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地质工作者是根据什么判断岩层年代的?

本帖由 漂亮的石头2016-07-03 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    日报标题:遇到好几亿岁的朋友,也能判断它们的生日


    最近在嵩山实习,实习考试说的那些石灰岩是寒武纪的,这些是二叠纪的等等,哪位大神能举个例子,给个举一反三的机会?ヽ(*´Д`*)ノ

    [​IMG] Tony Soup,地质工作者

    A.目前的地质学实习,是以生产单位的需要进行的,也就是已知地层柱和年代的地质调查活动。

    B.而题主提的问题,是希望能在空白区内知道某地层的年代。

    这是不同的两个阶段。1.先建立地层柱,测出地层年代,2.才能进而对比地层,绘制地质图,并得知各个位置地层的年代。现在地质单位只需要毕业生做第二阶段的工作。

    翁文灏丁文江等中国地质学开山鼻祖面对的就是第一阶段的问题,在空白区建立地层柱,并为地层断代。举个例子,你想知道两只看起来差不多大的小白鼠到底哪个更老。于是你按照亲缘关系,发现舒克的爸爸是贝塔的爷爷。那么舒克应该更老一点。地层也是一样,构造稳定的地区,年轻的地层盖在老地层上面。这样就可以建立地层与地层之间的相互关系。建立这个关系的地点叫做标准地层柱,也就是实习的时候通常第一天要看的地点。

    有了地层相互关系,就可以利用古生物来断代。大致的原理如下:

    [​IMG]

    图片来源:https://market.cloud.edu.tw/content/senior/earth/tp_ml/dino/environ.htm

    如果在某一地层中找到某一类化石组合,就可以确定此地层的年代。比如以上图来看,如果发现有三叶虫,笔石,甲胄鱼的组合,那么地层就应该是志留系。但是,这个工作在实习期间是不会让学生做的。所以题主应该对此没有概念。

    这样,志留系之上就应该是泥盆系,之下就应该是奥陶系。具体到如何分界,有无平行不整合就不具体讨论了。扔一张图,有兴趣的知友可以自己琢磨

    [​IMG]

    图片来源:地层_[地]石油地质

    古生物断代方法的局限在于仅适用于沉积地层,对于火成岩变质岩就基本处于懵逼状态。

    除了古生物断代,也可以用同位素测年来测年代。此方法通常用于火成岩及部分变质岩。比如层状的火山岩就可以为地层柱提供很好的年代限制。不过,深成的火成岩即使测得年代,对于地层柱的帮助也并不显著。变质岩,例如官地杂岩,用同位素测年,常常是用来确定构造期次而不是沉积地层的年龄。而且,有些地层因为缺乏古生物,以及上下地层和火成岩的限制,年龄一直是个迷,比如昔格达组。(当然还有很多其他的测年方法可以使用,比如释光,古地磁,宇宙成因核素等,但大都仅限于第四纪)

    标准地层柱,又称为地质金钉子,周边地区的地层年代都要与之对比。比如周口店地区,八角寨拴马桩,中元古至新元古界标准剖面,在填图实习之前不仅要观察,牢记,还要作柱状图,对比岩性及构造特征。因为,这就是填图实习用的尺子(不过,填图实习区其实主要是古生代的地层啦)。

    使用尺子的方法:

    先观察地层岩性,构造特征,与已知地层柱对比,初步筛选出几个有可能的选项。然后根据地层厚度,上覆地层和下伏地层的特征再次对比。如果对比仍不清楚,就需要考虑沉积相的范围和可能的变化,甚至进行地层追索。最终确定地层的名称和年代。

    就题主目前的嵩山实习而言,要想达到一眼就能看出地层年代的水平,还需要很长时间的锻炼。所以,认真看地层,观察岩性,构造,熟记地层名称,年代,沉积环境,识别特征,好好迈出地质学实习的第一步吧!

    如果哪一天你在地大武汉的校门口看到黑色椭球状岩石,脱口而出“这是寒武系底部的黑色炭质页岩”,恭喜你,终于可以不用问别人地层的年代是怎么知道的了……

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