17 地层划分与岩相分析～结合相关高考真题-备战高考地理之探讨大学地理知识


地层划分与岩相分析～结合相关高考真题
地壳的发展历史简称地史。借此可了解地壳发展过程和演化规律。地球经历了46亿年的历史，并被地层记录。地层留下了历史事件痕迹，保存了不同时代的生物遗迹，遗留了环境变化的物证。通过地层层序、构造顺序和古地理环境的分析，可恢复历史。这需要全球统一的、客观的时间标尺。
一、地层学原理
地层即地壳上部成带状展布的层状岩石或堆积物。
人类很早就把陆地高山上岩层中所含的化石，作为“沧海桑田”海陆变化的证据。达·芬奇将贝类化石和现代贝类进行比较，得出化石是过去生物的遗体的结论。论述了是地壳运动把含有生物化石的岩层抬升到高处。科隆纳将化石分为陆生、海生两大类。
丹麦学者斯泰诺论述了地层、山脉的形成过程，并提出地层层序律：a.叠置律，地层未经变动时则上新下老；b.原始连续地层生成的理想模式：按顺序，水平，延展。
律，地层未经变动时则呈横向连续延伸并逐渐尖灭；c.原始水平律，地层未经变动时则呈水平产状。
根据不同岩层所含化石确定地层相对顺序，是法国吉罗-苏拉威1777年首先发现的。1796年，英国的史密斯提出“每一岩层都含有其特殊的化石，根据化石可以鉴定地层顺序”的论断，并指出相同的层总是发现有相同的叠覆次序并且包含相同的特有化石。这说明化石顺序律与地层层序律一致。1859年达尔文CR发表《物种起源》确立了生物进化论，使生物进化不可逆性和阶段性与化石顺序律结合。
19世纪末，人们发现同时期形成的地层在不同地点有不同的岩性，导出了岩相横向变化。1894年，德国学者瓦尔特把岩相横向变化与海侵作用联系，说明了沉积环境随时间的推移在空间上的变化，解释了时间界面同岩相界面的关系，提出了岩相对比定律。19世纪40年代，从寒武系到第四系的地层层序初步建立。此后古生物、地层研究新成果涌现，地质学家们应用地层层序律、化石顺序律、岩相对比律完善全球地层系统。20世纪30年代以来，陆续制定国际性地层规范，为重建地球演化历史奠定了基础。

典例
（2021·北京·高考真题）读图，完成4—5题。

4．图示地区地质地貌演化的顺序是（ ）
A．甲乙丁丙 B．乙丙丁甲
C．丙丁甲乙 D．丁乙丙甲
5．甲图中，形成最晚的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④

答案：4.D 花岗岩是岩浆侵入岩，花岗岩之上的岩石在高温，高压作用下变质形成变质岩，花岗岩形成于地下，丁图花岗岩位于地下，甲、乙、丙图花岗岩出露地表，说明丁图最早出现，A、B、C错误；
因地壳抬升，花岗岩之上的变质岩被外力侵蚀，厚度逐渐变小，部分区域花岗岩出露地表被外力侵蚀，促使花岗岩表面变得起伏不平，因此丁图之后应是乙图，再之后是丙图；
甲图中出现断层，使原来的花岗岩、变质岩发生断裂错位，相对下沉的部分接受沉积，出现松散沉积物，因此正确的地质地貌演化顺序是丁、乙、丙、甲，D正确。故选D。
【注意】变质岩的成于岩浆岩两侧。
5.C 据上题分析可知，甲图中，①是花岗岩，形成最早；②④是变质岩，形成晚于①花岗岩；
③是松散沉积物，形成于断层下降岩块上，因此是先有断层将原来的变质岩切断成②④两块，④下降，其上松散沉积物沉积形成③。故选C。

二、时间标尺的建立
“地层三定律”（即地层的叠置律、原始水平律和原始连续律)，指出未受变动的地层的上下顺序关系、产状和分布特征。赫顿1788年提出，成层岩石从古老沉积物变来，其形成等同于现代沉积条件。
纯地质学方法，例如冰缘区季候泥计年法，只能解决短暂的时间段落。定量测量矿物、岩石及某些地质事件表现物的准确时间，是放射性物质被发现之后。1903年居里首先提出利用天然放射性物质测量地质年代，开始同位素的地质年代研究。到20世纪五六十年代，地质相对时间表得到绝对年代的填充，人类登月成功，测得月球静海基底月壤的年代为46.7亿年。在相对地质年代的基础上，应用同位素地质年代进行准确的测年，所得到的地质年表能确立地质时代无机界和生物界的演化速度。目前比较通用的地质年表见表5-1。

按生物演化阶段及地层形成的时代顺序，表中列出宙、代和纪，即地质时代从古至今共划分为冥古宙、太古宙、元古宙和显生宙。其中元古宙又划分为古元古代、中元古代和新元古代；显生宙划分为古生代、中生代和新生代。其中新元古代的晚期，划分出一个震旦纪，目前只适用于中国；古生代划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪；中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪；新生代划分为古近纪、新近纪和第四纪。纪以下还可以再划分为世，除去震旦纪、石炭纪、白垩纪是二分外，其余多按三分法，如寒武纪分为早寒武世、中寒武世、晚寒武世，奥陶纪分为早奥陶世、中奥陶世、晚奥陶世，…；至于古近纪、新近纪和第四纪所划分的世则另有专称，如古新世、始新世…更新世、全新世等。
与地质时代单位（宙、代、纪、世）对应的是地层单位（宇、界、系、统），如太古宙形成的地层称太古宇，古生代形成的地层称为古生界，寒武纪形成的地层称为寒武系，早、中、晚寒武世形成的地层分别称为下、中、上寒武统…。
各地质时代单位都标有英文字母代号，宙（宇）的符号采用两个大写字母，如太古宙（宇）的代号为AR；代（界）的代号也是两个字母，但第一个字母大写，第二个字母小写，如古生代（界）的代号为P；纪(系)的代号都是采用一个大写字母，如奥陶纪为O，志留纪为S等，这些代号都是各自英文名称的缩写。
地质年表的各有关地质时代都列出“距今年龄值”，表的右侧列出与地质时代相应的生物演化阶段。
三、地层的划分与对比
(一)依据
地层是在地壳发展过程中形成的各种成层岩石的总称，包括变质的和火山成因的成层岩石在内。地层有老有新，具有时间的概念，但岩层一般是泛指各种成层岩石，而不必具有时代的概念。
地层有上下或新老关系，叫做地层层序，相当于一本书的页次。如果地层没有受过扰动，愈处于下部的地层时代愈老，愈处于上部的地层时代愈新，叫做正常层位。这种上新下老的关系叫地层层序律。但组成地壳的地层是错综复杂的，或者由于地壳运动造成地层缺失，或者由于构造变动弄得层序颠倒，或者由于岩浆活动和变质作用改变了地层的产状和面貌。划分地层的主要根据如下：
1.沉积旋回和岩性变化
地层出露完全、顺序正常、接触关系清楚、化石保存良好的剖面就可以作为标准剖面。如果是海相地层，往往表现出岩相由粗到细又由细到粗的重复变化，这样一次变化称一个沉积旋回，也就是每一套海侵层位和海退层位构成一个完整的沉积旋回。如在剖面中包括3个大的沉积旋回，那么就可以据此把地层划分为3个单位。根据沉积旋回划分地层应当注意：
第一，因为地壳升降运动是波动性的，所以沉积旋回的级别有大有小，即一个大旋回中可以有几个小旋回，而一个小旋回中又可以包括几个更小的旋回；第二，每一旋回中的海侵层位容易保存，而海退层位则不易保存，因此一个沉积旋回不一定完整；第三，每一沉积旋回一般总是由粗碎屑岩（通常是砾岩）开始，称底砾岩，因此，底砾岩的下部层面往往是2个地层单位的分界面。地层中的沉积旋回特别是陆相地层，不一定清楚。这时，就可以根据岩性来划分地层。
岩性变化反映了沉积环境的变化，而沉积环境的变化又往往与地壳运动密切相关。因此，根据岩性把地层划分成许多单位，基本上可以代表地方性的地史发展阶段。例如，在一个剖面中，下部是砂页岩含煤层，上部是火山碎屑岩，它们代表2个不同的环境和时代，一个是还原环境和成煤时代，一个是地壳运动强烈和火山活动时代。这样，就可以根据岩性把地层划分成2个单位，代表2个发展阶段。
2.地层接触关系
地层间的不整合面是划分地层的重要标志。任何类型的不整合（平行不整合和角度不整合)都代表岩层的不连续，反映了地理环境的重大变化。其实，2个沉积旋回间往往存在一个不整合面，根据不整合面和沉积旋回所划分出来的地层界限在一定范围内常是一致的。
地层划分的对象一般是沉积岩，但火成岩也必须确定它的新老顺序。对于喷出岩来说，如果喷出岩夹于沉积岩层之间，只要把喷出岩上下沉积岩的时代确定出来，喷出岩的时代就知道了（图5-1）。

对于侵入岩，必须根据侵入岩和围岩的接触关系确定时代。一种关系是侵入接触，即岩浆体侵入围岩之中，其特点是围岩接触部分有变质现象，火成岩中还往往有捕虏体存在。这可以确定侵入岩的时代晚于围岩（图5-2）。
另一种关系是沉积接触，即侵入岩上升地表遭受侵蚀之后，又为新的沉积岩层所覆盖。特点是上覆沉积岩层不可能有接触变质现象，而侵入岩中也不会有上覆岩层的捕虏体存在。这种情况可以确定侵入岩的时代早于上覆岩层的时代（图5-3）。

如果有多次侵入现象，则侵入体往往互相穿插，在这种情况下，被穿过的岩体时代较老，穿越其他岩体者时代较新（图5-4）

典例
（2021·天津·高考真题）下图为我国华北某地的地质剖面示意图。读图文材料，完成2—3题。

2．图中四处地层由老到新的时间顺序，排序正确的是（ ）
A．①②③④ B．②③④①
C．②③①④ D．①④③②
3．与我国西南地区同类岩层发育的岩溶地貌相比，甲地的地表岩溶地貌发育程度较低，其原因在于甲地（ ）
A．水热条件较差 B．岩石的可溶性低
C．地表植被茂密 D．地质构造较复杂

答案：2.D 【解析】本题考查地质构造图的判读和岩层形成顺序。结合所学知识可知，水平岩层具有“上新下老”的特征，即一般情况下距离地表越近，岩层越新，形成的时间越晚，反之形成的时间越早。
结合剖面图可知，该地岩层形成的先后顺序应为白云岩一石灰岩一页岩一砂岩一黄土。
图中①处为石灰岩、②处为黄土、③处为砂岩、④处为页岩，因此四处地层形成的先后顺序为①④③②，D正确。
3.A 【解析】本题考查区域差异和自然地理环境整体性。岩溶地貌又称喀斯特地貌，以可溶性岩石（以石灰岩为主）受流水溶蚀作用和机械作用而形成，地表多为峰丛、峰林、溶蚀洼地、落水洞等，地下多表现为溶洞及溶洞中的石钟乳、石笋、石柱等。
结合图示信息可知甲地为石灰岩岩层，但与西南地区同类岩层发育的岩溶地貌相比，该地地表岩溶地貌发育程度较低。该地地处我国华北地区，和西南地区相比，水热条件均较差，不利于岩溶地貌的发育和形成，A正确。
该地与我国西南地区的石灰岩属同类岩石，就岩石的可溶性而言差异较小，B错误。
岩溶地貌的发育主要与水热条件相关，与植被密度、地质构造复杂程度关系较小，且无法根据图文信息资料得知该地区的植被状况与西南地区的地质构造情况，C、D错误。
上述方法只能确定各组地层之间的界限和相对新老关系。若要确定各地层的时代则可以根据地层中所含的生物化石。凡是保存在地层中的地质时期的生物遗体（如动物骨骼、硬壳等）和遗迹（如动物足印、虫穴、蛋、粪便、人类石器等)都叫化石。但是，并不是所有古生物都能保存下来成为化石。
首先，生物本身具有硬壳、骨骼等不易毁坏的硬体部分容易形成化石。只有在特殊条件下，硬体和软体才一齐被保存下来，例如保存在琥珀中的昆虫化石，栩栩如生；1710年在西伯利亚发现的保存在冻土内的第四纪猛犸象。第二，生物死后必须尽快地被沉积物所掩埋，这样才能避免氧化腐烂或者被其他动物所吞食。第三，埋藏下来的生物遗体必须在较长时间内经历一定的填充（如疏松多孔的贝壳、骨骼等被水溶液中的CaC03、SiO2等所填充)、置换（如有机体分子被Si02、CaCO3等分子所代换）或升馏（如植物叶子、昆虫外壳中的氢、氧等成分挥发逸出，最后保留下来碳质膜)等作用才能形成化石。
注：琥珀C6H160,黄褐色，松脂光泽，透明，硬度2~2.5，相对密度1.096，易燃，并发白色浓烟及松香气味。琥珀主要产于古近纪煤层中，由松柏科树脂凝聚而成。
生物从简单向复杂，从低级向高级发展，生物演化既具不可逆性，又具有阶段性。所以一定种类的生物或生物群总是埋藏在一定时代的地层里，而相同地质年代的地层里必定保存着相同或近似种属的化石或化着群。这样就有可能根据化石确定地层的地质年代。
但并非所有化石都具有相等的价值，只有那些演化最快（地层中垂直分布距离短)、水平分布最广的化石，才是鉴定地质年代最有价值的化石。例如，在地层中找到一种节肢动物一来氏三叶虫，就可以据此断定地层时代是早寒武世。因此，化石是鉴定地层时代的重要依据。
总之，地层的划分既要根据地层本身的发展规律，又要根据古生物的发展规律。其实，地壳上的无机界和有机界的发展都服从不可逆性和阶段性。例如，地层的旋回，表示环境的变化，而这种环境的变化也必然会引起相应的古生物的变化。所以根据沉积旋回、岩性、岩层接触关系和古生物划分地层的结果，常常具有一致性。
(二)地层的对比
在地层划分和层序建立的基础上，必须对同一时代在各地区形成的地层进行比较研究。例如，河北、山西、山东、河南、陕西等地区都各发育了一套地层，弄清哪些是同时代的，哪些不是同时代的，然后才能了解整个华北地区什么时候有海侵，范围有多大，哪里最深或最浅，什么时候有海退，哪里变成了陆地，生物是怎样演化的，各地区之间有什么共性和差异等。
地层对比既然首先是地质时代的对比，而地质时代的划分和确立，则首先必须以古生物化石为根据。每二个生物的种属在地球上只能出现一次，不可能有任何重复；因此，每一个生物种属只能出现在一定地质时代的地层里。假如在不同地区的地层剖面中含有相同的标准化石和化石群，它们就必然属于同一地质年代（图5-5)。
冥古宙：无生命；太古宙：生命出现；元古宙：最低硬壳生物；显生宙：高级动物。

在甲、乙、丙3个地点均含有相同的化石，把含相同化石的地层用虚线连接起来，说明它们属于同一时代的地层。有的剖面未见底部出露，有的剖面未见顶部地层，但把甲、乙、丙3地的地层综合在一起，就可以知道一个地区的全部地层顺序、岩性、厚度、含化石情况等（如图5-5右侧综合图）。地区的全部地层顺序、岩性、厚度、含化石情况可知。
不过这只是对沉积地层纵向堆积作用的划分原则。但实际上还存在着侧向堆积作用，绝大部分沉积地层是侧向进积和纵向加积两方面作用的结果。
近年同位素地层学、磁性地层学、事件地层学等有了较大的进展，用于地层的划分和对比，起到了完善作用。例如太古宙和元古宙地层，岩石往往深度变质，生物化石极度缺乏或稀少，过去对其地层划分十分困难。但近年积累了大量岩石同位素年龄数据，成为岩层划分的重要依据，如国际上太古宇和元古宇的分界即规定以同位素年龄25亿年为依据。同时，利用天然剩磁来确定地层形成时古磁极的位置和正反方向，作为全球性对比和古大陆位置再造的依据。
近年还利用地质事件进行地层对比和确定地层界线。灾变事件在地层研究中具有特殊意义。所谓地质事件包括地内事件（如地壳运动、海平面升降、生物绝灭、地磁极性倒转等）和地外事件（如太阳辐射强度变化、超新星爆炸、陨石和彗星撞击地球等）。无论是哪种事件都会在事件发生时形成的地层中留下烙印，并作为地层划分的依据。
例如，在一些地方白垩系和古近系（实际上也是中生界和新生界）的分界以其岩性近似不易划分，一直使人困惑，但发现地层剖面中有一层含铱量特别高的黏土层，认为是天体撞击地球事件的产物（因陨石中常含有较多的铱)，因此建议以该黏土层作为2个时代地层的分界线，并以此事件作为恐龙灭亡的原因。
层型专指地层单位（如震旦系、泥盆系等）或地层界线（如震旦系与寒武系界线、白垩系与古近系界线等)所依据的典型剖面。其选定有严格的要求，首先必须具有全球性；剖面地层要连续；剖面出露要清晰；构造要简单；剖面要容易接近等。例如，地层间的不整合面，常常作为一个地区地层划分和对比的依据，但作为层型，有间断的剖面不行。
四、岩相古地理分析设问：说明以某地层为参考面的理由？

完成地层时代划分，进行岩相分析，可以恢复古地理环境。
(一)沉积相的分类
各种沉积物和沉积环境之间都有密切的内在联系。可把沉积地层分为海相、过渡相和陆相3大类。
1.海相沉积
海洋是接受沉积的最主要、最广阔的场所，古代沉积岩层很大一部分属于海相沉积。海水深浅不同，物理化学环境（温度、压力、波浪作用力、化学成分等)不同，生物环境不同，沉积物也不相同。据此又分为滨海相、浅海相、半深海相和深海相（图5-6）。此外还有非正常海相。

(1)滨海相：发育于低潮线和高潮线之间及其临近地带的狭长滨海区，潮汐作用和波浪作用占主要地位。滨海区可以分为高潮面以上的潮上带、高潮低潮面之间的潮间带和低潮面以下的潮下带，然后过渡到开阔的浅海滨区。在陆源碎屑物供应较多的情况下，沉积物以碎屑物如砾石、砂等为主；由于海水时进时退，波浪作用强且反复进行，所以磨圆度和分选度较好，常具交错层、波痕、干裂等，含海生动物贝壳，但多破碎。实际滨海区沉积环境和沉积物十分复杂。当有适量陆源碎屑供应时，在滨海区常形成大体与海岸平行的倾斜非常平缓的地区，称潮坪。在此地区，陆源物质从陆向海运移，另一方面浅海及潮下物质又从海向陆运移，形成复杂的沉积分异方式。例如潮上带主要沉积以泥质为主的细粒物质；而在潮间带，则以泥沙混合物沉积为主；潮下带则以砂质沉积为主。这种沉积分异序列，正常浅海沉积分异序列相反。
在滨海区还可以形成碳酸盐岩沉积。在潮上带碳酸盐岩中常夹膏盐岩层，具碎裂纹理及泥裂，缺乏生物。在潮间带，常有介壳滩、鲕状及生物碎屑灰岩，间有白云岩及石膏层，有时在潮上带被冲碎的岩块又冲到潮间带，胶设问：海浪从海床搬运泥沙堆积到海岸，由潮下带到潮上带沉积物颗粒的递变顺序并说明理由？
结形成竹叶状灰岩，常具有泥裂及生物钻孔潜穴。潮下带水动力条件平稳，常形成水平层理灰岩，化石完整丰富。
(2)浅海相：存在于海面到海面下200m左右的浅海地区，约相当于大陆架上的海洋部分。特点是波浪作用力减小，阳光充足，底栖生物繁盛，所以沉积物以陆源细碎屑物质及化学和生物化学沉积物质为主，富含生物遗体，但也常含有海盆中形成的内碎屑。地质时代的海相地层绝大部分属于浅海相，一般是从砂岩、页岩过渡到泥灰岩和石灰岩，并常夹有Al、Fe、Mn等胶体沉积，以及磷块岩等生物化学沉积而成的矿产，有时含特有的鲕状结构和含有典型的海相沉积矿物海绿石，生物化石种类多而且丰富。
有些古老地层不是在陆架海中沉积的，而是在广阔的陆表海中沉积的。陆表海又称内陆海，深度小于200m,大部分为30~50m,一般小于波浪及底流的有效深度，所以沉积分异明显，如有海侵海退，沉积旋回也比较清楚。
(3)半深海相和深海相：存在于半深海（海面下约200~2500m)和深海（约2500m以下）地区，即相当于大陆坡及大洋盆地地带。深海沉积物中有一种特殊沉积物，少含或基本不含有陆源碎屑物质，主要是由具有灰质和硅质硬体的微小浮游生物遗体堆积而成，称为生物软泥，古代地层中很少这类沉积物。
注：半深海及深海区除表层外已处于完全黑暗状态，生物种类单调，但漂浮海面的浮游生物十分活跃，据估计每平方千米海水（从0~200m深处）中，浮游生物硬壳总体达6000kg,其中以抱球虫、放射虫（皆属原生动物）、硅藻等为主，死亡沉积后形成生物软泥。有时含有细泥、黏土和火山灰等。
在大陆坡及部分深海地区，还有一种带陆源碎屑的具有沉积韵律的沉积物，即浊流沉积物，在古老地层中也发现同类沉积物。近年来，广泛分布于深海底的铁锰结核，引起极大重视。其中含有锰、铁、镍、钴、铜、铅等40种以上的元素。只以结核中锰储量而言，即相当于陆地锰储量的182倍。此外，近年还在2000~4000m海底发现有含金属硫化物的“重金属泥”，其中含Au、Ag、Pt、Cu、Sn、Fe、Mo、Pb等多种元素。这种物质来源可能与海底火山喷发以及海底地下含矿热水喷出有关。
(4)非正常海相：包括淡化海和咸化海。前者如现代的黑海，水域较深，最深处达2400m,大部为陆地所包围，有大量淡水注人，使海水淡化。表层水密度小，水的垂直循环不畅甚至停止，因此形成海底缺氧和滞流的还原环境。水面浮游及漂流生活的生物死亡下沉，形成富含有机质的黑色泥质沉积。古代地层中有含笔石黑色页岩相，大致代表此种沉积。与此相反，在干燥气候条件下的内海，蒸发量大于淡水补给量，内海海面降低，使外海海水不断溢入。由于不断蒸发和海水溢入的结果，含盐量增高，形成咸化海。这种海一般规模较小，海水较浅，不易形成还原环境，常形成缺少生物化石的膏盐或白云岩沉积。
2.过渡相沉积（海陆混合相沉积）
发育于滨海地区。其中主要包括三角洲相和潟湖相：
(1)三角洲相：在河流入海处，特别是在河流含砂量大、海底较浅而且比较稳定的地区，常常形成三角洲。三角洲相的特点是具有向海洋方向倾斜的斜层理，以砂质沉积为主，陆生植物、淡水动物和海生动物化石混杂一起。三角洲底部，沉积物质变细，以粉砂及黏土为主，层理水平，富含海生动物化石。
(2)潟湖相：形成于水体与海洋的联系为砂是部分隔绝的滨海地区。在湿润气候条件下，常堆积成砂页岩和泥炭层，具有薄而水平的层理；在干燥炎热气候条件下则往往产生白云岩、石膏、石盐等化学沉积。
3.陆相沉积
大陆是遭受剥蚀的地区，但在相对低洼部位可以接受沉积。和海相沉积相比，陆相沉积类型多种多样，横向变化显著，地层对比也比较困难。沉积物中以碎屑（砾、砂，泥）成分为主，有时含陆生动植物化石。陆相沉积对于气候和地形的反映十分敏锐，在不同气候、地形和外营力的条件下便有不同类型的沉积，主要有残积、坡积、洪积、冲积、湖泊和沼泽沉积、风积、冰川和冰水沉积、洞穴堆积等。
(二)岩相分析的主要根据
不同环境下形成具有不同生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分的沉积物；反过来说，沉积物中不同的生物化石、岩性特征和结构以及特殊矿物成分往往指示不同的形成环境。
1.生物化石
化石可以用来指示古地理环境。例如现代珊瑚生活要求水温20℃左右，水中没有混杂的泥沙，水深不超过50~70m,因此珊瑚化石指示清澈温暖的浅海环境；破碎的贝壳指示滨海环境；植物化石往往指示陆相环境，而不同的植物又反映不同的气候，如苏铁表明气候湿热，而银杏表明气候温和等。
2.岩性特征和结构
岩性、结构和构造等特征是一定环境下沉积物的表现形式，因此可以作为岩相分析的重要根据。例如，红色岩层指示氧化环境；黑色页岩并含黄铁矿指示还原环境；交错层、不对称波痕等反映流动浅水地区；干裂反映滨海、滨湖等环境；鲕状赤铁矿和石灰岩代表温暖气候条件下的动荡浅海环境；竹叶状灰岩代表波浪作用所及的潮上带、潮间带和波底线以上的浅海环境，有的还可表示风暴环境；盐假象表示气候干燥环境等等。
3.特殊矿物
有些矿物是在一定环境下形成的，可以起指相作用。例如海绿石代表较深浅海环境；石膏、石盐等代表干燥环境；白云岩（指形成于古生代以后者)并少含化石往往代表咸化海或潟湖环境，等等。
(三)岩相分析一现实类比法
从现在推求过去，注意以下事实。
1.自然界演化的不可逆性。在地壳历史中，大气圈、水圈和岩石圈以及生物界总是不断发展的。以大气圈而论，过去和现在并不一样。地史初期，由于当时火山活动强烈，大气中CO2含量比现在多；到石炭二叠纪，由于大规模森林的出现，增加了光合作用，大气成分有了变化，CO2含量减少，而O2的含量增加。
由此看来，大气的成分在变化，大气的地质作用也必然在改变。再以生物界为例，如地质时期的海百合（一种固定于海底生活的棘皮动物）生活于亚浅海地区，而现代的海百合却生活于深浅海地区。又如白云岩是在咸化海或潟湖中沉积的，但在寒武纪以前却广泛地形成于正常海里。
2.时间因素
有些地质作用，即使环境古今相同，但短期作用和长期作用的结果往往有很大的差异。例如，地质时代海相沉积物的机械分异规律是很普遍的，但在现代海洋沉积中，这种分异规律由于时间短促并不明显，这就表明长期反复的地质作用和短期地质作用的结果并不相同。
3.沉积物的后生变化
古老的沉积岩层都经历了长期的后生作用，已经改变了沉积当时的面貌；而现代沉积还不能看到后生变化，所以尽管环境相似，但地质作用的结果也不一定完全相同。
以海相沉积铁矿为例加以说明。根据化学沉积分异规律来看，铁是在化学沉积系列中较早分异出来的一种元素，因此，铁矿沉积必然是在近海岸地区，而且成带状分布，如华北长城系鲕状赤铁矿（宣龙式铁矿）大致反映了这一规律。但是，时间更老的太古界鞍山式铁矿，分布十分广泛（在世界上相同时代的地层里都有类似铁矿)，这就不符合现在的化学沉积分异规律。这种现象可能因为当时的大气成分、生物条件、水介质状态都和以后不同，从而铁元素的搬运形式和沉积规律也和以后不同的缘故。由此可见，研究地史不能机械地采用以今证古的方法，必须用历史发展的观点，才能得出正确的结论。
4.古地理图
对一定地区一定时代的地层进行岩相分析后，把当时的海陆分布、地形、气候等情况综合起来绘成图件，就是古地理图。有时候利用岩性及古生物资料划分出更详细的单位，如滨海碎屑岩相、潟海黑色页岩相、浅海灰岩相、山麓角砾岩相等，借以表明古自然环境和岩相空间分布的变化规律，这种图件称岩相一古地理图，是岩相分析的总结。
(四)构造历史分析
可以根据岩相的垂直变化、岩层厚度、岩层接触关系等重塑地壳构造运动。
地壳运动是长期性和阶段性发展的。每一个旋回所形成的全部地层，称一个构造层。两个构造层之间总是被广泛的区域性不整合所分开。例如，地台设问：说明铁矿石多呈带状分布于海、湖岸线的原因？
的褶皱基底和盖层就代表不同阶段的旋回和构造层，其间呈显著的不整合接触。
根据地槽发育构造旋回，结合海陆分布、生物演化和岩浆活动的阶段性变化，对地壳的发展过程，可以划分为若干个旋回，或称构造阶段，如早古生代构造阶段、晚古生代构造阶段、中生代构造阶段和新生代构造阶段。
全面地恢复地壳构造发展史不容易。但自板块构造学说问世以来，它把大陆和大洋联系起来，把地壳与地下深部联系起来，把板块活动和地槽理论联系起来，这对阐明地壳发展和海陆形成，提供了新的根据。

典例
（2020年江苏卷）图2为“某地地质剖面示意图”。读图回答3~4题。

3．最有可能发现溶洞的河谷是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
4．图中断层（ ）
A．形成后一直在活动 B．比花岗岩形成时间晚
C．导致现代河谷下切 D．比侵蚀面形成时间早

【答案】3.A 4.D
【解析】3.溶洞属于喀斯特地貌，其形成的基础是可溶性的岩石，如石灰岩。
读图可知，四处河谷中只有①河谷有可溶性的石灰岩，其他三处河谷的岩石都是不可溶蚀的，所以最有可能发现溶洞的河谷是①，故选A项。
4.读图可知，图中断层切断了石灰岩和页岩，没有再切断后来形成的岩层，说明该断层形成之后没有一直活动，A项错误；
断层没有切穿花岗岩，但是花岗岩侵入了断层，说明断层形成的时间比花岗岩早，B项错误；
现代河谷下切是由于断层形成之后该地区地壳整体抬升，河流下切侵蚀形成，C项错误；
侵蚀面覆盖在断层之上，断层没有切穿侵蚀面，说明断层比侵蚀面形成时间早，D项正确。故选D项。宙、代、纪——描述年代；宇、界、系——描述地层；大群、群、组——描述岩层。

五、地层系统
区域性或地方性的，以岩性变化为主的地层划分，单位为群、组、段等；国际性、全国性的，以时代为准的地层划分，地层单位为宇、界、系、统、阶等，与其相对应的地质时代为宙、代、纪、世、期等。
(一)岩石地层单位
野外地质工作首先应该把一个地方的分散的不连续地层剖面，进行野外分层，连缀成一个完整的综合剖面，再进行地层划分。根据主要是岩性变化及岩性组合差异、沉积韵律(岩层节奏)、沉积间断（平行不整合、角度不整合等）等。
组是地方性的最基本的地层单位。凡是岩相、岩性和变质程度大体一致的，与上下地层之间有明确界限的，在一定地理范围内较稳定的地层，都可以划分为一个组。组采用最初建组的地名（山名、村名等）命名，如华北中寒武统的徐庄组和张夏组等。比组大的地方性地层单位叫群。凡是厚度巨大、岩性较复杂而又具有一定的相似性，但又无明确界限可以分组的一套岩系，可以划分成一个群。群也是用专门地理名称命名的，如阜平群，五台群。
(二)年代地层单位
建立大区域性和国际性的地层单位，必须和地质时代单位相对应。是一定地质时期所形成地层总体的名称，是超越地区性差异的抽象概括。
例如，白垩系代表白垩纪这个地质时代所形成的地层总和，不同地区的白垩系的岩性、厚度、化石分布状况等可能有很大差异，但其所代表的时间长度必须是相等的，其上下界面必须是等时面。这种地层划分是以地质时代为标准，所以称为年代地层单位。
生物界发展有不可逆性和阶段性，在同一时期生物界总体面貌大体具有全球或大区域的一致性，这就有可能根据生物门类（纲、目、科、属、种）的演化阶段，把地层划分为大小不同的年代地层单位，如宇、界、系、统、阶等。
根据地层中标准化石和化石组合，可以把地层划分为阶。阶与阶之间的生物在属和种的范围内有显著差异。阶以地名命名，如华北地区上寒武统根据三叶虫的种类划分为崮山阶、长山阶、凤山阶。阶是全国性或大区域性的年代地层单位。
比阶更高一级的年代地层单位叫统。统所代表的时间较长，时间段越长，生物差异越大。
所以统与统之间的生物在科、目范围内有显著的变化，是全球性的年代地层单位。
例如，在中国和澳大利亚的下寒武统中都有莱氏三叶虫（科），而在欧美都有小油节虫（科），二者都以多节、多刺、小尾为共同特征，说明下寒武统所代表的时代是三叶虫演化的原始阶段。
更高一级的年代地层单位叫系。一个系可以分为2~3个统。系与系之间的生物在目、纲范围内有很大变化。如泥盆系以鱼纲的大发展，石炭系以两栖纲的大发展为主要特征。系一般是根据首次研究的典型地区的古地名、古民族名或岩性特征等命名，如寒武系、奥陶系、石炭系、白垩系等。
根据生物界重大门类的演化阶段所划分的单位叫界。如中生界含有丰富的爬行类化石，新生界含有种类众多的哺乳动物化石等。一个界包括2~6个系。界以象征生物发展阶段的古生、中生和新生等命名。
最高级的年代地层单位叫宇。根据生物的出现和最低硬壳化石带以及较高级动物的大量出现，把全部地层分为3个宇，即太古宇、元古宇和显生宇，后者包括古生界、中生界和新生界。
(三)地质时代单位
地质时代单位是从年代地层单位抽象出来的。形成一个宇的地层所占的时间称为宙；形成一个界的地层所占的时间称为代；形成一个系的地层所占的时间称为纪；形成一个统的地层所占的时间称为世；形成一个阶的地层所占的时间称为期。
岩石地层单位反映地区沉积过程的特殊性，年代地层单位反映全球时代划分的一致性和等时性。表5-2表明两类地层分类单位的级别和关系以及年代地层单位与地质时代单位的对应关系。

(四)年代地层与地质时代符号
宇、界、系的符号基本上是采用原拉丁文名称的第一个字母或再加一个字母表示。
1.宇（宙）的符号
用两个大写正体字母表示，如：
冥古宇(Hadean)HD
太古宇(Archaean)AR
元古宇(Proterzoic)PT
显生宇(Phanerozoic)PH
2.界（代）的符号
用该单位英文名称两个正体字母表示，第一个大写，第二个小写，如：
古生界(Paleozoic)Pz
中生界(Mesozoic)Mz
新生界(Cenozoic)Cz
3.系（纪）的符号
一般用英文名称字首大写正体字母表示，如：
泥盆系(Devonian)D
石炭系(Carboniferous)C
中国特有的中、新元古界（代）的蓟县系（纪）Jx、青白口系（纪）Qb和南华系（纪）Nh用其汉语拼音名称头两个音节第一字母的一大一小两个正体字母表示。
4.统（世）的符号
一般在系的符号右下角加阿拉伯数字1、2、3等序号构成，分别代表下统、中统和上统，如：中三叠统T2
5.阶的符号
阶的符号以统的代号为基础，在其右上角注以该阶在统内所处序列位置的阿拉伯数字顺序号1、2、3…
在岩石地层单位中，群的符号是在相应的统或系或界的符号后，加上群名汉语拼音第一个字母，或第一个字母后再加上最接近的子音字母(小写斜体)。例如：下太古界密云群Arm。