历史地质学/岩浆岩和地层学
在本文中,我们将简要回顾一下有关岩浆岩的事实,以及它们与地层学的关系。读者可能觉得重新阅读有关岩浆岩的主要文章会有所帮助。
从我们在之前文章中介绍的关于地层学和岩浆岩的事实,我们可以得出以下结论。
当喷出岩浆岩(熔岩流和火山灰)首次形成时,它们将比它们下面的沉积岩年轻,但比随后在其上形成的沉积岩古老。
为什么呢?因为根据定义,喷出岩浆岩是在地表上沉积的岩浆岩,因此叠加原理适用于它们。
需要注意的是,岩石的原始位置通常会受到构造事件的影响,如果发生了这种情况,就必须通过研究地层向上结构以及观察形成的断层和褶皱来恢复原始顺序。使用我们的<表示法,我们可以写成,如果岩石 A < 岩石 B < 岩石 C,其中岩石 A 和 C 是沉积岩,而岩石 B 是喷出的,那么岩石 A 在岩石 B 之前沉积,岩石 C 在岩石 B 之后沉积。
现在让我们考虑侵入岩浆岩。如果我们有一个侵入的片状结构(岩床),那么它必然比它下面的沉积岩年轻。但它也比它形成时位于其上方的沉积岩年轻。(需要注意的是,它形成时一定有东西位于其上方,否则它就不是侵入的。)
但它只比它形成时位于其上方的沉积岩古老。假设岩浆岩 B 侵入到沉积岩 A 和 C 之间。然后,更多的沉积物沉积在 C 的顶部,形成沉积岩 D。那么 B 比 C 年轻,但比 D 年老。
在考虑诸如岩脉和岩基之类的侵入岩浆结构时,我们可以借助交叉切割关系原理来说明它们比它们穿过的沉积岩年轻。
读者应该记住,我们可以通过观察来区分侵入和喷出岩浆岩:侵入岩浆岩是粗粒的,而喷出岩浆岩是细粒的。因此,即使岩床和熔岩流的形状相同,并且可能具有相同的化学成分,我们仍然可以通过它们的结构来区分它们。
到目前为止,我们只能考虑地质记录中特征的相对年龄;我们可以说,这个地层是在那个地层之前沉积的,并且这个化石的沉积早于另一个化石的沉积。但这只为我们提供了相对年龄:我们可以说 A 比 B 年老,但究竟老多少?老一分钟?一天?一百万年?我们有相对年龄,但到目前为止,我们还没有实际的日期。
现在,岩浆岩的关键在于,我们可以通过对岩石进行分析来为它们分配实际日期,而这通常是无法直接对沉积岩或化石进行的。
如果一名地质学家收到(例如)一块三叶虫化石,他无法对化石进行物理或化学分析来告诉你它的年龄。但如果这位地质学家在野外发现三叶虫位于两层熔岩流之间的沉积岩中,那么他就可以找到熔岩流的实际日期,然后告诉你三叶虫比最古老的熔岩流年轻,比最年轻的熔岩流古老,并且通过为熔岩流分配日期,可以告诉你化石的日期介于两者之间。
这引出了绝对年代测定的话题,以及它是如何进行的,以及它为什么有效。