第三章生物地层学的基本原理及方法
古生物地层学第三章原生生物界
旋壁类型
一层式：仅由单一的原 始层组成；
二层式：由致密层和透 明层组成;
三层式：由致密层和内、 外疏松层组成，或由致密层、 蜂巢层和内疏松层组成；
四层式：由致密层、透 明层和内、外疏松层组成。
第三章 第一节 原生动物门
2019/10/10
西安科技大学
第三章 第一节 原生动物门
（一）基本特征
外形：蜓壳外形呈凸镜形、球形、纺锤形直至圆柱形尤以纺锤 形为最常见，故又名纺锤虫。 • 指相化石---浅海，底栖 • 标准化石--生存时代：C13-P2 • 个体一般1mm，大者可达20-30mm
2019/10/10
西安科技大学
第三章 第一节 原生动物门
（一）蜓壳形态和构造
外形：蜓壳外形呈凸镜形、球形、纺锤形直至圆 柱形尤以纺锤形为最常见，故又名纺锤虫。
构造： 初房：蜓类最初形成的房室 初房口孔：初房上有一圆形开口 中轴：蜓壳上的假想旋转轴 两极：中轴的两端 隔壁孔：先后房室以隔壁相隔开，隔壁上的小圆 孔 前壁：末室的前方，向中轴方向转折的壳壁 旋壁：隔壁和前壁以外的旋壳部分
第三章 第一节 原生动物门
二、有孔虫的生态
绝大部分生活在盐度正常 的浅海区，少数可生活在半咸 水环境，极少数属种可在淡水 中生存。
生活方式以底栖移动为主， 少数营浮游生活。
蜓类生活在温暖、清澈、 盐度正常的浅海环境。在海水 浑浊度高、透光性弱、还原环 境的半封闭海域，通常不利于 蜓类的生存。
第三章 第一节 原生动物门
（二）外壳形态及构造（1）
外壳形态 • 包旋壳，分为 1 长轴型 2 等轴型 3 短轴型
地层学基本原理和方法
layered
地层学基本原理
地层学的概念： 传统（狭义）地层学：研究地层顺序及与邻 区地层的对比关系，建立其地层系统和相应的 地质年代系统。 现代（广义）地层学：不但要研究岩层的形 成顺序和年代关系，还要研究地层的物质特征 （物理和化学）、时空分布规律和成因环境等 方面的内容。
3．年代地层单位和地质年代单位
年代地层单位是在特定地质时间内形成的所有岩石的综合体； 只包括在该时间跨度内形成的岩层。年代地层单位以等时面为 界，单位级别与岩层所包含的时间长短相对应，而与岩层的厚 度无关。年代地层单位与地质年代严格对应。
年代地层单位
地质年代单位
宇 Eonothem 界 Erathem 系 System 统 Series 阶 Stage 时带Chronozone
At edge of a depositional basin (a); Faulting followed by erosion (b)
a
b
Pinchout (c), Intertonguing (d), Lateral gradation (e)
地层的侧向延伸与尖灭
c d e
Sedimentary facies change with the depositional environments, while the fossils change mainly with time
§7-1 地层学基本原理
4
地层单位(Stratigraphic unit)
地层单位是指依据岩石所具有的任一特征或属性划分的、 并能被识别的一个独立的特定岩石体或岩石体组合。
依据地层的不同性质所作的地层划分，可建立 不同的地层单位，最常用的地层单位有以下三类：
地质学基础第三章 地层分析
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
2. 穿时普遍性原理 “穿时”——指在持续地海侵或海退的情况下，地质时代 因地而异的一个岩石地质体及其界线与地质时间面或化石 带斜交的现象或关系。这种穿时的现象是由沉积环境随时 间的迁移和侧向堆积作用所造成的。
穿时普遍性原理可概括为：全部侧向上可以识别和追索的 非火山成因的陆表海沉积物的岩石地层单位都必然是穿时 的。
在分析和对比岩石地层单位时，不采用穿时普遍性原 理作指导，而只采用叠覆原理，必然歪曲事物的真相，颠
倒地层和古地理的解释，也无法搞清岩层的真正侧向关系
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
表1－3－1 塔里木石炭系地层划分方案对比表
种生物共生在一起组成一个生物群体（组合）。生物 群及其变化，在一定程度上反映了地层形成时期的自 然地理环境的改变和时代的变化。
化石组合法可以避免因个别标准化石在特殊沉积 环境中，由于穿时现象造成地层对比的错误。
西南石油学院－－代宗仰，2002年8月
3、种系演化法
生物地层法的局限性：化石鉴定的分歧 地质环境地复杂多变：相变与古生物
δ ( ‰)=（R样品－R标准）/R标准 ×103
R样品为上述三个比值之一， R标准 为国际标准对比样品。 氧同位素，选SMOW和PDB；硫同位素，选CDT；碳同位素，
PDB
SMOW、CDT和PDB分别是标准平均洋水氧、亚利桑那某峡
谷某一陨石铁中的硫、南卡罗莱纳州晚白垩Peedee组中箭石
化石的碳和氧。
绝大部分的沉积层或厚的沉积物楔形体是由沉积 物通过侧向加积或进积型式在倾斜面上堆积而成的。 该原理认为：
生物地层学
生物地层学生物地层学是主要研究地层中生物化石的时空分布、据生物研究地层形成发育规律和确定地层相对时代的学科。
是地层学的一个分支，通过生物化石的研究来剖析地层，它最重要的意义在于它的时代意义。
一、生物地层学的研究史概述我国的生物地层学的研究可追溯到1920年，当时的北京地质调查所设立了古生物室，并创办了中国古生物志，各省也同样出版了各个省的古生物和地层的刊物，其中中国古生物志在当时被列为国际地层古生物方面最重要的参考文献之一。
后来乃至现今，这些古生物材料都成为了地层与古生物方向的地质工作者们进行研究的基础材料。
尽管如此，在解放之前的研究主要是以大化石（动植物）为主，而微体化石（孢粉、介形虫等）的研究工作就十分薄弱，主要从事包括古脊推动物、古人类、古植物和古无脊推动物等方面的大化石研究，不过十几个门类，发展极不平衡。
微体化石方面则由于实验条件的限制，根本无从开展研究。
地层古生物的工作主要局限于描述，包括地层剖面的测制和化石的基本记录。
古生物多限于单纯描述，大部分与地层应用脱离。
生物地层限于一般标准化石法并以古、中生代为主,新生代和前寒武纪地层研究薄弱。
但也积累了相当丰富的材料，在近30年中出版了许多本古生物志及其它古生物著作，描述了大量化石，提供了可贵的基础资料。
对于地层划分和基本地质构造的认识都起过一定作用。
古生代地层系统的初步建立，蜓、笔石、长身贝类腕足类等无脊推动物分类、生物地层的研究，有不少已达到了当时的国际水平。
建国后，由于能源需求，地质工作得到了国家的大力支持。
特别对煤、石油等矿产而言，地层古生物就显得尤为重要。
至70年代中期，地层古生物机构又有了新的发展,在各主要省(区、市)地质局、区城地质调查队和各部门的地质勘探队，都有专门的地层古生物人员或相应机构设置，并开始了大范围地进行全国性的地层系统的建立工作，其中很大一部分就是生物地层的工作，而且微体古生物得到了迅速崛起并快速发展起来。
80年代，基本的地层古生物的研究工作已完成，1980年还召开了全国地层委员会议，总结了前些年的地质工作情况，在生物地层方面，对古生代的地层基本都有一定的建带。
经典层序地层学的原理与方法
经典层序地层学的原理与方法1.原理(1)相对年代原理：根据物质的演化以及地质过程的变迁原则，可以将不同地层的地质时代进行相对排序。
这包括地质体的沉积和变形顺序，通过化石记录和地层对比等手段来分析地层的相对年代。
(2)相对时间标度原理：相对年代原理可以建立起相对的年代顺序，但并不能直接推断地层的绝对年龄。
建立地质时间标度需要依赖于放射性同位素的测定和绝对年龄数据。
(3)地层叠置原理：地质剖面上，较老的地层位于较新的地层之下，这是地层堆积的基本规律，称为地层叠置原理。
通过研究地层叠置关系，可以推断出地层的相对年代。
(4)地层异常原理：根据地质过程的变迁和代表不同地质环境的地层记录，可以判断地层的异常地位。
这种地层异常可能是由于不同的沉积环境变迁、断裂活动、火山爆发等引起。
2.方法(1)研究区域的选取：地层研究的基本单位是一定的地理区域。
根据需求和目标，选择代表性的地区进行研究，包括地理位置、地质构造、地貌特征等。
(2)地层的判别和对比：通过野外调查、岩心取样等方式，收集研究区域内不同岩层的样本。
对比样本之间的差异性，确定岩层的地层对比关系。
(3)化石和古生物学研究：根据地层中的化石所包含的信息，包括生物的种类、分布、演化、地理分布等，来推断地层的相对年代。
通过生物标志物的研究，可以建立起地质时间序列。
(4)放射性同位素测定：通过分析地层中的同位素含量，如铀、铅、钾、氩等，可以确定地层的绝对年代。
(5)地层时空演化模拟：根据地质过程的规律和已有的地层信息，结合数学模型和地质力学理论，模拟地层的时空演化过程。
(6)地层剖面和地质图制图：将已经研究好的地层对比和圈定的地层之间的边界划分到地质图上，绘制地质剖面图以及地质图。
地质剖面图可以更好地记录地层的空间分布和特征。
地层学原理和方法
中国石油大学（华东）地层学原理与方法学生姓名：杨智峰学号：S0*******专业班级：地质学09-3班指导教师：吴智平教授2010年7月1日1 解释多重地层划分的基本概念和原理，常用地层单位系统建立的原则和单位组成，以及各类地层单位系统之间的关系。
1.1 地层划分的概念和原理概念：是根据地层岩性特征，古生物化石，地层间的不整合和岩石同位素年龄把一套地层划分为各级别地层单位的工作。
原理：岩石具有许多不同的特性，如岩性、所含化石、地磁极性、电性、地震反应以及化学成分等。
依据这些特征，就有可能划分岩石。
1.2 地层单位系统的建立的原则和地层单位的组成地层的单位系统主要有三类：岩石地层层单位系统，生物地层单位系统，年代地层单位系统。
1.2.1 岩石地层单位系统根据岩石学方法和构造学方法划分的，地层单位，成为岩石地层单位。
岩石地层单位包括四个级别的地层单位，他们分别是群、组、段、层。
其中“组”是最基本也是最常用的岩石地层单位。
1.2.2 生物地层单位以及各地层单位系统之间的联系生物地层单位是根据古生物化石划分的地层单位，其界线有时与岩石地层单位一致，有时不一致。
生物地层单位划分包括：组合带，延限带和顶峰带，不含生物化石的层叫做哑带或间带。
1.2.3 年代地层单位和地质年代单位根据生物演化阶段和同位素年龄值划分的地层单位，叫做年代地层单位。
年代地层单位对应的时间阶段叫做地质年代单位。
根据生物的演化阶段可以划分为六个级别的年代地质单位和六个对应的地质年代单位。
年代地质单位分别为宇，界，系，统，阶，时带。
地质年代单位分别为宙，代，纪，世，期，时。
1.3各类地层单位系统之间的关系穿时性：在现代地层学中是指连续的海侵和海退过程中，一个岩石的地层体与地质时间界面的斜交的现象。
图1 岩石穿时性示意图2 试论述沉积作用对地层形成、分布之间的关系。
地层学三大定律、化石层序律和瓦尔特相律或相对比定律的提出和建立既是理性地层学形成的标志，也是现代地层学理论和实践的基石。
地层学原理-绪论
第十二章 全球旋回地层学与全息地层学 一、旋回地层学与全息地层学的形成与发展 二、旋回地层学的概念 三、旋回类型 四、旋回沉积作用类型 五、地球轨道变化参数及米兰科维奇旋回 六、地球轨道旋回的沉积学特征 七、地球轨道旋回的年代学意义及旋回年代学 八、旋回级次及其控制因素 九、地层旋回性研究的实例 十、地球轨道旋回的研究方法和技术流程
3） 传统地层学强调沉积作用的垂向堆积过程，导致千层糕概念的地层学— —叠覆原理，强调地层单位的等时性，现代地层学兼顾垂向堆积过程和侧向 堆积过程，并强调后者，强调地层单位的穿时性普遍原理。
三、地层学发展简史
地层学是地质学中最古老的基础学科，如果从1669年斯坦诺提出地层学的 基本原理算起，地层学经历了300多年的发展史，地层学的思想始于人类对天 然出露的层状岩石的直接观察而揭开序幕的。 （一）地层学的诞生阶段（17世纪—18世纪） 1. 化石是史前生物的遗体，揭示了现代生物与化石之间的内在联系 2.史丹诺（N. Steno）于1669提出的地层三定律—地层叠覆定律，原始侧向延 续定律和原始水平定律，为地层学概念的提出和地层学的发展铺设了第一块奠 基石。奠定了地层学研究的基础，提出了地层及化石是研究地质历史的基础。 3. 山脉三分史
二、地层学的概念
1. 地层的概念（Strata, stratum），地层是一切成层岩石的总称，包括沉积的、变 质、火山成因的成层岩石，具有有序和无序的两种特征。 狭义与广义地层的概念有区别，有人称之为沉积地层、变质地层和火山地层，以 示区别。 2. 地层学的概念及演变（Stratigraphy），原始定义为：地层描述的科学，由 Stratum（岩层、拉丁文）+graphia（描述、希腊文）构成。 （1） 传统地层学（50年代以前）：是研究层状岩石的形成顺序和年代关系的学 科。 描述地层学→确立地层层序→地层划分（同一地区）→地层对比（不同地区）→ 地层划分和对比的标准（地层的统一性，即以时间统一为核心）。 研究范围： ① 层状岩石特点的描述：包括三大岩类，描述其形状、分布、岩性化石以及地球 化学和地球物理特征。
煤矿地质学第三章地层 古生物1-3B
思 考 题
1、国际上地质系统及地质时代，各种地方性地层单位。 2、地质时代表。
3、古生界各系的名称、代号。
4、中生界各系的名称、代号。
5、地质历史上三个重要的成煤期。
6、华北地区寒武系各组的名称。 7、华北地区石炭、二叠系各组的名称。
在新元古代中、晚期，发生了蓟县运动，华北地区地块抬升，
缺失震旦系沉积。 气候为温暖（早期）--寒冷（末期），末期为历史上第一个冰 期。 生物界的特征是：植物界高级藻类的进一步繁育，出现了石煤 （藻类形成）。
三、古生代 从距今6亿年---2.3亿年，历时3.7亿年。 从古生代开始，地球历史的发展进入了一个新的阶段，在生物 方面，由于海生生物大量繁殖，所以我们可以利用标准化石及其 组合来划分地层，在沉积方面，生物成岩作用更为普遍。 古生代包括六个纪：既∈、O、S D、C、P 早古生代 晚古生代 （一）寒武纪 早古生代第一个纪，主要特征是生物界的显著繁盛和化石的大 量保存，以三叶虫纲化石为重要。 华北寒武纪标准剖面位于山东济南—泰安一带，自下而上分别 是：
2、华北地区的二叠系
二叠纪华北地区已基本脱离海洋环境，早二叠初期全 区普遍出现成煤环境，到二叠纪中期，成煤在淮南、豫 西一带，晚期普遍出现红色沉积，为典型的干旱气候。
自下而上介绍太原西山标准剖面： 1）下二叠统山西组P11：底部—灰白色块状中粗粒含砾石英砂岩（北岔沟
砂岩），厚35米。向上黑色页岩、砂岩和可采煤层，为近海冲积平原上的泥、 沼环境。本组厚60米。 2）下二叠统下石盒子组P12：底部—灰白色具交错层理中粒石英砂（骆 驼脖子砂岩）厚28米。下段：灰、灰绿色页岩、砂质页岩为主，夹有不规则煤 层，上段：黄绿灰绿色砂岩，夹杂色页岩，顶部含有铝土质泥岩（E层铝土）， 本组厚59—193米。 3）上二叠统上石盒子组P21：为一套紫红、黄绿等杂色砂岩、泥岩互层， 局部层位含有砾石和铝土层（B层铝土），厚321—524米。 4）上二叠统石千峰组P22：灰紫、黄白色粗粒长石、石英砂岩与紫红色泥 岩互层，夹有淡水灰岩，未见化石。内陆盆地河湖相沉积。本组厚100—148米。 二叠系由下向上颜色变化：黑—绿—黄—红。
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– 生物生活时代短； – 分布范围广； – 数量多； – 保存完好，易于鉴定。
‹#6›
• 标准化石在海相地层划分对比中发挥着重要作 用，化石带往往可以作为洲际对比。
• 标准化石是最理想、最重要的生物标志。 • 标其•岩难准 突陆和度相化 出红更地石 优层大层法 点比。由是 是较各于多 油最较沉，田简为积化古环单经石生境的济稀物复生，少研杂物简，究，比人地便相海员层易变相，急学行地特剧研 。层别，究对是砂方比微砾法，
‹1#8›
以时间为对应参照标志，可以在一个二维空间坐标系中 将两个同时形成的地层剖面以地层厚度为标尺对比起来， 而两剖面上各化石的分布区间成为两剖面时间对比的参 照点。
‹1#9›
• 建立各研究剖面上各化石分类单元的分布区间； • 选择两条化石记录比较好的剖面，以这两条剖面
地层厚度分别为纵坐标轴和横坐标轴，将所有化 石的首现点和末现点分别投影到坐标轴上，求出 对比曲线； • 选择一个坐标轴作为复合剖面，通过对比曲线， 将另一条剖面上的化石首现点和末现点投影到复 合剖面轴上。 • 以该复合剖面为基础，将其与其他剖面进行逐个 对比，将其他剖面上的化石点也逐个投影到该复 合剖面上来。
体古生物研究人员经过四五十年的努力，发现 了大量的各门类标准化石，进行了电子显微镜 扫描并编制成图册，成为陆相中、新生界油气 勘探地层划分对比的重要依据，在油气勘探中 发挥了重要作用。
‹#7›
• 与标准化石法用单一化石属种划分对比地层不同，化 石组合法是用生物群划分对比地层。
•在生用物它地群来质及对历其比史演地中化层，，可同在以一一防生定止活程个环度别境上标中，准不 只反化映石有了在一该特类地殊生层沉物形积，成环而时境是期中多生，种物由生群于物的穿共总时生体现在 一面象貌造起。成组因地成此层一利对个用比生生错物物误群群的。组弊在合病不来。同划时分代地不 同层界环线境，中用，来由对于比各地种层生，物也适是应十能分力可不 同靠，的产。生的组合就不相同。
• 只要地层所含化石或化石组合相同或相似，它 们的地质时代就相同或大致相当，这就是使用 古生物化石划分对比地层的理论依据。
• 古生物学方法是确定地层相对地质年代的基础。
‹#5›
• 在一个地层单位中，选择少数特有的生物化石， 它们在该地层上下层位中基本上没有，该种化 石只在该段地层里出现，它们是特定地质时代 的产物，这些化石就叫作标准化石。
大家好
生物地层学是根据生物发展历史及其空间分 布规律，阐明地层的发育顺序，并研究生物 化石在地层划分，和对比中的原理和方法。
‹#›
• 地层中生物的存在和分布形式客观地反映了地 层的时空结构。
• 基本原理：
‹#2›
• 基本原理：著名的英国地层学之父Smith根据自 己的长期实践于1815年提出：不同岩层中所含 的化石各不相同，可以根据相同的化石来对比 地层并证明是同一时代。这就是后来受到一致 推崇的化石层序律（Law of faunal succession） 。
‹#8›
含不同化石的两地层通过化石混合来 进行对比示意图
‹#9›
• 所谓种系演化是指生物发展演化进程中的演化系 列和彼此间所存在的亲缘关系。
••尽若管地运层中用化种石系丰发富生，法当划逐渐分详对细比采地集层，，并常经详因细 古鉴生定物和资研料究的，则不可完根备据性各而种遇生到物属困、难种。之但间在在大层 量位的上古和生形物态学、构资造料上的的基逐础渐上过，渡关在系长，期找的到生它物们 •地用石在间根层三的发 据的学叶演展 这亲的虫化演 点缘实的，化 ，关践 演以上 便系的可将中 化蜓内以其， ，的在将划有 在演联含分许 奥化系这成多 陶划，些不实 纪分根化同例 、石据石的其的演。志炭祖地化如留、先 层阶寒纪二和 划段武应叠后 分。纪用纪代 开应笔地之 来。 层，以菊石和哺乳类的演化划分中、新生界 地层等。
‹1#0›
‹1#1›
‹1#2›
‹1#3›
百分比法是生物地层学中常用的最简单的数理 统计法。将所要研究的地层中化石进行全面统 计，与已知时代的剖面中的化石作分层比较， 求其相同的百分含量，以此便可以确定其时代 的方法称百分比法。这是Lyell在研究新近系的 时候提出并利用。
百分统计法的优点是直观，在小范围内使用相 当准确，尤其适合于石油、煤田等微体化石统 计研究。
‹1#4›
‹1#5›
‹1#6›
• 利用所含化石的百分比对地层进行划分和对比是定量 地研究地层的方法之一，它是标准化石法和化石组合 法的有效补充。
• 但百分比这一简单的数理统计法有明显不足之处。如 作为对比标准的已知剖面各层中，可能因环境变化而 所含化石数量有差异，即与未知剖面相当的层位可能 因环境不适宜恰好含化石稀少；有时，已知剖面各层 位中所含化石的数量与这些化石的标准化不一致，出 现化石虽多，但时间标志较差的情况。这些都会给百 分比法带来困难。
‹1#7›
• 图解对比法（graphic correlation）系Shaw 1964年 建立；
• 该方法采用二维坐标综合起来，形成一个“复 合标准剖面”；
• 借 类 行•剖 每图此单地面一解复元层（个合的对对地化标总比比准体。层 石法剖 地厚 分的面 质度 类， 分基） 单一 布础方 时都 元是面 限是 在，可 ，时 剖所以 另间 面判 一有定 方的 上沉各 面函的积个也数分地化可，布石以层分进 都处于同样的时间区间内。
• 他开创了生物地层学方法。化石层序律是确定 地层层序的主要方法。
‹#3›
W.史密斯（1769 －1839），英国测 量工程师，在参加 开凿运河的土地测 量工作时热心收集 古生物化石，在此 基础上提出了化石 层序律。
‹#4›
• 地层年代的概念，必须建立在生物地层学的基 础上。
• 地质历史发展过程中，不外乎是无机界和有机 界（即生物界）的演化发展过程，而生物界的 演化比无机界的发展具有更加显著的阶段性和 不可逆性。