地层划分对比

地层划分对比1、编制地层柱状对比图编制地层岩性岩相、生物地层和年代地层柱状对比图，建立起编图区目的层 位的等时地层格架。编绘实测地层剖面的岩性岩相柱状图。编绘路线地质信手地 层剖面或图切地层剖面的岩性岩相柱状图。2、岩石地层划分对比一般采用以下几种方法：（1）重要地层界面法：一些重要的地层界面，如角度不整合面，假整合面作 为划分对比大级别地层单位如群、组的依据。相比之下，岩性突变面、地层结构 转换面则是划分对比次一级地层单位，如段、层的重要标志。（2）标志层法：标志层在岩石地层中极为重要，通常代表了某一重要的地质 事件，在区域分布上稳定，其特征的岩性野外也容易识别，区域对比性很好。因 此，多用来作为划分对比不同级别地层单位的标志。如赣西北双桥山群中分布较 稳定的一套变质砾岩、砾质砂岩，是最大海退期的沉积，也是该群中标志最醒目 的一套地层，因此将其作为修水组和安乐林组的划分标志。（3）岩性法：岩性差异是岩石地层划分对比的直接依据，很多重要的岩石地 层单位界线都是根据岩性的差异而划分的。如华南地区二叠系龙潭组为一套含煤 的陆源碎屑沉积，而上覆的吴家坪组为典型的碳酸盐沉积，二者存在着明显的岩 性差异。（4）岩性组合法或地层结构法：某些岩石地层通常由2个或2个以上的岩石 类型交替出现，组成旋回层，通过单纯的岩性差异很难将这些地层划分开。要划 分这类地层必须采用地层结构、岩性组合、岩石单层厚度及基本层序等标志。此 外，还要考虑到沉积构造及相应的沉积环境。3、生物地层划分对比常用的方法主要有以下几种：（1）标准化石法：通过地层中的标准化石进行地层对比的方法。在生物地 层划分对比中，标准化石是最理想、最重要的生物标志。标准化石演化快速，因 而生存时间短，在地层中的垂直分布时限短，便于较精确地进行地层划分和等时 对比；标准化石扩散迁移速度快、地理分布广，因而有利于进行较大区域的等时 性地层对比；标准化石在地层中数量众多、鉴定特征明确，易于在岩层中发现、 识别和鉴定，有利于进行区域上的延伸和对比。（2）生物组合法：在缺乏最典型、最精确的生物标志时，多门类的生物群 组合可以提供很多有用的生物地层学信息。即使存在标准化石的情况下，综合分 析生物群全貌，也能为建立空间上生物群之间的联系提供更多的时间演变和地理 环境分布信息，对于地层时代的确定和生物地层对比具有十分重要的作用。利用 化石群或化石共生组合来确定地层层位和进行地层对比的方法比较简便，已被广 泛应用。但需要注意的是，这种方法主要适用于化石丰富（化石种类和化石数量 都比较丰富）的地层中，要分析其中各类化石在时间演化更替上与地层界线的一 致性和在地理分布上与环境梯度之间的关系。同时应尽量与标准化石法配合使 用，以便获得更好的地层对比效果。使用标准化石法和生物组合法进行大区域的 生物地层划分对比时，建议参考中国地质调查局地层古生物研究中心编写的中 国各纪地质时代地层划分对比（2005,地质出版社）。（3）百分统计法：百分统计法即根据两个区域各个地层单元中所含化石群 之间的百分相似量的比较，建立地层对比关系的方法。这是生物地层学中常用的 最简单的统计学方法，尤其在采用孢粉、介形虫等微体化石进行含油气地层划分 对比中应用广泛。百分统计法主要使用在化石的时代分布较长，但要求详细划分 地层的工作中。同时该方法还要求研究地层中应含有一定数量的化石，能够将所 要研究的地层中的化石进行全面鉴别和统计。百分统计法的对比步骤是，选择一 地区中出露最完整、研究最详细的剖面作为基准剖面，逐层采集化石，详细鉴定 描述，作出剖面各层中所含种属的目录。然后，将其他剖面也制成相应的化石种 属分布的产出层位图表。对比各个剖面中的相同种属数目和所占的百分比。如果 一个剖面中的一层与标准剖面某层相同种属的百分比最高，则认为该层与标准剖 面的某层相当。百分统计法在同一盆地范围内使用相当准确，尤其适合于对同一聚煤盆地中 煤田等微体化石统计研究。在没有标准化石的情况下，要求详细划分和对比地层 时可以得出结果。甚至在不知道化石分类名称的情况下，仅以代号参照也能进行 对比。但其也有明显的不足：该方法过于机械，不考虑门类不同的化石时代分布 和标准性的差异。该方法也不宜进行远距离的对比，尤其是当岩相和生态等条件 的相似会使化石分子相似，而在不同岩相和生态条件下，同时代地层之间的差别 则会增大。因此，在运用百分统计法进行地层分析时，应对所研究地层进行客观 具体的分析，与其他方法相互验证使用，力戒机械简单化，以免有误。（4）谱系演化法：谱系演化法是依据化石出现的顺序和个体发育特征，恢 复化石谱系演化的关系，用以进行地层划分和对比。谱系演化法是生物地层学研 究中一种比较重要而且较为可靠的地层划分和对比研究方法。（5）图解对比法：该方法采用二维坐标投影的方法，将若干地层剖面上所 有化石的分布点综合起来，形成一个“复合标准剖面”（composite standard section）。借此复合标准剖面，一方面可以判定各个化石分类单元的总体地质分 布时限，另一方面也可以进行地层对比。图解对比法的基础是，所有沉积地层剖 面（地层厚度）都是时间的函数，每一个化石分类单元在每个剖面上的分布都处 于同样的时间区间内。因此，以时间为对应参照标志，可以在一个二维空间坐标 系中将两个同时形成的地层剖面以地层厚度为标尺对比起来，而两剖面上各化石 的分布区间（首现点base和末现点top）成为两剖面时间对比的参照点。图解对比法的工作步骤即为“复合标准剖面”的生产过程：首先建立各研究 剖面上各化石分类单元的分布区间。作为图解对比的基础数据是每个分类单元的 在各剖面上的首现点和末现点；第二，选择两条化石记录比较好的剖面，以剖面 地层厚度为坐标轴，将所有化石的首现点和末现点分别投影到坐标轴上，求出对 比曲线；第三，选择一个坐标轴作为复合剖面，通过对比曲线，将另一条剖面上 的化石首现点和末现点投影到复合剖面轴上。于是在复合剖面上每个化石可能会 有两个首现点位和两个末现点位。考虑到化石记录可能的不完备性或其他原因， 每个化石的延限应取外侧点位。因此，每个化石在复合剖面上就有一个新的分布 区间。进一步地，以该复合剖面为基础，将其与其他剖面进行逐个对比，将其他 剖面上的化石点也逐个投影到该复合剖面上来。直到完成了所有剖面的对比复合 工作后，就形成了一条既包含所有剖面的化石和地层分布信息，但又独立于所有 实体剖面的一条抽象的“复合标准剖面”。于是，通过该“复合标准剖面，我们 可以分析每个化石分类单元在研究区域的时间分布范围。同时，通过该剖面我们 还能将所有的剖面对比起来。4、年代地层划分对比只有当年代地层单位的上、下界线被建成界线层型之后，才能在地理上将这 个单位向典型剖面之外延伸。根据定义，年代地层单位的界线是等时面，因此， 在任何地区，该单位包括的均应是代表相同时间跨度的岩层。通常，当使用某一 年代地层界线时，距界线层型越远，所能达到的理想等时性的精确度就越低。因 此，能用作时间对比(年代对比)的各方面证据都应加以利用：如多种类型化石 的分布、岩层追索、岩层序列、岩性、同位素测年、电法测井标志、不整合、海 侵海退转换面、火山活动、构造幕、古气候资料、古地磁标记等等。下面列举几 种常用的年代地层单位界线等时性的对比方法。(1) 古生物学方法由于生物界进化的有序性，对于地质时间来说，是不可逆转的。显生宙生命 遗迹分布广泛、演化特征明显。因此，化石是整个显生宙在世界范围内进行相对 年代测定和远距离时间对比的最好依据，显生宙全球年代地层表的建立在很大程 度上依据了古生物学方法。虽然生物地层对比不一定是时间对比，但如果谨慎地、 正确地使用，它将一直是时间对比最有用的方法之一。首先，首选方法是寻找合适的界线标志化石并准确标定它的首现面(FAD)。 标志化石的FAD往往就是我们所要确定的年代地层单位的下界面(即GSSP)。 界线标志化石需满足的必备条件是：特征明显，容易鉴别，演化快，地史分布短， 迁移迅速，全球分布。其次，实现大范围时间对比的另一种行之有效的古生物学 方法，是要建立某类可供对比化石类型的演化谱系，如在全球二叠系一三叠系界 线层型上建立了牙形石latidentatus-parvus -isOfeft(谱系，该谱系对实现全球 对比起到了良好作用。(2) 地层的数字定年方法地层学的主要目的是要描述各种地层体的时空关系，其中时间维是地层学的 基础和核心。所谓地层的数字定年就是运用年代学方法对地层体的时间进行确 定，即确定地层的绝对年龄。根据地层层序律和生物地层学方法人们只能确定地 层的相对先后顺序，数字定年方法才能告诉地层的绝对年龄或定量的时间延续。 另一方面，许多地层体往往缺乏化石或其它可赖以进行时代对比的依据，此时， 数字定年就成为确定这类地层时代的唯一手段。因此，地层的数字定年(dating of stratum)主要有两方面作用，其一，对赖以进行全球对比的地层年表的时间确定 和修订；第二，对缺乏化石的地层进行年代限定。在具体的应用过程中，沉积岩 (含沉积一火山岩)地层的数字定年主要是围绕如何确定一些没有生物时代依据 的地层的时代，重点有以下几个方面：(a) 前寒武纪地层。前寒武纪地层中缺乏良好的化石纪录，而前寒武纪时 间又占地球历史的3/4以上，对如此漫长的地质历史中的地层纪录的时间标定无 疑有赖于数字定年。(b) 第四纪地层。大陆地区第四纪地层一般为陆相地层，除湖积地层外， 其他成因类型地层往往缺乏化石。另外，第四纪地层时限短，但它是最接近现代 地球环境的最后一个地质时代，与人类的生存息息相关，这就决定了对第四纪地 层的研究要有更高精度的时间标尺，而这显然是以生物演化为基础的生物地层学 所难以达到的。因此，不断发展的第四纪地层数字定年法起着重要的作用。(c) 造山带混杂岩(melange)地层。稳定区或者大陆边缘地层一般连续性 好，生物十分丰富，人们可以通过化石的生物区系对比来确定地层时代，但是， 造山带中的混杂岩地层，由于空间延续性差，为不同时代的构造岩片组合，化石 稀缺或化石代表性差，如一个放射虫硅质岩岩片的放射虫化石不能作为整个混杂 岩地层的时代依据，因此，混杂岩地层的时代归属往往是一个难题。由此，通过 不同岩片的数字定年会对解决混杂岩地层年代发挥重要作用。近20年来，测年技术得到长足发展，测年手段不断增多，测年精度也不断 提高，归纳起来，定年方法可归为两大类，即放射性同位素定年和物理学定年。 用于进行地层定年的放射性同位素年代学方法主要有K-Ar、Ar-Ar法、U-Pb法、 Rb-Sr法、Sm-Nd法、铀系不平衡法和宇宙核素法（14C测年法，i0Be和26Al测 年法）；物理学定年方法主要有热释光法（TL）、光释光法（OSL）、电子自旋共 振法（ESR）和裂变径迹年龄法等。各时代的年代地层格架按全国地层委员会最新发布的中国区域年代地层 （地质年代）表执行。5、磁性地层划分对比地球磁场极性的周期性反转在年代地层学，特别是晚中生代和新生代的岩石 中的应用颇为重要。目前已经建立了一个较为详细的显生宙磁极性地层表（参见 国际地层委员会2004年发布的国际年代地层表中的磁性地层部分）。在实际应用 中，极性反转必须与生物地层学、同位素测年法等其他方法相配合，否则，难以 识别特定的极性反转。6、事件地层划分对比利用能在地层中留下某种印记并可被识别的较大范围分布的等时地质事件， 来划分对比地层的方法称为事件地层学方法。任何地质事件总是要通过沉积特 征、地球化学特征或古生物特征等在地层中留下印记，经过深入细致地研究是可 以被认识和确定的。显然，最为理想化的地层对比是大区域甚至全球范围的“等 时”对比。因此，在选择可供大区域等时对比的地质事件时，应首选哪些大范围 （甚至全球范围）分布的、突发性的（甚至是灾变的）、短期（甚至是瞬时的）分 布的、能在地层中留下可被识别的某种印记的地质事件。从地层划分对比的实用角度出发，可与沉积事件、化学事件、生物事件相对 应，划分出三类事件地层单位：沉积事件单位、化学事件单位、生物事件单位。沉积事件单位包括沉积序列中的火山灰沉积物（理论和实践中最可靠的事件 单位）、大面积广布的火山岩流、区域性河道化和冲蚀事件、特大风暴层、密度 流层、区域性跌积-沉积间断面、快速形成的海进假整合面（穿时的，但是在许 多情况下是短期的）和陨石冲击碎屑层等。当今许多地层学家已经认识到，沉积 盆地中毫米到米级的短期等时突发性他生旋回沉积事件往往比传统地质学中流 行的以均变论思潮为依据的自生旋回沉积普遍。在盆地相细粒沉积物中，短期事 件沉积物实际上在地层记录中可以占支配地位，大多数短期事件沉积物反映出他 生旋回机制，如快速区域构造运动，海啸，火山爆发作用，洋流迅速变动及分层 现象，巨大的风暴事件，短期气候旋回的影响，较大的气候干扰事件沉积等。这 些现象代表的沉积物基本上是同时或近同时的，它们大多数被看作“地质上瞬时 的”，代表了几小时到10万年的时间，因而构成了一种以真实资料为基础的实用 年代事件地层学。化学事件单位是通过在剖面上厘米级全米级进行取样测定，对每段的化学成 分如有机碳（C ）、无机碳（Ccarb）、18O、Sr和S同位素、稀有金属和贵金属等进 行分析。这些分析结果可显示出有两种化学地层事件：（1）化学分析数据出现异 常幅度的、可进行区域对比的短期漂移；（2）比较长期的、化学成分有异常的间 隔分界面（例如代表快速的区域分层作用和海水柱的分层被迅速破坏的缺氧或贫 气事件）。化学地层事件还包括化学沉淀层，如在海底上形成的氧化硅凝胶而造 成的原生燧石层以及类似的沉积物。大量的资料证明，某些稳定的灰岩带、灰岩 -菱铁矿带、菱铁矿带、白云岩带，甚至某些褐铁矿团块和结核带，如与稳定的 火山灰层相比较，在区域上占有各自的相对稳定的地层位置。这表明，这些带的 形成主要是受区域性（他生旋回性）短期沉积作用控制的，可以作为一种化学事 件地层单位。生物事件单位是代表生态事件、进化事件和灭绝事件的沉积单元。常见的生 物事件有全球性生物群的群集灭绝和区域性短期进化、移栖、繁殖、集群死亡事 件。因此，生物事件单位是不时被打断的进化事件。生物事件单位可以代表集群 灭绝的具体阶段，也可以代表反映出在长期缺氧后污浊的海底发生充氧的生物快 速扩散事件和集群事件。与水体的快速运动有关的生物迁入或迁出事件、种群“爆 发”和产生某种独特沉积物（如有孔虫软泥）的繁殖事件等。并不是所有的事件地层单位（或面）都可以直接归入以上三大类中的某一类。 有些事件地层单位是由物理事件、化学事件和生物事件相互复合的事件单位。例 如大量的火山灰降落事件（物理事件），这种火山灰层具有独特的元素成分，或 者说对沉积物和（或）水体具有独特的化学效应（化学事件），从而引起火山灰 下面的生物群集死亡（生物事件），三者复合而成独特的复合事件地层单位。常 见的复合事件地层单位还有缺氧事件层、外星体撞击事件层等。7、其他地层学方法用于建立高精度年代地层格架的其它辅助方法还有层序地层及全球海平面 变化分析法、生态地层法、地震一测井地层法、化学地层法、分子地层法、旋回 地层法、定量地层法、第四纪土壤地层法和气候地层法等。（五）沉积盆地分析1、盆地边界分析盆地边界共有3类：盆地沉积边界、盆地侵蚀边界、控盆断裂边界。沉积边界是指现今保存的盆地边界处保存有完好的盆地边缘相带，如滨岸浅 水相带，伴有指示极浅水的沉积构造（如泥裂、雨痕、帐蓬状构造、鸟眼构造等） 和滨岸带化石组合等；侵蚀边界是指由于经历了长期的剥蚀作用，现今保存在盆 地边界处的边缘相带残缺不全，往往出现原盆地内部的深水相带。伸展型断陷盆 地的一侧往往由控盆断裂构成其盆地边界。古海岸位置的确定标志：海陆过渡相分布带、潮坪沉积相分布带、介壳滩、 砾石滩、海岸萨布哈沉积、暴露或浅水沉积构造分布带、藻类叠层石富集带、潮 间带生物群（如Lingula）、垂直生物潜穴（如Skolithos）等。2、盆地沉积充填序列和等时地层格架建立详见本要求第二节二的（一）一（三）。3、盆地古构造分析（1）盆内古隆起区和古凹陷区分析方法盆地的古地形特征首先反映在古侵蚀面、古隆起区和古凹陷区的存在。在盆 地中，沉积厚度最大的地方称为盆地的沉积中心，水深最大的地方称盆地的地貌 中心，而盆地中沉降幅度最大的地方称为盆地的沉降中心。三者是完全不同的概 念，但在实际中它们可以不一致，也可以一致。在沉积区，沉积物堆积的厚度不仅取决于沉积物的补给量和堆积速度，还取 决于构造下陷的速度，也就是沉积物堆积与沉降之间的平衡和补偿作用。一般根 据地层的发育程度、沉积等厚线和岩相类型等特征来划分古隆起区和古凹陷区。 古隆起区的沉积厚度小，古凹陷区的沉积厚度较大，特别是构造下陷的强度与沉 积物堆积速度相等时，在凹陷区的沉积厚度最大。运用沉积厚度分析法时需注意： 等厚线仅代表某时期的地层厚度的分布，不是真实的原始沉积厚度，不能精确反 映地壳沉降的幅度，只有经过按岩性、压缩率和地质时间等因素进行压实校正所 换算出的厚度数据，才较为接近原始沉积的厚度。（2）古断裂和同沉积断裂分析方法（a）沉积标志：在同一地质时期的地层发育、沉积相区、沉积建造类型、沉 积厚度等，沿着一定的线状条带出现突然变化或不连续的情况，可能存在古断裂 带。（b）岩浆活动标志：深大断裂常常成为岩浆活动的通道，若岩脉、岩墙、岩 体等沿一定的带状集中分布，可能存在古断裂带。（c）构造标志：沿着一定的线状地带的两侧的次级构造线方向极不协调，不 同类型、组合和规模的构造相截接等，标志着断裂带的存在。如为同沉积断裂，下降快的一盘的沉积厚度比下降慢的一盘相同岩层的厚度 大，这是鉴别同沉积断裂的基本标志。同沉积断裂在平面上通常弯曲，并且一般 趋向与盆地边缘和沉积走向相平行延伸。它们可能呈阶梯状排列，形成地堑。在 剖面上，同沉积断裂的断层面通常较陡，随着深度增加而变缓，并引起两侧沉积 层中的滑塌和碎屑流沉积。（五）沉积盆地分析1、盆地边界分析盆地边界共有3类：盆地沉积边界、盆地侵蚀边界、控盆断裂边界。沉积边界是指现今保存的盆地边界处保存有完好的盆地边缘相带，如滨岸浅 水相带，伴有指示极浅水的沉积构造（如泥裂、雨痕、帐蓬状构造、鸟眼构造等） 和滨岸带化石组合等；侵蚀边界是指由于经历了长期的剥蚀作用，现今保存在盆 地边界处的边缘相带残缺不全，往往出现原盆地内部的深水相带。伸展型断陷盆 地的一侧往往由控盆断裂构成其盆地边界。古海岸位置的确定标志：海陆过渡相分布带、潮坪沉积相分布带、介壳滩、 砾石滩、海岸萨布哈沉积、暴露或浅水沉积构造分布带、藻类叠层石富集带、潮 间带生物群（如Lingula）、垂直生物潜穴（如Skolithos）等。2、盆地沉积充填序列和等时地层格架建立（1）确定编图的目的层位及其编图边界确定沉积岩区岩相古地理图、构造岩相古地理图、沉积建造古构造图、沉积 建造构造图和第四纪地质图与地貌图等编图的目的层位及其编图边界。针对不同 矿种采取不同种类的专题图件作为矿产预测用的工作底图。编图研究的范围和层 位应与沉积或层控矿床相关的目的层位及其成矿预测区边界相一致。具体的目的 层位及其编图边界由总项目的矿产预测组提供。（2）收集整理地质图原始资料按研究区范围和研究目的层位（或编图区和编图目的层），详细查阅1:20万、 1:25万、1:5万填图记录本和区调报告中的实测地层剖面及实测路线信手剖面资 料，并充分利用省（区、市）的区域地质志、岩石地层清理成果和地层古生物研 究科研论箸中的实测剖面资料，按统一格式填制编图研究卡片（卡片格式与填写 内容见表 3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8、3-9）。（3）编制地层柱状对比图编制地层岩性岩相、生物地层和年代地层柱状对比图，建立起编图区目的层 位的等时地层格架。实测地层剖面的岩性岩相柱状图的编绘格式见图3 1。路 线地质信手地层剖面或图切地层剖面的岩性岩相柱状图的编绘格式见图32。3、盆地古构造分析(1) 盆内古隆起区和古凹陷区分析方法盆地的古地形特征首先反映在古侵蚀面、古隆起区和古凹陷区的存在。在盆 地中，沉积厚度最大的地方称为盆地的沉积中心，水深最大的地方称盆地的地貌 中心，而盆地中沉降幅度最大的地方称为盆地的沉降中心。三者是完全不同的概 念，但在实际中它们可以不一致，也可以一致。在沉积区，沉积物堆积的厚度不仅取决于沉积物的补给量和堆积速度，还取 决于构造下陷的速度，也就是沉积物堆积与沉降之间的平衡和补偿作用。一般根 据地层的发育程度、沉积等厚线和岩相类型等特征来划分古隆起区和古凹陷区。 古隆起区的沉积厚度小，古凹陷区的沉积厚度较大，特别是构造下陷的强度与沉 积物堆积速度相等时，在凹陷区的沉积厚度最大。运用沉积厚度分析法时需注意: 等厚线仅代表某时期的地层厚度的分布，不是真实的原始沉积厚度，不能精确反 映地壳沉降的幅度，只有经过按岩性、压缩率和地质时间等因素进行压实校正所 换算出的厚度数据，才较为接近原始沉积的厚度。(2) 古断裂和同沉积断裂分析方法(a) 沉积标志：在同一地质时期的地层发育、沉积相区、沉积建造类型、沉 积厚度等，沿着一定的线状条带出现突然变化或不连续的情况，可能存在古断裂 带。(b) 岩浆活动标志：深大断裂常常成为岩浆活动的通道，若岩脉、岩墙、岩 体等沿一定的带状集中分布，可能存在古断裂带。(c) 构造标志：沿着一定的线状地带的两侧的次级构造线方向极不协调，不 同类型、组合和规模的构造相截接等，标志着断裂带的存在。如为同沉积断裂，下降快的一盘的沉积厚度比下降慢的一盘相同岩层的厚度 大，这是鉴别同沉积断裂的基本标志。同沉积断裂在平面上通常弯曲，并且一般 趋向与盆地边缘和沉积走向相平行延伸。它们可能呈阶梯状排列，形成地堑。在 剖面上，同沉积断裂的断层面通常较陡，随着深度增加而变缓，并引起两侧沉积 层中的滑塌和碎屑流沉积。