巖系。大洋深部的沉積、放射蟲軟泥。太湖沉積：山東山旺盆地沉積：水平層理，硅藻土頁巖，N1,山旺水平層理平行層理2、側(cè)向堆積作用：大多數(shù)的沉積巖由側(cè)向堆積所形成。有大型河流注入的湖泊，三角洲，陸架砂體側(cè)向加積作用（三角洲側(cè)向加積）側(cè)向加積作用（河流側(cè)向加積）3、生物筑積作用：有些沉積巖是由生物本身（骨骼部分）或生物活動而形成，這種作用稱之。二、地層紀錄的間斷與不整合整合:連續(xù)、間斷不整合：角度不整合、假整合

填圖單位之間接觸關(guān)系的描述地層之間的接觸關(guān)系整合:連續(xù)、間斷不整合：角度不整合、假整合斷層：地層與巖體之間的接觸關(guān)系沉積接觸侵入接觸斷層接觸巖體之間的接觸關(guān)系侵入接觸、超動、脈動、涌動斷層接觸相變漸變1、小間斷(Diastem)：沉積地層剖面中任何一個層面都代表沉積作用的一次中斷或沉積環(huán)境的改變，這種中斷僅僅是一個從停止沉積到恢復(fù)沉積前沒有發(fā)生剝蝕作用的沉積作用臨時停歇的短暫時間間隔。連續(xù)，漸變間斷，突變整合接觸,但界線截然,屬間斷、突變2、不整合（unconformity)分為角度不整合和假整合。前人劃分的更細（1）角度不整合；（2）平行不整合；（3）嵌入不整合；（4）異巖不整合。SiccarPoint,Scotland,whereHuttondiscoveredthemeaningofunconformities.構(gòu)造式樣明顯不一樣奧陶系泥盆系不整合面上的超覆現(xiàn)象陸相新生代地層與下伏地層多為角度不整合接觸QNP角度不整合的類型震積不整合

角度不整合的形成造山運動形成，每一個角度不整合代表一次造山運動（標志：地層缺失、風化殼、構(gòu)造式樣、變質(zhì)程度、沉積相，產(chǎn)狀不一致不是判斷角度不整合的唯一標志）角度不整合特征：由造山運動形成，故：二者產(chǎn)狀不一致、構(gòu)造樣式不一、中間缺失大套地層，沉積相的不連續(xù)、變質(zhì)程度的差異，具古風化殼及大的侵蝕面。角度不整合描述：二者為角度不整合接觸證據(jù)：二者產(chǎn)狀不一致，界面處見有古風化殼及大的侵蝕面，中間缺失大套地層或者，二者產(chǎn)狀不一致，構(gòu)造樣式不一………..。TypesofUnconformities:(平行不整合）風化殼平行不整合D2yS3m平行不整合（北京西山）昌平組景兒峪組嵌入不整合，一種暴露時間不長的平行不整合。第四系與下伏地層之間的平行不整合（無造山運動）平行不整合的形成造陸作用：基盤抬升、或海平面下降構(gòu)造作用或非構(gòu)造作用標志：地層缺失、產(chǎn)狀一致、沉積相不連續(xù)、風化殼平行不整合特征：由造陸作用形成，故：二者產(chǎn)狀一致、構(gòu)造樣式一致、中間缺失大套地層，具古風化殼及大的侵蝕面。角度不整合描述：二者為平行不整合接觸證據(jù)：二者產(chǎn)狀一致，界面處見有古風化殼及大的侵蝕面，中間缺失大套地層………..。沉積接觸(異巖不整合)陡山沱組(z1d)黃陵花崗巖陡山沱組(z1d)與黃陵花崗巖沉積接觸侵入接觸二者為斷層接觸，之間缺失大套地層，產(chǎn)狀不一致，界面處見……(構(gòu)造證據(jù))加強斷層接觸關(guān)系的描述三、巖石地層學的由來1、最早的地層單位（1881）年代術(shù)語地層術(shù)語代群紀系世統(tǒng)期階亞階層2、三重地層分類（1941）時間時間—巖石1、代1、無特別術(shù)語，如中生代巖層1、群2、紀2、系2.組

3、世3、統(tǒng)3.段4、期4、階4.層3、多重地層單位（1976）巖石地層單位；生物地層單位；年代地層單位；其它群、組、段、層生物帶界系統(tǒng)階時間帶四、巖石地層單位及其重要性1、巖石地層單位：巖性、巖相或變質(zhì)程度均一的巖石構(gòu)成的三度空間巖層體。是客觀的物質(zhì)單位，必須建立在巖石特征在縱、橫兩個方向具體延展的基礎(chǔ)之上，而不考慮年齡。2、巖石地層單位的重要性1）地質(zhì)圖的填圖單位（1：25萬：組；1：5萬：組、段）2）新區(qū)地層工作的基礎(chǔ)（巖石地層序列的建立）3）生物、生態(tài)、層序、成因地層學的基礎(chǔ)。巖石地層與層序地層的關(guān)系3、正式巖石地層單位的級別群、組、段、層1）組：基本巖石地層單位（1：50000；1：2500000地質(zhì)填圖的基本單位）（1）巖性變化無限制：一種巖性組成；以一種巖性為主；多種巖性旋回；（2）厚度無限制：以地質(zhì)制圖的需要為建立原則2）段是組內(nèi)較其低一級的正式巖石地層單位。段總是組的一個組成部分，不能脫離組獨立存在。組內(nèi)可全部分段。組內(nèi)不一定全部分段。需要時可以僅將組內(nèi)的某個或某些間隔劃分為段。段可以從一個組側(cè)向進于另一個組。一個組側(cè)向伸于其他組內(nèi)的部分可以處理為其他組的一個段而另外命名

3）群群是比組高一級的正式巖石地層單位。群可以由兩個或兩個以上相鄰或相關(guān)的具有共同巖性（或巖性組合）特征的組組合而成。群也可以是是一套尚未經(jīng)深入研究，暫未分組，一經(jīng)詳細研究后可能被劃分成為組的巖石系列，如湘西元古界地層前人開始研究時僅將其劃分為冷家溪群、板溪群和其上的震旦系，經(jīng)詳細研究后冷家溪群分為板溪群分為橫路沖組、馬底驛組、銅塔灣組及武強溪組。組不一定要合并為群，只有為了更有效地在大范圍內(nèi)進行對比研究，或為編制小比例尺圖件的需要才并組為群。群的層型通常為復(fù)合層型，其由各個組的單位層型組成。4）層：最低的巖石地層單位。1）組、段下全部分層，但不正式命名，用于剖面測制中。2）標志層是一個分布廣而巖性特殊的薄層，可以命名作為正式巖石地層單位。特殊的巖性層，正式命名。如Baker煤層、Marcus灰?guī)r層。華北石炭系—二疊系的煤層，一煤、二煤。巖流層：火山熔巖中最小的正式巖石地層單位，是分離的、噴發(fā)的火山巖體，可用結(jié)構(gòu)、成分、疊加次序或其它客觀標準加以判別。與沉積巖中的層相當。4、非正式巖石地層單位為了精細的巖石地層對比，也為了地質(zhì)圖面的需要。特殊的巖性層（不正式命名）（具事件意義的層，如T/P粘土層、正常沉積中的風暴層、火山沉積）特殊的巖性楔狀體、透鏡體（濁積主水道礫石沉積）生物礁、生物灘、滑塌體特殊化石層大套碎屑巖中的碳酸鹽巖大套碳酸鹽巖中的碎屑巖正常沉積中的火山巖大套火山巖中的正常沉積巖豐富圖面內(nèi)容，增加地質(zhì)信息，提高研究水平5、建立巖石地層單位的程序1、層型(stratotype)的建立必須建立正層型，輔以次層型（參考剖面）組及低于組的巖石地層單位通常為單位層型；高于組的用復(fù)合層型非層狀巖石地層單位用典型地點(typelocality)2、界線的確定：通常劃在巖性發(fā)生最大變化的地方。漸變界線要人為確定。3、不整合及間斷：群內(nèi)不能有角度不整合，組內(nèi)不能有平行不整合。4、必須的外延程序—巖石地層對比（包括可能的標志層）5、定名及發(fā)表。1）采用地理名稱命名；2）極少數(shù)情況下采用巖性，如修水組、安樂林組、Chattanooga組。六.巖石地層單位的劃分與對比巖石地層的劃分(Division)

巖石地層對比（correlation）實例:

六、

穿時普遍性原理及其評價

全部側(cè)向可以識別和追溯的非火山成因的陸表海沉積的巖石地層單位都必然是穿時的”。用海平面變化來解釋該原理似乎更簡明。由于海平面總是變化的，受海平面影響較大的陸表海沉積總是在超覆或退覆，沉積物及沉積中心向陸或向海遷移，這類沉積形成的沉積地層界線必然與時間界面斜交，也就是穿時，所以說陸表海中巖石地層穿時是普遍的。這一原理在湖相地層中也能應(yīng)用，并以得到了普遍的證實。

七、地層的結(jié)構(gòu)和基本層序1、地層的結(jié)構(gòu)：巖層中各類單層的組合方式現(xiàn)在被稱為地層結(jié)構(gòu)。地層結(jié)構(gòu)可簡單地分為兩類：均質(zhì)型結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)型結(jié)構(gòu)。

類別

厚度

塊狀

>300cm

巨厚層

200--300cm

厚層

50--200cm

中厚層

10—50cm

薄層

1--10cm

微薄層

0.5--1cm

地層結(jié)構(gòu)

層狀地層

非層狀地層

均質(zhì)型均一式

斜列式

疊積式

嵌入式等

非均質(zhì)型互層式夾層式有序多層式無序多層式復(fù)合型

上述各簡單型結(jié)構(gòu)之復(fù)合簡單2、基本層序（或地層的基本結(jié)構(gòu)）1）概念：沉積地層垂直序列中按某種規(guī)律疊覆的、一般在露頭范圍內(nèi)能觀察到的，代表一定地層間隔發(fā)育特點的單層巖石分層或多層巖石組合，它是一微環(huán)境或亞環(huán)境的沉積產(chǎn)物。地層層序與地層間隔

2）基本層序的類型（1)旋回性基本層序（2)非旋回性基本層序（3)安塞爾的基本層序分類安塞爾的基本層序隨機性基本層序（a)事件型、韻律型基本層序（b)周期性、韻律型基本層序(c,d,e)正常野外級及旋回性基本層序(f:完全對稱；g:向上變粗；h:向上變細；j:層束）3）基本層序的野外調(diào)查內(nèi)容（1）巖性組成；（2）厚度、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造；（3）生物組成；（4）疊覆關(guān)系、界面性質(zhì)（5）根據(jù)垂向變化，選出最典型、最具代表性的基本層序作為該間隔內(nèi)的理想模式。不同巖性，厚度不一巖性相同，厚度有規(guī)律的變化巖性相同，厚度變化不清，化石分布有規(guī)律

內(nèi)蒙古林西地區(qū)二疊系中的幾種基本層序（1：5000的地層剖面中，不同的層其基本層序不一，基本層序是分層的標志之一）浙江長興煤山剖面上二疊統(tǒng)長興