层序地层学原理及应用

事件地层学的原理及地质事件简介

1概念、原理与特点

事件地层学，狭义是指利用稀有的、突发的事件及其地质记录来对比地层；广义是指利用一切事件及其地质记录来进行地层的划分对比的学科。这里指的是狭义的概念。

原理：地质事件都可能在地层中留下相应的地质记录。根据这些记录便可推断事件的类别、性质及规模，可以探讨事件的成因及其地层价值。地质事件造成的影响及产物在地层构架中以生物界变革或沉积特征变化记录下来，成为事件地层学研究的基本依据，成为地层对比划分的标志。

例如，火山喷发形成火山岩层，大范围内火山灰降落形成凝灰岩；全球性气候降温可导致冰川广布，堆积冰碛岩；地磁极倒转都可能在各地的沉积物中被记录下来；天体撞击能形成特殊的粘土层，其岩石性质、产状、地球化学特点等与普通沉积岩十分不同，其厚度小、分布广、富含铱等稀有元素，形成所谓“界线粘土层”。

事件地层学其具有等时性、大区域性、自然性的特点。

2地质事件简介

地质事件可以划分为两类：地内事件和地外事件。

地内事件包括生物绝灭、地磁极倒转、缺氧环境出现、冰期事件、海平面升降、火山喷发及火山灰降落、洋中脊体积变化、地壳运动、气候变化、沉积环境变化、浊流和风暴等。

地外事件包括陨星和彗星撞击地球、超新星爆发、太阳辐射强度变化等。

2.1生物绝灭事件

生物灭绝又叫生物绝种。它并不总是匀速的，逐渐进行的，经常会有大规模的集群灭绝，即生物大灭绝。整科，整目甚至整纲的生物在可以很短的时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。在集群灭绝过程中，往往是整个分类单元中的所有物种，无论在生态系统中的地位如何，都逃不过这次劫难，而且还常常是很多不同的生物类群一起灭绝，却总有其它一些类群幸免于难，还有一些类群从此诞生或开始繁盛。大规模的集群灭绝有一定的周期性，大约6200万年就会发生一次，但集群灭绝对动物的影响最大，而陆生植物的集群灭绝不象动物那样显著。

地史中生物大灭绝的概况：

2.1.1第一次生物大灭绝：

时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。

事件：导致大约85%的物种绝灭。

原因：古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前，现在的撒哈拉所在的陆地曾经位于南极，当陆地

汇集在极点附近时，容易造成厚厚的积冰---奥陶纪正是这种情形。大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了，冰川锁住了水，海平面也降低了，原先丰富的沿海生态系统被破坏了，导致了85%的物种灭绝。

2.1.2第二次生物大灭绝：

时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。

事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。

原因：化石记录说明泥盆纪前中期是温暖。第二次物种大灭绝发生在泥盆纪晚期，其原因可能是地球气候变冷和海洋退却。

2.1.3第三次生物大灭绝

时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期，

事件：导致超过95%的地球生物灭绝。估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。

三叶虫及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群灭绝。

这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。

原因：联合古大陆的形成使大陆架缩小，生态系统遭受严重破坏。部分浅层的大陆架暴露，使大量埋藏有机质被氧化，使大气中二氧化碳含量升高，陆地生物生存环境变得恶劣，陆地生物遭受灭绝。海洋中也随之缺氧，海洋生物遭受灭绝。

2.1.4第四次生物大灭绝：

时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。

事件：发生了第四次生物大灭绝，爬行类动物遭遇重创。

原因：大面积缺氧。

2.1.5第五次生物大灭绝：

时间：6500万年前后，白垩纪晚期

事件：突然，侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝了。

原因：小行星撞击。

地质特征：地层中生物的突发性减少，地层中大量沉积的富含有机质的页岩。

应用领域：地史年代的划分。

2.2地磁极倒转

地磁场的磁极是缓慢变化着的，可以根据地层中岩石的磁学性质进行地层的对比划分。

特点：具有区域性，等时性，但是年代久远的岩石，其受到的影响因素多杂，剩磁分析较困难。

地质特征：岩石的磁化率在区域上具有规律性。

应用领域：主要在新生代与中生代地层的对比划分。

2.3缺氧事件

由于海底缺氧，在沉积物中形成黑色、富含有机碳、一般无底栖生物扰动、常含黄铁矿和重金属的海相纹层状沉积层事件。

事件发生的原因推测：( 1) 高生物生产力。海洋中生物生产力极高,生物大量繁殖和大批死亡。这些生物遗骸在海底沉积,大大消耗了海底水中溶解的有限浓度的氧气, 造成严重缺氧的还原环境。( 2)

大规模的海侵事件造成海平面上升。大规模全球性的海侵和大洋缺氧事件, 造成有机质的大量埋藏。( 3) 火山喷发。一些研究表明, 全球性大洋缺氧事件发生之初, 往往伴随剧烈的火山喷发, 使地球深部的大量还原性气体进入大气圈, 从而破坏了原先建立的大气圈- 水圈- 生物圈之间的平衡关系。( 4) 上升洋流的活动。当全球海平面处于上升阶段时, 底层洋流活跃, 在沿岸带形成上升流, 使表层生产力进一步增强, 底层水含氧量减少。在这种背景下, 氧化作用缓慢, 生物死亡沉积后容易保存。大量陆源碎屑中的有机物质与海水表层浮游生物死亡之后的有机体一道下沉, 下沉过程中的氧化分解作用消耗了

水体中大量的氧, 同时上升洋流也分解有机质。因此, 底层水迅速变成“无氧状态”, 导致沉积物中海洋生物死亡, 有机质突然急增而大量保存下来,加强了缺氧环境。

发生时段：显生宙各海侵等时段，发生的时段广，统计不完全。

地质特征：岩层呈黑色、富含有机碳、一般无底栖生物扰动、常含黄铁矿和重金属的海相纹层状沉积层。

应用领域：标志地层对比。

2.4冰期事件

冰期是指地球表面覆盖有大规模冰川的地质时期。

地史中大冰期的概况：

2.4.1前寒武纪中期大冰期