生物地层学的研究意义

2．3．1　生物地层学的研究意义

地史时期有机界的发展具有阶段性和不可逆性，生物的演化阶段反映了地质历史发展的阶段。自从19世纪初史密斯提出生物层序律以来，人们已经把地质时间与生物演化阶段联系起来，并把生物演化作为划分地层和确定其相对地质年代的依据。

2．3．1．1　确定相对年代地层单位

年代地层单位是在一定的地质时间间隔内形成的地层，它与地质年代单位有严格的对应关系。地质年代是地层所具有的重要属性之一。确定地层的时代可有不同的方法。下面重点介绍以生物为依据的相对地质年代的确定方法，根据地层中所含的生物化石来确定地层时代，即生物地层的方法。按地史时期生物的演化阶段，年代地层单位可分为6个级别:宇、界、系、统、阶、亚阶。其中“阶”是最基本的单位，以生物属和种一级的演化阶段为划分标准。以山东寒武系剖面为例，经详细研究，三叶虫化石可分为19个带，分属于7个阶。上寒武统崮山阶厚度不大，含丰富的三叶虫，下部以Blackwelderia paranai为主，上部以Drepanura premisnili为主，两者在层位上不相混淆，代表两个属和种一级的演化阶段，形成两个化石带。在这两个层位中，除两个带的代表性化石外，还有一些共生属种，为两者所共有，形成崮山阶的化石总貌。它们所代表的地层实体(即崮山阶)在华北和辽东有广泛分布，可以追溯对比。从三叶虫演化特征看，崮山阶三叶虫以具多对尾刺类型为特征。崮山阶以上地层，具多对尾刺的三叶虫几乎绝迹;崮山阶之下的地层中所含的三叶虫Anomocarids动物，到崮山阶几乎完全没有。所以崮山阶或崮山期代表三叶虫演化中高于Blackwelderia paranai带和Drepanura premisnili带的特殊演化阶段。

以上年代地层单位的划分具有一定的相对性，全球不同地区可能并不完全一致，但就全球生物的总体演化来说，大体上是一致的。因此，生物地层是地层学研究的基础，是确定地层的时代及划分和对比地层的最基本的方法之一。

2．3．1．2　生物地层学是确定全球层型(典型剖面)最重要的地层方法

层型(典型剖面)是指一个已命名的成层地层单位或地层界线的原始或后来被指定作为对比标准的地层剖面或界线。在特定的岩层序列内，层型代表一个特定的间隔，或一个特定的点，它构成了定义和识别该地层单位或所确定的地层界线的标准。这个特定的间隔就是地层单位的单位层型(unit stratotype)，特定的点则是界线层型(boundary stratotype)。目前，全球的热点研究课题之一就是建立具有全球可比性的年代地层单位系统，其中，全球层型剖面和点，包括全球单位层型剖面及其顶、底界线(点)，以及全球界线层型剖面和点的确定是工作的重点。我们已经知道，生物的总体演化在全球大体上具有一致性，因此，根据生物的总体演化特征建立起来的较高级别的年代地层单位(统及以上级别)应具有全球可比性，是目前建立显生宙以来全球层型剖面点的最高标准。根据目前已经建立的显生宙以来的层型点来看，生物，特别是微体生物在其中起着最关键的作用。例如，全球二叠系—三叠系界线层型剖面和点已于2001年确立于浙江长兴煤山D剖面和牙形石Hindeodus parvus的首现处，这里，牙形石Hindeodus parvus就起着关键的确定二叠系—三叠系界线点的作用。

2．3．1．3　生物地层学是其他地层分支学科发展的基础之一

时间是描述一切地质过程的最基本要素之一，这些地质过程在一定程度上被纪录在当时形成的地层中，因此，地层学的研究是揭示地质过程的最基本方法之一。地层学在传统的生物地层学和岩石地层学的基础上，发展形成了一系列新的分支学科，如磁性地层学、气候地层学、生态地层学、化学地层学、矿产地层学、同位素地层学、地震地层学、定量地层学、层序地层学以及事件地层学等。所有地层学的分支学科均要在一定的时间刻度下研究才有意义。如磁性地层学，在不同的地史时期，地层中可能出现相同的极性，因此，没有时间刻度的磁性地层对比是没有意义的;事件地层、层序地层和生态地层等的研究过程中也会出现相类似的问题。生物地层最主要的作用就是可以确定相对地质年代，获得时间的信息，因此，生物地层是其他地层分支学科发展的基础之一。