地質(zhì)學(xué)課件-地層與地層單位

第十一章地層與地層單位第一節(jié)基本知識(shí)第二節(jié)巖石地層與單位第三節(jié)地質(zhì)年代的單位與系統(tǒng)2021/10/10星期日1第一節(jié)基本知識(shí)一、基本概念巖性：巖石的物質(zhì)組成、顏色、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造等特征。巖層：由上下兩個(gè)巖性界面所限制的同一巖性的層狀巖石。上，下層面分別稱為頂面和底面。按厚度可劃分為：塊狀層>1m；厚層1－0.5m；中厚層0.5－0.1m；薄層<0.1m2021/10/10星期日2地層：具有一定層位(時(shí)代與順序)的一層或一組巖層。地層的層序：地層形成時(shí)的先后次序。地層疊覆律:地層層序的基本規(guī)律，即在地層未發(fā)生倒轉(zhuǎn)時(shí)，老地層在下、新地層在上。地層倒轉(zhuǎn):由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，使老地層覆蓋于新地層之上。2021/10/10星期日3二、地層層序的標(biāo)志

在野外地質(zhì)工作中判別地層是否倒轉(zhuǎn)有時(shí)是十分困難的，有時(shí)我們僅通過(guò)判別巖層的頂?shù)酌鎭?lái)確定地層是否倒轉(zhuǎn)。沉積巖在形成過(guò)程中，由于沉積環(huán)境、水動(dòng)力條件、生物等的影響，沉積巖的層面或?qū)觾?nèi)均會(huì)保存各種示頂構(gòu)造。通過(guò)這些示頂構(gòu)造可以判斷巖層的正常與倒轉(zhuǎn)，主要有如下幾種：1.層面標(biāo)志：存在于巖層層面上的標(biāo)志。2021/10/10星期日4波痕（RippleMark）—水體不深、波浪能影響到的淺水環(huán)境下，沉積物表面呈波狀起伏。波谷（wavetrough）圓滑開闊向下，波峰（Wavecrest）尖棱緊閉朝上。2021/10/10星期日5泥裂（MudCracks）—松散、細(xì)粒沉積物表面，暫時(shí)露出水面，在陽(yáng)光的暴曬下發(fā)生龜裂。泥裂的開口向上。2021/10/10星期日6雨痕（RainImpression）—松散、細(xì)粒沉積物表面，暫時(shí)露出水面，在雨滴或冰雹的沖擊下遺留的痕跡。凹坑向下，外圈脊?fàn)钔黄鹣蛏稀?021/10/10星期日72.層內(nèi)標(biāo)志：最主要是層理標(biāo)志。Determinationoftheyangingdirectionofbedsfromgradedbedding(AfterM.P.Billings)A,B–normalbeds;C–verticalbeds;D–overturnedbedsDeterminationoftheyoungingdirectionfromcross-bedding.theobliquelaminaeconvergetothebottomofthebedA–normalbeds,toptothetopleft;B–verticalbeds,toptoright;C–overturnedbeds,toptothebottomright2021/10/10星期日8倒轉(zhuǎn)地層的識(shí)別方法(沉積學(xué))2021/10/10星期日93.生物標(biāo)志：沉積巖中常含有生物化石，化石的保存形態(tài)也具有示頂功能。如足跡、孔穴、根系、疊層石等。2021/10/10星期日10scoursurface4、沖刷面：是固結(jié)和半固結(jié)的沉積層的頂面，因水流沖刷而成為凹凸不平的面。

sandstone,silicalite,limestone,cross-bedding，silicalitegravels2021/10/10星期日11三、超覆與沉積旋回1.海進(jìn)與海退的概念海平面上升，海水向陸地侵進(jìn)的現(xiàn)象稱為海進(jìn)(transgression)。反之稱為海退(regression)。

陸地海進(jìn)序列海退序列巖性界面超覆區(qū)等時(shí)面2021/10/10星期日122.超覆與退覆的概念由于海進(jìn)使后期沉積物依次向上疊覆，其分布范圍超過(guò)早期沉積物并直接覆蓋于更老沉積物之上的現(xiàn)象稱之為超覆(overlap)。反之稱之為退覆(offlap)。超越的那部分地區(qū)稱為超覆區(qū)，退出的那部分地區(qū)稱為退覆區(qū)。陸地海進(jìn)序列海退序列巖性界面超覆區(qū)等時(shí)面2021/10/10星期日133.海進(jìn)序列、海退序列與沉積旋回假設(shè)某地位于海邊（陸地），當(dāng)海進(jìn)開始后，海水逐漸向陸地侵進(jìn)，水體由淺變深。該地將由陸地變?yōu)闉I海，淺海等海洋環(huán)境，其相應(yīng)的沉積物在縱向上由粗變細(xì)。我們將因海進(jìn)造成沉積環(huán)境在縱向上由淺水相變?yōu)樯钏嗟默F(xiàn)象稱之為海進(jìn)序列，反之稱為海退序列。在一次海進(jìn)與海退過(guò)程中，沉積物可形成一個(gè)由淺水相—較深水相—淺水相呈鏡相對(duì)稱的垂向序列，稱之為沉積旋回。2021/10/10星期日144.等時(shí)與穿時(shí)現(xiàn)象某一地區(qū)同一時(shí)代的沉積物的界面可以看作是等時(shí)面，但隨著海進(jìn)或海退引起某一粒級(jí)或成分的沉積物在縱向上發(fā)生遷移，從而造成沉積物的巖性界面與等時(shí)面斜交現(xiàn)象，稱為穿時(shí)現(xiàn)象。2021/10/10星期日15側(cè)向加積2021/10/10星期日16四、地層的劃分和對(duì)比1.地層劃分和對(duì)比的意義地球表層或巖石圈的演化歷史只能通過(guò)其演化過(guò)程中的原始記錄反映出來(lái)，這些原始記錄主要保存于不同地質(zhì)歷史階段的沉積巖（地層）中。由于這些沉巖在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史過(guò)程中經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動(dòng)，研究這些沉積巖的形成時(shí)代及當(dāng)時(shí)的古地理、古氣候特征是了解巖石圈演化歷史的重要內(nèi)容。2.地層的劃分與對(duì)比地層劃分：根據(jù)地層的特征和屬性（如巖性、化石和不整合面等）將地層組織成相應(yīng)的單位。2021/10/10星期日17地層對(duì)比：地層意義上的對(duì)比指論證地層特征或地層位置相當(dāng)。根據(jù)所強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)的不同，有不同種類的對(duì)比。巖性“對(duì)比”是論證巖石特征和巖石地層位置的相當(dāng)；兩個(gè)含化石層的“對(duì)比”是證明化石內(nèi)容和生物地層位置相當(dāng)；年代“對(duì)比”是論證年齡和年代地層位置的相當(dāng)。2021/10/10星期日182021/10/10星期日193、地層劃分與對(duì)比的方法（1）生物地層學(xué)方法

任一古生物在其發(fā)生、發(fā)展直至滅絕的過(guò)程中均占有一定的時(shí)限及區(qū)域，部分保存于相應(yīng)的地層中成為化石。由于生物的演化遵循從低級(jí)到高級(jí)的演化規(guī)律，同時(shí)，生物在演化過(guò)程中具有明顯的階段性。因此，可以根據(jù)地層中的古生物化石對(duì)地層進(jìn)行劃分，以及進(jìn)行大范圍的地層對(duì)比。例如早古生代的地層中以海生無(wú)脊椎動(dòng)物為其特征等。

主要包括地層中所含的生物化石類別、組合、豐度、分異度、保存狀態(tài)等。2021/10/10星期日202021/10/10星期日21

生物地層對(duì)比

標(biāo)準(zhǔn)化石：指那些演化速度快、地理分布廣、數(shù)量豐富、特征明顯、易于識(shí)別的化石。利用標(biāo)準(zhǔn)化石不僅可以鑒定地層的時(shí)代，也可以用于地層的年代對(duì)比。

化石組合：指在一定的地層層位中所共生的所有化石的綜合?；M合法是根據(jù)地層的化石組合對(duì)比地層的方法。2021/10/10星期日22標(biāo)準(zhǔn)化石各紀(jì)常用的分帶化石門類2021/10/10星期日23生物化石

組合定年2021/10/10星期日24

（2）巖石地層學(xué)方法包括組成地層的巖石的顏色、成分、結(jié)構(gòu)和沉積構(gòu)造等。巖性相同或大致相同的連續(xù)巖層可以劃分為一個(gè)巖石地層單位，巖性不同的地層體應(yīng)該劃分為不同的巖石地層單位。巖性地層學(xué)方法主要有巖性法、標(biāo)志層法和沉積旋回法。

1）巖性法將出露的巖層按不同的巖性及巖性組合特征將巖層劃分成一個(gè)個(gè)地層單位，并確定其新老關(guān)系的方法。

2）標(biāo)志層法利用標(biāo)志層來(lái)劃分和對(duì)比地層的方法。標(biāo)志層某些層位穩(wěn)定，巖性特征突出的巖層或礦層。

3）沉積旋回法由于沉積環(huán)境多次有規(guī)律的重復(fù)變化，造成沉積物的巖性特征發(fā)生相應(yīng)的重復(fù)變化現(xiàn)象。當(dāng)沉積環(huán)境中的水體由淺變深時(shí)，相應(yīng)沉積物的粒度也會(huì)由大到小發(fā)生變化，例如由下部的粗砂巖變成為上部的細(xì)砂巖系列。2021/10/10星期日25巖石地層對(duì)比巖性對(duì)比追索對(duì)比2021/10/10星期日26巖性相同或大致相同的連續(xù)巖層可以劃分為一個(gè)巖石地層單位，巖性不同的地層體應(yīng)該劃分為不同的巖石地層單位。包括組成地層的巖石的顏色、礦物組分或結(jié)構(gòu)組分、結(jié)構(gòu)、組構(gòu)和沉積構(gòu)造等。巖石學(xué)特征和龍山組殷坑組中國(guó)浙江長(zhǎng)興煤山早三疊世地層剖面（灰?guī)r）（鈣質(zhì)泥巖夾灰?guī)r）2021/10/10星期日27（3）地殼運(yùn)動(dòng)法地殼運(yùn)動(dòng)常使地表發(fā)生大區(qū)域的變動(dòng)（古地理、古氣候等）。地殼運(yùn)動(dòng)所造成的地層之間的不整合界面是劃分地層的重要標(biāo)志。（4）同位素地質(zhì)測(cè)年法利用巖層中放射性同位素衰變的原理，對(duì)地層進(jìn)行劃分與對(duì)比的方法。（5）古地磁學(xué)方法利用巖層中的殘余磁性，結(jié)合“地磁極向年表”，對(duì)地層進(jìn)行劃分與對(duì)比的方法。2021/10/10星期日28磁極倒轉(zhuǎn)與磁性地層2021/10/10星期日29第二節(jié)巖石地層與單位一、巖石地層單位地層單位分為巖石地層單位與年代地層單位。主要依據(jù)巖層的巖性特征來(lái)劃分的地層單位。由于地層的巖性在橫向和縱向上的變化較大，因此巖石地層單位僅適用于某一地區(qū)或區(qū)域，而不能進(jìn)行全球范圍的地層對(duì)比，故也稱之為地方性地層單位。2021/10/10星期日301.巖石地層單位的劃分

巖石地層單位劃分：群、組、段、層四級(jí)，其中組是基本單位。

組formation：是具有相對(duì)一致的巖性和具有一定結(jié)構(gòu)類型的地層體，由一種或數(shù)種巖層有規(guī)律的組合而成。這種規(guī)律組合是指巖層中的夾層、互層及旋回等。組是野外地質(zhì)填圖的基本單位。

建組條件：1)巖性相對(duì)一致（均一、夾層、互層或特別復(fù)雜）;2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)一致（內(nèi)部不分段的組為一種結(jié)構(gòu)類型，內(nèi)部分段的組可有多種結(jié)構(gòu)類型）;3)頂?shù)捉缇€明顯（不整合或明顯的整合）;4)一定和厚度和分布范圍（一般要求能在區(qū)域地質(zhì)圖（1/5-1/20萬(wàn)）上表達(dá)）。2021/10/10星期日31

群group

：組的聯(lián)合。聯(lián)合原則：巖性的相近；成因的相關(guān)；結(jié)構(gòu)類型的相似等。群的頂?shù)捉缇€一般為不整合面或明顯的沉積間斷面。常用于前寒武系和中生代陸相地層。是組的高一級(jí)單位，代表著沉積環(huán)境在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)連續(xù)變化的過(guò)程。群中不得包含不整合界面。

段member

：組的再分。分段的原則：組內(nèi)巖性的差別；組內(nèi)結(jié)構(gòu)的差別；地層成因的不同等。段的頂?shù)捉缇€一般是標(biāo)志明顯的整合界線。段：它可以是單一的巖性段或巖性組合段。巖性單一的組不分段。

層stratum

：層有兩種類型：一是巖性或結(jié)構(gòu)相同或相近的巖層組合，可以用于剖面研究時(shí)的分層。二是巖性特殊、標(biāo)志明顯的巖層或礦層。2021/10/10星期日322.巖石地層單位的命名1.群和組的命名群和組的命名通常采用優(yōu)先、典型剖面地命名原則。例如：大冶群—大冶縣（地名）＋群，黃家組—黃家（地名）＋組。2.段和層的命名段通常是以某一具體巖性或在組中的位置來(lái)命名。例如砂巖段、泥巖段，某組的上、中、下段或上、下段。||||||||||||||||巖石地層單位巖性符號(hào)群組×組×組×組×群2021/10/10星期日33一、相對(duì)地質(zhì)年代單位的建立

相對(duì)年代的確定就是要判斷一些地質(zhì)事件發(fā)生的先后關(guān)系。這些地質(zhì)事件保留在地質(zhì)歷史留下的物質(zhì)紀(jì)錄中。可根據(jù)幾個(gè)基本原則來(lái)判斷，地層層序律、生物層序律及切割穿插定律。以生物化石的相對(duì)新老關(guān)系，可分為：顯生宙：動(dòng)、植物多門類顯現(xiàn)和發(fā)展并有大量硬體化石保存下來(lái)的時(shí)期。又分為古生代，中生代和新生代。隱生宙：顯生宙之前的時(shí)期。又分為太古宙和元古宙。第三節(jié)地質(zhì)年代的單位與系統(tǒng)相對(duì)年代（地質(zhì)事件發(fā)生的先后順序）絕對(duì)年代（地質(zhì)事件發(fā)生的時(shí)間距今多少年）2021/10/10星期日34

利用放射性同位素所具有的固定衰變周期，來(lái)測(cè)定某些含放射性同位素的礦物（巖石）的形成時(shí)代-同位素年齡（單位Ma）。主要測(cè)試手段有：鉀-氬法；銣鍶法；鈾鉛法；宇宙核素；裂變徑跡法；14C法等。二、絕對(duì)地質(zhì)年齡

(同位素地質(zhì)年代的建立)2021/10/10星期日35三、地質(zhì)時(shí)代系統(tǒng)地質(zhì)年代單位年代地層單位

宙eon

宇eonothem

代era

界erratum

紀(jì)period

系system