第四章生物地层学(2008).
层序地层学第4-6章
基底面的整个形态由向上凹形变成平面行最终变为向上凸形。
31
5 体系域Systems Tracts
海侵体系域 Transgressive systems tract
1. 基准面快速上升形成陆架退积相，大部分河流相沉积在河流至浅海相中。 2. 浪蚀作用侵蚀下伏三角洲，继续为深水区提供砂体；低密度浊流在陡峭大陆斜坡处 被搬运下来（流水能量>沉积物负载），在低梯度盆地变成加积。
未下切河流或分流河道充填 简单，通常只包括河流沉积体系 高，有潜力接近1000:1 未下切 和并列单元高对应关系 保存在对应整合面的层段 平均 22
5 体系域Systems Tracts
下降期体系域Falling-stage systems tract
层序地层格架和下切河谷系统
23
5 体系域Systems Tracts
海侵地层的地层响应
海退体系域可能由两个不同的楔状体组成。一个位于陆架，一个位于
深水环境，在陆架边缘附近被沉积物路过区或剥蚀区分隔。
13
第五章 体系域 Chapter 5 Systems Tracts
14
5 体系域Systems Tracts
a低水位体系域：b海进体系域：c高水位体系域
经典层序地层模式 （Vail等,1987）
第四章 地层界面 Chapter 4 Stratigraphic Surfaces
1
4.2 地层终止类型 Types of stratal terminations
2
4.2 地层终止类型 Types of stratal terminations
厚度小于地震分辨率的顶积层的地震显示
3
4.3 层序地层界面 Sequence stratigraphic surfaces
生物地层学
生物地层学生物地层学是主要研究地层中生物化石的时空分布、据生物研究地层形成发育规律和确定地层相对时代的学科。
是地层学的一个分支，通过生物化石的研究来剖析地层，它最重要的意义在于它的时代意义。
一、生物地层学的研究史概述我国的生物地层学的研究可追溯到1920年，当时的北京地质调查所设立了古生物室，并创办了中国古生物志，各省也同样出版了各个省的古生物和地层的刊物，其中中国古生物志在当时被列为国际地层古生物方面最重要的参考文献之一。
后来乃至现今，这些古生物材料都成为了地层与古生物方向的地质工作者们进行研究的基础材料。
尽管如此，在解放之前的研究主要是以大化石（动植物）为主，而微体化石（孢粉、介形虫等）的研究工作就十分薄弱，主要从事包括古脊推动物、古人类、古植物和古无脊推动物等方面的大化石研究，不过十几个门类，发展极不平衡。
微体化石方面则由于实验条件的限制，根本无从开展研究。
地层古生物的工作主要局限于描述，包括地层剖面的测制和化石的基本记录。
古生物多限于单纯描述，大部分与地层应用脱离。
生物地层限于一般标准化石法并以古、中生代为主,新生代和前寒武纪地层研究薄弱。
但也积累了相当丰富的材料，在近30年中出版了许多本古生物志及其它古生物著作，描述了大量化石，提供了可贵的基础资料。
对于地层划分和基本地质构造的认识都起过一定作用。
古生代地层系统的初步建立，蜓、笔石、长身贝类腕足类等无脊推动物分类、生物地层的研究，有不少已达到了当时的国际水平。
建国后，由于能源需求，地质工作得到了国家的大力支持。
特别对煤、石油等矿产而言，地层古生物就显得尤为重要。
至70年代中期，地层古生物机构又有了新的发展,在各主要省(区、市)地质局、区城地质调查队和各部门的地质勘探队，都有专门的地层古生物人员或相应机构设置，并开始了大范围地进行全国性的地层系统的建立工作，其中很大一部分就是生物地层的工作，而且微体古生物得到了迅速崛起并快速发展起来。
80年代，基本的地层古生物的研究工作已完成，1980年还召开了全国地层委员会议，总结了前些年的地质工作情况，在生物地层方面，对古生代的地层基本都有一定的建带。
地层学
地层单位
生物地层单位 年代地层单位
岩石地层单位
生物地层、年代地层 和岩石地层单位之间 关系
生物地层单位(biostratigraphic unit)是根据地层中所含有的生物化石内容和特征划分出来的地层单位。 生物地层单位是以含有相同的化石内容和分布为特征，并与相邻单位化石有别的地层体。
事件地层学的出现与地质事件概念和灾变概念的提出密切相关。
一些结构特征，比如盐穹和背斜，已经在地震数据采集的开始被认可。在20世纪70年代，地质学家想出了一 个办法来解释与海平面相关的大规模沉积物(维尔等人，1977)。这一理论被称为地震地层学，考虑全球沉积板块， 通过解释地震线来展示特定区域是如何沉积的，以此来研究地震地层学。通过解释地下沉积岩层的形成条件，地 质学家可以推断出周围的岩石类型，还可以利用地震地层学获得对油藏更好的认识。
（2）依据岩性变化来划分地层。在地质时期的地壳运动过程中，在一定的程度上岩性的变化反映了沉积环境 的变化情况。因此，依据岩性的不同，把地层分为若干不同的单位，基本上可以代表地壳发展的阶段。比如：在 一个地层剖面中，存在两种沉积，其上部是火山碎屑岩，其下部为含砂页岩煤层。这样两种不同的沉积，表现着 两个不同的沉积环境和时代，下部表现的是还原环境和成煤时代，上部则反映着地壳运动强烈和火山活动时代。 根据岩性的不同就可以把地层分为两个单位，代表两个发展阶段。
地层学
地质学分支学科
01 简介
03 地层单位 05 地层对比
目录
02 地层的分类 04 地层划分 06 分支
地层学主要是研究成层岩系所含的古生物化石的相对年代顺序，一般称为生物地层学或者年代地层学。从沉 积学的角度来讲，研究成层岩系的沉积环境以及它的形成过程，被称为“沉积地层学”或者“岩石地层学”。
地质地貌学——第四章构造运动与构造变动全篇
❖ (2)过渡相沉积（海陆混合相沉积） 发育于滨海地区。 其中主要包括三角洲相和澙湖相：
❖
A、三角洲相
❖
B、澙湖相
❖ (3)陆相沉积 大陆是遭受剥蚀的地区，但在相对低洼 部位可以接受沉积。和海相沉积相比，陆相沉积类型多种
多样，横向变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以
碎屑（砾、砂、泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。
宙
显生宙PH
元古宙PT 太古宙AR 冥古宙HD
地质年代简表——据王鸿桢、李光岑《中国地层时代表》（1990）简化
地质时代 代
新生代Kz
纪 第四纪Q
第三纪R
距今年龄值 （百万年）
生物演化
晚第三纪N
人类出现 1.64-23.3 近代哺乳动物出现
早第三E纪 23.3-65
中生代Mz
古生代 Pz
晚古生 代Pz2
of years old. Their substance was completely replaced by silica,
which preserved all the original details of form.
Trilobites preserved as fossils in rocks about 365 million years old.
（一）岩性地层单位
❖
组是地方性的最基本的地层单位。凡是岩相、岩性
和变质程度大体一致的，与上下地层之间有明确的界限的，
在一定地理范围内比较稳定的地层，都可以划分为一个组。
❖ 比组大的地方性地层单位叫群。凡是厚度巨大、岩性 较复杂而又具有一定的相似性，但又无明确界限可以分组 的一套岩系，或者是连续的、在成因上互相联系的几个组 的组合，都可以划分成一个群。
第四纪标志地层的介绍
③化石：元谋动物群（第四段）。
④时代：早期均划为Q1(广义元谋组)
现在已分开：元谋组（3、4段,元谋人牙，1. 7Ma）
~~~~~~~~~~~~~2.48Ma(古地磁)
沙沟组（1、2段）
午城黄土(Q1)
③化石：下部含肿骨大角鹿,上部含较多的方氏鼢鼠化石。
④时代：中更新世（Q2）
（3）马兰黄土
①地点：原指北京斋堂马兰峪次生黄土
②岩性：灰黄-姜黄或黄褐色,粒度较粗,质地疏松.层理不明显,垂直节理发育.
③化石：较少。
④时代：晚更新世（Q3）
(4)全新世黄土
灰黄色粉砂质黄土,含有一层灰黑色古土壤层。
~~~~~~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
离石黄土上部：色较浅,土质较疏松,含5-6层红色古土壤层,其间距较大,古土壤结构较清晰。
离石黄土下部：色较红,含十几层褐色土型古土壤,古土壤较薄，间距较小,顶部为3层密集古土壤叠置的古土壤系.
~~~~~~~~~~~~~~~~~侵蚀面~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
土壤。河谷区，下蜀土具有冲积层的二元结构，下部为砂砾层，厚度达20多米；在丘陵坡地和平原、湖
区则为黄土状堆积，有坡积和湖积，后者如“成都粘土”。
③时代：晚更新世（Q3）
4、全新统
以冲积砂砾和湖积相棕灰色、棕黑色粉沙为主夹灰色淤泥。
三、西南区
元谋组
①地点：标准地点在云南元谋盆地，龙江以东的东山山前地带
风化面上含中石器时代的“细石器”。
④时代: 14C年龄为40Ka，为晚更新世。
（4）全新统（Q4）
含半坡动物群或殷墟动物群化石及新石器时代文化遗存的黄土、冲积层和湖积层。
层序生物地层学
层序生物地层学层序生物地层学又称层序地层学，它是研究古生物和地层沉积环境演化关系的一门重要学科。
它涉及地质学、古生物学和古环境演化全球论的理论和实践。
它是层序地质学的基础，更重要的是它能够提供有价值的知识和资料，以帮助我们更好地理解地层沉积的历史。
研究历史地层古生物演化关系的层序生物地层学可以分为两个主要部分，一个是系统化研究，就是从层序古生物的演化关系入手，结合现有的演化理论，研究古生物的演化历史；另一个是层序古地质研究，就是研究古地质沉积及其变化，由此来推算古生物地层学上的生物演化关系。
层序古生物地层学研究主要是从沉积地层结构及其环境变化出发，以环境演变决定层序古生物演化和繁殖的历史。
在研究层序古生物演变历史时，地层研究者要根据古地质沉积及其变化，结合古生物形态学和生物地层学的理论，来分析和推算层序古生物的演化模式，从而推断地层古生物演化的历史。
此外，层序生物地层学还可以研究古生物演化与地质构造、地层沉积物组成结构及其变化、古气候变化等因素的关系，从而使我们可以更清楚地了解地层沉积的历史以及层序古地质的演化变迁。
层序生物地层学的研究可以帮助地层研究者更好地了解古地质构造和沉积环境，使我们可以更准确地识别和提取有价值的信息，从而为探索古生物的演化轨迹及其过程提供宝贵的参考。
层序古生物地层学研究的实践还可以帮助地质研究者更好地研究古地质构造、沉积环境和古生物演化关系，从而更加清楚地理解古生物的演化历史。
总之，层序生物地层学是一门研究古生物演化与沉积环境变迁关系的重要学科，它不仅可以帮助我们理解古生物演化的历史，更重要的是可以使我们更好地了解古地质构造、沉积环境和层序古生物的演化过程。
因此，层序生物地层学的重要性不可低估，并且有助于促进古生物学、地质学和全球古环境演化的进一步发展。
地质地层划分原则
（3）其它方法
6.古人类、古文化及历史考古法
由于人类发展在地球各大陆大体相似，石器演化明显，分布广泛，研究程度较高，故古人类—考古学资料可用以帮助确定第四纪下限或比较精确地划分对比地层。具体方法可利用新旧石器时代古文化遗存及历史考古资料等，同时结合测年资料。
（4）粘土矿物
最稳定的矿物高岭土、伊利石、蒙脱石等常见碎屑沉积物中重矿物抗风化能力分类：锆石、金红石，电气石，尖金石、褐铁矿、黄玉、白铁矿、锐钛矿、锡石、独居石、刚玉、石英、高龄石、石榴石
稳定矿物：透辉石、透闪石、白云母、绿泥石、黝帘石、褐帘石、绿帘石、金云母、 硬石膏、硬绿泥石、夕线石、 钾长石、酸性斜长石
（2）砾石的风化程度
A、风化砾石百分比含量
风化砾石
未风化砾石
B、砾石风化圈厚度
平均值
均方差
（3）重矿物风化系数（K）
重矿物主要指相对密度>2.9的矿物
最稳定矿物(%)+稳定矿物(%)
不稳定矿物(%)+较稳定矿物(%)
( K值越大,重矿物组合风化程度越高.)
4、比较岩石学方法
利用沉积物的颜色、岩性、结构、构造成因和风化程度的差异划分地层的方法称为岩石地层学方法。该方法是根据堆积物形成的气候—时间不同，沉积物的上述特征不同的原则划分对比地层。
主要根据下面几个指标：
（1）颜色
沉积物颜色的影响因素很多，如果某个地区露头主要受时间和风化作用因素的影响时,随着风化程度的加深，颜色的深浅具有时代意义。颜色深—时代老，颜色浅—时代新深红色----红色---红黄色---黄色---灰色，具有从老----新的地层意义。
A、植物化石
地层学基础知识
二、岩石地层单位
（2）段（Member）：是组内较其低一级的 正式岩石地层单位，但段总是组的一个组成部分， 不能脱离组而独立存在。如塔塔埃尔塔格组下段。 （3）层（Bed）：是最小的正式岩石地层单 位。一般只限于对那些能识别出来而且特别有用的 一个层。如标志层是一个分布广而岩性特殊的薄层。 层可以在段中存在，也可以在不分段的组中存在。 上面已经提到的生油层、储集层、盖层、煤层、 采石层等非正式岩石地层单位，与这里指的正式岩 石地层单位的层不同。
三、生物地层单位
1．生物地层单位的定义
是根据其所含化石来定义和说明特征的地层体。 它是一个客观实体，其识别与划分的依据是岩层中 可见的那些特定的可鉴别的生物化石。 从整体上看，生物化石显示了随地质时间推移
的进化演变，这种演变在地层记录中是不重复的，
因而生物地层单位就具有相对地质年龄的价值。
三、生物地层单位
生物地层学
地震地层学
地层学
磁性地层学
事件地层学
测井地层学
一、基本概念
地层划分(Stratigraphic classification):指“根
据岩层具有的不同特征或属性把岩层划分成与不
同特征或属性相应的单位” 。由于划分的依据不
同，地层划分又可以分为不同种类的划分，如岩
石地层划分、生物地层划分、年代地层划分、地 震地层划分、磁性地层划分、层序地层划分等岩或变质岩组成。
二、岩石地层单位
2．岩石地层单位的种类：
（1）正式岩石地层单位：符合中国地层 指南关于岩石地层划分和单位定义的规定， 并按命名程序给予命名的岩石地层单位。包 括群、组、段、层。 （2）非正式岩石地层单位：是为某些 特殊需要而提出的一个无需正式命名，也不 需符合命名为正式岩石地层单位的岩石体。 如生油层、储集层、盖层、煤层、采石层等。
古生物地层学
古生物地层学名词解释：大爆发：在生命进化史上可以发现阶段性的出现种或种以上分类单位的生物类群快速大辐射现象，即生物进化大爆发象。
大灭绝：大灭绝又称为集群灭绝，它与生物大爆发现象相对应。
即在相对较短的地质时间内，在一个地理大区凡未出现大规模的生物灭绝，往往涉及一些高级分类单元，如科，目，纲级别上的灭绝。
叠层石：微生物席，是原核生物（主要是蓝藻及其他微生物）的生命活动所引起周期性的矿物沉积和胶结作用所形成的综合产物。
澄江生物群：化石：保存在岩层中的地质历史时期的生物的遗体和遗迹。
假化石：在形态上与某些化石十分相似但与生物或生物生命活动无关的假化石。
化石保存类型：实体化石模铸化石遗迹化石化学化石实体化石：古生物的遗体全部或部分保存下来形成的化石。
模铸化石：古生物遗体在围岩中留下的痕迹和复铸物。
（印痕化石：生物遗体陷落在细粒的碎屑物或化学沉积物中，在沉积物中留下印痕（或是没有硬体的生物或植物叶片在岩层面上留下的痕迹）印模化石：生物硬体在围岩上印压的模，有外模和内模两种。
外模是生物硬体的外表印在围岩上的模，它反映原来生物硬体外表形态及结构；内模指壳体内表面特征留下的模，它反映硬体内部的构造。
内外模所表现的纹饰和构造凹凸情况与原物正好相反。
模核化石铸型化石。
）遗迹化石：保存在岩层中的生物的活动痕迹和遗物叫遗迹化石。
化学化石：又叫分子化石，地质时期埋藏的生物遗体有的虽然遭到破坏没有保存下来，遗体分解后的有机分子的化学分子结构从岩层中鉴别分离出来证明过去生物的存在。
化石保存条件：生物类别遗体堆积环境埋藏条件时间因素成岩作用的条件。
化石记录的不完备性：根据化石保存条件，不是所有的地史时期的生物都能保存为化石，事实上只有很少一部分生物遗体能被保存为化石。
古生物学的命名法则：单名法：用一个词来表示生物分类单元的学名Anthozoa（珊瑚纲）Claraia（克氏蛤）1 用于属以上分类单元的命名2 其中第一个字母用大写3 属名用斜体拉丁文或拉丁化文字双名法：用于种的命名，用二个词表示Claraia aurita（带耳克氏蛤）1 即在种本名之前加上它所归属的属名，以构成一个完整的种名2 种名用斜体拉丁文或拉丁化文字3 种名字母全部用小写三名法等：用于亚种的命名，由三个词组成Claraia aurita minor（带耳克氏蛤微小亚种）1 即在属名和种名之后再加上亚种名2 亚种名用斜体拉丁文或拉丁化文字3 亚种名字母全部用小写第三章：原生生物界蜓在不同地质时期的特征演化阶段C1 C2 C3 P1 P2特征小，短轴，单层或三层式旋壁等轴长轴，旋壁三层或四层式具蜂巢层，隔壁褶皱强烈具拟旋脊，末期出现副隔壁开始衰退，直至绝灭两栖类登陆的条件：1：肺呼吸，但肺不完备，用皮肤辅助呼吸2：身披骨甲或富粘液的皮层，或生活于阴湿处，防止水分的蒸发3：五趾的四肢，陆上支持身体和运动。
古生物地层学复习资料
古生物学1：古生物学是研究地史时期中的生物及其开展的科学。
它所研究的范围不仅包括在地史时期中曾经生活过的各类生物，也包括各地质时代所保存的及生物有关的资料。
古生物学研究地史时期的生物，其具体对象是发现于各时代地层中的化石(fossil)，保存在岩石中的远古时期〔—般指全新世，距今一万年以前〕生物的遗体、遗迹与死亡后分解的有机物分子。
化石:保存在岩层中地质历史时期的生物遗体、生物活动痕迹及生物成因的残留有机物分子。
标准化石:具有在地质历史中演化快、延续时间短、特征显著、数量多、分布广等特点的化石2. 如何区分原地埋藏的化石及异地埋藏的化石？答:原地埋藏的化石保存相对较完整，不具分选性与定向性，生活于一样环境中的生物常伴生在一起；而异地埋藏的化石会出现不同程度破碎，且分选较好，不同生活环境、不同地质时期的生物混杂，具有一定的定向性3. 石化作用过程可以有〔矿质充填作用〕、〔置换作用〕与〔碳化作用〕三种形式。
概述“化石记录不完备性〞的原因答:化石的形成与保存取决于生物类别、遗体堆积环境、埋藏条件、时间因素、成岩作用条件。
并非所有的生物都能形成化石。
古生物已记录13万多种，大量未知。
现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地史时期生存过的生物群中极小的一局部。
4.印模化石及印痕化石如何区别：。
印模化石：生物硬体在围岩外表上的印模。
〔包括：外模、内模、复合模。
〕外膜反映原来生物硬体外表形态及构造,内膜反映硬体内部的构造。
印痕化石：生物软体陷落在细粒的碎屑物或化学沉积物种，在沉积物中留下的印痕经过成岩作用以后，遗体消失，印痕保存下来。
反映生物主要特征。
5.适应辐射：指的是从一个祖先类群，在较短时间内迅速地产生许多新物种。
〔某一类群的趋异向着各个不同方向开展，适应多种生活环境。
规模大，较短时间内完成〕适应趋同：生物亲缘关系疏远的生物，由于适应相似的生活环境，而在形体上变得相似是指那些具有最适应环境条件的有利变异的个体有较大的生存与繁殖时机。
13第四章地层学的其他方法和理论
13第四章地层学的其他方法和理论地层学是地质学的重要分支学科，研究地壳不同层位的岩石、构造、沉积特征以及形成演化，以揭示地球历史和动力学。
除了经典的相对年代学和绝对年代学方法，地层学还有一些其他方法和理论，从不同角度提供了对地层的研究。
一、地球物理方法：1.地震波法地震波法基于地震波在不同介质中的传播速度和路径变化，利用地震波速度衰减曲线和地震记录来确定地下地层结构。
通过测量地震波的传播时间和振幅，可以推断地下不同层位的岩性、厚度和构造。
2.重力法重力法根据地球物体引力的性质，测量地球上不同地点的重力值，并绘制重力异常图。
地层的厚度、密度和地下构造变化会导致重力异常的产生，通过分析重力异常的分布情况，可以推断地下地层的特征。
3.磁力法磁力法利用地球磁场的性质，测量地球表面不同地点的磁场强度和方向，并绘制磁力异常图。
地层的磁性差异和磁化过程可以导致磁力异常的产生，通过分析磁力异常的分布情况，可以推断地下岩性和构造。
二、生物地层学方法：1.化石记录化石记录地层学是利用化石在地层中的分布和演化来确定地层的年代和层序。
化石的形态、种类和分布在时间和空间上具有特定的规律，通过对不同地层中化石的研究，可以建立起化石时代标尺和化石地带，从而推断地层的相对年代和层序。
2.古生态学古生态学是研究古生物群落和环境关系的学科，通过对古生物群落的组成、结构和环境偏好的分析，可以推断地层的沉积环境和古地理变化。
不同生物群落和物种对环境的敏感程度不同，通过对古生态环境的重建，可以揭示地层的演化和变化。
三、层序地层学方法：层序地层学是基于地层的垂直序列和侧向变化的特点，研究地层的时空格局和沉积动力学。
层序地层学方法包括：1.标尺地层学标尺地层学是建立地层序列和划分地层单元的基础。
通过对地层的厚度、岩性、岩石组合和化石含量的研究，可以建立起地层序列和划分地层。
2.沉积层序学3.改变指示法改变指示法是利用特定事件、岩石特征或化学特征来划分地层序列。
地层学原理--第四章 地层分类
5. 界线选择
①以哪一类化石为准：最理想的是以浮游生物，同一个生物带
② 以哪一种岩相最好，灰岩相或页岩相，上下连续，同一种岩 相
③ 争论大，人为界线自然界线
④ 难以实施，且前仅确定了D/S界线、T/P界线和O/∈界线 ⑤ 建立在任何一种特征基础上的界线都将永远不会持久，因为 它常受到新资料、新解释以及新技术的影响，因此试图用人为 界线予以确定。
二、地层分类体系的由来与演变
1. 双重地层分类（dual classification）：于1881年第二届国际地质大会提出， 包括时间单位与岩石单位，其特点是时间单位与岩石单位一一对应，两者在 时间上严格等同。
①双重地层分类将时间和岩石单位分开（优点）；
②将时间单位和岩石单位等同，把岩石地层单位从属于年代地层单位，根据 时间确定和改变岩石地层（缺点）。
第四章 地层分类
一、地层分类（Stratigraphic classification) 地层分类就是地层划分，是指“根据岩层具有的不同特征或属性，把岩
层组织成不同特征或属性相应的单位”。根据划分的依据不同，地层划分又 可以分成不同种类的划分，可以根据岩石特征进行岩石地层划分，也可以根 据化石进行生物地层划分，年代、物性、不整合面等，即只有不同种类的地 层划分和不同种类的地层单位，而没有不同种类的地层学。
的界线就是不整合和间断面。
要求：
a. 剖面连续 b. 岩相不变 c. 生物以游泳或浮游最好 d. 同一物种类型 e. 连续的生物带（延限带）
4. 层型应用的范例
① D/S，捷克首都布拉格的Klonk剖面20层（7—10cm），以 Monograptus uniformis出现为标志。
② 浙江常山黄泥塘奥陶系达瑞尔阶全球界线层型剖面（1998）
生物地层学的基本原理及方法ppt文档
• 剖面对比依赖的是各剖面之间所共有化石类别，因 此要求参与对比的剖面应该有较好的生物地层研究 基础，并且各剖面间有一定量的相同化石类型；
• 两条剖面对比时，由化石首现点和末现点产生的坐 标投影往往并不在一条直线上，对比线应该是一条 线性回归线。
生物地层学的基本原理及方法
• 地层中生物的存在和分布形式客观地反映了地 层的时空结构。
• 基本原理：
2
• 基本原理：著名的英国地层学之父Smith根据自 己的长期实践于1815年提出：不同岩层中所含 的化石各不相同，可以根据相同的化石来对比 地层并证明是同一时代。这就是后来受到一致 推崇的化石层序律（Law of faunal succession） 。
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13Βιβλιοθήκη 百分比法是生物地层学中常用的最简单的数理 统计法。将所要研究的地层中化石进行全面统 计，与已知时代的剖面中的化石作分层比较， 求其相同的百分含量，以此便可以确定其时代 的方法称百分比法。这是Lyell在研究新近系的 时候提出并利用。
百分统计法的优点是直观，在小范围内使用相 当准确，尤其适合于石油、煤田等微体化石统 计研究。
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• 利用所含化石的百分比对地层进行划分和对比是定量 地研究地层的方法之一，它是标准化石法和化石组合 法的有效补充。
• 但百分比这一简单的数理统计法有明显不足之处。如 作为对比标准的已知剖面各层中，可能因环境变化而 所含化石数量有差异，即与未知剖面相当的层位可能 因环境不适宜恰好含化石稀少；有时，已知剖面各层 位中所含化石的数量与这些化石的标准化不一致，出 现化石虽多，但时间标志较差的情况。这些都会给百 分比法带来困难。
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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成为两剖面时间对比的参 照点。
生物地层学PPT课件
一个地层序列所含化石组合中选出两个特定分类单位延限 带的共存或一致部分所代表的地层体。在选择共存延限带 的生物时，应选择时代意义清楚，地理延展明显的生物
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二、生物地层学单位
（二）生物地层单位 2、间隔带（interval zone）指两个特定生物面（界
（二）生物地层学原理
1、生物演化的前进性 地质历史过程中：
寒武纪开始——无脊椎动物和脊椎动物 大量繁盛，出现了各个门的代表
（澄江动物群……）
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澄江动物群景观复原图
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澄江动物群中的鱼类
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第16页/共49页
∈2 加拿大 Burgess 页岩生态 复原
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二、生物地层学单位
（三）生物地层单位的非系统性及与时间的关系 1、生物单位的非系统性
生物地层单位（延限带、间隔带、谱系带、组合 带、富集带）没有大小级别，没有从属关系
在地层划分中，生物带可以不连续，其时间含义 上可以有间隔，也可以有重叠
有些生物地层单位局部显示出级别的大小，如组 合带可分为组合超带、组合亚带，但未形成严 密的分类系统
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生物地层学
一、生物地层学定义、原理 二、生物地层学单位 三、生物地层学研究方法 四、生物地层学研究实例 五、生物地层学意义及发展前景
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三、生物地层学的研究方法
1、标准化石法 生存时间短、分布范围广、数量多、保存完好的
化石称为标准化石，如：蜓、牙形石、菊石、 笔石、三叶虫等 标准化石法是最简单的生物地层学方法，突出优 点是极为经济，简便易行。缺点是受环境的限 止；标准性随研究程度而变；孓遗和先躯时代 的不标准性 尽管有不少缺点，标准化石迄今仍是生物地层学 中最基本、最常用的方法之一
4第四章 海相碎屑岩层序地层学
接受大量重力流沉积
深大洋环境
以远洋沉积为特征， 主要是从上覆水体中 缓慢沉降的细粒沉积 物
半深海相 沉积物也主要为泥质、浮游生物和碎屑三部分组成 水动力主要为洋流、风暴浪和等深流 无植物发育，生物以腹足类为主，生物扰动构造较发育 深海相
发育于大洋盆地，水深2000m以下，平均深度为4000m
底栖生物稀少。种类单调
沉积物也主要为软泥 ，陆源沉积物
海相学派的特点
1 强调海平面变化是控制层序成因和相分布 的内在机制，可用于全球范围内的地层对比。 2 将构造运动、全球海平面变化、沉积物供 给、气候变化作为影响层序产生的四大控制 因素。 3 对成岩作用的影响考虑较少。
被动大陆边缘 ：passive continental margin 大西洋型大陆边缘(Atlantic-type continental margin) 定义：即通常所说的稳定大陆边缘，构造上长期处于相对稳定状态的 大陆边缘。 特点：拉张裂离作用显著，断陷盆地发育，缺乏海沟俯冲带，无 强烈的地震、火山和造山运动的大陆边缘。 生成源于岩石圈拉伸所导致的上地幔物质上涌，减薄了的地壳。 实例：非洲边缘（北部除外）、澳大利亚西部和印度半岛的南部边缘 等。北美东侧的大西洋沿岸是现代正在发育的被动大陆边缘 。 活动大陆边缘（active continental margin） 主动大陆边缘、太平洋型大陆边缘（Pacific type continental margin）。 定义：洋陆汇聚、大洋板块向毗邻大陆板块之下俯冲消减形成强烈活 动的大陆边缘。 特点：有强烈的地震和火山活动。 实例：安第斯、苏门答腊、亚平宁半岛、克里特岛、爱琴海诸岛等。
1) 具陆棚坡折边缘的盆地特点
(1) 存在着明显地形分异的陆棚、陆坡和盆地地形。 (2) 具有明显分割陆棚沉积物与陆坡沉积物的陆棚坡折，两 侧存在突然的浅水到深水的过渡。 (3) 具有倾斜的斜坡沉积地层样式。当海平面下降到陆棚坡 折带以下时，形成峡谷以及斜坡扇和盆底扇。
生物地层学
6.富集带
4）有关富集带的争议： （1）生态原因造成的 （2）生物自然发展形成的 5）富集带划分的原则 （1）划分在相似的沉积环境中 （2）对比的范围不大，很难在大区域对比，主要是生 物迁移速度和自然竞争的原因
三）生物带的等时性和穿时性
1.生物带穿时是绝对的,等时是相对的
2.相对等时生物带中涉及的生物有: 游泳和浮游的生物,
4.种系带（谱系带）
1).定义: 种系带(lineage zone)是含有代表进化种系中
某一特定片段的化石标本的地层体.它可以是某一分类
单元在一个种系中的总延限;也可以是该分类单元在其
后裔分类单元出现之前的那段部分延限.
2)界线:上、下界线是通过代表所研究的演化谱系中连续
分子的最低存在生物面来确定。
三 生物带建立的基本程序
在生物（化石）带建立缺乏充足证据的情况下， 可建立生物（化石）组合。当工作到一定程度可
上升为生物带。
建立的生物带尽量要具相对等时性意义，尽量选 择游泳和浮游生物。
※总
结（生物地层单位特点）
建立依据：可基于单一分类单元或几个分类单元的组合、丰度、
特定的形态特征，或与化石组成和分布有关的任何特征的变化；
具多样性：相同的地层间隔可因选用不同的化石类群而得到不同
的分带。因而生物地层单位具有多样性；
具有间隔或重叠性：据不同生物类群建立的带、甚至同类生物带
之间也可能出现纵向与横向上的间隔或重叠；
依赖性：对化石分类有较强的依赖性，化石分类单位大小的变化
会导致该生物地层单位所限定的地层体范围增大或缩小
如笔石, 牙形石, 放射虫,蜓类, 菊石,角石,浮游的三
叶虫。
3.穿时性较普遍的生物带主要涉及到底栖生物,如腕足类,
生物地层学
2 澄江动物群 Chengjiang fauna
寒武系底部继小壳动物群之后出现的第一 个无壳和具壳化石混生化石群。包括三叶 虫、水母、蠕虫类、甲壳纲及分类位臵不 明的节肢动物、腕足类、藻类及脊索动物 ----鱼。最早发现于云南澄江
意义：是寒武纪初期生物大爆发的典型代表
外貌类似现代藻
• 事件三:
• 原核生物演化出真核生物
化石证据： 澳大利亚Amadens盆地Bitter Springs组(10亿年） 发现了4个属的微化石，一个象丝状的蓝绿藻（原核生 物），其他3个属的内部结构似绿藻（真核生物） 中国串岭沟组（17.5亿年）已有真核生物宏观藻 类 的报道 我国华北雾迷山组燧石（12-14亿年）绿藻化石 印度、美国、加拿大等国相当的地层中均发现真核 生物。 真核生物出现于18亿年前，繁盛于10亿年前
• 4、动物体分化重大事件
• 单细胞多细胞（原生后生） • 最低等多细胞动物—两层细胞（海绵动物、古 杯动物） • 低等真正后生动物—两胚层（内、外胚层）、 无典型器官（腔肠动物） • 两胚层三胚层，中胚层形成复杂的组织和器 官（环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动物、 苔藓动物、棘皮动物、脊索动物） • 脊椎动物神经系统的发展人类的高级神经系 统
地 史 时 期 事的 件重 大 地 质
白垩纪末期小行星撞击与恐龙灭绝
二叠纪末生物绝 灭的可能的原因
(7)、物种的形成
• 物种的形成依靠:遗传、变异、隔离和自然选 择四大要素
• 1、遗传
遗传的物质基础是基因，基因具有自我复制的能力， 使物种在各个世代保持自身的特性 每个个体有一定量的基因，一居群中所有个 体的基因总和构成基因库 一个物种的基因库基本上是稳定的，通过基 因把性状传给后代，所以物种的特征能世代遗传
(1)_地层学概念及基本原理
一、地层学概念及基本原理
（一）地层学定义
2、地层学（stratigraphy） 定义——研究层状和似层状岩石体固有的特征和属性， 并据此将它们划分为不同类型和级别的单位，进而 建立它们的空间关系和时间顺序的科学 研究内容——岩层的形状、分布、岩性、化石，地球 物理、地球化学性质，形成环境，形成方式，形成 时代（年龄），演化历史 研究对象——沉积岩（固结和未固结）、变质岩、火 山岩、礁体
一、地层学概念及基本原理
（四）地层学的几个基本原理
4、侧向堆积原理（principle of lateral accumulation） 由威梅尔（Weimer）1978年提出 绝大部分沉积岩是由侧向加积作用堆积形成
一、地层学概念及基本原理
（四）地层学的几个基本原理
4、侧向堆积原理（principle of lateral accumulation） 侧向堆积原理大致可归纳为以下几点： ①堆积沉积物的表面为等时面，这种等时面一般是倾 斜的——原始倾斜 ②地层主要通过侧向加积作用堆积在原始倾斜的等时 面上，形成次生的纵向堆积组分——侧向加积 ③由于侧向加积和进积，沉积物一般是在物质搬运方 向上堆积。通过这种作用，沉积斜坡可能变得过陡 ，不稳定的沉积体可以通过滑塌、蠕动或顺坡滑动 变形——堆积机制 侧向堆积作用非常普遍
水平状地层
地层——倾斜状
一、地层学概念及基本原理
（一）地层学定义 1、地层（stratum） 界面——明显界面：看得见的层面 解释性界面：以岩性、化石种类、矿 物成分、岩石物理性质等要经过 仔细研究后才能确定的界面 与岩层的区别——岩层：泛指各种特征的一般 层状岩石，无时代概念，一般不形成单位 地层：具有某种共同特征或 属性的岩层。具时代概念，构成单位
层序生物地层学
层序生物地层学层序生物地层学（Biostratigraphy）是研究地质层序中揭示生物演化发展轨迹的学科。
它是地层学和生物学结合的一门科学，它利用化石物种的分布、繁衍及历史上的变迁，来解释地层的演化和形成，从而为研究地球的过程和历史提供重要的信息。
层序生物地层学是一种非常易于解释的研究方法，它能够丰富精细地描述某一地层段中的动植物的演化、繁衍及其它生态环境因素的变化。
层序生物地层学的历史层序生物地层学的历史可追溯到18世纪末，当时，当地的地质学家们发现地层中可以夹带着过去生物活动的痕迹，比如化石、虫踪，让地质结构有了一种新的、活灵活现的描述。
其中，影响最大的是法国地质学家和植物学家蒙德里安弗朗兹伽玛和英国地质学家约翰布伦特，他们是层序生物地层学的创始人。
他们创立了层序分类法，将物种的演化史纳入地层的分级体系中，即层序生物地层学。
自从那时起，层序生物地层学就迅速发展起来，并成为研究地球演化历史的重要研究工具，也成为地层学的重要分支。
层序生物地层学的原理层序生物地层学的基本原理是：对特定时间和地点的生物类群进行记录、分类和比较，然后用分类结果来记录和描述地质层序的历史进程。
在层序生物地层学中，分类的依据很多，比如物种的形态、分类、生活习性、地理分布等等。
只要物种的化石可以在地层中发现，就可以用层序生物地层学来研究该物种的发现、演化、灭绝和影响等。
层序生物地层学的应用层序生物地层学是地质学家和地质古生物学家定义古代地层的一种重要方法，它是地层构成、时代划分和地层演化研究的基础。
层序生物地层学也被用于研究未知地层的形成和演化史，以及地层类型的产状分类，对石油勘探和矿物资源的新发现和开发具有重要的意义。
此外，层序生物地层学也可以用于预测未来地质环境的变化，从而为政府和社会提供更好的规划和预测。
总结层序生物地层学是一门融合地质学和生物学的学科，它利用化石物种的分布、繁衍及历史上的变迁，来解释地层的演化和形成，从而为研究地球的过程和历史提供重要的信息。
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生物演化的谱化谱系
Wentzelophyllum Anfractophyllum Parawentzelophyllum Nephelophyllum Kepingophyllum Eokepingophyllum
5.组合带
（a、b为分类单位）
以前有三个分类单位组成的共存延限带，现在仅有两个。
3.间隔带
1.定义(interval zone):是位于两个特定的生物地层 面(生物面)之间的含化石的地层体. 哑段不是间隔带. 间隔带的底面或顶面可以是:
某一特点分类单元在任一特定剖面中有资料确证的最低产出面; 某一特点分类单元在任一特定剖面中有资料确证的最高产出面; 其它可以区别的地层特点(生物面) 最后产出带(last-occurrence zone)或最高产出带
1.定义:组合带(assemleage zone)是单个地层或地 层体,其特征是将一个独特的由三个或更多的化石分类 单元构成的组合或伴生视为一个整体,而区别于相邻地 层的生物地层特征. 可以是该带的各种化石:如三叶虫+牙形石 也可以局限在某些特定的类型:全为珊瑚组合带,笔石 带 2.界线:以某些特定生物的出现或消失做为界线. 3.定名:不多于两个生物定名
3).生物演化不可逆性 Dollo(1873)提出的“没有一种生物能恢 复(即使是局部的)其祖先行列中已出现过 的一次状态.
4）生物出现的瞬时性
先驱和孑遗的概念 大部分生物的大规模出现在全球具等时 性
二.生物地层单位的几个概念
(一).生物地层单位的划分 1.生物地层单位的概念 是以所含化石或古生物特征的一致性作为依据而划分 的地层单位. 化石类别:延限带, 间隔带 化石组合:组合带 化石形态特征:谱系带 化石富集特征:顶峰带
3.生物地层单位之间的关系
1)垂向上:叠置关系,以生物面相隔。 生物面：生物地层单位界线面称之。 2）纵向上：生物带变化面。
（二）几种常见的生物带
常见的生物带有： 延限带（分类单位延限带、共存延限带） 间隔带、 组合带、 富集带（顶峰带） 种系带（谱系带）
1、分类单位延限带
定义：分类单位延限带(taxon-range zone) 是指一 特定分类单元（种、属、科等）标本的已知（地层与 地理）产出延限所代表的那段地层体。 界线：为一系列的生物面 名称：以该生物来命名。 Didymograptus zone
优点:简单易行,如Cystophrentis zone, Pseudouralinia zone Thysanophyllum zone, Yunophyllum zone 缺点:1)由于受岩相和间断的影响,要有详细的对比,才 能确定下来. 2)一般建延限带时,在相似的沉积相中建地层意义大, 而在相变处建的生物带地层意义不大,属生态地层的研 究范围. 3)随着分类单位的改变,地层带也要改变,如 Pseudoschwagerina zone Rubustoschwagerina zone Spharoschwagerina zone Pseudoschwagerina zoneRubustoschwagerina
3.生物地层学的理论基础
(1).生物演化的前进式发展 生物由低级到高级, 简单到复杂(达尔文的进 化论) (2)生物演化的阶段性 最老的生物:南非32亿年前燧石中的有机体 元古界: 主要为菌藻类, 晚期的裸露动物群 下古生界:三叶虫, 笔石,角石类 上古生界:腕足类,四射珊瑚, 鱼类及蕨类植物 中生界:菊石,爬行动物,裸子植物 新生界:被子植物,哺乳动物
2.生物地层单位的级别
生物地层带, 生物地层超带,生物地层亚带,生物地层小带。 基本单位：生物地层带 1）生物地层带(zone)：指含有一个种或属, 或者若干种、属化 石为特征的一段地层，一般由其中一个或若干个特征化石来命名。 2）生物地层超带(superzone)：具有共同生物地层特征的几个 生物带可以适当地集合在一起成为一个超带。O1宁国阶的 Didymograptus superzone 3）生物地层亚带(subzone)：如果有必要表达生物地层细节, 对 任何一个生物带的细分。（一般指一个组合带的再分。） 4）小带（zonuke):是亚带或一个未经划分亚带的生物地层带的 再分。指含有一个小动物群或植物群的单一岩层或一组厚度不大 的岩层. 5)哑段(barren intervals)不含化石的地层间隔,在地层剖面中是 常见的,它们位于两个相邻生物带之间.
第四章 生物地层学
一.生物地层学的几个概念 1.生物地层学:是地层学的一个分支，它 的任务是根据生物发展的历史及其空间 分布规律，阐明地层的发育顺序，并研 究生物化石在地层划分和对比中的原理 和方法。 范围：主要涉及和化石有关的地层学问 题。
2. 生物地层学在地层学的地位 (1).地层学的三大支柱 (2).与生物圈的密切关系 (3)与年代地层学关系密切 (3).实用性
同一个相的化石带反映了生物演化,而不同相带 反映的是环境变化
2、共存延限带
定义：共存延限带(concurrent-range zone)是包含 两个特定的分类单元延限共存、一致或重叠部分的地 层体。 界线：延限较高的分类单元的最低产出和延限较低的 分类单元的最高产出 名称：Globigerina sellii-Pseudohastigerina barbadoensis zone 和原有定义的区别:以前可以有多个.现在只能为两个.
底界为a生物分类单位的首次出现，顶界为b生物分类 单位的最后出现（均为生物面）
最高产出带-在油气勘查中用的较多
4.种系带
1) 定义:种系带(lineage zone)是含有代表进 化种系中某一特定片段的化石标本的地层体. 它可以是某一分类单元在一个种系中的总延限; 也可以是该分类单元在其后裔分类单元出现之 前的那段延限. 2) 界线: 3)名称: