岩石地层单位穿时普遍性原理及其评价

岩石地层单位穿时普遍性原理及其评价_地层学基础与前沿

5.5.1　岩石地层单位穿时普遍性原理的含义

穿时(diachronism)是由英国地质学家Wright(1926)介绍英国兰开郡内的磨拉石粗砂岩(millstone grit)在其分布范围内其地质时代随地区变化而提出来的。这一概念在现代地层学中是指在连续的海侵或海退过程中，一个岩石地层体及其界线与其时间界面斜交的现象。

穿时晋遍性原理是Shaw(1964)首先提出的，他把陆表海的沉积物分为两种沉积环境的产物:一种是直接来源于海水本身原地生成的沉积物;另一种是来源于海水范围之外的陆源异地生成的沉积物。在陆表海沉积二元论的指导下，根据陆表海的物理、化学和生物特征以及总机械能量的分析得出两条基本的结论，即穿时普遍性原理。

第一条原理说，原地生成岩序列中的岩层，虽然其侧向延伸趋向同时，但与完全均一的海盆中连续生成的沉积物不一样。因为在陆表海里，不同类型的原地生成岩，之所以能够在空间上连续地延伸，其唯一的途径只能是通过海水进退导致的环境迁移运动造成的。因此，连续分布的、正常延伸的原地生成岩必然是穿时的。

第二条原理说，异地生成的(或外来的)沉积物在陆表海的不同部位趋向渐变、稳定但特征不同的异地生成岩，之所以彼此能够以正常顺序连续出现，其唯一途径只能是通过体现该特征的总机械能的侧向迁移而形成。如果能量的迁移是在缓慢的过程中完成的，则形成的异地岩石单位侧向可以追溯，就是穿时的。如果能量的迁移突然，这时，在过渡区内就不复存在这种岩石，则岩石单位不能追溯。于是，所有非火山形成的、异地生成的和侧向连续的陆表海沉积的岩石单位以及在无间断的连续剖面中，位于其上或其下的相邻异地生成的岩石单位，都必然是穿时的。

将上述两条原理综合在一起，可以概括成一条原理，穿时普遍性原理(principle of ubiquity of diachronism)，它是指“全部侧向可以识别和追溯的非火山成因的陆表海沉积的岩石地层单位都必然是穿时的”。

用海平面变化来解释该原理似乎更准确。由于海平面总是变化的，受海平面影响较大的陆表海沉积，总是在超覆或退覆，沉积物和沉积中心总在向陆或向海迁移，这类沉积形成的沉积地层界线必然与时间界面斜交，也就是穿时。所以说陆表海中岩石地层穿时是普遍的。这一原理在湖相地层中也能应用，并已得到了普遍的证实。自从穿时普遍性原理提出以来，岩石地层单位穿时的实例越来越多，很多原来认为是同时代的岩石地层单位，当沿横向追踪对比后发现都是穿时的。

5.5.2　岩石地层单位穿时实例

(1)在美国亚利桑那和新墨西哥两州的交界附近，寒武纪岩石地层单位具有明显的穿时性。下部的保尔萨石英岩和中部的阿布利高石灰岩都斜穿早—中寒武世、中—晚寒武世和晚寒武世—早奥陶世3个时间界面。这两个岩石地层单位自西向东追溯，其地质年龄均愈向东变得愈年轻(图5－12)。

(2)西藏南部地区三叠系分为3个岩石地层单位:土隆群、曲龙共巴组和德日荣组(图5－13)。其中土隆群为一套以灰岩、泥灰岩为主的碳酸盐沉积，而上覆曲龙共巴组则主要为页岩和砂岩，两者之间界线清楚。西部普兰一带，土隆群厚52m，其中所含生物化石主要为早三叠世分子，顶部产有少量中三叠世的分子。在东部定日县萨尔库间一带，本群厚40m，主要产早三叠世的菊石化石:Pseudoceltites sp．，Uwenites sp．，Proptychitoides depcipens等，其顶部所产化石也为早三叠世。因此，库间一带土隆群仅限早三叠世，主要为早三叠世早期。而在中间的本群层型剖面——聂拉木剖面上，本群包含13个菊石化石带，时代由早三叠世到晚三叠世早中期。总的来看，本群底界较稳定，但顶界为一明显的穿时面，应为一穿时的岩石地层单位。与此相同，上覆的曲龙共巴组也为一明显的穿时地层单位。

图5－12　美国西部下古生界岩石地层单位的穿时性
(据Weller，1960，修改，转引自张守信，1989)

图5－13　北喜马拉雅地区三叠系土隆群、曲龙共巴组和德日荣组的时空关系图
(据西藏地质矿产局，1997)

(3)美国纽约州下泥盆统的亥尔德伯格群(Helderberg Group)的各个组都是穿时的，特别是属于早泥盆世的曼利纽斯组(Manlius Fm．)潮汐碳酸盐岩沉积物，向西变年轻(图5－14)。

图5－14　亥尔德伯格群各组的穿时图
(据Ginsburq，1975，转引自张守信，1989)
D m=曼利纽斯组;D hu=亥尔德伯格群;D c=科依曼组;D or=奥里斯堪砂岩;D ns=新苏格兰组

(4)滇东下石炭统万寿山组为一套以砂页岩为主的煤系地层，含珊瑚类、腕足类及植物化石，在西北部宜良万寿山一带，产大塘期早期的化石分子:Megachonetes zimmermanni;而在东南部的路南寨黑一带则产时代属大塘期晚期的化石分子:Yunanophyllum sp．，Kueichouph yllum heishikuanense;中间过渡带中产有时代属大塘期中期的化石:Kueichouphyllum sinense，Thysanophylloides sp．。从图5－15中可以看出，本组由北西向南东时代变新，为一明显穿时的岩石地层单位。

图5－15　滇东万寿山组的穿时图
(据熊家镛等，1998)

参考文献

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关键词与主要知识点－5

岩石地层学lithostratigraphy

地层结构stratigraphic architecture

基本层序primary sequence

地层划分stratigraphic division

地层对比stratigraphic correlation

非正式岩石地层单位informal lithostratigraphic unit

特殊岩石地层单位special lithostratigraphic unit

正式岩石地层单位formal lithostratigraphic unit

岩群Group－complex

岩组Formation－complex

杂岩complex

混杂岩melange

蛇绿岩ophiolite

滑塌岩slump rock/olistostrome

穿时diachronism

穿时普遍性原理principle of ubiquity of diachronism