Question

地层类型有哪些？

Answer 1

1.陆相地层
第四纪阶段陆相地层的主要类型如下。
(1)冰碛层
集中分布于西部地层区，全为山岳冰川堆积类型。天山、阿尔泰、西昆仑、东昆仑、祁连的冰碛层大致有了测年数据控制，喜马拉雅、岷山、龙门山至滇西北的冰碛层大多缺乏测年资料，但地貌和地层关系等方面的标准可资对比。在山岳冰川之下，也发育有冰水沉积或有冰水渗入的湖相沉积，如四川盆地西缘的“成都粘土”、河西走廊的“玉门组”泥砾层等。东部地层区的冰碛层是一个有争议的问题，现代冰川学者认为李四光(1937，1940，1975)命名的“庐山冰碛层”、“大姑冰碛层”和“鄱阳冰碛层”并非真正的冰碛层，可能是“冰缘气候”条件下的泥石流堆积或洪积层(崔之久，1982)。因此它们仍有古气候学和地层对比的科学意义。它们与“网纹红土”的互层关系可能说明冰期、间冰期气候旋回的影响。我国的冰碛层始于更新世早期的偏晚时期至更新世晚期之末，大致相当于欧洲的Gunz、Mindel、Riss、Wurm四大冰期(周尚哲、李吉均、李世杰，1991)，更早的“冰碛层”(如西昌地区的昔格达组)尚未得到证实。
(2)黄土与戈壁砾石层
黄土是沙尘暴沉积，塔里木、河西走廊、北山、阿拉善至蒙古的沙漠和戈壁砾石层分布区是它的物源区。黄土主要见于黄土高原，但东北和华北以至长江中下游地层中亦有大量黄土和次生黄土，其中更新世晚期的马兰黄土一名的命名地即在北京门头沟地区。第四纪黄土厚约200m，据古地磁为主的测年资料，有2.5～1.2ma的午城黄土，1.20～0.10ma的离石黄土，0.10～0.01ma的马兰黄土，其中离石黄土是黄土剖面的主体，但马兰黄土分布最广(由西北至华北)。长江中下游有下蜀组黄土，黄土与古土壤层交互，构成So/L1—S14/L15与WS1/WL1—WS4/WL4序列，显示了与深海氧同位素序列的同步气候旋回(刘东生、袁宝印，1982；安芷生、G.Kukla、刘东生，1989；丁仲礼、刘东生，1989；刘东生等，2000)。
(3)磨拉石堆积
磨拉石堆积是造山作用的物质记录。昆仑北缘和天山南、北缘的西域组是典型代表。它虽首定于准噶尔盆地南缘的独山子(黄汲清等，1947)，最发育的地区却是塔里木盆地西南缘，由数百米至3000m厚的砾岩组成，西昆仑北侧的康苏拉克砾岩和河西走廊的玉门组为同期地层，它含有我国第一个第四纪化石带的标志化石———三门马，测年数据底界为上新世晚期，上界为1.20～1.43ma，它是青藏高原和西部山系主要隆升期的可靠记录。青藏高原周缘普遍发育该期砾石层，如北喜马拉雅的贡巴组、柴达木盆地的七个泉组、四川盆地西缘的大邑组和西昌地区的昔格达组，但厚度至多数百米，达不到高原北缘的西域组的最大厚度。该期磨拉石堆积说明青藏高原在1.20～1.50ma隆升最为剧烈，以致对中部和东部地层区发生重大影响，造成了上新世—更新世早期地层的倾斜(三门组顶面的“三门运动”)，也使泥河湾盆地湖相的泥河湾组突然终止并缺失了更新世早期偏晚时期和更新世中期的地层。更新世晚期的许家窑组以不整合或假整合覆于泥河湾组之上。这一地层记录说明，中国现代地貌框架包括东西向大水系的形成是在1.20～1.50ma前奠定的。
(4)网纹红土
是具蠕虫状斑点或斑纹的红土层。一般认为所有红土都是湿热气候条件下形成的风化壳(席承藩，1965，1982)。虽然这一名称原先特指伏于庐山地区“大姑冰碛层”之上的红土层(李四光，1937)，但在华南地层分区和长江中下游分区分布广泛，其分布区最西可达到西昌地区(炳草岗组)。典型发育区在江西、浙江和广西，赣南的进贤组(上、下部)和浙江的之江组和汤溪组可分别看做上网纹红土和下网纹红土。据最新古地磁测年资料(谢树成等，2003)，它发育于更新世早、中期至更新世晚期之初(许家窑期)，最盛期为0.06～0.14ma和0.40～0.90ma。广义的红土包括上新世“三趾马红土”以至全新世的“微发育”红土，上新世至第四纪初广义的红土发育于北方，之后红土区转移到南方，其中网纹红土最为特征(黄镇国、张伟强、陈俊鸿，1999)。测年数据为“庐山冰碛层”和“大姑冰碛”之间的上网纹红土和“大姑冰碛层”与“鄱阳冰碛层”之间的下网纹红土提供了气候旋回的时代框架，它们分别相当于冰期与间冰期气候期。
(5)洞穴堆积
广泛发育于中部地层区和东部地层区(西部地层区很少研究)。洞穴堆积在中国第四系中占有特殊位置，许多著名的古人类化石和伴生的动物群保存在该类堆积物中，如北京周口店的北京直立人(更新世中期偏中时期)、山顶洞人、田园洞人(更新世晚期偏晚时期)；南京葫芦洞的南京直立人(更新世中期偏早时期)；我国最早的古人类化石见于四川巫山洞穴堆积，古地磁测年为2.01～2.04ma的留尼汪亚时。这些洞穴堆积一般经历了冰期与间冰期的不同阶段，含人类和动物化石层位的气候特征各有不同。巫山洞穴堆积含化石层为夹钙板的角砾层，孢粉指示气候暖湿；南京直立人产于棕红色粘土层中，对应MIS16冰期阶段或Gunz冰期。北京直立人产于含灰烬层的角砾岩中，对应温带间冰期环境或Mindel/Gunz间冰期(刘金陵、王伟铭，2003)。山顶洞洞穴堆积为松散的灰岩角砾层，据14C测年为1万～1.8万年，田园洞人为2.5 万年，无疑经历了末次大冰期，但哺乳动物中有南方分子，说明也包括大冰期中的间冰期温和气候。我国洞穴众多，会有更多的新发现。洞穴堆积的一个缺点是没有上下连续的长剖面，例如周口店时带和山顶洞时带有待寻找同期的上下连续剖面。
(6)火山岩
第四纪火山岩以玄武岩为主，集中分布于青藏、滇西、东北、雷琼和澎湖。青藏高原北部的羌塘至昆仑有更新世晚期至全新世的玄武岩和安山岩，还包括碱性和超碱性的深层地幔岩，在青藏高原总体构造挤压背景上出现这种本应在张性环境下产生的地幔岩是一个待解之谜。东北的第四纪与新近纪玄武岩构成一个统一喷发序列，称谓高原玄武岩，其成因可能是一个巨大的东亚地幔柱(邓晋福等，1996)。不过第四纪玄武岩分布区域显著缩小，五大连池的小型火山喷发造就了一系列盆景式火山口，利于观赏。据研究，第四纪火山活动有3个幕次(刘嘉麒，1988；刘嘉麒、刘强，2000)。滇西腾冲的火山岩含有较多的安山质和英安质成分。澎湖的玄武岩也与新近纪构成统一序列，其特点是具较多的橄榄玄武岩组分。湛江和海口的玄武岩与火山碎屑岩和其他沉积层交互并有系统测年数据。
(7)其他特殊沉积物
最著名的当属雷州至南海的玻璃陨石(雷公墨)层，北海组年龄在0.6～0.7ma的雷公墨层，在南海深海剖面上也已找到，成为一个有意义的标志层，在海、陆相地层对比方面颇有价值。最早的雷公墨由我国地质学先驱章鸿钊先生(1927)发现于广西，雷公墨这一名称的使用说明当时即与天文因素联系在一起。以后陆续在广东、海南、南海、台湾等地发现，其中雷琼地区更新统中部北海组的雷公墨层曾有0.60～0.70ma的裂变径迹法测年数据和0.70ma的古地磁数据。近几年在华南和南海又获得了0.80ma左右或0.83ma数据(朱照宇等，2001；王吉良等，2000)，其中南海OPP1143孔井深42.50m的玻璃陨石层位最为确切，陨石测年为0.78ma(汪品先、田军、成鑫荣，2001)，考虑到下伏层位氧同位素测年数据为0.75ma，陨石层年龄应在0.73ma左右。此外，在河北平原更新统中部的翟里组(或杨柳青组)含4层微玻璃熔融石，热释光和铀系法测年数据为0.54±0.08ma(李鼎蓉等，1982)，说明玻璃陨石分布区可能不限于南方，但该测年数据偏新，是不同期次、不同成因产物还是测年的误差有待查证。总之，0.60ma左右至0.80ma左右是我国微玻璃陨石的形成期，它跨于更新世早、中期的0.73ma分界上。同一事件还发现于泰国、菲律宾、澳大利亚、非洲东缘和马达加斯加(徐道一等，1983；Glass，1982；Schnetzler et al.，1993)，并指出了“亚澳微玻璃陨石原源境击坑”就在印度洋(Schnetzler et al.，1993；万天丰等，1999)。此次发生于印度洋中脊至红海的三接点上的陨击事件造成印度板块加速北进并促进了青藏高原的剧烈隆升(葛肖虹等，2004)。目前已知该期玻璃陨石的单粒直径大多小于1mm，达到和超过1mm的仅见于南海和河北平原。应该设想，分布范围尚未完全确定、层位和期次尚待分析。因此，撞击事件是一期还是多期、撞击中心是一处还是多处尚有研究余地。其地层对比和大区域构造意义值得进一步研究。
古人类用火遗迹的灰烬层、天然火形成的灰烬层，以及炭碎屑沉积均是人类文化和古气候干—湿旋回的指示物。
(8)河湖相沉积
这是我国第四纪地层中分布最广的类型，也是研究连续地层剖面的主要对象之一。西部地层区大部为内流水系的河湖相沉积，由于没有大的河流，阶地剖面发育欠佳，但湖相沉积广泛发育，以柴达木盆地、塔里木盆地的湖相剖面最为连续。西部地层区湖相沉积的一个重要类别是膏盐沉积，它含有重要的矿产和生物资源，因此地层划分和测年资料比较翔实，是地层划分对比的重要依据(郑锦平等，1989；王弭力等，2001)。罗布泊更新世晚期—全新世的大耳朵组发现了丰富的钾盐矿床，该组含有品种单一但数量极丰富的有孔虫，似乎说明新近纪以来塔里木盆地存在残留游移海盆。中部地层区和东部地层区的河湖相沉积是第四纪地层的研究重点，大部属外流水系沉积区，河流阶地发育，由公王岭时带至萨拉乌苏时带共6个时带的层型皆为阶地剖面，长江中下游和华南红土剖面也大多为阶地，这些阶地剖面大多形成于更新世早期的偏晚时期(1.20～1.50ma)之后，这说明我国东西向大水系的整体形成是在这一时期。中、东部更新世早期偏早时期的湖相地层因有重要的文化遗存、古人类化石和丰富的哺乳动物化石而驰名中外，如华北泥河湾组产泥河湾动物群，并已发现小长梁遗址、半山遗址和“新文化层”，云南元谋组有著名的元谋人化石。另外汾渭盆地和桑干河地堑带的湖相沉积(三门组和泥河湾组)产出海源化石带Evolutononion shanxiense(有孔虫)-Sinocypridea impressa(介形虫)，引起了海陆沟通方式的热烈讨论。这些广湖相地层在更新世早期的偏晚时期特别是1.20～1.50ma时突然中止，并被晚期河流相为主的地层以不整合或假整合覆盖(张宗祜，1991)，反映了一个重要古地理事件(三门运动)，应该与该时期青藏高原最剧烈的隆升运动导致的东西阶梯地貌的定形相关。华北(北京平原、河北平原)有一套颇为特殊的更新世早期的偏早时期河湖相地层(夏垫组或固安组)，为巨厚肉红色泥质胶结的砾石、砂砾层，并与“鸡粪状”或锈斑状红色粘土层、砂层交互，呈现“强烈风化”的面貌，但含数个广海型和浅水型海相夹层。这套地层既像西部的西域组磨拉石，又像桑干地堑东端延庆的泥河湾组，其中的红黄色斑状粘土岩是否与南方红土有某种相似? 是否是东南季风盛期的产物需要研究。
2.海相与海陆交互相地层
第四纪阶段海相与海陆交互相地层的主要类型如下。
(1)深海泥质沉积
由于南海ODP1143孔等的完成，约100m厚的第四纪沉积序列和所含的氧同位素期次、生物与非生物标志层位得以澄清。2.0～0.12ma内分辨出了8个标志层位(Wang et al.，2000；李保华、翦知湣，2001)和 MIS 1-85 气候期次(汪品先、田军、成鑫荣，2001；赵泉鸿等，2001；翦知湣等，2001)，为我国树立了近距离的对比标准。另外东海冲绳海槽深海区也取得了0.12ma的生物标志层(苍树溪等，1989；Wang Naiwen and Xu Qinqi，2003)。
(2)浅滨海与海陆交互相砂泥沉积
广泛发育于东部海域陆架区和沿海平原和三角洲地区。南黄海QC2孔(郑光膺等，1989)约110m地层包含数个砂泥沉积旋回和12个沉积组合，真正的浅海沉积只有全新世末2500a以来的表层，以下为滨浅海、滨海、湖泊以至河流相的海陆交互相沉积。该孔古地磁与同位素分期工作较详，更新统下、中、上部和全新统的4组划分清楚，与南通至连云港一带的QC1孔、QC4孔、QC5孔可以对比。相当1.80ma前的该孔底部含热带亚热带型的有孔虫Asterorotalia，该层以上均为冷温型或广温型属种。东海陆架第四系称东海群，厚350m左右，全为砂泥沉积，但未进行仔细划分。
河北平原以陆相为主，含多个海相夹层，全新世前期有暖温型有孔虫Pseudorotalia。下辽河平原与河北平原相近似。长江三角洲和上海地区在1.8ma以前有暖水种Ammoniatepida，在更新世末或全新世初有暖水型Pseudorotalia，其他冷温型和广温型属种与河北平原有同步生物气候周期。
(3)热带广海碎屑沉积
台湾西、南部更新世早期至更新世中期的偏早时期的砂页岩(卓兰组)和更新世中期的偏晚时期的砂、砾岩夹透镜状礁灰岩(

嵙山组)厚数千米，上部巨厚砾岩结束了台湾广海相沉积的历史，标志着台湾岛上升为陆的一次重要构造运动。这次更新世中期的运动明显比青藏高原剧烈隆升期滞后了50万年左右，这是后者的滞后效应还是南海区的一次区内运动有待求征。
(4)热带生物礁与生物碎屑灰岩
西沙群岛中新世至全新世皆以礁相灰岩为主，但沉积厚度逐次减薄，更新世早期灰岩厚150m，更新世中、晚期者分别厚70m和40m，全新世只有10m。台湾沿海更新世中期的偏晚时期至全新世皆有礁灰岩，厚度均不大。