长江大学综合地层学复习题
综合地层学-绪论
一、概念、概述
1、岩层：野外成层的岩石，包括沉积岩、变质岩和火山岩。
2、地层：岩层+时代，考虑到了岩层形成的时代。
3、地层的主要属性：多重属性-综合地层学基础，岩性、生物化石、地质时代、地球物理特征、地球化学特征、形状及分布。
4、地层学（Stratigraphy)：研究层状岩石的物质属性和特征的四度时空关系及其变化的一门基础学科。
5、综合地层学概念：按照系统科学-系统论的基本原理，综合地层学的实质就是：关于“地层的系统科学”（高等地层学）。
地层学的各分支学科就是系统的组成要素或子系统，因此，综合地层学就是由各组成要素所组成的有机统一体－地层系统。
综合地层学对应的客观物质系统是地层实体本身，地层学分支对应的物质要素就是地层实体的各种物质属性、时间属性和成因特征。
二、地层学研究的主要目的和应用性
目的：地层时空关系的研究1、地层划分2、地层对比
应用：确定不同地区的地层是否一致，是否等时。
三、地层学研究的主要内容和主要分枝学科
根据地层的属性确定地层学的主要研究内容：
岩性、岩性组合+矿物=岩石地层学
生物化石=生物地层学
生物化石+环境=生态地层学
化石DNA+有机分子=分子地层学
地球物理、地球化学=磁性地层学、地震地层学、测井地层学、化学地层学
古代地质事件+标志=事件地层学
海平面变化=层序地层学
地球旋回性（天文事件对地球的影响）=旋回地层学（高精度地层学）、天文地层学
形成环境、形成方式及地质历史。
四、地层学研究简史
1、萌芽阶段（17世纪—18世纪中叶）
Steno（1631—1687）地层的三大定律：原始水平原理、原始侧向连续原理、叠覆原理
罗蒙诺索夫（1711—1765）《论地层》地壳升降引起海陆变迁，化石是另一个时期的生物遗体。
2、地层学的形成时期（18世纪末—19世纪中叶）
魏尔纳（A.G.Werner,1775-1817)水成论
郝顿（G.Hutton,1726-1797)火成论
阿都伊若（G.Arduino, 1715-1795)将意大利北部岩石分为5类：（1）原始的山系：不含化石，构成山脉中心的片岩片麻岩
（2）第二纪山系：大理岩和成层灰岩组成，含海相化石；
（3）第三纪山系：砾石、砂、粘土和凝灰岩组成，含丰富的海相化石；
（4）第四纪的沉积平原，平原上的土堆和石礁；
（5）火山喷发形成的熔岩、凝灰岩。
威廉. 史密斯(W. Smith, 1769-1839)：生物层序律、标准化石法。
主要地层系统的建立：
石炭系、白垩系、侏罗系、三叠系、志留系、寒武系、泥盆系、二叠系、奥陶系。
三个重要的理论
进化论：拉马克（1744-1829）认为物种之间是过渡的，提出低级属种逐渐向高级发展的论点。
达尔文（C. Darwin, 1809-1882)的《物种起源》（1859）变异, 自然选择, 渐变, 无跃进。
均变论：赖伊尔（C. Lyell, 1797-1875) 《地质学原理》，现实主义原理。
灾变论：居维叶（G.Cuvier, 1769-1833) 《论地球表面的革命》（1813）（1）变异有限；（2）生物绝灭；（3）灾变是地质发展的主要特征；（4）灾变的因素主要是海水进退；（5）神创论。
3、地层学发展的新时期
最近三十年的发展：多重地层划分，与各学科的结合。
事件地层学(新灾变论)、层序地层学，旋回地层学。
定量地层学
五、为什么要学地层学
1、地层学是地质科学的最基础的学科，是从事其它地质科学的理论基础。（以同斜褶皱和剥离断层为例）
2、重要地质基础理论的建立都与地层学有关。
3、地层学是从事能源、矿产地质（尤其是有机能源、石油、煤及其它沉积矿产）工作的基础。
第二章地层学的基本理论
一、地层学的几个基本原理
1、原始水平原理(Princople of orginal horizontality)（Steno（1669）提出）：沉积形成的地层当时沉积时都是水平的，基本与堆积其上的面平行。（如果现在不平行，那是后来构造作用的结果）。但是有许多原始沉积是不水平的，如红盆中的沉积。
2、原始侧向连续原理
（Principle of original lateral continuity)
地层在一定范围是连续的。对于范围不大的地区，该原理有效，
但对于大的范围有一定的限制。
3、叠覆原理（Principle of superposition): 指岩层按正常层序下老、上新的顺序关系。
在一定的范围内适用，在大的范围内不适用。
在地质构造搞清楚的情况下才能应用。
倒转地层？
4、切割关系原理（Principle of cross-cutting relationships):
由郝顿（1795）提出：凡切割（穿切）另一个地质体的岩石单位，其时代晚于被穿切的岩石单位。
即切割者新，被切割者老。
5、包含物（包裹）原理（Principle of inclusions)
莱伊尔提出：指被包含在一个大岩石体内的小碎块其年龄必然老于包含小碎块的那个大岩石体。
即包裹着新被包裹者老。
6、生物层序律（Principle of Faunal Succession ）：
史密斯（1815）提出，不同时代的地层含有不同的化石群，相同或相近的化石群其地质时代相同。
年代越老的地层，化石构造越简单，与现代生物的差别越大。反之，化石构造越复杂。
7、变质原理：在任何地方，变质作用晚于地层的沉积或形成的作用。
8、瓦尔特相律：相邻沉积相在纵向和横向上的变化具有一致性。
9、穿时普遍性原理：
穿时：基于实物性地层属性的地层（岩石地层）界面与时间界面不一致、或斜交的现象。
穿时普遍性原理(Shaw)：全部侧向可识别和追索的非火山成因的陆表海沉积的岩石地层单位都是穿时的。
10、侧向堆积原理
大多数的沉积岩是由侧向加积堆积而成。
（1）堆积物的表面是等时面，一般是倾斜的；
（2）地层主要通过侧向加积作用堆积在原始倾斜的等时面上；
（3）由于侧向加积和进积，沉积物一般是在物质搬运的方向上堆积。
二、地层学中的时间概念
一）概念：是指地层学中各种地质事件的时间。
等时与穿时：
地质时间的测定与估计
二）时间的标志
1、古生物标志
（1）化石：生物层序律确定相对年龄。
（2）某些海生动物的生长纹饰：珊瑚；头足类（一天一根，一月一房室)。
（3）树木年轮(树轮年代学)：1064-1065年间美国一火山爆发的确定。
（4）地衣的生长变化：某些地衣的直径可测出生长的年龄。
（5）氟的含量：动物骨骼中的氟含量随时间而增加。
（6）氨基酸的消旋作用：活体生物体的氨基酸左旋，死后慢慢变为不旋，L型氨基酸→D型氨基酸(只存在于死亡的生物) 不同的氨基酸的半消旋期是不一样的。天门冬：5700年，异白氨酸：10万年。
2、物理标志
（1）季侯泥：浅色夏季季侯泥、深色的冬季季侯泥。石膏层、硬石膏层。
（2）裂变径迹：U238、 U235、Th232自然衰变成比较小的原子核通过绝缘物质(云母、玻璃）留下的痕迹。裂迹的密度与矿物年龄及矿物的含量呈正比。一般用氢氟酸、氢氧化钠和苛性钾处理。
（3）天然放射性：
（4）矿物热发光(TL)(热释光、光释光）：矿物加热后会发光，在同等温度下其发光的程度与矿物曾得到的辐射剂量（年龄）有关。地质年龄的测定及相对年代的确定。(第四系测年)
(5)电子自旋共振(ESR):含Fe,Mn,Al 等杂质的石英在放射性的作用下产生电离损伤, Si-O键断裂, 形成不配对电子, Si悬键上有一个电子自旋. 其数量与年辐射量及地质年龄有关.
(6)天然剩余磁性（磁性地层学）
三）时间的测定
主要的方法：
氨基酸消旋法
天然放射性法。
对测定元素的要求：
1）半衰期大致与地球的年龄是一个数量级；
2）母元素有足够的数量；
3）子元素有好的保存条件。
常用的方法：
铀—钍—铅法；
铷—锶法，
钾—氩法，
C14法。
估计时限法：根据测年结果，结合古生物法对地层进行年龄估计：如Gabilly阶时限为5Ma，27个菊石层，每个菊石层185，000年。D、P、及中生代的菊石带的平均时限为1Ma。
米氏旋回: 2万,4万,10万
四）时间的表示方法
1、地质年表表示方法
2、时间的可变函数表示法
第三章岩石地层学
定义：地层学的主要分支，根据地层的岩性及岩石组合特征，对地层进行划分对比的学科。
划分对比的依据: 是岩石的部分物理化学特征。具体指岩石的结构、构造（颜色、粒度、成分、层理、层面构造）、层序、岩相及沉积旋回。
一、地层的沉积作用
1、纵向堆积作用：是指沉积物在水体中自上而下的降落，依此沉积在沉积底面而构成成层岩系。大洋深部的沉积、放射虫软泥。太湖沉积：
山东山旺盆地沉积：
2、侧向堆积作用：大多数的沉积岩由侧向堆积所形成。
有大型河流注入的湖泊，三角洲，陆架砂体
3、生物筑积作用：有些沉积岩是由生物本身（骨骼部分）或生物活动而形成，这种作用称之。
二、地层纪录的间断与不整合
整合: 连续、间断（？）
不整合：角度不整合、假整合
二、地层纪录的间断与不整合
1、小间断(Diastem)：沉积地层剖面中任何一个层面都代表沉积作用的一次中断或沉积环境的改变，这种中断仅仅是一个从停止沉积到恢复沉积前没有发生剥蚀作用的沉积作用临时停歇的短暂时间间隔。（原因？）
2、不整合（unconformity)：分为角度不整合和假整合。
（1）角度不整合；
（2）平行不整合；
（3）嵌入不整合；
（4）异岩不整合。
三、岩石地层学的由来
1、最早的地层单位（1881）
年代术语地层术语
代群
纪系
世统
期阶
亚阶
层
2、三重地层分类（1941）
时间时间—岩石
1、代 1、无特别术语，如中生代岩层 1、群
2、纪2、系 2.组
3、世 3、统 3.段
4、期 4、阶 4.层
3、多重地层单位（1976）
岩石地层单位；生物地层单位；年代地层单位；
群、组、段、层生物带界系统阶时间带
四、岩石地层单位及其重要性
1、岩石地层单位：岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三度空间岩层体。是客观的物质单位，必须建立在岩石特征在纵、横两个方向具体延展的基础之上，而不考虑年龄。
2、岩石地层单位的重要性
1）地质图的填图单位（1：25万：组；1：5万：组、段）
2）新区地层工作的基础（岩石地层序列的建立）
3）生物、生态、层序、成因地层学的基础。
3、正式岩石地层单位的级别
群、组、段、层
1）组：基本岩石地层单位（1：50000；1：2500000地质填图的基本单位）
（1）岩性变化无限制：一种岩性组成；以一种岩性为主；多种岩性旋回；
（2）厚度无限制：
以地质制图的需要为建立原则，即能在图上标示出
2）段：是组内较其低一级的正式岩石地层单位。段总是组的一个组成部分，不能脱离组独立存在。
组内可全部分段。在一些较大级别的地质填图中，为了更精细的展示地质内容，通常将组全部分段，如赣西北地区元古界修水组分为六段，湘西地区元古界马底驿组分为三段。
组内不一定全部分段。需要时可以仅将组内的某个或某些间隔划分为段。段可以从一个组侧向进于另一个组。
一个组侧向伸于其他组内的部分可以处理为其他组的一个段而另外命名
一个组侧向伸于其他组内的部分可以处理为其他组的一个段而另外命名
一个组侧向伸于其他组内的部分可以处理为其他组的一个段而另外命名
3）群
群是比组高一级的正式岩石地层单位。群可以由两个或两个以上相邻或相关的具有共同岩性（或岩性组合）特征的组组合而成。群也可以是是一套尚未经深入研究，暂未分组，一经详细研究后可能被划分成组的岩石系列，如湘西元古界地层前人开始研究时仅将其划分为冷家溪群、板溪群和其上的震旦系，经详细研究后冷家溪群分为：板溪群分为横路冲组、马底驿组、铜塔湾组及武强溪组。
组不一定要合并为群，只有为了更有效地在大范围内进行对比研究，或为编制小比例尺图件的需要才并组为群。群的层型通常为复合层型，其由各个组的单位层型组成。
4）层：最低的岩石地层单位。
1）组、段下全部分层，但不正式命名，用于剖面测制中。
2）标志层是一个分布广而岩性特殊的薄层，可以命名作为正式岩石地层单位。
特殊的岩性层，正式命名。如Baker煤层、 Marcus灰岩层。华北石炭系—二叠系的煤层，一煤、二煤。
岩流层：火山熔岩中最小的正式岩石地层单位，是分离的、喷发的火山岩体，可用结构、成分、叠加次序或其它客观标准加以判别。与沉积岩中的层相当。
4、非正式岩石地层单位
为了精细的岩石地层对比，也为了地质图面的需要。
特殊的岩性层（不正式命名）（具事件意义的层，如T/P粘土层、正常沉积中的风暴层、火山沉积）
特殊的岩性楔状体、透镜体（浊积主水道砾石沉积）
生物礁、生物滩、滑塌体
特殊化石层
五、建立岩石地层单位的程序
1、层型 (stratotype)的建立
必须建立正层型，辅以次层型（参考剖面）
组及低于组的岩石地层单位通常为单位层型；高于组的用复合层型
非层状岩石地层单位用典型地点(type locality)
2、界线的确定：通常划在岩性发生最大变化的地方。渐变界线要人为确定。
3、不整合及间断：群内不能有角度不整合，组内不能有平行不整合。
4、必须的外延程序—岩石地层对比（包括可能的标志层）
5、定名及发表。1）采用地理名称命名；2）极少数情况下采用岩性，如修水组、安乐林组、Chattanooga组。
六、岩石地层单位的划分与对比
岩石地层的划分(Division)：？
岩石地层对比（correlation）：？
实例:
七、穿时普遍性原理及其评价
全部侧向可以识别和追溯的非火山成因的陆表海沉积的岩石地层单位都必然是穿时的”。
用海平面变化来解释该原理似乎更简明。由于海平面总是变化的，受海平面影响较大的陆表海沉积总是在超覆或退覆，沉积物及沉积中心向陆或向海迁移，这类沉积形成的沉积地层界线必然与时间界面斜交，也就是穿时，所以说陆表海中岩石地层穿时是普遍的。这一原理在湖相地层中也能应用，并以得到了普遍的证实。
八、地层的结构和基本层序
1、地层的结构：岩层中各类单层的组合方式现在被称为地层结构。地层结构可简单地分为两类：均质型结构和非均质型结构。
2、基本层序（岩层组合）
1）概念：沉积地层垂直序列中按某种规律叠覆的、一般在露头范围内能观察到的，代表一定地层间隔发育特点的单层岩石分层或多层岩石组合，它是一微环境或亚环境的沉积产物。
2 ）基本层序的类型
（1)旋回性基本层序
（2)非旋回性基本层序
（3)安塞尔的基本层序分类
安塞尔的基本层序（Einsele的分类，1991）
随机性基本层序（a)
事件型、韵律型基本层序（b)
周期性、韵律型基本层序(c,d,e)
正常野外级及旋回性基本层序
(f:完全对称；g:向上变粗； h:向上变细； j:层束）
3）基本层序的野外调查内容
（1）岩性组成；
（2）厚度、结构及构造；
（3）生物组成；
（4）叠覆关系、界面性质
（5）根据垂向变化，选出最典型、最具代表性的基本层序作为该间隔内的理想模式。
第四章生物地层学
一. 生物地层学的几个概念
1.生物地层学: 是地层学的一个分支，它的任务是根据生物发展的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。
范围：主要涉及和化石有关的地层学问题。
2.生物地层学的理论基础
(1) 生物演化的前进式发展
生物由低级到高级, 简单到复杂(达尔文的进化论)
(2) 生物演化的阶段性
最老的生物:南非38亿年前燧石中的有机体
元古界: 主要为菌藻类, 晚期的裸露动物群
下古生界:三叶虫, 笔石,角石类
上古生界:腕足类,四射珊瑚, 鱼类及蕨类植物
中生界:菊石,爬行动物,裸子植物
新生界:被子植物,哺乳动物
3)生物演化不可逆性
Dollo(1873)提出的“没有一种生物能恢复(即使是局部的)其祖先行列中已出现过的一次状态.
4）生物出现的瞬时性
先驱和孑遗的概念
大部分生物的大规模出现在全球具等时性
二、生物地层单位的几个概念
(一)生物地层单位的划分
1.生物地层单位的概念
是以所含化石或古生物特征的一致性作为依据而划分的地层单位.
化石类别:延限带, 间隔带
化石组合:组合带
化石形态特征:谱系带
化石富集特征:顶峰带
2.生物地层单位的级别
生物地层带, 生物地层超带,生物地层亚带,生物地层小带。
基本单位：生物地层带
1）生物地层带(zone)：指含有一个种或属, 或者若干种、属化石为特征的一段地层，一般由其中一个或若干个特征化石来命名。2）生物地层超带(superzone)：具有共同生物地层特征的几个生物带可以适当地集合在一起成为一个超带。O1宁国阶的Didymograptus superzone
3）生物地层亚带(subzone)：如果有必要表达生物地层细节, 对任何一个生物带的细分。（一般指一个组合带的再分。）
4）小带（zonuke): 是亚带或一个未经划分亚带的生物地层带的再分。指含有一个小动物群或植物群的单一岩层或一组厚度不大的岩层.
5)哑段(barren intervals)：不含化石的地层间隔,在地层剖面中是常见的,它们位于两个相邻生物带之间。
3.生物地层单位之间的关系
1)垂向上:叠置关系,以生物面相隔。
生物面：生物地层单位界线面称之。
2）横向上：生物带变化面。
（二）几种常见的生物带
常见的生物带有：
延限带（分类单位延限带、共存延限带）
间隔带
组合带
富集带（顶峰带）
种系带（谱系带）
1、分类单位延限带
定义：分类单位延限带(taxon-range zone) 是指一特定分类单元（种、属、科等）标本的已知（地层与地理）产出延限所代表的那段地层体。
界线：为一系列的生物面
名称：以该生物来命名。 Didymograptus zone
优点:简单易行,如Cystophrentis zone, Pseudouralinia zone Thysanophyllum zone, Yunophyllum zone
缺点:
1)由于受岩相和间断的影响,要有详细的对比,才能确定下来.
2)一般建延限带时,在相似的沉积相中建带地层意义大,而在相变处建的生物带地层意义不大,属生态地层的研究范围.
3)随着生物分类单位的改变,地层带也要改变,如Pseudoschwagerina zone，Rubustoschwagerina zone， Spharoschwagerina zone，Pseudoschwagerina zone
2、共存延限带
定义：共存延限带(concurrent-range zone)是包含两个特定的分类单元延限共存、一致或重叠部分的地层体。
界线：延限较高的分类单元的最低产出（为底界）和延限较低的分类单元的最高产出（为顶界）
名称：Globigerina sellii-Pseudohastigerina barbadoensis zone
和原有定义的区别:以前可以有多个，现在只能为两个.
3.间隔带
1.定义(interval zone):是位于两个特定的生物地层面(生物面)之间的含化石的地层体.
哑段不是间隔带.
间隔带的底面或顶面可以是:
某一特点分类单元在任一特定剖面中有资料确证的最低产出面;
某一特点分类单元在任一特定剖面中有资料确证的最高产出面;
其它可以区别的地层特点(生物面)
最后产出带(last-occurrence zone)或最高产出带
指两个明显生物地层界面之间的一段地层。这个带本身并不是任何生物分类单元的“延限带”，也不是许多分类单元的共存，但它可以含不特别明显的生物地层组合或生物地层特征。
4.种系带（谱系带）
1).定义: 种系带(lineage zone)是含有代表进化种系中某一特定片段的化石标本的地层体.它可以是某一分类单元在一个种系中的总延限;也可以是该分类单元在其后裔分类单元出现之前的那段部分延限.
2)界线:上、下界线是通过代表所研究的演化谱系中连续分子的最低存在生物面来确定。
3)名称: 如Hindeodus parvus谱系带
5.组合带
1.定义: 组合带(assemleage zone)是单个地层或地层体,其特征是将一个独特的由三个或更多的化石分类单元构成的组合或伴生视为一个整体,而区别于相邻地层的生物地层特征.
可以是该带的各种化石:如三叶虫+牙形石
也可以局限在某些特定的类型:全为珊瑚组合带,笔石带
2.界线:以某些特定生物的出现或消失做为界线.
3.定名:不多于两个生物定名，Ophiceras-Lytophiceras组合带
4. 奥佩尔带（oppel zone）的问题:是一种不严格的共存延限带,和组合带也有区别.
5.生物(或化石)组合的概念及与组合带的区别:
生物(或化石)组合:特征相似或具一定联系的生物(或化石)群,考虑的是生物群面貌, 而不是地层.
如上石炭统的Nephellophyllum assembleage
Antheria assembleage,
经过一定的研究后,如果查明这些组合在地层上稳定,可以划为生物组合带.
6.富集带
1)定义:富集带(abundance zone)是一个地层或地层体, 其中一个特有的分类单元或一组特定的分类单元的丰度,明显高于该剖面相邻地层的一般丰度,而不考虑生物的伴生或延限情况。
2、界线：丰度发生明显变化的生物面上。
3、名称：Redlichia abundance zone, or peak zone
4）有关富集带的争议：
（1）生态原因造成的
（2）生物自然发展形成的
5）富集带划分的原则
（1）划分在相似的沉积环境中
（2）对比的范围不大，很难在大区域对比，主要是生物迁移速度和自然竞争的原因
三）生物带的等时性和穿时性
1.生物带穿时是绝对的,等时是相对的
2.相对等时生物带中涉及的生物有: 游泳和浮游的生物,如笔石, 牙形石, 放射虫,蜓类, 菊石,角石,浮游的三叶虫
3.穿时性较普遍的生物带主要涉及到底栖生物,如腕足类,珊瑚,双壳类
4.生物带穿时的实例很多（？为什么）
三生物带建立的基本程序
1、地层剖面的选择:构造简单、地层连续、生物化石丰富、近垂直地层走向、垂向上沉积环境变化不是很大。
2、化石延限的确定
3、化石丰度的确定
4、化石优势度的确定及重要性的判别
5、沉积环境及相的确定
6、化石带的建立及命名
7、化石带的对比
三生物带建立的基本程序
在生物（化石）带建立缺乏充足证据的情况下，可建立生物（化石）组合。当工作到一定程度可上升为生物带。
建立的生物带尽量要具相对等时性意义，尽量选择游泳和浮游生物。
※总结（生物地层单位特点）
建立依据：可基于单一分类单元或几个分类单元的组合、丰度、特定的形态特征，或与化石组成和分布有关的任何特征的变化；
具多样性：相同的地层间隔可因选用不同的化石类群而得到不同的分带。因而生物地层单位具有多样性；
具有间隔或重叠性：据不同生物类群建立的带、甚至同类生物带之间也可能出现纵向与横向上的间隔或重叠；
依赖性：BU对化石分类有较强的依赖性，化石分类单位大小的变化会导致该生物地层单位所限定的地层体范围增大或缩小
独特性：生物地层单位是以生物化石定义的；而生物演变不会重复的。因此，在漫长的地质时期中，演化使一个时代的化石组合不同于任何其它时代，即独特性，与其它地层单位不同。
第五章年代地层学
一.基本概念
年代地层学(chronostratigraphy):是地层学的一个分支,是研究岩层体的相对时间关系及年龄的学科.
年代地层单位(chronostratigraphic units):是指一特定的地质时间间隔中形成的所有成层或非成层的综合岩石体.
年代地层面(chronohorizon):年代地层单位的界面,为一等时面.
二. 年代地层单位及等级
宇(Eonthem),界(Erathem),系(Sytem),统(Series),阶(Stage),亚阶(substage)
对应于地质年代单位:宙(Eron),代(Era),纪(Period),世(Epoch),期(Age),亚期(Subage)
宇: 最大的年代地层单位,是一个宙的时期内形成的地层.
太古宇,元古宇，显生宇(根据生命形式、变质程度、造山运动)（原核生物、原生生物、后生生物）。
界:一个代的时间内形成的地层,根据大的生物门类演化特征.古生界,海生无脊椎动物
系:一个纪的时间内形成的地层,根据较大的生物门类(如纲,目)演化特征,寒武系,三叶虫纲.命名多样,时间位置:第四系;岩石特征:
石炭系,白垩系;部族:奥陶系,志留系;地名:寒武系,二叠系,泥盆系,侏罗系
统:一个世的时间内形成的地层,根据次一级的生物门类(如科,属)演化特征.命名:上、中、下，或地名。P1和P2, 蜓类的区别
P1:Schwagerinidae
P2:Verbeekinae
阶: 一个期的时间内形成的地层, 基本的年代地层单位,根据种或属一级的生物门类演化特征.命名：一般为地理名称，少量为化石名或神名（如提堂阶）,
一个阶包含几个时带(由生物带升级而来)
时带(chronozone):是指某一指定的地层单位或地质特征的时间跨度内在世界任何地区所形成的岩石体.
与生物带的区别: 如Hindeodus parvus( biozone)
Hindeodus parvus(chronozone)
建立的基础为生物带,但含义不一样
亚系:为解决一些遗留问题而提出的,比统要高一级的年代地层单位.
宾西法尼亚亚系
如石炭系:
密西西比亚系
美国最早有宾西法尼亚系和密西西比系,欧洲有石炭纪, 二分或三分
三. 年代地层单位建立的准则
显生宙全球年代地层界线通过全球界线层型剖面和层型点(GSSP)厘定
前寒武系的年代地层界线采用绝对年龄作为全球标准年龄(GSSA)
年代地层单位建立准则:
1. 用界线层型的下界确立年代地层单位
用界线层型比单位层型要好,问题少.
2.选择年代地层单位界线的要求
全球界线层型剖面及点(GSSP)(金钉子)
要求:
(1)连续沉积的剖面中
(2)全球标准年代地层单位(Standard global chronstratigraphic units)应选择在海相剖面中;区域年代地层单位的界线层型必要时可选择在非海相地层中
(3)所选择的界线层型在垂向和横向上有一定的厚度,岩相及生物相纵向上变化小;化石丰富、保存好、特征显著，具世界性广布且多样化的动物群或植物群。
（4）剖面出露良好，构造变形、地表挠动、变质及成岩变化（如白云岩化）最小。
（5）剖面易于到达，能为自由研究、采样和长期保护提供合理的保证，并有永久的野外标志。
（6）剖面研究透彻，研究结果已发表；剖面中采集的化石已妥善收藏并易于获取进行研究。
（7）应考虑历史上优先和惯用的原则，应大致接近传统的界线。
（8）易于识别的标志面及其它特点。
（9）与代表不同岩相和生物相之间的联系。
四、年代地层单位的年代对比
1、地层之间的自然关系
2、岩石学方法
3、古生物学方法
4、同位素年龄方法
5、地磁极性倒转
6、其它地层学方法(事件)
岩石学的方法: 一个组虽然穿时,但总限定在一定时间范围内,如大埔组一般在C2,茅口组一般在P2.特殊的事件层,如火山灰层,可做为等时性的标志.
古生物学方法:是年代地层对比最好的方法!
化石首现面(FAD):如Hindeodus parvus
化石序列的对比:
但古生物学方法还是有一些缺陷
五、年代地层单位与其它地层单位之间的关系
1、岩石地层单位与生物地层单位
2、岩石地层单位与年代地层单位
3、年代地层单位与生物地层单位
六. 主要的年代地层单位及其特征
(一)中国的南华系和震旦系
震旦系:上震旦统,灯影峡阶;下震旦统,陡山沱阶
南华系:分为下统（莲沱阶）、上统（南沱阶）
传统的划分:
上统:灯影阶,陡山沱阶
下统:南沱阶,莲沱阶
2.寒武系的底界:
1)三叶虫首次出现
2)小壳动物首次出现
3)两个小壳动物带之间
3.中国的奥陶系
笔石相(穆恩之,1974)
壳相(赖才根,1982)
岩石地层与年代地层单位之间关系：
1 LU具穿时性，而CU不穿时
2 CU的根本特点在于它与时间严格对应；而LU的上下界线与时间界面是不一致的
3 LU所依据的岩性特征主要受沉积-古地理环境控制，因此, LU的地理分布只能是区域性的；
4 CU没有固定的具体岩石内容，而当岩性特征发生改变后，LU单位名称也发生变化；
5 CU反映了全球统一的地质发展阶段，对了解全球地质史有巨大的优点；而LU反映了一个地区的地质发展阶段，对了解某一地区的地质发展史有重要意义。
6 两类地层单位从不同的侧面反映了地质发展阶段的共性与个性，对了解和认识全球与区域地质发展的联系都是不可缺少的。
生物地层与岩石地层单位之间关系：
BU位是依据岩石中的化石内容建立的。它的建立与选择不受岩石岩相影响。
BU与LU是根本不同的两类地层单位，各自所依据的鉴别标准不同。两者的界线可能在局部相符，或位于不同的地层面，或相互交错。所有岩石(沉积的、火成的、变质的)都可以划分为岩石地层单位，而生物地层单位只能在含化石的岩层中建立。
LU和BU均反映沉积环境，但BU更受时代的影响，而且可指示地质年代。因为BU是以生物的进化演变为基础的，在特征上几乎不重复。
生物地层与年代地层单位之间关系：
BU通常接近于年代地层单位(CU)。虽然生物地层对比接近于时间对比，但生物地层单位(BU)在根本上不同于年代地层单位。
生物地层单位是物质性的，而年代地层单位是时间性的。生物地层单位是指含有某化石的地层，而年代地层单位是指某种生物生存的时间内形成的全部地层，并非仅指含有化石的地层。
生物地层单位不连续，不能独成系统，是为年代地层系统服务的。
以浮游生物建立的生物带等时性较好，而以底栖型生物建立的生物带具有穿时性。
第六章地层划分与对比
一、地层的划分：根据组成地层的岩石特征和各类属性，按照地层的原始顺序，划分出大小不同的单位。
传统的划分：统一的年代地层单位。统一于时间。
多重地层单位：目前常用的方法为四种。
1、古生物方法
1）标准化石法：特征明显、分布广泛，时代有限的化石，如牙形石、菊石、蜓类、珊瑚C、P、T、Y
2）生物组合法：
2）岩石学的方法
（1）岩性法：根据岩性的差异，如石炭系大埔组为白云岩、黄龙组为生物碎屑灰岩。
（2）岩性组合法：根据岩性的组合来划分。
（3）标志层法：成层不厚、岩性稳定，特征突出和容易识别的岩层。如冰成岩、火山灰层、煤层。
岩石地层划分过程中根据地层单位的级别分三个步骤采用三种不同的方法：
1）标志层法：标志层在岩石地层中极为重要，通常代表了某一重要的地质事件，在区域分布上极为稳定，其特征的岩性野外也极易识别，区域对比性很好。
2）岩性法：岩性差异是岩石地层划分的重要依据之一。
3）岩性组合法：（本溪组）
（4）沉积旋回法：
岩石按照一定的生成顺序在地层中有规律的重复。砾岩—砂岩—页岩，和海水进退有关。
3、地球物理和地球化学方法
1）古地磁方法、地震波、测井曲线等
2）地球化学方法：微量元素、同位素等
4、构造地质学的方法：主要是不整合面的确定。
二、地层的对比
对比：从地层学意义上是表示特征和地层位置相当。地层有多种属性，故有多重对比。岩石地层对比（岩石特征是否相当），生物地层对比，年代地层对比。
1、野外横向连续性直接追索对比，直接但局限性很大。
2、岩石或岩性相似性的对比。
3、古生物标志的对比
原则：由近——远，由相近相——相远相
化石类别的对比
化石类群或组合的对比
化石丰度的对比
4、地球化学和地球物理的对比
电参数、放射性、声波、
地球化学含量
5、地质事件的对比
1）地磁极性倒转事件的对比
2）小行星撞击地球事件的对比
3）冰川事件的对比
4）火山事件的对比
5）缺氧事件的对比
6）风暴事件的对比
7）海平面变化事件的对比
6、地层对比中等时和穿时性的判别
地层对比的结果: 物质属性或时间属性是否相当
等时性的：事件界线、年代界线
穿时性的：岩石、部分生物、大部分地球化学。
三、层型
一）概念：是指一个已经命名的地层单位或界线的原始（或后来厘定）典型剖面。是确定和识别一个地层单位或一个地层界线的标准。
单位层型：特定的间隔
界线层型：特定的界线
1、岩石地层：界线层型和单位层型
2、年代地层：界线层型
可以有几个标准剖面，但只用一个层型
单位层型：由一个剖面组成
复合层型：由几个次级单位的单位层型组成‘如板溪群。
单位层型的两个界线层型可以在不同的地方。
二）层型的种类
1、正层型：指命名人（或单位）在建立地层单位或界线的当时所指定的原始层型。
2、副层型：为解释正层型，根据原定义所建立或使用的一个补充层型。
3、选层型：命名人命名地层单位或界线的当时未指定合适的层型，而于事后补选的层型。
4、新层型：为取代业经毁坏而不复存在或失效的旧层型，在层型所在地或地区重新指定的新层型。
5、次层型：为延伸一个地层单位或地层界线。在别的地区或相区所指定作为参考用的一个派生层型之一，也叫参考剖面。
正层型、副层型：原始的
选层型、新层型：后来补选的
次层型：从属于任何原始模式。
层型一经建立，原则上不能动。
复合层型：若干个特殊的层型联合组成的一种单位层型。
组分层型：复合层型中的各个单位层型。如月门沟群、板溪群。
三）建立层型的一般要求（参考上一章）
1、能恰当合理地表达特征
2、要有合理的描述
地理：地图、交通、航空照片
地质：厚度、岩性、矿物、古生物、构造、地貌、界线及接触关系、对比。横剖面图、柱状图、构造剖面图，照片。
3、具有明确的鉴别标志
4、可接近性：交通条件好
5、可接受性：年代地层层型，国际地层委员会
地方性单位层型，全国地层委员会均能接受。
四）界线层型研究现状
1、D/S捷克Barrande地区 Klonk剖面（1972）
以笔石Monograptus uniformis 牙形石 Caudicriodus woschmidti三叶虫Warbugella rugolosa的同时出现作为界线的标志。
但在北美， Caudicriodus woschmidti →Monograptus uniformis →Warbugella rugolosa
2、S/O英格兰Moffat地区 Dob’sLinn剖面
Parakidograptus acuminatus Zone/Glyptograptus persculptus Zone
Hirnantia动物群
3、T/P界线层型：浙江江山煤山剖面
Hindeodus parvus Zone Upper Otoceras zone
Hindeodus typicalis zone Lower Otoceras zone
界线层型的优点：金钉子—给出一个标准点—给对比带来了稳定性。
存在的问题：1）标志点难于选择，生物的分布受环境的控制，不同的人偏重不一样。如S/O，欧洲—笔石；北美—牙形石。2）选择在何相区？3）界线层型选择在岩性一致的单相地层内，往往以微体化石为界，野外无法应用。4）人为因素太多。
第七章磁性地层学
一、概念及定义
磁性地层学（Magnetic stratigraphy）：是根据岩石的磁学特征来进行地层划分和对比的地层学分支学科。
磁性地层学以岩石的剩余磁化强度和磁化率的特征和变化作为基础。前者主要基于地球磁场的极性倒转以及长期变化性质；后者取决于来自于气候异常或火山活动以及外星撞击的区域性磁化率异常。
二、磁性地层学的原理
1、地球磁场的时空特征（地磁场三要素）
地磁场：地球周围存在的受磁性物质作用的空间称为地磁场。
地磁场近似于一个由在地心放置的磁棒所产生的磁偶极子磁场。
磁南极位于地理北极附近，磁北极位于地理南极附近
地磁场的三要素：磁偏角、磁倾角、磁场强度。
①磁偏角：是指磁子午线与地理子午线间的夹角，也就是磁场强度矢量的水平投影与正北方向的夹角。
②磁倾角：是磁场强度矢量与水平面间的夹角，通常以磁场强度矢量指向下为正值，指向上为负值。在赤道为00。由磁赤道到磁北极磁倾角由00变900。在北半球磁场强度矢量指向下／上？
③磁场强度（磁感应强度）：是指磁场强度矢量的绝对值，地球平均为50μt（微特斯拉），在赤道附近最小，为30μt。
2、磁性地层学分支学科
磁性地层学分为三类：①以周期约10 2—10 4a的地磁场长期变化为依据，称长期变化磁性地层学；②以周期为10 5—10 7a的极性带为依据，称极性磁性地层学；③以磁化率变化为依据的磁化率磁性地层学。
磁性地层学当中，极性磁性地层学应用最广。
长期变化磁性地层学以及磁化率磁性地层学常辅助于极性磁性地层学在高分辨率地层划分与对比中发挥作用。
3、磁化率及剩磁的概念
磁化率（magnetic susceptibility）
磁化率是表示在外磁场中物质被磁化的难易程度，是一个重要的参数。铁磁质物质的磁化率随外磁场的大小而变化。具有下列规律，即磁化强度M与磁场强度H的关系：M=κ/H，κ为磁化率。
磁性物质可分为三类，即抗磁质、顺磁质以及铁磁质。
上述三类物质在常温下受到外磁场作用时的磁化效果存在以下不同：前者产生的磁矩与磁场相反，而后两者产生的磁矩与磁场相同；前两者产生的的磁矩较弱，而后者产生的磁矩较强；
前两者的磁化过程是可逆的，而后者的磁化过程是不可逆的。
剩磁(remanent magnetism)
自然界中，铁磁性矿物与抗磁性和顺磁性矿物不同，它具有一个重要的物理特性—磁滞现象，这说明铁磁性矿物的磁化强度J不仅与外磁场和温度有关，还与自己过去磁状态的全部历史有密切关系。
由于岩石是在天然状态下获得这种磁矢量，所以特定义为天然剩余磁化强度。
剩磁(remanent magnetism)
不同类别的岩石获得天然剩余磁性的方式是截然不同的。一般有以下几种剩磁方式：热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁、粘滞剩磁、等温剩磁及非粘滞剩磁。
其中以沉积剩磁和热剩磁在极性磁性地层学中使用较多。
热剩磁（thermoremanentmagnetism）：
概念：在恒定磁场的作用下，岩石从居里点以上的温度逐渐冷却到居里点以下，在通过居里点附近（阻挡温度）时受磁化所获得的剩磁，称为热剩余磁性，即热剩磁。
特点：强度大，方向与外磁场方向一致，稳定性高和可加性等特点。一般来说，火成岩的剩磁即来源于热剩磁。
沉积剩磁(depositional remanent magnetism)：
沉积岩在形成过程中，其中的铁磁质颗粒在水中沉积时，受当时的地磁场作用，沿地磁场方向定向排列；或这些磁性颗粒在沉积物的含水孔隙中转向地磁场方向，沉积物固结后，按地磁场方向保存下来的磁性，称为沉积剩余磁性，即沉积剩磁。其稳定性较热剩磁小。
化学剩磁(chemical remanent magnetism): 是指在地磁场中，某些磁性物质在低于居里点稳定的条件下，经过相变过程（重结晶）或者化学过程（氧化还原）所获得的剩磁。
粘滞剩磁(viscous remanent magnetism) ：是指岩石在长期的地磁场作用和一定温度下所获得的随时间逐渐增加的剩磁。
其中前三种为原生剩磁，后一种为次生剩磁（需要退磁）。
岩石次生剩磁的清洗
（测试，逐步增幅交流磁场或加热退磁）
三、磁化率地层学
磁化率地层学（magnetic susceptibility stratigraphy）是以磁化率变化为依据的磁性地层学。
由于磁化率与古气候、地质事件、沉积物源及沉积物颗粒大小，尤其是古气候或地质事件有重要的联系，而古气候或地质事件的垂向变化在一定范围内是相同的。
所以，地层剖面中磁化率的垂向分布特征能反映这种古气候或地质事件的垂向变化。
因此，通过研究地层中磁化率的变化特征可以进行精确的地层划分、对比。
磁化率地层学应用最好的是第四纪地层，尤其是中国北方地区的黄土—古土壤层。
在黄土—古土壤序列中，代表不同古气候条件的黄土和古土壤有明显不同的磁化率值，因此，可以利用磁化率曲线来辨别黄土层和古土壤层。
即使是一些肉眼不易辨别的弱古土壤层也可以用磁化率曲线辨别。
古土壤：显示了高磁化率值；黄土：则显示了低磁化率值。
在进行黄土磁化率地层划分时，将磁化率低的一段黄土层称作一级黄土地层单位（L1），而将相对磁化率高的一段古土壤层称作一级古土壤地层单位（S1）；
在一级单位黄土层L1或一级单位古土壤层S1中又有磁化率相对高一些的次一级古土壤层（二级单位），如L1中的L1S1、L1S2、L1S3、或S1中的S1S1、S1S2、S1S3等。
同理，在一级黄土地层单位L1中有次一级黄土地层单位（二级单位），如在L1中二级黄土地层单位有L1.L1、L1L2、L1L3、L1L4。在一级古土壤地层单位S1中有有次一级黄土地层单位（二级单位）S1L1、S1L2。
此外，还有更次一级（三级）的地层单位如S1S3S1、S1S.L1、S1S3L2。
四、极性磁性地层学
极性磁性地层学（ Magnetic polarity stratigraphy）的基本原理：
是地磁场的反转理论，其地层划分与对比基于地磁场极性的正向性和反向性。
在地质历史时期，地球磁场的极性方向不是固定不变的，而具变化极为频繁的现象，它有时与现今的地磁场极性方向相
但是在一定的地质时间里，地球磁场的极性是一定的，与现今磁场极性方向一致或相反。
三个重要的特征:全球性,同时性,控时性.
全球性:是指地磁场倒转事件具有全球分布的特征。
同时性:是指同一地质时期的岩石中所记录的地磁场特征相同。
控时性:泛指极性转换变化的周期或持续时间。不同类型的地磁事件，其变化周期各异，即控时性不同。如地磁极性倒转的持续时间短的一般为0.05—0.1Ma，长的可为0.5—1Ma。
1、磁极性地层单位
磁极性地层单位：是指在正常地层序列中，以其磁极性基本一致而组合在一起，并以此区别于相邻单位的岩石体（据《中国地层指南》，2001）。
磁极性地层单位极性特征有三种情况：
（1）整个单位为单一的极性；
（2）可由正向与负向的交替组成；
（3）以正向极性为主又包含了次要的负向极性，或者相反。
磁极性地层单位：极性带是基本单位.通常每个极性带是以自身所特有的极性为基本特征，其时空位置均以上限和下限来区分，这种界限被称为转换带，标志着两种相反极性符号的变化。
极性带的延续时间：在105—106年。例如距今2.4Ma至0.73Ma间的一段极性,基本上以反向为主,称其为松山反向极性带。
磁极性地层柱状图中，正向极性带（亚带或超带）通常用黑色表示，而反向极性带（亚带或超带）则用白色表示。
极性亚带:一个极性带可包含一些次一级较短时间的、极性相反的极性亚带，其延续时间在104—105年，例如松山反向极性带中，包含着距今0.94—0.88Ma间一段和距今1.88—1.72Ma间另一段极性呈正向的贾米拉、奥杜威两个正向极性亚带。
极性超带:它的跨的时间较长，在106—107年间。例如K—N，意思是白垩纪正常极性超带。W.B.Harland和A.cox(1982)根据现有成果综合编制地质时期中的极性超带（图7-5），除K—N正向极性带外，还有KTQ—M白垩纪—古近纪、新近纪—第四纪混合极性超带；JK—M侏罗纪—白垩纪混合极性超带；PTr—M二叠—三叠纪混合极性超带和C—M石炭纪混合极性超带。
2、地磁极性年表
根据化石带和岩石的绝对年龄值建立地层层序后，确立各层序的地磁极性，列出年龄—地层—地磁极性对应的序列表，这种表称为地磁极性年表。
建立地质时期地磁极性年表是磁极性地层学研究的重要任务之一。1969年，A.cox等人首先综合编制出第一个4.5Ma以来的地磁极性年表。此后，随着K—Ar法测年手段的改进，加之国际地层规范有关术语的规定，一些新的地磁极性年表相继作出。 J.A.Jacobs （1984）作出了新生代晚期地磁极性年表。
3、工作方法与实例
由于极性倒转是全球范围的现象，所以同一时代的岩石应具有相同的极性，为世界范围的地层对比奠定了基础。目前，基于地磁极性倒转的极性带在地层划分对比的应用中，以新生代和中生代效果较好。
磁极性地层学工作的具体步骤是：
（1）首先测定已知相对、绝对年龄岩层的磁性方向，作出剖面磁倾角变化图；
（2）根据标准地磁极性年代表，进行极性带的划分。
以正磁倾角为主的地段，划为正向极性带，否则划为负向极性带。正向、负向交错出现，则划为混合极性带；
（3）检查极性带的划分是否正确，检验方法：堆积物埋藏深度/地磁极性年代指示的时间==沉积物沉积时的速度。若沉积速率基本保持不变，说明极性带的划分基本正确；
（4）不同剖面的极性带划分出后，要进行不同剖面之间的极性带对比，确定各剖面之间的地层对比关系。
例3 青藏高原东北缘晚新生代哺乳动物时代的确定
贵德羚羊（Gazella kueitensis），该地层的准确时代一直是一个争论的问题。
图中第一、二和三化石层中均有贵德羚羊（Gazella kueitensis）产出，第三化石层中产有中国北方普遍发现的中国互棱齿象(Anancus sinensis)，通过极性年龄的对比可以确定贵德羚羊的生活年代为5.3—4.4Ma，即上新世初期；
中国互棱齿象出现时代一直悬而未决，极性年龄柱中可以看出其出现的时间为4.4Ma，属早上新世晚期。
五、长周期磁性地层学及视极移曲线磁性地层学
（一）长周期磁性地层学
1．长周期磁性变化的特征
地球基本磁场随时间发生的缓慢变化称为地磁长期变化。
地磁长期变化具有全球的统一特征，一般认为它是来源于地核内部或核幔边界。
利用地磁长期变化（及偏移）来代替古生物划分方法，在那些缺乏化石的地层中开展地层划分，具有重要意义。
地磁长期变化特征在各类型岩石中不尽相同。
（1）沉积岩
时代老的沉积岩很少保留沉积时地磁场特征。但对于经历了快速成岩作用的灰岩，可以保留长期变化的特征。
（2）岩浆岩
岩浆岩可以较好地记录长期变化特征，因此，可以利用长期变化特征确定岩浆岩形成的年龄。
（3）变质岩
由于变质岩形成过程中的受热及化学活性流体的迁移，而使得变质岩的剩磁以化学剩磁为主。
只有在一些特殊条件下经受单一热变质作用的变质岩才能有可能保留长期变化的记录，才能用于计算变质岩冷却的年龄。(二)利用视极移轨迹进行地层对比
由于地球表面不同板块（大陆）是在不断地运动的（漂移），尽管地理轴基本上是固定的，而每一板块的古地磁极位置却是随时间的变化而变化。
把这种同一板块的古磁极位置连续的位移曲线称为极移轨迹（漂移轨迹）。
因此，每一个板块只有唯一的一条代表它的相对于地理轴运动的极移轨迹。
确定极移轨迹所选择的古地磁极位置样品要遵循下列原则：
（1）同一板块上至少要在5个分开的地点取样，以便有助于消除长期变化及其它地磁干扰的影响；
（2）所采集的样品要能够比较容易通过各种退磁方法来确定及分离出原生的稳定剩磁成分；
（3）样品的磁化强度年龄要能根据其它方法测定；
（4）所有采样点应位于同一板块，它们之间未发生过相对运动。
因此，可以根据不同板块的极移曲线的移动方向来进行地层对比和大地构造演化研究。
如果两个板块的极移曲线是相同的，那么就意味着两个板块是相连的。
如果两条曲线相交，则意味着板块的碰撞。极移曲线可以适用Pt3的大多数大陆。
六、现状和前景
磁性地层学现在已经是地层学研究的重要组成部分，特别是5Ma年来磁性年代表的建立，在推动第四纪地层学和地质年代学研究方面，起到了划时代的积极作用。
磁性地层学已成为评价和研究地质时期中各个地质界线问题的深浅程度方面所必需的一项重要内容。
它填补了沉积地层与火成岩系之间，以及陆相地层与海相地层之间不可逾越的鸿沟，使得它们彼此之间的地质年代划分和对比成为可能。
甚至可以进行岩体间更大范围的地层学和年代学的研究。
磁性地层学不足之处。
首先，它还不能单独用来确定地层绝对年代；
其次，它能测出地层的极性符号，但要准确确定这种极性符号的时间，依然需要借助同位素年龄数据或古生物地层的资料进行多学科的综合研究，才能真正发挥它的作用。
七、采样、制样、加工（了解）
布样
采点附近应无明显断裂以及强烈褶皱等构造活动、无严重风化变质以及岩体侵入现象、无垮塌滑坡以及地层产状不明情况。
尽量选择那些粒度为μｍ量级、质地坚硬的岩层。
每层最低布置2个样品，而剖面垂向上的样品间隔则应小于可能存在的、有意义的磁极倒转的时间跨度。
采样
手提钻机一般为汽油摩托钻、高压水泵冷却；样品定向器可直读样品产状。
手标本采样使用三足直读罗盘测量样品产状。
两种样品均要在样品上及时画出其走向或倾向的方向并测量地层产状。
磁极性地层学
四仪器
无定向磁力仪的核心，即磁系，由两个磁矩相等的磁棒、无磁性的金属杆以及无磁性的悬丝构成，其中，金属杆将磁棒彼此平行而方向相反地连在一起，而悬丝则将前两者垂直吊起。由于两个磁棒的磁矩大小相等而方向相反，所以其磁系的宏观磁矩为零。
如果将一具有剩磁的样品置于上述磁系的某一磁棒附近，则磁系由于两磁棒所受磁力矩的不同而发生偏转，此偏转的程度以及方向将对应于样品的剩磁大小和方向。
旋转磁力仪是利用具有剩磁的样品在旋转时所形成的磁场可在线圈内产生感生电动势的原理制成的，测试感生电动势的振幅以及相位便可判断测试样品的剩磁大小以及方向。测试时，样品和参考磁铁旋转频率一致，并分别在信号线圈和参考线圈内产生同频率的感生电动势。
我们可以经过电子线路的衰减器和移相器将两信号调整至振幅相同而相位相反，即实现混合信号为零。此时，电子线路的衰减量以及移相量即对实验表明，有些物质在接近绝对温度零度时，即临界温度时，电阻会突然变为零，该物质称之为超导体。
在弱剩磁测试样品的情况下，前述磁力仪将无能为力，但由于超导磁力仪的核心超导体所具备的零电阻原因，其接受弱感生电动势的能力远高于其他仪器，因此利用超导磁力仪可实现弱剩磁样品的测试。
应着测试样品剩磁的大小和方向。
交变退磁仪利用逐步增加人工减幅交流磁场的初始振幅实现对剩磁的退磁目的，通常初始振幅的变化范围是0-100mT。
热退磁仪利用逐步升高温度的方法实现对剩磁的退磁目的，通常退磁温度的变化范围是0-800℃。热退磁仪必须具备升温、恒温以及降温控制功能，恒温时间和冷却时间一般控制为20分钟和30分钟。
为避免退磁过程当中可能产生的次生磁化，退磁仪器均配备玻莫合金屏蔽措施，其屏蔽装置一般东西向放置。
五检验
极性倒转检验利用的是，未受到次生磁化影响的一对互为反向的剩磁必呈180°，而受到次生磁化影响时这一状况将要遭到破坏。褶皱检验利用的是，未受到次生磁化影响的剩磁在倾斜校正前发散、在倾斜校正后会聚。反之，剩磁在倾斜校正前会聚、在倾斜校正后发散。
第八章事件地层学
事件地层学（Event Stratigraphy）是新兴起的一个地层学领域，随着它的崛起，对地层学领域中的概念和方法产生了很大的冲击，并给地层学的研究工作增添了许多活力。
目前，事件地层学的研究着重于两个方面：①对各种地质事件，尤其对地外撞击事件及其与生物群集灭绝事件的关系进行探讨和论证；②从事件地层学角度对重大的地质界线进行研究。
由于在确定地层界线、地层对比、盆地分析、研究生物演化及地史分析等方面，显示很大的潜力。
因此，它有望解决渐变论及均变论无法解决和解释的一些重大地质问题。
1 事件地层学的概念
利用稀有的突发事件及其地质记录来划分和对比地层，按自然特征确定地层界线的学科。
它着重研究地质事件与它形成的地层界线、地质体的关系；
研究地质事件及其记录在地层学研究中的应用。
不仅涉及地内事件，更考虑地外事件，不仅讨论局部和区域事件，更重视全球事件。
2 事件地层学的基本原理
突变论：突变是一种非连续的跳跃式的变化。此观点认为：在交替出现的急速而短暂的突变与缓慢而长期的渐变中，突变对自然界的发展产生更大的影响，而且是主导因素。当前地质学领域中流行的新灾变论、间断平衡论、幕式沉积说及间断加积旋回说等，都是以“突变论”为基础的。
对立统一论／系统论：认为自然界中各种作用都处于一个互相联系的对立和统一的体系之中。岩石圈、生物圈、水圈、大气圈之间、以及与更高层次的宇宙事件之间互相联系、互相影响。在事件界线中总是看到沉积特征突变、地球化学异常、构造变动和生物绝灭等现象以不同的排列组合形式存在，这说明某一突发事件的出现会触发其它事件的发生。事件界线就是这些不同层次事件及其地质记录的统一体。
3 地质事件的概念、特点和级别
概念：是指地史上稀有的、突发性的、在短暂时间内影响范围很广的自然现象，并在地层中留下了能被识别的显著标志。
从时间角度来说，事件是瞬时性的变革，或者是极其短促的一段过程，或者是一个过程的开始或结束。
特点
易于辨认；
其地层记录具有一定的保存程度；
具有一定的分布范围；
具有等时性或近等时性；
持续时间较短。全球性事件一般以万年为单位，地方性事件一般以十万年至百万年为单位。
级别：全球性事件、区域性事件、地方性事件
全球性事件：是指在全球范围内可以观察到其影响或其地质记录的事件。
如地外撞击、地磁极性反转和大规模生物绝灭事件等。该类事件在地层中造成等时性精确、持续时间短和分布极广等地质标志。“界线粘土层”就是一例。
特点：①全球性；②瞬时性；③极易辨认。因此，可成为地层对比最精细、准确的标志，并成为地层划分的自然界线。
如，E/K之间发生的外星撞击事件—界线粘土层。
全球性事件：E/K之间发生的撞击事件—界线粘土层。
区域性事件：是指在较大区域中（如几个省，或一个大陆）保存有地质记录的事件。
如：冰川事件、缺氧事件、火山事件、区域性海平面变化事件、区域性沉积环境及生物变化事件等。
如：奥陶纪末在北非、南美及欧洲部分地区发生的冰川事件等，具有较好的对比性。
如：扬子地区五峰期和龙马溪早期的缺氧事件。
区域性事件
扬子地区龙马溪早期的缺氧事件－笔石页岩
地方性事件：是指分布较局限，在较小范围内发生的地质事件。例如火山爆发、风暴、浊流、地震及一个盆地内沉积环境变化等。该类事件规模较小，但出现机率较高，地层中最为常见，而且与盆地内的沉积作用或生态环境变化有密切联系，具有地方性地层对比意义。
例如长江三峡及其东部地区上寒武统的风暴事件、干旱事件等起到了较好的地层对比作用。
4 事件地层单位的主要类型及其特征
由于事件地层学仍处于发展阶段，尚未成熟，目前还没有人提出系统的划分和对比的单位。肖首次提出以下5种单位。主要类型：（地质）事件面、事件层、事件带、事件组合和事件集群
事件面（Event Surface）：是指某一地质事件发生的初始面、结束面或两种地质事件之间的转换面及其地质记录所构成的单位，为时间跨度最小的事件地层单位，其时限最短，一般以Ka到10Ka为单位。
类型：海泛事件面、转换事件面、生物灭绝事件面、生物首现事件面、风暴事件作用面、生物死亡事件面以及不整合事件面等。
分布范围：取决于地质事件的性质，如生物群集灭绝事件面发布范围较大，可以大到全球性分布；而海泛面可以是大区域范围，也可以是小区域范围，全球性事件面一般具有较好的等时性。
事件层（Event Bed）：是指某一特殊（稀罕）地质事件及其地质记录所构成的地质（层）体，往往表现为一较薄的层，一般厚度几十厘米左右，往往表现为多种地球化学成分的高异常等特征，具有洲际性及全球性分布特征。
类型：界线事件（撞击、火山）粘土层（如Pre∈/∈之间、P/T之间以及K/Ez之间）、过渡事件层等
分布范围及时限：可以是洲际性、全球性分布特征，而矿层、介壳层等可以是区域性分布特征，该事件地层单位一般具有全球或区域范围的等时性或近等时性，是地层对比重要标志层。其时限一般为10Ka到100Ka。
事件带（Event Zone)：是指某一地质事件及其地质记录所构成的沉积地质体。可以是全球性、区域性和地方性地层单位，
分布范围及时限：取决于地质事件的影响范围，其时限一般为100Ka到10Ma。
类型：地磁极性事件带、火山事件带、生物灭绝事件带、生物衰退事件带、海平面上升事件带、海平面下降事件带、缺氧事件带、风暴事件带、浊流事件带、等深流事件带、结核事件带以及蒸发事件带等。
其中，地磁极性事件带具有全球等时性，群集生物灭绝事件带具有等时性或近等时性，其它事件带则可以是区域范围内的等时性。事件组合（Event Association）：是指在成因上有联系的2个或2个以上的地质事件及其相互作用的地质记录所构成的地层体，相当于E.G.Kauffman的复合事件地层单位，但考虑到地层单位命名的一致性，本文使用了事件组合一词。
分布范围及时限：一般表现区域性或地方性分布特征，也可以是洲际性地层单位，其时限一般为10Ka到10Ma。
类型：缺氧事件、等深流事件往往和海平面快速上升相伴，可构成海平面上升－缺氧事件组、海平面上升－等深流事件组；重力流、浊流事件以及不整合等事件往往和海平面快速下降相伴，可构成海平面下降－重力流事件组、海平面下降－不整合事件组；与生物灭绝相伴的事件可构成单独的事件组，如海平面下降—生物灭绝事件组、火山－生物灭绝事件组、外星撞击－生物灭绝事件组等。事件集群（Event Gathering）：是指在某一地质时间段内特别集中的各类地质事件及其地质记录所构成的地质体。该类地层单位往往跨越界、系、统、阶的界线或发育于其界线之上、下，通常包括两个或两个以上的事件组合。
类型：€－Pr€界线事件群、O－S界线事件群、P－T界线事件群、K－E界线事件群，寒武纪事件群、等。
时限：一般为1Ma到1000Ma或几千万年不等。
成因：该类地层单位的形成除了与地球本身阶段性演化特征相关联外，与地球以外天文因素等等周期性变化也可能有着密切关系。该类事件地层单位在不同地区可能包含有不同的事件面、事件层、事件带和事件组合，一般表现为区域性分布特征，一般具有区域范围的等时性特征，较少有洲际性或全球性分布特征。
5 地质事件的主要类型及其识别特征
主要类型：缺氧事件、风暴事件、浊流事件、火山事件、生物灭绝事件、海平面变化事件、地磁反转事件、外星撞击事件、冰川事件、大陆拼合事件、气候事件等。
缺氧事件
概念：是指特定地质时间内由于海平面的快速上升、上涌洋流作用、或沉积盆地处于闭塞、半闭塞状态而造成海洋中部分地区或大范围内贫氧或缺氧的现象。
识别特征
沉积特征：绝大多数表现为黑色岩系（黑色页岩），其中可见许多浸染状黄铁矿及小的黄铁矿晶体。沉积相表现为滞流盆地相。
生物生态类型：底栖类型的生物十分贫乏，游泳生物也很少，主要发育浮游型或漂游型生物。
地球化学异常特征：碳、氧同位素异常、有机碳的异常、微量元素异常。－为有利的生油岩
碳、氧同位素异常：多表现为较高的负异常。如中上扬子地区及其东南缘早寒武世早期的黑色页岩中碳同位素平均值为-6.4%，氧同位素平均值为-9.4%。
碳、氧同位素异常：多表现为较高负异常。
有机碳的异常：缺氧环境中也具有很高的有机碳含量。如中上扬子台地其东南缘∈1早期，黑色页岩中有机碳为3～12.73%。有利于生油。
微量元素异常
铂族元素异常
贵金属（如金）异常
铁族元素异常
稀土元素异常
放射性元素的异常。
缺氧事件的原因
上涌洋流：上涌洋流是大洋洋流循环中的向上分支。上涌洋流的上升可以导致两个结果。a、由于上涌洋流向海岸方向运动，导致水层表面的氧和营养较为丰富，从而促使浮游生物很繁盛→大量氧的消耗→水层底部缺氧；b、上涌洋流本身也会分解有机质，转变为CO2和H2S等，从而也消耗大量氧，致使水体底层缺氧，使有机质易于保存，形成黑色页岩。
海平面快速上升：由于海平面的快速上升，致使海水向上和向岸的单方向运动，水体的垂直循环受到限制，从而导致底层水体缺氧。封闭或半封闭盆地：由于盆地处于封闭或半封闭状态，水体循环受到限制，也会导致缺氧。
风暴事件
概念：风暴事件是指由季节性台风、或飓风引起的风暴潮所产生的区域性事件。风暴潮的强大动力冲刷沿岸和近岸沉积物，在风力减退时，风暴退潮流携带大量呈悬浮状态的沉积物向海方向搬运，形成一个向海流动的密度流，并沉积于正常波基面与风暴波基面之间，从而形成风暴流沉积。
特点
具一定规律性。与台风和飓风密切相关，而台风在每年具一定季节性。
区域性。风暴事件多属于区域性事件，主要发生于热带浅海陆棚区。
时间短。多半是在较短时间内发生的。
识别特征
沉积特征：表现为风暴流沉积，其特征有：
①粒级分选、层厚不稳定，而且粒级分选层与平行层理之间的粒度呈突变；
②风暴岩具有由波浪和流水作用共同形成的层理。如丘状交错层理、浪成砂纹层理及浪成爬升砂纹层理；
③风暴岩底面多具有侵蚀充填构造；
④风暴岩中具有生物的逃逸潜穴（人字型叠复构造）；
⑤多出现于正常波基面之下的陆棚环境；
识别特征
⑥标准层序自上而下为：
e．无层理层（泥级沉积物）
d．水平层理层／波状纹层
c．丘状交错层理层，或砂纹层理层等，其中又具生物逃逸迹。
b．平行层理层，多为砂级
a．粗粒层：具菊花状排列或倒小字型排列，如贝壳层、竹叶状灰岩等，底部具冲刷槽。
多数风暴岩层序不完整，仅保存一部分，或仅保存粗粒层，丘状交错层理层等。
风暴岩的底面特征－多具有侵蚀充填构造
风暴岩的粗粒层－具菊花状排列，与平行层理层
之间的粒度呈突变
风暴岩的粗粒层及底面特征
风暴岩的层理特征－丘状交错层
风暴岩的生物扰动构造－逃逸构造（人字型叠复构造）
风暴岩的标准层序为：无层理层、水平层理层、丘状交错层理层，或砂纹层理层、平行层理层、粗粒层。
识别特征
生物及生态特征
①风暴事件前的生物群落分异度较高，种类较丰富。
②事件发生的过程中，生物难以生存，多为异地搬来的生物群，原地者表现为潜穴型生物，且可留下逃逸迹。
③风暴事件后的生物群落分异度低，但居群丰度较大。即表现为生物种类较少，个体数量多。
生物绝灭事件
概念：是指某些生物类别在地质历史上消失的现象，可分为正常绝灭和类群绝灭。
正常绝灭／背景灭绝：通常表现为属、种绝灭，而且绝灭率较低，规模小，这种绝灭称“正常绝灭”。
类群/群集绝灭：是在地质历史中的各个阶段发生特别集中的绝灭事件。
群集绝灭特点：(a)绝灭率高；(b)所绝灭的类别等级高，包括纲、亚纲和目等高级类别的生物；(c)面积大，涉及全球或大区；(d)时间短；(e)生态系统发生巨大变化；(f)绝灭具有周期性，在显生宙已知最大的类群绝灭事件有5次，∈2末，O2晚期，D3晚期，P末期，K末期。
识别特征
沉积特征：一般发生于岩性突变界面的附近或沉积环境突变的界线附近，或界线粘土层附近。
生物群更替特征：在系或界的界线上、下表现为生物群面貌的巨大变化，界线之下的门、纲、目以上级别的生物群面貌发生重大变化。
各系或界的界线附近容易发现，多表现为集群绝灭。
生物集群绝灭原因的探讨
生物集群绝灭假说原理
渐变论：认为生物演化是通过逐渐变化的过程来实现的。认为生物绝灭也是如此，必然有发生、发展和衰亡的过程，是生物自身发展的必然结果，与环境变化关系不大。但这种观点难以解释不同门类的生物同时绝灭的现象。对于正常绝灭可以解释一部分。
b. 突变论／灾变论：是居维叶提出的观点，这种观点认为古生物的绝灭是由于环境的突然变化而致使生物难以生存，最终导致绝灭。这观点对于解释不同门类生物突然同时绝灭较为合理。
盐度变化说、气候波动说、太阳耀斑说、地磁极性反转说、超新星爆发说、外星撞击说、海平面变化说、火山爆发说等
盐度变化说：认为古盐度的变化能导致大量窄盐性生物的衰亡和绝灭。
如Beuerlen （布龙伦） (1956)（和Fischer (1960)认为二叠纪末海水盐度的变化是该时期生物绝灭的主要原因，如腕足类、苔藓虫、海百合、菊石和三叶虫等窄盐性生物大多数绝灭。
气候波动说
Stokes认为气候的变化是生物大规模绝灭的主要原因。认为气候由一种状态转化为另一种状态（气候波动），可以引起全球范围内的生物群危机。
气候波动说－实例解释
∈/O界线危机：是由于Pr∈末-∈初期的冰室状态转化为古生代中期的温室状态所引起的。
O/S界线危机：与冰期巧合。（肖提出五峰期的高频火山事件可能是该时期生物灭绝的主要和直接原因，而火山事件、铱和碳同位素异常事件与志留纪初期缺氧事件在奥陶－志留系之交的耦合作用可能是Hirnantia-Dalmanitina动物群的灭绝的主要原因）
D3危机：可能是由于古生代中期温室状态向古生代晚期冰室状态过渡期转化造成的。
氧同位素分析表明：K/E界线上、下古温度波动12℃，这对窄温性生物来说是致命的打击。
太阳耀斑说
这种观点认为太阳活动如黑子活动、耀斑等，对地球的气候和生物影响很大，尤其是耀斑的活动最剧烈，对地球的影响最大。
认为：耀斑的辐射使大气层上部臭氧层密度剧烈减少，导致海洋生物大量死亡。并提出K末期的生物大规模绝灭可能是因为太阳耀斑爆发的结果。
太阳耀斑通过产生质子辐射，使臭氧层逐渐分解，紫外线强度大大增加，从而分解生物DNA的两个枝体，破坏蛋白质，引起微生物死亡以及皮肤癌等，最终导致生物绝灭。
地磁极性反转说
这种观点认为正常时期，地球受地磁场保护，太阳风带来的高能粒子被磁层捕获。但在地磁场极性反转期间，地磁场的屏蔽作用减