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地層劃分(stratigraphic subdivision)是指對一個地區的地層剖面中的岩層進行劃分,建立地層層序的工作。一般對一個地區的地層剖面,首先根據岩性、岩相特徵進行岩石地層劃分,然後根據系統採集的化石進行生物地層劃分,進而建立年代地層順序。在劃分一個地區的地層時,必須充分參考鄰區已經建立的地層劃分方案,便於地層對比。
一、岩石地層單位劃分方法
(一)      劃分原則:岩石地層單位是依據宏觀岩性特徵和相對地層位置劃分的岩石地層體。它可以是一種或幾種岩石類型的聯合。整體岩性一致(岩性均一、或規律的、複雜多變的岩類與岩性的組合),野外易於識別劃分。它是客觀地質實體,而不能用成因或形成年代來劃分。
(二)      岩石地層單位的種類
正式岩石地層單位:是按地層層序,統一的規則劃分、定義並正式命名的群、組、段、層等。
非正式的地層單位:未按統一規則劃分和正式命名的段、層、礁體、透鏡體等。
群(Group):一般由縱向上相鄰兩個或兩個以上具有共同岩性特徵的組聯合而成,是比組高一級的岩石地層單位。群的上,下界限往往為明顯的沉積間斷面(假整合和角度不整合)。群內不能有明顯的沉積間斷或不整合存在。群的命名為具有代表性的地名命名。群的符號是在界、系、統的符號後邊加兩個漢語拼音的字母,群名拼音用第一個字母和最接近的聲母。表示方法見附錄十五。
組(Formation):是岩石地層的基本單位,是劃分適度的地區性或區域性岩石地層單位。組在總體岩性上一致並具可填圖性(1∶5萬圖)。組的岩石組合可由一種岩石構成,或者以一種主要的岩石為主,夾有重複出現的夾層,或者由兩三種岩石交替出現所構成,還能以很複雜的岩石組分為一個組的特徵,而與其他比較單純的組相區別(全國地層委員會、1981)。組的界線應為清楚、穩定的特殊岩性變化面或特殊結構構造標誌層為界線劃分。組內不應存在長期地層間斷。組名一律用地名加「組」命名,但如果一個組岩性單一,也可以用地名加岩石名命名。組的符號,採用在系或統的後邊加漢語拼音頭一個字母,用小寫斜體字表示,(見附錄十五)。
段(Member):是低於組、高於層的岩石地層單位,正式命名的段需具有與組內相鄰岩層明顯不同的岩性特徵,並分佈範圍廣,代表組內具有明顯岩性特徵的一段地層。段可用地名加「段」來命名,也可用岩石名稱加「段」命名,如白山段、砂岩段等。
層(Bed):是最小的岩石地層單位,指岩性、成分、生物組合等具有明顯特徵,顯著區別於相鄰岩層的單層或復層。層的厚度可為數厘米至十餘米,在側向上多橫穿不同組或段,而名稱不變。具有區域性地層劃分對比標誌的層才正式命名,常作為非正式岩石地層單位使用。
非正式地層單位,主要是為了突出其特殊性,用以補充說明正式單位的特徵,如特殊成分層,特殊顏色層、特殊形態層、特殊成因層、特殊異常層等。當給予非正式岩石地層單位地理專名時,不能與「組」、「段」、「層」等術語連用,以區別正式地層單位。
二、生物地層劃分方法
生物地層單位是根據化石類型、分佈、化石特徵劃分,並區別於相鄰地層的客觀地質實體。生物(地層)帶是常用的生物地層單位,它是根據不同的生物內容和生物特徵分帶。常用組合帶、延限帶、頂峰帶(全國地層委員會、1981)。
(一)組合帶(群集帶):是以所有化石類型(群類聯合)某一種或幾種類型構成的一個自然共生或埋葬為依據劃分,與相鄰地層有明顯區別的具有生物地層特徵的地層體。帶的界線可劃在標誌該單位特徵存在的生物面上。帶的名稱由2-3個最特徵的分類單位名稱聯合單位術語組成,如C.Petrovi-V.fuheensts組合帶。
(二)頂峰帶:是根據某些生物分類單位的發育頂峰或極大發育,但不是根據它們總延續時限劃分的地層體。發育頂峰可以是一種化石非常豐富,或一個屬的種十分繁多。該帶以最發育分類單位命名,以明顯富集部位的頂底作為頂峰帶的界線。
(三)延限帶:是依據地層中所含化石一個或數個選定的分類單位的垂向和側向分佈範圍劃分的地層單位。其帶的界線是選定的生物分類單位已知的首現和末現生物面
三、區域年代地層單位的劃分方法
年代地層劃分的目的是解釋地層序列的年代關係,將地層精確地確定到區域性階,按界、系、統、階等級劃分地層。年代地層法,主要用生物地層進行對比;同位素測年(常用於啞地層,火山岩中沉積岩夾層及變質岩區地層);磁性地層極性單位和地球化學異常層的研究;對組的穿時性特徵進行研究。
四、磁性地層劃分方法
(一)根據地層磁性特徵的變化,劃分成磁性地層單位。在地層的原始序列中,以磁極性的一致而統一在一起,以區別相鄰岩層的單位,稱極性帶。
(二)極性帶的劃分是以地磁場的極性改變所引起的岩層天然剩餘磁性方向變化為基礎。磁極性漸變轉換的地層間隔稱為「極性轉換帶」;標誌磁極性改變的面或薄層稱「極性倒轉面」。極性帶的劃分是依據帶中極性變化形式而分為:
1.由整體具同一磁化方向的地層組成;
2.由正、負極性複雜變化的單位組成;
3.由一種磁化方向為主、間有次級反向極性單位岩層組成。
極性帶分級:極性超帶極性帶極性亞帶
對應地質年代:極性超時極性時極性亞時
地磁年代表見表Ⅰ-1,圖Ⅰ-1。
表Ⅰ—1Cox極性年表
極性帶(時)
極性亞帶(亞時)
年齡值(萬年)
布呂納正向極性時
拉尚逆向極性亞帶
2-3
————69————
89-95
扎拉米洛正向極性亞帶
吉爾薩正向極性亞帶
161-163
奧爾杜威正向極性亞帶
164-179
留尼汪昂正向極性亞帶
195-213
————213———
280-290
高斯正向極性時
凱恩納逆向極性亞帶
馬默思逆向極性亞帶
294-306
———332————
370-392
吉爾伯特正向極性時
科奇蒂正向極性亞帶
(據A.Cox.1969)
(三)磁性地層資料的野外搜集及應用,應在完整的地層層序和年代地層單位的界線層型剖面上進行。
1.採集定向標本:按一定間距採集,標本大小一般15×7×7Cm或10×10×4Cm。
極性過渡帶,間距為幾十厘米至幾米,按每10-10年的地層沉積厚度採樣,採樣間距可依據沉積速率大小適當放稀或加密。
了解古磁極遷移軌跡時,應按10-10年沉積厚度間隔取樣。
2.測定不同構造部位岩石穩定剩磁方向,探討構造運動的方式、方向,進而確定運動發生的大致時代。
3.利用故地磁研究古緯度、古地理、古板塊、古氣候古生物的分佈。
4.利用古地磁研究礦床成因、預測沉積礦產的分佈規律。
五、化學地層規劃方法
(一)按岩層的地球化學特徵,將岩層劃分為不同化學地層單元或層。
按主要氧化物和各種元素(微量元素、稀土元素、穩定同位素等)的含量、組合、丰度變化和分佈形式;相關元素比值及變化來確定化學地層層面及地化異常層。
(二)化學地層按化學成分、特徵元素變化多少、大小而分高、中、低類次等不同級別。高類次變化面常接近「組」級界面,中、低類次的與「段」或旋迴性沉積相當
(三)地球化學異常層,是岩層內出現多種元素同步地急劇增高或降低的層位,它可用作地層對比。
(四)化學地層的資料搜集工作。
1、在層型剖面上系統採集光譜定量全分析樣品,密度隨岩層複雜程度而定。
2、岩石地層單位的地球化學背景,應充分考慮不同構造單元和沉積單元的區域地球化學相的研究。必要時右以進行氧硫碳同位素研究。
3、利用光譜分析數據中元素含量變化和含量比值變化特徵、結合其它地質資料,對古地球環境進行研究。
六、礦物地層單位劃分方法
(一)依據地層中所有穩定付礦物(能鑒定和度量的重礦物)的礦物學特徵,並按某些特徵組合和變化將岩層分成重礦物組合帶,即礦物地層單位。
(二)重礦物特徵指穩定副礦物種屬、標型特徵、ZTR指數(鋯石、金紅石,電氣石/總重量組份比值,指示礦物成熟度)及其變化、重礦物粒度大小,重組分在岩石中百分含量,重組分中各礦物的相對百分含量和變化等。重礦物在岩層中縱、橫向上的變化,均可作為重礦物組合帶的劃分依據。劃分重礦物組合帶必須是帶的特徵清楚,界線明顯且易於劃分,區域上有一定的延展性和可對比性。
(三)礦物地層的資料搜索:礦物地層主要用於年代地層不易劃分或化石稀少的碎屑岩區,並與岩石地層法及沉澱相研究相配合。
1.在剖面上系統採集人工重砂樣,樣品間距依岩層的自然變化而定,一個地層間隔按不同岩性分別組樣(如砂岩。粉砂岩,粘土等)。用揀塊法取樣,樣重5-7公斤。
變質岩區的構造——地(岩)層法,火山岩區的雙重製圖法(岩相——地層學填圖方法)及花崗岩區的岩石譜系單位劃分方法(超單元組合—超單元—單元劃分方法)
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