地史學(xué) 第二章 地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代

1第二章地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代StratigraphicSystemandGeologicalTime

2一、地層的概念和地層學(xué)二、地層之間的關(guān)系及其地質(zhì)意義三、地層的劃分和對比3一、地層的概念和地層學(xué)4

地史學(xué)研究的基本資料是在地質(zhì)時期中形成的巖石記錄，野外見到的成層巖石(沉積巖、火山巖及其變質(zhì)巖)泛稱為巖層（layerorbed)。巖層和地層5

當(dāng)涉及探討它們的先后順序(sequence)、地質(zhì)年代(geologicaltime)和組合成填圖單位(cartographicunit)時，就稱為地層(stratum,strata)。所以地層除了有一定的形體和巖石內(nèi)容外，還常具有時間順序的涵義。巖層和地層6

地質(zhì)學(xué)上的地層（一般是板狀體）是以某種巖石特征或?qū)傩詤^(qū)別于相鄰巖層的一個巖層。相鄰地層之間可用明顯的層面或較難察覺的巖性、礦物、化石、化學(xué)成分、物理性質(zhì)、年代、或其它任何特征變化的界線分隔開來。巖層和地層7

從廣義上來說，整個地球是成層的。因此，地殼上所有巖石和各種類別的巖石，包括沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖，都可屬于地層學(xué)研究的范疇。

地層學(xué)8

在地史學(xué)研究和區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的實踐中，首先要解決的問題就是確定一個地區(qū)地層順序(sequence)及其與相鄰地區(qū)地層的對比(correlation)關(guān)系，建立其地層系統(tǒng)(stratigraphicsystem)和相應(yīng)的地質(zhì)年代(geologicaltime)系統(tǒng)，這就是狹義地層學(xué)的基本內(nèi)容和任務(wù)。9

近年來，許多地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為地層學(xué)不但要研究巖層的形成順序和年代關(guān)系，同時還要涉及巖層形狀(shape)，分布(distribution)、組成(composition)、化石(fossil)的內(nèi)容、地球物理性質(zhì)(geophysicalproperty)和地球化學(xué)性質(zhì)(geochemicalproperty)，即包括了地層的物質(zhì)特征、時空分布規(guī)律和成因環(huán)境等方面的內(nèi)容，這就是廣義地層學(xué)。10

在地史學(xué)發(fā)展的早期階段，其基本內(nèi)容就是狹義的地層學(xué)，直到今天它仍是地史學(xué)的重要內(nèi)容之一。11

地層學(xué)既是區(qū)域地質(zhì)研究的基礎(chǔ)，也是研究全球地質(zhì)發(fā)展史的基礎(chǔ)，同時它對礦產(chǎn)的普查和勘探也有著重要的指導(dǎo)作用。所以對地層的研究不但有著重要的地質(zhì)理論意義，而且對國民經(jīng)濟建設(shè)也有著直接的影響。12二、地層之間的關(guān)系及其地質(zhì)意義

13

在地球表面形形色色的巖層本來是一層層依次先后沉積下來的，時代老的巖層先沉積下來，然后較新的巖層再疊覆在它上面。這樣由它們所組成的地層也就有了先后順序。只要它們未經(jīng)過強烈的構(gòu)造變動而發(fā)生倒轉(zhuǎn)，地層的順序總是上新下老，這就是地層學(xué)最基本的規(guī)律---地層疊覆律（LawofSuperposition）。1.地層疊覆律14

地層疊覆律(LawofSuperposition)是丹麥醫(yī)生斯坦諾(N.Steno，1638—1686)于1668年最早提出的，意思是未經(jīng)變動的地層，年代較老的必在下，年代較新的疊覆于上。1.地層疊覆律15

ApplyingthelawofsuperpositiontotheselayersexposedintheupperportionoftheGrandCanyon,theSupaiGroupiseldestandtheKaibabLimestoneisyoungest.1.地層疊覆律1617Warvesinmaarlakes18

這個現(xiàn)在看來很簡單的思想，實際上闡明了地層學(xué)的一條極其重要的基礎(chǔ)定律。1.地層疊覆律19

如果地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，人們可根據(jù)各種示底構(gòu)造，來恢復(fù)原始正常狀態(tài)，再按地層疊覆律來確定地層的先后順序。1.地層疊覆律202.地層接觸關(guān)系類型

一個地層與相鄰地層的關(guān)系由于地史經(jīng)歷的差異而有不同的情況，具有不同的接觸關(guān)系類型。21

整合接觸：相鄰地層之間沒有被明顯的地層缺失，即地層不間斷地一層接著一層沉積下來。

整合2.地層接觸關(guān)系類型22

整合接觸(conformity)包括地層的連續(xù)接觸和沉積間斷接觸兩種類型。整合2.地層接觸關(guān)系類型23

如果在一個沉積盆地內(nèi)沉積作用不斷進行，則所形成的地層接觸關(guān)系稱為連續(xù)(continuity)。連續(xù)的兩套地層間沒有明顯的、截然的巖性變化，它們常常是逐漸過渡的。連續(xù)2.地層接觸關(guān)系類型24

如果在沉積過程中，曾經(jīng)有一段時間沉積作用停止，但并沒有發(fā)生明顯的大陸剝蝕作用，而后又接受沉積，這樣就產(chǎn)生了地層的間斷(hiatus)。間斷2.地層接觸關(guān)系類型25

沉積間斷：無沉積作用所代表的地層缺失部分，即一個特殊地區(qū)沒有地層記錄的一段地質(zhì)時間。間斷2.地層接觸關(guān)系類型26

間斷2.地層接觸關(guān)系類型27

與整合接觸相對應(yīng)的是不整合接觸（Unconformify)。

不整合是分開較新地層和較老的層的一個侵蝕面，代表地質(zhì)歷史時期一段沉積記錄的缺失。不整合2.地層接觸關(guān)系類型28

不整合代表了一個相當(dāng)長的歷史階段，在這個階段中沉積停止，原來形成的巖石遭受剝蝕，然后由重新發(fā)生沉積作用。在不整合形成過程中，地殼經(jīng)歷了上升、遭受剝蝕、隨后又沉降由重新接受沉積。不整合2.地層接觸關(guān)系類型29

角度不整合(angularunconformity)，也稱截合。

平行不整合(parallelunconformify)或假整合(disconformity），也稱擬整合。

非整合(nondisconformity）

不整合2.地層接觸關(guān)系類型30

角度不整合(也稱截合)：上、下兩套沉積物(成巖后的地層)之間隔著的一個大陸侵蝕面，而且兩者之間的巖層產(chǎn)狀還呈現(xiàn)截交關(guān)系。

不整合角度不整合2.地層接觸關(guān)系類型31

Angularunconformityisanerosionalsurfaceontiltedorfoldedstrataoverwhichyoungerstratahavebeendeposited.Bothyoungerandolderstratamaydip,butiftheirdipangulesaredifferent(generaltheolderstratadipmoresteeply)anangularunconformityispresent.

不整合角度不整合2.地層接觸關(guān)系類型32

不整合33

角度不整合以上下新老地層之間的角度不連續(xù)為標(biāo)志。

Angularunconformityismarkedbyangulardiscontinuitybetweenolderandyoungerstrata.不整合角度不整合2.地層接觸關(guān)系類型34

角度不整合2.地層接觸關(guān)系類型35

2.地層接觸關(guān)系類型

假若沉積盆地中a層沉積以后，沉積區(qū)不但上升成為大陸剝蝕區(qū)，而且發(fā)生了褶皺運動，使a層遭受褶皺變形。待此地再次下降接受了新的沉積b層，此時a層與b層之間不但隔著大陸剝蝕面，而且兩者之間的巖層產(chǎn)狀還呈現(xiàn)截交關(guān)系。不整合角度不整合36

平行不整合(或假整合，也稱擬整合):上、下兩套沉積物(成巖后的地層)之間隔著的一個大陸侵蝕面，但兩者的產(chǎn)狀平行—致。平行不整合2.地層接觸關(guān)系類型37

不整合38

因地殼運動的結(jié)果，原來的沉積區(qū)上升為陸上剝蝕區(qū)，于是沉積作用轉(zhuǎn)化為侵蝕作用，這時不但沒有新的物質(zhì)繼續(xù)沉積，原有的沉積物反而被剝蝕，直到該區(qū)再次下降為沉積區(qū)，接受新的沉積。

不整合平行不整合2.地層接觸關(guān)系類型39

平行不整合通常不易識別，因為不整合面上下的地層基本上是平行的，而且不整合面上缺乏侵蝕的證據(jù)。

Disconformitiesaredifficulttoidentifiedbecausetherocksaboveandbelowareessentialparallel,andthereislittleevidenceoferosion.

不整合平行不整合2.地層接觸關(guān)系類型40

不整合2.地層接觸關(guān)系類型41

非整合(nonconformity)：較老的變質(zhì)巖或火成巖與較新的沉積巖之間的侵蝕面。

Nonconformityisasurfaceoferosionwhichseparatesoldermetamorphicorintrusiverocksfromyoungersedimentaryrocks.非整合2.地層接觸關(guān)系類型42

非整合2.地層接觸關(guān)系類型43

不整合44

與角度不整合和平行不整合一樣，非整合也代表地殼運動，代表一個上升和侵蝕階段。

非整合2.地層接觸關(guān)系類型45

角度不整合與平行不整合是可以互相過渡的。

Threemajortypesofuncomformitiesofregionalextentmaychangelaterallyfromonetypetoanotheranddonoteverywhereencompassequivalentamountoftime.

不整合2.地層接觸關(guān)系類型46

不整合Anunconformityofregionalextentmaychangefromonetypetoanotherasshowninthiscrosssection2.地層接觸關(guān)系類型47

因此，只從一個剖面觀察，角度不整合與平行不整合有時是難于區(qū)別的,要作區(qū)域性的調(diào)查才能正確判斷。不整合2.地層接觸關(guān)系類型48

侵入巖體也包括在地層的范疇之內(nèi)，它與周圍的巖層也有不同的接觸關(guān)系。2.地層接觸關(guān)系類型49

侵入接觸：如果巖漿巖在沉積巖形成之后侵入，則在侵入體接觸帶上會出現(xiàn)烘烤變質(zhì)等現(xiàn)象，侵入巖中往往還殘留有圍巖的捕虜體，有時還被與侵入體共生的巖脈所貫入。這種關(guān)系稱侵入接觸。侵入接觸2.地層接觸關(guān)系類型50侵入接觸

顯然，在侵入接觸中沉積巖老于侵入巖體。

2.地層接觸關(guān)系類型51

沉積接觸：在另一種情況下，如果侵入巖冷卻凝固，由于剝蝕作用而露出地表，其后隨著地殼下降又有新的沉積巖層覆蓋其上，則在沉積巖底部往往有侵入巖的礫石，這種關(guān)系稱沉積接觸。沉積接觸2.地層接觸關(guān)系類型52侵入接觸

顯然，在沉積接觸中侵入巖體老于沉積巖。

2.地層接觸關(guān)系類型53

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回

TransgressiveOverlap(Onlap),RegressiveOfflapandCycleofSedimentation54

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回55

由于海平面上升，海水面積逐漸擴大，海岸線不斷向陸地方向遷移，形成海進（marinetransgression）。在海進過程中形成的沉積稱為海進序列（transgressivesequence）。海進與海進序列3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回56

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回

海進的結(jié)果是在縱向上較淺海水環(huán)境條件下的沉積物為較深海水環(huán)境條件下的沉積物為所覆蓋，反映了海水向上變深的過程；在橫向上朝陸地方向沉積物的時代越來越新。

海進與海進序列57

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回

從各時期地層展布的情況來看，較新地層的展布范圍大于較老層的展布范圍，而有一部分直接覆在更老的巖層之上，這稱為超覆(onlaporoverlap)。超過的那一部分地區(qū)稱為超覆區(qū)。

海進與海進序列58

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回

59

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

當(dāng)沉積盆地相對海平面下降時，海水面積就不斷縮小，海岸線和沉積環(huán)境向海洋方向遷移，稱為海退(marineregression)，它所產(chǎn)生的沉積稱為海退序列(regressivesequence)。海退與海退序列60

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

在海退序列中，縱向上較淺海水環(huán)境下形成的沉積物覆蓋于較深海水環(huán)境下形成的沉積物之上，反映了海水向上變深的過程；在橫向上朝海洋方向沉積物的時代越來越新。海退與海退序列61

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

在海退序列中，愈新的地層分布范圍愈小，這稱為退覆(offlap)，較新地層未覆蓋的地區(qū)稱為退覆區(qū)。海退與海退序列62

3.海侵超覆、海退退覆和沉積旋回

63

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

當(dāng)海退序列緊接著一個海進序列時，就形成地層中沉積物成分和粒度等特征有規(guī)律的鏡像對稱分布現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為沉積旋回(cycleofsedimentation)。沉積旋回64

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

沉積旋回說明此沉積盆地發(fā)生了一次海水進退。

沉積旋回65

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

沉積旋回說明此沉積盆地發(fā)生了一次海水進退。沉積旋回66

3.海進超覆、海退退覆和沉積旋回

在海退時許多沉積物常遭受剝蝕，所以海退序列常保存不完整，甚至被完全剝蝕掉，代之而存在的是一個大陸侵蝕面。雖然物質(zhì)記錄的形式不同，但就其地質(zhì)意義來說仍代表一次海水進退。

沉積旋回67三、地層的劃分和對比68

1.地層劃分

地層劃分（stratigraphicclassification;stratigraphicdivision):是依據(jù)地層所具有的任一種特征和屬性(如巖性、化石、不整合面等)把地球上的巖石體按照其原始關(guān)系系統(tǒng)地組織成為大小不同的單位。地層劃分69

Stratigraphicclassification（stratigraphicdivision)isasystematicorganizationoftheEarth’srockstrata,astheyarefoundedintheiroriginalsequence,intounitswithreferencetoanyofthecharacters,propertiesandattributesofrockstratamaypossess.地層劃分1.地層劃分70

地層有許多不同的特征和屬性，都可以作為地層劃分的依據(jù)，因此有許多不同類型的地層劃分。

Manydifferentpropertiesandattributesofrockstratamayserveusefullyasthebasesforstratigraphicclassification,andsotherearemanydifferentcategoriesofstratigraphicclassification.地層劃分1.地層劃分71

在圖中I與Ⅱ被一個明顯的不整合面所分隔，且I是一套構(gòu)造復(fù)雜的變質(zhì)巖系，Ⅱ是單斜的沉積巖層，顯然這代表了被一個重大的地質(zhì)事件---褶皺運動所分開的兩個地質(zhì)階段。在剖面中，它代表最大一級的地質(zhì)階段。Ⅱ又可按巖性的不同分為四層，它們代表了四個次一級的地質(zhì)階段。在③中，上部與下部所含化石不同，故又可分為兩個小的階段。

地層劃分1.地層劃分72

地層劃分的方法

由上面的例子可以看出劃分的方法至少有三種：

A構(gòu)造學(xué)的方法：根據(jù)角度不整合面、平行不整合面把上下的地層劃分開。1.地層劃分73

地層劃分的方法

B巖石學(xué)的方法：根據(jù)上下地層巖性的不同或巖石物理、化學(xué)性質(zhì)的不同而將兩個地層劃分開來。也可根據(jù)巖石的組合情況及沉積旋回劃分地層。

1.地層劃分74

地層劃分的方法

C古生物學(xué)的方法：根據(jù)上下地層中所含化石的不同來劃分地層。

上下地層的屬性差別愈大。則其分類級別愈高。1.地層劃分75

地層單位

地層單位：在地層劃分中，根據(jù)其所具有的任何一種特征或?qū)傩宰R別為一個地層單元（特殊實體）的巖石體或相鄰地層的組合體。

1.地層劃分76

層型剖面

劃分的結(jié)果可以建立不同類型的地層單位，每一類單位的特定階段都有一個特殊的具有典型性的剖面，這個剖面稱為層型(stratotype)剖面。1.地層劃分77

層型剖面

層型(stratotype)(典型剖面）：已命名的地層單位或地層界線的原來或后來指定的參考標(biāo)準(zhǔn)。層型是特定的巖層序列中一個特定的間隔或特定的點，它構(gòu)成該地層單位或被確定的地層界線之間的定義和特征說明的標(biāo)準(zhǔn)。1.地層劃分78

單位層型

單位層型(unit-stratotype)即地層單位的典型剖面，作為說明和識別一個地層單位的標(biāo)準(zhǔn)。單位層型的上限和下限是它的界線層型。1.地層劃分79

單位層型

1.地層劃分80

界線剖面

界線層型(boundary—stratotype)給定義和識別一個地層界線作標(biāo)準(zhǔn)用的一特殊巖層序列中的一個特殊點。

Boundary-Stratotype:aspecificpointinaspecificsequenceofrockstratathatservesasthestandardfordefinitionandrecognitionofastratigraphicboundary.1.地層劃分81

界線層型

1.地層劃分82煤山剖面二疊系-三疊系之交巖石地層、生物地層及層序地層界線之間的關(guān)系83

8485

通過幾代人的長期不懈努力，使全球二疊系－三疊系界線層型剖面和點這一地史上份量最重的“金釘子”于2001年3月正式定于中國煤山。這不僅是我國在該領(lǐng)域具有重要意義的標(biāo)志性成果，而且為國家爭得了榮譽。

86GlyptagnostusstolidotusG.reticulatusEvolutionarylinageofGlyptagnostusPointB“reticulatus”87

88

廣西桂林南邊村剖面泥盆-石炭系牙形石生物地層界線89

復(fù)合剖面

復(fù)合層型(composite—stratotype):由幾個稱為組分層型(component—stratotype)的特定且典型的地層間隔組合而成的一個單位層型。有些巖石地層單位或許不會在任何一個單個剖面上完整出露，因此，有必要指定兩個剖面作為該單位的兩個組成部分的標(biāo)準(zhǔn)。這樣，應(yīng)將這兩個組分剖面中的一個稱為正層型，一個稱為副層型。

1.地層劃分90

復(fù)合剖面

由級別較低的組分單位層型組合成級別較高的單位層型，也稱作復(fù)合層型。因此，系的層型可以是構(gòu)成階的層型的復(fù)合體。在這種情況下，位于最底部一個組的底界層型也是該群的底界層型。1.地層劃分91

建立層型剖面對地層研究具有及其重要的意義，它有助于消除對具體某一地層或地層界線含混的、混亂的認(rèn)識，推進地層劃分、對比工作。層型1.地層劃分92

與層型剖面有些類似意義剖面是標(biāo)準(zhǔn)剖面(standardsection)。所謂標(biāo)準(zhǔn)剖面就是層型的延伸。當(dāng)與層型剖面距離很遠時(不同的洲)，由于地層情況的變化，層型剖面很難直接作為劃分、對比標(biāo)準(zhǔn)時，就需要建立地區(qū)性的標(biāo)準(zhǔn)剖面。標(biāo)準(zhǔn)剖面1.地層劃分93

標(biāo)準(zhǔn)剖面需要建立在地層發(fā)育完好，化石豐富的地區(qū)，并且應(yīng)當(dāng)經(jīng)過深入研究后確定其能建立起與層型剖面的聯(lián)系時才能成立。標(biāo)準(zhǔn)剖面的建立能給區(qū)域地層對比帶來很多方便，從而推動了地層工作的研究。標(biāo)準(zhǔn)剖面1.地層劃分94

2.地層的對比

對比(correlation)在地層學(xué)意義上是表示特征和地層位置的相當(dāng)。

Tocorrelate,inastratigraphicsense,istoshowcorrespondenceincharacterandinstratigraphicposition.地層對比95

根據(jù)所強調(diào)的特征，可以有不同種類的對比。巖性對比（巖石對比）（Lithocorrelation)論證巖石特征和巖石地層位置相當(dāng)；兩個含化石層的對比(生物對比）（biocorrelation)論證其化石內(nèi)容及其生物地層位置相當(dāng)，而年代對比（chronocorrelation)則論證年齡和在地質(zhì)年代表中的位置相當(dāng)。地層對比的類別2.地層的對比96

A、野外直接追索對比（追索露頭法）（walkingout)：即在地層出露比較好的地區(qū)，在野外根據(jù)露頭從一個剖面直接追溯到另一個剖面。野外直接追索對比主要用于小范圍的巖石地層單元對比。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比97

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比98

野外直接追索對比（追索露頭法）是一個原始、簡單而又可靠的方法,主要用于小范圍的地層對比。在野外實際工作中由于兩地地層剖面間常有構(gòu)造破壞或被其他沉積物覆蓋，所以這個方法的用途是很有限的。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比99

B、標(biāo)志層法（markerbed,keybed,guidebed,indexbed)

Akeybedisathinandwidespreadsedimentarybedwithcharacteristicssodistinctivethatitcanbeeasilyrecognizedbutnotconfusedwithanyotherbed.

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比100

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比101

Keybedsareexceedinglyusefulincorrelatingmajorrocksections.Forinstance,inareasofvolcanicactivity,ashlayerscanserveasdistinctivekeybedsforpurposesofregionalcorrelation.地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比102

C、巖石或巖性相似性(lithologicsimilarity)的對比：即按兩地巖層的顏色(color)、成分(composition)、結(jié)構(gòu)(texture)、構(gòu)造(structure)的相似來建立其對比關(guān)系。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比103

對巖性復(fù)雜的兩地層還可以根據(jù)其巖石組成的序列(sequence)來對比。與巖性有關(guān)的物理、化學(xué)性質(zhì)如電參數(shù)、放射性、聲波或其他參數(shù)記錄也可作為對比的依據(jù)。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比104

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比105

2.地層的對比

地層對比的方法和標(biāo)志106

應(yīng)用追索露頭法（walkingout)、標(biāo)志層法(keybed)和巖石或巖性相似性(lithologicsimilarity)進行的地層對比都屬于巖石地層對比（lithocorrelation)。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比107

巖石地層對比揭示的是巖石地層單元的空間分布范圍，并不意味著時間相等。大多數(shù)巖石地層單元是穿時的,它們一般不能用于年代地層對比。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比108

D、古生物標(biāo)志(palaeontologiccriterion)的對比(biostratigraphiccorrelation)：根據(jù)兩地層所含的化石（fossilcontents)或化石組合(fossilassemblages)的一致性或相似性來對比地層。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比109

Biostratigraphiccorrelationisonthebasisofthesimilarityoffossilcontentsorfossilassemblagescontainedinthestrataexposedoverbroadgeographicareas.地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比110

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比111

Ifadistinctiveindexfossilisrecognizableatanoutcrop,arapidandreliablemeansofcorrelationisavailable.地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比112

另外，為了擴大古生物橫向?qū)Ρ鹊姆秶藗冞€探索不同類型化石橫向滲透的可能性，例如在濱海帶或海陸交互的沉積中，可見到海生和陸生生物化石間的共生(同一層中)或“交互”(不同層間)，也可籠統(tǒng)稱為不同類型化石的混合。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比113

2.地層的對比

地層對比的方法和標(biāo)志

A、C兩地地層化石并不相同，但可通過表觀B剖面的共生來對比。114

由于生物演化的統(tǒng)—性和不可逆性最為明顯。因此古生物標(biāo)志的對比通常是較為可靠的。

Foundedontheirreversibleevolutionoflivingorganism,biostratigraphiccorrelationiscommonlymorereliable.地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比115

E、地質(zhì)事件(Geologicevents)的對比：由于事件地層學(xué)(Eventstratigraphy)的迅速發(fā)展，事件對比的方法受到愈來愈多的注意。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比116

應(yīng)用于對比的基本原理：同一地質(zhì)事件所產(chǎn)生的物質(zhì)記錄可以不同，但這兩種(或兩種以上)不同的物質(zhì)記錄都代表同一時間內(nèi)發(fā)生的地質(zhì)事件，因而在等時性方面是可對比的。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比117

地質(zhì)事件是多種多樣的，如小星體的撞擊、地球磁場的倒轉(zhuǎn)、火山爆發(fā)、冰川的形成和消融、氣候變化、海水進退等。地史研究中特別注意那些意義重大、等時性強而又具有全球規(guī)模的地質(zhì)事件。例如地球磁場極性倒轉(zhuǎn)，小星體對地球的撞擊和全球性冰川出現(xiàn)等。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比118

地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層對比的方法和標(biāo)志Magnetostratgraphy2.地層的對比119

2.地層的對比

地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層對比的方法和標(biāo)志Magnetostratgraphy120

2.地層的對比

Magnetostratgraphy

地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層對比的方法和標(biāo)志

圖是按照南北方向通過一座火山的縱剖面示意圖，虛線表示地球磁場的磁力線，黑色實體表示熔巖流。當(dāng)灼熱的熔巖流從火山口噴出時，在高溫條件下，熔巖中的磁性礦物原子振動量大而無定向排列。

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2.地層的對比

地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層對比的方法和標(biāo)志

隨著沿山坡流動過程中逐漸冷卻。磁性礦物原子振動量減少。當(dāng)溫度降到約450oC(居理溫度)時，磁性礦物原子的排列方向就按當(dāng)時的磁力線固定下來。這樣，磁性礦物的磁性就記錄了熔巖冷卻時地球磁場的力向。

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2.地層的對比

地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層對比的方法和標(biāo)志

保留在巖石中的這種磁性，稱為剩余磁性。以后只要巖石不再遭受重新熔化等強烈改造，巖石中的剩余磁性就可保留下來。

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2.地層的對比

地層對比的方法和標(biāo)志沉積巖同樣可以記錄沉積物形成時的古地磁場情況，其形成過程如圖所示。124

地層對比的方法和標(biāo)志

由于沉積巖中磁性礦物顆粒的排列，不但受古地磁場的影響，而且還受當(dāng)時古水流的影響，所以沉積巖的磁化強度大約要比熔巖的磁化強度弱100倍。雖然如此，它仍然可以作為了解古地磁場的依據(jù)。

2.地層的對比125

2.地層的對比

地層對比的方法和標(biāo)志

對不同時代地層的古地磁磁性研究已經(jīng)證實，在整個地質(zhì)歷史中，不但地磁極的位置可以圍繞地理極發(fā)生一定范圍內(nèi)的移動，而且地球磁場的方向曾發(fā)生過180o的倒轉(zhuǎn)。即現(xiàn)在磁北極曾變?yōu)榇拍蠘O，磁南極變?yōu)榇疟睒O。而且這種磁極性倒轉(zhuǎn)(magneticpolarityreversal;polarityreversal)曾發(fā)生過多次。126

地層對比的方法和標(biāo)志

地球古地磁場變化的歷史可以記錄在地層剖面中，其過程如圖所示。人們就能根據(jù)極性倒轉(zhuǎn)的情況對比地層，把磁極性性質(zhì)相同的各地層對比起來。2.地層的對比127

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比128

2.地層的對比地層對比的方法和標(biāo)志

利用地磁極性反轉(zhuǎn)對比地層需要與古生物、同位素年齡等其他方法配合起來才能得到正確的結(jié)果。

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2.地層的對比地層對比的方法和標(biāo)志130

2.地層的對比

小星體撞擊事件的對比

有些天文地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為小星體(小行星或彗星)撞擊地球后可造成局部鉑族元素含量異常。由于隕石等星體的銥含量與太陽系含量相似，而地殼中的銥含量要少得多。如鐵隕石的銥含量比地殼銥含量高約2X104-4X105倍，球粒隕石的銥含量也要高約6X103-2X104倍。當(dāng)小星體撞擊地球時，星體的物質(zhì)因高溫而蒸發(fā)，進入大氣后，在廣大的面積上沉積，使沉積物中的銥含量普遍增高。地層對比的方法和標(biāo)志131

目前在意大利和西班牙等處白堊-第三系界線上的粘土層中，銥含量比背景值高出20—200倍。這種銥異常代表了在同一時間內(nèi)發(fā)生的重大地質(zhì)事件，因此是地層等時性對比的極好標(biāo)志。

地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比132133

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2.地層的對比

冰川事件的對比

地史上曾經(jīng)發(fā)生幾次大冰期?？梢愿鶕?jù)冰期在不同地區(qū)不同的產(chǎn)物對比地層。如奧陶紀(jì)末期的冰川作用在北非產(chǎn)生大陸冰蓋沉積，在法國諾曼第、德國圖林根則為冰海沉積，而中國上揚子地區(qū)則為代表海退期的筆石頁巖。物質(zhì)記錄雖然不同，但都是在同一冰川作用影響下的產(chǎn)物，因而是同時的。地層對比的方法和標(biāo)志135

136事件的級別及地層學(xué)意義

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地層對比的方法和標(biāo)志

利用地質(zhì)事件可以提高不同地區(qū)間地層對比的精確性，因而是重要的地層時代對比手段。當(dāng)然，事件地層對比法要與其他方法配合使用，互相促進和補充。2.地層的對比138

F、放射性年齡的測定

Radiometricdating

很早以前，地質(zhì)學(xué)家就曾試行猜測和推算地球的年齡。在同位素地質(zhì)年代學(xué)出現(xiàn)以前，常用的推算方法有兩種。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比139

第一種方法是計算海水總的含鹽量及每年進入海水的含鹽量。假設(shè)原始海水不含鹽，現(xiàn)在海水含鹽總量為16X1012t，又假設(shè)每年河流帶入海水的含鹽量為1.6X104t，則自原始海水形成到現(xiàn)在約有一億年。這個數(shù)字顯然太小。產(chǎn)生這種錯誤的原因是因為它沒有考慮每年進入海水中的鹽量變化、鹽的循環(huán)及蘊藏在地層中的巖鹽。地層對比的方法和標(biāo)志2.地層的對比140

第二種推算方法是估計沉積巖的總厚度和每千年形成的沉積物厚度。從寒武紀(jì)起，累計各系的沉積厚度共為140000m，假定每千年平均形成0.3m厚的沉積，則自寒武紀(jì)到現(xiàn)在約為五億年。這個數(shù)據(jù)與現(xiàn)代已知的年齡值相近。地層對比