前言

　　在漫长的亿万年地质历史长河中，地质历史是如何被记录下来的?地球也有年轮吗?岩石是“无字天书”吗?我们肯定还想知道，地球的历史是怎样的一本厚重的“万卷书”。1936年6月，著名古生物学家杨钟健教授发现了山旺地层古生物，并发表了第一篇论文，从而揭开了“万卷书”的第一页。灰白色硅藻页岩质地细腻，层理极为发育，1厘米厚的硅藻土竟达四五十层，每一层都密布着属种繁多、数量丰富、保存极其完好的古生物化石。因层薄如纸，稍加风化即层层翘起，宛若书页，被人们形象比喻为“万卷书”。

　　什么是地层?

　　地层是指各个时期由地质作用形成的层状或似层状岩石或堆积物，主要是由沉积岩、火山沉积岩和浅变质岩这三大类岩石中的一种或几种岩石类型的组合构成，地层处于地球岩石圈最表层，是人类生存、生产和生活的物质空间，人们的衣食住行都与地层有着重要联系。

　　地层的“内涵”：根据岩石本身客观存在的不同特征或属性，将组成地壳的岩层划分为不同时代和类型的地层，这对研究地壳的发展史、地质填图和地层对比等有重要科学意义。国际上将地层分为三大类：一是以岩性作为主要划分依据的岩石地层;二是以化石的特殊性和一致性作为划分依据的生物地层;三是以形成时间作为划分依据的年代地层。地层划分还可根据不同性质进行多重分类，如磁性地层单位、层序地层单位等。

　　地层的形状千变万化，千姿百态。有的很平缓，整齐舒展，层峦叠嶂;有的曲曲折折，犹如一条条巨龙蜿蜒盘旋;有的直立挺拔且翻转，巍峨屹立，厚薄不等，分布在连绵起伏的崇山峻岭之间。

　　什么是地质年代?

　　地质年代是地球上各种地质事件发生的年代，它包括两方面含义，一是相对地质年代，是指各种地质事件发生的先后顺序;二是绝对地质年代，是各种地质事件发生距现在的年龄，科学家们利用放射性年代测定技术可测定出数十亿年以前的岩石年龄。年代地层单位表示特定的地质时间内形成的地层，分为宇、界、系、统、阶等，分别与地质年代的宙、代、纪、世、期等相对应。

　　地层如何呈现色彩?

　　地层的美丽色彩是地层重要的宏观特征，对于沉积环境和成因研究具有重要指示意义。地层具有丰富的色彩，五颜六色的地层呈现五彩斑斓的世界，给大地增加了无穷魅力。为什么地层颜色各异呢?那是因为地层中的岩石碎屑和矿物等物质成分具有继承色和自身色，继承色是指陆源碎屑矿物显现出来的颜色，自身色是指自身矿物表现出来的颜色。

　　如果地层岩石大部分由纯净的石英、白云石、方解石等矿物组成，通常会呈现白色或浅灰白色，如钙质石英砂岩、白云岩、大理岩。铁元素是大自然中常见的 “色素”。三价铁的氧化物或氢氧化物(如赤铁矿等)使地层颜色偏红，代表了干旱-半干旱条件下的氧化环境;二价铁则让矿物、岩石和地层呈绿色。如果不同价态铁离子混合，地层则呈现紫红色、黄褐色等，就像一幅幅锦绣画卷。岩石中有机碳高，地层就会呈深灰色-黑色，这种颜色的硅质岩、碳酸盐岩、泥质岩及其变质岩石组合而成的地层体系，被称为黑色岩系。

　　砂糖状白云岩

　　下白垩统洛河组红色砂岩(靖边龙洲)

　　背斜成谷，向斜成山

　　岩层在三维空间的产出状态就是地层产状。有三个要素：走向、倾向和倾角。

　　走向：岩层与水平面的交线称走向线，走向线在水平坐标系中所指的方位就是该岩层的走向，有两个数值，且这两个数值相差180°。

　　倾向：层面上与走向线垂直的直线称倾斜线，倾斜线下倾方向在水平面上的投影线所指的方位就是该岩层的倾向。

　　倾角：岩层的倾斜线与它在水平面上投影线之间的锐夹角就是该岩层的倾角。

　　地层产状三要素示意图

　　绝大多数地层形成时的原始产状是水平的，即水平构造。从时代上讲，地层形成时间有老有新。在正常情况下，先形成的地层在下，后形成的地层在上。当地壳运动发生时，岩层的水平状态会发生改变，岩层层面与大地水平面之间形成一定夹角，称为倾斜构造。

　　强烈的地壳运动挤压作用下，地层发生弯曲变形，产生一系列的弯曲，这种地质构造被称为“褶皱”。单个岩层弯曲称为褶曲，它有两个基本形态：背斜和向斜。前者上拱弯曲，两侧相背倾斜;后者下凹弯曲，两侧岩层相向倾斜。通常背斜核心部位岩层时代较老，两侧岩层时代较新;向斜恰恰与之相反。背斜顶部岩层受张力作用影响，裂隙发育较为破碎，易形成谷地;向斜凹部受挤压力，相对于背斜成为山岭，因此常常表现为“背斜成谷、向斜成山”。

　　背斜                                              向斜

　　地层的沉积构造与接触关系

　　沉积岩在沉积过程中或成岩过程中产生的非构造变动构造称为岩层的原生沉积构造，如层理、层面构造(泥裂、雨痕、印模等)、生物遗迹等。

　　泥裂

　　层理是沉积岩最常见的一种原生构造，是由岩石成分、结构和颜色在剖面上突变或渐变所显现出来的一种纹理，主要有平行层理、水平层理、交错层理、粒序层理。

　　水平层理是在水动力较为稳定的条件下缓慢沉积而成的。平行层理反映沉积时水动力较强。交错层理的特点是岩层内部细的纹层与层面相交。有一种交错层理，上下相邻的两组纹层倾斜方向相反，状如羽毛，称羽状交错层理，是周期性的双向水流作用形成的。粒序层理又称递变层理，表现为成岩物质颗粒由底至顶逐渐变细的正粒序，或由细变粗的反粒序。

　　地层接触关系：地层在空间上相互叠置的关系有整合、平行不整合和角度不整合三种。整合是指上下两套地层的产状完全一致，沉积没有间断，时代是连续的;平行不整合是上下两套地层的产状基本保持平行，但两套地层的时代不连续，期间有长期的沉积间断和风化剥蚀的不连续面存在;角度不整合是上下两套地层产状呈一定的角度相交，两套地层时代不连续，表明有构造运动。

　　地层接触关系，如整合、平行不整合、角度不整合等可以反映在沉积过程中地壳的升降运动或褶皱变动(亦称造山运动)。

　　地层无语，却带给人类如画的风景;地层有声，那是山的呼啸、海的波涛、溪流的叮咛;地层有情，用地球母亲的乳汁养育着万千生灵。地层用它所包容的不同时期、不同环境形成的岩石和化石遗迹，撰写了一部地质编年史。

　　走进三秦大地，北部是苍茫的陕北黄土高原，奔腾的黄河孕育了中华文明，一页页砂泥岩沉积如同书页，油山煤海与赤壁丹霞记录着鄂尔多斯盆地的前世今生;站在秦岭之巅，皑皑的太白积雪，留下了秦岭的古冰川遗韵，满是伤痕的商丹带构造记录，述说着秦岭造山带古老生命的故事。在亿万年地质历史里，人类的历史只是复杂而漫长的地质历史长河中精彩而短暂的一个华章，那一页页的“万卷书”里又演绎着怎样动人的悲欢离合故事?接下来，让我们随“三秦地质”的后续推送，一起开启陕西地层之旅吧!