第 3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & contact relationships of strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic subdivision and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.2.1 Concepts of Stratigraphic
subdivision and correlation
地层划分,根据地层的特征和属性
（如岩性、化石和不整合面等）将地层组织成相应的单位。
Stratigraphic subdivision:
The systematic organization
of the Earth's rock bodies,as
they are found in their
original relationships,into
units based on any of the
properties or attributes that
may be useful in
stratigraphic work.
找异岩性,对比,是论证岩石特征和岩石地层位置的相当；
两个含化石层的
,对比,是证明化石内容和 生物地层位置相当；
年代,对比,是论证年龄和年代地层位置的相当地层对比,表示 地层特征或地层位置是否相当。
根据所强调的侧重点的不同，有不同种类的对比
Lithostratigraphic correlation,Based on the similarities of the lithologic units.
Biostratigraphic correlation:Based on the similarities of the fossils contained.
寻同
3.2.2 Methodology of Stratigraphic
subdivision and correlation
● Lithology
● Fossils
● Physical
● Chemical
● Architectures
● others
岩石地层划分对比岩性划分对比追索对比 可划分出 6个组
Fossils
Index fossil,指那些演化速度快、
地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定地层的时代，也可以用于地层的年代对比。
Fossil association,指在一定的地层层位中所共生的所有化石的综合。化石组合法是根据地层的化石组合对比地层的方法。
Index fossils
300 km
Fo
ss
il
as
so
ciat
ions
Index fossils
Physical characters
同位素年龄测定与地层划分对比同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。放射性元素在衰变过程中，释放出能量并转化为终极元素。
用于地层年龄测量的同位素方法主要有铀－铅法、钍－铅法、铷－锶法、钾－氩法、钐－钕法等。同一地区的地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定，不同地区的地层的同位素年龄可以用于地层对比。
同位素年龄测定铀 — 铅法测年铀 — 铅法测年
14C dating
14C的形成速率是 2个 /sec.cm2 14C dating
14C & tree-ring
patterns dating
同位素年龄测定地层中通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征，即,剩余磁性,。地史中地磁极曾发生许多次倒转。根据地磁极的倒转并配合同位素年龄测定，可以建立一个地磁极向年表。由于地球的磁极是全球性的，利用地磁极向年表可以对地层定年和进行磁性地层的对比磁性地层划分对比 / Magnetostratigrapgy
更新世磁极倒转时间表
Gilbert
Reversed
Epoch
Matuyama
Reversed
Epoch
Seismic stratigraphy
地震地层划分对比测井地层划分对比
Logging stratigraphy
Ch
emo
st
ra
tig
ra
ph
y
3 7 5,9
3 7 5,6
3 7 6,2
3 7 6,5
3 7 7,3
F
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m
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n
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z.
3 7 7,9
D e v o n i a n
i g h r e s o l u t i o n s t r a t i g r a p h i c co r r e l a t i o n a n d s e a - l e v e l c h a n g e s
i n G u a n g x i,S o u t h C h i n a
F r a s n i a n - F a m e n n i a n t r a n s i t i o n a l M i l a n k o v i t c h c y c l e s,
h
3 D u ' a n
4 L i u j i n g
1 L o n g m e n
2 Y a n g d i
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B u n d l e
Bs S b s StB u n d l e
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L e,e = 1,3 & 1,4
e,o = 1,3
e,p = 1,6
C a l c a r e o u s s h a l e
C a l c a r e o u s t u r b i d i t e
L i m e s t o n e
B r e c c i a t e d l i m e s t o n e
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M a r l
B i o s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n
C o r r e l a t i o n o f e c c e n t r i c i t y c y c l o t h e m
C o r r e l a ti o n o f o b l i q u it y & p r e c e s s i o n c y c lo t h e m
I n t e g r a t e d s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n
M i c r o s p h e r u l e
C o n o d o n t
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S b s S u p e r b u n d l e
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S t = S y s t e m t r a c t
=
=
2 0 c m
10
0
A g g ra d a t i o n
Re t ro g rad at i o n
Re t ro g rad at i o n -p ro g rad at i o n
Pro g ra d a t io n
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H i gh s t a n d s y st e m t r a c t
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aly
sis
● 事件地层
●不整合
●层序地层
●分子地层
●气候地层其它地层划分对比方法事件地层对比
1000 KM
Z/preZ; strata/granite,三峡
Nonconformity
地层划分和对比的结果,形成相应的地层单位和地层系统存在 多重地层单位岩石地层单位、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。
强调 三套常用地层单位 （岩石地层单位、
生物地层单位和年代地层单位）和 两套独立的地层单位系统 （岩石地层单位系统和年代地层单位系统）
第 3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & relationships between strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic subdivision and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.3.1 Lithostratigraphic unit-LU
3.3.2 Biostratigraphic u.-BU
3.3.3 Chronostratigraphic u.-CU
3.3.4 Stratotype & GTS
3.3.5 Relations between stratal u.
3.3 地层单位与地质年代
Stratigraphic units and geological times
3.3.1 岩石地层单位
（ Lithostratigraphic Unit）
定义,由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的地层体，即以岩性岩相为主要依据而划分的地层单位分级,群、组、段、层
Group→ Formation →Member →Bed
岩石地层单位 -组定义,组是基本的岩石地层单位,具有相对一致的岩性、岩相和变质程度，且具有一定结构类型的地层体。
建组条件,1)岩性相对一致（均一、夹层、互层或特别复杂） ;2)内部结构一致
（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） ;3)顶底界线明显（不整合或明显的整合） ;4)一定和厚度和分布范围（一般要求能在区域地质图（ 1/5-1/20万）上表达）。
岩石地层单位 -lithostratigraphic units
群 -Group,通常是组的联合。联合原则：岩性的相近；成因的相关；结构类型的相似等。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。常用于前寒武系和中生代陆相地层段 -Member,组的再分。分段的原则：组内岩性的差别；组内结构的差别；地层成因的不同等。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。
层 -Bed,层有两种类型：一是岩性或结构相同或相近的岩层组合，可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。
Group→ Formation →Member →Bed
岩石地层单位的级别
Hierarchy of lithostratigraphic units
群 Group－ 两个或多个组组 Formation－ 岩石地层学的基本单位段 Member－ 组内命名的岩石实体层 Bed－ 段内或组内命名的独特岩层
高级别单位内可进一步划分为若干个低级别的单位，但不能反之；
一个地区的地层划分并不要求必须划分各个不同级别的地层单位；
组是最重要的基本岩石地层单位；只要条件许可，均应划分到组。
(超群 supergroup)
(亚群 subgroup)
(亚组 subformation)
命名 /Nomenclature of
lithostratigraphic units
群和组,大都以建群、建组剖面所在的地名命名,如：长城群 (Pt),融县组 (D3)
段和层,大都以岩性命名,如,砂岩段,
灰岩层,
3.3.2 生物地层单位 /Biostratigraphic
Units and their Main Types
生物地层单位的建立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；
相同的地层间隔可因选用不同的鉴别标准或不同化石类群而得到不同的分带。因而生物地层单位有多样性；
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 ；
生物地层单位对化石分类有强的依赖性，化石分类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。
与其它地层单位不同，生物地层单位是以生物化石定义的；地层记录中的生物演变不会重复。
因此，在长的地质时期中，演化使一个时代的化石组合不同于任何其它时代。
生物地层单位－ 生物带 (biozone)，是根据地层中所含化石的内容及其特征划分的地层单位。以含有相同化石内容和分布为特征，并与相邻地层中化石有别的 三维空间岩层体
Biostratigraphic units exist only where the
particular diagnostic feature or attribute on which they
are based has been identified,Biostratigraphic units,
therefore,are objective units based on the identification
of fossil taxa,Their recognition depends on the
identification of either their defining or characterizing
attributes,
Biostratigraphic units may be enlarged to include
more of the stratigraphic record,both vertically and
geographically,when additional data are obtained,In
addition,since they depend on taxonomic practice,
changes in their taxonomic base may enlarge or reduce
the body of strata included in a particular
biostratigraphic unit,
Biostratigraphic units (biozones) are bodies of
strata that are defined or characterized on the basis
of their contained fossils.
生物带的主要类型 (Major types of biozone)
延限带 Range Zone－选定化石的延限范围所代表的地层间隔带 Interval Zone－两个特定生物面之间的含化石地层种系带 Lineage Zone－含有代表进化种系中某一特定片断化石的地层组合带 Assemblage Zone－以三个或更多化石分类单元构成的组合或伴生视为一整体，而有别于相邻地层富集带 Abundance Zone－以某个特有分类单元或一组特定分类单元的 丰度 明显高于相邻地层丰度的地层体生物带
Biozone
生物带 (biozone,或化石带 fossil zone、带 Zone）是生物地层划分的基本单位；据不同的定义方式可有多种类型，但无级别关系生物带 根据研究需要可再分为 亚带 (subzone)，或组合为 超带
(superzone)，但后者很少使用
1)Acrozone,taxon-range zone,concurrent-range zone = Range zone; 2) Last-,Lowest-
occurrence zones = Interval zone; 3) Evolutionary,morphogenetic,phylogenetic zones =
Lineage zone; 4) Oppel zone,cenozone = Assemblage zone; 5) Acme,Peak,flood zones =
Abundance zone;
a,Taxon-range Zone
b,Concurrent-range Zone
延限带 /
Range Zone
The body of strata
representing the
known stratigraphic
and geographic
range of occurrence
of a particular taxon
or combination of
two taxa of any rank,
There are two
principal types of
range zones,taxon-
range zones and
concurrent-range
zones,
The body of fossilife-
rous strata between
two specified
biohorizons,
Such a zone is not
itself necessarily the
range zone of a taxon
or concurrence of
taxa; it is defined and
identified only on the
basis of its bounding
biohorizons
间隔带 /
Interval Zone
以 a类首现和 b类消失定义一个地层间隔以 a类消失和 b类消失定义一个地层间隔
The body of strata containing specimens representing a specific segment of an
evolutionary lineage..It may represent the entire range of a taxon within a lineage or
only that part of the range of the taxon below the appearance of a descendant taxon,
The boundaries of lineage zones approach the boundaries of chronostratigraphic units
种系带 /
Lineage Zone
The body of strata characterized by an assemblage of three or more fossil taxa
that,taken together,distinguishes it in biostratigraphic character from
adjacent strata,
组合带 /Assemblage Zone
The body of strata in which the abundance of a particular taxon or specified
group of taxa is significantly greater than is usual in the adjacent parts of the
section,Unusual abundance of a taxon or taxa in the stratigraphic record may
result from a number of processes that are of local extent,but may be repeated
in different places at different times.For this reason,the only sure way to
identify an abundance zone is to trace it laterally.
富集带 /
Abundance zone
很明显，生物地层各单位之间不存在大小级别关系；
并非所有地层都能用生物地层学方法进行划分对比；
因而，生物地层单位本身并不构成独立的地层系统但是生物地层仍是目前进行远距离、
高精度（古生代以来）地层对比所普遍采用的、较为可靠的方法
3.3.3 Chronostratigraphic
and geochronologic units
定义,CU指以地层的形成时限
（或地质时代）为依据而划分的地层单位。 它代表了地质历史时期某一时间片断内形成的所有地层体。
什么是时间？ 奥古斯丁曾幽默地指出：“时间究竟是什么？没有人问我，我倒清楚，有人问我，我想说明，便茫然不了解。”的确时间对我们每个人来说是如此熟悉和简单的概念，当我们真的试图要清楚地说明它的时候，对我们每个人来说它又是如此的深奥，即使是我们崇拜的伟大科学家牛顿和爱因斯坦，也未能将时间都说清楚和正确。 哲学上对时间的解释：时间和空间是物质的存在形式。 [时间是物质运动的顺序和持续性 ]，时间是 [一维的 ]不可逆，
无始无终。
时间之矢
What is time?/什么是时间牛顿力学和相对论中的时间在科学的经典 ----牛顿力学 中,时间作为一个描述运动的参量，是反演对称的,把 t 换为 -t具有完全相同的结果，这意味着过去与未来并无差别。 20
世纪初（ 1905）爱因斯坦建立的相对论时空观，
革新了牛顿的静止、绝对的时空观，成为人类时空认识史上的一次重要进展。在相对论中，两个事件之间的时空间隔也是恒定的，把 t 换为 -t也具有相同的结果，在此意义上，爱因斯坦仍然秉承了牛顿的可逆时间概念,相对论 与牛顿力学仍然属于同一范畴 。
存在的时间
S = 1/2at2; V = 1/2gt2
日落日出，月圆月缺进化论和热力学中的时间克劳修斯的热力学第二定律和达尔文的生物进化论却给我们描述了另类时间，即过去和未来是不能等同的，是存在根本差别的。克劳修斯描绘的是令人可怕的,热寂说,自然图景，达尔文描绘的则是,进化论,,
一幅蓬勃向上、生机昂然的自然图景。
在我们视为神圣的科学殿堂中，如牛顿力学与热力学、热力学与生物学；在我们崇拜的伟大科学家中，如牛顿 --爱因斯坦与克劳修斯、克劳修斯与达尔文对时间的认识竞是如此的相克而不相容、存在如此深刻的矛盾和对立；
演化的时间
Darwin & Clausius
每天的太阳都不一样
Biotic evolution and its significance in time
生物进化论是自然科学的重要理论
(Darwinism,Origin of Species,1859) ；
遗传、选择、变异是生物进化的三个基本要素；但认为是渐变过程 (Gradualism)；
近代的研究表明突变是主要形式
(Punctuated Equilibrium)；灾变在生物进化中具有重大意义 (Neocatastrophism).
前进性,由简单到复杂，由低级到高级不可逆性,一旦绝灭不可再生阶段性,点断平衡；各阶段特征不同统一性,新类群出现的时间一致；生态和地理仅可造成低级分类单元的差别宇 Eonothem
界 Erathem
系 System
统 Series
阶 Stage
时带 Chronozone
Chronologic (Time) stratigraphic units
and their hierarchy
宙 Eon
代 Era
纪 Period
世 Epoch
期 Age
时 Chron
年代地层单位 地质年代单位年代地层单位是在特定地质时间内形成的所有岩石的综合体；
只包括在该时间跨度内形成的岩层。年代地层单位以等时面为界，单位级别与岩层所包含的时间长短相对应，而与岩层的厚度无关。 年代地层单位与地质年代严格对应 。
(ICS,1994，仍倾向于将时带作为无等级正式年代地层单位 )
阶统宇界系
Carnivora,Canid,Canis,lupus
宇 指在,宙,的时间内形成的地层。 根据生物演化最大的阶段性，即生命的存在与否及存在方式划分。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 。
宇是全球性统一的、年代地层单位中最大的地层单位。
Ph
Pt
Ar
Chronostratigraphic units 主要是根据化石特征及其反映的生物进化阶段而划分的。虽然放射性测年技术近代得到了迅速发展，但由于多种因素限制，
其广泛应用仍有困难。
界,生物界发展大阶段的总体趋势； PZ1-海生无脊椎动物繁盛； PZ2-鱼类、两栖类、蕨类植物和海生无脊椎并存； MZ-爬行类、裸子植物、菊石类繁荣； KZ-则以哺乳类、被子植物、软体动物大发展为特征。
系,生物界演化的总貌；?-三叶虫类； O-直角石类、笔石类； S-裸蕨类； D-鱼类，；
统,往往是某类生物进化显示出阶段性；?1-多节多刺、头大尾小的原始类型；
阶 (Stage)是年代地层学的 基本工作单位,它也是可在全球范围内识别的标准年代地层等级系列中 最小的地层单位 。
阶是统内部据生物演化阶段或特征 (属 /种 /亚种 )的进一步划分，
代表相对较短的时间间隔；
由于生态因素和生物分区的限制，据 底栖生物 建立的阶往往只有大区性的等时意义；而据 浮游生物 建立的阶才可能具有全球等时的意义；
阶的界线层型应该在一个基本连续的沉积序列内，最好是海相沉积。
顶、底界线应是易于识别、可在大范围内追索、具有时间意义的明显标志面；
阶的上、下界线代表了地质时期两个特定的瞬间，两者之间的时间间隔就是该阶的时间跨度。多在 2-10Ma内。
亚阶 (Substage)是阶的再分 ;几个相邻的阶可归并为 超阶 。
但对这些单位的创建要慎重。最好是将原来的阶分成多个新阶；或是将原来的阶提升为包含这些新阶的统。
Substage and Superstage
A substage is a subdivision of a stage whose equivalent
geochronologic term is subage,
Adjacent stages may be grouped into a superstage,
Names of substages and superstages follow the same
rules as those of stages,
Stage (and Age)
The stage has been called the basic working unit of
chronostratigraphy because it is suited in scope and rank to the
practical needs and purposes of intraregional
chronostratigraphic classification.
The stage includes all rocks formed during an age,A stage is
normally the lowest ranking unit in the chronostratigraphic
hierarchy that can be recognized on a global scale,
It is a subdivision of a series.
时 (间 )带 (Chronozone)
时带 是 没有特定等级 的正式年代地层单位，而不是年代地层单位等级系列 (宇、界、系、统、阶 )中的一部分 ;
时带 的 时间跨度 也就是原指定的地层单位，如岩石地层单位、生物地层单位或是磁性地层单位的时间跨度。例如,据生物带的时限建立的时带，包括了在年代上相当于这个生物带的最大总时间跨度内的所有地层，不管有无该带的特有化石。
时带的时间跨度可差别很大。如说,菊石时带,,指菊石生存的漫长时期内形成的所有岩石，而不管地层中是否含有菊石；也可说,峨嵋山玄武岩时带,,指在该玄武岩形成时隔内任何地方形成的任何岩层，
而不论是否有玄武岩。
理论上时带的地理范围是世界性的，但它的可应用性只限于那些其时间跨度能够在地层中识别的地区；
时带的名称取自它所依据的地层单位。如,Triticites时带,(取自
Triticites延限带 ),,张夏时带,(取自张夏组 )。
时带 是指在某个 指定的 地层单位或地质特征的 时间跨度内 在世界任何地区所形成的 岩石体,与之对应的地质年代单位是 时 (chron)(ISG,1994)。
Exus albus生物带与 Exus albus生物时带之间的相互关系年代地层单位 宇、
界、系统、阶、时带
（公转一周，春分,…)
Eonothem,erathem,system
series,stage,chronozone
地质年代单位宙、代、纪世、期、时
（年 -季 -月 -日 -时 -分）
Eon,era,period
epoch,age,chron
年代地层单位与地质年代单位的关系
3.3.4 层型与地质年代表 /stratotype & GTS
层型 (stratotype)是已经命名的成层 地层单位或地层界线 的原来或是后来指定的参考 标准 (即 典型 剖面 )
层型 是指特定岩层序列中一个 特定间隔 或一个 特定点,它构成了该地层单位或被确定的地层界线的定义和特征说明的标准层型主要包括：单位层型 (unit-)；界线层型 (boundary-)；复合层型 (Composite-)
层型 是能够恰当表达地层单位概念的具体 模式单位层型
Unit-stratotype,The type section of a layered stratigraphic unit
that serves as the standard of reference for the definition and
characterization of the unit,单位层型,作为说明和识别一个地层单位的标准。单位层型的上限和下下限是它的界线层型 (－地层单位的典型剖面 ).
Boundary-Stratotype,The specified sequence of strata that
contains the specific point that defines a boundary between two
stratigraphic units.界线层型,给定义和识别一个地层界线作标准用的一个特殊岩层序列中的一个特殊的点 (－标定年代地层单位界线的一个特殊的点）。
Composite-Stratotype,A unit-stratotype formed by the
combination of several specified intervals of strata combined to
make a composite standard of reference,复合层型,若干层型联合而成
Stratotype (type section),The designated exposure of a named
layered stratigraphic unit or of a stratigraphic boundary that serves
as the standard of reference,A stratotype is the specific stratal
sequence used for the definition and/or characterization of the
stratigraphic unit or boundary being defined,
层型剖面,一个已经命名的地层单位或其界线的原始的（或后来厘定的）典型剖面。
全球界线层型剖面和层型点 (GSSP)
Global [boundary/standard] Stratotype
Section and Point (GSSP) 和 Global
Standard Stratigraphic Age (GSSA),是为定义和辨别两个已命名的全球标准年代地层单位之间的地层界线而选定的典型或标准；
在唯一和特定地点的一套特定的岩层序列内指定的独特点位。这一术语专门用来指全球年代地层表中各单位的典型界线层型。
对于全球性的年代地层单位 (如，系、统、
阶 )，建议将定义的重点放在其 底界层型 的选择上，其顶界可以定义为其上覆地层单位的底界。
GSSP必须选在基本连续沉积的剖面中；应是海相含化石的剖面，其岩相没有大的纵向变化。但供地区性应用的年代地层单位的界线层型，必要时也可选在非海相剖面中。
GSSP的建立有特定的要求，因此是一种相对比较科学的方法，可以减少传统研究中定义不精确的矛盾；但同时也过份的强调“地层沉积的连续过程”，在实践中有些层段很难找到这样的点。
P/T boundary stratotype
太古宙 +元古宙,12个 GSSA; 显生宙,46+40=96个 GSSP
中国：已获 4,∈ 3,O2,P/T,P3; 2008年,再拿 7-9个 GSSP有望
3800(12+96)=35.2Ma
有 96块金牌,46
块各有得主，中国拿了 4块，有望再拿 7-9块
1 平均分辨率只有 35Ma
2 不断地被修改
3 基石是生物地层三个特点
GTS,Ma
3800 Ma
0 Ma
地球科学在
GSS
P上的平均分辨率仅为
35.
2 Ma
Geobiology
以人为本个体世代,
分 → 数千年物种延续,
1-30Ma
地球的生命、气候、天气系统和能量、水、碳循环等并不都是以
35.2Ma的时间尺度工作的
3258M
a/12=
27
1.5
Ma
542
Ma/
96=
5.6
Ma How do the earth & life work?
2004,GTS by Gradstein et al.
2002,GTS by Ogg
2000,GTS by Remane
1990,GTS by Harland et al.
1982,GTS by Harland et al,
Continual improvements
in data coverage,
methodology,and
standardization of
chronostratigraphic units
imply that no geologic
time scale can be final
From Gradstein et al.,
2004
正因为 GTS存在许多问题，资料、方法、游戏规则等都在不断地变化，故
GTS只有最新的，没有最终的
No final GTS
From Gradstein & Ogg et al.,2004
Paleontologic GTS (1900)
based on Steno (1669)
& Smith (1796) laws
Numerical GTS based on
radiometry (Holmes,
1937; 1960)
Geomagnetopolaritic GTS
based on magnetobio-
chronology (Harland et
al.,1982)
Astronomic GTS based on
cyclostratigraphy
(Gradstein et al.,2004)
2003
GTS evolution
轨道力能影响行星地球气候和沉积记录以及在建立高分辨率地质时间坐标方面潜力的思想早在地层学发展的初期就已萌芽
Gilbert,G,K,1895,Sedimentary measurement of Cretaceous
time,Journal of Geology,3:121-127.
Barrell,J,1917,Rhythms and measurement of geological time,
Bulletin of GSA,28,745-904.
House,M,R,1985,A new approach to an absolute timescale
from measurements of orbital cycles and sedimentary
microrhythms,Nature,316:721-725.
London,on 25-26
March,1993
published by The
Geological Society
in 1995
Orbital forcing & GTS
Orbital forcing is the bridge between
anthropologic time units & GTS
3.3.5 地层单位之间的关系
Relationships among stratal units
岩石 -生物 -年代地层单位之间的关系地层界线的穿时与等时
Lithostratigraphic unit-LU
LU主要依据 岩石特征 。其中所含化石在某些情况下可以是识别这些地层单位的重要因素，但并非因为它的年代意义，
而是其自身所特有的岩石学特征。如贝壳灰岩、藻礁、放射虫岩、牡蛎层、煤层等。
岩性特征 受形成环境的影响 比形成时间的影响更强烈；相似的岩石类型在地层序列中 可重复出现 。几乎所有的岩石地层单位界线横向上都是 穿时的 。
每个 LU都是在 特定的地质时间内形成 ；不仅具有岩石学意义，而且也有年代地层意义。但这种时间概念在建立或鉴别岩石地层单位及其界线时不起多少作用。
LU是地表和地下填图的 基本单位 。岩石地层划分是任何一个新区开展地层工作的首要途径。只要有岩石存在，便可开展岩石地层划分。
侧向加积与穿时华北地区 三山子组 的穿时关系河南 河北 河北
SSW
NNE
Biostratigraphic Unit-BU
BU位是依据岩石中的 化石内容 建立的。它的建立与选择不由岩层的岩石组分决定；只是化石的有无及化石种类可能与含化石地层的岩石类型和岩相有关。
BU与 LU是根本不同的两类地层单位，各自所依据的鉴别标准不同。
两者的界线可能在局部相符，或位于不同的地层面，或相互交错。
所有岩石 (沉积的、火成的、变质的 )都可以划分为岩石地层单位，
而生物地层单位 只能在含化石的岩层中建立 。
LU和 BU均反映沉积环境，但 BU更受时代的影响,而且可指示地质年代。因为 BU是以动、植物的进化演变为基础的,在特征上几乎不重复 。
在一个地区建立地层层序时，岩石地层与生物地层都是具有重要价值的初始工作，又是 基本的地层分类单位,在某些地区也是唯一的地层分类方法。 LU和 BU是必不可少的实体地层单位，是描绘地壳岩石组成和几何形态以及地球上生命发展和古环境的基本单位。但研究不含化石的岩层时，岩石地层学就成了地层划分的主要初期手段。
生物 -年代地层单位间的关系延限带对比及误差延限带对比及误差
Chronostratigraphic Units-CU
CU是 依据时间建立的,包括地球某个时间跨度内所形成的所有岩石，而不考虑这些岩石的成分或特性。因此，它在各处都只包括某一时代的岩石，其 界线在各个地方都是等时的。
识别 CU的主要依据是它们的 时间 ---这是一个抽象的特征或 属性,
而其它 单位则主要是依据能观察到的物理特征建立和识别的,CU
与 LU大不相同；后者在任何有岩石的地方都可以被客观地识别。
与生物地层单位、磁性地层单位和不整合界定的地层单位相比较，
后者只有在岩石中实际出现某些特征或属性时，这些地层单位才是相对客观的物质单位。
BU通常接近于年代地层单位 (CU)。虽然生物对比接近于时间对比，
但 生物地层单位 (BU)在根本上不同于年代地层单位 。
所有地层单位对于开展年代地层工作都具有重要作用 。由于化石在地层中广泛分布以及生物进化所具有的不可逆性，化石对于显生宙沉积地层的时代确定和对比提供了极好的标志。
由于多种原因,生物地层带 的界线可能 偏离时间面 。其主要原因有沉积相变化、化石形成与保存条件变化、化石可发现程度、生物迁移所需时间以及进化发展的地理差异等。
某些岩石地层单位或岩层面，如 火山灰层,可作为相当大区域内近似等时的对比标志。但与生物地层单位一样，岩石地层单位并非年代地层单位，不会到处都能以 等时面 来界定。
磁性地层 对年代地层划分有重要帮助。磁性地层单位的界线记录了地磁场的快速反转，故十分接近等时面。如果鉴别得当，能为全球时间对比和年代地层划分提供坚实基础。
1 LU具穿时性，而 CU不穿时
2 CU的根本特点在于它与时间严格对应；而 LU的上下界线与时间界面是不一致的
3 LU所依据的岩性特征主要受沉积 -古地理环境控制，而后者不可能全球一致的，因此,LU的地理分布只能是区域性的；
4 CU没有固定的具体岩石内容，而
LU当岩性特征发生改变后，单位名称也变化；
5 Cu反映了全球统一的地质发展阶段，
对了解全球地质史有巨大的优点；而
LU反映了一个地区的地质发展阶段，
对了解某一地区的地质发展史有重要意义。
6 两类地层单位从不同的侧面反映了地质发展阶段的共性与个性，对了解和认识全球与区域地质发展的联系都是不可缺少的。
∑ LU~CU !!!
第 3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & relationships between strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic division and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.4 Formational processes
of stratigraphy
3.4.1 vertical aggradation
3.4.2 Lateral aggradation
3.4.3 Biological sedimentation
3.4.4 Transgression & regression
3.4.1 Vertical aggradation
垂向加积 是指沉积物在地球重力场的作用下从沉积介质 (水体 )中自上而下降落,
依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用 。
形成,千层糕式,的地层 。
地层特征,岩性界面一般是水平或近于水平的 ;时间界面与岩性界面是平行或基本平行的,
环境分布,较深水海洋盆地,湖盆,泛滥平原
Horizontal bedding,N1,山旺
Hemipelagic & pelagic oozes
3.4.2 Lateral aggradation
侧向加积 是指沉积物在搬运介质中沿水平方向的位移和堆积作用 。 如曲流河河道侧向迁移形成的侧向加积作用,河流作用为主的三角洲与海滩,障壁沙坝的进积作用以及滨岸沉积的退积作用等 。
地层特征,地层时间界面和岩性界面不一致或斜交 。
穿时普遍性原理,在所有侧向堆积作用过程中形成的岩石地层必然是穿时的 。
Brained stream deposits
Delta deposits
3.4.3 Biologic sedimentation
指造架生物原地筑积而形成地层的作用方式地层特征,地层一般呈丘状隆起,岩层多具块状构造在形式上,可以表现为侧向加积或垂向加积
Biologic
sedimentation
3.4.4 海进与海退
transgression
and
regression
Transgression & overlap
海侵（海进）,由于地壳下降或海平面上升，使海岸线不断向大陆方向退却的现象,
超覆（ overlap）,由于海侵使得沉积盆地范围不断扩大，后期形成的沉积层超越其下伏的较老的沉积层而盖在更老的地层之上的现象。超出的部分即 超覆区
海进序列,由持续海侵超覆形成的 下粗上细 的沉积序列
Transgression
海进序列
Regression & offlap
海退 由于大陆上升或海平面下降，使海水从大陆撤退的现象
退覆,由海退造成的地层分布范围不断缩小的现象
海退序列,由持续海退形成的沉积物纵向上的 下细上粗 的沉积序列
Regression
沉积旋回渐进 海进 -海退阶跃 海进 -海退渐进海进侧向加积阶跃海进垂向加积阶跃与渐进海进阶跃与渐进海进示意图阶跃与渐进海进对比表
Review of Stratigraphy
1 地层学概念与接触关系
Concepts,laws & relationships
between strata
2 地层划分和对比
Stratigraphic division and
correlation
3 地层单位和地质年代
Stratigraphic units and
geological times
4 地层的形成作用
Stratigraphic formational
processes
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & contact relationships of strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic subdivision and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.2.1 Concepts of Stratigraphic
subdivision and correlation
地层划分,根据地层的特征和属性
（如岩性、化石和不整合面等）将地层组织成相应的单位。
Stratigraphic subdivision:
The systematic organization
of the Earth's rock bodies,as
they are found in their
original relationships,into
units based on any of the
properties or attributes that
may be useful in
stratigraphic work.
找异岩性,对比,是论证岩石特征和岩石地层位置的相当；
两个含化石层的
,对比,是证明化石内容和 生物地层位置相当；
年代,对比,是论证年龄和年代地层位置的相当地层对比,表示 地层特征或地层位置是否相当。
根据所强调的侧重点的不同，有不同种类的对比
Lithostratigraphic correlation,Based on the similarities of the lithologic units.
Biostratigraphic correlation:Based on the similarities of the fossils contained.
寻同
3.2.2 Methodology of Stratigraphic
subdivision and correlation
● Lithology
● Fossils
● Physical
● Chemical
● Architectures
● others
岩石地层划分对比岩性划分对比追索对比 可划分出 6个组
Fossils
Index fossil,指那些演化速度快、
地理分布广、数量丰富、特征明显、易于识别的化石。利用标准化石不仅可以鉴定地层的时代，也可以用于地层的年代对比。
Fossil association,指在一定的地层层位中所共生的所有化石的综合。化石组合法是根据地层的化石组合对比地层的方法。
Index fossils
300 km
Fo
ss
il
as
so
ciat
ions
Index fossils
Physical characters
同位素年龄测定与地层划分对比同位素年龄测定是根据放射性同位素衰变原理进行的。放射性元素在衰变过程中，释放出能量并转化为终极元素。
用于地层年龄测量的同位素方法主要有铀－铅法、钍－铅法、铷－锶法、钾－氩法、钐－钕法等。同一地区的地层的同位素年龄可以用于地层年龄的确定，不同地区的地层的同位素年龄可以用于地层对比。
同位素年龄测定铀 — 铅法测年铀 — 铅法测年
14C dating
14C的形成速率是 2个 /sec.cm2 14C dating
14C & tree-ring
patterns dating
同位素年龄测定地层中通常可以保存沉积物沉积或成岩期的磁性特征，即,剩余磁性,。地史中地磁极曾发生许多次倒转。根据地磁极的倒转并配合同位素年龄测定，可以建立一个地磁极向年表。由于地球的磁极是全球性的，利用地磁极向年表可以对地层定年和进行磁性地层的对比磁性地层划分对比 / Magnetostratigrapgy
更新世磁极倒转时间表
Gilbert
Reversed
Epoch
Matuyama
Reversed
Epoch
Seismic stratigraphy
地震地层划分对比测井地层划分对比
Logging stratigraphy
Ch
emo
st
ra
tig
ra
ph
y
3 7 5,9
3 7 5,6
3 7 6,2
3 7 6,5
3 7 7,3
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3 7 7,9
D e v o n i a n
i g h r e s o l u t i o n s t r a t i g r a p h i c co r r e l a t i o n a n d s e a - l e v e l c h a n g e s
i n G u a n g x i,S o u t h C h i n a
F r a s n i a n - F a m e n n i a n t r a n s i t i o n a l M i l a n k o v i t c h c y c l e s,
h
3 D u ' a n
4 L i u j i n g
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2 Y a n g d i
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Bs S b s StB u n d l e
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C a l c a r e o u s t u r b i d i t e
L i m e s t o n e
B r e c c i a t e d l i m e s t o n e
N o d u l a r l i m e s t o n e
M a r l
B i o s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n
C o r r e l a t i o n o f e c c e n t r i c i t y c y c l o t h e m
C o r r e l a ti o n o f o b l i q u it y & p r e c e s s i o n c y c lo t h e m
I n t e g r a t e d s t r a t i g r a p h i c c o r r e l a t i o n
M i c r o s p h e r u l e
C o n o d o n t
B s B u n d l e s e t
S b s S u p e r b u n d l e
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S t = S y s t e m t r a c t
=
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2 0 c m
10
0
A g g ra d a t i o n
Re t ro g rad at i o n
Re t ro g rad at i o n -p ro g rad at i o n
Pro g ra d a t io n
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H i gh s t a n d s y st e m t r a c t
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● 事件地层
●不整合
●层序地层
●分子地层
●气候地层其它地层划分对比方法事件地层对比
1000 KM
Z/preZ; strata/granite,三峡
Nonconformity
地层划分和对比的结果,形成相应的地层单位和地层系统存在 多重地层单位岩石地层单位、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。
强调 三套常用地层单位 （岩石地层单位、
生物地层单位和年代地层单位）和 两套独立的地层单位系统 （岩石地层单位系统和年代地层单位系统）
第 3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & relationships between strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic subdivision and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.3.1 Lithostratigraphic unit-LU
3.3.2 Biostratigraphic u.-BU
3.3.3 Chronostratigraphic u.-CU
3.3.4 Stratotype & GTS
3.3.5 Relations between stratal u.
3.3 地层单位与地质年代
Stratigraphic units and geological times
3.3.1 岩石地层单位
（ Lithostratigraphic Unit）
定义,由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的地层体，即以岩性岩相为主要依据而划分的地层单位分级,群、组、段、层
Group→ Formation →Member →Bed
岩石地层单位 -组定义,组是基本的岩石地层单位,具有相对一致的岩性、岩相和变质程度，且具有一定结构类型的地层体。
建组条件,1)岩性相对一致（均一、夹层、互层或特别复杂） ;2)内部结构一致
（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） ;3)顶底界线明显（不整合或明显的整合） ;4)一定和厚度和分布范围（一般要求能在区域地质图（ 1/5-1/20万）上表达）。
岩石地层单位 -lithostratigraphic units
群 -Group,通常是组的联合。联合原则：岩性的相近；成因的相关；结构类型的相似等。群的顶底界线一般为不整合面或明显的沉积间断面。常用于前寒武系和中生代陆相地层段 -Member,组的再分。分段的原则：组内岩性的差别；组内结构的差别；地层成因的不同等。段的顶底界线一般是标志明显的整合界线。
层 -Bed,层有两种类型：一是岩性或结构相同或相近的岩层组合，可以用于剖面研究时的分层。二是岩性特殊、标志明显的岩层或矿层。
Group→ Formation →Member →Bed
岩石地层单位的级别
Hierarchy of lithostratigraphic units
群 Group－ 两个或多个组组 Formation－ 岩石地层学的基本单位段 Member－ 组内命名的岩石实体层 Bed－ 段内或组内命名的独特岩层
高级别单位内可进一步划分为若干个低级别的单位，但不能反之；
一个地区的地层划分并不要求必须划分各个不同级别的地层单位；
组是最重要的基本岩石地层单位；只要条件许可，均应划分到组。
(超群 supergroup)
(亚群 subgroup)
(亚组 subformation)
命名 /Nomenclature of
lithostratigraphic units
群和组,大都以建群、建组剖面所在的地名命名,如：长城群 (Pt),融县组 (D3)
段和层,大都以岩性命名,如,砂岩段,
灰岩层,
3.3.2 生物地层单位 /Biostratigraphic
Units and their Main Types
生物地层单位的建立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；
相同的地层间隔可因选用不同的鉴别标准或不同化石类群而得到不同的分带。因而生物地层单位有多样性；
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 ；
生物地层单位对化石分类有强的依赖性，化石分类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。
与其它地层单位不同，生物地层单位是以生物化石定义的；地层记录中的生物演变不会重复。
因此，在长的地质时期中，演化使一个时代的化石组合不同于任何其它时代。
生物地层单位－ 生物带 (biozone)，是根据地层中所含化石的内容及其特征划分的地层单位。以含有相同化石内容和分布为特征，并与相邻地层中化石有别的 三维空间岩层体
Biostratigraphic units exist only where the
particular diagnostic feature or attribute on which they
are based has been identified,Biostratigraphic units,
therefore,are objective units based on the identification
of fossil taxa,Their recognition depends on the
identification of either their defining or characterizing
attributes,
Biostratigraphic units may be enlarged to include
more of the stratigraphic record,both vertically and
geographically,when additional data are obtained,In
addition,since they depend on taxonomic practice,
changes in their taxonomic base may enlarge or reduce
the body of strata included in a particular
biostratigraphic unit,
Biostratigraphic units (biozones) are bodies of
strata that are defined or characterized on the basis
of their contained fossils.
生物带的主要类型 (Major types of biozone)
延限带 Range Zone－选定化石的延限范围所代表的地层间隔带 Interval Zone－两个特定生物面之间的含化石地层种系带 Lineage Zone－含有代表进化种系中某一特定片断化石的地层组合带 Assemblage Zone－以三个或更多化石分类单元构成的组合或伴生视为一整体，而有别于相邻地层富集带 Abundance Zone－以某个特有分类单元或一组特定分类单元的 丰度 明显高于相邻地层丰度的地层体生物带
Biozone
生物带 (biozone,或化石带 fossil zone、带 Zone）是生物地层划分的基本单位；据不同的定义方式可有多种类型，但无级别关系生物带 根据研究需要可再分为 亚带 (subzone)，或组合为 超带
(superzone)，但后者很少使用
1)Acrozone,taxon-range zone,concurrent-range zone = Range zone; 2) Last-,Lowest-
occurrence zones = Interval zone; 3) Evolutionary,morphogenetic,phylogenetic zones =
Lineage zone; 4) Oppel zone,cenozone = Assemblage zone; 5) Acme,Peak,flood zones =
Abundance zone;
a,Taxon-range Zone
b,Concurrent-range Zone
延限带 /
Range Zone
The body of strata
representing the
known stratigraphic
and geographic
range of occurrence
of a particular taxon
or combination of
two taxa of any rank,
There are two
principal types of
range zones,taxon-
range zones and
concurrent-range
zones,
The body of fossilife-
rous strata between
two specified
biohorizons,
Such a zone is not
itself necessarily the
range zone of a taxon
or concurrence of
taxa; it is defined and
identified only on the
basis of its bounding
biohorizons
间隔带 /
Interval Zone
以 a类首现和 b类消失定义一个地层间隔以 a类消失和 b类消失定义一个地层间隔
The body of strata containing specimens representing a specific segment of an
evolutionary lineage..It may represent the entire range of a taxon within a lineage or
only that part of the range of the taxon below the appearance of a descendant taxon,
The boundaries of lineage zones approach the boundaries of chronostratigraphic units
种系带 /
Lineage Zone
The body of strata characterized by an assemblage of three or more fossil taxa
that,taken together,distinguishes it in biostratigraphic character from
adjacent strata,
组合带 /Assemblage Zone
The body of strata in which the abundance of a particular taxon or specified
group of taxa is significantly greater than is usual in the adjacent parts of the
section,Unusual abundance of a taxon or taxa in the stratigraphic record may
result from a number of processes that are of local extent,but may be repeated
in different places at different times.For this reason,the only sure way to
identify an abundance zone is to trace it laterally.
富集带 /
Abundance zone
很明显，生物地层各单位之间不存在大小级别关系；
并非所有地层都能用生物地层学方法进行划分对比；
因而，生物地层单位本身并不构成独立的地层系统但是生物地层仍是目前进行远距离、
高精度（古生代以来）地层对比所普遍采用的、较为可靠的方法
3.3.3 Chronostratigraphic
and geochronologic units
定义,CU指以地层的形成时限
（或地质时代）为依据而划分的地层单位。 它代表了地质历史时期某一时间片断内形成的所有地层体。
什么是时间？ 奥古斯丁曾幽默地指出：“时间究竟是什么？没有人问我，我倒清楚，有人问我，我想说明，便茫然不了解。”的确时间对我们每个人来说是如此熟悉和简单的概念，当我们真的试图要清楚地说明它的时候，对我们每个人来说它又是如此的深奥，即使是我们崇拜的伟大科学家牛顿和爱因斯坦，也未能将时间都说清楚和正确。 哲学上对时间的解释：时间和空间是物质的存在形式。 [时间是物质运动的顺序和持续性 ]，时间是 [一维的 ]不可逆，
无始无终。
时间之矢
What is time?/什么是时间牛顿力学和相对论中的时间在科学的经典 ----牛顿力学 中,时间作为一个描述运动的参量，是反演对称的,把 t 换为 -t具有完全相同的结果，这意味着过去与未来并无差别。 20
世纪初（ 1905）爱因斯坦建立的相对论时空观，
革新了牛顿的静止、绝对的时空观，成为人类时空认识史上的一次重要进展。在相对论中，两个事件之间的时空间隔也是恒定的，把 t 换为 -t也具有相同的结果，在此意义上，爱因斯坦仍然秉承了牛顿的可逆时间概念,相对论 与牛顿力学仍然属于同一范畴 。
存在的时间
S = 1/2at2; V = 1/2gt2
日落日出，月圆月缺进化论和热力学中的时间克劳修斯的热力学第二定律和达尔文的生物进化论却给我们描述了另类时间，即过去和未来是不能等同的，是存在根本差别的。克劳修斯描绘的是令人可怕的,热寂说,自然图景，达尔文描绘的则是,进化论,,
一幅蓬勃向上、生机昂然的自然图景。
在我们视为神圣的科学殿堂中，如牛顿力学与热力学、热力学与生物学；在我们崇拜的伟大科学家中，如牛顿 --爱因斯坦与克劳修斯、克劳修斯与达尔文对时间的认识竞是如此的相克而不相容、存在如此深刻的矛盾和对立；
演化的时间
Darwin & Clausius
每天的太阳都不一样
Biotic evolution and its significance in time
生物进化论是自然科学的重要理论
(Darwinism,Origin of Species,1859) ；
遗传、选择、变异是生物进化的三个基本要素；但认为是渐变过程 (Gradualism)；
近代的研究表明突变是主要形式
(Punctuated Equilibrium)；灾变在生物进化中具有重大意义 (Neocatastrophism).
前进性,由简单到复杂，由低级到高级不可逆性,一旦绝灭不可再生阶段性,点断平衡；各阶段特征不同统一性,新类群出现的时间一致；生态和地理仅可造成低级分类单元的差别宇 Eonothem
界 Erathem
系 System
统 Series
阶 Stage
时带 Chronozone
Chronologic (Time) stratigraphic units
and their hierarchy
宙 Eon
代 Era
纪 Period
世 Epoch
期 Age
时 Chron
年代地层单位 地质年代单位年代地层单位是在特定地质时间内形成的所有岩石的综合体；
只包括在该时间跨度内形成的岩层。年代地层单位以等时面为界，单位级别与岩层所包含的时间长短相对应，而与岩层的厚度无关。 年代地层单位与地质年代严格对应 。
(ICS,1994，仍倾向于将时带作为无等级正式年代地层单位 )
阶统宇界系
Carnivora,Canid,Canis,lupus
宇 指在,宙,的时间内形成的地层。 根据生物演化最大的阶段性，即生命的存在与否及存在方式划分。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 。
宇是全球性统一的、年代地层单位中最大的地层单位。
Ph
Pt
Ar
Chronostratigraphic units 主要是根据化石特征及其反映的生物进化阶段而划分的。虽然放射性测年技术近代得到了迅速发展，但由于多种因素限制，
其广泛应用仍有困难。
界,生物界发展大阶段的总体趋势； PZ1-海生无脊椎动物繁盛； PZ2-鱼类、两栖类、蕨类植物和海生无脊椎并存； MZ-爬行类、裸子植物、菊石类繁荣； KZ-则以哺乳类、被子植物、软体动物大发展为特征。
系,生物界演化的总貌；?-三叶虫类； O-直角石类、笔石类； S-裸蕨类； D-鱼类，；
统,往往是某类生物进化显示出阶段性；?1-多节多刺、头大尾小的原始类型；
阶 (Stage)是年代地层学的 基本工作单位,它也是可在全球范围内识别的标准年代地层等级系列中 最小的地层单位 。
阶是统内部据生物演化阶段或特征 (属 /种 /亚种 )的进一步划分，
代表相对较短的时间间隔；
由于生态因素和生物分区的限制，据 底栖生物 建立的阶往往只有大区性的等时意义；而据 浮游生物 建立的阶才可能具有全球等时的意义；
阶的界线层型应该在一个基本连续的沉积序列内，最好是海相沉积。
顶、底界线应是易于识别、可在大范围内追索、具有时间意义的明显标志面；
阶的上、下界线代表了地质时期两个特定的瞬间，两者之间的时间间隔就是该阶的时间跨度。多在 2-10Ma内。
亚阶 (Substage)是阶的再分 ;几个相邻的阶可归并为 超阶 。
但对这些单位的创建要慎重。最好是将原来的阶分成多个新阶；或是将原来的阶提升为包含这些新阶的统。
Substage and Superstage
A substage is a subdivision of a stage whose equivalent
geochronologic term is subage,
Adjacent stages may be grouped into a superstage,
Names of substages and superstages follow the same
rules as those of stages,
Stage (and Age)
The stage has been called the basic working unit of
chronostratigraphy because it is suited in scope and rank to the
practical needs and purposes of intraregional
chronostratigraphic classification.
The stage includes all rocks formed during an age,A stage is
normally the lowest ranking unit in the chronostratigraphic
hierarchy that can be recognized on a global scale,
It is a subdivision of a series.
时 (间 )带 (Chronozone)
时带 是 没有特定等级 的正式年代地层单位，而不是年代地层单位等级系列 (宇、界、系、统、阶 )中的一部分 ;
时带 的 时间跨度 也就是原指定的地层单位，如岩石地层单位、生物地层单位或是磁性地层单位的时间跨度。例如,据生物带的时限建立的时带，包括了在年代上相当于这个生物带的最大总时间跨度内的所有地层，不管有无该带的特有化石。
时带的时间跨度可差别很大。如说,菊石时带,,指菊石生存的漫长时期内形成的所有岩石，而不管地层中是否含有菊石；也可说,峨嵋山玄武岩时带,,指在该玄武岩形成时隔内任何地方形成的任何岩层，
而不论是否有玄武岩。
理论上时带的地理范围是世界性的，但它的可应用性只限于那些其时间跨度能够在地层中识别的地区；
时带的名称取自它所依据的地层单位。如,Triticites时带,(取自
Triticites延限带 ),,张夏时带,(取自张夏组 )。
时带 是指在某个 指定的 地层单位或地质特征的 时间跨度内 在世界任何地区所形成的 岩石体,与之对应的地质年代单位是 时 (chron)(ISG,1994)。
Exus albus生物带与 Exus albus生物时带之间的相互关系年代地层单位 宇、
界、系统、阶、时带
（公转一周，春分,…)
Eonothem,erathem,system
series,stage,chronozone
地质年代单位宙、代、纪世、期、时
（年 -季 -月 -日 -时 -分）
Eon,era,period
epoch,age,chron
年代地层单位与地质年代单位的关系
3.3.4 层型与地质年代表 /stratotype & GTS
层型 (stratotype)是已经命名的成层 地层单位或地层界线 的原来或是后来指定的参考 标准 (即 典型 剖面 )
层型 是指特定岩层序列中一个 特定间隔 或一个 特定点,它构成了该地层单位或被确定的地层界线的定义和特征说明的标准层型主要包括：单位层型 (unit-)；界线层型 (boundary-)；复合层型 (Composite-)
层型 是能够恰当表达地层单位概念的具体 模式单位层型
Unit-stratotype,The type section of a layered stratigraphic unit
that serves as the standard of reference for the definition and
characterization of the unit,单位层型,作为说明和识别一个地层单位的标准。单位层型的上限和下下限是它的界线层型 (－地层单位的典型剖面 ).
Boundary-Stratotype,The specified sequence of strata that
contains the specific point that defines a boundary between two
stratigraphic units.界线层型,给定义和识别一个地层界线作标准用的一个特殊岩层序列中的一个特殊的点 (－标定年代地层单位界线的一个特殊的点）。
Composite-Stratotype,A unit-stratotype formed by the
combination of several specified intervals of strata combined to
make a composite standard of reference,复合层型,若干层型联合而成
Stratotype (type section),The designated exposure of a named
layered stratigraphic unit or of a stratigraphic boundary that serves
as the standard of reference,A stratotype is the specific stratal
sequence used for the definition and/or characterization of the
stratigraphic unit or boundary being defined,
层型剖面,一个已经命名的地层单位或其界线的原始的（或后来厘定的）典型剖面。
全球界线层型剖面和层型点 (GSSP)
Global [boundary/standard] Stratotype
Section and Point (GSSP) 和 Global
Standard Stratigraphic Age (GSSA),是为定义和辨别两个已命名的全球标准年代地层单位之间的地层界线而选定的典型或标准；
在唯一和特定地点的一套特定的岩层序列内指定的独特点位。这一术语专门用来指全球年代地层表中各单位的典型界线层型。
对于全球性的年代地层单位 (如，系、统、
阶 )，建议将定义的重点放在其 底界层型 的选择上，其顶界可以定义为其上覆地层单位的底界。
GSSP必须选在基本连续沉积的剖面中；应是海相含化石的剖面，其岩相没有大的纵向变化。但供地区性应用的年代地层单位的界线层型，必要时也可选在非海相剖面中。
GSSP的建立有特定的要求，因此是一种相对比较科学的方法，可以减少传统研究中定义不精确的矛盾；但同时也过份的强调“地层沉积的连续过程”，在实践中有些层段很难找到这样的点。
P/T boundary stratotype
太古宙 +元古宙,12个 GSSA; 显生宙,46+40=96个 GSSP
中国：已获 4,∈ 3,O2,P/T,P3; 2008年,再拿 7-9个 GSSP有望
3800(12+96)=35.2Ma
有 96块金牌,46
块各有得主，中国拿了 4块，有望再拿 7-9块
1 平均分辨率只有 35Ma
2 不断地被修改
3 基石是生物地层三个特点
GTS,Ma
3800 Ma
0 Ma
地球科学在
GSS
P上的平均分辨率仅为
35.
2 Ma
Geobiology
以人为本个体世代,
分 → 数千年物种延续,
1-30Ma
地球的生命、气候、天气系统和能量、水、碳循环等并不都是以
35.2Ma的时间尺度工作的
3258M
a/12=
27
1.5
Ma
542
Ma/
96=
5.6
Ma How do the earth & life work?
2004,GTS by Gradstein et al.
2002,GTS by Ogg
2000,GTS by Remane
1990,GTS by Harland et al.
1982,GTS by Harland et al,
Continual improvements
in data coverage,
methodology,and
standardization of
chronostratigraphic units
imply that no geologic
time scale can be final
From Gradstein et al.,
2004
正因为 GTS存在许多问题，资料、方法、游戏规则等都在不断地变化，故
GTS只有最新的，没有最终的
No final GTS
From Gradstein & Ogg et al.,2004
Paleontologic GTS (1900)
based on Steno (1669)
& Smith (1796) laws
Numerical GTS based on
radiometry (Holmes,
1937; 1960)
Geomagnetopolaritic GTS
based on magnetobio-
chronology (Harland et
al.,1982)
Astronomic GTS based on
cyclostratigraphy
(Gradstein et al.,2004)
2003
GTS evolution
轨道力能影响行星地球气候和沉积记录以及在建立高分辨率地质时间坐标方面潜力的思想早在地层学发展的初期就已萌芽
Gilbert,G,K,1895,Sedimentary measurement of Cretaceous
time,Journal of Geology,3:121-127.
Barrell,J,1917,Rhythms and measurement of geological time,
Bulletin of GSA,28,745-904.
House,M,R,1985,A new approach to an absolute timescale
from measurements of orbital cycles and sedimentary
microrhythms,Nature,316:721-725.
London,on 25-26
March,1993
published by The
Geological Society
in 1995
Orbital forcing & GTS
Orbital forcing is the bridge between
anthropologic time units & GTS
3.3.5 地层单位之间的关系
Relationships among stratal units
岩石 -生物 -年代地层单位之间的关系地层界线的穿时与等时
Lithostratigraphic unit-LU
LU主要依据 岩石特征 。其中所含化石在某些情况下可以是识别这些地层单位的重要因素，但并非因为它的年代意义，
而是其自身所特有的岩石学特征。如贝壳灰岩、藻礁、放射虫岩、牡蛎层、煤层等。
岩性特征 受形成环境的影响 比形成时间的影响更强烈；相似的岩石类型在地层序列中 可重复出现 。几乎所有的岩石地层单位界线横向上都是 穿时的 。
每个 LU都是在 特定的地质时间内形成 ；不仅具有岩石学意义，而且也有年代地层意义。但这种时间概念在建立或鉴别岩石地层单位及其界线时不起多少作用。
LU是地表和地下填图的 基本单位 。岩石地层划分是任何一个新区开展地层工作的首要途径。只要有岩石存在，便可开展岩石地层划分。
侧向加积与穿时华北地区 三山子组 的穿时关系河南 河北 河北
SSW
NNE
Biostratigraphic Unit-BU
BU位是依据岩石中的 化石内容 建立的。它的建立与选择不由岩层的岩石组分决定；只是化石的有无及化石种类可能与含化石地层的岩石类型和岩相有关。
BU与 LU是根本不同的两类地层单位，各自所依据的鉴别标准不同。
两者的界线可能在局部相符，或位于不同的地层面，或相互交错。
所有岩石 (沉积的、火成的、变质的 )都可以划分为岩石地层单位，
而生物地层单位 只能在含化石的岩层中建立 。
LU和 BU均反映沉积环境，但 BU更受时代的影响,而且可指示地质年代。因为 BU是以动、植物的进化演变为基础的,在特征上几乎不重复 。
在一个地区建立地层层序时，岩石地层与生物地层都是具有重要价值的初始工作，又是 基本的地层分类单位,在某些地区也是唯一的地层分类方法。 LU和 BU是必不可少的实体地层单位，是描绘地壳岩石组成和几何形态以及地球上生命发展和古环境的基本单位。但研究不含化石的岩层时，岩石地层学就成了地层划分的主要初期手段。
生物 -年代地层单位间的关系延限带对比及误差延限带对比及误差
Chronostratigraphic Units-CU
CU是 依据时间建立的,包括地球某个时间跨度内所形成的所有岩石，而不考虑这些岩石的成分或特性。因此，它在各处都只包括某一时代的岩石，其 界线在各个地方都是等时的。
识别 CU的主要依据是它们的 时间 ---这是一个抽象的特征或 属性,
而其它 单位则主要是依据能观察到的物理特征建立和识别的,CU
与 LU大不相同；后者在任何有岩石的地方都可以被客观地识别。
与生物地层单位、磁性地层单位和不整合界定的地层单位相比较，
后者只有在岩石中实际出现某些特征或属性时，这些地层单位才是相对客观的物质单位。
BU通常接近于年代地层单位 (CU)。虽然生物对比接近于时间对比，
但 生物地层单位 (BU)在根本上不同于年代地层单位 。
所有地层单位对于开展年代地层工作都具有重要作用 。由于化石在地层中广泛分布以及生物进化所具有的不可逆性，化石对于显生宙沉积地层的时代确定和对比提供了极好的标志。
由于多种原因,生物地层带 的界线可能 偏离时间面 。其主要原因有沉积相变化、化石形成与保存条件变化、化石可发现程度、生物迁移所需时间以及进化发展的地理差异等。
某些岩石地层单位或岩层面，如 火山灰层,可作为相当大区域内近似等时的对比标志。但与生物地层单位一样，岩石地层单位并非年代地层单位，不会到处都能以 等时面 来界定。
磁性地层 对年代地层划分有重要帮助。磁性地层单位的界线记录了地磁场的快速反转，故十分接近等时面。如果鉴别得当，能为全球时间对比和年代地层划分提供坚实基础。
1 LU具穿时性，而 CU不穿时
2 CU的根本特点在于它与时间严格对应；而 LU的上下界线与时间界面是不一致的
3 LU所依据的岩性特征主要受沉积 -古地理环境控制，而后者不可能全球一致的，因此,LU的地理分布只能是区域性的；
4 CU没有固定的具体岩石内容，而
LU当岩性特征发生改变后，单位名称也变化；
5 Cu反映了全球统一的地质发展阶段，
对了解全球地质史有巨大的优点；而
LU反映了一个地区的地质发展阶段，
对了解某一地区的地质发展史有重要意义。
6 两类地层单位从不同的侧面反映了地质发展阶段的共性与个性，对了解和认识全球与区域地质发展的联系都是不可缺少的。
∑ LU~CU !!!
第 3章 地层学
Stratigraphy
3.1 概念、定律和地层的接触关系
3.1 Concepts,laws & relationships between strata
3.2 地层划分和对比
3.2 Stratigraphic division and correlation
3.3 地层单位和地质年代
3.3 Stratigraphic units and geological times
3.4 地层的形成作用
3.4 Stratigraphic formation
3.4 Formational processes
of stratigraphy
3.4.1 vertical aggradation
3.4.2 Lateral aggradation
3.4.3 Biological sedimentation
3.4.4 Transgression & regression
3.4.1 Vertical aggradation
垂向加积 是指沉积物在地球重力场的作用下从沉积介质 (水体 )中自上而下降落,
依次沉积在沉积盆地底部的沉积作用 。
形成,千层糕式,的地层 。
地层特征,岩性界面一般是水平或近于水平的 ;时间界面与岩性界面是平行或基本平行的,
环境分布,较深水海洋盆地,湖盆,泛滥平原
Horizontal bedding,N1,山旺
Hemipelagic & pelagic oozes
3.4.2 Lateral aggradation
侧向加积 是指沉积物在搬运介质中沿水平方向的位移和堆积作用 。 如曲流河河道侧向迁移形成的侧向加积作用,河流作用为主的三角洲与海滩,障壁沙坝的进积作用以及滨岸沉积的退积作用等 。
地层特征,地层时间界面和岩性界面不一致或斜交 。
穿时普遍性原理,在所有侧向堆积作用过程中形成的岩石地层必然是穿时的 。
Brained stream deposits
Delta deposits
3.4.3 Biologic sedimentation
指造架生物原地筑积而形成地层的作用方式地层特征,地层一般呈丘状隆起,岩层多具块状构造在形式上,可以表现为侧向加积或垂向加积
Biologic
sedimentation
3.4.4 海进与海退
transgression
and
regression
Transgression & overlap
海侵（海进）,由于地壳下降或海平面上升，使海岸线不断向大陆方向退却的现象,
超覆（ overlap）,由于海侵使得沉积盆地范围不断扩大，后期形成的沉积层超越其下伏的较老的沉积层而盖在更老的地层之上的现象。超出的部分即 超覆区
海进序列,由持续海侵超覆形成的 下粗上细 的沉积序列
Transgression
海进序列
Regression & offlap
海退 由于大陆上升或海平面下降，使海水从大陆撤退的现象
退覆,由海退造成的地层分布范围不断缩小的现象
海退序列,由持续海退形成的沉积物纵向上的 下细上粗 的沉积序列
Regression
沉积旋回渐进 海进 -海退阶跃 海进 -海退渐进海进侧向加积阶跃海进垂向加积阶跃与渐进海进阶跃与渐进海进示意图阶跃与渐进海进对比表
Review of Stratigraphy
1 地层学概念与接触关系
Concepts,laws & relationships
between strata
2 地层划分和对比
Stratigraphic division and
correlation
3 地层单位和地质年代
Stratigraphic units and
geological times
4 地层的形成作用
Stratigraphic formational
processes
