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命名和修订

时间:2023-01-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:组 宏观岩类或岩类组合相同、结构类似、颜色相近、呈现整体岩性和变质特征一致、空间上有一定的延展性,并能据以填图的地层体。主要视一个地区岩石发育所需要的地层单位规模的大小而定。一般只限于对那些能识别出来而且特别有用的一个层,或许多单层组成的单位才给予命名,并指定为一个正式岩石地层单位。标志层是一个岩性特殊的薄层,可以命名作为正式岩石地层单位。
命名和修订_地层学基础与前沿

5.4.1 岩石地层单位

岩石地层单位是“根据可观察到的和可鉴别的岩石学特征,或岩石学特征组合及其地层关系所定义和识别的岩石体”(《国际地层指南》(第二版),萨尔瓦多·A,2000)。简言之,它是由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的三度空间岩层体。岩石地层单位分为3种:正式岩石地层单位、非正式岩石地层单位和特殊岩石地层单位。

图5-9 三峡地区震旦系灯影组岩石地层对比图
(据汪啸风等,2001)

5.4.1.1 正式岩石地层单位(formal lithostratigrapjic unit)

正式岩石地层单位按级别分为4级:群(Group)、组(Formation)、段(Member)、层(Bed),其中组是基本的单位。

组 宏观岩类或岩类组合相同、结构类似、颜色相近、呈现整体岩性和变质特征一致、空间上有一定的延展性,并能据以填图的地层体。组,或者由一种岩石(沉积岩、火山岩或变质岩)构成,如华南地区石炭系黄龙组全由灰岩组成;或者以一种岩石为主,兼有其他岩石,如华南地区泥盆系五通组以砂岩为主夹有少量粉砂质泥岩及页岩;或者由两种以上岩石交替出现组成;还可以是很复杂的岩石组成并与其他组相区别。对于一个独立的组所能接受的岩石变化程度,没有严格的规定。主要视一个地区岩石发育所需要的地层单位规模的大小而定。组的厚度也无定量标准限定,其厚度大小主要取决于能最好阐述该地区岩石发育所需要的地层单位规模的大小。此外,如果一个所建组在一定比例尺的地质填图中,或在横剖面上不能填绘出来则这个组应视为不合理或无意义。

图5-10 西藏江达地区下三叠统普水桥组岩石地层对比图
(据赵政璋等,2001)

段 是组内较组低一级的正式岩石地层单位。段总是组的一个组成部分,不能脱离组独立存在。

组内可全部分段,在一些较大比例尺的地质填图中,为了更精细地展示地质内容,通常将组全部分段,如赣西北地区元古宇倍水组分为6段,湘西地区元古宇马底驿组分为3段。组内不一定全部分段。需要时可以仅将组内的某个或某些间隔划分为段。段可以从一个组侧向进入另一个组。一个组侧向延伸于其他组内的部分可以处理为其他组的一个段而另外命名(图5-11)。

层 是最小的正式岩石地层单位。一般只限于对那些能识别出来而且特别有用的一个层,或许多单层组成的单位才给予命名,并指定为一个正式岩石地层单位。标志层是一个岩性特殊的薄层,可以命名作为正式岩石地层单位。岩流层是火山熔岩中最小的岩石地层单位,等级上与沉积岩中的“层”相当。它可用其结构、成分、叠加序列等加以辨别。一般岩流层都是非正式岩石地层单位,只有那些独特、分布广、具明显标志意义的岩流层才予以命名,并作为正式岩石地层单位。层的厚度通常为一厘米到几米厚。只有由层面限制的层才是岩石地层单位的层。

图5-11 A组延伸到B组构成B组的X段

群 是比组高一级的正式岩石地层单位。群可以由两个或两个以上具有相同或相岩性(或岩性组合)、岩相和变质程度相同或相似的组组合而成。群也可以是一套尚未经深入研究,暂未分组,一经详细研究后可能被划分成组的岩石系列,如湘西元古宙地层前人开始研究时仅将其划分为冷家溪群、板溪群和其上的震旦系,经详细研究后冷家溪群被分解为雷神庙组、黄浒洞组、小木坪组和坪原组;板溪群分为横路冲组、马底驿组、铜塔湾组及武强溪组。组不一定要合并为群,只有为了更有效地在大范围内进行对比研究,或为编制小比例尺图件的需要才并组为群。群的层型通常为复合层型,其由各个组的单位层型组成。

5.4.1.2 非正式岩石地层单位(informal lithostratigraphic unit)

非正式岩石地层单位是为某些特殊需要而提出的一个无需命名,也不符合命名为正式岩石地层单位的岩石体。从考虑实用目的而非考虑岩石一致性所识别的岩石体,通常在以下情况下使用非正式岩石地层单位:①为了更精细地划分地层,或丰富地质图面内容,将一些特殊的或与上下地层岩性不一致的岩层或岩石体划分出来,如一套正常陆源碎屑岩中的火山岩夹层,浊积扇沉积地层中主水道砾石层,具有事件地层意义的风暴岩层和震积岩层等。一些非层状的岩石体,如滑移体、滑塌层、滑来岩块、碳酸盐沉积中的生物礁、底辟、盐丘等,均可用非正式岩石地层单位的名称。②一些具经济价值的岩石、矿层(或体),如含水层、煤层、油层、采石层、含矿礁以及其他有经济价值的层(或体)均可采用非正式岩石地层单位。非正式岩石地层单位可以命名,但即使给了地理专名,也是非正式岩石地层单位。

5.4.1.3 特殊岩石地层单位(special lithostratigraphic unit)

特殊岩石地层单位是相对于正常岩石地层单位提出的,两者分别使用于不同类型的岩石体。正常岩石地层(也叫史密斯地层)的形成,符合地层学三定律、化石层序律和瓦尔特相律,其岩石(或岩石组合)特征与结构、层序与地层关系在实测剖面上易于识别和纵、横向追溯。而特殊岩石地层,主要是原始层状或非层状岩石体遭受后期不同程度和不同期次的构造变形、变质作用及岩浆作用的影响和强烈改造后形成的一套岩石体,其原始的层序受到严重的破坏,岩石特性、结构与构造部分或全部遭受明显的肢解,甚至重组,或发生大幅度的构造推覆与位移,致使难以用正常的岩石地层的分类方法对其进行划分及对比,这套特殊的岩石地层也叫非史密斯地层,一般分布在造山带和(或)基底岩系中。特殊岩石地层分为以下地层单位,岩群、岩组、杂岩、混杂岩、蛇绿岩、滑塌岩、构造岩等。

(1)岩群(Group-complex)。岩群是特殊岩石地层单位中相当于正常岩石地层单位群一级的正式单位。它们是在中—高级变质岩区,或在造山带的主体部分,由于受复杂构造或强烈岩浆活动的影响,或由深熔作用导致的区域混合岩化作用而形成的一套无法建立完整层序的变质表壳岩岩石组合。这类岩石组合,往往呈现顶、底不全,并为特殊构造面所围限,或被变质花岗岩侵入体或成因复杂的花岗质岩石所包容;其岩层往往因受强烈韧性剪切作用而产生强烈糜棱岩化,使原始层序遭受强烈破坏,难以恢复完整的地层层序。

(2)岩组(Formation-complex)。岩组是岩群中根据岩石(或岩石组合)特征,进一步再分的,相当于正常岩石地层单位组一级的正式岩石地层单位。其岩层具深浅不等的变质程度,有时呈现中等至强烈糜棱岩化、片理化、布丁化,或在能干性弱的岩层中呈现为复杂的褶皱叠加和各种塑性变形特征;其原生面理往往部分或全部为后生面理所置换;其顶、底界常被次生构造面所限;岩组与岩组之间的接触关系,一般不符合原始岩石地层的叠覆原理,而是构造叠覆关系。

(3)杂岩(complex)。杂岩是指一套厚度巨大、顶底不全、由各种不同类型的岩类构成的岩石复合体,并以不规则混合的岩性或极为复杂的构造关系为特征,以致组成岩石体的原始层序模糊不清,难以对其中的单独岩石或岩石层序进行划分与填图。杂岩可作为正式岩石地层单位名称的一部分,即作为其名称中的岩石学术语,如桑干杂岩、东海杂岩等。

(4)混杂岩(melange)。混杂岩(Melange,法语,混杂之意)术语是1919年Greenly在英国威尔士Anglesey岛填图时首先引入的,其特征是原始层序完全被破坏,坚硬的块体被包裹于破碎的基质之中。混杂岩沿造山带中的缝合带分布,构成长达几十至数千千米的混杂岩带。在混杂岩带中,有的岩块(或地层体)还保存有原生的层序关系,可建立低级别的正常岩石地层单位;而岩块(或地层体)之间的接触关系,一般是特殊的构造关系。因此,在混杂岩带内通常难以从整体上建立正常的岩石地层单位系列,只能建立一种特殊岩石地层单位中的无级别非正式岩石地层单位。混杂岩带因所处的大地构造环境不同而形成不同性质的混杂岩带,在活动大陆边缘因板块俯冲形成的通常是沉积混杂岩,而在陆内碰撞造山带形成的多是构造混杂岩。

(5)蛇绿岩(ophiolite)。蛇绿岩是地球壳-幔层圈间相互作用的产物,是一种洋壳岩石组合体。自下而上为超基性-基性岩、堆晶岩、辉长辉绿岩-席状岩墙群-玄武岩或含深海沉积夹层的枕状玄武岩-硅质岩及深海泥质岩。它们不是单一的岩石地层单位,更不是杂乱无序的各类岩石混合而成的杂岩,而是一套具有成因联系和严格定位的岩浆-深水沉积岩的组合体。蛇绿岩通常因构造作用而呈层状元序状态,因此,一般将其作为特殊岩石地层单位中的一种无级别的非正式单位。

(6)滑塌岩(slump rock或olistostrome)。滑塌岩是指已生成的正常或特殊岩层(或岩石体),因受构造或重力(或其他地质)作用影响,产生滑移或崩塌而掉入正在沉积的异地地层体中的部分。它们的生成时代一般都不同程度地老于其围岩,其周边与围岩间完全被特殊地层面所围限。当滑移(或崩塌)距离不大时,其滑移(或崩塌)物被称为“滑移岩、滑移层、滑坡堆积”,其生成时代略老于围岩,两者岩性亦相近。通常作为包围它的正常岩石地层单位内的一个次一级非正式地层单位或标志层进行描述。当滑移(或崩塌)距离较大时,滑塌岩的生成时代一般明显老于围岩,其岩性特征与围岩亦明显不同,其周边与围岩间完全为特殊地层所围限。这种滑塌岩体自身常呈现为一个良好的地层剖面,其内部可进行低级别的正常岩石地层单位划分。当它由非层状岩石体组成时,则是无级别的非正式岩石地层单位。

(7)构造岩。所谓构造岩是指由构造作用形成的构造角砾岩、糜棱岩等,可构成独立的特殊岩石地层单位,是特殊地层中无级别的非正式地层单位。

5.4.2 建立岩石地层单位的程序

层型及典型地点的确定不论哪一级或什么岩类组成的每个正式岩石地层单位,都应当有一个高度概括、文字精炼的明确定义,同时指定一个该单位赖以定义的层型(典型剖面)或典型地点。对于岩石地层层型而言,定义的基础是一个岩层序列的单位层型。对于非层状或成因不明的变质岩体的岩石地层单位而言,定义的基础应该是一个单位据以下定义的特殊地点,即典型地点。层状岩石地层单位的层型和非成层岩石地层单位的典型地点可选择在特定的露头或特定的采掘处或钻孔,最好是那些地层单位名称的来源地。一旦层型或典型地点确定后,除非指定不当或界定不清,否则不可改变。除层型(正层型)和典型地点外,可以指定一个或多个辅助剖面(副层型)或另外的典型地点,作为对该岩石地层单位的补充。组或低于组的岩石地层单位的层型通常是单位层型,而高于组的岩石地层单位(如群)的层型通常是复合层型,即该群的各组层型的复合。

界线的确定岩石地层单位的界线位于岩性发生变化之处。这些界线通常被指定在岩性突变的接触面,如果一个岩石地层单位因为两种或多种岩石逐渐变化或复杂地相互穿插,而在横向或垂向上过渡到另一个单位,那么它们之间的界线就有必要人为确定,选定的界线应最适合于地层单位的划分,例如,在一个石灰岩单位向上通过页岩和石灰岩互层过渡到页岩单位的层序中,界线可以人为地置于层序中易于追溯到的最高的石灰岩层的顶部,或者置于最低的页岩层底部。在盆地覆盖区,由于钻孔向下,一般最好将这样的人为界线放在一种特定的岩石类型出现的最高位置而不是最低位置。岩性十分相似的地层往往包含着局部的或小的间断,假整合或不整合,一般不应当仅仅因为存在着这种类型的沉积间断而被划分成两个或两个以上的岩石地层单位,除非同时存在着一个易于确定岩石特征改变的界线。但是,总体上发生变化,而且被区域性的不整合或大间断隔开的相邻地层,即使不存在明显的岩性差异证明其可分时,也应避免将它们联合成一个岩石地层单位。一般情况下,组和段内不应当有不整合。平行不整合不应当见于组内,群内也很少见。

由于标志层是地层划分对比的良好标志,因此,岩石地层单位的界线最好能划在标志层的顶或底面。当岩石地层界线确定后必须进行地层对比,从层型剖面或典型地点向外延伸,查明该地层单位在区域上的空间展布规律以确定其稳定性。

岩石地层单位的命名岩石地层单位的名称应包括两个方面:一是合适的当地地理名称;二是说明其等级的合适的单位术语(群、组、段),或者能表达组成单位的主要岩石类型的单一岩石术语,如黄龙组、茅口组、Gafsa组、Spiti页岩及Manhattan片岩等。

一般正式的岩石地层单位的名称,主要由地理名称及地层单位术语两部分组成(高振家等,2000),如栖霞组和茅口组中栖霞、茅口均为该组层型剖面所在地的地名。如果某一岩石地层单位的岩性发生了横向变化,不论这种变化是起因于沉积作用,还是成岩或变质作用,是否更改地理名称建立一个另外的岩石地层单位,取决于其变化的程度。新建岩石地层单位是一件非常慎重的工作。如果是在那些界线是人为确定的、横向变化难以琢磨的情况下,用一个含义较广的名称,比使用两个或更多的名称更好。

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