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地史的研究方法(2)

时间:2010-07-02 20:41 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  (二)地层的对比

  地层的划分是指对于一个地区的地层进行时代的划分,而地层的对比是指不同地区的地层进行时代的比较。在地层对比的基础上才能了解广大地区的地史发展过程的共性和异性,才能具体认识地层区域性特征,了解地层空间分异的情况。但是各地区的地层层序及特征,千差万别,各不相同。因此地层对比必须有一个客观标准,这个标准就是时间或地质年代。换言之,在地层划分和层序建立的基础上,必须对同一时代在各地区形成的地层进行比较研究。例如,河北、山西、山东、河南、陕西等地区都各发育了一套地层,弄清哪些是同时代的,哪些不是同时代的,然后才能了解整个华北地区什么时候有海侵,范围有多大,哪里最深或最浅,什么时候有海退,哪里变成了陆地,生物是怎样演化的,各地区之间有什么共性和差异等。以此类推,重塑全国和全世界的地壳历史,也必须进行地层的对比工作。

  地层对比既然首先是地质时代的对比,而地质时代的划分和确立,则首先必须以古生物化石为根据。前已说明,生物演化是不可逆的,又是阶段性的,每一个生物的种属在地球上只能出现一次,不可能有任何重复;因此,每一个生物种属只能出现在一定地质时代的地层里。假如在不同地区的地层剖面中含有相同的标准化石和化石群,它们就必然属于同一地质年代。

  在甲、乙、丙三个地点均含有相同化石,把含相同化石的地层用点线连接起来,说明它们属于同一时代的地层。有的剖面未见底部出露,有的剖面未见顶部地层,但把甲乙丙三地的地层综合在一起,就可以知道一个地区的全部地层顺序、岩性、厚度、含化石情况等,同时对此进行分析,这一地区的古地理发展情况也就昭然若揭了。

  以上所述地层的划分和对比的原则和方法,主要是根据生物地层学和岩性地层学的原理,也是传统地层学的普遍性原理,不过这只是对沉积地层纵向堆积作用的划分原则。但实际上还存在着侧向堆积作用,绝大部分沉积地层是侧向进积和纵向加积两积作用的结果。因此上述原则对局部或单个地层剖面是适宜的,而对较大范围的区域就不一定完全适宜了。

  特别是近年同位素地层学、磁性地层学、事件地层学、地震地层学等有了较大的进展,其成果逐渐用于地层的划分和对比方面,起到了积极的促进和完善作用。例如太古宙和元古宙地层,岩石往往深度变质,生物化石极度缺乏或稀少,过去对其地层划分十分困难。但近年积累了大量岩石同位素年龄数据,成为岩层划分的重要依据,如国际上太古宇和元古宇的分界即规定以同位素年龄25亿年为依据。又如近年建立了应用古地磁学的理论和方法研究地层的学科,称为磁性地层学,或称古地磁地层学。其主要内容之一,即是根据地层的岩石磁性来进行地层划分,并已建立了“450万年以来地磁极性时间表”(吉尔伯反极性世,450—332万年;高斯正极性世,332—243万年;松山反极性世,243—69万年;布伦赫斯正极性世,69万年至现在),同时,利用天然剩磁来确定地层形成时古磁极的位置和正反方向,来作为全球性对比和古大陆位置再造的依据。

  近年还利用地质事件来对比地层和确定地层界线,这样的学科称事件地层学。事件地层学认为,地层构架是由一系列缓慢的渐变过程和短暂的突变或灾变事件所组成,而后者在地层研究中具有特殊意义。所谓地质事件包括地内事件,如地壳运动、海平面升降、生物绝灭、地磁极性倒转等和地外事件,如太阳辐射强度变化、超新星爆炸、陨星和彗星撞击地球等。无论是哪种事件都会在事件发生当时形成的地层中留下烙印,并以之作为地层划分的依据。例如在一些地方的白垩系和第三系(实际上也是中生界和新生界)分界,以其岩性近似不易划分,一直是使人困惑的难题,但有人发现在地层剖面中有一层含铱量特高的粘土层,据认为是天体撞击地球事件的产物(因陨石中常含有较多的铱),并建议以此层作为两个时代地层的分界线,并以此事件作为恐龙灭亡的论证。

  最后介绍一下“层型”。前面谈到对于一个地区的地层进行划分时,一般是先建立一个标准剖面。所谓层型,实际上也是指一定的标准剖面,但却是专指地层单位(如震旦系、泥盆系等)或地层界线(如震旦系与寒武系界线、白垩系与第三系界线等)所依据的典型剖面,换言之,层型是地层单位或地层界线所依据的地层模式。例如,震旦系还未得到世界的公认,问题是必须在世界上选定若干层型剖面,并通过一定的程序才能建立(包括名称问题)。层型可分为单位层型和界线层型,对其剖面选定有严格的要求,首先必须具有全球性;剖面地层要连续;剖面出露要清晰;构造要简单;剖面要容易接近,等等。例如,地层间的不整合面,常常作为一个地区地层划分和对比的依据,但作为层型,这样有间断的剖面是绝对不行的。
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