地层学基本理论ppt课件.ppt
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1、第3章 地层学Stratigraphy,3.1 概念、定律和地层的接触关系3.1 Concepts,laws & contact relationships of strata3.2 地层划分和对比3.2 Stratigraphic subdivision and correlation 3.3 地层单位和地质年代3.3 Stratigraphic units and geological times 3.4 地层的形成作用3.4 Stratigraphic formation,3.2.1 Concepts of Stratigraphic subdivision and correlatio
2、n,地层划分:根据地层的特征和属性(如岩性、化石和不整合面等)将地层组织成相应的单位。,Stratigraphic subdivision: The systematic organization of the Earths rock bodies, as they are found in their original relationships, into units based on any of the properties or attributes that may be useful in stratigraphic work.,纵向找异,岩性“对比”:是论证岩石特征和岩石地层位
3、置的相当;两个含化石层的“对比”:是证明化石内容和生物地层位置相当;年代“对比”:是论证年龄和年代地层位置的相当,地层对比:论证地层的特征或地层位置的相当。根据所强调的侧重点的不同,有不同种类的对比,Lithostratigraphic correlation: Based on the similarities of the lithologic units.Biostratigraphic correlation:Based on the similarities of the fossils contained.,横向寻同,3.2.2 Methodology of Stratigraph
4、ic subdivision and correlation,Lithology Fossils Physical Chemical Architectures others,地层划分对比的方法,岩石地层划分对比,岩性划分对比,追索对比,可划分出6个组,Fossils Index fossil:指那些演化速度快、地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定地层的时代,也可以用于地层的年代对比。 Fossil association:指在一定的地层层位中所共生的所有化石的综合。化石组合法是根据地层的化石组合对比地层的方法。,Index fossils,300 km,F
5、ossil associations,Index fossils,Physical characters同位素年龄测定与地层划分对比同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。放射性元素在衰变过程中,释放出能量并转化为终极元素。 用于地层年龄测量的同位素方法主要有铀铅法、钍铅法、铷锶法、钾氩法等。同一地区地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定,不同地区的地层的同位素年龄可以用于地层对比。,1)地层中通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征,即“剩余磁性”。2)地史中地磁极曾发生许多次倒转。根据地磁极的倒转并配合同位素年龄测定,可以建立一个地磁极向年表。3)由于地球的磁极是全球性的,利用地磁
6、极向年表可以对地层定年和进行磁性地层的对比。,磁性地层划分对比/ Magnetostratigrapgy,更新世磁极倒转时间表,GilbertReversedEpoch,MatuyamaReversedEpoch,松山,布容,Seismic stratigraphy,地震地层划分对比,利用地震反射波形成的反射同相轴来进行地层对比的方法。不同岩性界面之间由于密度差异而形成反射同相轴,利用同相轴的追踪对比来划分对比地层。,地震地层对比,地震地层对比,测井地层对比,利用地层的自然电位曲线、视电阻率曲线等进行对比地层的方法。由于不同测井曲线对不同岩性反映的敏感程度不同,实际对比时要综合考虑(要看总体变
7、化特征)。松辽盆地嫩二段底部的油页岩在视电阻率曲线上表现为一明显的尖峰.,测井地层划分对比,Logging stratigraphy,由于不同测井曲线对不同岩性反映的敏感程度不同,实际对比时要综合考虑(要看总体变化特征)。,Chemostratigraphy,化学地层对比,Cyclostratigraphy& time-series analysis,旋回地层对比,事件地层层序地层不整合分子地层气候地层,其它地层划分对比方法,事件地层对比,1000 KM,事件地层学对比法,利用地史时期突发的稀有地质事件进行对比地层的方法。地质事件:是指地史上稀有的、突发性的、在短暂时间内影响范围很广的自然现象
8、,并在地层中留下了能被识别的显著标志。 从时间角度来说,事件是瞬时性的变革,或者是极其短促的一段过程,或者是一个过程的开始或结束。 特点易于辨认;其地层记录具有一定的保存程度;具有一定的分布范围;具有等时性或近等时性;持续时间较短。全球性事件一般以万年为单位,地方性事件一般以十万年至百万年为单位。,事件地层学对比法,级别:全球性事件、区域性事件、地方性事件全球性事件:是指在全球范围内可以观察到其影响或其地质记录的事件。如地外撞击、地磁极性反转和大规模生物绝灭事件等。该类事件在地层中造成等时性精确、持续时间短和分布极广等地质标志。“界线粘土层”就是一例。特点:全球性;瞬时性;极易辨认。因此,可成
9、为地层对比最精细、准确的标志,并成为地层划分的自然界线。如,E/K之间发生的外星撞击事件界线粘土层。,事件地层学对比法,全球性事件:E/K之间发生的撞击事件界线粘土层。,事件地层学对比法,地质事件主要类型:缺氧事件、风暴事件、浊流事件、火山事件、生物灭绝事件、海平面变化事件、地磁反转事件、外星撞击事件、冰川事件、大陆拼合事件、气候事件等。,层序地层学对比,层序地层学( sequence stratigraphy)是80年代后期发展起来的一个地层学分枝 。是研究以不整合面或与之相关的整合面为界的年代地层格架中具有成因联系的、旋回性序列(相)之间相互关系的学科。 层序(sequence)是由一系列
10、的沉积体系域组成,并被认为是全球海平面变化曲线前一个下降拐点(F1)至后一个下降拐点(F2)之间的沉积产物。在一次海平面下降一上升一再下降过程中,所产生的沉积物岩性岩相具有规律性组合特征。层序由以下4个沉积体系域(systems tract)组成。,层序地层学对比,1、低水位体系域(lowstand systems tract,简称LST)是在F和R点之间最大海平面下降及其后缓慢上升时期的沉积序列。 由于海平面降至陆棚坡折外侧,暴露的陆棚上出现河流深切谷,大量陆源碎屑越过陆棚直接带至陆坡、盆地区,先后形成成分复杂的低水位扇和低水位楔。前者主要由斜坡扇及海底扇组成,后者以粒度细的楔形斜坡沉积为主
11、,由进积型准层序构成 。,层序地层学对比,黄河壶口瀑布,深切河谷,层序地层学对比,2、海侵体系域(transgressive systems tract,简称TST)形成于海平面迅速上升时期。它是从低水位体系域之上的最初海泛面(first marine-flooding surface,简称ffs)开始,内部以出现系列海侵事件为特征,顶部以出现最大海侵面(简称mfs)结束。海侵体系域代表了持续海侵阶段的特有沉积相组合,通常在垂向上呈现向上变深的退积序列,层序地层学对比,3、高水位体系域(highstand systems tract,简称HST)是在全球海平面的高水位期沉积下来的体系域。一般指
12、从R拐点之后的某一时刻开始,至F拐点之前某一时刻结束的时间间隔。该体系域的底是最大海侵面,顶界则是另一个不整合面。代表海侵达到最大范围后相对静止再转化为开始海退的特殊阶段,垂向沉积相组合呈现向上变浅的进积序列。,在碎屑岩中可以分选较差的三角洲沉积为典型代表,底部下超面十分明显;碳酸盐岩中经常呈现巨厚层至块状外貌,顶部出现白云岩和多种暴露标志。,层序地层学对比,4、陆架边缘体系域(shelf margin systems tract,简称SMST)与低水位体系域同属最大海退阶段的沉积序列,但因海退规模小,陆棚并未全部暴露,也未出现深切河谷和相应的低水位扇和楔。本体系域下界的特点是海岸平原或滨海一
13、三角洲沉积覆于河流沉积之上,上界为一海侵面,与上覆的退积型海侵体系域分开。,层序地层学对比,根据层序内部沉积体系域组合特征,可以区分出两种常见类型。各自的沉积体系域配置和关键界面的关系表示如下:,地层划分和对比的结果:形成相应的地层单位和地层系统存在多重地层单位 岩石地层单位、年代地层单位、生物地层单位、磁性地层单位、化学地层单位、生态地层单位、地震地层单位、矿物地层单位、构造地层单位等。 强调三套常用地层单位(岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位)和两套独立的地层单位系统(岩石地层单位系统和年代地层单位系统),第3章 地层学Stratigraphy,3.1 概念、定律和地层的接触关系3.
14、1 Concepts,laws & relationships between strata3.2 地层划分和对比3.2 Stratigraphic subdivision and correlation 3.3 地层单位和地质年代3.3 Stratigraphic units and geological times 3.4 地层的形成作用3.4 Stratigraphic formation,3.3.1 Lithostratigraphic unit-LU 3.3.2 Biostratigraphic u.-BU3.3.3 Chronostratigraphic u.-CU3.3.4 St
15、ratotype 3.3.5 Relations between stratal u.,3.3 地层单位与地质年代Stratigraphic units and geological times,3.3.1 岩石地层单位(Lithostratigraphic Unit)定义:由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的地层体,即以岩性岩相为主要依据而划分的地层单位分级:群、组、段、层,Group Formation Member Bed,岩石地层单位-组 定义:组是基本的岩石地层单位,具有相对一致的岩性、岩相和变质程度,且具有一定结构类型的地层体。建组条件:1)岩性相对一致(均一、夹层、互层或特别复
16、杂);2)内部结构一致(内部不分段的组为一种结构类型,内部分段的组可有多种结构类型);3)顶底界线明显(不整合或明显的整合);4)一定和厚度和分布范围(一般要求能在区域地质图(1/5-1/20万)上表达)。,岩石地层单位-lithostratigraphic units 群-Group:通常是组的联合。联合原则:岩性的相近;成因的相关;结构类型的相似等。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。常用于前寒武系和中生代陆相地层 段-Member:组的再分。分段的原则:组内岩性的差别;组内结构的差别;地层成因的不同等。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。 层-Bed:层有两种类型:一是岩性或
17、结构相同或相近的岩层组合,可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。 Group Formation Member Bed,马平组栖霞组分界-广西来宾,岩石地层单位的级别Hierarchy of lithostratigraphic units,群 Group两个或多个组组 Formation岩石地层学的基本单位段 Member组内命名的岩石实体 层 Bed段内或组内命名的独特岩层,高级别单位内可进一步划分为若干个低级别的单位,但不能反之;一个地区的地层划分并不要求必须划分各个不同级别的地层单位;组是最重要的基本岩石地层单位;只要条件许可,均应划分到组。,命名/Nomenc
18、lature of lithostratigraphic units群和组:大都以建群、建组剖面所在的地名命名,如:长城群(Pt),融县组(D3) 段和层:大都以岩性命名, 如:砂岩段, 灰岩层.,3.3.2 生物地层单位/Biostratigraphic Units and their Main Types,生物地层单位的建立可基于单一分类单元或几个分类单元的组合、丰度、特定的形态特征,或与化石组成和分布有关的任何特征的变化;相同的地层间隔可因选用不同的鉴别标准或不同化石类群而得到不同的分带。因而生物地层单位有多样性;据不同生物类群建立的带、甚至同类生物带之间也可能出现纵向与横向上的间隔或重
19、叠 ;生物地层单位对化石分类有强的依赖性,化石分类的变化会导致该生物地层单位所限定的地层体范围增大或缩小。与其它地层单位不同,生物地层单位是以生物化石定义的;地层记录中的生物演变不会重复。因此,在长的地质时期中,演化使一个时代的化石组合不同于任何其它时代。,生物地层单位生物带(biozone),是根据地层中所含化石的内容及其特征划分的地层单位。以含有相同化石内容和分布为特征,并与相邻地层中化石有别的三维空间岩层体,Biostratigraphic units exist only where the particular diagnostic feature or attribute on w
20、hich they are based has been identified. Biostratigraphic units, therefore, are objective units based on the identification of fossil taxa. Their recognition depends on the identification of either their defining or characterizing attributes. Biostratigraphic units may be enlarged to include more of
21、 the stratigraphic record, both vertically and geographically, when additional data are obtained. In addition, since they depend on taxonomic practice, changes in their taxonomic base may enlarge or reduce the body of strata included in a particular biostratigraphic unit.,Biostratigraphic units (bio
22、zones) are bodies of strata that are defined or characterized on the basis of their contained fossils.,生物带的主要类型(Major types of biozone),生物带(biozone, 或化石带fossil zone、带Zone)是生物地层划分的基本单位;据不同的定义方式可有多种类型,但无级别关系生物带根据研究需要可再分为亚带(subzone),或组合为超带(superzone),但后者很少使用,1) Acrozone, taxon-range zone, concurrent-ra
23、nge zone = Range zone; 2) Last-, Lowest-occurrence zones = Interval zone; 3) Evolutionary, morphogenetic, phylogenetic zones = Lineage zone; 4) Oppel zone, cenozone = Assemblage zone; 5) Acme, Peak, flood zones = Abundance zone;,a. Taxon-range Zone,b. Concurrent-range Zone,延限带/Range Zone The body of
24、 strata representing the known stratigraphic and geographic range of occurrence of a particular taxon or combination of two taxa of any rank. There are two principal types of range zones: taxon-range zones and concurrent-range zones.,The body of fossilife-rous strata between two specified biohorizon
25、s. Such a zone is not itself necessarily the range zone of a taxon or concurrence of taxa; it is defined and identified only on the basis of its bounding biohorizons,间隔带/Interval Zone,以a类首现和b类消失定义一个地层间隔,以a类消失和b类消失定义一个地层间隔,指两个明显生物地层界面之间的一段地层。这个带本身并不是任何生物分类单元的“延限带”,也不是许多分类单元的共存,但它可以含不特别明显的生物地层组合或生物地层特
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