生物地层对比

地层划分与对比~

首先根据岩性、岩相特征进行岩石地层划分，然后根据系统采集的化石进行生物地层划分，进而建立年代地层顺序,但在划分一个地区的地层时，必须充分参考邻区已经建立的地层划分方案，便于地层对比。
地层分类（stratigraphic classification）是指根据岩石本身客观存在的不同特征或属性，将组成地壳的岩层划分为不同类型的地层。目前国际上主要把地层分为三大类型：①以岩性作为主要划分依据的岩石地层（岩性地层）；②以化石作为划分依据的生物地层；③以形成时间作为划分依据的时间地层或年代地层。另外一种意见认为，年代地层也就是生物地层。尽管在年代对比方法上虽然有许多种，但以古生物和同位素年龄测定的方法具有普遍意义。并指出，虽然同位素年龄测定是前寒武纪和寒武纪以后的深度变质地层时代对比的重要方法，但它在显生宙地层的详细划分和对比方面，还不够完善。而古生物（生物地层）的方法，在地质时期划分和地层的时代对比方面，具有全球的相对同时性。而且，迄今为止，年代地层单位（界、系、统、阶）也像生物地层一样，都主要是以化石作为划分和对比依据的，因而年代地层也就是生物地层，进而主张把地层分为两大类型。20世纪中、后期，随着新技术、新方法的运用和新理论的产生，地层学出现一系列新分支学科，因而地层分类也随之扩大。目前除以上三大类以外，还出现了以岩石体剩余磁性方向的变化作为划分依据的磁性地层；以各种客观存在的，且易用近代地质地球物理方法追踪而识别的物理界面（不整合面、地层结构转换面等）作为划分标志的层序地层等等。

针对郯庐断裂带沿线中、新生代沉积地层和火山岩的研究现状及发育的特点,工作中以岩石地层为基础,生物地层为依据,结合火山岩同位素年代学、磁性地层学、元素地层学等多种研究手段,遵循多重地层划分的原理,较好地解决了地层的精细划分和对比问题。
1.岩石地层清理
岩石地层划分是根据岩石体的岩性或岩相特征及其地层关系所进行的地层划分,目的在于将其划分为能反映岩性特征或变化规律的单位(全国地层委员会,2001)。在国土资源部各系岩石地层清理的基础上,经对郯庐断裂带沿线70条中生界典型剖面的考察和综合研究,理清了不同地区不同地层名称的相互关系,对各有关地区的岩石地层名称进行了取舍,对其年龄属性进行了厘定,提出了符合地层规范的岩石地层系统。
2.生物地层研究
生物地层划分是指依据所含的化石进行地层划分,即将这些含化石的部分划分为能反映具有相同或相似化石特征及其变化规律的单位。生物地层单位的术语泛称生物带,包括延限带、间隔带、谱系带、组合带、富集带等。
工作中在研究过程中系统采集古生物化石和收集生物地层资料,北起辽宁北部铁岭,南到苏皖地区,西起太行山,东至黄、渤海的广大区域,获取大量生物地层资料。经对化石大量细致的分析鉴定,总结了断裂带两侧的轮藻、介形类、孢粉、叶肢介、双壳类等主要古生物门类的纵横向分布规律,在此基础上建立了中生代5个重要化石门类的动、植物群。包括轮藻化石4个组合、2个化石带和1个亚带,介形类化石12个组合,孢粉14个组合,叶肢介化石5个动物群,双壳类化石8个组合。根据各门类化石的分布时限及对比关系,提出该五个化石门类与国际接轨的划分对比关系,总结了断裂带两侧各地区、各组段的生物地层特征,为地层的精细划分和对比提供了可靠依据。
3.同位素年龄测定
近年来,国内外的许多学者对我国东部火山岩,进行了多次测年研究。辽西地区中新生代火山活动强烈发育,形成了多层火山岩,并且常与沉积地层成互层关系,可以相互对比,因此,其年代学研究尤受关注。特别是20世纪90年代以来,在辽西地区相继发现了大量脊椎动物化石,其火山岩时代研究更是成为热点。随着测试仪器的进步和更新,测试数据越来越接近,这些数据对中生代地层的划分对比能起到重要的参考作用。
工作中在郯庐断裂沿线中生代火山岩地层共采集火山岩样54块,由造山带与地壳演化教育部重点实验室(北京大学)用K-Ar法测定同位素年龄。本次通过对辽宁、山东、安徽等地区野外露头和井中火山岩K-Ar同位素年龄的测定,结合前人火山岩年龄测定数据,获得了郯庐断裂沿线不同地区中生代各层位火山岩年龄。本次研究火山岩同位素测年精度较高,明确了以前争议较大地层单元的时代归属,如济阳坳陷“西洼组”和鲁西南地区八亩地组的同位素年龄分别为114~122Ma和114~125Ma,辽西地区沙海组为110~120Ma,均主要相当国际地层表的早白垩世中期的巴雷姆期或更早。莱阳地区青山组与其相当,但所获年龄值略偏新。
同时,考虑到火山旋回是非生物地层划分对比的重要手段,课题组在同位素年龄测定的基础上,结合野外地质调查及综合分析,首次将郯庐断裂带及其两侧地区中三叠统至上白垩统划分出9个火山喷发旋回、10个次级旋回,以及30余次大的火山喷发期,其年龄数据可作为中生代地层地质年龄确定和地层划分对比的重要辅助手段。
4.磁性地层划分
磁性地层学是根据地层剩磁特征对地层进行研究的地层学分支学科。地磁极性变化规律具有全球性,同时期形成的地层剩磁应当相同,因此用地磁极性年代表为参照,可以对地层进行划分对比,也可提供不同时期古板块所处地理位置。20世纪70年代以来,不少研究者建立了磁性地层年代表,使地区性的磁性地层研究结果进行全球对比成为可能。
方大钧等(2005)建立了济阳坳陷桩107井、桩98井、沾北3井、义136井中生界磁性地层柱,提出了相关地层的时代意见。桩107井、桩98井的样品取自西洼组,沾北3井样品取自蒙阴组。桩107井2796m处的反向带锆石SHPIMP年龄为(128.5±1.4)Ma,因而将这个反向带与国际海洋极性年表M5的反向带对比(Harland et al.,1989),获得桩107井极性序列是从M4~M10,古地磁年龄为131.5~126.5Ma,时代属早白垩世Hauterivian阶。桩98井极性以正反交替极性为特征,与早白垩世Berriasian极性相似,古地磁年龄为144~137Ma。沾北3井反映了单个极性持续时间较长,正反极性带上下较宽阔的明显极性特征,相似于Kimmeridgian至Tithonian的极性特点,1634m以下的地层可能已属于Oxfordian期。
然而,生物地层学研究的基础和同位素年代的精确度,以及人们对极性柱划分的不同认识,都对古地磁磁性地层的研究有极大的影响,直接影响其研究精度。所以,本次在中、新生代地层划分中,对前人磁性地层研究成果仅作了部分参考。
5.元素地层划分
在自然界的迁移、沉积过程中,沉积物与水介质之间存在着极为复杂的化学平衡关系,由于各元素自身的化学性质不同,某些元素在脱离母岩迁移再沉积时发生分异。如果在地质时期环境相对稳定,其元素间的分异平衡也相应地保持稳定,直到环境的改变(如物质来源、迁移距离、气候、生物活动、大地构造运动、火山活动等)之后,则会建立另一种与其相适应的新的化学动态平衡,即不同时期沉积岩中存在不同元素丰度及组合特征,它们可以作为地层划分的参考依据。
本次应用元素地层学原理对济阳坳陷中生界进行了划分,系统分析了济阳坳陷中生界各地层元素变化特征,为地层的划分和对比提供了新的手段,提高了地层对比的精度。
济阳坳陷中生界Sr/Ba比值均小于1,Ca/(Ca+Fe)比值均小于0.85,B元素含量小于80%,为明显的淡水沉积。但是,中生界内部不同层位之间元素含量及其比值也有微小的变化。侏罗系坊子组(J1+2f)多以河漫滩沼泽相沉积为主,沉积物粒度相对河流相沉积细,粘土矿物含量较多,B元素含量较高,平均值为45.76ug/g,受到水动力条件弱的影响,Fe元素易于沉积而Fe/Mn比值较大,Ca/(Ca+Fe)比值较小;侏罗系三台组(J1+2s)以曲流河相沉积为主,沉积物多为红色细砂岩、砂岩、砾岩,粘土矿物含量较少,水动力条件较强,B元素含量较少,Fe/Mn比值较低;蒙阴组(K1m)与三台组(J1+2s)虽然同属于河流相,但是,蒙阴组(K1m)的沉积物中含有一定量的火山凝灰岩矿物,沉积物内部铁含量较多,致使Fe/Mn比值较高,而Ca/(Ca+Fe)比值较低;西洼组(K1x)多为河流冲积扇相沉积,常含火山物质(安山岩、凝灰岩、玄武岩矿物)致使Fe/Mn比值较高,经过沉积后构造作用的影响,地层内部裂缝发育,后期地层水改造,裂缝中充填了方解石矿物,致使Ca/(Ca+Fe)比值较高。

胶辽徐淮地区主要古生物组合及特征已列于图7-1。在图7-1的地层对比方案中，我们强调各生物门类演化序列的对比一致性。整个胶辽徐淮区辽南地区的新元古代地层发育最全，发现的生物门类也最全。辽南地区青白口系南芬组及下伏的钓鱼台组微古植物组合总体的特征是单调、个体小，可以与吉林浑江地区的南芬组和山东莒县及沂水地区二青山组对比。淮南地区刘老碑组原定为青白口系，由于其微古植物组合多为高层位的生物，结合刘老碑组上部发现的震积岩及与淮北地区、辽南地区对比，本书将其置于震旦系。

在新的地层对比表中，通过研究多门类生物组合对淮北地区某些层位做了调整。

（1）在徐淮地区微古植物的研究中，古生物学家首先注意到了江苏铜山县魏集镇白山“史家组”与安徽宿县史家村史家组微古植物的不一致性。白山剖面“史家组”微古植物个体大，形态多样，计有：Trachyhystrichosphaera crassispinus,Stictosphaeridium dictyodromus,Tasmanites accumulatus,T.hebeiensis,Macroptycha aff.nuclealata；丝状藻类为：Leiothrichoides membranteras,Taeniatum paleiformis等，以上分子反映出的组合面貌与安徽史家组建组剖面的组合面貌差别较大。

（2）史家组建组剖面的生物组合与淮南刘老碑组下部的生物组合有很大的相似性，而与苏北白山剖面的“史家组”有别（杨清和等，1982；尹崇玉，1985；郑文武等，1994）。

（3）根据蠕虫化石（worm-likefossils）和微古植物（microplants）研究，山东中部的浮莱山组与辽东半岛的长岭子组可对比，根据宏观藻类（megafossils）研究，浮莱山组与宿县史家组和淮南刘老碑组的生物群有一致性。

（4）在新的胶辽徐淮震旦纪地层对比中（图7-1），人们会注意到具刺疑源类（Trachyhys-trichosphaera crassispinus,T.laufeldi,Comasphaeridium sp.）（图版6）和具孔藻类（Tasmanites,Monotrematosphaeridium）基本上有一个较高层位的对比（图版1,2），从吉林、辽南、江苏、安徽都反映出这一特点。从古生物角度分析，新的对比也表明：随着层序地层和事件地层研究在胶辽徐淮的广泛应用，使这一地区生物地层学的问题将得到了更为合理的解释。

（5）依图7-1对比方案，著名的淮南生物群，属于晚震旦世年代范畴。我们期望在九里桥组灰岩及刘老碑组灰岩中能获得可用的年龄值，以进一步确定这一著名生物群在年代柱中的位置。

在辽南王家坦组中发现的类水母化石，在苏皖北部的新元古界至今未找到。崔家屯组、周家崴子组及王家坦组碎屑岩组的这一层位在苏皖北部缺失，古生物方面的材料支持图7-1中苏皖北部灰岩中应有一个间断的对比方案。

现有古生物材料与以灾变事件为基础得出的对比方案（图7-1）是一致的。

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大化瑶族自治县18540059263： 地层划分与对比 - ？
延胞复方：[答案] 首先根据岩性、岩相特征进行岩石地层划分,然后根据系统采集的化石进行生物地层划分,进而建立年代地层顺序,但在划分一个地区的地层时,必须充分参考邻区已经建立的地层划分方案,便于地层对比. 地层分类(stratigraphic classification)是...

大化瑶族自治县18540059263： 什么叫地层划分与对比?如何进行地层划分与对比 - ？
延胞复方： 地层划分与对比就是,根据岩性、岩相特征进行岩石地层划分,然后根据系统采集的化石进行生物地层划分,进而建立年代地层顺序,但在划分一个地区的地层时,必须充分参考邻区已经建立的地层划分方案,便于地层对比.

大化瑶族自治县18540059263： 进行地层的划分与对比有何意义,如何划分和对比地层 - ？
延胞复方： 地层划分(stratigraphic subdivision)是指对一个地区的地层剖面中的岩层进行划分,建立地层层序的工作.一般对一个地区的地层剖面,首先根据岩性、岩相特征进行岩石地层划分,然后根据系统采集的化石进行生物地层划分,进而建立年代...

大化瑶族自治县18540059263： 地质地层划分原则? - ？
延胞复方：[答案] 1.生物地层学原则 2.气候地层学原则 3.地貌学方法 4.比较岩石学方法 5.年代学方法 6.古人类、古文化及历史考古法 1、生物地层学 基本原理:利用生物演化的不可逆性和间断性(阶段性)对地层进行划分和对比. 方法:1.利用哺乳动物化石...

大化瑶族自治县18540059263： 什么是地层分类? - ？
延胞复方： 地层分类指根据划分依据的不同,把组成地壳的岩层划分为不同类型的地层.目前国际上的趋向是把地层分为三大类型:①以岩性作为主要划分依据的岩石地层(岩性地层);②以化石作为划分依据的生物地层;③以形成时间作为划分依据的时...

大化瑶族自治县18540059263： 生物地层,岩石地层,年代地层之间的关系 - ？
延胞复方： 它们是不同的地层划分方式. 某类生物化石存在的沉积岩地层属于这个年代的岩石地层(即该年代地层单位)的一部分. 岩石地层是总称.年代地层:在大范围内,通过矿物组成、岩相、构造特征等,特别是同位素、化石、地磁和研究确定地...

大化瑶族自治县18540059263： 上古生界和下古生界的地层的沉积环境的主要差异 - ？
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大化瑶族自治县18540059263： 地层划分时主要考虑哪些地层的物质属性 - ？
延胞复方： 现在的地层划分一般是多重对比划分,地层划分对比的标准非常之多,最基本的是岩石地层,其指标是地层的岩性、岩石组合特点及旋回性等,岩石地层学是地层划分对比的基础,是一切地层学工作的基础.对于世界性的地层划分和对比,常用...

大化瑶族自治县18540059263： 岩层是什么意思 - ？
延胞复方： 根据划分依据的不同,把组成地壳的岩层划分为不同类型的地层.目前国际上的趋向是把地层分为三大类型:①以岩性作为主要划分依据的岩石地层(岩性地层);②以化石作为划分依据的生物地层;③以形成时间作为划分依据的时间地层或年...

大化瑶族自治县18540059263： 笫四纪地层如何划分 - ？
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