相对地质年代的确定方法

岩石是地质历史演化的产物，也是地质历史的记录者，无论是生物演变历史、构造运动历史还是古地理变迁历史等，都会在岩石中打下自己的烙印。因此，研究地质年代必须研究岩石中所包含的年代信息。确定岩石相对地质年代的方法通常依靠下述 5 条准则。

1.地层层序律

地质历史上某一时代形成的层状岩石称为地层（stratum）。它主要包括沉积岩、火山岩以及由它们经受一定变质的浅变质岩。这种层状岩石最初一般是以逐层堆积或沉积的方式形成的，所以，地层形成时的原始产状一般是水平或近于水平的，并且总是先形成的老地层在下面，后形成的新地层盖在上面。这种正常的地层叠置关系称为地层层序律，它是确定同一地区地层相对地质年代的基本方法。当地层因构造运动发生倾斜但未倒转时，地层层序律仍然适用，这时倾斜面以上的地层新，倾斜面以下的地层老；当地层经剧烈的构造运动，层序发生倒转时，上下关系则正好颠倒，见图 2.1。

图2.1　地壳变化前后的层序

2.生物群层序律

地层层序律只能确定同一地区相互叠置在一起的地层的新老关系，在对比不同地区地层之间的新老关系时就显得无能为力了。这时，地质学上常常利用保存在地层中的生物化石来确定地层的新老关系。

地质历史上的生物称为古生物，化石是保存在地层中的古代生物遗体和遗迹，它们一般被钙质、硅质等充填或交代。18—19 世纪，古生物学家与地质学家通过对不同地质历史时期的古生物化石的详细研究，终于得出了对生物演化的规律性认识——生物演化律，即生物演化的总趋势是从简单到复杂、从低级到高级，以往出现过的生物类型在以后的演化过程中绝不会重复出现。该规律前半句反映了生物演化的阶段性，后半句反映了生物演化的不可逆性。这一规律用来确定地层的相对地质年代时就表现为：不同时代的地层中具有不同的古生物化石组合，相同时代的地层中具有相同或相似的古生物化石组合；古生物化石组合的形态、结构越简单，则地层的时代越老，反之则越新。这就是化石层序律或称生物群层序律。利用化石层序律不仅可以确定地层的先后顺序，而且还可以确定地层形成的大致时代。

3.岩性对比

在同一时期、同一地质环境下形成的岩石，具有相同的颜色、成分、结构、构造等岩性特征和层序规律。因此，可根据岩性及层序特征对比来确定某一地区岩石地层的时代。

4.地层接触关系

岩层的接触关系有沉积岩之间的整合接触、平行不整合接触、角度不整合接触以及岩浆岩与围岩之间的沉积接触和侵入接触，见图 2.2 和图 2.3。接触关系是同一地区在不同地质时期发生不同性质构造运动的结果。

图2.2　沉积岩岩层接触关系剖面示意图

图2.3　岩浆岩的侵入接触和沉积接触(www.xing528.com)

整合接触指新、老两套地层产状一致，它们的岩石性质与生物演化连续而渐变，沉积作用没有间断。

平行不整合接触又叫假整合接触，指新、老地层产状基本相同，但两套地层之间发生了较长期的沉积间断，其间缺失了部分时代的地层。

角度不整合接触指相邻的新、老地层之间缺失了部分地层，且彼此之间的产状也不相同，成角度相交。

侵入接触指岩浆侵入体侵入沉积岩之中，使围岩发生变质。侵入接触说明岩浆体形成年代晚于沉积岩层的形成年代。

沉积接触指岩浆岩形成后经过长期风化剥蚀，在剥蚀面上又形成新的沉积岩层，剥蚀面上沉积岩层无变质的现象。沉积接触说明岩浆体形成年代早于沉积岩层的形成年代。

5.地质体之间的切割律

上述规律主要适用于确定沉积岩或层状岩石的相对新老关系，但对于呈块状产出的岩浆岩或变质岩则难以运用，因为它们不成层，也不含化石。但是，这些块状岩石常常与层状岩石之间以及它们相互之间存在着相互穿插、切割的关系，这时，它们之间的新老关系依地质体之间的切割律来判定，即较新的地质体总是切割或穿插较老的地质体，或者说切割者新、被切割者老。

通过已经建立的各地区的区域地层系统的对比和补充，已建立起包括整个地质时代所有地层在内的、完整的、世界性的标准地层及相应的地质年代表。

地质年代按时间的长短依次是宙、代、纪、世、期。在地质历史上每个地质年代都有相应的地层形成，与宙、代、纪、世、期一一对应的地层年代单位分别是宇、界、系、统、阶。

地质时代分太古代、元古代、古生代、中生代和新生代，每一代还分几个纪，每个纪中又分几个世。地层系统和地质时代相适应，分别称为界、系、统，如古生代二叠纪形成的地层称为古生界二叠系。表 2.2 所示为地层系统和地质时代表。

表2.2　地质年代

表2.2 所示的是国际性地层单位，即世界上各处的地层，不论其岩性差别如何，只要根据其生物化石特征进行对比，如果可以确定它们是属于同一时代形成的，都可以用同样的界、系、统等作为地层划分的单位。

除了国际性地层单位外，按着岩性特征划分的地层单位称为群、组、段，组和段都是群以下的次一级单位。例如：本溪地区存在石炭系中统和上统，这是根据生物化石特征按国际性地层系统来划分的；另外，把这两套包括海相和陆相沉积、各具有一定岩性特征的地层又分别命名为本溪组（中统）和黄旗组（上统），以突出它们的岩性和含矿特征。由于各个地区地层岩性有变化，所以一个组的名称在使用地域范围上不是很广泛。本溪组一名限于华北地区内含有海陆交互相沉积的石炭系中统地层，黄旗组一名使用范围仅适合于辽东。前震旦系由于大多缺乏生物化石作为划分对比地层的根据，所以在“界”的下面都是以“群”来作为划分地层的单位。按岩性划分的地层单位又称为地方性地层单位。