地层、古生物地史概述.doc

第三章 地层、古生物和地史概述 地壳主要由火成岩、变质岩和沉积岩组成，其中呈层状者（绝大多数为沉积岩）泛称为岩层。地层，是指地壳发展过程中所形成的具有某种共同特征或属性的岩石体的总称。地层 反映岩层形成时间的先后顺序，具有一定地质年代含义。不同时期的地层，由于在形成过程 中所经历的地壳运动状况、自然地理环境、气候条件和生物演化特征等均不相同，犹如一页 页“地质史册”“记录”了其形成时期的地壳发展演变特征，所以地层是研究地壳发展历史（简称地史）的依据和物质基础。 地壳由无机界演变到有机界，产生了古生物。古生物学研究的是化石———保存在地层中的古生物遗体印模或遗迹。由于生物界的演化是由低级向高级、由简单向复杂发展，而且具有不可逆性，所以古生物对划分和对比地层、研究地史的意义比较大。 含煤地层是煤矿地质工作的研究对象。为使采矿工作者能够读懂地质资料和有关图 件，了解地质构造和含煤地层特征，本章主要介绍地层的划分和对比方法;地层系统和地质 年代表;煤矿常见的古生物;地史概述。 第一节 地层的划分和对比 一、地层划分和对比的概念 （一）地层划分 根据地层的特征和属性，按地层的原始生成顺序和地层工作的实际需要，把一个地区的 地层划分为各种地层单位、建立地层系统，即是地层划分。 在任何沉积地层层序中，当其没有被后期运动所逆掩或倒转时，最年轻的地层应位于层序的顶部，而最老的地层则应位于层序的底部。较老的地层之上连续覆盖着逐渐年轻的地 层。即是说，每一层地层都新于其下伏的地层而老于其上覆的地层。这就是地层层序律。如果地层形成以后一直保持其原始生成顺序，即老地层在下新地层在上，即称为正常层序。然而，在地壳发生过强烈运动的地区，由于岩层遭受褶皱和断 裂的影响，常会导致原始地层产状发生变动甚至倒转，从而使早期形成的岩层覆盖于晚期形成的岩层之上。因此，地层划分首先要判定地层的正反顺序、建立正常层序。 地层的特征和属性是多种多样的，如岩层的几何形态、接触关系和岩性、岩石组合、化石特征、地球物理和地球化学性质等，其中任何一种特征都可以作为划分地层的依据。由于划分地层的依据和标准不同且具有多样性，因而学者可以划分出多种地层系统，不同种类的地层划分可以重叠在同一剖面上进行，这就是地层单位和地层划分的多重性。目前，国际上常用的地层划分单位主要有三大类———①以岩性作为主要划分依据的岩石地层（岩性地层）单位;②以化石作为划分依据的生物地层单位;③以形成时间作为划分依据的年代地层单位。此外，还有磁性地层和层序地层等划分方法。 （二）地层对比 在地层划分的基础上，将不同地区（或剖面）的地层单位，根据岩性、化石等特征，做地层层位上的比较研究后，论证这些地层单位在层位上是相当的、在时间上是接近同时的，这种工作的方法，即称为地层对比。在实际工作中，由于强调的特征和依据不同，可有不同种类的地层对比。例如，岩石地层（岩性地层）对比，要论证岩性特征和岩石地层单位的层位是否相当;年代地层（时间地层）对比，要论证地层的地质年龄和年代地层单位的层位是否相当;生物地层对比，要说明含化石地层的化石内容和生物地层单位和层位是否相当。地层的划分和对比，两者在原则和依据上是同一的，在方法上有密切联系。 二、地层划分和对比的方法 （一）岩石地层学方法 凡主要根据岩层的岩石特征来划分和对比地层的研究方法，统称为岩石地层学方法。 岩石特征主要是指岩性、岩石组合、岩层的横向展布和岩石的变质程度等。这种方法主要是 根据岩石特征的相似程度对地层进行划分并建立岩石地层系统。 1.岩性和岩石组合分析法 岩性，包括组成地层各种岩石的颜色、矿物成分、结构、构造、化石特点等。它是岩石特征中最主要、最基本的内容。岩石组合，是指一个地质剖面中自下而上岩性的变化，它反映沉积环境的演变，可作为用岩石地层学方法划分对比地层的基本依据。 2.标志层法 标志层，是指地层中一层或一组厚度不大、岩性稳定、具明显特征、容易识别的层位稳定、分布范围广等特点，可作为地层对比标志的岩层或矿层。如含煤地层中常见的灰岩、砂 砾岩、砾岩、凝灰岩和煤层等，均可作为地层对比的标志层。 3.旋回结构法 在地层剖面中特别是含煤地层中，常具有旋回结构特征。旋回结构，是指在地层垂直剖 面上一套岩性或共生相多次有规律地交替出现。如果划分的地层是海相沉积，由下向上往 往出现粒度由粗变细又由细变粗的交替岩性变化，岩性由砾岩、砂岩、泥岩、灰岩组成。这种变化由地壳运动引起的海进和海退环境改变所致。由于地壳运动和沉积环境改变具有一定 区域性，因此地层剖面中的旋回结构常可作为区域性地层划分对比的依据。例如，华北石炭 系太原组内“砂岩—含煤页岩—灰