现代地层学资料

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现代地层学考试复习资料1、米兰科维奇旋回、理论。天文学的观测结果表明,地球轨道要素在其漫长的历史中呈现出明显的周期性变化。主要影响要素:(1)黄赤交角(地轴倾斜角度)(ε)地球公转所在的平面称黄道面,它与地球赤道面的夹角称黄赤交角,一个变化周期约为4.0万年。地球自转:每天旋转一周,白昼变化;公转:每年绕太阳一周,为四季变化。ε的大与小,影响地球上不同纬度和不同季节的气候差异程度的大小。(2)岁差(ρ)春分点在黄道上的位臵变化称岁差,一个变化周期约2.0万年。岁差使地球的近日点所处的季节发生变化,如图:现在北半球在近日点是冬天,而在1万年前则是夏天。(3)偏心率(e)一个变化周期约为10万年。现代地球轨道的偏心率=0.0167,e值在500万年期间可在0.0005—0.0607内变化。偏心率越大,日照率的季节变化也越大,气温变化的幅度也就越大。三个参数的变化是形成第四纪冰期和间冰期的主要原因。这就是米兰科维奇旋回理论。2、幕式沉积(或事件沉积)与旋回式沉积的区别。幕式沉积也称事件沉积,其特点主要表现于具有明显的随机性,瞬时性和突发性。幕式(事件)沉积物同样可以形成广泛分布的近等时的地层学信号被保留在地层记录之中,构成高分辨率事件地层学对比的基础。旋回式沉积的周期在深海远洋沉积序列和陆地内部的湖盆蒸发岩沉积层序中都适用,旋回式沉积物具有全球等时性,可被用于高分辨率地层对比。与大多数生物地层带的平均延续时限相比,精度可提高50倍以上。3、事件地层单位的主要类型。(1)物理学事件单位——主要包括6种类型:陨击事件、磁极倒转事件、火山事件、风暴沉积以及其它类似的突发沉积事件、季纹泥沉积物、不整合事件及沉积物漫流面事件○1陨击事件突发的巨大能量可产生巨大陨击坑,并抛射出巨量的尘埃云弥漫于太空,尘埃云随后缓慢沉降形成具有独特的物理化学特征的、等时的陨击事件沉积物。这类沉积物指征的成分为:冲击矿物颗粒、微玻陨石及尘降物。现代世界各地发现的K\R界限上的粘土层便是这类陨击事件沉积物的著名实例。○2地磁极倒转事件该事件是地史时期频繁发生的全球同步事件,其时域平均值(发生一次倒转事件的时间间隔)为4—5千年(Ka),是磁性地层学的立论依据。○3火山灰事件可以形成区域性等时的高分辨率事件地层(HIRES)对比的标志层。单层火山灰的覆盖面积可达数千公里。每次喷发的产物往往含有指征性的特有成分,可称“地球化学指纹”。○4风暴沉积以及相类似的突发沉积事件风暴是一类具有较高频度的突发性事件,形成的沉积物称风暴岩,可作为等时的区域性标志层用于高分辨率事件地层(HIRES)对比。与风暴岩类似的突发事件沉积物还有浊积岩、洪积岩、地震岩及海啸岩等等,它们都具备区域性高分辨率事件地层(HIRES)对比的潜力。○5季纹泥沉积物海洋季纹泥被称为大洋的年轮。季纹泥的纹层为解释大洋剖面的气候变化提供了丰富的信息。季纹泥统计记数法与放射性同位素14C测年法可以相互校正。○6不整合事件和沉积物漫流事件由于海平面升降所造成的不整合以及相关的沉积物漫流面事件,都可作为区域性高分辨率事件地层(HIRES)对比的标志。(2)化学事件单位——化学地层学在地层记录中的痕量元素、有机碳、碳酸盐碳、以及轻稳定同位素O18、C13等,其含量的变化敏感的反映出,并记录下各类幕式事件所引起的环境变化。化学事件单位主要包括以下4种:痕量元素峰值事件、轻稳定同位素峰值事件、有机碳和碳酸盐碳峰值事件、团块及结核带。(3)生物事件单位全球性生物事件概括为4类:革新事件、辐射事件、播散事件和绝灭事件。这些事件代表了全球环境体系的改变在生物界所产生的反映。可以形成密集的生物事件界线,具有极大的HIRES对比潜力。(4)复合事件一般从普遍意义上来说,地层序列中所保存的诸多事件,就其性质来说,更多的属于复合事件(上述各类事件)。复合事件通常具有全球规模,因此,它构成了全球性HIRES的对比基础,从而有更普遍的HIRES意义。4、事件地层学的概念。事件地层学是利用稀有的、突发的事件及其地质记录对比地层,按自然特征确定地层界线的一门学科。着重研究地质事件对形成地层界线和形成地层体的关系;研究地质事件及其记录在地层工作中的应用。事件地层学应包括地内事件(火山喷发、岩浆作用、海洋面升降、沉积旋回等发生在地球上的事件)和地外事件(小行星、慧星对地球的撞击等),也应重视区域性事件及全球性事件。前者为地内,后者为地外事件。5、事件地层学的原理(包括突变论和对立统一论)。(1)突变论:突变是一种非连续的跳跃式的变化。在自然界中急速短暂的突变与缓慢的渐变是交替出现的,而突变往往对自然界的发展产生更大后果,它可以导致地史中有机界和无机界的突变。根据这一原理,事件地层学认为,地层梯架(包括无机界和生物界)不是均变的,而是间断地跳跃式形成的,在地层序列中,稀罕的突发性事件占居极其重要的地位。滑坡、地震、撞击地球等可导致地层格架的变化。(2)对立统一论:自然界各种作用都处于互相联系的对立统一的体系中。地球上的岩石圈、生物圈、水圈、大气圈、自身不但有着密切的联系、相互的制约和影响,而且也受宇宙空间事件的影响和制约。6、事件地层学的科学意义(包括四点)。(1)进行地层对比宇宙事件、特大规模的火山喷发和海平面变化等等,涉及范围极大,甚至影响全球,因此,可利用这些事件,进行大范围的地层对比。例如:①外星体对地球的撞击事件铱(Ir)异常,具有全球等时的高精度对比标志。②不受环境的限制:事件的发生,如火山灰物质可降落于海洋和陆地的各种环境,因此,可望解决海相和陆相地层对比长期难于解决的问题。(2)确定地层界线事件地层学可以在更高层次上(精度)研究和厘定所有系(至统)的界线划分。如对K/R、P/T、D/C、泥盒系内部弗拉斯/法门阶,O/S、Z/∊系等界线的研究,均取得了重要成果。(3)提高地质年表的精度和分辨率:目前的地质年代表(地史、构造、动力地质学等)以百万(Ma)为计时单位,精度很低。而极性倒转和氧同位素测定的中、新生代海洋沉积物年龄精度可达5000年,但古生代的地层表平均每2Ma(200万年)才有一个年龄数据。差距太大。(4)再造和解释地球演化历史、探讨生物绝灭与演化动力、进行沉积盆地分析和成矿背景分析。7、地质事件的地层意义,主要取决于哪些方面(6点)。由于各种地质事件的性能特点不同,在地层划分对比中所起的作用也就大不一样。地质事件的地层意义取决于以下6点:(1)可辨性:是一否容易辨别;(2)各种岩相中的保存性:事件的地层记录在各种岩相中保存越好、越多,地层意义越大;(3)广布性:分布及影响范围越广越好;(4)等时性:突然间同时发生的事件,等时性好。(5)瞬时性:一个事件持续时间的长短,越短当然越好。(6)不可逆性:事件是一不可逆发生的,重复出现意义就不大了(如生物演化)8、地质事件主要包括哪些内容(地内3点),地外(1点)。分为地外事件—宇宙的各种事件,地内事件—地球的各种事件。地内事件:(1)生物绝灭事件—在地史上曾发生过多次重大的生物绝灭事件,显生宙所有的地质事件都伴随着生物绝灭。是地史阶段的划分和进行大陆间地层对比的主要基本依据。较小的绝灭事件8-10次;中等事件4次;重大事件1次:P/T之交。(2)海平面升降事件—海平面升降事件的规模和级别是不同的,在地层记录中可以明显的识别出来。级别越高、规模越大,影响的就越广,等时性就越强。(3)冰川事件地外事件:宇宙事件—发生在宇宙间的陨击、慧击、超新星爆发及小行星撞击等事件的总称。K/R的界线是大家公认的典型实例9、生物绝灭事件在地层学中的意义(4点)。a、具有较高精度的时间确定性。因为生物化石是确定地层年代最重要最有效的工具。b、具有较高的可对比性。可在大范围内,甚至全球进行对比。c、生物绝灭事件不重复、不可逆性。d、绝灭事件易于根据化石资料确定和识别。10、冰川事件的地层学意义(3点)。①代表了大区域或全球性的降温or气候突变事件,从地质历史观点来看,某些冰期持续时间是相对短暂的,因此,在一定范围内可以进行对比;②是地层对比及地质阶段划分的重可标志。因为冰期是间断出现的,形成为数不多,独特的冰碛层互不相混。③在前寒武纪地层对比中,可起到古生物(无或很少)、古地磁和同位素年龄等难以起到的作用。可以用同位素年龄、微古植物等来控制冰川事件的时代。11、事件界线的概念(P.142)。是由地质事件造成的一种地层界线,它具有反映地质事件的特殊沉积标志,使它成为岩系中独特的自然分界面(不是人为的),它代表无机界及有机界演变过程的变革点。事件界线可以包括各种地质事件所造成的丰富内容,是地内和地外事件的综合产物。12、事件界线的特点(4点)。(1)具有显著的自然界面:可分为两种情况:①无间断界面:连续沉积。由地外事件、火山喷发及冰川作用等造成的生物突然绝灭,或沉积特征突变显示的界面(如K/R和华南P/T事件界线);②可造成间断or不整合的界面:构造运动(事件)or海平面升降所造成的事件界线。(2)具有独特的物质记录独特的事件沉积层(包括火山灰凝灰岩、界线粘土层、黑色页岩(缺氧事件)、冰碛岩、风暴岩等);界线粘土层的结构构造及成分特殊,铱等含量明显增高,有时会含玄武质小球粒。它们都是一种或多种事件的产物。(3)古生物群在界线附近突然大量绝灭,并波及不同门类、不同生态的生物,在界线之上则出现新的生物群。显生宙所有的事件界线,都伴有生物绝灭事件。(4)侧向延伸相当稳定,在较大区域乃至全球范围内可以追索对比。分布范围的大小主要取决于事件的类型及事件的规模和保存程度等因素。13、化学地层学的概念及研究内容。化学地层学是化学信号在地层学中的应用。主要内容是利用岩层中化学元素及化合物的演变规律及含量分布特征,进行地层的划分与对比,同时,推断地层形成时的地球化学环境及其演变规律。14、化学地层学包括哪些分支学科(5种)。(1)放射性同位素地层学(地质测年学或纪年学)主要根据放射性元素的蜕变现象来测定矿物和岩石的年龄,进而推断地层体形成的年龄。(2)分子化学地层学(生物化学地层学)——化学地层学中发展很快的一个分概念:是根据地层记录中的有机分子(化学化石)的分布和变化来进行地层研究的一门科学。有机化合物包括:甾族、类脂和酮等,可以提供有关地层记录及盆地中有机组合的成因及成岩史的有关信息。类脂:它的化学习性可与沉积过程中有氧或缺氧有关。有氧或缺氧都可以造成脂类含量的变化。甾族:广泛存在于动、植物体内,故甾旋含量的多少,反映动植物的丰富程度。长链烯酮:是海洋中浮游植物,尤其是颗石藻的特定组合,该类有机化合物的不饱和程度与温度的变化有关。温暖,浮游植物等繁盛,不饱和程度就低,反之,就高。(3)有机碳和碳酸盐碳化学地层学有机碳和碳酸盐碳含量的变化,可以反映出大洋水体的上涌作用、水体分层、碳循环以及大洋生物产率等方面的原始短期信号,运用这些信号,可以进行地方性至区域性的高精度地层对比。(4)元素化学地层学(痕量元素地层学)是在Alvarrez(阿尔瓦雷兹)父子于白垩/第三系界限粘土层中发现铱异常,并据此提出小行星撞击假说的基础上发展起来的。(5)稳定同位素地层学(轻稳定同位素地层学)稳定同位素地层学亦称同位素地层学基本研究内容:利用稳定同位素组成在地层中的变化特征进行地层的划分和对比,确定相对时代,并探讨地史中发生的重大事件。15、稳定同位素地层学目前主要研究哪三种元素的同位素比值S(包括32S、33S、34S和36S):C(包括12C和13C)。地层中的稳定同位素是同位素地层学的研究对象。目前主要研究的是O、S和C的稳定同位素。(1)O(氧):在自然界中有三种稳定同位素:16O,17O和18O,地球中的平均百分含量分别为99.7,0.04和0.2,其中16O和18O之比是主要研究对象。(2)S(硫):在自然界有四种稳定同位素(平均含量32S(95.02%)、33S(0.75%)、34S(4.21%)、36S(0.02%))。目前主要研究的是32S和34S之比,因为它们的含量最大,易于分析。(3)C(碳):在自然

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