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10第一章地层分类体系及地质年代_古生物学与地层学


界:是第二级高级时间地层单位,界与界的 划分是根据全球生物界大阶段总体演化面貌的不 同。如下古生界所产生的古生物以海生无脊椎动 物的繁盛为特征,上古生界以鱼类、两栖类、蕨 类植物和海生无脊椎动物并存为特征;中生界以 爬行类、裸子植物和菊石类繁荣为特征;新生界 以哺乳类、被子植物和软体动物发展为特征。原 来的太古界和元古界也提升为太古宇和元古宇。
段( Member ):是低于组的岩石地层单位, 必须具有与组内相邻岩层不同的岩性特征,且分 布广泛,对研究区域地层有用。 组是否要分段应根据其内部有无分段的岩性 条件和区域地层研究的需要来定,有的组可全部 划分为段;也可仅指定组的某一部分为段,其余 部分不正式命名为段;有的组可不分段;有的组 在某一地区分段,在另一地区不分段。 段可以用地名、岩石名称或二者的综合命名 ,或以序号命名。
阶:是常用的基本时间地层单位,是一个统范 围内生物演化阶段的更具体划分。每个阶都有其独 特的动物群或植物群。根据底栖生物演化阶段建立 的阶只具有大区域性的等时意义,只有根据分布广 泛的浮游、游泳生物(笔石、牙形石、菊石等)所 建立的阶,才可以有全球性等时意义。 时带:是最小的时间地层单位,一般在深入进 行生物地层学研究或从事高分辨地层学综合研究才 使用。
延限带:是指任一生物分类单位在其整个延续范 围之内所代表的地层体;也就是说某一类化石出 现和消失界面之间的地层体。延限带可以分为以 下两类: A.分类单位延限带(taxon range zone):指某 一个分类单位(科、属、种等)的代表生物总延 续时限内的地层体。 B.共存延限带(concurrent range zone):指两 个或两个以上特定分类单位延限带的相重叠部分。
(2)时间地层单位及其级别
按地质历史中生物演化阶段可建立六个级别的 时间地层单位及其对应的地质年代单位。 宇 Eonthem 宙 Eon 界 Erathem 代 Era 系 System 纪 Period 统 Series 世 Epoch 阶 Stage 期Age 时带 Chronozone 时 Chron 时间地层单位是指在特定地质时间间隔内形成 的岩石体。其顶底界线都是以等时面为界的,因此 ,这种地层单位及其界线是全球等时的。每一个时 间地层单位与相应的地质年代单位严格对应。
③是一个可描述的客观实体。
基本层序的辨认和研究对建立岩石地层单位
十分重要。几乎所有的岩石地层单位都是由有限 的基本层序以一定的规律组构而成的。 岩石地层单位的顶底界线必须是基本层序的 顶底界线,而不应当从基本层序的内部通过。
(2)岩石地层单位及其级别
岩石地层单位分为四级,即群、组、段、层, 这是主要单位。有时为特殊的需要在群之上可建立 超群,群之下建立亚群,组之下建立亚组。 组( Formation ):是最重要的基本岩石地层 单位。其含义在于具有岩性、岩相和变质程度的一 致性。组由一种岩石构成,或者以一种岩石为主, 夹有重复出现的夹层;或者由两三种岩石交替出现 所构成;还可能以很复杂的岩石组合为一个组的特 征,而与其它比较单纯的组相区别。
一、地层概念和地层叠覆律
地层
把野外见到的成层岩石 ( 包括沉积岩、火山岩 及其变质岩) ,泛称岩层;
地层 (Stratum): 是指具有某些共同特征 和属性,与相邻岩层存在明显差异、具 有一定地质年代的岩层或岩石组合;
地层除具有一定的形体和岩石内容外,还有时 间顺序的涵义。
地层叠覆律:
层(Bed):等级最低的岩石地层单位。它一 般由岩性、成分、生物组合等特征显著而又明显 区别于相邻岩层的地层构成。 它的厚度不大,可以从数厘米、数米至十余 米。 层是组内或段内的一个特殊单位层(unit layer),在岩性上与相邻岩层显著不同。
2、时间地层单位与地质年代
(1)生物的演化及其时间意义 生物演化过程的不可逆性; 生物演化具有阶段性:生物界存在渐变-突 变(灾变)演化过程,就显示出演化的阶段性; 生物演化具有统一性,也就是说,新的生物 门类在全球出现的时间是一致的。
单位层型(unit-stratotype)是泛指 不同类型地层单位的典型剖面,也就是我 们常说的标准剖面,其上、下限由界线层 型标定,内部允许存在部分覆盖。 界线层型概念在理论上比较精确、严 密,但在实践中也遇到不少困难。
3、生物地层单位
生物地层单位是根据地层中所含有的生物化石 内容和特征所划分出来的地层单位。以含有相同化 石内容和分布为特征,并与邻层化石有别的三度空 间岩层体。 在地层层序中,却有许多不含化石的部分,它 们就不具有生物地层的特征,那么就不是生物地层 划分的对象。 生物地层单位的最大特点,在于它们具有指示 相对年龄的作用。
年代较老的地层在下,年代较新的地层叠覆在上。也 就是上新下老,这就是著名的地层形成的时间顺序规律— —地层叠覆律。
地层叠覆律是确定地层层序的主要方法。
但是在实际工 作中会遇到一 些地质构造条 件复杂的情况, 这个时候就不 能直接应用这 个定律。
二、地层之间的关系及其地质意义
1、地层接触关系类型 (1)整合接触:一个地区沉积作用不断地进 行,无地层缺失。 (2)不整合接触:包括两种类型:
三、多重地层单位和两类地层系统
地层划分、对比的结果就产生了一个地区甚至 全球的地层系统。地层系统包括两个要素:一个是 组成地层序列的各种地层单位,二是这些单位之间 的相互级别关系。
由于地层划分、对比方法的不同,可以产生不 同种类的地层单位。多种多样的地层单位可以概括 为两大类型:着重体现地层实体固有特性(岩性、 电性、化学性质等)的物质性地层单位系统,对地 质生产工作有很大实用价值,但往往具穿时性;另 一类是着重体现地层时间属性的时间地层单位系统 ,研究地质历史必不可少的重要理论基础。
群(Group ):比组高一级的岩石地层单位, 常用的最大岩石地层单位。由两个或两个以上经 常伴随在一起而具有某些统一的岩石学特点的组 联合构成的,或由一大套厚度巨大,岩类复杂的 地层组成。 群的顶底界线即其顶底组的上下界,而不应 当从组内穿过;群内不允许有重要的间断或不整 合存在。 群在必要时可以再分成亚群,或合并为超群 。群的名称通常取自典型剖面附近的地名。
(3)时间地层单位的定义——界线层型概念
赫德伯格( H. D. Hedberg )主编的《国际地 层指南》(1976)提出了建立一个标准全球年代地 层表的目标,具体要求是建立一个完整而系统排列 的、命了名并下了定义的、区域或全球应用的年代 地层单位等级。 为了达到这个要求,在连续沉积的地层、相同 的岩相类型和同一古生物演化系列中确定一个特殊 点,用以标定年代地层单位的界线,这个就是界线 层型(boundary-stra-totype)。
组通常是由一种基本层序所构成,也可由成因 关系密切的二、三种基本层序所构成。组的顶、底 界线应当是明显的,野外观察时易于识别,而且必 须是基本层序的顶底界。 组的厚度无固定的标准,可以由1m到几千米不 等。 组一般以典型剖面附近某一地理名称来命名 。组名可以有重名。 如沙湾组:奥陶系。四川峨眉的上二叠统、准 噶尔盆地上第三系昌吉河群下部的沙湾组。
系:是第三级高级时间地层单位,根据全球 生物演化总面貌来划分。例如寒武纪带壳动物群 中三叶虫总体上占优势,称为三叶虫时代;泥盆 纪以脊椎动物中的鱼类大量繁盛为特征。 统:是常用的第四级时间地层单位,代表比 系次一级的生物界演化阶段。以寒武纪内三叶虫 演化为例,全球范围内下寒武统一般都呈多节多 刺、头大尾小的原始类型,表现了相似的演化水 平和阶段。 由此可见,统、系、界和宇均属于全球性时 间地层单位,不受世界各地自然地理环境和生物 区系不同的影响。
平行不整合:产状平行一致,有地层缺失; 角度不整合:岩层产状呈截交关系,地层缺失。
抬升/剥蚀
沉降-接受沉积
平行不整合
K
P
角度不整合的形成过程
A 沉积
B 褶皱/抬升
C 剥蚀
D
沉降-接受沉积
角度不整合接触

角度不整合
侵入接触:如果岩浆岩在沉积岩形成之后侵入 ,则在侵入体接触带上,会出现烘烤变质等现象, 侵入岩体中往往还残留有围岩的捕虏体,有时还被 与侵入体共生的岩脉所贯入,这种关系称侵入接触 。沉积岩层先于岩浆岩侵入体沉积。 沉积接触:如果侵入岩冷却凝固,由于剥蚀作 用而露出地表,其上又被新的沉积岩层所覆盖,这 时沉积岩层底部往往有侵入岩的砾石,这种关系称 沉积接触。沉积岩晚于岩浆岩侵入体沉积。
例如蜓类产生于早石炭世后期,单笔石类产生于志 留纪初期;生物类群的绝灭更是这样,四射珊瑚、蜓类在 二叠纪末的绝灭,菊石、恐龙在白垩纪末的绝灭。这种新 生、绝灭在全球范围内时间上的一致性,就体现了生物演 化的统一性。
整个生物演化史证明:分类级别越高统一性 越强,分类级别越低统一性愈低。 由于生物的演化存在着明显的不可逆性、阶 段性和统一性,而且演化过程又是随着时间的流 逝而进行的,所以生物的演化最能反映时间的进 程,成为地质时间前进的“指示剂”。
1、岩石地层单位
岩石地层单位是根据地层的岩石特征建立的 地层单位。一个岩石地层单位是由岩性、岩相或 变质程度均一的岩石组成的地层体,它不考虑岩 层的地质年龄,其中所含化石只看作岩石的组成 部分。 (1)岩石地层单位的基本层序 是沉积地层垂向序列中按某种规律叠覆出现 的单层组合,也是岩石地层单位的最基本组构细 胞(最基本单元)。基本层序之间常是侵蚀面、 沉积间断或岩性突变面。
在一个连续沉积、相同岩相类型的典型剖面上 ,对其中同一古生物演化系列中确定一个特殊点, 用来标定年代地层单位的界线。这个特殊点主要根 据能在全球广泛追踪的重要古生物属种首次出现来 标志。例如石炭系底界已公认以牙形石 Siphonodella presulcata至S. sulcata连续演化 系列中sulcata种首次出现为标志。三叠系底界近 年来也公认为以牙形石Hindeodus parvus的首次出 现为标志。
宇:是最大的高级时间地层单位,是在宙的时 间内形成的全部地层。目前整个地球历史只划分出 四个宙,相对应的时间地层单位是:冥古宇、太古 宇、元古宇、显生宇;废弃了隐生宇。
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