地层及古生物学 第9讲 地层学原理
地质学中的地层学原理
地质学中的地层学原理地质学是研究地球和地球物质的学科，而地层学则是地质学的重要分支之一。
地层学研究的是地球表层的岩石和地质现象。
而在地层学中，有很多原理被广泛应用，这些原理是构建地质年代学体系和实现地层对比的基础。
一、岩层相对时代原理岩层相对时代原理，又称相对年代划分法，是地层学的基本原理之一。
根据相对时代划分法的原理，同一区间内某一岩层是相对于其他岩层而言具有特定的地质年代。
这里的相对时代指的是地层中岩石的相对位置和结构特征，而不是绝对时代。
通过岩层相对时代原理运用，可以将地球历史的时间轴分为本来年代和相对年代两个层次。
相对年代可以按照顺序来排列，这为地质记录和演化的研究提供了一种方便的方式。
二、地层叠置法则原理地层叠置法则原理是基于地层相对时代原理的基础上开发出来的。
根据这个原理，垂直于岩层的力量涡流方向会导致岩层发生叠置。
这个原理意味着在水平时间内，顶部岩层年代小于下部岩层年代。
通过地层叠置法则原理，我们可以判断岩石的相对年代，具有重要的应用价值。
例如，当岩层的叠置方向向上或者向下倾斜时，我们可以根据叠置的方向来判断岩石的年代，提供了方便快捷的年代划分。
三、地质断裂原理地质断裂原理指的是地球或地壳内的地震，会导致岩层中的重要断层。
这个原理应用非常广泛，可以在寻找石油、煤炭、矿产、地下水方面有着非常重要的作用。
根据地质断裂原理，并不是所有岩石都有同样的年代，不同年代的岩石可以通过地层中的断裂带区别出来。
这个原理在矿产勘探中应用广泛，可以从中得出石油、煤炭、铁矿石、铜矿石等矿产的年代和分布。
四、生物带原理生物带原理是通过不同生物类型的分布在不同的岩石中，来判断该岩石的地质年代。
常见的情形包括不同的化石或不同种类的化石的分布区域、分布深度和分布时间顺序等。
同样的，在现代地质学研究中，也经常利用生物学原理来进一步研究岩石中的化石，这可以使我们对不同化石种类，以及不同地质年代的地球演化的认识更加深入。
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：
古生物学原理
古生物学原理古生物学是研究古代生物的学科，其研究对象包括古代生物的分类、演化、生活习性以及与地质、气候等环境的关系。
古生物学原理是指在研究古生物学时所遵循的一些基本原则和方法，这些原理对于我们理解古生物的演化历史以及地球生命的起源和发展具有重要意义。
首先，古生物学原理的第一条是生物演化原理。
生物演化是古生物学的核心内容，它揭示了生物是如何从简单的形态逐渐演化为复杂的生物群落的。
达尔文的进化论为古生物学的发展奠定了基础，演化原理认为生物群落是在长期的自然选择和适应过程中逐渐形成的。
其次，古生物学原理的第二条是生物地层学原理。
生物地层学是古生物学的重要分支，它利用生物化石来划分地层和研究地层的时代。
生物地层学原理认为生物群落在地层中的分布是有规律的，不同地层中的生物群落可以反映出不同的时代特征。
古生物学原理的第三条是古生态学原理。
古生态学研究古代生物与环境之间的相互关系，它通过分析古代生物的生活习性、生态位以及与环境的关系，揭示了古代生物群落的结构和演化规律。
古生态学原理认为生物群落是在特定的环境条件下适应和演化的，生物与环境之间存在着密切的相互作用关系。
古生物学原理的第四条是古生物地理学原理。
古生物地理学是研究古代生物地理分布规律的学科，它通过研究古代生物的地理分布特点，揭示了地球历史上生物迁徙和扩散的过程。
古生物地理学原理认为地理环境是影响生物地理分布的重要因素，不同地理环境中的生物群落具有不同的特点。
综上所述，古生物学原理是古生物学研究的基本原则和方法，它们为我们理解古生物的演化历史和地球生命的起源和发展提供了重要的科学依据。
通过遵循古生物学原理，我们可以更加准确地 re构建古代生物群落的面貌，揭示生物演化的规律，探讨生物与环境之间的相互关系，为地球生命的起源和演化提供更多的科学证据。
古生物学原理的深入研究将有助于我们更好地认识地球生命的奥秘，为人类的生存和发展提供更多的启示。
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。
《地震地层学》第九章
第九章地震薄层分析第一节薄层地震相应的特征一、一般特征①合成记录②子波导数二、楔状夹层特征第二节调谐原理一、调谐条件①调谐点②调谐振幅，调谐厚度二、调谐与分辨率①分辨区②不可分辨区（检测区）三、调谐原理的应用方法①调谐点识别②分段计算第三节薄层频率特征一、基本原理二、厚度解释第四节薄互层定量解释一、基本薄互层二、薄的薄互层三、厚的薄互层第五节应用实例第九章地震薄层分析薄层分析是储层最重要的内容之一。
主要原因是因为储集层一般都比教薄，这是大家共知的。
第一节薄层概念的相对性从一般的常识中可知，地层的厚薄程度都是相对而言的。
每一个研究领域中（尤其是应用领域），都有一套自己的地层厚薄的大致界线或标准。
如：（1）在逆冲断裂带上采集的地震资料，能显示出许多高角度的逆冲断层，同时存在一些低角度的滑片。
构造地质学中往往把这些滑片视为薄层，而把其上下的块体视为厚层。
（2）在层序地层学中，一般把海相页岩地层称为海相页岩楔，而其最大饥饿面和其海岸一侧均变为薄层。
而将其上的高水位期沉积体系视为厚层。
（3）又如，在垂直地震剖面（VSP）中，井下两个接收点之间一般约为25米，而一般的地震测井为125米间隔，这样它们反映出的最小地层厚度是完全不同的。
（4）再如，在地震速度谱上，能量团能够代表的最薄地层约100～300米，而大大超过这个限度的地层视为厚层等等（如层序或亚层序）。
（5）另外，大家很熟悉的，声波测井曲线：岩层厚度的大小是相对声波测井仪的间距来确定的。
厚度大于间距的称为厚层，反之称为薄层。
我国采用0.5米的间距。
显然，决定一套地层是厚还是薄无非受到以下两个方面的限制。
（1）资料测量的精度，如VSP观察间距，声波测井曲线采样间隔等。
（2）研究目的（如区域研究时一组同相轴与精细研究一个同相轴）根据地震资料确定地层厚度的历史由来已久，但过去只是用运动学参数时差来计算。
地震能否解决薄层是个长期争论的问题。
第二节 地震反射振幅分析法（时间域）一、薄层的地震响应关于薄层的地震响应，前人很早就有认识和论述。
层序地层学原理
层序地层学原理层序地层学呀，就像是地球给我们留下的一本超级厚的故事书，每一页都藏着好多秘密呢。
咱先来说说啥是层序地层学。
简单来讲，它就是研究地层的一门学问，不过这个研究可不像我们表面看到的那样，只是看看地层有几层、是什么石头组成的这么简单。
它就像一个超级侦探，要把地层里隐藏的时间、环境变化等各种线索都找出来。
你看，地层一层一层地叠在那儿，就像是地球历史的千层饼。
每一层都像是一个时间胶囊，记录着当时地球上发生的事情。
比如说，有的层里可能有好多贝壳化石，那就说明当时这个地方可能是海洋环境，而且这些贝壳还能告诉我们当时海洋里的生态情况，是不是超级酷？层序地层学里有个很重要的概念叫层序。
这个层序啊，可不是随随便便划分的。
它是根据地层中的一些特定的界面和组合来确定的。
就好比我们把这个千层饼按照不同的图案或者馅料来分成一块一块的。
这些层序的界面呢，有的可能是因为海平面突然上升或者下降形成的。
想象一下，海平面下降的时候，原本在海底的地方可能就会暴露出来，就会形成一种特殊的地层界面。
这就像是大海突然退潮，沙滩上会露出一些之前在水下的东西一样。
那层序地层学是怎么知道地球过去的环境变化的呢？这就涉及到地层里的岩石类型和化石啦。
比如说，如果地层里有很厚的砂岩，那可能说明当时是河流比较活跃的时期，河流把沙子带到这里堆积起来。
要是有石灰岩呢，很大概率当时是在浅海环境，因为石灰岩常常是在海里由生物的骨骼和一些化学沉淀形成的。
而化石就更有趣了，就像前面提到的贝壳化石。
如果发现了一些热带地区特有的化石出现在现在比较寒冷的地方，那就说明这个地方过去的气候和现在可不一样，可能曾经是很温暖的呢。
层序地层学还有一个很厉害的地方，就是它可以帮助我们找石油等资源哦。
石油都喜欢藏在一些特定的地层里。
通过层序地层学的研究，我们就能知道哪些地层可能有石油的“藏身之处”。
就像是我们知道了宝藏的地图一样。
科学家们根据地层的层序、岩石的特性等，在那些可能的地方进行勘探，说不定就能找到大油田呢。
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。
古生物学与地层学
古生物学与地层学
古生物学与地层学是地质学中重要的分支，两门科学它们紧密结合，共同探索过去的地质学，揭示古地理及古气候，并也开展深入研究。
1. 什么是古生物学？
古生物学是指研究过去古生物进化演化及其相关研究。
主要研究我们需要了解哪些古生物，它们是如何形成、行为的，它们的历史发展如何。
此外，古生物学还涉及介于生物学、地质学及化学学之间的交叉材料，以便检验研究有关演化、生物环境变化等的假设，更有助于解释许多重要的生物地球现象。
2. 什么是地层学？
地层学是一门以地质层序的构造和分布及其一般原理为研究对象的地质学科目。
主要研究地层构造、地质历史、层序沉积地层、沉积相及气候变迁等。
在古生物学与地层学这两门科学联系紧密的基础上，将动物和植物化石等古生物地层资料视为地质层序的重要标志。
3. 古生物学与地层学产生了哪些重要研究内容？
（1）探索古生物行为，比如推测古生物的迁徙模式、繁殖方式，以及
分布规律；
（2）古时期的环境演变，比如古气候、海洋沉积，以及大气组成成份等；
（3）生物进化史，比如古生物发展的历史、识别物种发育树、发展出
许多不同物种，以及古生物灭绝过程；
（4）古地貌恢复，比如重建古代河流、山脉形态及地表土壤，在古生
物的分布及繁殖上的影响等；
（5）古今比较，比如今日的景观发展趋势，以及未来可能出现的变化
趋势等。
从上所述可见，古生物学与地层学的结合为探索地球古历史提供了重
要的依据，联合运用可以帮助我们更深入地认识过去、现在和未来，
使我们能够预测与改善现代及未来地球环境变化趋势，针对地球命运
我们而来的挑战及威胁制定相关策略，以确保人类文明得以繁荣发展。
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构组分、结构、组构和沉积构造等。
• 是认识地层的最重要内容和划分地层的最
重要基础。
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生物学特征
• 主要包括生物化石组分、含量、保存状态、 化石之间及化石与围岩之间的相互关系等。
• 生物化石在认识地层和地层划分中的意义：
一、年代学意义：反映地层形成的时代。 二、环境学意义：反映生物化石形成环境的 差别。
• • • • 纵向堆积作用 横向堆积作用 生物筑积作用 旋回沉积作用和非旋回沉积作用
3
纵向堆积作用
• 原始水平律
• 原始侧向连续律
• 地层叠覆律
4
原始水平律
• 地层沉积时是近于水平的，而且所有的地 层都是平行于这个水平面的(水平摆放).
5
原始侧向连续律
• 地层在大区域甚至全球范围内是连续的，
8
9
穿时普遍性原理
• 在所有侧向堆积作用过程中形成的岩石地
层必然是穿时的。
• 地层特征：地层时间界面和岩性界面不一
致或斜交。
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生物筑积作用
指造架生物原地筑积而形成地层的作用方式 地层特征：地层一般呈丘状隆起，岩层多具
块状构造
在形式上，可以表现为侧向加积或垂向加积
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12
旋回沉积作用和非旋回沉积作用
• 旋回沉积作用：指在一定的沉积环境中由于 环境单元的变迁，或在一定的沉积作用过程 中由于作用方式的变化导致底层的沉积单元 规律重复的沉积作用。不同的旋回沉积作用 形成不同的旋回沉积序列。 • 相反，不能够形成这种规律重复的沉积作用 是非旋回沉积作用。
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旋回沉积作用类型
• 据旋回沉积作用的形成机理，可以将旋回沉 积作用划分为不同的类型。
第九讲 地层学原理
据中国地质大学（武汉）《地史学》 国家精品课程修改
1
地层学含义
• 地层:各种层状岩石的统称.包括所有的沉积 岩,部分火成岩和变质岩. • 地层学:研究层状岩石形成的先后顺序、地 质年代、时空分布规律(狭义)和形成环境条 件及其物理、化学性质的地质学分支学科.
2
地层形成的沉积作用
侵入接触 intrusive contact
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其他属性
• 磁性特征、电阻率和自然电位、矿物特征、
地球化学特征、生态特征、同• 沉积体自身作用为主的，如：生物筑积作用 沉积盆地内环境单元变迁，如：曲流河、三角洲等 突发事件形成，如：鲍马序列 沉积背景因素影响，造成海平面升降
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地层的物质属性
• 是我们划分地层和建立地层单位的基础。
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地层的物质属性
• • • • • • 岩石学特征 生物学特征 地层结构 地层的厚度和体态 地层的接触关系 其他属性
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地层结构
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地层的接触关系
25
地层的接触关系
角度
有地层缺失，上下地层产状不一致 有地层缺失，上下地层产状一致 假整合
地层与地层
不整合
unconformity
平行
连续
上下地层之间没有明显的沉积间断 有沉积间断
整 合
conformity
不连续
地层与其 它地质体
沉积接触
非整合
nonconformity
或者延伸到一定的距离逐渐尖灭(侧向连续)。
6
地层叠覆律
• 原始地层自下而上是从老到新的(上新下老)
7
横向堆积作用
• 指沉积物的颗粒在介质搬运过程中沿水平方
向位移，当介质能量衰减时沉积下来。如曲
流河河道侧向迁移形成的侧向加积作用、河
流作用为主的三角洲与海滩、障壁沙坝的进
积作用以及滨岸沉积的退积作用等。
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地层的厚度和体态
• 地层的体态：指岩层或地层体空间形态和 分布状态。
地层的形态一般层状，也有楔状、透镜状、 丘状等。 地层的分布状态一般水平，但也有斜列的。
• 一个地层单位应有一定的厚度，厚度过小 不足以建立一个地层单位。一般应可以在 地质图上以最小的表达尺度（1mm）表达 出来。
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岩石学特征