對地層穿時性的認(rèn)識

1、哈爾濱師范大學(xué)學(xué)年論文題 目對地層穿時性的認(rèn)識 TOC o 1-5 h z 學(xué)生指導(dǎo)教師年級專業(yè)資源勘查工程系別學(xué)院哈爾濱師范大學(xué)2012年6月論文提要沉積地層形成主要方式一一橫向堆積作用，在通過媒介的搬運(yùn)和運(yùn)輸，其形成具有明顯 的以下特征：形成的地層通常不是水平的，這不僅僅表現(xiàn)在地層不整合，還有地層的時間界 面與巖性界面存在一定的角度，斜角或不一致。地質(zhì)學(xué)家們對地層橫向堆積作用的認(rèn)識與研 究導(dǎo)致了穿時普遍性原理的產(chǎn)生。穿時普遍性認(rèn)為：在原地形成的沉積地層之所以能夠在空 間上連續(xù)延伸，其唯一的途徑是通過海平面的相對升降以改變沉積的環(huán)境遷移實現(xiàn)的；在其 他來源的物質(zhì)（異地）形成的巖層，巖層之所以

2、能以正常順序連續(xù)出現(xiàn)，是因為巖層介質(zhì)總 能側(cè)向遷移的緣故。因此，穿時普遍性原理可以歸納為：在所有橫向堆積作用過程中形成的 巖石地層必然是穿時的。對地層穿時性的認(rèn)識趙先林摘要：沉積地層形成主要方式一一橫向堆積作用，在通過媒介的搬運(yùn)和運(yùn)輸，其形成具有 明顯的以下特征：形成的地層通常不是水平的，這不僅僅表現(xiàn)在地層不整合，還有地層的時 間界面與巖性界面存在一定的角度，斜角或不一致。地質(zhì)學(xué)家們對地層橫向堆積作用的認(rèn)識 與研究導(dǎo)致了穿時普遍性原理的產(chǎn)生。穿時普遍性認(rèn)為：在原地形成的沉積地層之所以能夠 在空間上連續(xù)延伸，其唯一的途徑是通過海平面的相對升降以改變沉積的環(huán)境遷移實現(xiàn)的； 在其他來源的物質(zhì)（異地）

3、形成的巖層，巖層之所以能以正常順序連續(xù)出現(xiàn)，是因為巖層介 質(zhì)總能側(cè)向遷移的緣故。因此，穿時普遍性原理可以歸納為：在所有橫向堆積作用過程中形 成的巖石地層必然是穿時的。關(guān)鍵詞：沉積地層 橫向堆積 不整合 穿時普遍性穿時即時侵，是現(xiàn)代地層學(xué)中的一大術(shù)語。是指“在持續(xù)地海浸或海退的情況下，其 地質(zhì)時代因地而異的一個巖石地層體及其界線與地質(zhì)時間面或化石帶斜交的現(xiàn)象或關(guān)系 （張守信、理論地層學(xué)、1 9 8 5 ）。也就是說，巖石地層界限與時間界面相交。 而且穿時具有普遍性，其應(yīng)用可謂非常廣泛，對古地理環(huán)境、古生物化石、地質(zhì)作用、構(gòu)造 運(yùn)動的形成與發(fā)展等方面有重大貢獻(xiàn)。對地層穿時性的認(rèn)識，我們已經(jīng)知道只要

4、是橫向堆積 作用或海進(jìn)還退、曲流河的形成都是與穿時性有關(guān)的。而不是我們感觀上所認(rèn)識的那樣地層 從沉積再經(jīng)過地質(zhì)作用的改造變成水平巖層或交錯，即存在不整合面（包括平行不整合和角 度不整合）。而實際上還有地層界面和時間界面的相互交錯。通過橫向堆積作用、海進(jìn)還退、 曲流的形成與發(fā)展及幾個實例可以說明這一點(diǎn)。一、橫向堆積與穿時作用橫向堆積作用是沉積地層形成的主要作用方式，它是由Weimer（1978）提出的一個重 要的地層學(xué)概念。橫向堆積作用指沉積物的顆粒在介質(zhì)搬運(yùn)過程中沿水平方向位移，當(dāng)介質(zhì) 能量衰減時沉積下來。比較典型的如曲流河道側(cè)向遷移形成的側(cè)向加積作用，河流作用為主 的障壁沙壩的進(jìn)積作用等。如

5、下圖1、圖2：河床滯留沉積(b)E粒度.時間線 平均|最大墨西哥灣-:-二 ,一障壁砂島 12m瀉湖砂和粘土3km1：砂粘土互層圖2曲流河側(cè)向遷移形成的側(cè)向加積（a）和障壁沙壩向海灘推進(jìn)形成的進(jìn)積（b） （轉(zhuǎn)引自王良忱、張金亮，1996）由圖1我們可以看到在曲流河的發(fā)展過程中，河道受側(cè)向侵蝕作用的影影響凹岸遷移， 并在凸岸沉積。逐漸形成凸岸點(diǎn)沙壩向凹岸方向遷移。與此同時，河流的天然堤、洪泛平原 等也隨之遷移。因此形成的沉積物的時間界面是傾斜的，與沉積物的巖性界面有一定的角度。 再由圖2以河流作用為主的障壁沙壩具有相似的進(jìn)積作用過程。以障壁沙壩為例，在障壁沙 壩向海灘推進(jìn)的過程中，沉積物顆粒沿著

6、傾斜的沉積表面沉積。因此也造成時間界面和巖性 界面的不一致。除此之外，我們知道海平面的變化、沉積基底的構(gòu)造作用、沉積物陸源的供給多少、沙 泥比例等都能引起相對海平面變化，從而造成海平面向大陸方向侵進(jìn)（海進(jìn)）或海平面向海 洋方向退卻（海退）。同時，海進(jìn)過程中新形成的地層將原來的相對老地層覆蓋（超覆）而 在海退過程中新形成的地層向海洋方向退卻的同時反而被覆蓋（退覆）在下面。因此這就造 成了廣大區(qū)域的巖性界面和時間界面的不一致，使得原有的地層好像又重新披上了一層“外 衣”。也就是說，海進(jìn)海退導(dǎo)致了巖層的穿時性。如下圖3、圖4：圖4海進(jìn)（a）和海退（b）及其形成的超覆和退覆的示意圖 （轉(zhuǎn)引自劉本培、1

7、986）二、對海水進(jìn)退與穿時的思考由上面的分析我們可以清楚地認(rèn)識，穿時的根本原因是橫向堆積作用的結(jié)果。但為什 么穿時常常與海水進(jìn)退在一個地層單位里同時表現(xiàn)出來，以致人們誤以為海水進(jìn)退就是穿時 的根本原因呢？幻我覺得穿時的根本原因是地殼巖石復(fù)雜地質(zhì)作用引起的，當(dāng)然它是以沉積 橫向堆積作用得以實現(xiàn)的。例如，就一個小范圍來說，海進(jìn)海退可能完全體現(xiàn)了地層的穿時 作用，因為有海進(jìn)海退就必然伴隨著穿時。然而，就更廣范圍來講，我們是不能這樣下結(jié)論 的。我們知道，范圍越廣，地質(zhì)作用越復(fù)雜，這不僅僅表現(xiàn)在我們?nèi)庋劭梢姷牡孛采?，還有 我們憑感觀不能知曉的地下復(fù)雜地質(zhì)作用。因此，對于海水進(jìn)退與穿時性的根本原因我們可

8、 以歸納為一下幾點(diǎn)：1基低構(gòu)造作用2地下深部巖石巖漿的互相侵入2巖層沉積時物源的異地堆積由以上幾個原因共同作用，最終達(dá)到沉積顆粒由介質(zhì)搬運(yùn)遷移，使得巖性界面和時間界 面相交、不一致，導(dǎo)致穿時。三、地層穿時普遍性實例現(xiàn)在我們知道地層穿時性是普遍存在且其基本理論已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界的認(rèn)可，舉幾個 例子說明地層穿時的普遍性。1如華南泥盆系底礫巖在廣西為下泥盆統(tǒng)，而在湘南、江西為上泥盆統(tǒng)。這說明什么 呢？說明在南泥盆系時（時間界面）底礫巖在廣西和江西是不同的，也就是說，巖層巖性界 面和時間界面發(fā)生了交錯現(xiàn)象，即地層普遍穿時。2又如華北地區(qū)中部額孫家溝組已證明為晚二疊世晚期，然而隨著巖石地層的延伸，從 湘南

9、到渭北，晉南以及河南省北部，隨著整個石千峰群的變細(xì)。孫家溝組有變細(xì)和加厚的趨 勢。他的時間上限也逐漸變新，上段時代屬早三疊世早期4。因此，同樣地巖層界面與時間 界面發(fā)生了交錯導(dǎo)致穿時。并且我們可以推測，孫家溝組的上界穿時現(xiàn)象是由于海退引起的。 理由如下：又上圖4 (b),我們知道海退的結(jié)果是引起地層穿時，但同時地層也發(fā)生退覆現(xiàn)象。 即新地層隨著海水的退去與老地層發(fā)生了相交，這與孫家溝組湘南到渭北，晉南以及河南省 北部的上界地層穿時不謀而合(時間上限由二疊世晚期逐漸變新過渡到上段時代變成了早三 疊世早期)。像這樣的例子諸如在太原西山層型剖面上，山西組以最上一層海相灰?guī)r之下的 厚砂巖層為底，而從太

10、原往南，地層海退式發(fā)育的結(jié)果使最上層海相灰?guī)r的時代向南變新4 這就是明顯的海退引起的地層穿時現(xiàn)象，巖層在同一時間界面上有老變新產(chǎn)生退覆。四、對穿時的認(rèn)識與展望通過以上的論述及幾個例子，我們可以清楚的認(rèn)識到橫向堆積作用，曲流河的形成，海 進(jìn)海退都是伴隨著地層穿時的。正因為地層穿時普遍性是如此廣泛，所以它的應(yīng)用當(dāng)然也非 常廣。尤其是對地層的對比與劃分、古生物地層學(xué)有重要意義。我們可以大膽預(yù)言，隨著科 學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的今天，從事地質(zhì)方面的研究將越來越受國家的重視，也會得到眾多 愛好者的青睞。而從微觀的地層單元出發(fā)對地層穿時的認(rèn)識，已把地層學(xué)推向了一個更高的 廣度和深度。誠然，就地層穿時性而言，任然存在一些不妥，譬如學(xué)者們都是憑借一些資料 和文獻(xiàn)及抽樣試驗的形式來論證穿時的。使得筆者很難從理論上信服這一論斷。還希望以后 涌出大批大批的人才，投身于地質(zhì)工作，在推動時代發(fā)展的同時，也不斷查漏補(bǔ)缺，完善我 們地質(zhì)課堂的不足之處。使之在知識的大道上蓬勃發(fā)展，