地层的数字定年概述

地层学的主要目的是要描述各种地层体的时空关系，其中时间维是地层学的基础和核心。所谓地层的数字定年(dating of stratum)就是运用年代学方法对地层体的时间进行确定，即确定地层的绝对年龄。根据地层层序律和生物地层学方法人们只能确定地层的相对先后顺序，数字定年方法才能约束地层的绝对年龄或定量的时间延续。此外，许多地层体往往缺乏化石或其他可赖以进行时代对比的依据，此时，数字定年就成为确定这类地层时代的唯一手段。因此，地层的数字定年主要有两方面的作用:其一，对赖以进行全球对比的地层年表的时间确定和修订;其二，对没有生物时代依据的地层进行年代限定。在具体的应用过程中，我们的工作重点是围绕如何确定一些没有生物时代依据的地层的时代，包括以下几个方面:

(1)前寒武纪地层。前寒武纪地层中缺乏良好的化石纪录，而前寒武纪时间又占地球历史的3/4以上，对如此漫长的地质历史中的地层纪录的时间标定无疑依赖于数字定年。

(2)新生代特别是第四纪地层。大陆地区新生代地层一般为陆相地层，除湖积地层外，其他成因类型地层往往缺乏化石。另外，新生代地层特别是第四纪地层时限短，但它是最接近现代地球环境的最后一个地质时代，与人类的生存息息相关，这就决定了对新生代地层特别是第四纪地层的研究要有更高精度的时间标尺，而这显然是以生物演化为基础的生物地层学所难以达到的。因此，不断发展的新年代学(cenozoic chronology)起着重要的作用(陈文寄等，1991，1999)。

(3)造山带混杂岩(mélange)地层。稳定区或者大陆边缘地层一般连续性好，生物十分丰富，人们可以通过化石的生物区系对比来确定地层时代，但是，造山带中的混杂岩地层，由于空间延续性差，为系列构造岩片组合，化石稀缺或化石代表性差，如一个放射虫硅质岩岩片的放射虫化石不能作为整个混杂岩地层的时代依据，因此，混杂岩地层的时代归属往往是一个难题。由此，通过不同岩片的数字定年会对解决混杂岩地层年代发挥重要作用。

地层的数字定年是一个复杂的多学科交叉领域，涉及到地层学、同位素年代学、变质地质学、成因矿物学和第四纪地质学等多学科领域。地层的数字定年随着同位素理论的发展和测年技术的不断进步，其测量精度也不断提高。Dodson(1973)提出的封闭温度理论是同位素年代学理论的一个重要的里程碑，为解释同位素年龄的地质意义和测年方法的选择奠定了理论基础。测年技术的发展，如矿物微区定年(微区激光Ar－Ar定年、高分辨率离子显微探针质谱法定年)，大大延伸了数字定年体系的应用广度和精度，使得定年体系的目的性更明确，预见性更强，精度及分辨率更高。新年代学测年技术的发展将为更精确建立第四纪的地质时间坐标做出重要贡献。

近几十年来，测年技术得到了长足发展，测年手段不断增多，测年精度也不断提高，归纳起来，定年方法可归为两大类，即放射性同位素定年和物理学定年。用于进行地层定年的放射性同位素年代学方法主要有K－Ar法、Ar－Ar法、U－Pb法、Rb－Sr法、Sm－Nd法、铀系不平衡法和宇宙核素法(14 C法，10 Be和26 Al法);物理学定年方法主要有古地磁学方法、热释光法(TL)和光释光法(OSL)、电子自旋共振法(ESR)和裂变径迹法等。