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相对地质年代的确定依据

  相对地质年代的确定主要是依据岩层的沉积顺序、生物演化和地质体之间的相互关系,即所谓的地层层序律、生物演化律和地质体之间的切割律。

  (一)地层层序律
  在地球表面由于各种沉积作用形成了形形色色的沉积物,这些沉积物经成岩作用而变成了沉积岩层。在一定地质年代内形成的岩层称为地层。在一个地区内,如果未经强烈的构造变动,就不会发生地层倒转,地层的顺序总是上新下老。这种正常的地层叠置关系,称为地层层序律,即叠覆律(law of superposition)。根据地层层序律人们便可将地层的先后顺序确定下来。但是,一个地区在地质历史上不可能永远处于沉积环境,常常是一个时期接受沉积,而另一个时期遭受剥蚀。因此,现在保留的地层剖面中常常缺失某些时代的地层,造成地层记录不完整。同时,强烈的地壳运动还可能使地层褶皱、断裂,甚至倒转,也可以使地层缺失而发育不完全。因此,为了建立广大区域乃至全球性的地层系统,就需要将各地的地层剖面加以综合研究、对比,从而建立一个大体统一的地层剖面作为标准。在此项研究中,对地层中所含化石的研究和对比极为重要,这就需要掌握地质历史演化过程中的生物演化规律。

  (二)生物演化律
  地质历史上的生物被称为古生物。保存在沉积岩层中被石化了的古生物的遗体和遗迹称为化石(fossil)。对地质历史上的生物的研究主要是依据化石。无数的事实证明一切事物——包括无机界和有机界都在不断地变化和发展,这种变化和发展又是向前的和不可逆的。这一点在生物界中表现得更为清楚和明显。古生物演化主要具有四个方面的特点:①古生物演化的总趋势是由简单到复杂、由低级到高级。各个地质历史时期有不同的生物种属,一般来说,地质时代越老,生物越低级简单;地质时代越新,生物越高级复杂。世界上发现的最古老化石是简单的菌类化石,较新且复杂的化石则是被子植物和哺乳动物化石;③古生物的演化过程不是均一的和等速的,而是由缓慢的量变和急速的质变交替出现,在质变中生物的大量绝灭和突发演化,形成了生物演化的阶段性。这种阶段性的存在与岩石圈发展演变具有阶段性和周期性密切相关。在岩石圈演变的激烈时期,往往伴随着强烈的构造运动和岩浆活动,从而引起自然环境的巨大变化,这必然会促使生物界面貌发生巨大的改变,导致有些古生物种属绝灭,有些古生物种属出现。地球上的古植物的演变大致可分为菌藻类、藻类、孢子植物、裸子植物、被子植物几个演化阶段,古动物也经历了无脊椎动物、鱼、两栖动物、古爬行动物、爬行动物(恐龙)、哺乳动物的几个演化阶段;③古生物演化的不可逆性,即以往出现过的生物种属灭绝后,在以后的演化过程中绝不会重复出现,以往某种生物的某些器官或内部结构消失后,在以后的演化过程中也绝不会再出现;④由于生物对环境的适应有较大的宽容度,并具有多种方式的迁移能力,在同一个地质历史时期生物界的总貌具有全球的一致性'这就使得进行全球性地层的对比成为可能。
  若将地层层序律与生物演化律的概念结合起来,就形成了生物层序律的概念。这就是早在19世纪初期史密斯已经认识到的著名定律:不同时代的地层含有不同的化石'含有相同化石的地层其时代是相同的。

  (三)地质体之间的切割律
  构造运动和岩浆活动的结果,使不同时代的岩层与岩层之间、岩层与岩体之间、岩体与岩体之间出现彼此切割(交切)关系,利用这些关系也可确定这些地层形成的先后顺序和地质年代。如此种种的切割(交切)关系主要包括岩体与岩层之间的沉积接触关系和侵入接触关系;岩层与岩层之间的不整合关系;岩体之间的切割关系。