年代地層學(知識點)
年代地層學(chronostratigraphy)是地層學的一個分支,是研究巖石體的相對時間關(guān)系及年齡的學科,。年代地層單位(chronostratigraphicunits)是指在一特定的地質(zhì)時間間隔中形成的所有成層或非成層的綜合巖石體,。也可表述為: 依據(jù)巖石體形成時間劃分的地層單位。劃分年代地層單位的目是確定地層的時間關(guān)系,。這些單位在年代地層單位等級系列中的級別和相對大小,,是與其巖石所包含的時間間隔長短相對應(yīng)的,而與其巖石的實際厚度不對應(yīng),。年代地層單位的頂,、底界線都是以等時面為界的。等時的地層界面,,被稱之為年代地層面(年代面)(chronohorizon),。年代面在任何地方都屬同一時代。雖然在理論上年代面是沒有厚度的,,但年代面這一術(shù)語通常還用來指示那些非常薄而獨特的地層間隔,,如東持提斯區(qū)大面積分布的“二疊系—三疊系界線粘土層”,全球海相“白堊系—古近系界線粘土層”, 它們在整個地理延展范圍內(nèi)被證實是等時的,,因此形成了極好的時間參照面或時間對比面,。又如,中二疊世晚期的Illawarra磁極反轉(zhuǎn)面為另一種類型的年代面,。年代面還被稱作標志面(maeker horizons),、關(guān)鍵層(key beds),關(guān)鍵面(key horizons),、時間面(time surfaces)等,。形成年代地層單位的地質(zhì)時間單位稱為地質(zhì)年代單位(geochronologic units)。與年代面對應(yīng)的地質(zhì)年代術(shù)語是瞬間(moment),,如果以地質(zhì)尺度衡量仍不能區(qū)分出時間間隔的話,,則稱為瞬時(instant)。地質(zhì)年代單位是地質(zhì)歷史中一個連續(xù)的時間片斷,。從廣義上講,,整個地球都是分層的,因此所有各類巖石―沉積巖,、火成巖及變質(zhì)巖都屬于年代地層學的研究范疇; 同時,,因為地球歷史的唯一記錄包含在巖層的順序中,于是,,地質(zhì)時間的分劃,,即地質(zhì)年代單位,只能根據(jù)年代地層單位的分劃來確定,。地質(zhì)時間不是物質(zhì)實體,,所以地質(zhì)年代單位本身不是地層單位,。為研究與地質(zhì)歷史有關(guān)的時間,確定地球歷史中各類巖石或各類事件的年齡而發(fā)展的相對和絕對年齡的測定體系的學科,,稱為地質(zhì)年代學(geochronology),。根據(jù)地殼巖石的年齡或形成時間,將年代地層編制成若干地層單位稱之為年代地層分類(Chronostratigraphic classi -fication),。年代地層分類的目的,,就是將構(gòu)成地殼的巖石,系統(tǒng)地編制成與地質(zhì)時間間隔(地質(zhì)年代單位)相對應(yīng)的命名單位(年代地層單位),,使之作為時間對比的基礎(chǔ)及記錄地質(zhì)歷史事件的參照系統(tǒng),。具體目的有兩點:其一是確定地方性時間關(guān)系, 地層的地方性時間對比以及單純地確定地方性剖面或地區(qū)范圍內(nèi)陸層的相對年代,對于地方或區(qū)域地質(zhì)研究非常重要; 其二是建立一個全球標準年代地層表(Standard Global Chronostra -tigraphic Chart), 該表是對已定義并命名的年代地層單位進行系統(tǒng)排列的一個完整的等級系列,,兼有區(qū)域和世界的可應(yīng)用性,。這一等級系列可作為表達巖石體年齡并將所有巖石與地球歷史相聯(lián)系的標準框架。組成這個全球標準年代地層表的每個等級的已命名單位,,構(gòu)成了完整的地層序列,,既沒有間斷,也沒有重疊,。全球標準年代地層表形成一個標準的格架,,能把整個地質(zhì)時代的所有地層都囊括進去,作為劃分地質(zhì)歷史的最重要的依據(jù),。二,、年代地層單位與地質(zhì)年代單位的等級 年代地層單位自高而低劃分為五個級別:宇、界,、系,、統(tǒng)、階,。每個年代地層單位都有嚴格對應(yīng)的地質(zhì)年代單位, 它們相對應(yīng)的地質(zhì)年代單位是:宙,、代、紀,、世,、期 (表1)。年代地層單位之內(nèi)的位置,,應(yīng)該用指示位置的形容詞來表示,,如底、下,、中、上,、頂(或最上),;而地質(zhì)年代單位之內(nèi)的位置則要用表示時間的形容詞來表達,,如最早、早,、中,、晚、最晚,。宇 宇是最大的年代地層單位,,是一個宙的時期內(nèi)形成的全部地層。現(xiàn)在公認的有三個宇:一個是顯生宇(含豐富化石的年代地層序列),,包括古生界,、中生界和新生界;另兩個從老到新分別是太古宇和元古宇,,它們相當于通常所稱的“前寒武系”,。宇與其相對應(yīng)的宙采用相同的名稱,如太古宙—太古宇,、元古宙—元古宇,。界界是全球年代地層表中大于系,小于宇的年代地層單位,。一個界代表在一個代的時間內(nèi)形成的全部地層,。按生物演化的重大階段,把顯生宇分為古生界,、中生界和新生界,。界和對應(yīng)的代使用同一專名。按地質(zhì)年代間隔把太古宇劃分為始太古界,、古太古界,、中太古界和新太古界;把元古宇劃分為古元古界,、中元古界和新元古界,。 表1 年代地層與地質(zhì)年代對比關(guān)系 如果需要增加級別,可在這些術(shù)語加前綴“亞”和“超”,。 系一個系代表一個紀的時間內(nèi)所形成的全部地層,。系的級別小于界、大于統(tǒng),,系是界的一部分,,是全球年代地層表的主要級別單位。系的界線由界線層型來確定,。如果一個系被分成若干個統(tǒng)和階,,它的下界層型就是它最老的統(tǒng)或階的下界層型,它的上界層型是上覆的系的底界層型,。在過去的30多年中, 國際地質(zhì)科學聯(lián)合會國際地層委員會的特別工作組一直致力于全球標準年代地層表中系與系之間及其下屬的統(tǒng)和階的界線層型的選擇,。改進系的定義的首要步驟,,是要確定這個系應(yīng)包括哪些統(tǒng)和階。這些統(tǒng)和階的定義就自然確定了該系及其界線,。系的時間跨度是它所含統(tǒng)或階的時間跨度的總和,。目前認可的顯生宙的系的時間跨度為30Ma至80Ma不等。第四系例外,,它的時間跨度僅有2.0Ma +,。在年代地層表的所有單位中,系有可能在最廣的范圍內(nèi)被識別出來,,并被最廣泛地用來指示巖層體的年代地層位置,。目前公認的系名來源各異。有些指明地質(zhì)年代位置(如新近系,、第四系),;有些包含巖性涵義(如石炭系、白堊系),;有些取自部落名(如奧陶系,、志留系);還有些源自地名(如二疊系,、泥盆系),。它們的詞尾也不相同,如“an”,,“ic”及“ous”,,沒有必要對系名的來源或綴字法進行規(guī)范。紀的名稱與其相應(yīng)的系名相同,。統(tǒng) 一個統(tǒng)代表一個世的時間內(nèi)所形成的全部地層,。統(tǒng)是年代地層單位級別僅次于系的單位。一個系可分成兩個或更多個統(tǒng),,統(tǒng)是系的一部分,。統(tǒng)的界線由界線層型來確定。如果一個統(tǒng)已全部被分為若干個階,,則其界線應(yīng)該是其最老的階的下界和最新的階的上界或上覆的統(tǒng)最下部一個階的下界,。如果沒有階一級的再分,統(tǒng)就可以獨立地由它自己的界線層型確定,。目前所接受的大多數(shù)統(tǒng)的時間跨度為13Ma至35Ma ,。如果統(tǒng)已全部被分成若干階,其時間跨度就是它所包含的各個階的時間跨度的總和,。統(tǒng)名由所在系的專名前增加下,、中、上等字樣所組成,一般情況下不采用地理專名命名,。世對應(yīng)于統(tǒng),,與統(tǒng)取同一名稱,所不同的是,,對統(tǒng)采用詞匯“下”、“中”,、“上”,,而對世則采用“早”、“中”,、“晚”來表示,。但古近系(Paleogene)、新近系(Neogene)和第四系的統(tǒng)名例外,。古近系劃分為古新統(tǒng),、始新統(tǒng)、漸新統(tǒng),;新近系劃分為中新統(tǒng)和上新統(tǒng),;第四系劃分為更新統(tǒng)和全新統(tǒng)。目前公認的源自地名的統(tǒng)名,,常附以詞尾“an”或“ian”,,如Visean統(tǒng)、Chesterian統(tǒng),。一個新統(tǒng)的名稱最好取自它的層型或典型地區(qū)的地名,,但是對目前已經(jīng)公認的統(tǒng)的名稱,不應(yīng)更改統(tǒng)名,。當統(tǒng)或世名用作正式單位時,,這些術(shù)語在英語中的第一字母皆應(yīng)大寫,如LowerDevonian(下泥盆統(tǒng)),,Early Devonian(早泥盆世),;但非正式地用來表達年代地層或地質(zhì)年代的位置時,則無需大寫,,如“in the lower part of the Devonian”(在泥盆系下部)和“early Devonian”(泥盆紀的早期),。階 一個階代表一個期的時間內(nèi)所形成的全部地層。階是在年代地層單位等級中較小的單位, 也是全球標準年代地層表中等級最小,、最基本的年代地層單位, 它是構(gòu)建其它較高等級年代地層單位的基石,。因此,階的級別雖小,,但階的正確確立意義十分重大,。階比統(tǒng)低一級。一般來說,階是統(tǒng)的再分,,一個統(tǒng)通常包括兩個以上的階,。階的界線層型應(yīng)該在一個基本連續(xù)的沉積序列之內(nèi),最好是海相沉積(某些情況除外,,如在第三紀非海相序列中以哺乳動物群為依據(jù)建立的一些階,,或第四紀冰期的一些階)。階的頂,、底界的界線層型均應(yīng)是易于識別并可在大范圍內(nèi)追索到的,、具時間意義的、明顯的標志面,,如生物帶界線或磁極反轉(zhuǎn),。當階的界線被引伸到界線層型以外時,它們原則上也應(yīng)該是等時的,,為了確定并擴展這樣的等時面,,需要使用盡可能多的時間對比標志。例如,,利用多門類生物地層帶就比較理想,。階的上、下界線層型代表了地質(zhì)時期兩個特定的瞬間,,兩者之間的時間間隔就是這個階的時間跨度,。目前已經(jīng)識別的階的時間跨度長短不等,但同位素年齡測定顯示,,大多數(shù)階的時間跨度范圍是2~10Ma,。階的厚度隨地而異,這取決于當?shù)貛r石的堆積速率及其保存狀況,,其厚度可以從數(shù)米到數(shù)千米不等,。如果在連續(xù)沉積序列中的某一特殊點位上能夠識別出地球發(fā)展歷史中的重大事件,這些事件可以做為輔助建立階的界線層型的理想標志, 如P/T,、K/E事件界線層等,。需要特別強調(diào)的是對全球標準年代地層表中階的界線的選擇,因為這些界線不但用于確定階, 而且還用于確定比階級別更高的年代地層單位,,如以階為組分的統(tǒng)和系,。階的名稱最好取自這個階的層型或典型地區(qū)附近的地理要素,傳統(tǒng)上,,大多數(shù)階都用地名命名,。當前使用的許多階名取自巖石地層單位名稱,而這些階原本就是根據(jù)巖石地層單位在其典型地區(qū)所建立的,;另一些階則采用與其他地層單位無關(guān)的名稱,。在英語中,階名用帶有詞尾“ian”或“an”的地名的形容詞形式表達,如Burdigalian階,、Cenomanian階,、Famennian階、Changsingian階,。期的名稱與相對應(yīng)的階的名稱相同,。階有時再分為亞階(substage)。有些階被分成若干個正式命名的亞階,;有些階僅有某些部分被指定為亞階,。與亞階相對應(yīng)的地質(zhì)年代單位可稱為亞期(subage)。亞階是根據(jù)界線層型而確定的,。時帶 時帶與地質(zhì)年代單位“時”相對應(yīng), 即時帶是指一個“時”內(nèi)所有的地層記錄。由A. 薩爾瓦多(Amos Salvador) 1994年主編的《國際地層指南》(第二版) 中,,認為時帶(chronozone)是“沒有特定等級的正式年代地層單位,,它不屬于年代地層單位等級系列(宇、界,、系,、統(tǒng)、階,、亞階)的一部分”,。按《國際地層指南》(第二版) 的含義,時帶是指在某個指定的地層單位或地質(zhì)特征的時間跨度內(nèi)在世界任何地區(qū)所形成的巖石體,。時帶的名稱取自它所依據(jù)的地層單位,,例如Isarcicella isarcica時帶(來自Isarcicella isarcica帶),Barrett時間帶(自Barrett組),。時的名稱與相應(yīng)時間帶的名稱相同,。人們通常根據(jù)屬、種級生物的演化或分帶(生物帶) 劃分時帶, 因此一般以生物屬或種來命名時帶,。如下三疊統(tǒng)的第一個時帶“Hindeodus parvus時帶”是牙形石生物種Hindeodus parvus帶所占有時間間隔內(nèi)形成的全部地層,。時帶的時間跨度也就是原先指定的地層單位或地層間隔的時間跨度,如巖石地層單位,,或生物地層單位,,或磁性地層單位,或其他任何巖石體的時間跨度,。例如,,根據(jù)生物帶的時間跨度建立的正式時間帶,包括了在年代上相當于這個生物帶的最大的總時間跨度的所有地層,,不管有沒有這個生物帶所特有的化石,。三、年代地層單位建立的準則 顯生宙全球年代地層界線通過全球界線層型剖面和層型點(GSSP)來厘定前寒武系的年代地層界線采用絕對年齡作為全球標準年齡(GSSA)年代地層單位建立準則: 1. 用界線層型的下界確立年代地層單位用界線層型比單位層型要好,問題少,。 2.選擇年代地層單位界線的要求 全球界線層型剖面及點(GSSP)(金釘子)要求: (1)連續(xù)沉積的剖面中,; (2)全球標準年代地層單位(Standard global chronstratigraphic units)應(yīng)選擇在海相剖面中;區(qū)域年代地層單位的界線層型必要時可選擇在非海相地層中,; (3)所選擇的界線層型在垂向和橫向上有一定的厚度,,巖相及生物相縱向上變化小,;化石豐富,、保存好、特征顯著,,具世界性廣布且多樣化的動物群或植物群,。 (4)剖面出露良好,構(gòu)造變形,、地表撓動,、變質(zhì)及成巖變化(如白云巖化)最小。 (5)剖面易于到達,,能為自由研究,、采樣和長期保護提供合理的保證,并有永久的野外標志,。 (6)剖面研究透徹,,研究結(jié)果已發(fā)表;剖面中采集的化石已妥善收藏并易于獲取進行研究,。 (7)應(yīng)考慮歷史上優(yōu)先和慣用的原則,,應(yīng)大致接近傳統(tǒng)的界線。 (8)易于識別的標志面及其它特點,。 (9)與代表不同巖相和生物相之間的聯(lián)系,。 相關(guān)鏈接: 四、年代對比方法1,、地層之間的自然關(guān)系
2,、巖石學方法 一個組雖然穿時,但總限定在一定時間范圍內(nèi),,如大埔組一般在C2,,茅口組一般在P2.特殊的事件層,如火山灰層,,可做為等時性的標志,; 3,、古生物學方法 是年代地層對比最好的方法?;赚F(xiàn)面(FAD):如Hindeodus parvus化石序列的對比,; 4、同位素年齡方法 5,、地磁極性倒轉(zhuǎn) 6,、其它地層學方法(事件) 五、最新年代地層表可鏈接閱讀:國際年代地層表(2020中文版,,更正)
《中國地層表(2014)》(珍藏版)
最新版中國綜合地層時間框架正式發(fā)布
六,、巖石地層單位與年代地層單位之間關(guān)系 1、巖石地層單位具穿時性,,而年代地層單位不穿時,;
2、年代地層單位的根本特點在于它與時間嚴格對應(yīng),;而巖石地層單位的上下界線與時間界面是不一致的,; 3、巖石地層單位所依據(jù)的巖性特征主要受沉積-古地理環(huán)境控制,,因此, 巖石地層單位的地理分布只能是區(qū)域性的,; 4,、年代地層單位沒有固定的具體巖石內(nèi)容,而當巖性特征發(fā)生改變后,,巖石地層單位單位名稱也發(fā)生變化,; 5、年代地層單位反映了全球統(tǒng)一的地質(zhì)發(fā)展階段,,對了解全球地質(zhì)史有巨大的優(yōu)點,;而巖石地層單位反映了一個地區(qū)的地質(zhì)發(fā)展階段,對了解某一地區(qū)的地質(zhì)發(fā)展史有重要意義,。 6,、兩類地層單位從不同的側(cè)面反映了地質(zhì)發(fā)展階段的共性與個性,對了解和認識全球與區(qū)域地質(zhì)發(fā)展的聯(lián)系都是不可缺少的,。 七,、生物地層單位與年代地層單位之間關(guān)系1、生物地層單位通常接近于年代地層單位(CU),。雖然生物地層對比接近于時間對比,,但生物地層單位(BU)在根本上不同于年代地層單位。
2,、生物地層單位是物質(zhì)性的,,而年代地層單位是時間性的,。生物地層單位是指含有某化石的地層,而年代地層位是指某種生物生存的時間內(nèi)形成的全部地層,,并非僅指含有化石的地層,。 3、生物地層單位不連續(xù),,不能獨成系統(tǒng),,是為年代地層系統(tǒng)服務(wù)的。 4,、以浮游生物建立的生物帶等時性較好,,而以底棲型生物建立的生物帶具有穿時性。
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