Историческая геология

Историческая геология это раздел геологической науки , в котором изучаются история и закономерности развития Земли с момента образования земной коры.
Изучении истории развития земной коры позволяет по некоторым признакам, являющимся для строителей второстепенным, устанавливать важнейшие для них показатели свойств горных пород , условия их залегания и распространения.

В число задач исторической геологии входит установление абсолютного возраста пород, изучение последовательности их образования во времени, определение относительного возраста пород, сопоставление их в порядке отложения по вертикали ( внизу более древние, вверху более молодые) и распространение выделенных возрастных единиц на земной поверхности по горизонтали .

Абсолютный возраст Земли и абсолютный возраст горных пород долгое время оставались неопределенными. Только в ХХ веке благодаря открытию явлений радиоактивного распада удалось поставить задачу определения абсолютного возраста Земли и горных пород на научную основу. Как известно, ядра радиоактивных элементов неустойчивы и распадаются со строго определенной для каждого из них скоростью.

Зная скорость радиоактивного распада, определив относительное количество содержащегося в данном минерале исходного радиоактивного вещества и количество продуктов его распада, можно определить время, прошедшее с образования данного минерала.Методы определения абсолютного возраста пород прошли уже довольно длительную проверку. Выяснилось, что причиной ошибок при вычислении могут быть утечка изучаемого элемента при выветривании породы, потери при распаде, примеси нерадиогенного свинца и другие. Однако получаемые отклонения не очень значительны и дают вполне удовлетворительную сходимость.

Это обстоятельство и позволило определить абсолютный возраст слоев земной коры .Для определения относительного возраста пород , то есть установления положения слоев по отношению друг к другу ( по вертикали) выяснения условий их формирования и степени распространения, используют стратиграфический, петрографический, тектонический и палеонтологический методы.Они позволяют установить сущность геологических событий и проследить их во времени и пространстве.

Стратиграфический метод основан на том,что слои горных пород откладываются последовательно , один на другом. Следовательно , чем выше залегает слой, тем он моложе. Однако, это справедливо только при ненарушенных залеганиях горных пород. В сложно дислоцированных областях, то есть там, где породы выведены из горизонтального залегания и образуют складки, сдвиги, сбросы и так далее, непосредственное применение принципа последовательности отложения слоев становится затруднительным.

Рисунок-1. Различные случаи залегания пластов:

Различные случаи залегания пластов

 

I-согласное залегание пластов а,б,в,г; П и Р-пласты, лежащие несогласно на пласте г( видны следы размыва кровли); II-залегание тех же пластов в опрокинутой складке, значительно размытой

Сказанное хорошо иллюстрируется ( смотри рисунок-1). На рисунке-1, I слои залегают горизонтально. В этом случае установление относительного возраста пород не представляет никаких затруднений. На рисунке -1, II показано нарушение (складчатое) залегание слоев.В таких случаях установление относительного возраста пород становится затруднительным , а иногда и просто невозможным, так как более древние отложения могут перекрывать более молодые.Стратиграфический метод сам по себе не является универсальным: можно установить относительный возраст пород на двух или нескольких участках земной коры, но нельзя сопоставить между собой данные по этим участкам, пользуясь только стратиграфическим методом.

Петрографический метод основан на детальном изучении состава горных пород , слагающих земную кору. Он может быть с успехом использован для корреляции геологических разрезов в пределах небольших площадей, на которых в течение какого-то геологического времени сохранялись одинаковые физико-географические условия, а поэтому откладывались одинаковые по составу пласты пород.выделение хотя бы одного пласта дает возможность геологу выделить данный данный горизонт во всех разрезах района.

Петрографический метод часто используется при определении относительного возраста изверженных и осадочных горных пород. Так, если наблюдается сильно измененный контакт известняков и гранитов ( со следами контактного метаморфизма известняков ), то это значит, что интрузия моложе известняков. Если бы таких изменений не было, то внедрение интрузии было было бы ранее отложение известняков.если осадочные породы и интрузия размыты, то перекрывающие их породы отложились позже них, и так далее. Этот метод также широко применяется для восстановления условий, при которых произошло отложение той или иной породы. Например, присутствие в песках глауконита указывает на то, что песок морского происхождения, причем море было нормальной солености, довольно холодное, и глубина его в месте отложения глауконита не превышала 200 м.

Наоборот, наличие в осадках линз или пластов соли и гипса указывает на повышенную соленость водного бассейна, на море лагунного типа, жаркий засушливый климат этого района и так далее.Угловое несогласие между подстилающими и покрывающими свитами дает основание предполагать наличие тектонических движений, последовавших за отложениями подстилающей свиты, а следы ее размыва-об эрозионных процессах, происходивших перед началом отложения нижнего слоя верхней свиты.

Установление угловых или тектонических несогласий между свитами также способствует определению их относительного возраста , а сам метод определения называется тектоническим.Палеонтологический метод основан на том, что геологическая история Земли шла параллельно с историей развития органической жизни. Следы органической жизни на Земле содержатся в горных породах в виде так называемых ископаемых окаменелостей. При исследовании горных пород в них можно обнаружить различные формы сохранности этих окаменелостей:

1) отпечатки внешней формы растений или животного на породе;
2) внутренние ядра, получающиеся при отгнивании мягкого тела животных и заполнении образующихся при этом полостей каким либо минеральным веществом;
3) наружные ядра , образующиеся в тех случаях, когда не только отгнивает внутреннее мягкое тело, но растворяются и наружные части раковины; при этом новые минеральные образования, заполняющие образовавшуюся пустоту, полностью воспроизводят внешнюю форму раковины погибшего организма.
4) псевдоморфозы, то есть скелетные остатки, в которых менее стойкие минеральные и органические вещества замещены более стойкими, например, кремнеземом; при этом полностью сохраняются формы этих остатков, а иногда и особенности их анатомического строения ( псевдоморфозы по дереву, раковинам морских животных и так далее).
5) полная сохранность -когда захороняется цельный скелет и мягкие органы; подобные находки очень редки, к ним относятся трупы мамонтов, найденные в зоне вечной мерзлоты в северо-восточной Сибири, насекомые, попавшие внутрь янтаря и так далее.

Обычно полной сохранностью в палеонтологии принято считать формы, полностью ( или почти полностью ) сохранившие прижизненную структуру только скелетных частей.Изучая различные ископаемые остатки, можно проследить развитие животного и растительного мира , по ним же можно проследить и геологическую историю Земли, так как почти каждая из групп организмов несет в себе признаки той среды, в которой она развивалась.

Совершенно очевидно, что в более древних слоях погребены и более древние организмы. Установив типы этих организмов, можно закрепить их во времени за определенными комплексами пород. Таким образом их датой , закрепляющей возраст пласта , всегда будут являться остатки организмов с характерными для каждого времени формами. Однако не все ископаемые остатки имеют одинаковое значение при определении относительного геологического возраста слоев. Можно выделить две группы:

1) Организмы первой группы жили очень долго( некоторые живут и теперь), очень мало изменялись на протяжении своего существования , были широко расселены и их остатки находят во многих пластах Земли различного возраста ; животные и растения этой группы , естественно , не имеют никакого значения при определении возраста пластов и называются устойчивыми или долговечными.

2) Животные и растения второй группы, наоборот, жили очень недолго( минимальный отрезок времени по вертикали ), но также имели широкое расселение .остатки их могут встречаться в различных местах только в сравнительно небольших по мощностям толщах пород. Такие организмы могут помочь определить возраст пород и носят название руководящих форм или руководящих окаменелостей. На основании изучения ископаемых организмов ( руководящих форм) в комплексе с другими методами исторической геологии все известные в пределах современных континентов отложения удалось подразделить на ряд крупных стратиграфических единиц, носящих название групп.

Группы подразделяются на более мелкие единицы -системы. Системы -на отделы, а отделы- на ярусы; ярусы- на зоны.За каждой выделенной стратиграфической единицей было закреплено время ее образования. Так, группа соответствовала эре, система -периоду, отдел-эпохе, ярус-веку, зона -времени. Определение возраста слоев земли неизбежно влечет за собой вопрос и физико-географической обстановке, в которой они отложились.

Реконструкция ее производится с помощью метода фациального анализа, основой которого является принцип актуализма, предложенный в 1830-1833 гг. Ч. Лайелем. Согласно этому принципу изучение современных геологических процессов дает ключ к познанию и восстановлению прошлых геологических событий.

Стратиграфическая и геохронологическая шкалы

На основании общепринятых международных единиц стратиграфии и относительной геохронологии были созданы сводные стратиграфические и геохронологические графы, в которых основные подразделения являются в большинстве случаев едиными для всех стран( смотри таблицу-1). Естественно , что стратиграфическая и геохронологическая шкалы в течении времени пополнялись новыми данными и изменялись.

Таблица-1. Стратиграфическая и геохронологическая шкалы*

Стратиграфическая и геохронологическая шкалы

Стратиграфическая и геохронологическая шкалы

Уже в XVII в. было предложено, а в 1881 г. закреплено на международном геологическом конгрессе подразделение истории Земли на три эры : древнюю( палеозойскую), среднюю ( мезозойскую) и новую(кайнозойскую). Отложения горных пород, соответствующие этим эрам, составили группы с теми же названиями. В дальнейшем выявилась необходимость в выделении сверх древних отложений, которые назвали архейскими.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.