地層學(xué)是地質(zhì)學(xué)中奠基性的基礎(chǔ)學(xué)科(王鴻禎，1995，2006)，回顧地層學(xué)悠久的發(fā)展歷程及其中重要的科學(xué)事件，對了解地層學(xué)的內(nèi)涵，領(lǐng)會地層學(xué)乃至地質(zhì)學(xué)的科學(xué)精髓，掌握地層學(xué)的主要內(nèi)容，把握地層學(xué)的前進(jìn)方向均具有重要意義。地層學(xué)從產(chǎn)生至今已有300余年的歷史，形成了以原始地層學(xué)、狹義地層學(xué)和現(xiàn)代地層學(xué)為特色的三大發(fā)展階段(圖1－1)。

原始地層學(xué)階段——地層學(xué)基本概念、定律的提出和建立(1669—1900)。地層學(xué)基本概念的提出和建立可追溯到17世紀(jì)后期丹麥學(xué)者斯坦諾(Steno N，1669)提出的地層學(xué)三定律——地層疊覆律或地層層序律(principle of superposition)、原始側(cè)向連續(xù)律(principle of original lateral continuity)和原始水平律(principle of original horizontality)。18世紀(jì)末史密斯(Smith W，1796)提出的化石層序律(化石對比定律)(principle of fossil correlation)和赫屯(Hutton J，1795)提出的地層不整合(unconformity)和交切關(guān)系原理(principle of crosscutting relationships)以及19世紀(jì)末瓦爾特(Walther J，1894)提出的瓦爾特相律(Walther＇s law or law of facies correlation)。盡管這些概念和定律的提出只是直覺和經(jīng)驗的總結(jié)，用現(xiàn)代地層學(xué)的理論和實踐來看尚存在一些局限性(詳見第2章)，但這些概念和定律的提出和建立為地層學(xué)的形成，對狹義地層學(xué)的建立和現(xiàn)代地層學(xué)的發(fā)展都起到了里程碑性的重要作用(圖1－1)。

狹義地層學(xué)階段——從統(tǒng)一地層劃分對比到多重地層劃分對比(1900－1976)。地層劃分對比、地層單位及其相互關(guān)系的確定是地層學(xué)理論和實踐的集中體現(xiàn)。統(tǒng)一地層劃分對比和統(tǒng)一地層單位，即一切地層單位和地層界線均統(tǒng)一于年代地層單位和界線的觀點在地層學(xué)中至少自覺或不自覺地沿用了300余年(1669—1976)。在這期間，盡管早在20世紀(jì)初，葛利普就在其地層學(xué)的奠基性著作《地層學(xué)原理》(1913)中就已明確地闡述了相變和巖相界線穿時以及巖石地層單位與年代地層單位不一致的科學(xué)理論，但這些地層學(xué)的真知灼見在當(dāng)時并未引起地層學(xué)工作者的足夠重視。在1933年的美國地層規(guī)范中，將系、統(tǒng)和群、組等列在一個系統(tǒng)中，不承認(rèn)兩者的區(qū)別就是具體的體現(xiàn)。蘇聯(lián)和德國的地層學(xué)家也一直堅持統(tǒng)一地層劃分對比理論。20世紀(jì)70年代，Hedberg H D(赫德伯格)主編的《國際地層指南》(第一版)的出版(1976，簡稱指南Ⅰ)，多重地層劃分對比的思想才逐漸被地層學(xué)家所接受。不僅如此，指南Ⅰ的誕生對統(tǒng)一地層學(xué)的名詞、概念、術(shù)語，促進(jìn)地層學(xué)研究的國際交流與協(xié)作，使地層學(xué)更理性、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)匕l(fā)展發(fā)揮了重要作用。正如《國際地層指南》(第二版)(1994，簡稱指南Ⅱ)主編、前國際地層分類分會主席Salvador A(薩爾瓦多)在指南Ⅱ前言中指出的:指南Ⅰ發(fā)行的前20年是地層分類、術(shù)語、程序、概念和原理激烈變動、嚴(yán)重混亂和爭論不休的年代，許多新觀點提出后，引起無休止的爭論，并常常遭摒棄，論戰(zhàn)加劇，各種根本對立的看法都以同樣堅定的信念加以闡述;有關(guān)地層分類、術(shù)語和程序的出版物與日俱增(圖1－2、圖1－3)。因此，我們完全有理由認(rèn)為“指南Ⅰ的出版奠定了現(xiàn)代地層學(xué)的基礎(chǔ)”(Salvador，1994)，或者說，她直接催生了現(xiàn)代地層學(xué)。

圖1－1　地層學(xué)大事記和發(fā)展階段

圖1－2　有關(guān)地層分類、術(shù)語和程序的著作出版數(shù)量沿革
(據(jù)Savador，1994)

圖1－3　國家和地區(qū)地層規(guī)范數(shù)量沿革
(據(jù)Savador，1994)

盡管在地層學(xué)的這一發(fā)展階段還有其他對地層學(xué)發(fā)展和完善產(chǎn)生過重要影響的科學(xué)事件，如1900年在法國巴黎召開的第8次國際地質(zhì)大會首次建立年代地層系統(tǒng)和與之對應(yīng)的地質(zhì)年代系統(tǒng)，第一個具有數(shù)字定年的地質(zhì)年代表誕生(Holmes A，1937)以及新災(zāi)變論思潮和眾多地層學(xué)新興分支學(xué)科的萌芽，但統(tǒng)一地層劃分對比的觀點始終在這一時期地層學(xué)的理論和實踐中占主導(dǎo)地位，因此，我們將地層學(xué)的這一發(fā)展階段稱之為狹義地層學(xué)階段(圖1－1)。狹義地層學(xué)發(fā)展階段具有三方面的顯著特征:統(tǒng)一地層劃分對比是統(tǒng)治地層學(xué)理論與實踐的主導(dǎo)思想;各種地層學(xué)概念和術(shù)語大量涌現(xiàn)(圖1－2、圖1－3)，激烈交鋒;以宏觀露頭研究為主體的區(qū)域地層學(xué)資料積累迅速增加和新的地層學(xué)分支快速萌芽。

現(xiàn)代地層學(xué)階段——從區(qū)域－常規(guī)地層研究到全球－非常規(guī)地層研究(1976—現(xiàn)在)。多重地層劃分對比的理論與實踐、板塊構(gòu)造理論和新災(zāi)變論思想的出現(xiàn)，礦產(chǎn)資源的尋找與勘探和環(huán)境工程規(guī)劃整治對地層學(xué)理論和實踐的需求以及新技術(shù)方法的引進(jìn)和使用，給狹義地層學(xué)理論的發(fā)展、完善和現(xiàn)代地層學(xué)理論的形成帶來了良好契機(jī)，使20世紀(jì)中后期地層學(xué)的發(fā)展步入了快車道?，F(xiàn)代地層學(xué)的顯著特色體現(xiàn)在4個方面:

在研究對象上，現(xiàn)代地層學(xué)不僅關(guān)注傳統(tǒng)層狀巖石(如構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)的淺表沉積蓋層地層)的研究，而且也將非傳統(tǒng)層狀巖石(如變質(zhì)巖和部分巖漿巖以及板塊縫合帶復(fù)雜的地層－巖石混雜體)的研究作為正確認(rèn)識層狀巖石和地球演化史不可或缺的有機(jī)組成部分(吳浩若，1992;王乃文等，1994;龔一鳴等，1996;郭憲璞等，1996;杜遠(yuǎn)生等，1997;殷鴻福等，1999;王五力，2000;吳根耀，2000;馮慶來，葉玫，2000;張克信等，2001)。近年來，隨著深空探測如火如荼地開展，涉及月球和火星的行星地層學(xué)研究也取得了重要進(jìn)展(Gradstein et al．，2012)，使地層學(xué)的研究對象和研究內(nèi)容在狹義地層學(xué)的基礎(chǔ)上大為拓展和深化。

在研究范圍上，現(xiàn)代地層學(xué)不僅關(guān)注區(qū)域地層研究，而且更重視在區(qū)域地層研究基礎(chǔ)上的國際合作和全球?qū)Ρ龋貙訉W(xué)術(shù)語、概念、方法、程序的國際化已成為地層學(xué)家的共識，如年代地層研究中的全球界線層型剖面和點位(Global Boundary［Standard］Stratotype Section and Point，簡記為GSSP，俗稱“金釘子”(Golden Spike))和全球標(biāo)準(zhǔn)地層年齡(Global Standard Stratigraphic Age，簡記為GSSA)以及層序地層研究(Haq et al．，1987;王鴻禎等，2000;南京地質(zhì)古生物所，2000;Yin et al．，2001)。地層學(xué)在術(shù)語、方法、過程和結(jié)果上的區(qū)域性與國際性，專業(yè)性與系統(tǒng)性的統(tǒng)一在現(xiàn)代地層學(xué)中得到了充分的體現(xiàn)(吳瑞棠，張守信，1989;張守信，1989;龔一鳴，縱瑞文，2015)。

在研究尺度和手段上，現(xiàn)代地層學(xué)不僅關(guān)注宏觀露頭尺度傳統(tǒng)地層特征的研究，而且也重視從微觀、渺觀和宇觀尺度與借助現(xiàn)代測試技術(shù)、方法和手段獲取地層特征信息，如磁性地層、同位素地層、分子地層和軌道旋回地層的研究(Gong et al．，2001;Crick et al．，2002;龔一鳴等，2002a，2002b，2002c，2008)。

在地層劃分對比的分辨率上，現(xiàn)代地層學(xué)已在部分地區(qū)和時代內(nèi)達(dá)到了從百萬年級至年級的高精度的地層劃分對比(DePaolo＆Ingram，1985;Anderson et al．，1990;Elrick＆Hinnov，1996;Gong et al．，2001;Shen et al．，2011)。我們有理由相信，通過全球地層學(xué)家的不懈努力和通力協(xié)作，特別是多學(xué)科、手段的交叉與綜合，在不久的將來現(xiàn)代地層學(xué)一定能夠?qū)崿F(xiàn)“使地質(zhì)學(xué)的時間坐標(biāo)與人類社會的時間坐標(biāo)在一定程度上接軌”的目標(biāo)，提高和精細(xì)對地質(zhì)作用、過程和產(chǎn)物形成、發(fā)展、演化的認(rèn)知和預(yù)測能力。

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關(guān)鍵詞與主要知識點－1

地層，巖層stratum(復(fù)數(shù):strata)

地層學(xué)stratigraphy

原始地層學(xué)primal stratigraphy

狹義地層學(xué)parochial stratigraphy

現(xiàn)代地層學(xué)modern stratigraphy

地層學(xué)大事記stratigraphymemorabilia

地層疊覆律principle of stratigraphic superposition

地層原始側(cè)向連續(xù)律principle of original stratigraphic lateral continuity

地層原始水平律principle of original stratigraphic horizontality

化石對比定律principle of fossil correlation

不整合unconformity

交切關(guān)系原理principle of crosscutting relationships

瓦爾特相律Walther’s law or law of facies correlation

全球界線［標(biāo)準(zhǔn)］層型剖面和點global boundary［standard］stratotype section and point(GSSP)

全球標(biāo)準(zhǔn)地層時代global standard stratigraphic age(GSSA)