Question

学习任务地层单位和地层系统

Answer 1

【任务描述】 ①掌握各级别年代地层单位的含义，并与地质年代单位进行比较；②了解并熟记常见的生物地层单位；③掌握各级别岩石地层单位的含义；④理解年代地层单位、生物地层单位和岩石地层单位间的关系；⑤了解常见地层代号的含义。

在地层的物质属性研究的基础上，建立地层单位和确立地层系统是地层学的中心任务。由于地层的物质属性不同，地层划分的依据不一，所建立的地层单位也不一致。《国际地层指南》和《中国地层指南及中国地层指南说明书》都强调了多重地层单位的思想。根据前述地层划分的各种依据，可以建立不同的地层单位，如岩石地层单位、年代地层单位、生物地层单位、磁性地层单位、化学地层单位、生态地层单位、地震地层单位、矿物地层单位、构造地层单位等。

目前地层研究中最常用的是三套地层单位（岩石地层单位、年代地层单位和生物地层单位）和两套地层单位系统（岩石地层单位系统、年代地层单位系统），见表5-1。

表5-1 主要地层单位分类表

（据《中国地层指南及中国地层指南说明书》，2001，有修改）

一、年代地层单位

年代地层单位是以地层形成的时代为依据划分的地层单位。由于所谓演化的阶段性具有明显的时间意义，因而生物演化特征是年代地层单位划分的主要依据。除此之外，放射性同位素年龄、磁性地层也可以作为年代地层划分的重要依据。

年代地层单位是在特定的地质时间间隔内形成的地层体，这种单位代表地史中一定时间范围内形成的全部地层，而且只代表这段时间内形成的地层。每个年代地层单位都有严格对应的地质年代单位。年代地层单位自高而低可以分为六个级别：宇、界、系、统、阶、亚阶，它们和地质年代单位的宙、代、纪、世、期、亚期相对应。

（一）宇

宇是最大的年代地层单位，它是与时间“宙”对应的年代地层单位。它是根据生物演化最大的阶段性，即生命物质的存在及方式划分的。由于地球早期的生命记录为原核细胞生物，之后的生命记录为真核细胞生物，最后才发展为高级的具硬壳的后生生物。所以可将整个地史时期分为太古宙、元古宙和显生宙。所对应的年代地层单位则为太古宇、元古宇和显生宇。宇一级年代地层单位的代号，用两个大写正体字母表示，如 AR、PT、PH。宇是全球性统一的地层单位。

（二）界

界是第二级年代地层单位，它是与时间“代”对应的年代地层单位，是根据生物界发展的总体面貌以及地壳演化的阶段性划分的，太古宙和元古宙主要依据地壳演化的阶段性分别划分为始、古、中、新太古代和古、中、新元古代。与之对应的年代地层单位则为始、古、中、新太古界和古、中、新元古界。而显生宙可根据生物界演化和地壳演化的阶段性划分为古生代、中生代和新生代，其中古生代又可分为早古生代、晚古生代。与古生代、中生代、新生代对应的年代地层单位分别为古生界、中生界、新生界。早、晚古生代对应的年代地层单位则分别为下、上古生界。界一级年代地层单位的代号，用两个字母表示，第一个字母用大写正体，第二个字母用小写正体，如Ar₂、Pt₃、Pz、Mz、Cz。界也是全球性统一的地层单位。

（三）系

系是低于界的年代地层单位，它对应于地质时间单位“纪”。纪的划分主要是依据生物界演化的阶段性。如泥盆纪以鱼类脊椎动物、裸蕨类植物以及较有显著变革的无脊椎动物为特色，故泥盆纪可以称为“鱼类的时代”。与泥盆纪对应的年代地层单位则为泥盆系。系一级年代地层单位的代号，除长城系、蓟县系、青白口系用一大一小两个正体字母表示（如Ch、Jx、Qb）外，其他各系均以一个大写正体字母或符号表示，如Z、O、C、P等。系是年代地层单位最重要的单位，其具有全球可对比性，因此，系也是全球统一的。

（四）统

统是系内的次级地层单位，与地质年代单位“世”相对应。一般一个纪可以依据生物界面貌划分为两到三个世，通常称之为早、中、晚世。与之对应的年代地层单位则为下、中、上统。如泥盆纪划分为早、中、晚泥盆世，对应的年代地层单位为下、中、上泥盆统。统一级年代地层单位的代号，是在系的代号右下角注以阿拉伯数字顺序号l、2、3或l、2，表示下、中、上统或下、上统，如O₁、D₃、C₂ 等，分别代表下奥陶统、上泥盆统、上石炭统（第四系除外，用Qp和Qh分别代表更新统和全新统）。统也是全球统一地层单位。

（五）阶

阶是年代地层单位的最基本单位，对应于地质时间单位“期”。期的划分主要是根据科、属级的生物演化特征划分的。如寒武纪可以分为10个期，对应的年代地层单位为10个阶。这些阶主要是根据寒武纪最繁盛的三叶虫动物群的演化划分的。阶一级年代地层单位的代号，是在统的代号基础上，在其右上角注以该阶在统内所处序列位置的顺序号l、2、3、4等，如梅树村阶（

）、四排阶（

）、达拉阶（

）等。

（六）亚阶

在年代地层单位等级中，亚阶是级别最低的一个正式单位，与地质时间单位“亚期”相对应。它代表一个亚期的时间内所形成的地层。亚阶是根据属、种级生物的演化划分的，因此亚阶一般以生物属或种来命名。

二、生物地层单位

生物地层单位是根据地层中保存的生物化石划分的地层单位。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三度空间地层体。生物地层单位为以生物面划分的生物带。

（一）生物面

生物面是指在其上、下生物地层特征有重要而显著变化的一个面，或本身具独特生物地层特征的一个薄层，因而被普遍作为一个生物地层单位的界线使用，它也可出现于生物地层单位之中。生物面也称界面、界线、标志层、基准面及关键面等。

生物面最有对比（不完全是时间对比）价值。在建立生物地层单位和进行地层对比分统划阶过程中，首先要寻找出合理、明显而又分布广泛的生物面。

（二）生物带

生物带是生物地层带的简称，它是任何一种生物地层单位的统称。生物地层划分可采用不同生物特征（如以全部化石或某类化石的组合特征、共生情况、延续范围、富集程度、形态特征等）为根据。因此，有含义和内容很不相同的多种生物带。经常使用的生物带有五种：

◎延限带：延限带是指任一生物分类单位在整个延续范围之内所代表的地层体。其代表该生物分类单位从“发生”到“绝灭”所占用的地层。但在一个地层剖面上，延限带的界线仅仅是该生物类别最早出现到最后消失的界线。因此延限带的确切界线应在所有剖面都调查清楚以后才能确定。

◎间隔带：间隔带是指两个特定生物面间含化石的地层体。特定生物面可选择分类单位的最高存在和最低存在或其他任何具生物地层特征的生物面。位于两个特定生物面间的哑段，不是间隔带，而是间带。间隔带普遍用于地层对比，在从事地下地层工作和含微体化石地层工作中最为有用。

◎谱系带：一个谱系带是含有代表一个演化谱系中某一特定片断的化石标本的地层体。它既可以是某一分类单位在一个谱系中的总延限，也可以只是该分类单位在其后衍分类单位出现以前的那段延限。一个谱系带界线由代表所研究的演化谱系中连续分子的最低出现的生物面决定。

◎组合带：组合带是指特有的化石组合所占有的地层。该地层中所含的化石或其中某一类化石，从整体上说构成一个自然的组合，并且该组合与相邻地层中的生物化石组合有明显区别。

◎富集带：富集带是指某些化石属、种最繁盛时期的一段地层。

三、岩石地层单位

岩石地层单位是以其能在野外观察到的岩石的岩性特征为基础，并能以这种特征下定义的层状或似层状的岩石体。任何种类的地层单位都是以岩石为基础的，因而都具有岩石的特征。沉积岩层、火山岩层及变质岩层都被作为岩石地层单位。

确定和建立岩石地层单位一直坚持着岩石学特征稳定型的原则。其首要的是岩性的稳定性，其次要求地层结构的稳定性。一个岩石地层单位应有岩性相对一致或相近的岩层组成或为一套岩性复杂的岩层，但可以和相对简单的相邻岩层相区别。除此之外，一个岩石地层单位应有相对稳定的地层结构。一般一个段级的地层单位是由一种结构类型的地层组成的，内部不分段的组也只有一种结构类型，内部分段的组可有多种结构类型。岩石地层单位包括群、组、段、层四级单位。

（一）组

组是岩石地层单位系统的基本单位，是具有相对一致的岩性和具有一定结构类型的地层体。所谓岩性相对一致，是指组可以由一种单一的岩性组成，也可以由两种岩性的岩层互层或夹层组成，或由岩性相近、成因相关的多种岩性的岩层组合而成，或为一套岩性复杂的岩层，但可与相邻岩性简单的地层单位相区分。组的内部结构也应有一致性，内部不分段的组为一种结构类型，内部分段的组可有多种结构类型。组的顶底界线明显，它们可以是不整合界线，也可以是标志明显的整合界线，但组内不能有不整合界线。

（二）群

群为比组高一级的地层单位，为组的联合。其联合的原则是：岩性的相近，成因的相关，结构类型的相似等。一般一个群是由岩性相似、结构相近、成因相关的组联合而成的。群的顶底界线一般为不整合界线，或为明显的整合界线。

（三）段

段为比组低一级的地层单位，为组的再分。分段的原则主要包括：组内岩性的差别，组内结构的差别，地层成因的不同等。也即依据组内地层的岩性、结构、成因的差别划分段。一般一个段是由岩性相同或相近、一种结构类型、成因相关的岩层组成的地层单位。不同的段具有岩性、结构或成因上的差别。段的顶底界线也应明显，一般是标志明显的整合界线。

（四）层

层是最小的岩石地层单位。层有两种类型：一是岩性相同或相近的岩层组合，或相同结构的基本层序的组合，其可以用于野外剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层，其可以作为标志层或区域地质填图的特殊层。

任一地层区都可以建立从老到新的岩石地层单位系统。这个地层单位系统是客观存在的，也是地层学研究的基础性工作。所有的其他地层学工作都是建立在岩石地层单位和岩石地层单位系统基础上的。

四、生物地层单位、岩石地层单位与年代地层单位间的关系

生物地层单位、岩石地层单位和年代地层单位是按地层的不同性质和属性划分的不同类别的地层单位，都涉及地壳的岩石，反映了地壳历史的不同方面，为特殊的目的而使用。与年代地层单位相比，生物地层单位和岩石地层单位更具客观性，而划分年代地层的基础——时间，属解释性特征。

（一）岩石地层单位与年代地层单位间的关系

岩石地层单位是根据地层的岩石学及地层结构等特征确定的，而这些特征是随沉积环境的变迁或沉积作用方式的演变而变化的。相同的沉积环境随着时间的推移，在空间上移动，从而导致多数岩石地层单位和年代地层单位的界线不一致，或岩石地层单位的界线与年代地层单位的界线斜交。这种现象称为岩石地层单位的穿时。图5-6为华北寒武系奥陶系三山子组白云岩穿时现象的示意图。从图上可以看出，该组在不同地区的顶底界线所代表的时间不同。

图5-6 华北地区三山子组的穿时关系

（据张守信，1989）

（二）生物地层单位与岩石地层单位的关系

地壳中的所有岩石体都可组成岩石地层单位，但只有沉积作用形成的岩石体在其形成过程中曾有生物生存过，而其中仅一小部分被保存为化石，成为生物地层研究的对象。岩石地层单位以岩石的岩性特征为基础建立，生物地层单位以岩石中所含化石的特征为基础建立。它们都在一个特定的地质时间片段内形成，都有年代地层学意义，都可显示沉积环境。但化石随地质年代不同而各异，其特征在地层序列中不重复，故生物地层单位可指示相对地质年龄；然而，接近一致的岩石类型或岩性特征可在地层序列中反复出现，反映沉积环境的再现。可以说，几乎所有岩石地层单位的界线，一经侧向追索，终归都是斜穿等时面的；多数生物地层单位的界线，由于沉积环境变异、化石保存和采集因素之差别，侧向追索时，也不是真正的等时面。一般来说，生物地层单位界线比岩石地层单位界线更接近等时面，其中谱系带的界线被公认代表等时面。生物地层单位与岩石地层单位的界线局部可吻合，但多数是位于不同地层面上或彼此交叉。

一般来说，生物地层单位与岩石厚度无关。一个生物地层单位有时可跨越几个低级别岩石地层单位；一个组级岩石地层单位有时可包括几个生物地层单位。

（三）生物地层单位与年代地层单位的关系

年代地层单位指地球历史的某一时间片段内形成的所有岩石体，生物地层单位是以某一特定化石标本存在的实际范围所限定的岩石体。两种地层单位的概念极不相同，不能相互代替。原则上，年代地层单位应是世界性的，便于在世界范围内交流和沟通。划分年代地层单位，不仅利用生物地层资料，还必须利用其他类型的地层资料，以对地球的岩石体及其历史的认识更趋完善和深入。

在实践中，生物地层单位通常接近年代地层单位，但年代地层单位的界线是等时的，而生物地层单位的界线由于沉积相改变、化石形成和保存状况的变化、发现化石的机遇不同、迁移需要时间、演化发育在地理上的差异等原因，常偏离等时面。因此，两种地层单位的界线也不能直接相互代替。

五、地层代号简介

在编绘地质图、表和填写地质记录等工作中，为简洁明了，地层单位常用专门的符号即地层代号表示。下面介绍一些常用的地层代号。宇通常用两个大写正体字母表示，如太古宇（Archean）的代号是AR。界用两个正体字母表示，第一个字母大写，第二个字母一般小写，如Pz表示古生界（Paleozoic）。系一般是用一个大写字母表示，如奥陶系（Ordovician）的代号是O。统的代号一般是在系的代号右下角加阿拉伯数字，如J₁、J₂、J₃ 分别表示下侏罗统、中侏罗统、上侏罗统；两分的系一般用1、2表示下统、上统，如K₁、K₂ 分别代表下白垩统、上白垩统。阶的代号通常是在统的代号右上角用阿拉伯数字注以该阶在统内所处位置的顺序号，例如上二叠统吴家坪阶的代号是

；也有人在统的代号右上角或在统的代号后面加阶名汉语拼音第一个字母（小写正体）作为阶的代号，如吴家坪阶的代号也有人写为

或P₃w。在一个统内，若阶名汉语拼音第一字母重复，则较新的阶代号应在第一个字母之后再加一个与第一个字母最接近的子音字母，如中奥陶统下部大湾阶的代号可用O₂ d，上部达瑞威尔阶的代号可用D₂ dr。以上代号均为正体字。组的代号与阶的代号类似，与阶不同之处是组的代号用斜体字，统的代号加小写组名汉语拼音第一个字母。在一个统内，若组名汉语拼音第一个字母重复，较新的组代号也是在第一个字母之后再加一个与第一个字母最接近的子音字母。段的代号通常是在组的代号右上角用阿拉伯数字注以该段在组内所处位置的顺序号，如松辽盆地泉头组第三段的代号是K₁ q³。