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岩石地层划分与对比

时间:2022-01-31 百科知识 版权反馈
【摘要】:地层结构、基本层序、接触关系等均是岩石地层划分的主要依据。由于岩石地层划分出的地层单位级别不同,其划分的依据也有所不一。相比之下,岩性突变面、地层结构转换面则是划分次一级地层单位如段、层的重要标志。如将双桥山群以板岩为主的地层划分为安乐林组第5段和修水组第4段,有别于其上下以砂岩为主的地层。其对比依据是岩性及地层结构。
岩石地层划分与对比_地层学基础与前沿

5.3.1 岩石地层的划分

岩石地层划分(stratigraphic division)是指根据地层的岩性,岩相和变质、变形特征将地层组织成相应的岩石地层单位。地层的岩性、岩性组合、化石组合(将化石看作岩性组合的一部分,如笔石页岩)。地层结构、基本层序、接触关系等均是岩石地层划分的主要依据。不同级别的岩石地层单位的术语用群、组、段、层来表示,在某些特殊情况下还可用岩群、岩组等来表示。

由于岩石地层划分出的地层单位级别不同,其划分的依据也有所不一。岩石地层划分过程中通常根据地层单位的级别分步骤采用以下几种方法:

(1)重要地层界面法。一些重要的地层界面,如角度不整合面、假整合面作为划分大级别地层单位如群、组的依据。相比之下,岩性突变面、地层结构转换面则是划分次一级地层单位如段、层的重要标志。

(2)标志层法。标志层在岩石地层中极为重要,通常代表了某一重要的地质事件,在区域分布上稳定,其特征的岩性野外也容易识别,区域对比性很好。因此,多用来作为划分级别较高的地层单位的标志。如赣西北双桥山群中分布较稳定的一套变质砾岩、砾质砂岩,是最大海退期的沉积,也是该群中标志最醒目的一套地层,因此将其划分为修水组一段,作为修水组和安乐林组的划分标志(表5-5)。

表5-5 赣西北地区双桥山群各段特征一览表

(3)岩性法。岩性差异是岩石地层划分的直接依据,很多重要的岩石地层单位界线都是根据岩性的差异而划分的。如华南地区二叠系龙潭组为一套含煤的陆源碎屑沉积,而上覆的吴家坪组为典型的碳酸盐沉积,二者存在着明显的岩性差异。表5-5中双桥山群砂板岩系总体上可分为3类:l类为砂岩夹板岩;2类为板岩夹砂岩;3类为砂岩与板岩互层,或由砂岩板岩组成多个旋回层。1类和2类之间具明显的岩性差异,可作为划分段一级地层单位的依据。如将双桥山群以板岩为主的地层划分为安乐林组第5段和修水组第4段,有别于其上下以砂岩为主的地层。

(4)岩性组合法或地层结构法。某些岩石地层通常由两个或两个以上的岩石类型交替出现,组成旋回层,通过单纯的岩性差异很难将这些地层划分开。要划分这类地层必须采用地层结构、岩性组合、岩石单层厚度及基本层序等标志。表5-5中安乐林组第4段,修水组第2段、第3段、第5段及第6段均为砂、板岩系,从岩性差异角度很难划分,只有根据地层结构、砂岩单层厚度才能将其划分开来。此外,还要考虑到沉积构造及相应的沉积环境。如修水组第5段、第6段中,无下伏地层中常见的鲍马序列,却具潮汐层理和其他牵引流沉积构造,为典型的陆架沉积,明显有别于其他地层。因此,通过沉积构造的识别和沉积相分析也能划分出这套地层。

基本层序一般作为地层单位的划分依据。一般来说,一个地层单位具有特征的基本层序。如段具有一种特征的基本层序,内部不分段的组也一般具有一种特征的基本层序,而内部分段的组可由不同特征的基本层序组成。

5.3.2 岩石地层对比

岩石地层对比(lithostratigraphic correlation)是指分析、比较岩石地层特征和位置是否相当。其实质是在区域上比较、寻找相似的或一致的岩石地层结构,延伸具有相似或一致的岩石地层结构的岩石地层单位。其对比依据是岩性及地层结构。

岩石地层对比主要有两种方法:①野外追溯法:直接在野外追溯那些特征突出、标志清楚的岩石地层单位界面,或一些厚度不大的标志层,根据横向连续性可以迅速而简单地完成所要建立的对比。但常因两地层间被破坏或被其他沉积物所覆盖,因此,用这种方法进行地层对比是有限的。这种方法在大比例尺的地质填图或剖面对比中效果很好,但在小比例尺的地层工作中很难操作。②岩性及地层结构相似性的对比:根据岩性及地层结构特征,按两地岩层颜色、成分、结构、构造的相似性来建立对比关系,对岩性复杂的地层还可以根据岩性序列的相似性来对比,另外可将与岩性有关的物理化学特征,如电参数、放射性、地震波、化学元素含量或其他参数记录作为对比的依据。

标志层在岩石地层对比中起着重要的作用,一些重要的标志层,如华南地区南华纪的冰碛岩和晚二叠世的煤系沉积,由于分布范围广、特征明显,是不同地区尤其是相隔较远地区之间地层对比的重要纽带。在一些对比精细且剖面相距不远的地区,往往根据基本层序来进行岩石地层对比。由于岩石地层对比依据的是岩性及地层结构,因此其主要为等特征对比,对比出的地层界线及地层单位多是穿时的。但某些由地质事件形成的标志层不仅岩性、地层结构相似,而且具有等时意义,如小行星撞击事件及火山事件形成的黏土层、缺氧事件形成的黑色页岩、地震事件形成的震积岩等。

需要指出的是,同一个岩石地层单位在横向上由于亚(或微)环境的改变,其岩性、地层结构及基本层序必然会表现出一定的变化。因此,在对比中必须以地层单位的主要特征为依据,不能过分强调小的、次要的变化特征。

实例1江西修水地区上寒武统岩石地层对比:江西修水地区上寒武统自下而上分为华严寺组(∈3 h)和西阳山组(∈3 x),其中华严寺组主要为条带状灰岩,区域上很稳定;西阳山组岩性、地层结构及基本层序特征各地相差较大,但均具有砾屑灰岩及含砾屑灰岩这一重要的特征,与下伏华严寺组和上覆奥陶系印渚埠组(O1 y)形成明显的区别(图5-8)。

实例2三峡地区震旦系灯影组自下而上可分为:蛤蟆井段、石板滩段和白马沱段,代表了本组下部白云岩、鲕粒白云岩,中部灰质白云岩、灰岩,及上部含燧石条带白云岩、硅质白云岩3个沉积阶段。虽然宜昌雾河、四溪和秭归庙河等地上述3段与层型剖面——宜昌灯影峡剖面在岩性、地层结构上存在一定的差异,但大体岩性特征及总的岩性演化格局基本相似,仍可进行对比形成对应关系,而不必建立新的岩石地层单位(图5-9)。

图5-8 江西修水地区上寒武统岩石地层对比图

实例3西藏江达地区下三叠统普水桥组和色容寺组(图5-10):普水桥组为一套杂色碎屑岩夹中酸性火山岩,以含火山岩为特征,色容寺组则以厚层结晶灰岩、大理岩及泥质灰岩为特征。由江达至同普,普水桥组由剖面1以火山岩为主,剖面2~4为火山岩与碎屑岩交替出现,剖面5以碎屑岩为主夹少量火山岩,剖面1~5尽管岩性及地层结构存在一定的差异,但各剖面中均具有本组的基本特征,即夹火山岩,因此,都能构成对比对应关系。而剖面6、7中未见火山岩夹层,说明本组在该区已经尖灭。相比之下,色容寺组的对比性更好,在上述剖面中均可见及。

应该指出的是,通过岩石地层对比,不仅可以确定岩石地层的相互关系,而且可以判断沉积相的横向变化及海侵方向,为恢复古地理提供重要的证据。

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