事件地层学
2014-01-21 11:58:07   来源:化石网   评论:0 点击:

事件地层学 事件地层学是研究利用地质事件及其地质记录,来对比地层和确定地层界线的地层学分支学科。根据事件地层学的观点,地层构架是由一系列缓慢渐变过程和短暂的突变或灾变事件组成,而突变或灾变事件在地

事件地层学

    事件地层学是研究利用地质事件及其地质记录,来对比地层和确定地层界线的地层学分支学科。根据事件地层学的观点,地层构架是由一系列缓慢渐变过程和短暂的突变或灾变事件组成,而突变或灾变事件在地层研究中有特殊意义,地层界线本质上应反映突变。因此,事件地层学与以渐变论和均变论为基础的传统地层学有显著区别。

    事件地层学作为一个独立的分支学科,是在20世纪80年代形成的,但与之有关的认识则要早得多。人们早就认识到地质历史上的各种地质事件,如生物突变或生物大量绝灭、地壳褶皱运动和升降运动、火山喷发、气候异常、地磁极倒转、海平面升降变化、沉积环境突变和地球化学条件突然改变等,并应用这些变化对比和划分地层。

    1973年,英国地质学家阿格提出了“事件地层学”的概念,但主要是涉及地球本身发生的事件。70年代末~80年代初,美国自然科学家阿耳瓦雷茨等对白垩系与第三系之间界线含铱量的研究,提出在界线处发生过外来天体撞击地球事件的假说。这个假说进一步推动了事件地层学的发展。

    在白垩-第三系界线上全球的恐龙灭绝,海洋中的菊石动物永远消失,一部分有孔虫、珊瑚及超微生物死亡。据统计,在界线之下的白垩纪末期有各类生物2868个属,界线之上的第三纪初期仅有1502个属,说明以这条线为界,有近一半生物绝灭。从种-级统计,则有75%生物消失。

    为了探求恐龙及其他生物突然发生全球性绝灭的原因,对这条界线进行详细研究,发现在界线处稀有元素铱异常值突然增高,类似现象在全球各大陆和大洋的多处均有发现。并在有些地点见到表面急速冷却形成特殊纹饰的微球粒。上述特殊现象,尤其是铱异常的发现,导致产生天体撞击地球突变假说。

    根据这种地外灾变事件和它触发的地内事件,使环境突然改变、沉积物突然变化,生物突然大量绝灭,形成了独特的地层界线。由于宇宙事件发生突然、时间短暂、规模巨大,影响全球,其地层记录具有“全球等时性”的特点,是十分理想的地层对比标志。后来对其他地层界线的研究,也发现类似白垩第三系界线的情况。80年代,事件地层学已不仅涉及地内事件,而且扩展到宇宙事件。

    任何地质事件都可能在地层中留下相应的地质记录。根据这些记录便可推断事件的类别、性质及规模,探讨事件的成因及其地层价值。地质事件通常分地内事件和地外事件(宇宙事件)。地内事件包括生物绝灭、地磁极倒转、海平面升降、火山喷发及火山灰降落、洋中脊体积变化、地壳运动、气候变化、沉积环境变化、缺氧环境出现、浊流和风暴等;地外事件包括陨星和彗星撞击地球、超新星爆发、太阳辐射强度变化等。这些事件既有突变的,也有灾变的;既有地质历史上极罕见的,也有周期性出现的。

    地质事件造成的影响及产物在地层构架中以生物界变革或沉积特征变化记录下来,成为事件地层学研究的基本依据,成为地层对比划分的标志。例如,火山喷发形成火山岩层,大范围内火山灰降落形成凝灰岩;全球性气候降温可导致冰川广布,堆积冰碛岩;地磁极倒转都可能在各地的沉积物中被记录下来;天体撞击能形成特殊的粘土层,其岩石性质、产状、地球化学特点等与普通沉积岩十分不同,其厚度小、分布广、富含铱等稀有元素,形成所谓“界线粘土层”。

    同一事件的地层记录在不同地区的地层剖面上是同时发生的。等时性是衡量一种事件的年代地层学价值的最重要标准。一般地说,一个事件的等时性随着地域扩大而变差,事件等时性与事件传播速度有关,传播速度越快,等时性越好。地外事件的等时性一般比地内事件的要好。大规模的外星撞击地球造成的地层记录可能是全球等时性。当前主要通过生物地层学、磁性地层学及绝对年龄测定等方法来论证事件的等时性。

    确定地层界线是地层工作的重要任务,当前最迫切的是确定年代地层界线。目前通常采用的是界线层型法。这一方法要求界线选在连续层序剖面的单一岩相中,要以谱系上有祖裔关系的带化石作为确定界线的依据。由于界线层型法在确定界线时缺乏公认的标志,因此只能采用投票表决的人为方法决定地层界线。

    与此同时,德国古生物学家瓦利泽尔等认为系统以至阶的界线都发生过某些地质事件,形成了一种“事件地层界线”,主张用事件地层界线作为地层界线。事件地层界线比界线层型有标志明显、易于识别、方便野外追溯等优点。目前正在研究的具代表性的事件地层界线有:震旦-寒武系、二叠-三叠系、白垩-第三系、奥陶-志留系、泥盆-石炭系及弗拉斯-法门阶等界线。

    恢复地壳的发展史是地层学的基本任务。整个地质历史是由一系列缓慢渐变过程和无数急剧突变或灾变事件构成的。在地层剖面中,缓慢淅变过程常以连续的沉积物和古生物演化系列保存下来,突变或灾变事件常表现为沉积间断、不整合、古生物演化系列中断和特殊的事件沉积层等。

    过去,不论进行盆地分析还是恢复某个地区的地质历史,往往侧重于渐变过程的历史分析,而忽视突变或灾变事件的地史意义。但事件地层学的观点认为,突变或灾变事件对地质历史进程的影响更为深远。例如,当前热烈讨论的某些地质时期发生的宇宙星体撞击事件,据信对生物史和沉积史产生转折性的影响。因此,要恢复地质历史的真实面目。关键在研究各种地质事件。

 

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