地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代11地層的層序1地層的概念地殼發(fā)展

1、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石總稱。具有一定時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 ,發(fā)生了傾斜、褶皺、甚至倒轉(zhuǎn)。判斷標志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。

2、由于地殼運動，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：?海平面上升時期，海水向大陸方向侵進過程中所形成的沉積序列海侵）序列(transgression success)隨著海平面不斷上升，A 點的沉積由相對近岸型逐漸變?yōu)檫h岸型。在垂向上，而呈現(xiàn)沉積物“上細下粗”的特點。在橫向上，晚期沉積物分布范圍大于早期沉積物-超覆 (onlap)

3、海平面下降時期，海水從大陸方向后退過程中所形成的沉積序列-海進（或-海退序列(regression success)對 A 點來說，隨著時間的推移，沉積由相對遠岸型變?yōu)榻缎汀? 在垂向上，沉積物“下細上粗”? 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：當一個海進序列緊接一個海退序列時，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，巖漿巖侵入到早已形成的巖層之中所形成的接觸關(guān)

4、系。可通過烘烤、冷凝現(xiàn)象及捕虜體等特征來識別。斷層接觸斷層切割地層所形成的地層之間的接觸關(guān)系。2)巖石的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造沉積巖：層理（交錯層理和粒序?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)化石標志貝殼的優(yōu)勢定向、植物的根跡及生物的活動痕跡等基于上述標志， 我們就基本可以確立任何一個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)生的相對先后順序。§1.2 地層劃分和對比1. 地層劃分和對比的概念根據(jù)地層的各種屬性

5、（如巖性、化石、不整合面等） ，按照它們原來的形成順序進行有機的分割，并將各分割段分別命名，這一過程稱為地層劃分。將不同地點 （橫向） 劃分的地層進行比較， 把含有相同或相近地層內(nèi)容的地層劃歸為同一時代或統(tǒng)一沉積相的產(chǎn)物，這一過程稱為地層對比。2地層劃分對比方法地層劃分：構(gòu)造面，巖性變化和化石的變化等對比的方式：可以直接追溯對比和間接比較對比。按地層對比時采用的屬性特征或?qū)Ρ葮酥镜男再|(zhì)可分為：巖石地層學和生物地層學巖石地層學：根據(jù)巖石的成分，結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物理化學性質(zhì)的不同進行地層劃分對比的方法。巖性法 ：一定的沉積環(huán)境中形成一定的沉積體（巖性） ，且有一定的時空展布，根據(jù)巖性的時空變化進行地層劃

6、分對比的方法稱為巖性法。?標志層法 ：某些特殊環(huán)境中形成厚度不大的特殊沉積體，且具有一定的時空展布，被稱為標志層，利用這些特殊巖體（標志層）進行地層劃分對比的方法稱為標志層法如：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或由細到粗的規(guī)律組合，一現(xiàn)象稱為沉積旋回，利用沉積旋回進行地層劃分對比的方法為沉積旋回法。在地層對比中，巖石學方法（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)點是直觀和方便，缺點是適用范圍有限。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盆地范圍。在同一個沉積盆

7、地范圍內(nèi)，盡管不同地點某一時段內(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。這生物層序律? 時代相同的巖層含有相同或相似的化石生物群；? 時代不同的巖層中含有不同的化石生物群；? 時代愈老的化石生物群與現(xiàn)代生物群面貌差別愈大；? 時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之上， 根據(jù)地層中生物化石的異同進行地層劃分對比的地層學研究方法。生物層序律的理論基礎是生物進化的不可逆性：? 愈古老地層中生物化石愈原始、愈低級；愈新的地層中生物化石愈先進、愈高級。? 相同時代的地層含有相同（或相似）的化石或化石組合。實際工作中有兩種對比方法：? 標準化石法：

8、分布時限短，地理分布廣，特征明顯的化石? 化石組合分析法： 對地層中所有的化石進行系統(tǒng)的分析研究，根據(jù)生物化石各門類、各屬種組合的不同進行地層的劃分和對比的方法標準化石法的優(yōu)缺點：? 簡便易行，適合野外調(diào)查和初步的大致對比；? 有時會由于先驅(qū)或孑遺的情況造成對比的不精確；? 對比適用范圍相對局限。單一生物分布的局限性化石組合法的優(yōu)缺點：? 提高對比的精確度。避免了單一生物先驅(qū)和孑遺產(chǎn)生的誤差；? 對比適用范圍相對廣泛? 不便于野外工作3）地球物理學方法：? a. 利用與巖性有關(guān)的物理、化學性質(zhì)，如電導率、放射性、聲波等參數(shù)進行地層對比的方法。實際是巖石學方法的外延。如電測井對比，地震剖面對比?

9、 b. 古地磁極性對比地球磁場的磁極在地質(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事件，因此這種方法實際上時間對比。通過測定巖石的地磁強度變化確定古地磁的極性變化。 歷史時間可以根據(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）同位素年齡對比：利用放射性同位素的衰變現(xiàn)象測定巖石、礦物的年齡進行地層對比。5）地球化學方法：一些特殊的地質(zhì)事件如火山噴發(fā)、隕石撞擊等會對沉積環(huán)境地球化學特征產(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使一些元素或同位素在沉積物中的豐度發(fā)生波動。地

10、質(zhì)記錄中這些元素和 /或同位素的異常波動在特定的情況下可以用于地層對比。O、 C、 Sr 等同位素， Ni 、 Ir、 Ce、 La 等元素。6）層序地層學方法：以海平面升降旋回的不同階段的把地層劃分成若干個體系域進行地層劃分對比低水位體系域 （F1-R ） ：最大海平面下降及其后緩慢上升時期形成的沉積。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期形成的沉積。凝縮斷 （H ） ：時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

11、層單位地層系統(tǒng)的組成有兩個要素：a. 地層單位；b. 地層單位的級別關(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：反映地層的非物質(zhì)屬性特征-時間。巖石地層單位 (rock-time unit)生物地層單位 (biostratigraphic unit)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或兩個以上的巖性組構(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

12、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。巖石地層單位的特點-穿時性和地方性：巖性界面不一定是等時面。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行的，其巖性界面具有等時性在河流和三角洲等環(huán)境中，沉積作用是通過側(cè)向加積進行的，其巖性界面是穿時的。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

13、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

14、物的幾個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石的層段稱為間隔帶(interval zone) 。生物地層單位的特點：生物帶無等級和從屬關(guān)系不是普遍建立的地層單位。為年代地層單位服務3. 年代地層單位（ time-strata unit ）、地質(zhì)年代單位（ 1）年代地層單位反映地層時間屬性的地層單位，而不是地層的物質(zhì)屬性。(time unit) 和地質(zhì)年代系統(tǒng)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地區(qū)地層形成的相對順序，但并不能說明地層的時代。時間的類型

15、和時間的劃分：物理時間和歷史時間物理事件和歷史事件生物進化是 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， 不會重復出現(xiàn)。每種生物在地質(zhì)歷史中都具有 特定的時限含義 。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性的意義。（ 3）地質(zhì)年代系統(tǒng)：在全球地層劃分和對比基礎上，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

16、單位界限的全球統(tǒng)一標準；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。界限層型剖面和輔助層型剖面：一個界限只能有一個界限層型剖面和若干個輔助層型剖面。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性和年代地層單位的非穿時性2）地層單位上下界線與時間面的關(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)會以顆粒的粗細和比重的大小依次沉積下來

17、，形成下粗上細的韻律變化波痕 ripple mark? 對稱波痕可以指示巖層的層序? 不對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，開口向上第二章沉積相和古地理恢復對地層進行劃分、對比， 給我們提供了一個研究地球演化歷史的時間標尺。這只是地史學研究的第一步。 地質(zhì)歷史時期的古地理面貌和自然環(huán)境變化是地史學研究中一個十分重要的內(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)展的時間屬性，也同時記錄了地質(zhì)歷史時期自然環(huán)境演變的各種信息。地質(zhì)學家通常是通過對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

18、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、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、生物條件及其自然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， 如水體中化學沉淀形成的沉積物， 組成它們的礦物是在同一個地點形成；而有些沉積物是源自其他地方，通過流體介質(zhì)被搬運到沉積的地點。因此沉積物的類型和特征對認識沉積環(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 ）：

19、與大陸架（ continental shelves）對應的海域ii. 大陸斜坡（ continental slope）iii.深海（ deep marine ）i. 淺海環(huán)境（ shallow marine）： a. 環(huán)境特征 ：? 波浪、潮汐和水流作用強烈，沉積物分選作用明顯。? 各種類型的生物豐富。 陽光可以穿透水體到達海底， 因此藻類和其他類型的植物繁盛，成為游泳和底棲動物的重要食物來源。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，沉積物相對較粗。常見的沉積物有砂

20、、粉砂和粘土。在陸源碎屑物質(zhì)供應很少而又相對比較溫暖情況下，生物化學成因的碳酸鹽灰泥（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)供應很少而又相對比較溫暖情況下，生物化學成因的碳酸鹽灰泥（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；? 遠離海岸，沉積物供應微弱。 b. 沉積物特征 ：大

21、陸斜坡： 多為細砂、粉砂和粘土。通常是通過濁流（turbidity current ）被搬運到沉積的地點。大陸斜坡的沉積物還包括從水體之外而來的細粒粘土物質(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的粘土，火山灰和鈣質(zhì)或硅質(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)境類型更具復雜性和多樣性。沉積環(huán)境條件變化劇烈，響沉積作用的因素復雜多變，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. 風成環(huán)境（ eolian）v.冰川（ glacier）影

22、i. 山麓和山間盆地：山區(qū)地勢起伏懸殊， 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 ）地勢較為平坦，河曲發(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

23、物繁盛。干旱地區(qū)有時會出現(xiàn)季節(jié)性湖泊-干鹽湖（ playa lake）蒸發(fā)鹽類沉積iv. 風成環(huán)境（ eolian）：沙漠：風是唯一的沉積介質(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（ varved 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，時而被海水浸漫，時而暴露。ii. 瀉湖（ lagoon）：海岸線附近與廣海隔離的淺水區(qū)域水動力條件復雜，同時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

24、環(huán)境的恢復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)過渡的特點自然會體現(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（fa

25、cies change）。相變實際反映了沉積環(huán)境條件在空間上的差異和過渡。查明某一時代地層的巖相變化，就能相應獲得該時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。沉積相對于地史時期的沉積相研究， 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。對于連續(xù)的沉積來說， 沉積相在垂向 （時間） 順序上的更疊反映了沉積環(huán)境條件隨時間而發(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)時期

26、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)實主義方法。2 沉積環(huán)境識別標志沉積巖的形成是風化、 搬運及沉積作用的綜合產(chǎn)物， 這一過程在地質(zhì)時期往復進行原始碎屑和粘土的搬運、沉積，遵循沉積介質(zhì)（水、冰、風等）中的機械分選的力學定律；而溶解物質(zhì)則遵循化學定律，以化學沉積作用方式形成沉積物；此外某些物質(zhì) （化學物質(zhì)）在生物作用下形成有機沉積物。1）沉積巖顏色的環(huán)境意義反映沉積作用發(fā)生時沉積環(huán)境的氧化 還原狀態(tài)。i. 黑色和深灰色：特別是對頁巖和泥巖來說，表明有大量有機質(zhì)未被分解。還可能與黃鐵礦（有關(guān)。反映靜水環(huán)境：海洋，湖泊，瀉湖，沼

27、澤等。pyrite ）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。鐵一般以二價鐵或三價鐵化合物的形式存在于沉積物中。三價鐵化合物，如赤鐵礦（ hematite），使沉積物呈現(xiàn)紅色、褐色、紫色；二價鐵化合物使沉積物呈現(xiàn)灰色和綠色；含水的三價鐵氧化物-褐鐵礦（ limonite ）通常是黃色。紅層：沖積平原、沖積扇、三角洲。紅層和蒸發(fā)鹽在一起時，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)和搬運距離遠近。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。石英含量高、分選性好的沉積物多屬于遠源沉積。純

28、凈的石英砂則是海灘反復沖洗的標志。長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介質(zhì)的能量。能量大所搬運的顆粒也大。水環(huán)境中體現(xiàn)了流速。分選性反映搬運介質(zhì)的性質(zhì)和沉積方式。風成環(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。iii. 顆粒形態(tài)和磨圓度：反映搬運方式和搬運距離。冰磧物中的顆粒基本無磨圓，多呈棱角狀。風成、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

29、和砂粒的長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。濱岸地帶的礫石長軸方向多與海岸線平行，疊瓦狀構(gòu)造方向垂直礫石長軸。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。泥裂同時還可能說明氣候比較干燥。ii. 波痕：只出現(xiàn)在風成、有水體運動的（如海洋和湖泊的淺水區(qū)域以及河流）沉積環(huán)境?？梢灾甘境练e介質(zhì)的運動方向。iii. 層理：交錯層理： 是最常見的層理類型之一。反映介質(zhì)能量較強的沉積環(huán)境。多見于碎屑巖中。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)。常? 河流環(huán)境常出現(xiàn)單向板狀或槽狀交錯層理；? 濱岸帶由于潮汐作用，常出現(xiàn)特征的魚骨狀交錯

30、層理；? 海灘環(huán)境的沖洗層理則以低傾角（ <10 °），的板狀、楔狀交錯層理為特征，如果水流流向不穩(wěn)定，則可形成槽狀交錯層理。? 風成交錯層理厚度大，傾角高（ >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?由重力流形成4）自生礦物沉積時形成的礦物與沉積環(huán)境中的特定的物理、化學條件有關(guān)。? 海綠石 和鮞綠泥石 ：海洋環(huán)境的標志。? 鮞狀赤鐵礦 ：水深數(shù)十米的動蕩淺海環(huán)境。? 磷塊巖 ：水深 30-300

31、 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)組合許多生物對環(huán)境的物理、化學條件（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-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

32、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)境的恢復和古地理圖地理學： 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)系的學科。古地理學： 研究地球地質(zhì)時期表面地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)分布及其發(fā)展變化的規(guī)律的學科古地理圖： 將地質(zhì)時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一個地層剖面進行巖相分析我們可以了解該剖面所代表的沉積環(huán)境隨時間發(fā)生的變化情況，同一時期地層（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區(qū)域當時的古地理環(huán)境信息，如

33、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：圈定給定時期（某個或某幾個地層單位）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

34、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。? 對于無沉積記錄的地區(qū)，依據(jù)相對比定律，判斷其性質(zhì)。因為，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)造運動而被剝蝕掉了。第三章歷史構(gòu)造分析和全球構(gòu)造體系§ 3.1 地殼構(gòu)造運動及其物質(zhì)記錄1地層的變形和位移與地殼構(gòu)造運動的表現(xiàn)形式1）地殼運動基本表現(xiàn)形式及其在物質(zhì)記錄中的特征：垂直運動和水平運動是地殼構(gòu)造運動兩種最基本的表現(xiàn)形式從一個地區(qū)的地層變形和位移特征上， 我們可以知道它是垂直運動的結(jié)果， 還是水平

35、運動的結(jié)果，或是兩種運動方式疊加的結(jié)果。a. 垂直運動為主的地殼構(gòu)造運動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)生比較簡單的地殼變形（如大型寬緩褶曲）和垂向為主的位移（如正斷層normal fault 和高角度逆斷層reverse fault ）。青藏高原和渤海灣可以說是現(xiàn)代地殼垂直運動的代表。b. 水平運動為主的地殼構(gòu)造運動表現(xiàn)為水平方向的擠壓。地質(zhì)記錄中往往形成強烈的地殼變形（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和區(qū)域變質(zhì)作用的發(fā)生。水平運動的結(jié)果往往形成高大的褶皺山系， 故水平運動也稱為褶皺運動或造山運動（ orogenic m

36、ovement ） 。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(platform)- 有古生代以來沉積蓋層覆蓋的地區(qū)。地臺二元結(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)歷了古生代以來強烈構(gòu)造擠壓變形的一些狹長地區(qū)。 今天，我們可以通過高頻率的地震活動和火山噴發(fā)識別最年輕的造山帶。而過去的造山帶則以地層的強烈變形和變質(zhì)，地殼的位移， 大量火成巖侵入等為特征，與陸地上的山

37、脈地區(qū)相對應。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)造運動與沉積記錄地勢差異是地殼構(gòu)造活動性（或構(gòu)造狀態(tài)）差異通過地殼構(gòu)造運動在地表的地貌表現(xiàn)。大幅快速上升的地區(qū)會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)造活動強烈地區(qū)快速下降的地區(qū)會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)造活動強烈地區(qū)。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)造活動性微弱地區(qū) - 相對穩(wěn)定的地區(qū)。通過地層沉積物的性質(zhì)，巖石組合類型及地層的厚度等特征及其演變規(guī)律分析和推論一個地區(qū)地殼構(gòu)造活動性發(fā)展

38、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)境條件一個地區(qū)的構(gòu)造活動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)造活動性相對穩(wěn)定的重要標志。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)造活動性相對活動的重要標志。 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 補償和非補償?shù)母拍頰)補償沉積：沉降速度與沉積速度相同，沉積厚度等于沉降幅度，

39、沉積盆地水深保持不變；沉積相保持不變。b)非補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）：地史中某個時期形成的、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) ：準平原 -游移盆地湖泊碎屑沉積組合內(nèi)陸盆地 -內(nèi)陸盆地河湖相砂泥質(zhì)組合近海平原 -近海盆地含煤碎屑組合陸地活動區(qū) ：高大山系 -山麓山間粗碎屑組合 磨拉石陸緣火山帶 -大陸火山噴發(fā)-碎屑組合海洋穩(wěn)定區(qū) ：陸表海和陸棚海- 濱淺海碎屑

40、組合或碳酸鹽組合海洋活動區(qū) ：非補償邊緣海 - 非補償邊緣海炭質(zhì)硅質(zhì)組合火山島弧海 -島弧硬砂巖 (greywacke)- 火山噴發(fā)組合大陸斜坡和深海溝-深海、半深海砂泥質(zhì)復理石組合和蛇綠巖套(ophilite suit)組合穩(wěn)定類型：沉積巖層厚度分布穩(wěn)定沉積相相變變化不大沉積物成熟度高活動類型：沉積巖層厚度變化大沉積相相變迅速沉積物成熟度低，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)地層強烈褶皺和含有大量巖漿侵入及變質(zhì)作用的現(xiàn)象。? “強烈凹陷”的沉積區(qū)，經(jīng)歷了后來的地殼構(gòu)造運動而褶皺成山。? 褶皺帶的形成，反映了地殼的構(gòu)造活

41、動性由活動狀態(tài)向相對穩(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）早期形成的褶皺帶靠近克拉通的內(nèi)側(cè)，晚期形成的褶皺

42、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)地臺上形成的巨大升降和海水進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）中國和東亞地區(qū)中、新生代地殼演化階段：印支階段(Indosinian) （三疊紀）燕山階段(Yanshanian) （侏羅、白堊紀）喜馬拉雅階段(Himalayan)（新生代）1）地槽地臺學說簡介地槽(geosyncline) ：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