[VIP专享]在地层学和地层命名法方面经常产生误解的地方和问题

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在地层学和地层命名法方面经常产生误解的地方和问题

辻野 匠(日本)目录:1、 前言2、 关于岩性地层划分的经常产生的某些误解和问题2.1、关于岩性地层单元的误解:没有组定义的群2.2、关于地层——年代地层单元的误解:白垩纪层2.3、关于地层——年代地层单元的误解:上蝦夷群3、关于地震地层划分的经常产生的某些误解和问题 3.1、关于地震地层和层序地层的误解 3.2、关于地震地层和岩性地层的误解 3.3、已知地震地层单元与组不相应,不过层也是这样吗? 3.4、不过,组和群这个单位易懂…… 3.5、地震地层单元是正式的单元吗? 3.6、为什么地震地层单元在指南中没有? 3.7、地震地层单元应该等同于层序术语吗? 3.8、那么,地震地层单元应当怎样设置好呢?4、在层序地层学中经常产生的某些误解和问题 4.1、层序地层学是正式的地层单元吗? 4.2、层序地层学应该作为正式的地层单元吗? 4.3、层序地层学作为正式的地层单元应该解决的障碍5、关于不整合界面单元中经常产生的某些误解和问题 5.1、Alloformation和Synthen的整理 5.2、为什么不整合界面单元的使用率低? 5.3、为什么不整合界面单元大部分代表的时间长? 5.4、不整合界面单元如果没有真正的不整合就不能定义吗?6、结尾摘要:地层学、地层命名法,尤其是关于岩性地层、不整合地层和地震地层方面,对经常出现的某些误解和问题给予了说明和回答,而且还涉及了产生这种误解和问题的思想。在地层学中最重要的方面是规范地构筑其理论的方法论,这种方法论确保了地层学属于自然科学领域。在岩性地层方面,分析了有关命名法的错误并说明了其广泛的现实主义的概念。在地震地层中,目前还没有正式的地层单元,本文从地质学研究方法的立场出发叙述了其没有正式单元的原因。在不整合地层(和层序地层)方面,以微妙的定义说明了其产生差异的原因,并叙述了其产生混乱的原因。

1、 前言:地层学象生物学中的分类学一样是一种朴素的体系,是地质学的基础,是记录区域地质的基本技术,所以极大地影响到地质学的整体。但遗憾的事情是和其他的学科一样,在地层学中误解到处可见。地层命名法中的误解从单纯事物性次序的错误到些许的误解无论哪一方面都好,首先在形式上常常被优先考虑为必须接受。但是命名法是建立在地层学原理(哲学家以外的人使用的哲学)之上的,不能处理单纯事物上的错误和些许的误解。相反解开这些误解能够对更好地理解有所帮助。某些误解并不是在上述的错误和误解中产生的,是因为对背景的理解不同而产生的。在此,为了理解地层学中的地层命名法的原理,举出地层命名法中经常发生的某些误解。而且为了说明为什么那是误解,介绍一下地层命名法的思考原理。

2、 关于岩性地层划分的经常产生的某些误解和问题2.1、关于岩性地层的误解:没有组定义的群误解:在有关地层方面的论文中,有群的定义,但没有组的定义。这种地层分布广泛、复杂,不能细分,所以只定义群。 这种做法在心情上是很好理解的,但在命名规则上却是错误的。只有群而没有组的地层为什么是错误的呢?这是因为岩性地层单元的基本单位是组。

在地层学方面,关于地层的命名和分类有国际地层委员会的分会issc的规定,称为《国际地层指南》。日本地质学会的地层命名规则也基本上是以这个指南为基础的。根据该指南,组和群的定义如下:

组是被用于成图、描述和解释区域地质概况的岩性地层分类的最重要的正式单元。它是岩石地层单位中间级别的岩石体,由岩性特征和地层位置来确定。组只是正式的岩性地层单位,各处的岩性柱完全以岩性为基础划分。群是高于组这个级别的正式的岩性地层单位,这个术语通常被最广泛地应用于有意义的和需要判断的岩石属性的两个或更多相邻的或有关联的组构成的层序。

此外,也有对地层学给予重大影响的地方性规则,例如北美地层委员会(NACSN)规定的北美地层命名规则。在该规则中,组和群的定义是一样的。内容如下:

组是岩石地层分类中的基本地层单元,它是由岩性特征和地层位置所确定的岩石体。它分布广泛但不一定连续,可在地球表面成图或在地下对比。

群是高于组级别的岩石地层单位,群完全可以由同名的组组成,有时也完全不由同名的组组成。

因此《国际地层指南》和《区域地层规则》中的岩性地层定义的最大区别是:相对于规则被限定在沉积物或沉积岩类中,指南并不限定这些,火成岩和变质岩也是其研究对象。因此,指南中组的使用范围广。

总之,在指南和规则中,群被定义为包括组。如果应该包括的组没有定义,那么也不可以定义包括组的群。

那么,为什么组的描述是必须的,而在地层研究论文中如果只叙述群就上不了水平呢?其原因在于英语,英语单词中的group在英国的袖珍牛津词典中做如下解释:

许多人或事物被紧密地放在一起,或认为应该分类在一起。美国的词典也有大致相同的解释。美国英语传统词典(ADHE)和韦伯斯特新世界词典(WNWD)做如下解释:

放在一起的或定位到一起的人或物的集合(ADHE)。放在一起或分类在一起的许多人和物(WNWD)。词典的说明从广泛性这个角度出发,所使用的词汇是不同的,但无论怎么考虑其语义都可以作为参考。英语中的group,其中的元素必须是people\persons\things\objects。元素是不明确的,而若明确了元素,那么group这个词就难以理解了。地层学是在英语圈中产生和发展的(例如:Willian Smith的英国地质图,1815;Charles Lyell的地质学原理等,1830)group(群)的概念是以英语的思考方法为基础的。

但是在现实社会中有先前group的定义,从这个定义出发组为主要因素的情况经常出现。例如在定义了人事部之后配置人事部的人员就是一例。在定义了团体之后在定义其中的构成人员。这种情况以人类事物为对象的情况较多。人类的事物是根据目的组成并分类的。但是即使是在这种情况下决定构成人员也是必须的,没有构成人员的团体是有名无实的。

另一方面,象地层这样为自然物质的情况下,元素不清楚,没有定义的group即使不根据英语的思考方法,说起来也是难以思量的。对其理由,我们以同为自然界物质的生物分类学为例加以说明。

生物分类的基本单位是种(species)。在最初定义了种之后,才定义概括这些种的属、科和门。先定义group,而后再定义其组成部分,即先定义哺乳类这种分类群,在受到批评之后,就变成仅对应人、鼠、猫、狗、象和熊等个别的定义。但是,怎样做才能较好地首先定义哺乳类呢?上述的方法是不可能的。哺乳类只是一种解释,实际上的哺乳类是不存在的,只存在迄今被分类为哺乳类的各种生物。个体的人和鼠等在定义为组成元素的种之后,讨论它们的相互关系,明确它们的相似性和相异性,作为被分类的结果才存在哺乳类。人、鼠和熊等不同于蜥蜴、蝾螈和青蛙、马哈鱼和鲨鱼,它们具有相同的特征,作为一个组被认识容易理解生物,这样哺乳类的概念才产生。

这种类推可能看起来有些牵强,但是生物和地层都同样是自然界的产物,它们的分类都基于共同的哲学原理这一思考方法。实际上,描述、分类和解释的方法论是大致相同的。在生物分类学中,确定模式标本再确定种,规定了模式种之后再规定属。而另一方面在地层学中,在确定了标准剖面之后再定义组,其方法论是相同的。在解释、分类自然界存在的物质的方法中,这种方法论是有效的。为什么呢?就是自然界中的物质,不用概念,以实际存在的物质本身为基础进行分类是最合适的。

产生先定义哺乳类这个概念的现象是神学或者数学这样的形而上学领域。归纳从经验中得到的知识导出概念的的自然科学并不是恰当的。在自然科学中,不是先有概念而是先有具体的物质。这不仅存在于地层学。遵守这个基本原则才是自然科学的条件。

这样就把这种方法论应用到地层中。在地层学方面,相当于元素(element)的是组(formation),因此在定义了某个群之后再定义某个组这样的做法是先有解释后有具体信息的描述。例如,先定义某个群就相当于先有某个群在某个沉积盆地分布一系列地层这样的解释。当然,在不知道规则时,有时也会把应该定义为组的地方定义为群。

但是,实际上如果不能定义组(formation)(如果没有地层信息描述),那么概括在某个群中的地层在沉积盆地内如何分布就不清楚。当然会不清楚,不过在最初命名为某个群的时候,就会失掉研究各套地层和组的机会。群与组相比缺乏具体性,但概念性(抽象性)高。

在许多情况下,不定义组而描述某个群。这样的群是在“这个群分布在某各地方,有可能是一系列沉积物,因为没有名字不好办,所以暂且命名为某个群”这个意义上使用。这样的群毕竟缺乏地层信息记述,所以在地层学上有时不具备有意义的地层信息。可能只是没有名字不好工作而命名群的。象这样暂时命名为群的“暂时群”与定义了组后构成的群其确切程度是完全不同的。聪明的地层学家会从论文的微妙语意中察觉到规矩的定义和粗糙的命名。另外,地层学家在不得已没有组定义的情况下命名群时也意识到了其差异,因为明确地表示粗糙的命名是初始成果,所以即使有没定义组的群,实际上也没有多大问题。

但是,地层并不只是地层学家的问题,是以地层为对象的学科的共同基础,地层学的知识超越了地质学而被广泛地应用到其他学科领域。在这种情况下,不了解地层学界的情况就不能正确地处理地层而产生误解,这对地层学和研究者的目的来说都是不幸的。为了回避这种情况,就要尽力于具体化“地层划分的基本单元为组”这一规则。假如在不十分清楚的地层中方便地给予名称,不是群,不包含解释,那么就有必要考虑与其他单元不发生混乱的客观的名称。例如:地名+沉积岩类这种基于非正式单元的命名法。

最后,经常看到“群是以地层上下的不整合为界限标定的地层单元”这样的误解。根据《国际地层指南》和《北美地层命名规则》,群是包括组的,是否由不整合标定,没有必要。

2.2、关于地层——年代地层单元的误解:白垩纪层误解:白垩纪层、新第三纪层这样的时代+层形式的命名。这些术语在地层学家以外的研究者中经常出现,但在形式上是错误的。这些术语在年代地层单元(Rock time stratigraphic units)中应该是白垩系和新第三系。白垩纪和新第三纪这样的名称是根据年代地层单元(Time stratigraphic unit),而白垩纪层则是什么根据也没有。

对此,白垩纪对初学者来说有些困难而白垩纪层则相对容易,所以有人同意使用这样的术语,但是这种意见是误解了地层学。正如前述分类内容所涉及到的,在地层学中和其他自然科学一样,要把更具体的内容作为基础。在比较地层和年代时,地层是远为具体的。因此在比较白垩纪和白垩系时,白垩系是更为基本的概念。白垩纪这个时代只存在于地质学家的大脑中,而且白垩系作为具体的地层是可以定义的。在地层学中白垩纪被定义为白垩系地层沉积时的时间。白垩纪层意味着白垩纪这个时代先有而地层后有,这在科学方面是不正确的。即地层(年代地层单元的)白垩系和新第三系先有,之后才有分析、解释的结果——年代。白垩系和新第三系这样的术语是确保地质学是自然科学领域的证据。在地层划分中,和其他自然科学一样,不是先有概念而是先有具体的事物。说到底。白垩系这一术语意味着白垩系的层型剖面,即标准剖面,而其他的白垩系则不过是对比标准剖面后的地层。到目前为止,地层学在理论上构筑得非常严谨。