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如何进行地层划分？——谈谈年代地层、岩石地层与生物地层

来源：花匠小妙招时间：2025-03-16 03:06

“地层”是一切成层岩石的总称。

地层形成的原因和环境、与矿产的关系，以及它们在地球发展历史中所占据的时间先后位置，是地层研究的内容和基础。地层划分是对一个地区的地层剖面中的岩层进行划分，建立地层层序的工作。在划分一个地区的地层时，必须充分参考邻区已经建立的地层划分方案，便于地层对比。

地层划分与对比及综合地层柱状图（来源：舒良树，《普通地质学》）

多重地层划分示意图（据Hedberg，1976）

年代地层、岩石地层和生物地层是最常见的地层划分方式。年代地层是指特定的地质时间间隔中形成的所有成层或非成层的综合岩石体。主要通过同位素、化石、地磁研究确定地层形成的地质年代，同一年代形成的地层，不论其性质异同，即归入同一年代地层中。地质学家们根据地壳岩石的年龄及形成时间，进行了年代地层分类。并建立了一个全球标准年代地层表。

国际年代地层表

岩石地层是指由岩性、岩相或变质程度均一的岩石构成的地层体，即以岩性、岩相为主要划分依据的地层，岩石地层的地理分布只能是区域性，其可以具穿时性。

小知识

史密斯地层与非史密斯地层：正常的岩石地层通常都符合地层学三定律（地层叠复律、化石顺序律、瓦尔特相律），将其称之为“史密斯地层”。而一些在造山带混杂岩区特殊的岩石地层，由于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，形成了全部无序或部分无序的岩石体，将其称为“非史密斯地层”。“非史密斯地层”难以用正常的岩石地层分类方法对其进行划分，采取地层单位包括岩群、岩组、杂岩、混杂岩、蛇绿岩等。

生物地层是根据化石类型、分布、化石特征划分，并区别于相邻地层的客观地质实体。生物（地层）带是常用的生物地层单位，它是根据不同的生物内容和生物特征进行的分带。

不同时期地层中的古生物种类（来源网络）

小知识

哑地层：在生物地层学上，通常将生物化石贫乏的地层称为“哑地层”。哑地层也是相对的，随着研究的深入，也会让“哑地层”开口说话。如志留纪有一“黑”一“红”两套地层，其中红层缺少化石发现，被地质学家称为“哑地层”。随着滨海涌洞鱼的发现，其作为一种较原始的真盔甲鱼类在“哑地层”中被发现，填补了红层古生物化石空白，为华南地区志留纪地层的精细划分对比提供了新的化石证据，具有重要的地层学意义。

滨海涌洞鱼化石上，背部的眼睛、中背孔以及中横联络管的脉络清晰可见（来源：重庆市规划自然资源局）

地层不同的划分方式是由其研究目的决定的。我们可以通过岩石天然剩余磁性的测定，求出地磁场的极性变化来划定磁性地层。运用地层中保存的同位素比值和微量元素含量的变化等来划分化学地层。以生物群落演化事件作为地层标志来划分的生态地层。

小知识

地磁极性倒转：地球磁极在地质时期中的交替现象。不同地质年代的岩石，有的是正向磁化的（即同现代地磁场方向相同），也有的是反向磁化的。不同岩石的磁极变化是划分磁性地层的依据。

年代地层单位分级

年代地层表常采用宇、界、系、统、阶五级。

宇：最大的年代地层单位，是一个“宙”的时期内形成的地层。地球46亿年被划分为四个宇级单位：冥古宇、太古宇、元古宇、显生宇。

界：一个“代”的时间内形成的地层，根据大的生物门类的演化特征划分，如古生界主要为海生无脊椎动物。

系：一个“纪”的时间内形成的地层，根据较大的生物门类（如纲、目）的演化特征划分，如寒武系-三叶虫纲；奥陶纪-直角石类、笔石；泥盆纪-鱼类。

统：一个“世”的时间内形成的地层，根据次一级的生物门类（如科、属）演化特征划分，以上、中、下或地名命名。

阶：指在一个“期”的时间内形成的地层，是年代地层单位中最基本的单位。期的划分主要是根据属级的生物演化特征划分。阶的应用范围取决于建阶所选的生物类别，以游泳型、浮游型生物建的阶一般可全球对比，如奥陶系、志留系以笔石建的阶、中生代以菊石建的阶。而以底栖型生物建的阶一般是区域性的，只能用于一定区域，如寒武系以底栖型生物三叶虫建的阶。

小知识

中国命名的阶名：在金钉子（全球界限层型剖面和点位）的研究和申报中，有7个阶由其剖面所在地命名，分别是二叠系乐平统的长兴阶、吴家坪阶，奥陶系中奥陶统的大坪阶，寒武系芙蓉统的江山阶、排碧阶，寒武系苗岭统的古丈阶、乌溜阶，这是中国地质工作者的荣誉。

岩石地层单位分级

正式岩石地层单位按照级别可以分为群、组、段、层四个层级，其中“组”是基本单位。

群：岩石地层系统中最大的分类单位。群是由两个或两个以上经常伴随在一起而又具有某些统一的岩石学特点的组联合构成，也可以将一大套地层厚度巨大，岩类复杂，又因受到构造扰动致使原始顺序无法重建的地层视为一个特殊的群。如新元古界梵净山群、板溪群。

梵净山群与板溪群不整合接触（位于世界自然遗产地梵净山）

（来源：马义波等，贵州梵净山地区主要地质遗迹资源及其开发保护建议）

组：岩石地层划分的基本单位，用于地质填图、描述和阐明区域地质特征。组是野外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程度特征一致，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，或者以一种岩石为主间有重复出现的其他岩石的夹层；或者由两三种岩石交替出现的互层所构成。

罗惹坪组九蟒多彩石（位于石柱县新乐乡）（来源：自然之美图册）

段：是低于组、高于层的岩石地层单位，正式命名的段需具有与组内相邻岩层明显不同的岩性特征，并分布范围广，代表组内具有明显岩性特征的一段地层。段可用地名加“段”来命名，也可用岩石名称加“段”命名，如綦江段、砂岩段等。自流井组划分为东岳庙段、马鞍山段和大安寨段。

丰都县三建乡自流井组岩性柱状图（来源：李海等，丰都三建乡自流井组地层特征及沉积相分析）

层：是最小的岩石地层单位，指岩性、成分、生物组合等具有明显特征，显著区别于相邻岩层的单层或复层。层的厚度可为数厘米至十余米。具有区域性地层划分对比标志的层才正式命名，常作为非正式岩石地层单位使用。

万盛区黑山镇奥陶系中统牯牛潭组－临湘组实测地层剖面（来源：1:5万南桐矿区等4幅区域地质调查项目组）

生物地层单位分级

在漫长的地质历史时期，地球上曾经出现过各种各样的生物，它们伴随地球历史进程经过了一段长期而又复杂的演化过程。生物地层单位常用组合带、延限带、顶峰带。

组合带（群集带）：是以所有化石类型（群类联合）某一种或几种类型构成的一个自然共生或埋葬为依据划分，与相邻地层有明显区别的具有生物地层特征的地层体。带的界线可划在标志该单位特征存在的生物面上。带的名称由2-3个最特征的分类单位名称联合单位术语组成，如Redlichia murakamii(村上莱德利基虫)—Eoptychoparia(始褶颊虫)组合带。

组合带示意图（来源网络）

延限带：是依据地层中所含化石一个或数个选定的分类单位的垂向和侧向分布范围划分的地层单位。其带的界线是选定的生物分类单位已知的首现和末现生物面，如Hupeidiscus(湖北盘虫)延限带。

延限带示意图（来源网络）

富集带（顶峰带）：是根据某些生物分类单位的发育顶峰或极大发育，但不是根据它们总延续时限划分的地层体。发育顶峰可以是一种化石非常丰富，或一个属的种十分繁多。该带以最发育分类单位命名，以明显富集部位的顶底作为顶峰带的界线，如Redlichia guizhouensis(贵州莱德利基虫)顶峰带。

富集带示意图（来源网络）

组合带、延限带和顶峰带是生物地层的三种类型，而不是相互包含或从属的三个级别。

小知识

奥佩尔带：源自德国古生物学家阿尔伯特·奥佩尔，与共存延限带为同义，但前者多指一种划分不十分严格的共存延限带。通常以某些经过选定的特征种或属的共存作为这种带的主要鉴别标志，并以其中一具有代表性的种或属来命名。例如，Siphogerinoides bramletti奥佩尔带。

三者的区别与联系

年代地层单位不穿时，它与时间严格对应，它反映了全球统一的地质发展阶段，对了解全球地质史有巨大的优点。年代地层是指某种生物生存的时间内形成的全部地层，并非仅指含有化石的地层。。

岩石地层单位具穿时性，它反映了一个地区的地质发展阶段，主要受沉积-古地理环境控制，对了解某一区域的地质发展史有重要意义。

生物地层是物质性的，它是指含有某化石的地层。生物地层单位不连续，不能独成系统，是为年代地层系统服务的。

三个不同的地层划分方式从不同的侧面反映了地质发展阶段的共性与个性，对了解和认识全球与区域地质发展的联系都是不可缺少的。

在野外地质工作中，岩石地层的识别和标志是最基本、最直接的工作。生物地层和年代地层都是在岩石地层工作的基础上进行的。生物地层通过对岩石地层进行连续化石标本采集，分析地层中产出的生物化石面貌，根据对化石标本的鉴定情况，建立若干个生物化石带。根据生物化石带的分布，以及岩石地层的对比，识别出地层的地质年代。而地层的绝对年龄，往往需要利用同位素才能确定。

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