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[摘要]地层学是研究地壳表层成层岩石的学科。是地质学的一个基础学科。本文从现代地层学的概念、产生、与传统地层学的区别、现状以及未来的发展趋势等几个层面对现代地层学进行了论述,特别是对目前现代地层学的发展多重化分,领域的突变观以及各分支学科的涌现及发展进行了详细论述。分析出现代地层学的主导因素,对现代地层学的研究具有实践意义。
[关键词]现代地层学 广义地层学 多重划分
[中图分类号] P539 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-5-61-2
1现代地层学概念
1.1地层学概念
地层学是研究地壳表层成层岩石的学科。地层学研究的主要范围是地层层序的建立及其相互间时间关系的确定,即地层系统的建立和地层的划分与对比。地层学是一切地质工作的基础,许多重要矿层和有用岩石都直接属于地层的一部分。在地表岩石露头中,层状岩石占有很高的比例。地层学是地质学的基础学科之一[1]。
1.2现代地层学概念的产生
现有的地层学理论、学说和概念,都是人们在一定历史条件下对自然界及其规律的一定程度的反映或认识。随着社会生产不断地发展,科学技术水平的提高,新的资料不断地涌现,特别是人们认识事物的思想方法的发展,必然要从不同的侧面、不同程度地暴露出原有知识的局限和不足,出现事实同认识的矛盾。在这种情况下,就要求人们回过头去重新审查早年流行的理论、观念、学说或概念。目前的地层学已经进入动力地层学的阶段,即自然界(地层)不仅是在空间存在着,而是在时间中生成并消逝着。世界不仅是由现存的事物构成,而是各种过程的总合。于是,象这样地运用运动学的观点分析地层资料,其变化的速度之快,以致有时竟来不及产生一个能被立刻普遍接受的观点所取代。理论地层学就是在这样快速发展的历史背景之下,应地层科学的需要而产生的, 并赋予它以现代地层学概念。
2现代地层学与传统地层学的区别
现代地层学与传统地层学的区别主要体现在划分地层的概念和理论的不同。这种理论和概念性的差别在一定程度上反映哲学观点的不同。由于地层划分概念决定着地层学的研究范围、目的、内容和方法,它是带有根本性的。不同的地层划分概念又是不气司的哲学观点在地层学这门自然科学中的反映。因此,分清两种地层学的不同是十分必要的。现代地层学的概念可以通过下面的比较体现出来:1.传统地层学认为地层主要研究岩层的地质时间顺序和年龄, 主要强调时间的关系, 只为地史学服务。现代地层学承认岩层的时间顺序重要,同时认为研究岩层的岩石特征、所含的生物内容、物理特征和其它各种属性同样也十分重要。传统地层学所强调的内容只不过是现代地层学中的年代地层划分和对比部分而已。2.传统地层学的统一地层划分概念只强调统一于时间。认为构造运动、古地理变化、沉积和剥蚀作用的变化、变质作用和岩浆活动的出现以及生物界的变迁五种现象是地壳发展的统一过程的不同表现。研究一方面的发展情况,其结果必然和研究其它方面的结果相符合。这就是地层学的统一性,即时间统一。现代地层学强调地层划分和地层单位的多重性。认为岩层有多少种能够用来作为划分地层的依据, 原则上, 地层就有多少种类的划分类别。一种特征的变化不一定非和另一种特征的变化相一致不可。现代地层学认为统一地层划分的所谓五种现象的统一,只在极个别的特殊情况下有意义。即便如此, 也不见得能证明受时间的统一。它不足以作为地层分析的一般性指导原理。3.传统地层学只承认一类地层单位,即具有固定时间(同时性)概念的所谓统一地层单位。单位与单位都是时间平行的。是时、空、岩统一论。现代地层学认为地层有多少种类的划分,就有多少种类的单位。最常使用的是岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位三类。只有年代地层单位才是时间固定的、时间平行的或等时的单位。其它种类的单位,除极性带外,大都是穿时的或与时间面斜交。现代地层学认为传统地层学的统一地层单位实际上只是现代地层学的各类单位中的一种, 即年代地层单位。现代地层学是时、空、岩关系论[2]。
3现代地层学的现状
现代地层学的基本特征是: 地层学领域的突变观、广义地层学的概念、地层的多重划分和地层学中各分支学科的涌现。
3.1广义地层学发展
广义地层学使地层学研究领域扩大,地层学含义拓宽。主要表现在两个方面:地层学不再局限于研究沉积岩,其范围几乎扩大到组成地壳的所有岩石。在地层分类系统中,该指南仍采用群、组、段的命名方案—即岩石地层的单一分类。可以看出,地层学所研究的岩石类别在拓宽。现代地层学不仅涉及岩层的形成顺序和年代关系,而且涉及岩层的形状、分布、岩性成分、化石内容、地球物理和化学性质,以及据此对环境、形成方式和地质历史所作的解释, 这是广义地层学的另一层含义。
3.2多重划分
多重地层划分是现代地层学的另一个基本特征。不同特征,地层就有多少种类的划分方法,一种特征的变化不一定和另一种特征的变化一致。地层有多少种类的划分,地层就有多少种类单位。按多重划分的概念,传统地层学的统一地层单位只相当于现代地层学的各类单位中的一种—即年代地层单位。岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位仍然是最常用的地层单位.岩石地层单位也可进一步分解为狭义岩石地层单位(沉积的)、变质地层单位和岩石谱系单位等。
3.3地层学领域的突变观
均变论取代了灾变论在地质学领域中占主导地位达150年之久的今天,因对越来越多的重大现象和一系列不断涌现的新问题无法解释,于是灾变作用和突变作用又被重新评价和讨论并被赋予了新的含义。
该理论源发于地层学,现又对地层学这门古老学科赋予了新的活力川。首先比较行星学的兴起、特殊粘土层的发现以及生物集群灭绝的研究等导致了以地外撞击为核心的新灾变论产生。其认为地球形成以来发生的一些重大地质事件并不是地球自身演化的结果, 对地球来说,属偶然事件,其规律性只能到太阳系中寻找答案。与其相对应,地质学领域内突变观兴起。与传统设想有极大差别。古气候学巾,地球的冷暖变化、冰期与问冰期、全球海平面的周期变化等,地球物理学甲磁极倒转、磁极极移,大地构造学中的板块运动等一系列过程均有突变。这一切集中于地学领域的突变观。突变观并未完全取代均变论,二者互为补充,是一事物发展的两个方面,只是人们感到地層学领域中突变更重要而已。地层学领域的突变观导致地层学方法论的巨大改变。地层学研究中只考虑三度空问是不够的,必须考虑另一个参数—地质时问,这就是现代地层学领域的四维观[3]。 3.4各分支学科的涌现及发展
广义地层学、多重划分、突变观等理论地层学的重大进展,地层学与相邻学科的交叉,带来了地层学的繁荣。其表现为各新的分支学科的涌现及传统分支学科的深入发展。这是现代地层学又一显著的特征[4]。
4现代地层学的未来发展趋势研究
地层学始终是地质学的骨架基础学科之一。其发展对未来地质学有着无法估量的作用与影响,理应受到整个地学界的关注,如何把握住未来对地层工作者来说也是至关重要的。
4.1决定现代地层学未来的几个主导因素
(1)一个学科的发展从根本上取决于社会需求.21世纪地层学发展面临的主要任务必须围绕人类社会发展的关键问题.人口、环境、资源及自然灾害这四个21世纪人类社会发展的难题大都直接与地层学有关。生态地层学、事件地层学、气候地层学等直接与环境、自然灾害研究相关。层序地层学、地震地层学、生物地层学等与能源(尤其是石油天然气开发)直接相连。年代地层学又是地质学的基础, 等等。所以21世纪的地层学将有一个较大的发展。
(2)一个学科的发展,在很大程度上与其它学科(尤其是相邻学科)的发展相依存,有人提出,21世纪是生命与信息的世纪,生命科学的发展很可能对生物地层学发展产生促进作用,正如过去几十年沉积学的发展对岩石地层学的作用一样。
(3)地质哲学理论将从总体指导思想上支配着地层学的发展。
(4)一个学科的发展离不开现实这个基础,21世纪的地层学将是现代地层学的继续和发展。
4.2现代地层学的基本特征
鉴于以上几个主导因素,现代地层学可能具备如下基本特征。
(1)广义地层学将是其主要特征之一。地层学的研究领域将继续拓宽,火成岩类,尤其是花岗岩类将作为地层学的主要研究对象之一。
(2)多重划分将是主旋律,现在兴起的各分支学科将继续发展与不断完善。一些新的分支学科还将出现。
(3)地质学领域的突变观将在地层学研究中的总体指导思想上占主导地位。突变观也将为均变论(渐变论)留有一席之地,人们在认识自然过程中思想认识将更趋于成熟。
(4)各分支学科的交叉,将导致综合年代地层学的发展。综观地层学的发展,可见地层学已经完成了从传统地层学向现代地层学的转变。现代地层学的基本特征已很明显,它正以一个崭新的面貌展现在人们面前。但是,无论在理论、概念还是在实践方面仍有待进一步完善。所以21世纪将是现代地层学的进一步发展与完善时期。
参考文献
[1]吴瑞棠. 张守信等,现代地层学, 武汉: 中国地质大学出版社, 1989,1-4.
[2]周维屏, 陈克强, 简人初等,1 : 50000区调地质填图新方法.,武汉: 中国地质大学出版社, 1993,47-51.
[3]张守信,理论地层学-现代地层学概念, 北京: 科学出版社, 1989,32-35.
[4]吴瑞棠, 王治平主編,地层学原理及方法,北京: 地质出版社, 1994,21-25.
[关键词]现代地层学 广义地层学 多重划分
[中图分类号] P539 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-5-61-2
1现代地层学概念
1.1地层学概念
地层学是研究地壳表层成层岩石的学科。地层学研究的主要范围是地层层序的建立及其相互间时间关系的确定,即地层系统的建立和地层的划分与对比。地层学是一切地质工作的基础,许多重要矿层和有用岩石都直接属于地层的一部分。在地表岩石露头中,层状岩石占有很高的比例。地层学是地质学的基础学科之一[1]。
1.2现代地层学概念的产生
现有的地层学理论、学说和概念,都是人们在一定历史条件下对自然界及其规律的一定程度的反映或认识。随着社会生产不断地发展,科学技术水平的提高,新的资料不断地涌现,特别是人们认识事物的思想方法的发展,必然要从不同的侧面、不同程度地暴露出原有知识的局限和不足,出现事实同认识的矛盾。在这种情况下,就要求人们回过头去重新审查早年流行的理论、观念、学说或概念。目前的地层学已经进入动力地层学的阶段,即自然界(地层)不仅是在空间存在着,而是在时间中生成并消逝着。世界不仅是由现存的事物构成,而是各种过程的总合。于是,象这样地运用运动学的观点分析地层资料,其变化的速度之快,以致有时竟来不及产生一个能被立刻普遍接受的观点所取代。理论地层学就是在这样快速发展的历史背景之下,应地层科学的需要而产生的, 并赋予它以现代地层学概念。
2现代地层学与传统地层学的区别
现代地层学与传统地层学的区别主要体现在划分地层的概念和理论的不同。这种理论和概念性的差别在一定程度上反映哲学观点的不同。由于地层划分概念决定着地层学的研究范围、目的、内容和方法,它是带有根本性的。不同的地层划分概念又是不气司的哲学观点在地层学这门自然科学中的反映。因此,分清两种地层学的不同是十分必要的。现代地层学的概念可以通过下面的比较体现出来:1.传统地层学认为地层主要研究岩层的地质时间顺序和年龄, 主要强调时间的关系, 只为地史学服务。现代地层学承认岩层的时间顺序重要,同时认为研究岩层的岩石特征、所含的生物内容、物理特征和其它各种属性同样也十分重要。传统地层学所强调的内容只不过是现代地层学中的年代地层划分和对比部分而已。2.传统地层学的统一地层划分概念只强调统一于时间。认为构造运动、古地理变化、沉积和剥蚀作用的变化、变质作用和岩浆活动的出现以及生物界的变迁五种现象是地壳发展的统一过程的不同表现。研究一方面的发展情况,其结果必然和研究其它方面的结果相符合。这就是地层学的统一性,即时间统一。现代地层学强调地层划分和地层单位的多重性。认为岩层有多少种能够用来作为划分地层的依据, 原则上, 地层就有多少种类的划分类别。一种特征的变化不一定非和另一种特征的变化相一致不可。现代地层学认为统一地层划分的所谓五种现象的统一,只在极个别的特殊情况下有意义。即便如此, 也不见得能证明受时间的统一。它不足以作为地层分析的一般性指导原理。3.传统地层学只承认一类地层单位,即具有固定时间(同时性)概念的所谓统一地层单位。单位与单位都是时间平行的。是时、空、岩统一论。现代地层学认为地层有多少种类的划分,就有多少种类的单位。最常使用的是岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位三类。只有年代地层单位才是时间固定的、时间平行的或等时的单位。其它种类的单位,除极性带外,大都是穿时的或与时间面斜交。现代地层学认为传统地层学的统一地层单位实际上只是现代地层学的各类单位中的一种, 即年代地层单位。现代地层学是时、空、岩关系论[2]。
3现代地层学的现状
现代地层学的基本特征是: 地层学领域的突变观、广义地层学的概念、地层的多重划分和地层学中各分支学科的涌现。
3.1广义地层学发展
广义地层学使地层学研究领域扩大,地层学含义拓宽。主要表现在两个方面:地层学不再局限于研究沉积岩,其范围几乎扩大到组成地壳的所有岩石。在地层分类系统中,该指南仍采用群、组、段的命名方案—即岩石地层的单一分类。可以看出,地层学所研究的岩石类别在拓宽。现代地层学不仅涉及岩层的形成顺序和年代关系,而且涉及岩层的形状、分布、岩性成分、化石内容、地球物理和化学性质,以及据此对环境、形成方式和地质历史所作的解释, 这是广义地层学的另一层含义。
3.2多重划分
多重地层划分是现代地层学的另一个基本特征。不同特征,地层就有多少种类的划分方法,一种特征的变化不一定和另一种特征的变化一致。地层有多少种类的划分,地层就有多少种类单位。按多重划分的概念,传统地层学的统一地层单位只相当于现代地层学的各类单位中的一种—即年代地层单位。岩石地层单位、生物地层单位和年代地层单位仍然是最常用的地层单位.岩石地层单位也可进一步分解为狭义岩石地层单位(沉积的)、变质地层单位和岩石谱系单位等。
3.3地层学领域的突变观
均变论取代了灾变论在地质学领域中占主导地位达150年之久的今天,因对越来越多的重大现象和一系列不断涌现的新问题无法解释,于是灾变作用和突变作用又被重新评价和讨论并被赋予了新的含义。
该理论源发于地层学,现又对地层学这门古老学科赋予了新的活力川。首先比较行星学的兴起、特殊粘土层的发现以及生物集群灭绝的研究等导致了以地外撞击为核心的新灾变论产生。其认为地球形成以来发生的一些重大地质事件并不是地球自身演化的结果, 对地球来说,属偶然事件,其规律性只能到太阳系中寻找答案。与其相对应,地质学领域内突变观兴起。与传统设想有极大差别。古气候学巾,地球的冷暖变化、冰期与问冰期、全球海平面的周期变化等,地球物理学甲磁极倒转、磁极极移,大地构造学中的板块运动等一系列过程均有突变。这一切集中于地学领域的突变观。突变观并未完全取代均变论,二者互为补充,是一事物发展的两个方面,只是人们感到地層学领域中突变更重要而已。地层学领域的突变观导致地层学方法论的巨大改变。地层学研究中只考虑三度空问是不够的,必须考虑另一个参数—地质时问,这就是现代地层学领域的四维观[3]。 3.4各分支学科的涌现及发展
广义地层学、多重划分、突变观等理论地层学的重大进展,地层学与相邻学科的交叉,带来了地层学的繁荣。其表现为各新的分支学科的涌现及传统分支学科的深入发展。这是现代地层学又一显著的特征[4]。
4现代地层学的未来发展趋势研究
地层学始终是地质学的骨架基础学科之一。其发展对未来地质学有着无法估量的作用与影响,理应受到整个地学界的关注,如何把握住未来对地层工作者来说也是至关重要的。
4.1决定现代地层学未来的几个主导因素
(1)一个学科的发展从根本上取决于社会需求.21世纪地层学发展面临的主要任务必须围绕人类社会发展的关键问题.人口、环境、资源及自然灾害这四个21世纪人类社会发展的难题大都直接与地层学有关。生态地层学、事件地层学、气候地层学等直接与环境、自然灾害研究相关。层序地层学、地震地层学、生物地层学等与能源(尤其是石油天然气开发)直接相连。年代地层学又是地质学的基础, 等等。所以21世纪的地层学将有一个较大的发展。
(2)一个学科的发展,在很大程度上与其它学科(尤其是相邻学科)的发展相依存,有人提出,21世纪是生命与信息的世纪,生命科学的发展很可能对生物地层学发展产生促进作用,正如过去几十年沉积学的发展对岩石地层学的作用一样。
(3)地质哲学理论将从总体指导思想上支配着地层学的发展。
(4)一个学科的发展离不开现实这个基础,21世纪的地层学将是现代地层学的继续和发展。
4.2现代地层学的基本特征
鉴于以上几个主导因素,现代地层学可能具备如下基本特征。
(1)广义地层学将是其主要特征之一。地层学的研究领域将继续拓宽,火成岩类,尤其是花岗岩类将作为地层学的主要研究对象之一。
(2)多重划分将是主旋律,现在兴起的各分支学科将继续发展与不断完善。一些新的分支学科还将出现。
(3)地质学领域的突变观将在地层学研究中的总体指导思想上占主导地位。突变观也将为均变论(渐变论)留有一席之地,人们在认识自然过程中思想认识将更趋于成熟。
(4)各分支学科的交叉,将导致综合年代地层学的发展。综观地层学的发展,可见地层学已经完成了从传统地层学向现代地层学的转变。现代地层学的基本特征已很明显,它正以一个崭新的面貌展现在人们面前。但是,无论在理论、概念还是在实践方面仍有待进一步完善。所以21世纪将是现代地层学的进一步发展与完善时期。
参考文献
[1]吴瑞棠. 张守信等,现代地层学, 武汉: 中国地质大学出版社, 1989,1-4.
[2]周维屏, 陈克强, 简人初等,1 : 50000区调地质填图新方法.,武汉: 中国地质大学出版社, 1993,47-51.
[3]张守信,理论地层学-现代地层学概念, 北京: 科学出版社, 1989,32-35.
[4]吴瑞棠, 王治平主編,地层学原理及方法,北京: 地质出版社, 1994,21-25.