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生物地层学1.概念生物地层学是地层学的一个重要分支学科，是运用生物进化的不可逆性和阶段性来研究地层的学科。生物地层学的主要任务是研究地层中的化石记录，并根据地层中所含化石的特性将岩层编制若干地层单位，确定地层的相对地质时代。2.方法①生物群层序原理：也称化石对比原理，意思是相同的岩层总是以同一叠覆顺序排列着，并且每个连续出露的岩层都含有其本身特有的化石，利用这些化石可以把不同时期的岩层区分开。这一认识符合生物演化的前进性和不可逆性。②标准化石法：标准化石指能据以确定地层地质年代的化石。标准化石应具备时代分布短、特征显著、数量众多、地理分布广泛等条件，以利于地层的划分对比。利用标准化石研究地层的方法称为标准化石法。如寒武纪的三叶虫、奥陶纪和志留纪的笔石等，他们已被广泛应用于生物地层学研究中。③生物组合法：对地层中的多门类化石进行系统的研究和综合分析，以了解它们的共生组合及其变化情况。利用生物组合进行地层的划分和对比的方法，称为生物组合法。④百分统计法：百分统计法即根据两个区域各个地层单元中所含化石群之间的百分相似量的比较，建立地层对比关系的方法。这是生物地层学中常用的简单的统计学方法，尤其在采用孢粉、介形虫等微体化石进行含油气地层划分对比中应用广泛。⑤种系发生法：所谓种系发生是指生物发展演化进程中的演化系列和彼此间所存在的亲缘关系。若地层中化石丰富，应逐层详细采集，经详细鉴定和研究，则可根据各种生物属、种之间在层位上和形态、构造上的逐渐过渡关系，找出它们在发展演化上的内在联系，根据其祖先和后代之间的亲缘关系将其划分成不同的演化阶段。以此，便可将含有这些化石的地层划分开来。3.应用（意义）①年代地层单位的确定：确定地层的时代可有不同的方法，常用的如各种放射性同位素测年。但应看到这种方法的局限性。首先，目前年龄测定值的误差较大；其次，由于样品常受后期热变质事件的影响，所测得的年龄值有时并不代表岩层的生成年龄，而是代表热变质年龄。相比之下，生物地层的方法则显得十分重要。②生物地层单位的划分：生物地层单位是根据地层所含生物化石的内容和特征所划分的地层单位，同一生物地层单位含有相同的化石内容和分布特征且与上下相邻地层显著有别。③生物地层单位的非系统性及穿时性：迄今为止，生物地层单位不象年代地层单位和岩石地层单位那样有不同级别和隶属关系，也不象地质年代表那样既不重叠，又无遗漏，具有严密的系统性。在地层划分中，生物带可以不连续；其时间含义可以有间隔，也可以重叠。尽管有时建带因依据不同的生物分类单位而局部显示出级别大小，但至今尚未形成有逻辑的严密的分类系统。生物的分布受环境的严格制约，环境变更而引起生物迁移，导致生物在横向上的分布明显穿时，此外，生物带的延续时限亦多不一致，因而生物地层单位呈现明显的、普遍的穿时现象④生物地层学的发展前景：随着地学各领域突飞猛进的发展，沉积学、海洋地质学、古生态学、古生物学（尤其是微体古生物学）大量新资料的积累和新理论、新技术的应用，都为生物地层学注入了新的活力，使生物地层学在扩大地层研究范围（如前寒武纪的古老地层，“哑地层”、新生代地层等），服务于找矿生产（如用于石油地质、海洋地质、生物成矿等）以及开拓和发展地层学理论等方面，都起着极为重要的作用。4.原理①生物演化的前进性：生物演化中最根本的规律之一是由低等到高等,由简单到复杂的进化。在进化过程中，生物的形态结构、生理机能渐趋合理和复杂，分类愈来愈高级。②生物进化的不可逆性：没有一种生物能恢复其祖先行列中已出现过一次的状态。从整体上看，地史时期曾有过的生物，一旦灭绝，决不可能再重新出现，如古生代的三叶虫、笔石，中生代的恐龙、菊石等。从局部看，生物的某种器官一经退化，就会一直退化下去，再不会在其后代身上恢复其原状，若一旦退化消失，也决不会在其后代身上重现。③生物演化的阶段性：与其它事物相似，量变和质变，或渐变与突变是生物发展演化的不同形式，而且这些形式常交替出现，导致生物具有明显的阶段性。渐变的连续性与短期内突发的突变甚至灾变的阶段性相交替，是地史时期生物界演化的基本途径。生物演化的阶段性通常反映了地质历史演变的阶段性。④生物扩散的瞬时性：生物由低级向高级逐步进化的历史，也是生物的生活空间和生态领域不断扩张的过程。只要存在新的生态空间，生物就会通过不断的自身改造，迅速地适应和占领新的环境。生物进化过程中，一个新种形成之后，它会以不同的方式在生存竞争中加强其地位，迅速扩散便是其表现之一。尤其是在大规模生物灭绝之后，紧接着会出现空前的大发展，众多新生类群迅速“抢占”各种生态环境。这种迁移或扩散，在没有地理阻隔的情况下，一般是极为迅速的。从地质学观点看，属于短期事件。从地质时间尺度来看，生物在大范围内乃至全球的扩散和传播可看成是瞬时的。因此，同种化石在地层中分布的首现层位，多数情况下可看作是同时的。※5.生物带类型及其定义生物带:是任何类型生物地层单位的统称，指含有一个种或属，或者若干个种或属化石为特征的一段地层。组合带:由化石群或某一类化石构成的一个自然组合，常以该组合中两个或两个以上具有代表性特征的分类单位命名。顶峰带:代表一个种或属或其它分类单位化石发育到极盛阶段的一段地层。顶峰带并不代表一个种或属的全部分布范围，而只代表其分布范围的主要部分，常以一个种或属的化石标本产出最多的层位代表其繁盛阶段。延伸带:指一个或几个分类单位（化石分子：科、属、种、某一组分类单位、特定古生物特征的地层延限）出现和消失界面之间的地层体。分分类单位延限带、共存延限带2类。谱系带：指含有代表一个演化谱系中某一特定片断的化石的地层体。它既可以是某一分类单位在一个谱系中的总延限，也可以只是该分类单位在其后高分类单位出现以前的那段延限。间隔带:位于两个相邻的生物地层带界面之间的间隔，称为“间隔带”。间隔带中缺少作为邻带依据的特征化石。层序地层学1.概念：层序地层学是一个地层学分支学科，研究以侵蚀面或无沉积作用面、或者可与之对比的整合面为界的、重复出现的、成因上有联系的地层在年代地层框架内的岩石关系。2.研究内容①层序关键界面的识别、鉴定和追索对比：层序关键界面包括不整合、初始海泛面、最大海泛面及其伴生的凝缩段。这些界面的识别对于确定层序及体系域有重要意义。②层序特征研究：根据相组合、沉积体系、副层序、副层序组的配置和叠置关系，确定体系域的划分、对比及其展布。③依据高分辨的生物地层学、年代地层学资料，确定每一层序界面的年代地层格架。④根据层序特点，编制海平面升降曲线、构造沉降曲线及岩相古地理图⑤解释古地理变迁、地质演化史、层序形成机制及模式的建立。⑥油气田生、储、盖层的预测。因此，在层序地层分析过程中，应尽量把露头、岩芯、测井及地震剖面资料结合起来，相互补充，相互验证。在研究方法上强调多学科综合研究。3.研究方法层序地层学研究是一种多学科、多手段的综合研究。各种研究方法和结果相互补充验证。①沉积学方法：沉积学方法渗透到层序分析的各个方面，特别是在露头层序地层学研究中占有极其重要的位置。（1）关键界面的研究A.层序界面（不整合界面）的识别：a.研究不整合面上、下岩层的几何关系，上超等;b.古风化壳的识别;c.岩性、岩相标志:在垂直序列上缺失、突变以及底砾岩的出现，都可能是层序界面。d.不整合面上的剥蚀，I型界面上的深切谷等;e.地球化学标志。B.初始海泛面的识别：初始海泛面之上上覆的退积层上超于进积层，向陆方向则与层序界面汇合形成上超特征。在初始海泛面上常有生物复苏、辐射甚至生物爆发。C.最大海泛面及其伴生的凝缩段的识别：最大海泛面常与凝缩段伴生，位于其上部或下部，后者是海平面上升最快，沉积速度小时形成的深海、半深海沉积。岩性标志是：含大量浮游生物化石的瘤状泥质灰岩或富含有机质的暗色泥岩。（2）体系域研究：体系域的研究是牢固建立在相、相组合及沉积体系研究的基础上的，因此应加强沉积相和副层序叠置样式的研究。（3）高频旋回研究（4）岩相古地理图的编制：岩相古地理图的编制对于重塑沉积历史、盆地分析以及油气勘探中生、储、盖层的研究和预测都有十分重要的意义。②地球化学方法：海平面变化是层序发育的主要控制因素。作为完整海平面升降旋回中的产物，在海平面变化过程中，海水的化学组分也随之发生相应的变化。所以地球化学分析有助于层序地层学的研究。（1）稳定同位素地球化学方法（2）稀土元素：随着海水深度的增加，海水中稀土元素的浓度增大。海水沉积物中的稀土元素是直接从海水中吸收来的，在吸收过程中没有发生分馏，在成岩过程中也没有发生变化。因此，古海洋沉积物中的的稀土元素反映了当时海水中稀土元素的特点，它们在纵向上的变化也反映了相对海平面变化。（3）微量元素：在沉积环境研究中，应用最广泛的微量元素主要为B、Sr、Ba、V、Ni等及相关的比值。它们不仅可以用于区分淡水和海水沉积物，而且可以用于测定古盐度和分析古气候，同时还可以判别沉积环境及其与海平面变化的关系。（4）常量元素③古生物学方法：生物与环境的关系十分密切，生物从出生、成长到死亡、埋葬，都受环境因素的制约。因此生物就成为反映环境的一个重要标志。生物的类别、组合和保存状态对于恢复古环境具有十分重要的意义。（1）古生物学方法在层序地层研究中的主要作用A.为建立精确的地层格架、确定地层的时限服务。这是层序地层研究的基础。B.为判断相对水深服务，并作为野外划分旋回的标志。C.为恢复沉积环境服务。（2）主要方法A.古生物群落底栖组合法：繁盛的底栖生物组合反映含氧丰富的正常浅海，单调的浮游生物组合则反映较深水或滞流还原海盆。B.分异度方法：形成了较为系统的以露头层序地层和事件地层为核心的综合地层学的理论和方法。C.遗迹相法：浅水区由于水动力强度较大，常见垂直潜穴，生物以食悬浮物质为主；较深水至深水区，水动力强度小，潜穴由倾斜变为水平，生物以食泥为主。化石的保存情况也能反映当时的水动力状况。D.生态组合法：生物对盐度的适应能力是区别海洋和非海洋环境的决定因素，生物可分为狭盐度生物和广盐度生物。不同含盐度的生物组合情况：正常海水生物组合：包括钙质红藻和绿藻，放射虫、硅质鞭毛虫，钙质有孔虫，钙质和硅质海绵，珊瑚，苔藓虫，腕足，棘皮，软体中的头足类等。半咸水生物组合：软体中的双壳类和腹足类、介形虫、腮足亚纲，胶结壳有孔虫、硅藻、蓝绿藻和蠕虫管等。超咸水生物组合：一般与半咸水生物组合相似，但当盐度很高时，只有腮足亚纲中的无甲目，蓝绿藻和介形类存在。淡水生物组合：主要是轮藻，带壳变形虫以及少数双壳类，介形虫，腮足亚纲的贝甲目，普通海绵，硅藻，蓝绿藻④测井方法：沉积层序测井响应特征主要受沉积物粒度、分选性和泥质含量的影响，而这些特征又取决于沉积时的水动力状况和物源条件。在海平面升降变化过程中，不同的海水位或沉积环境的水动力特征不同，所形成的沉积物在粒度、分选性和泥质含量等方面具有不同的特征。由于测井曲线可以反映这些特征沿钻孔剖面的变化情况，因此测井曲线可以提供有关海平面变化和沉积环境变化的重要信息。⑤地震方法层序划分：Haq等1991一级层序：巨层序组、巨层序：巨（长）周期的海平面变化二级层序：超层序组、超层序：超（中）周期的海平面变化三级层序：层序组、层序：短周期的海平面变化控制层序形成的基本变量基本变量主要控制作用构造沉降可供沉积的空间海平面升降地层和岩相分布模式沉积物供应沉积充填和古水深气候沉积物类型高分辨综合地层学1、内容：综合地层学的研究方法以多重地层划分为基础，除了传统的生物地层学、岩石地层学和年代地层学外，还出现了概念理论比较完整、研究方法比较成熟、在实践中取得巨大成功的一些分支学科，如事件地层学、层序地层学、生态地层学、稳定同位素地层学、地震地层学、磁性地层学等。这些研究领域相互交叉、各有侧重但无严格限制，充分体现了现代地层学的综合特点。特别需要强调的是综合地层学运用各种地层学方法研究地层，但不是不同地层学方法的简单拼凑，而是在单学科深入研究的基础上进行有机的高度综合，重视各种地层单元之间的相互关系。※2、方法：（1）单学科深入研究，建立高分辨地层单元①物理单