地层学基本原理和方法.ppt

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1、第二章第二章第二章第二章 地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法1第二章第二章第二章第二章 地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表第四节第四节第四节第四节 地层划分和对比的方法地层划

2、分和对比的方法地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法2一、地层概念和地层叠覆律一、地层概念和地层叠覆律 把野外见到的把野外见到的成层岩石成层岩石(包括沉积岩、火山岩及其变质岩包括沉积岩、火山岩及其变质岩)，泛称，泛称岩层岩层；地层地层(Stratum):是指具有是指具有某些共同特征某些共同特征和和属性属性，与相邻，与相邻岩层存在岩层存在明显差异明显差异、具有、具有一定地质年代一定地质年代的的岩层岩层或或岩石组合岩石组合；地层地层除具有一定的形体和岩石内容外，还有除具有一定的形体和岩石内容外，还有时间顺序时间顺序的的涵义。涵义。v 地地 层层第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有

3、关概念地层学的有关概念地层学的有关概念34整合接触、不整合接触整合接触、不整合接触1 1、整合接触、整合接触 定义定义：指相邻的新、老地层产状一致，岩石性质与生物演：指相邻的新、老地层产状一致，岩石性质与生物演化是化是连续而渐变连续而渐变的，沉积作用的，沉积作用没有间断没有间断（实线实线）。）。意义意义：表明该地区：表明该地区地壳运动相对较为稳定地壳运动相对较为稳定，一直处于，一直处于持续持续下降下降或或持续上升状态持续上升状态，因此沉积物能够，因此沉积物能够连续沉积连续沉积而形成而形成整合接整合接触触。二、地层之间的关系及其地质意义二、地层之间的关系及其地质意义第一节第一节第一节第一节 地层

4、学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念5u侏罗系（侏罗系（J J）页岩。）页岩。u接触界限接触界限u三叠系（三叠系（T T）砂岩。）砂岩。62 2、不整合接触、不整合接触 定义定义：上、下地层间的层序如果有了：上、下地层间的层序如果有了间断间断，即先后沉积的地，即先后沉积的地层之间层之间缺失缺失了一部分地层。了一部分地层。包括包括：平行不整合平行不整合和和角度不整合角度不整合 假整合接触（平行不整合接触）假整合接触（平行不整合接触）定义定义：指相邻的新、老地层：指相邻的新、老地层产状一致产状一致，但有，但有明显的沉积间断明显的沉积间断或或地层缺失地层缺失的接触关系。（的接

5、触关系。（虚线虚线）意义意义：表明该地区，老地层形成后，地壳均衡：表明该地区，老地层形成后，地壳均衡上升上升为陆，使为陆，使该地层遭受该地层遭受风化剥蚀风化剥蚀，形成了剥蚀面，随后地壳均衡，形成了剥蚀面，随后地壳均衡下降下降，在，在剥蚀面上重新剥蚀面上重新接受沉积接受沉积，并形成了新地层，这种接触关系是，并形成了新地层，这种接触关系是地地壳升降壳升降的重要标志。的重要标志。第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念7平平 行行 不不 整整 合合PK8下降沉积下降沉积上升、接受剥蚀上升、接受剥蚀,沉积间断沉积间断再下降再下降,再沉积再沉积 第一节第

6、一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念9角度不整合接触角度不整合接触 定义定义：相邻的新、老地层：相邻的新、老地层产状不一致产状不一致，分界面为，分界面为剥蚀面剥蚀面，并且剥蚀面产状与新地层一致，老地层以，并且剥蚀面产状与新地层一致，老地层以不不同角度斜交同角度斜交接触。（接触。（波浪线波浪线）意义意义：表明老地层形成后经受了：表明老地层形成后经受了强烈的构造运动强烈的构造运动，使岩层发生了使岩层发生了变形变形（倾斜或褶皱）并（倾斜或褶皱）并遭受风化剥蚀遭受风化剥蚀，形成剥蚀面，然后形成剥蚀面，然后地壳下降地壳下降，在剥蚀面上，在剥蚀面上接受沉积接受

7、沉积形形成新地层。成新地层。第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念10角角 度度 不不 整整 合合 的的 形形 成成 过过 程程角角 度度 不不 整整 合合 的的 形形 成成 过过 程程B 褶皱褶皱/抬升抬升A 沉积沉积C 剥蚀剥蚀D 沉降接受沉积沉降接受沉积下降、接受沉积下降、接受沉积褶皱上升褶皱上升(常伴有断裂变动、岩浆活动、常伴有断裂变动、岩浆活动、区域变质等区域变质等)、沉积间断、遭受剥蚀、沉积间断、遭受剥蚀再次下降、再沉积。再次下降、再沉积。11SJ角角 度度 不不 整整 合合1213 侵侵入入接接触触：如如果果岩岩浆浆岩岩在在沉沉

8、积积岩岩形形成成之之后后侵侵入入，则则在在侵侵入入体体接接触触带带上上，会会出出现现烘烘烤烤变变质质等等现现象象，侵侵入入岩岩体体中中往往往往还还残残留留有有围围岩岩的的捕捕虏虏体体，有有时时还还被被与与侵侵入入体体共共生生的的岩岩脉脉所所贯贯入入，这这种种关关系系称称侵侵入入接接触触。沉沉积积岩岩层层先先于于岩岩浆浆岩岩侵侵入入体沉积。体沉积。沉积接触沉积接触：如果侵入岩：如果侵入岩冷却凝固冷却凝固，由于剥蚀作用而露，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部往往有侵入岩的砾石侵入岩的砾石，这种关系称，这种关

9、系称沉积接触沉积接触。沉积岩。沉积岩晚晚于于岩浆岩侵入体沉积。岩浆岩侵入体沉积。第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念14第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念15 海水范围扩大海水范围扩大，海岸线推进到原来的陆地内，即发生了，海岸线推进到原来的陆地内，即发生了海侵海侵。由于海水范围扩大，由于海水范围扩大，海水加深海水加深，海岸线向陆内推进海岸线向陆内推进，所，所造成的造成的沉积沉积成为成为海进序列海进序列。新沉积形成岩层新沉积形成岩层的分布范围的分布范围超过了超过了更老的岩层更老的岩层分布

10、范围，分布范围，这种现象称为这种现象称为超覆超覆。超过的那一部分地区称为。超过的那一部分地区称为超覆区超覆区。海进序列海进序列：海水海水深深，海水面积海水面积大大，沉积物沉积物细细，沉沉积面积积面积大大。2、海侵超覆和海退退覆、海侵超覆和海退退覆第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念16地层超覆序列地层超覆序列第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念细细粗粗超覆区超覆区17 沉积盆地内海平面沉积盆地内海平面相对下降相对下降时，海水分布范围时，海水分布范围不断缩小不断缩小，称为，称为海退海退（r

11、egressionregression），它所形成的），它所形成的沉积称沉积称海退序列海退序列。愈新愈新的地层的地层分布范围愈小分布范围愈小，这称为，这称为退覆退覆，较新较新的地层未覆盖的地区的地层未覆盖的地区称为称为退覆区退覆区。海退序列：海退序列：海水海水浅浅，海水面积海水面积小小，沉积物沉积物粗粗，沉积面积沉积面积小小。第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念18地层退覆序列地层退覆序列第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念细细粗粗退覆区退覆区19 成因上有成因上有联系联系的、地层的的、

12、地层的岩性岩性或或岩石组合岩石组合按一定的按一定的生生成顺序成顺序在剖面上在剖面上规律叠覆规律叠覆的现象称为的现象称为沉积旋回沉积旋回（Cycle of Sedimentation）。）。3、沉积旋回、沉积旋回 沉积旋回层序的产生主要受四种因素的影响沉积旋回层序的产生主要受四种因素的影响：海（湖）海（湖）平面升降平面升降、古气候变化古气候变化、沉积物源供应速率沉积物源供应速率和和构造环境构造环境的的改变。改变。第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念20 海相沉积旋回模式海相沉积旋回模式：由：由海进海进至至海退海退组成的组成的完整旋回完整旋回。

13、第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念细细粗粗粗粗细细粗粗粗粗21第二章第二章第二章第二章 地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表第四节第四节第四节第四节 地层划分和对比的

14、方法地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法22 地层叠覆律地层叠覆律：年代较：年代较老老的地层在的地层在下下，年代较，年代较新新的地层叠覆的地层叠覆在在上上。地层叠覆律是。地层叠覆律是确定地层层序确定地层层序的主要方法。的主要方法。第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法一、地层层序及相对地质年代的确定方法一、地层层序及相对地质年代的确定方法23 根据根据化石化石确定确定相对地质年代相对地质年代：不同时代的地层不同时代的地层含有含有不同的不同的化石化石群，群，同一时代的地层同

15、一时代的地层含有含有同时代的化石同时代的化石或或化石组合化石组合，这就，这就是是化石层序律化石层序律。根据根据岩石的结构岩石的结构、构造构造等岩性特征确定等岩性特征确定相对地质年代相对地质年代。根。根据据层理构造层理构造、印模构造印模构造、层面构造层面构造等。等。第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法24二、同位素地质年龄（绝对地质年龄）的确定方法二、同位素地质年龄（绝对地质年龄）的确定方法 其其基基本本原原理理：基基于于放放射射性性元元素素有有固固定定的的衰衰变变常常数数，即即每每年年每每克克

16、母母体体同同位位素素能能产产生生的的子子体体同同位位素素的的克克数数。因因此此，分分别别测测定定岩岩石石中中矿矿物物所所含含的的放放射射性性同同位位素素（母母体体同同位位素素）及及由由其其蜕蜕变变产产物物（子子体体同同位位素素）的的含含量量，就就可可以以计计算算出出该该矿矿物物从从形形成成到到现现在在的的实际年龄实际年龄。常用的方法由常用的方法由铀铅法铀铅法、铷锶法铷锶法、钾氩法钾氩法。同位素同位素半衰期半衰期衰变常数衰变常数铀铀 U238铅铅 Pb206 4.468109年年 0.155109/年年铷铷 Rb87锶锶 Sr87 4.91010年年 0.1411010/年年钾钾 K40氩氩 A

17、r40 1.28109年年 0.541109/年年碳碳 C14氮氮 N14 5730年年1.21104/年年 第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法25第二章第二章第二章第二章 地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法地层学基本原理和方法第一节第一节第一节第一节 地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念地层学的有关概念第二节第二节第二节第二节 地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法地层层序及地质年代的确定方法第三节第三节第

18、三节第三节 地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表第四节第四节第四节第四节 地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法地层划分和对比的方法26一、地层划分和对比的概念与多重地层单位一、地层划分和对比的概念与多重地层单位 1、地层划分地层划分（Subdivision）：根据）：根据地层各种属性地层各种属性和和特性特性，按照按照地层的原始顺序地层的原始顺序，系统地把，系统地把一个地区一个地区的地层划分为的地层划分为各种各种地层单位地层单位。2、地层对比地层对比（Correlation）：根据）：根据地层各种属性地层各种属性和和特征特征，对

19、对不同地区不同地区的地层单位的地层单位进行进行比较比较，找出这些地层单位的，找出这些地层单位的相应相应关系关系和和分布规律分布规律。在地层学的意义上是表示。在地层学的意义上是表示地层特征和地层地层特征和地层位置的相当位置的相当。3、地层划分与对比地层划分与对比：确定地层的：确定地层的相对新老关系相对新老关系及其及其分布分布规律规律。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表地层单位与年代地层表27第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层划分对比的方法很多。地层划分对比的方法很多。地层的划分

20、方案也很多即多重地层单位。主要有：地层的划分方案也很多即多重地层单位。主要有：岩石地层单位岩石地层单位年代地层单位年代地层单位生物地层单位生物地层单位磁性地层单位磁性地层单位层序地层单位层序地层单位28 1 1、地层划分、地层划分 方法方法：岩性、化石、不整合面等：岩性、化石、不整合面等 2 2、地层对比、地层对比 岩石地层学方法岩石地层学方法：岩性法、标志层法、沉积旋：岩性法、标志层法、沉积旋回法；回法；生物地层学方法生物地层学方法：化石或化石组合；：化石或化石组合；地球物理学方法地球物理学方法：地震、测井（电阻率、自然：地震、测井（电阻率、自然伽玛、自然电位等）。伽玛、自然电位等）。第三节

21、第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层29 地层划分与对比及综合地层柱状图地层划分与对比及综合地层柱状图第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层30化化石石可可用用于于对对比比相相距距很很远远的的地地层层第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层31第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层32二、地质年代的单位与系统二、地质年代的单位与系统1 1、地质年代单位、地质年代单

22、位 分为：分为：宙、代、纪、世、期、时宙、代、纪、世、期、时等若干时间单位。等若干时间单位。2 2、年代地层单位、年代地层单位 分为：分为：宇、界、系、统、阶、带宇、界、系、统、阶、带。地质年代单位（时间）地质年代单位（时间）宙宙代代纪纪世世期期时时年代地层单位（地层）年代地层单位（地层）宇宇界界系系统统阶阶带带3 3、岩石地层单位、岩石地层单位 分为：分为：群、组、段、层群、组、段、层。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层33记记牢牢新新生生代代7个个世世的的名名称称!记记牢牢五五代代十十三三纪纪!34地质年代歌地质年代歌新生新生

23、早晚早晚三四纪三四纪，六千万年，六千万年喜山喜山期；期；中生中生白垩侏白垩侏叠叠三三，燕山印支燕山印支两亿年；两亿年；古生古生二叠石炭泥二叠石炭泥，志留奥陶寒武系志留奥陶寒武系；震旦震旦青白蓟长城，青白蓟长城，海西加东海西加东到到晋宁晋宁。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层35 在实际工作当中，常用到在实际工作当中，常用到岩石地层单位岩石地层单位（地方性地层单（地方性地层单位），是根据地层的位），是根据地层的岩性特征岩性特征进行分层，并建立起进行分层，并建立起地层系统地层系统和层序和层序。一般分为：。一般分为：群、组、段、层群、组

24、、段、层。三、岩石地层单位三、岩石地层单位 群群：比比组组高高一一级级的的岩岩石石地地层层单单位位，常常用用的的最最大大岩岩石石地地层层单单位位。由由两两个个或或两两个个以以上上经经常常伴伴随随在在一一起起而而具具有有某某些些统统一一的的岩岩石石学学特特点点的的组组联联合合构构成成的的，或或由由一一大大套套厚厚度度巨巨大大，岩岩类类复复杂杂的地层组成。的地层组成。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层36 组组：是是最最重重要要的的基基本本岩岩石石地地层层单单位位。其其含含义义在在于于具具有有岩岩性性、岩岩相相和和变变质质程程度度的的

25、一一致致性性。组组由由一一种种岩岩石石构构成成，或或者者以以一一种种岩岩石石为为主主，夹夹有有重重复复出出现现的的夹夹层层；或或者者由由两两三三种种岩岩石石交交替替出出现现所所构构成成；还还可可能能以以很很复复杂杂的的岩岩石石组组合合为为一一个个组组的的特特征征，而而与其它比较单纯的组相区别。与其它比较单纯的组相区别。组组的的厚厚度度无无固固定定的的标标准准，可可以以由由1m1m到到几几千千米米不等。不等。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层37 段段：是是低低于于组组的的岩岩石石地地层层单单位位，必必须须具具有有与与组组内内相相邻

26、邻岩层不同的岩性特征岩层不同的岩性特征，且分布广泛，对研究区域地层有用。，且分布广泛，对研究区域地层有用。层层：等等级级最最低低的的岩岩石石地地层层单单位位。它它一一般般由由岩岩性性、成成分分、生物组合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。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。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层是组内或段内的一个特殊单位层(unit layer)(unit layer)，在，在岩性上与相邻岩层显著不同。岩性上与相邻岩层显著不同。第三节第三节第三节第三节 地层单位与年代地层地层单

27、位与年代地层地层单位与年代地层地层单位与年代地层3839本章小结本章小结1 1、地层地层、地层叠覆律地层叠覆律；2 2、地层的、地层的接触关系接触关系及其及其意义意义；3 3、地层单位地层单位和和地层系统地层系统；4 4、地层划分与对比的、地层划分与对比的概念概念、方法方法、原理原理；40复习思考题复习思考题 1 1、什么是岩石地层单位的、什么是岩石地层单位的基本层序基本层序？它具有什么？它具有什么特点特点？2 2、有哪几种、有哪几种地层划分对比地层划分对比的方法？每种方法的的方法？每种方法的原原理理是什么？是什么？3 3、有哪些、有哪些地层单位地层单位，每种，每种地层单位地层单位的含义及其区的含义及其区别如何？别如何？41