第三章生物地层学的基本原理及方法
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生物地层学生物地层学是主要研究地层中生物化石的时空分布、据生物研究地层形成发育规律和确定地层相对时代的学科。
是地层学的一个分支,通过生物化石的研究来剖析地层,它最重要的意义在于它的时代意义。
一、生物地层学的研究史概述我国的生物地层学的研究可追溯到1920年,当时的北京地质调查所设立了古生物室,并创办了中国古生物志,各省也同样出版了各个省的古生物和地层的刊物,其中中国古生物志在当时被列为国际地层古生物方面最重要的参考文献之一。
后来乃至现今,这些古生物材料都成为了地层与古生物方向的地质工作者们进行研究的基础材料。
尽管如此,在解放之前的研究主要是以大化石(动植物)为主,而微体化石(孢粉、介形虫等)的研究工作就十分薄弱,主要从事包括古脊推动物、古人类、古植物和古无脊推动物等方面的大化石研究,不过十几个门类,发展极不平衡。
微体化石方面则由于实验条件的限制,根本无从开展研究。
地层古生物的工作主要局限于描述,包括地层剖面的测制和化石的基本记录。
古生物多限于单纯描述,大部分与地层应用脱离。
生物地层限于一般标准化石法并以古、中生代为主,新生代和前寒武纪地层研究薄弱。
但也积累了相当丰富的材料,在近30年中出版了许多本古生物志及其它古生物著作,描述了大量化石,提供了可贵的基础资料。
对于地层划分和基本地质构造的认识都起过一定作用。
古生代地层系统的初步建立,蜓、笔石、长身贝类腕足类等无脊推动物分类、生物地层的研究,有不少已达到了当时的国际水平。
建国后,由于能源需求,地质工作得到了国家的大力支持。
特别对煤、石油等矿产而言,地层古生物就显得尤为重要。
至70年代中期,地层古生物机构又有了新的发展,在各主要省(区、市)地质局、区城地质调查队和各部门的地质勘探队,都有专门的地层古生物人员或相应机构设置,并开始了大范围地进行全国性的地层系统的建立工作,其中很大一部分就是生物地层的工作,而且微体古生物得到了迅速崛起并快速发展起来。
80年代,基本的地层古生物的研究工作已完成,1980年还召开了全国地层委员会议,总结了前些年的地质工作情况,在生物地层方面,对古生代的地层基本都有一定的建带。
经典层序地层学的原理与方法1.原理(1)相对年代原理:根据物质的演化以及地质过程的变迁原则,可以将不同地层的地质时代进行相对排序。
这包括地质体的沉积和变形顺序,通过化石记录和地层对比等手段来分析地层的相对年代。
(2)相对时间标度原理:相对年代原理可以建立起相对的年代顺序,但并不能直接推断地层的绝对年龄。
建立地质时间标度需要依赖于放射性同位素的测定和绝对年龄数据。
(3)地层叠置原理:地质剖面上,较老的地层位于较新的地层之下,这是地层堆积的基本规律,称为地层叠置原理。
通过研究地层叠置关系,可以推断出地层的相对年代。
(4)地层异常原理:根据地质过程的变迁和代表不同地质环境的地层记录,可以判断地层的异常地位。
这种地层异常可能是由于不同的沉积环境变迁、断裂活动、火山爆发等引起。
2.方法(1)研究区域的选取:地层研究的基本单位是一定的地理区域。
根据需求和目标,选择代表性的地区进行研究,包括地理位置、地质构造、地貌特征等。
(2)地层的判别和对比:通过野外调查、岩心取样等方式,收集研究区域内不同岩层的样本。
对比样本之间的差异性,确定岩层的地层对比关系。
(3)化石和古生物学研究:根据地层中的化石所包含的信息,包括生物的种类、分布、演化、地理分布等,来推断地层的相对年代。
通过生物标志物的研究,可以建立起地质时间序列。
(4)放射性同位素测定:通过分析地层中的同位素含量,如铀、铅、钾、氩等,可以确定地层的绝对年代。
(5)地层时空演化模拟:根据地质过程的规律和已有的地层信息,结合数学模型和地质力学理论,模拟地层的时空演化过程。
(6)地层剖面和地质图制图:将已经研究好的地层对比和圈定的地层之间的边界划分到地质图上,绘制地质剖面图以及地质图。
地质剖面图可以更好地记录地层的空间分布和特征。
中国石油大学(华东)地层学原理与方法学生姓名:杨智峰学号:S0*******专业班级:地质学09-3班指导教师:吴智平教授2010年7月1日1 解释多重地层划分的基本概念和原理,常用地层单位系统建立的原则和单位组成,以及各类地层单位系统之间的关系。
1.1 地层划分的概念和原理概念:是根据地层岩性特征,古生物化石,地层间的不整合和岩石同位素年龄把一套地层划分为各级别地层单位的工作。
原理:岩石具有许多不同的特性,如岩性、所含化石、地磁极性、电性、地震反应以及化学成分等。
依据这些特征,就有可能划分岩石。
1.2 地层单位系统的建立的原则和地层单位的组成地层的单位系统主要有三类:岩石地层层单位系统,生物地层单位系统,年代地层单位系统。
1.2.1 岩石地层单位系统根据岩石学方法和构造学方法划分的,地层单位,成为岩石地层单位。
岩石地层单位包括四个级别的地层单位,他们分别是群、组、段、层。
其中“组”是最基本也是最常用的岩石地层单位。
1.2.2 生物地层单位以及各地层单位系统之间的联系生物地层单位是根据古生物化石划分的地层单位,其界线有时与岩石地层单位一致,有时不一致。
生物地层单位划分包括:组合带,延限带和顶峰带,不含生物化石的层叫做哑带或间带。
1.2.3 年代地层单位和地质年代单位根据生物演化阶段和同位素年龄值划分的地层单位,叫做年代地层单位。
年代地层单位对应的时间阶段叫做地质年代单位。
根据生物的演化阶段可以划分为六个级别的年代地质单位和六个对应的地质年代单位。
年代地质单位分别为宇,界,系,统,阶,时带。
地质年代单位分别为宙,代,纪,世,期,时。
1.3各类地层单位系统之间的关系穿时性:在现代地层学中是指连续的海侵和海退过程中,一个岩石的地层体与地质时间界面的斜交的现象。
图1 岩石穿时性示意图2 试论述沉积作用对地层形成、分布之间的关系。
地层学三大定律、化石层序律和瓦尔特相律或相对比定律的提出和建立既是理性地层学形成的标志,也是现代地层学理论和实践的基石。
地层学原理
地层学是研究地球地壳中不同地层的形成、演化及其特征的学科。
它主要依据地质记录(如沉积物、岩石、化石等)中的各种信息,通过对地层进行研究,揭示地球历史和地质变化过程,以及地壳构造、物质组成等方面的信息。
地层学的基本原理主要包括相对地层学原理和绝对地层学原理。
相对地层学原理主要是根据地层的叠置关系和化石特征来进行划分和研究。
其中,根据叠置关系,地层可以被分为层序、地层组、地层系等不同等级。
根据化石特征,地层可以被划分为生物地层和化石地层。
通过对不同地层之间的叠置和化石的比较分析,可以确定它们的相对年代顺序和相对特征。
绝对地层学原理主要是根据地层中的放射性同位素测年、磁性测年、古地磁测年等方法,确定地层形成的绝对时间。
通过对地层中的不同物质成分和特征的测定,可以计算出地层形成的具体年代,从而为地球历史和地质变化的研究提供了可靠的时间标尺。
通过地层学研究,可以了解地球历史的演化过程,揭示地球内部和外部环境的变化,同时也可以为石油、天然气、矿产资源的勘探和开发提供重要的依据。
一、地层学的十个基本原理:原始水平原理原始侧向连续原理叠覆原理穿切关系原理包含物原理生物层序率变质原理瓦尔特相律穿时普遍性原理侧向堆积原理二、穿时与等时:穿时地层层序界面与等时面不平行等时地层层序界面与等时面平行三、地层划分的方法与原理:(1)古生物法:1标准化石:特征明显分布广泛时代有限的化石 2 化石组合法:只在一定的地层单位中所共生的所有化石。
(2)岩石学的方法 1 标志层法 2岩性层法 3岩性组合法4沉积旋回法(3)地球物理化学法 1古地磁法2地震地层法3地球化学法4构造地质学法四、地层对比的方法:1岩石或岩性相似性的对比2古生物标志对比3地球物理和地球化学的对比4地质事件的对比五、层型:是指一个已命名的成层地层单位或地层界线的原始或后来被指定作为对比标准的地层剖面或界线。
单位层型:说明成层地层单位的典型剖面,用作改单位定义和特征说明的参考标准。
界线层型:一个特点的岩层层序,其中一个特定点被作为定义和识别地层界线的标准。
.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。
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、矿产地质工作的基础地层的沉积作用:1.纵向堆积作用定义:是指沉积物在水体中自上而下的降落,依次沉积在沉积底面而构成成层岩系。
地层特征:岩性界面一般是水平或近于水平的; 时间界面与岩性界面是平行或基本平的.环境分布:较深水海洋盆地、湖盆。
如太湖沉积,山东山旺盆地沉积2.侧向堆积作用定义:是指沉积物在搬运介质中沿水平方向的位移和堆积作用。
如曲流河河道侧向迁移形成的侧向加积作用、河流作用为主的三角洲与海滩、障壁沙坝的进积作用以及滨岸沉积的退积作用等。
地层特征:地层时间界面和岩性界面不一致或斜交。
穿时普遍性原理(在所有侧向堆积作用过程中形成的岩石地层必然是穿时的)。
环境分布:有大型河流注入的湖泊,三角洲,陆架砂体3.生物筑积作用定义:指造架生物原地筑积而形成地层的作用。
《岩相古地理学》课程笔记第一章:绪论一、岩相古地理学的概念与意义1. 岩相古地理学的定义岩相古地理学是一门综合性学科,它结合了岩石学和古地理学的研究方法,专注于分析地质历史时期沉积岩的形成环境、分布特征以及古地理格局的演变过程。
2. 岩相古地理学的意义(1)科学意义- 揭示地球表面环境演变的历史,为理解地球系统演化提供重要信息。
- 丰富和完善地质学理论,推动地质学科的发展。
(2)实际意义- 为矿产资源的勘探和开发提供科学依据,特别是在油气、煤炭、金属和非金属矿产的寻找中具有重要作用。
- 在水利工程、城市规划、环境保护等领域提供地质背景和风险评估。
- 对于理解气候变化和预测未来环境变化具有参考价值。
二、岩相古地理学的研究内容与方法1. 研究内容(1)岩相分析- 沉积岩的成分、结构、构造和沉积环境之间的关系。
- 沉积岩的成因类型和形成条件。
(2)沉积环境重建- 古气候、古水流、古生态等环境因素的识别和解释。
- 沉积相的识别和沉积序列的分析。
(3)古地理格局重建- 古大陆、古海洋、古河流、古湖泊等地理单元的分布和变迁。
- 古地理事件的识别和解释,如海平面变化、构造运动等。
(4)古地理演变过程- 地质历史时期古地理格局的演变序列。
- 古地理演变与全球地质事件的关系。
2. 研究方法(1)野外调查方法- 地质填图:系统地记录地表地质现象和地层分布。
- 露头观测:详细描述沉积岩的岩性、构造和化石特征。
(2)实验室分析方法- 粒度分析:确定沉积物的粒度分布,推断沉积环境。
- 地球化学分析:通过元素和同位素分析,揭示沉积岩的源区和沉积过程。
- 生物化石分析:利用生物化石确定地层年代和沉积环境。
(3)沉积相分析- 根据岩性和生物化石特征,划分沉积相类型。
- 建立沉积相模式,分析沉积环境的时空变化。
(4)古地理图编制- 整合野外调查和实验室分析结果,编制不同地质时期的古地理图。
- 利用地理信息系统(GIS)技术,进行古地理数据的可视化和分析。
1、生物地层学的基本原理和研究方法。
生物地层单位是以化石内容和特征所建立的地层单位系统。
生物地层学的基本原理有:1、生物演化的前进性生物演化中的最基本规律之一就是由低等到高等,由简单到复杂的演化。
在进化过程中,生物的形态结构、生理机能逐渐趋于合理和复杂,分类愈来愈高级。
2、生物进化的不可逆性从整体上看地史时期曾经有过的生物,一旦灭绝,绝不可能再重新出现,如古生代的三叶虫、笔石,中生代的恐龙、菊石等。
从局部来看,生物的某种器官一经退化,就会一直退化下去,再不会在其后代身上恢复其原状,若一旦退化消失,就不会在其后代身上重新出现。
3、生物演化的阶段性量变和质变,渐变和突变,是生物演化的不同形式,而且这些形式交替出现,导致生物具有明显的阶段性。
渐变的连续性和短期内突发的突变甚至灾变的阶段性相交替,是地史时期生物界演化的基本途径。
生物地层学的研究方法:1、生物群层序原理相同的岩层总是同一叠覆顺序排列,并且每个连续出露的岩层都含有其本身特有的化石,利用这些化石可以将不同时期的岩石区分开。
这一认识符合生物演化的前进性和不可逆性。
2、标准化石法标准化石是指用来确定底层地质年代的化石。
标准化石应具备时代分布短,特征显著、数量众多,地理分布广等条件,以利于地层的划分和对比。
利用标准化石研究地层的方法称作标准化石法,如寒武纪的三叶虫、奥陶纪和志留纪的笔石等。
3、生物组合法对地层中的多门类化石进行系统研究和综合分析,以了解他们的共生组合及其变化情况。
利用生物组合进行地层划分和对比的方法,成为生物组合法。
4、种系发生法种系发生法是指生物发展演化过程中的演化系列和彼此之间所存在的亲缘关系。
若地层中化石丰富,应逐层详细采集,经详细鉴定研究,根据生物种属在层位和形态、构造上的逐渐过渡关系找到它们在发展演化过程中的内在联系,根据其祖先和后代的亲缘关系将其划分成不同的演化阶段。
以此,可以将含有这些化石的地层区分开。
2、层序地层学的研究内容和方法。