第一章 地层系统和地质年代
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地质年代
地层相对年代的确定（正常层序） （a）地层水平（b）地层倾斜 图中1,2,3,4表示从老到新
地层相对年代的确定（倒转层序） （a）原始褶皱时的情况 （b）剥蚀后的情况
a.水平地层
b.倾斜地层
c.地层经过地壳运动后层序的变化 褶皱地层 d.倒转地层
6. 原始连续性定律
即沉积过程中如果没有干扰因素，则原始 的沉积地层一定是连续的。
一时代的地层。
白垩纪（K)：英吉利海峡北岸，这一时代的地层中产白
色细粒的碳酸钙，意为白垩。
第四节
常用的地层单位
一、岩石地层单位
是由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三
度空间岩层体。
岩石地层单位是对岩层进行岩石地层划分的结果。
根据地层岩性组合及空间分布建立的岩石地层单
位有群、组、段、层四级。
1.组
40Ar-39Ar 法 用 于 测
14C 的半衰期短 , 专用
于测定最新的地质事件或考古。
二、利用古地磁的方法测年代
地质历史中地磁场的南北极是不断变换的，而且
每一磁性时期的延续时间也不相同。因此，测定
岩石的极性，确定该极性的延续时间，并同过与 以知的标准值对比，就可以推算该岩石的形成年 代。
仅限于测定中生代以来的岩石年代。
综合柱状图 丙地 甲地 乙地 5层可运用地层层序
律和生物层序律来确定相对年代。
岩浆岩之间以及岩浆岩与地层之间的相
对年代，只能用先形成的被后形成的包 裹以及后形成的侵入到先形成者中（先 形成者被后形成者切割）的关系来判断 新老关系。
侵入者年代新、被侵入者年代老，切割者 新、被切割者老以及包裹者新、被包裹者老 的顺序规律称为切割律。
般是属或种）出现最多、最为繁盛的一段地
地史学二——地质年代与地层系统
考古测年（陶瓷、砖瓦等经历高温的物体）， 沉积物测年（经历阳光暴晒）。
陶瓷真伪鉴定
萨拉乌苏河第四纪地层年代
LiBS etal_AGS_V81_2007_Phases of environmental evolution indicated by primary chemical elements and paleontological records in the Upper Pleistocene-Holocene Series for the Salawusu River Valley, China
相对地质年代的确定
地层 古生物
绝对年代测定方法
钾-氩（40K-40Ar） 铀-铅（U-Pb） 铷-锶（Rb-Sr） 氩-氩（40Ar-39Ar） 碳十四（14C） 铀系（U） 树轮、石笋、珊瑚 古地磁 冰川&湖泊纹泥 氨基酸外消旋（AAR ） …… 热释光（TL） 光释光（OSL） 光释光测年简介 宇宙射线（TCN） 电子自旋共振 中寒武世Є2 早寒武世Є1 时代： 晚 中 早
地层 寒武系Є 上寒武统Є3 中寒武统Є2 下寒武统Є1 地层： 上 中 下
如： ……
显生宙形成的地层为_________ 显生宇 ； 显生宇为_________ 显生宙 时期形成的地层。 中生代形成的地层为_________ 中生界 ； 中生界为_________ 中生代 时期形成的地层。 侏罗纪形成的地层为_________ 侏罗系 ； 侏罗系为_________ 侏罗纪 时期形成的地层。 早侏罗世形成的地层为_________ 下侏罗统 ； 下侏罗统为_________ 早侏罗世时期形成的地层。 中侏罗世形成的地层为_________ 中侏罗统 ； 中侏罗统为_________ 中侏罗世 时期形成的地层。 晚侏罗世形成的地层为_________ 上侏罗统 ； 上侏罗统为_________ 晚侏罗世时期形成的地层。 全新世形成的地层为_________ 全新统 ； 全新统为_________ 全新世 时期形成的地层。 更新世形成的地层为_________ 更新统 ； 更新统为_________ 更新世 时期形成的地层。
陶瓷真伪鉴定
萨拉乌苏河第四纪地层年代
LiBS etal_AGS_V81_2007_Phases of environmental evolution indicated by primary chemical elements and paleontological records in the Upper Pleistocene-Holocene Series for the Salawusu River Valley, China
相对地质年代的确定
地层 古生物
绝对年代测定方法
钾-氩（40K-40Ar） 铀-铅（U-Pb） 铷-锶（Rb-Sr） 氩-氩（40Ar-39Ar） 碳十四（14C） 铀系（U） 树轮、石笋、珊瑚 古地磁 冰川&湖泊纹泥 氨基酸外消旋（AAR ） …… 热释光（TL） 光释光（OSL） 光释光测年简介 宇宙射线（TCN） 电子自旋共振 中寒武世Є2 早寒武世Є1 时代： 晚 中 早
地层 寒武系Є 上寒武统Є3 中寒武统Є2 下寒武统Є1 地层： 上 中 下
如： ……
显生宙形成的地层为_________ 显生宇 ； 显生宇为_________ 显生宙 时期形成的地层。 中生代形成的地层为_________ 中生界 ； 中生界为_________ 中生代 时期形成的地层。 侏罗纪形成的地层为_________ 侏罗系 ； 侏罗系为_________ 侏罗纪 时期形成的地层。 早侏罗世形成的地层为_________ 下侏罗统 ； 下侏罗统为_________ 早侏罗世时期形成的地层。 中侏罗世形成的地层为_________ 中侏罗统 ； 中侏罗统为_________ 中侏罗世 时期形成的地层。 晚侏罗世形成的地层为_________ 上侏罗统 ； 上侏罗统为_________ 晚侏罗世时期形成的地层。 全新世形成的地层为_________ 全新统 ； 全新统为_________ 全新世 时期形成的地层。 更新世形成的地层为_________ 更新统 ； 更新统为_________ 更新世 时期形成的地层。
地质年代
地质年代单位
年代地层单位
宙…………………………宇 代…………………………界 纪…………………………）
★38亿年前，海洋中开始有了生命的活动。从出 现最原始的原核细胞生物－蓝绿藻。 ★ 32-29亿年前能起光合作用的藻类开始繁殖， 后者能消耗二氧化碳，产生出氧气。 ★大约到27亿年前，游离氧在海洋中出现。绿色 植物的大量繁殖，更加快了大气和海洋环境的变 化，使其有利于高等喜氧生物的发展。
第二节 同位素年龄测定
1.具有不同原子量(中子数不同、质子数相同)的 同种元素的变种称为同位素。有的同位素其原子 核不稳定，会自动放射出能量,即具放射性，称为 放射性同位素。如238U，235U， 234U，232Th，87Rb， 40K等。经过放射性衰变(放出 a粒子，β粒子，r射 线)变成稳定同位素。 放射性同位素都具有固定的蜕变速度。某一放射 性元素蜕变到它原来数量的一半所需的时间称为 半衰期。它是一个常数。如 238U－ >206Pb半衰期为 4.49×109年，234Th的半衰期为24.1天。
岩石地层单位可分为群、组、段等不同级别： 群(group)－是岩石地层的最大单位。包括厚度 大、成分不尽相同的但总体外貌一致的一套地 层。如青龙群、黄马青群等。 组(formation)－是岩石地层的基本单位。它由 一种岩石组成，也可以由两种或多种的岩石互层 组成。如栖霞组、龙潭组等。 段(member)－是组内次一级的岩石地层单位。 代表组内岩性相当均一的一段地层。如栖霞组中 的梁山段、臭灰岩段。
“宙”：是最大一级的地质年代单位，它往往反 映了全球性的无机界与生物界的重大演化阶段， 整个地质历史从老到新被分为冥古宙、太古宙、 元古宙和显生宙4个宙，每个宙的演化时间均在5 亿年以上。 “代”：是仅次于“宙”的地质年代单位，往 往反映了全球性的无机界与生物界的明显演化阶 段。每个代的演化时间均在5000万年以上。 “纪”：是次于“代”的地质年代单位，它往 往反映了全球性的生物界的明显变化及区域性的 无机界演化阶段。每个纪的演化时间在200 万年以 上。
地质年代划分
地层系统dìcãngxìtǒng地壳是由一层一层的岩石构成的。
这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石（包括松散沉积层）及其间的非成层岩石的系统总称，叫做地层系统。
“宇”、“界”、“系”、“统”分指地层系统分类的第一级、第二级、第三级、第四级。
地层系统分类的第一级是“宇”，分为隐生宇（现已该称太古宇和元古宇）和显生宇。
地质年代dìzhìniándài地质，即地壳的成分和结构。
根据生物的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展历史划分的若干自然阶段，叫做地质年代。
“宙”、“代”、“纪”、“世”分指地质年代分期的第一级、第二级、第三级、第四级。
地质年代分期的第一级是宙，分为隐生宙（现已该称太古宙和元古宙）和显生宙。
太古宇tàigǔyǔ地层系统分类的第一个宇。
太古宙时期所形成的地层系统。
旧称太古界，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和元古宇）。
太古宙tàigǔzhîu地质年代分期的第一个宙。
约开始于40亿年前，结束于25亿年前。
在这个时期里，地球表面很不稳定，地壳变化很剧烈，形成最古的陆地基础，岩石主要是片麻岩，成分很复杂，沉积岩中没有生物化石。
晚期有菌类和低等藻类存在，但因经过多次地壳变动和岩浆活动，可靠的化石记录不多。
旧称太古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。
元古宇yuángǔyǔ地层系统分类的第二个宇。
元古宙时期所形成的地层系统。
旧称元古界，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和元古宇）。
元古宙yuángǔzhîu地质年代分期的第二个宙。
约开始于25亿年前，结束于5.7亿年前。
在这个时期里，地壳继续发生强烈变化，某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。
藻类和菌类开始繁盛，晚期无脊椎动物偶有出现。
地层中有低等生物的化石存在。
旧称元古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。
年代地层单位与地质年代单位
• 若岩层是倾斜的，就意味着在岩层沉积后发生过某种构造扰动。
原始水平原理：沉积岩层在沉积时呈水平状或近水平状。
湖泊或海洋中的沉积
这些岩层在其沉积之 后的某个时候受构造 扰动而变成倾斜状
沉积物呈水 平层状沉积
二、生物层序律（化石层序律）
化石——埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹。
恐龙足迹（遗迹化石）
组的厚度无固定的标准，可以由1m到几千米 不等。
段：是低于组的岩石地层单位，必须具有与组内相邻岩 层不同的岩性特征，且分布广泛，对研究区域地层有用。
组是否要分段应根据其内部有无分段的岩性条件和区域 地层研究的需要来定，有的组可全部划分为段；也可仅指定 组的某一部分为段，其余部分不正式命名为段；有的组可不 分段；有的组在某一地区分段，在另一地区不分段。
年代地层单位：一定地质时期所形成的地层的总 体的名称，是超越地区具体差异的抽象概括。 （这是一种地层单位表示方法，另外，还有一种 表示方法是岩性地层单位。）
地质时代单位：是从年代地层单位抽象出来的时 间概念，组成地壳的全部地层所代表的时代称作 地质时代，不同年代地层单位所代表的时代就叫 做地质时代单位。
一些生物只存在于地质 历史的某些特定时段
时
因此地层的相对年代可 间 用所含化石进行标定
“标准化石” －分布的地理区域广 －生存时间短
含化石A和B的 地层的年代
地层层序和化石层序是相辅相成的，根据地层层序律确 定地层新老，可以帮助确定化石的新老；反过来，根据地层 中化石的新老，也可以确定地层的新老。这样经过多年的对 比积累就能建立起地层顺序。
地质年代——指地质体形成或者地质事件发生 的时代。分为：
1.相对年代——地质体形成或地质事件发生 的先后顺序。
原始水平原理：沉积岩层在沉积时呈水平状或近水平状。
湖泊或海洋中的沉积
这些岩层在其沉积之 后的某个时候受构造 扰动而变成倾斜状
沉积物呈水 平层状沉积
二、生物层序律（化石层序律）
化石——埋藏在岩层中的古代生物遗体或遗迹。
恐龙足迹（遗迹化石）
组的厚度无固定的标准，可以由1m到几千米 不等。
段：是低于组的岩石地层单位，必须具有与组内相邻岩 层不同的岩性特征，且分布广泛，对研究区域地层有用。
组是否要分段应根据其内部有无分段的岩性条件和区域 地层研究的需要来定，有的组可全部划分为段；也可仅指定 组的某一部分为段，其余部分不正式命名为段；有的组可不 分段；有的组在某一地区分段，在另一地区不分段。
年代地层单位：一定地质时期所形成的地层的总 体的名称，是超越地区具体差异的抽象概括。 （这是一种地层单位表示方法，另外，还有一种 表示方法是岩性地层单位。）
地质时代单位：是从年代地层单位抽象出来的时 间概念，组成地壳的全部地层所代表的时代称作 地质时代，不同年代地层单位所代表的时代就叫 做地质时代单位。
一些生物只存在于地质 历史的某些特定时段
时
因此地层的相对年代可 间 用所含化石进行标定
“标准化石” －分布的地理区域广 －生存时间短
含化石A和B的 地层的年代
地层层序和化石层序是相辅相成的，根据地层层序律确 定地层新老，可以帮助确定化石的新老；反过来，根据地层 中化石的新老，也可以确定地层的新老。这样经过多年的对 比积累就能建立起地层顺序。
地质年代——指地质体形成或者地质事件发生 的时代。分为：
1.相对年代——地质体形成或地质事件发生 的先后顺序。
地 质 年 代
接受沉积、褶皱上升、沉积间断、遭受剥蚀 斗再次下降、再沉积。
1 水平沉积 3 风化剥蚀 Nhomakorabea2 褶皱隆起
4 下沉再沉积
角度不整合
角 度 不 整 合 接 触
3．化石层序律 即利用地层中所含化石来确定地层的年代。
利用化石跨地区对比地层
4．地质体之间的切割律
（二） 绝对地质年代
常用放射性同位素及其衰变常数
工程地质与水文
地质年代 地质年代就是地质科学中用来说明地壳中各
种岩层形成时间和顺序的一种术语。即地球历 史的纪年和标定地球历史事件的时间顺序，亦 即地球历史阶段，叫地质年代。它包括两方面 的含义：一是指地质事件发生距今的实际年数， 称为绝对地质年代。二是指地质事件发生的先 后顺序，称为相对地质年代。
48.8
0.0142
绝对地质年代则是指地层形成和地质事件发生的 距今年龄。是根据测出岩石中某种放射性元素及 其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的 实际年数。利用公式计算
测定绝对地质年龄计算公式
（三）地质年代表 一、 地质年代表 地质年代表是将地球上的各种地质事件，
按其发生的先后顺序，进行系统地时代编 排后列出的反映地质历史的时间表。19世 纪以来，人们根据生物地层学的方法，逐 步进行了地层的划分和对比工作，并按时 代早晚顺序进行编年、列表。1881年在意 大利召开的第二届国际地质学大会上曾经 通过了一个定性的地质年代表。
母同位素
子同位素
半衰期 （109a）
衰变常数 （10-10a-1）
铀（U238） 铅（Pb206） 4.4680
0.15513
铀（U235） 铅（Pb207） 0.7038
0.98485
钍（Th282） 铅（Pb208）
1 水平沉积 3 风化剥蚀 Nhomakorabea2 褶皱隆起
4 下沉再沉积
角度不整合
角 度 不 整 合 接 触
3．化石层序律 即利用地层中所含化石来确定地层的年代。
利用化石跨地区对比地层
4．地质体之间的切割律
（二） 绝对地质年代
常用放射性同位素及其衰变常数
工程地质与水文
地质年代 地质年代就是地质科学中用来说明地壳中各
种岩层形成时间和顺序的一种术语。即地球历 史的纪年和标定地球历史事件的时间顺序，亦 即地球历史阶段，叫地质年代。它包括两方面 的含义：一是指地质事件发生距今的实际年数， 称为绝对地质年代。二是指地质事件发生的先 后顺序，称为相对地质年代。
48.8
0.0142
绝对地质年代则是指地层形成和地质事件发生的 距今年龄。是根据测出岩石中某种放射性元素及 其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的 实际年数。利用公式计算
测定绝对地质年龄计算公式
（三）地质年代表 一、 地质年代表 地质年代表是将地球上的各种地质事件，
按其发生的先后顺序，进行系统地时代编 排后列出的反映地质历史的时间表。19世 纪以来，人们根据生物地层学的方法，逐 步进行了地层的划分和对比工作，并按时 代早晚顺序进行编年、列表。1881年在意 大利召开的第二届国际地质学大会上曾经 通过了一个定性的地质年代表。
母同位素
子同位素
半衰期 （109a）
衰变常数 （10-10a-1）
铀（U238） 铅（Pb206） 4.4680
0.15513
铀（U235） 铅（Pb207） 0.7038
0.98485
钍（Th282） 铅（Pb208）
地质年代划分
地层系统dìcéngxìtǒng地壳是由一层一层的岩石构成的。
这种在地壳发展过程中所形成的各种成层岩石（包括松散沉积层）及其间的非成层岩石的系统总称，叫做地层系统。
“宇”、“界”、“系”、“统”分指地层系统分类的第一级、第二级、第三级、第四级。
地层系统分类的第一级是“宇”，分为（现已该称太古宇和元古宇）和显生宇。
地质年代dìzhìniándài地质，即地壳的成分和结构。
根据生物的发展和地层形成的顺序，按地壳的发展历史划分的若干自然阶段，叫做地质年代。
“宙”、“代”、“纪”、“世”分指地质年代分期的第一级、第二级、第三级、第四级。
地质年代分期的第一级是宙，分为（现已该称和）和。
太古宇tàigǔyǔ地层系统分类的第一个宇。
太古宙时期所形成的地层系统。
旧称，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和元古宇）。
太古宙tàigǔzhòu地质年代分期的第一个宙。
约开始于40亿年前，结束于25亿年前。
在这个时期里，表面很不稳定，地壳变化很剧烈，形成最古的基础，主要是，成分很复杂，沉积岩中没有生物化石。
晚期有菌类和低等藻类存在，但因经过多次和活动，可靠的化石记录不多。
旧称太古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。
yuángǔyǔ地层系统分类的第二个宇。
元古宙时期所形成的地层系统。
旧称，原属隐生宇（隐生宇现已不使用，改称太古宇和元古宇）。
元古宙yuángǔzhòu地质年代分期的第二个宙。
约开始于25亿年前，结束于亿年前。
在这个时期里，地壳继续发生强烈变化，某些部分比较稳定已有大量含碳的岩石出现。
藻类和菌类开始繁盛，晚期无脊椎动物偶有出现。
地层中有低等生物的化石存在。
旧称元古代，原属隐生宙（隐生宙现已不使用，改称太古宙和元古宙）。
xiǎnshēngyǔ地层系统分类的第三个宇。
地质年代和地层系统介绍
32
3．岩石组合法
一种岩石为主夹有少量其他岩石。 两种岩石等厚或不等厚互层。 沉积旋回。
33
四川盆地二叠系地层柱状对比 图
34
沉积旋回
是一套自下而上颗粒由粗变细再由细变粗的岩石组合。 下部海侵层序——由粗变细的部分。 上部海退层序——由细变租的部分。
35
沉积韵律——岩石按照一定的生成顺序在剖面中作有规 律重复。 如砂岩—粘土岩—灰岩，灰岩—粘土岩—砂岩。
例如寒武纪带壳动物群中三叶虫总体上 占优势，称为三叶虫时代。
泥盆纪以脊椎动物中的鱼类大量繁盟为 特征，称为鱼类时代等。
10
11
新生代
第四纪Q（更新世、全新世）
新
新近纪N（中新世、上新世）
古近纪E（古新世、始新世、渐新世）老
全新世
更新世
上新世
中新世 渐新世 始新世
12
古新世
世
是常用的第四级地质年代单位，代表比纪次一级的生物 界演化阶段。以古生物的科和目的更新做为依据。
13
期
是常用的基本地质年代单位，是一个统范围内生物演化 阶段的更具体的划分。
适用于同一生物地理区。
14
时
是最小的地质年代单位。 依据生物属种的延限带和组合带建立起来的地层带。
15
地质年代表
表6——2
16
第二节地层的划分和对比
一、概念 1.岩层 由上下两岩性界面所限制的同一岩
7
代
是第二级地质年代单位，代的划 分是根据全球生物界演化的重大 变化。
早古生代——海生无脊椎动物的繁盛为特 征。
晚古生代——鱼类、两栖类、蕨类植和 海生无脊椎动物并存为特征。
3．岩石组合法
一种岩石为主夹有少量其他岩石。 两种岩石等厚或不等厚互层。 沉积旋回。
33
四川盆地二叠系地层柱状对比 图
34
沉积旋回
是一套自下而上颗粒由粗变细再由细变粗的岩石组合。 下部海侵层序——由粗变细的部分。 上部海退层序——由细变租的部分。
35
沉积韵律——岩石按照一定的生成顺序在剖面中作有规 律重复。 如砂岩—粘土岩—灰岩，灰岩—粘土岩—砂岩。
例如寒武纪带壳动物群中三叶虫总体上 占优势，称为三叶虫时代。
泥盆纪以脊椎动物中的鱼类大量繁盟为 特征，称为鱼类时代等。
10
11
新生代
第四纪Q（更新世、全新世）
新
新近纪N（中新世、上新世）
古近纪E（古新世、始新世、渐新世）老
全新世
更新世
上新世
中新世 渐新世 始新世
12
古新世
世
是常用的第四级地质年代单位，代表比纪次一级的生物 界演化阶段。以古生物的科和目的更新做为依据。
13
期
是常用的基本地质年代单位，是一个统范围内生物演化 阶段的更具体的划分。
适用于同一生物地理区。
14
时
是最小的地质年代单位。 依据生物属种的延限带和组合带建立起来的地层带。
15
地质年代表
表6——2
16
第二节地层的划分和对比
一、概念 1.岩层 由上下两岩性界面所限制的同一岩
7
代
是第二级地质年代单位，代的划 分是根据全球生物界演化的重大 变化。
早古生代——海生无脊椎动物的繁盛为特 征。
晚古生代——鱼类、两栖类、蕨类植和 海生无脊椎动物并存为特征。
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O、C、Sr等同位素，Ni、Ir、Ce、La等元素。
地球化学方法 这种方法目前尚无法独立使用，尚须借助其他方法。
层序地层学方法
6）层序地层学方法： 以海平面升降旋回的不同阶段的把地层划分成若干个体系域
进行地层划分对比
低水位体系域（F1-R） ：最大海平面下
Time
H
降及其后缓慢上升时期形成的沉积。
• 时代愈年轻的化石生物群与现 代生物群的面貌差别愈小
在不同地区的地层中建立 等时性的关系
生物地层学
建立在生物层序律基础之上，根据地层中 生物化石的异同进行地层划分对比的地层学研 究方法。
生物层序律的理论基础是生物进化的不可 逆性： 愈古老地层中生物化石愈原始、愈低级；愈新 的地层中生物化石愈先进、愈高级。 相同时代的地层含有相同（或相似）的化石或 化石组合。
沉积岩：层理（交错层理和粒序层理）、波痕、泥 裂、重力模等。
火山岩：鸟眼构造（气孔杏仁）、枕状熔岩、烘烤 边、氧化顶、风化壳、玻璃壳和熔渣壳、岩性的 差别、沉积夹层、火山碎屑夹层等
变质岩：变余构造，粒序变化等
3)化石标志：
贝壳的优势定向、植物的根迹及生物的活动痕迹 等
G
F
基于上述标志，我们就基本可以确立任
以地层中的化石内容和特征所划分出的地层单位。 生物地层单位的基本单位是生物带 (biogenic zone)或 化石带。 常用的生物带 (biogenic zone)有3种类型： a. 组合带 (assemblage zone)：几类生物或某类生物的几个 属种在地层的特殊自然组合。 b. 延限带 (range zone)：某一种生物的延续范围。 c. 顶峰带 (acme zone)：某类生物的繁盛。
地球物理学方法
3）地球物理学方法： a. 利用与岩性有关的物理、化学性质，如电导率、放射性、声波等参数 进行地层对比的方法。实际是岩石学方法的外延。如电测井对比，地震 剖面对比
电测井曲线 地层对比的 原理示意图
地震反射剖面 地震剖面对比原理示意图
古地磁方法
b. 古地磁极性对比
地球磁场的磁极在地质历史中曾 多次发生反转，这种变化记录在 岩石之中。每一次极性反转事件 都是全球性的等时事件，因此这 种方法实际上时间对比。
➢ 沉积旋回法：由于环境变化造成沉积物由粗到细或
由细到粗的规律组合，这一现象称为沉积旋回，利用 沉积旋回进行地层划分对比的方法为沉积旋回法。
岩石地层学
在地层对比中，岩石学方法（无论是岩性法还是沉积 旋回法）只能在具有相同地质发育历史的地区，即同 一大地构造背景控制的沉积盆地内使用。
岩性法优点是直观和方便，缺点是适用范围有限。只 能在局部地区（同一沉积盆地中的相同沉积相）使用。
将不同地点（横向）划分的地层进行比较，把含 有相同或相近地层内容的地层划归为同一时代或同 一沉积相的产物，这一过程称为地层对比。
地层划分
地层划分
上述地层露头剖面可根据不整合面划分为两个大的阶段（I、II）， 反映了该地区地层发育经历的两个构造演化阶段； II阶段又可根据岩 性变化划分为4个次级阶段（①-④），反映了沉积环境变化的阶段性；
海退 序列
海进 序列
➢ 非整合接触 (nonconformity)
火成岩或变质岩与沉积岩之间的不整合接触关系。
➢ 侵入接触
由于岩浆活动，岩浆岩侵入到早已形成的岩层之中所形 成的接触关系。可通过烘烤、冷凝现象及捕虏体等特征来识 别。
➢ 断层接触
断层切割地层所形成的地层之间的接触关系。
2）岩石的原生结构和构造
海退序列成因示意图
t1
t2
t3
S3 S2 S1
对A点来说，随着时间的推移，沉积由相对远岸型变为近岸型。 在垂向上，沉积物“下细上粗” 在横向上，晚期沉积物分布范围小于早期沉积物--退覆 (offlap)
沉积旋回
当一个海进序列紧接一个海退序列时，就形成了地层中 沉积物成分、粒度、化石等特征有规律的镜像对称分布的现 象---沉积旋回 (cycle of sedimentation)。
体称为组。是岩石地层单位的基本单位。
段：一种岩性或一类岩性明显区别于同组的其它
岩性的地质体可以命名为段。是组的一部分。但 组不一定都要分为段。
层： 是一种岩性明显与其它岩性不同的地质体可
以命名为层。是岩石地层的最小单位。
地层单位
➢ 岩石地层单位的特点--穿时性和地方性：
岩性界面不一定是等时面。 自然界中，沉积岩层的沉积作用方式是 随沉积环境及沉积作用的不同而变化。地 层的沉积作用方式分为垂向加积和侧向加 积。
沉积旋回法可适用于整个盆地范围。在同一个沉积盆 地范围内，尽管不同地点某一时段内形成的岩石有所 差异（沉积相不同），但它们的沉积旋回变化是同步 的。
依据地层层序律 可以在不同地区 建立的各自的地 层柱。但是不同 地区地层柱之间 岩层的形成先后 顺序又是如何确 定的？
G
g
F
f
？ E
e
TD
d
C
c
B
b
F
岩层之上，即“下老上新”。
斯丹诺（Nicolaus Steno, 1638-1687）
E
T
D
C
如果将最老到最新的岩石按它们形成的先后顺序
B
排列起来---岩层柱（地层柱），就有可能建立
A
起地球历史的时间框架了。
地层层序的建立
出露地表的岩层常常遭 受过构造的变动,发生 了倾斜、褶皱、甚至倒 转。
1)地层的接触关系 2)岩石的原生结构和构造 3)化石标志
地层划分、对比的结果就产生了一个地区甚至全 球的地层系统。
地层系统的组成有两个要素： a. 地层单位； b. 地层单位的级别关系
地层单位的类型： a. 物质性地层单位：反映地层的物质属性特征，如岩性，生物
化石等。
b. 非物质性地层单位：反映地层的非物质属性特征---时间。
岩石地层单位(rock-time unit) 生物地层单位(biostratigraphic unit) 年代地层单位
E
何一个露头剖面所代表的一段地层中的 T
D
岩层及各种地质事件（如岩浆侵入、断
C
层、侵蚀作用等）形成或发生的相对先
B
后顺序。
A
§1.2 地层划分和对比
1. 地层划分和对比的概念
根据地层的各种属性（如岩性、化石、不整合 面等），按照它们原来的形成顺序进行有机的分割， 并将各分割段分别命名，这一过程称为地层划分。
不整合面上下两套地层产状不一致
地层的沉积旋回：
沉积地层（岩层）在形成过程中，受海平面升降变 化的影响，其岩性变化在空间和时间上都呈现一定的规 律性变化。因此在海平面上升和下降过程中形成有规律 的沉积序列：
➢ 海平面上升时期，海水向大陆方向侵进过程中所形 成的沉积序列--海进（或海侵）序列 (transgression success)
生物地层学
标准化石法的优缺点： 简便易行，适合野外调查和初步的大致对比； 有时会由于先驱或孑遗的情况造成对比的不精确； 对比适用范围相对局限。单一生物分布的局限性
化石组合法的优缺点： 提高对比的精确度。避免了单一生物先驱和孑遗产 生的误差； 对比适用范围相对广泛 不便于野外工作
采用生物地层学方法可以实现不同沉积盆地之间的地层对比
地层层序的建立
1） 地层的接触关系:
相邻地层之间由于沉积环境的变迁，或经历 不同的岩浆构造活动过程而造成它们之间不同的 接触关系。
➢ 整合接触 (contormity) ➢ 不整合接触 (unconformity) ➢ 侵入接触 ➢ 断层接触
➢ 整合接触(contormity) ：
没有明显侵蚀间断的两套岩层间的接触关系
海侵体系域（R-H） ：从低水位体系域
F1
R
F
之上的最初海泛面开始到出现最大海
侵面期间形成的沉积。 高水位体系域（H-F） ：从最大海侵面
下降翼
上升翼
到开始海退时期形成的沉积。
凝缩断（H） ：时间上介于海侵体系域和高水位体系域之间，在 陆棚中下部至盆地等地形成的特殊沉积。
§1.3 地层系统和地层单位
第一章 地层系统和地质年代
§1.1 地层的层序
1. 地层的概念
地壳发展过程中所形成的层状岩石总称。 具有一定时间和空间涵义的层状岩石自然组合。
包括沉积岩、火成岩和变质岩。
2. 地层层序的建立
--地层层序律 Principle of superposition
G
层状岩石的原始形成序列总是新岩层叠覆在老
③又可根据含化石的不同再细分两个更次级的阶段，反映生物演化的 阶段性
地层划分对比方法
2．地层划分对比方法
地层划分：构造面，岩性变化和化石的变 化等
对比的方式：可以直接追溯对比和间接比 较对比。
按地层对比时采用的属性特征或对比标志 的性质可分为：
—岩石地层学和生物地层学
岩石地层学
根据岩石的成分，结构构造、物理化学性质 的不同进行地层划分对比的方法。
A
a
A地点
B地点
斯密斯(William Smith， 1769-1839)和生物层序律 （Principle of biologic succession）
• 时代相同的岩层含有相同或相 似的化石生物群；
• 时代不同的岩层中含有不同的 化石生物群；
• 时代愈老的化石生物群与现代 生物群面貌差别愈大；
通过测定岩石的地磁强度变化确 定古地磁的极性变化。历史时间 可以根据极性变化分为极性正向 期和极性反向期
这种方法目前只适用于5 Ma以来 的沉积连续的地层。
地层对比方法
4）同位素年龄对比：利用放射性同位素的衰变现象测定岩石、矿 物的年龄进行地层对比。