地层学

 

  地层学是研究地壳表层成层岩石的学科。地层指地壳表层成带状展布的层状岩石,在地表岩石露头中,层状岩石占有很高的比例。

    地层学研究的主要范围是地层层序的建立,及其相互间时间关系的确定,即地层系统的建立和地层的划分与对比。这是一切地质工作的基础,所以地层学是地质学的一个基础学科。许多重要矿层和有用岩石都直接属于地层的一部分,因而地层学又有着重要的应用意义。

    为了建立地层之间的时间关系,19世纪初期就形成了一些地层的基本概念。地层层序律说明地层沉积的原始位置近于水平,老者在下,新者在上。化石顺序律认为不同的地层含有不同的化石,可利用不同化石特征鉴别地层。19世纪地层学的主要工作是利用化石逐步建立了统一的地层系统,就是现代所称年代地层学。条带灰岩中的等厚褶皱

    到19世纪末,人们发现同时期形成的地层具有不同的岩性,这种横向变化导出了岩相横变的概念。德国学者瓦尔特把岩相横变同海侵作用联系起来,解释了时间界面同岩相界面的关系,称为瓦尔特定律。岩相的研究说明岩性界限在多数情况下,并非时间界限,所以除年代地层学以外,还须建立岩性或岩石地层学。

    20世纪30年代以来,详细的地层和生物群的对比研究建立了生物地层学。年代地层学、岩石地层学和生物地层学一直是地层学中的主要分支学科。50年代以后,由于研究范围的扩大和研究手段的发展,出现了不少新的地层分支学科,如磁性地层学、地震地层学、事件地层学、层序,地层学等。

    地层学主要研究地层的层序关系、接触关系和空间变化的关系。地层之间的接触关系可以是连续的也可以是不连续的。短期的沉积中断形成地层间的间断关系。长期的沉积间断,经过基盘抬升,构造变动和陆上剥蚀,与上覆地层间则形成多种类型的不整合关系。

    关于地层之间的空间变,化关系,也有一系列的分析方法和概念。多数地层属于沉积成因,根据现代沉积与其生成环境的关系,判断地层形成时的沉积环境,称为沉积相分析或岩相分析。同样,根据现代大陆内部、大陆边缘和海盆不同构造条件下形成的沉积特征,判断地层沉积时构造环境,称为沉积组合分析或建造分析。

    在较长时间内形成的一系列地层反映了所处构造环境的不断变化,可称为沉积组合序列。组合系列的总体特征即是地层沉积类型。地层的沉积类型反映了构造环境的空间分异。一般可按构造活动性区别为稳定类型、过渡类型和活动类型。

    为了概括地反映各区地层沉积类型的总体特征及其在时间上的发展交替,就有必要进行地层区划,称为地层分区。为了使地层知识、概念、方法系统化和规范化,使地层学者在工作中有所遵循,有共同语言,便于学术交流,还须研究地层分类和名词术语等,这些内容都可归入地层指南(地层规范)。震旦系地层刨面

    地层学的主要分支包括年代地层学、岩石地层学和生物地层学。年代地层学以地层的地质年代归属为主要研究内容,以时间界面为准划分地层,与地质年代表一致是建立地层系统的基本要求。岩石地层学以地层的岩性特征为主要研究内容,以岩性界面变化为准,划分地层,是建立区域地层层序的主要方法。生物地层学以地层所含生物化石为主要研究内容,以生物群的交递变化为准划分地层。由于生物演化具有全球的同时性和一致性,所以生物地层研究是确立地质时代表的重要手段。

    现代地层学扩展了研究范围,深化了地层类型及其时空分布与古环境、古构造的关系,加强了历史的、综合的研究。现代地层学还大量的使用了新的技术方法,开辟了新的领域,形成了新的分支学科,使地层学研究更为深入和准确。

    磁性地层学,利用地层的岩石磁性可作岩性划分的依据,更重要的是利用天然剩磁确定地层形成时古磁极的位置和正反方向等,作为全球性对比和古大陆位置再造的依据。

    地震地层学,使用地震波反射提供的地层界面信息,用于地下和海底地层界面的确定。层序地层学利用由间断面分开的、由沉积体系构成的地层层序划分和对比地层。间断面接近于等时面,层序接近于旋回层。层序地层学是地震地层学的深化和发展。

    化学地层学,依据地层中化学元素含量分布特征,进行区域地层的对比;也可利用不同时代化学元素含量的变化,推断地球化学环境演变的规律。

    同位素地层学,利用放射性同位素测定岩石生成年龄,为年代地层系统提供年龄标定数据,称为地质测时学或地质纪年学。

    生态地层学,主要从事古生物生态环境的研究,与沉积环境研究相结合,使生物地层学的研究有了明显的提高。

    定量地层学,是指利用计算技术对地层的各种信息数据进行处理(使用较多的是用化石群的统计分析),以优化地层的划分和对比,提高生物地层学的研究精度。

    事件地层学的出现与地质事件概念和灾变概念的提出密切相关。事件地层学将突然发生的灾变事件形成的影响用于地层的对比,和用于地层界限的划分,取得了重要的成果。所谓突发的灾变事件主要指全球性事件,例如全球性地磁场的变化,全球性海平面的变化以及水圈气圈物化条件的阶段变化,以及由此引起的沉积作用和生物界的明显改变。

    此外,还有地外事件,如陨星撞击等形成的灾变。事件地层学的重要性在于其全球同时性特征,以多学科综合研究为手段,用于地层界限和地层对比的研究,提高了准确性,也促进了地层学研究的全面发展。

是研究地壳表层成层岩石的学科。地层指地壳表层成带状展布的层状岩石,在地表岩石露头中,层状岩石占有很高的比例。

    地层学研究的主要范围是地层层序的建立,及其相互间时间关系的确定,即地层系统的建立和地层的划分与对比。这是一切地质工作的基础,所以地层学是地质学的一个基础学科。许多重要矿层和有用岩石都直接属于地层的一部分,因而地层学又有着重要的应用意义。

    为了建立地层之间的时间关系,19世纪初期就形成了一些地层的基本概念。地层层序律说明地层沉积的原始位置近于水平,老者在下,新者在上。化石顺序律认为不同的地层含有不同的化石,可利用不同化石特征鉴别地层。19世纪地层学的主要工作是利用化石逐步建立了统一的地层系统,就是现代所称年代地层学。条带灰岩中的等厚褶皱

    到19世纪末,人们发现同时期形成的地层具有不同的岩性,这种横向变化导出了岩相横变的概念。德国学者瓦尔特把岩相横变同海侵作用联系起来,解释了时间界面同岩相界面的关系,称为瓦尔特定律。岩相的研究说明岩性界限在多数情况下,并非时间界限,所以除年代地层学以外,还须建立岩性或岩石地层学。

    20世纪30年代以来,详细的地层和生物群的对比研究建立了生物地层学。年代地层学、岩石地层学和生物地层学一直是地层学中的主要分支学科。50年代以后,由于研究范围的扩大和研究手段的发展,出现了不少新的地层分支学科,如磁性地层学、地震地层学、事件地层学、层序,地层学等。

    地层学主要研究地层的层序关系、接触关系和空间变化的关系。地层之间的接触关系可以是连续的也可以是不连续的。短期的沉积中断形成地层间的间断关系。长期的沉积间断,经过基盘抬升,构造变动和陆上剥蚀,与上覆地层间则形成多种类型的不整合关系。

    关于地层之间的空间变,化关系,也有一系列的分析方法和概念。多数地层属于沉积成因,根据现代沉积与其生成环境的关系,判断地层形成时的沉积环境,称为沉积相分析或岩相分析。同样,根据现代大陆内部、大陆边缘和海盆不同构造条件下形成的沉积特征,判断地层沉积时构造环境,称为沉积组合分析或建造分析。

    在较长时间内形成的一系列地层反映了所处构造环境的不断变化,可称为沉积组合序列。组合系列的总体特征即是地层沉积类型。地层的沉积类型反映了构造环境的空间分异。一般可按构造活动性区别为稳定类型、过渡类型和活动类型。

    为了概括地反映各区地层沉积类型的总体特征及其在时间上的发展交替,就有必要进行地层区划,称为地层分区。为了使地层知识、概念、方法系统化和规范化,使地层学者在工作中有所遵循,有共同语言,便于学术交流,还须研究地层分类和名词术语等,这些内容都可归入地层指南(地层规范)。震旦系地层刨面

    地层学的主要分支包括年代地层学、岩石地层学和生物地层学。年代地层学以地层的地质年代归属为主要研究内容,以时间界面为准划分地层,与地质年代表一致是建立地层系统的基本要求。岩石地层学以地层的岩性特征为主要研究内容,以岩性界面变化为准,划分地层,是建立区域地层层序的主要方法。生物地层学以地层所含生物化石为主要研究内容,以生物群的交递变化为准划分地层。由于生物演化具有全球的同时性和一致性,所以生物地层研究是确立地质时代表的重要手段。

    现代地层学扩展了研究范围,深化了地层类型及其时空分布与古环境、古构造的关系,加强了历史的、综合的研究。现代地层学还大量的使用了新的技术方法,开辟了新的领域,形成了新的分支学科,使地层学研究更为深入和准确。

    磁性地层学,利用地层的岩石磁性可作岩性划分的依据,更重要的是利用天然剩磁确定地层形成时古磁极的位置和正反方向等,作为全球性对比和古大陆位置再造的依据。

    地震地层学,使用地震波反射提供的地层界面信息,用于地下和海底地层界面的确定。层序地层学利用由间断面分开的、由沉积体系构成的地层层序划分和对比地层。间断面接近于等时面,层序接近于旋回层。层序地层学是地震地层学的深化和发展。

    化学地层学,依据地层中化学元素含量分布特征,进行区域地层的对比;也可利用不同时代化学元素含量的变化,推断地球化学环境演变的规律。

    同位素地层学,利用放射性同位素测定岩石生成年龄,为年代地层系统提供年龄标定数据,称为地质测时学或地质纪年学。

    生态地层学,主要从事古生物生态环境的研究,与沉积环境研究相结合,使生物地层学的研究有了明显的提高。

    定量地层学,是指利用计算技术对地层的各种信息数据进行处理(使用较多的是用化石群的统计分析),以优化地层的划分和对比,提高生物地层学的研究精度。

    事件地层学的出现与地质事件概念和灾变概念的提出密切相关。事件地层学将突然发生的灾变事件形成的影响用于地层的对比,和用于地层界限的划分,取得了重要的成果。所谓突发的灾变事件主要指全球性事件,例如全球性地磁场的变化,全球性海平面的变化以及水圈气圈物化条件的阶段变化,以及由此引起的沉积作用和生物界的明显改变。

    此外,还有地外事件,如陨星撞击等形成的灾变。事件地层学的重要性在于其全球同时性特征,以多学科综合研究为手段,用于地层界限和地层对比的研究,提高了准确性,也促进了地层学研究的全面发展。