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第二章 地 层

  地壳表面由没固结的堆积物(黄土、砂砾等)和固结的岩石组成。其中有的不具成层性 ,如花岗岩类、闪长岩类是由炽热的岩浆沿断裂向上运移中在地下深处冷凝而成,统称侵入 岩。具成层构造的那些成层的岩石和堆积物则统称之为地层。
    由于地层不仅包括具层理构造、层理特征明显的沉积岩,而且包括层理特征不明显的火 山岩,以及由它们变质而成的变质岩。因此,地层可以与上下相邻地层之间,为明显的层面 或沉积间断面所分开;也可以是由于岩性、所含化石、矿物成分、化学成分、物理性质等特 征的变化所导致界限不十分明显的具一定层位的一层或一组岩石。
    地层包括上述三类岩 石,三类岩石的成因亦是地层的成因,即地层的成因也相应地有3种:①地史时期中,地表物 质经风化作用、搬运作用於海洋、湖泊等大的聚水沉积盆地内,经沉积作用、石化作用等漫 长的地质作用形成的岩石叫沉积岩。沉积岩由于形成时的沉积作用不同(机械沉积、化学沉 积、生物沉积),物质来源不同——可以来自不同风化岩石(沉积岩、变质岩、花岗岩及火 山岩),沉积环境不同——海洋或陆地湖盆,从而形成了颜色、矿物成分、结构、粒度不同 的沉积层理。有的还具有波痕、泥裂或龟裂、雨印、虫迹、化石(化石:保存在地层中的古 代生物遗体和遗迹。);②火山喷发出来的物质在地表冷凝后形成的。此种成因的岩石叫喷 出岩也叫火山岩。主要指熔岩,而火山角砾、火山灰等火山碎屑物质往往与正常沉积物(河 湖相、海相)形成一系列火山碎屑岩至正常沉积岩间的过渡类型岩石。③由沉积岩、火山岩 经变质作用(构造运动、岩浆活动导致物理化学条件改变,如产生高温、高压)所形成的岩 石称变质岩,如灰岩(沉积岩)可变为大理岩(变质岩)。
    对于地层,首先要确定它形成的先、后与早、晚,弄清一个地区的地层上下顺序——层 序和划分出不同时代阶段。将地层剖面分成若干自然组合——地层单位,掌握其纵向变化, 然后进行与相邻地区地层层序的对比,将距离远近不同地区的地层剖面按其形成时代先后顺 序进行比较,建立剖面之间、地区之间相互联系,掌握其横向变化。未经构造变动的地层要 符合老的在下,新的在上的“地层层序律”。
    地层的划分与对比要根据古生物化石、岩性或岩相、地层接触关系来决定。生物不停地 演化,具有不可逆性。不同时代生物不同,同一地质时代的不同地区地层剖面中也可能出现 相同、相似的化石群。所以可以根据化石来确定地层的相对时代,划分地层的时代,和对比 不同地区的地层(化石也是恢复古地理、古气候的主要标志,化石研究并能阐明一些直接由 生物形成的矿产如煤、石油的成因和规律)。岩相(能表明沉积环境的沉积岩层的古生物特 征及岩性特征的综合称为相、岩相或沉积相,它的大单位划分有两种:海相、陆相),分析 可知海浸、海退,海陆变迁,因而能进一步确定地壳的升降。沉积物厚度可以推断地壳下降 的幅度,地层的接触关系可以反映沉积过程连续或间断。
    在地史中,地壳发展的不同时期,岩浆侵入、火山活动、地壳运动表现形式和表现强度 不一,地壳发展有阶段性。生物演化,生物门类种属发展,有其出现——繁盛——衰退—— 灭绝的过程,即生物发展也有阶段性。海陆变迁、古气候、古自然地理环境变化、沉积作用 特点等亦不相同,因而地史研究必须依据地层的分类研究、岩浆岩期次的划分和地壳构造单 元的划分、区域构造及地壳运动的研究,来进行地史的分期。其中地层研究是地史分期的依 据和基础。
    目前,国际上把地层分为三大类型:①以岩性作为主要划分依据的岩石地层(岩性地层 )。②以化石作为划分依据的生物地层。③以形成时间作为划分依据的时间地层或年代地层 。其中岩石地层单位(群、组、段、层);生物地层单位“生物地层带”(组合带、延伸带 、间隔带、顶峰带);年代地层单位宇、界、系、统、阶、时带。一般常用地层划分的单位 由大到小,为宇、界、系、统、阶、群、组、段。
    地质时代,是指地壳上不同年代的岩石(包括地层、侵入岩)在形成过程中的新老顺序 和时间。有相对地质年代和绝对地质年代之分。相对地质年代主要根据古生物学方法加以确 定(同时参考地壳运动、岩浆活动、变质作用特点),只说明地层在生成时间上的由老到新 的顺序。国际上通用的地质年代表(见表1—1)中各级地质年代单位划分如下:
    宙:是地质年代中最大的单位。分隐生宙和显生宙。
    代:是地质年代中第二级单位。宙分为代。隐生宙一般分为太古代和元古代。在显生宙 内根据生物演化的主要阶段分为古生代、中生代和新生代。
    纪:是地质年代中第三级单位。代再分为若干纪。古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪 、泥盆纪、石炭纪和二叠纪;中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪;新生代分为第三纪和第 四纪。
    世:是地质年代中第四级单位。一个纪一般分为三个世,如早石炭世、中石炭世和晚石 炭世。但二叠纪、白垩纪和第三纪只分为两个世,如早二叠世、晚二叠世。
    期:世分为若干个期。
    时:是地质年代中最小的单位。时是在期的基础上划分出来的。
    绝对地质年代(绝对年龄)则是用放射性同位素测定年代(又称同位素年龄),明确说 明岩石生成距今的年数,常以百万年或亿年为单位。
    地层单位宇、界、系、统、阶、时与时间单位宙、代、纪、世、期、时,一一对应。