只有當年代地層單位的上、下界線被建成界線層型之后，才能在地理上將這個單位向典型剖面之外延伸。根據(jù)定義，年代地層單位的界線是等時面，因此，在任何地區(qū)，該單位包括的均應是代表相同時間跨度的巖層。通常，當使用某一年代地層界線時，距界線層型越遠，所能達到的理想等時性的精確度就越低。因此，能用作時間對比(年代對比)的各方面證據(jù)都應加以利用:如多種類型化石的分布、巖層追溯、巖層序列、巖性、同位素測年、電法測井標志、不整合、海侵海退轉換面、火山活動、構造事件、古氣候資料、古地磁標記等。但是，年代地層單位的等時界線的確定并不依賴于其他類型的地層界線。下面列舉幾種常用的年代地層單位界線等時性的對比方法。

7.5.1　地層之間的自然關系

巖層相對年齡或年代地層位置最簡單、最明顯的標志，莫過于巖層之間的自然關系(physical interrelation)。經(jīng)典的地層疊覆律指出:在一個未遭擾亂的沉積層序列中，最上面的地層比其下伏的地層年輕。地層的這種疊覆次序，提供了確定年代關系最明了的方法。所有其他年齡測定方法，無論是相對年齡還是數(shù)字年齡，都要用所觀察到的地層之間的自然序列來檢驗它們的有效性。在有限的范圍內(nèi)，同一層面的追溯是確定等時性的最佳標志。然而，當?shù)貙右蛳铝性蛞鸩贿B續(xù)時，如經(jīng)過嚴重擾亂、倒轉、推覆或不整合，一個較新的火成巖體侵入到較老的巖層序列中，易變形的沉積巖層(如頁巖、鹽或石膏層)底劈式地插入較新的地層中并蔓延其上，即便在這些困難的情況下，通過地層之間的自然關系和它們的地層序列所進行的對比，仍是確定巖層相對年齡的基本方法。

7.5.2　巖石學方法

早年，許多系及其下屬單位基本上都是巖石地層單位的劃分。后來人們認識到，巖石地層的巖性受環(huán)境的影響比受時間的影響更為強烈，大部分巖石地層單位界面是穿時的，而且地層序列中巖性特征是多次反復重現(xiàn)的。因此，人們曾一度拋棄了用巖石學方法確定巖層年代的方法。《國際地層指南》(第二版)糾正了上述偏激現(xiàn)象，指出:“一個像組這一類的巖石地層單位總是具有一定的年代地層含義的，并至少可用來在局部地區(qū)大致地指示年代地層位置。一些斑脫巖、火山灰層、黏土巖層、石灰?guī)r層或磷灰?guī)r層等，都可能是大范圍內(nèi)作時間對比的極佳標志。特征顯著、分布廣泛的巖石單位也有可能確定大致年代地層位置的意義”(據(jù)Salvador主編，金玉玕等譯，2000)。由此可見，并非所有的巖石地層單位界面都是穿時的，并非一定要將巖石地層單位與年代地層單位“隔離處理”。無年代含義的巖石地層單位是根本不存在的，因此，利用巖石地層單位的巖石學特征來確定其相對年代仍是當前和今后年代地層時間對比的基本方法之一。尤其是近20年來，地層學領域越來越重視運用區(qū)域性或全球性分布的短期突發(fā)性事件形成的“事件沉積物”，作為一種更為精確的區(qū)域和全球等時對比的新方法，以彌補傳統(tǒng)地層劃分與對比之不足(Kauffman，1988;Einsele，1991)，這是地層學中的一次革命，叫作高分辨率事件地層學。

7.5.3　古生物學方法

由于有機界進化的有序性，對于地質(zhì)時間來說，是不可逆轉的。顯生宙化石分布廣泛、演化特征明顯，因此，化石是整個顯生宙在世界范圍內(nèi)進行相對年代測定和遠距離時間對比的最好依據(jù)，顯生宙全球年代地層表的建立在很大程度上依據(jù)了古生物學方法。雖然生物地層對比不一定是時間對比，但如果謹慎地、正確地使用，它將一直是時間對比最有用的方法之一。一方面，盡管兩個相距遙遠的地層剖面上化石的總體內(nèi)容由于巖相變化而差異很大，但細微的古生物學上的鑒別，能證實它們之間具有時間上的可比性;另一方面，有時兩個表面上相似的化石組合，經(jīng)過細致的古生物學研究，可能被證明在年代上完全不同。

首先，首選方法是尋找合適的界線標志化石并準確標定它的首現(xiàn)面(FAD)。標志化石的FAD往往就是我們所要確定的年代地層單位的下界面(即GSSP)。界線標志化石需滿足的必備條件是:特征明顯，容易鑒別，演化快，地史分布短，遷移迅速，全球分布。如2001年3月，由國際地質(zhì)科學聯(lián)合會正式確認的全球二疊系－三疊系界線層型剖面和點(GSSP)選定在中國浙江省長興縣煤山D剖面27c層之底，牙形石Hindeodus parvus首現(xiàn)點上。即，Hindeodus parvus就是該GSSP的標志化石(張克信等，1995)，Hindeodus parvus的FAD確立了該界線的GSSP(Yin et al．，1996，2001)。

其次，實現(xiàn)大范圍時間對比的另一種行之有效的古生物學方法，是要建立某類可供對比化石類型的演化譜系，如在全球二疊系—三疊系界線層型上建立了牙形石latidentatus－parvus－isarcica演化譜系，該譜系對實現(xiàn)全球?qū)Ρ绕鸬搅肆己米饔?Yin et al．，1988，1996，2001)。

另外，由于多數(shù)生物帶不具備在各處完全等時的下界或上界，因此，要善于運用多門類化石和若干相互交錯的生物帶(如通過側向指狀交叉并相互替代)實現(xiàn)較精確的時間對比。這種相互交錯的生物帶體系可作為實現(xiàn)不同環(huán)境類型沉積序列的橫向?qū)Ρ鹊闹饕~帶。例如，對比陸相和海相沉積層時，可運用陸生動物、植物、孢粉、底棲和漂浮海生生物的陸－海遞變系列;又如可運用相互重疊的植物和動物帶來對比熱帶－溫帶－極區(qū)系列環(huán)境下形成的地層。

考慮到現(xiàn)今地球生命環(huán)境的多樣性和現(xiàn)代生物類型在橫向上的巨大變化，可以從中領悟到，在運用古生物學方法進行時間對比時將會面臨許多難題。由于過去環(huán)境的不斷變化，大陸漂移、生物遷移所需的時間，地層中的成巖變化、變質(zhì)作用，化石保存上的千變?nèi)f化，采集的偶然性及其他種種因素，會導致問題復雜化(圖7－4)。應當看到，運用古生物學方法進行大范圍時間對比，雖然價值很大，但存在相當大的局限性。因此，用古生物進行定年和遠距離對比時，必須要謹慎行事，設法消除種種干擾因素，以求達到較精確對比之目的。

7.5.4　同位素年齡方法

同位素測年法依據(jù)的是某些母體核素以一定速率進行的放射性衰變，這種衰變速率恒定，適合于測量地質(zhì)時間，它為年代地層學提供了一種強有力的絕對數(shù)字年齡獲取技術。同位素測年法對前第四紀較老巖層和第四紀堆積物兩者有較大差別，以下分別簡介幾種常用方法，并逐個作一簡評。

7．5．4．1　前第四紀巖層同位素測年法

Rb－Sr等時線法:是20世紀70年代主導測年方法，近年來研究發(fā)現(xiàn)，Rb、Sr具強的活動性，可能造成年齡的偏老或偏新，另外同源要求很難達到。

Sm－Nd等時線法:Sm、Nd具較強的活動性，很難滿足同源要求，同時存在假等時線、視等時線等問題。但礦物內(nèi)部等時線方法是一個值得推薦的方法。

40 Ar－39 Ar測年法:利用40 Ar/39 Ar比值計算年齡，從獲得的幾組坪年齡還可以分析熱擾動歷史，在確定事件的時代方面有廣泛的應用。

圖7－4　一個筆石分類單元原來的產(chǎn)出上限和目前已知的產(chǎn)出上限與等時面(年代地層面)的關系及其局部變化的可能原因
(據(jù)Salvador主編，金玉玕等譯，2000)

207 Pb/206 Pb蒸發(fā)法:利用測定單顆粒鋯石207 Pb/206 Pb比值計算年齡，采用逐層蒸發(fā)法可以獲得鋯石核及環(huán)帶的年齡。此方法在普通Pb扣除上不盡完善。但是在測定年代較老的地質(zhì)體時往往可以獲得比較可靠的年齡。

單顆粒鋯石U－Pb法:該方法是目前國內(nèi)外應用最為廣泛的測年方法，可以獲得單顆粒鋯石的3組表面年齡信息和不一致線與一致線的交點年齡。除鋯石外，還可以測試金紅石、石榴石等礦物的年齡。

離子探針質(zhì)譜法:單顆粒鋯石離子探針質(zhì)譜法是目前單顆粒鋯石測年最先進的測年方法，它可以測定單顆鋯石不同部位的年齡。目前國內(nèi)實驗室已引入該設備。

7．5．4．2　第四紀堆積物同位素測年法

第四紀各類堆積物同位素測年方法和每類方法適宜的測年范圍、應用范圍、適用材料、取樣量及相關要求列于表7－4(李長安，2001)。

采用不同的衰變常數(shù)會導致測年結果的不一致。因此，在計算年齡時要使用統(tǒng)一的衰變常數(shù)，這對于地質(zhì)測年對比尤為重要。通常使用的是由國際地質(zhì)科學聯(lián)合會地質(zhì)年代學分會推薦的衰變常數(shù)。

同位素測年法既可用于全巖樣，也可用于從巖石中分離出來的單礦物。同位素數(shù)據(jù)的年齡意義取決于各種地質(zhì)參數(shù)，在年代地層學中使用同位素法需要有地質(zhì)學的解釋。不同礦物和巖石樣品中各種同位素體系可能是對巖樣和巖樣所曾經(jīng)歷過的壓力和溫度條件變化或其他變化的一種特殊反應，因此，必須確定所獲得的年齡值是巖層形成的真實年齡，還是變質(zhì)作用的年齡，抑或是其他后期變化的年齡。同位素測年法的局限性是，并非所有巖石類型都適于作同位素年齡分析。

表7－4　第四紀地質(zhì)測年方法、取樣要求及應用范圍簡介一覽表(據(jù)李長安，2001)

7.5.5　地磁極性反轉

地球磁場極性的周期性反轉在年代地層學，特別是晚中生代和新生代的巖石中的應用頗為重要。目前已經(jīng)建立了一個較為詳細的晚中生代和新生代地磁極性地層表。地磁極性地層表對確定大洋區(qū)巖層的年代地層十分重要。極性反轉必須與生物地層學、同位素測年法等其他方法相配合，否則，難以識別特定的極性反轉。有關磁性地層學方法參見本書第8章。

7.5.6　其他地層學方法

用于建立高精度年代地層格架的其他輔助方法還有層序地層及全球海平面變化分析法、生態(tài)地層法、事件地層法、地震－測井地層法、化學地層法、分子地層法、旋回地層法、定量地層法等，其具體內(nèi)容詳見后續(xù)章節(jié)。