1. Расчленение стратигр. разреза. Литостратиграфические подразделения (пласт, пачка, толща). Основные местные и региональные стратиграфические подразделения (свита, серия, горизонт). Принципы и методы их выделения.

В основе всей исторической геологии лежит стратиграфия. Её задача установление последовательности и датировка геологических событий в истории Земли. Для того чтобы определить последовательность геологических событий нужно определить последовательность формирования геологических тел.

Для стратиграфии наиболее важны супракрустальные горные породы (те что сформированы на поверхности земной коры). Это могут быть и осадочные и вулканические породы. Самое главное для нас что они имеют слоистую структуру, и наслаивались горизонтально и последовательно. Каждый из слоев соответствовал геологическому событию. Николай Стено(17 век) осн. принципы стратиграфии:

1. Слой имеет неопределенную протяженность, и может прослеживаться до первого препятствия.

2. Нижний слой древнее вышележащего, при ненарушенном залегании.

Стратиграфия – раздел исторической геологии. Она изучает последовательность формирования супракрустальных горных пород, их соотношение в пространстве и периодизацию геологической истории.

Стратиграфический разрез – установленная для данного региона последовательность горных пород от более древних к более молодым. Расчленение стратиграфического разреза – выделение стратиграфических подразделений(стратумов – комплексов отложений).

Расчленение разреза может производиться по разным методам по разным признакам, потому получаются разные категории подразделений. Разделение производится по определенным правилам, описанным в стратиграфическом кодексе (в нем описано какие типы какими методами выделяются, как их следует называть описано соподчинение этих подразделений).

I. Согласно кодексу: самый простой тип подразделений, выделяемый на первых этапах исследований - литостратиграфическое подразделение (однородные по составу тела, сложенные либо на всем протяжении одной и той же породой, либо сочетанием, чередованием одних и тех же пород. Названия даются по названиям горных пород из которых они состоят.

Номенклатура: слой, пачка, толща, комплекс. «толща чередования песков и глин», «слой гипсов». Это минерало-петрографический тип подразделения. Такие подразделения могут выделятся по типу слоистости, по цвету, по наличию конкреция.

Для выделения такие подразделений так же активно используются геофизические методы каротажа. В пробуренной для изучения скважине выделяются литостратиграфические подразделения. Одновременно изучают удельную электропроводность и строят диаграмму электрокаротажа (для каждой толщи пород находят величину сопротивления). Затем в этом районе можно бурить скважины без отбора керна и по каротажным диаграммам выделять те же самые подразделения.(поиск горючих ископаемых).

«+» 1. Простота и наглядность.

2. Неограниченная детализация.

«-» Не прослеживается на большие расстояния. Выделяются на ограниченных территориях.

II. Основные, местные и региональные (геостратиграфические) подразделения. Более крупные и более сложные подразделения, отвечающие этапам развития более крупных естественных геологических регионов.

Номенклатура: свита, серия, горизонт.

Метод выделения таких подразделений историко-геологический. Процесс осадконакопления ( или извержения вулкана) периодический, поэтому можно выделять этапы развития областей осадконакопления.

Осадочный чехол можно расчленить на части отвечающие периодам трансгрессии и регрессии моря. Пример: карбонаты, глины, песчаники, галька.

Свита – комплекс отложений, которые характеризуются определенным вещественным составом, хорошо отделяются от выше и ниже лежащих пород, отвечает определенному палеогеографическому этапу развития региона.

Свита осн. единица геостратиграфического подразделения. Если бассейн большой то свита может отвечать какой-то его части. Все свиты одного возраста будут входить в горизонт. Несколько разновозрастных свит, идущих одна за другой, образуют серию.

Литологический метод для выделения свит подходит очень редко. Для того чтобы выделить свиту нам требуется выделить толщу отложений, отвечающих одному этапу геологического развития. Разные горные породы располагаются в определенной закономерности (по горизонтали и по вертикали)

Изменчивость пород по горизонтали – фациальная изменчивость (фация – часть свиты, отличающаяся от других частей этой же свиты)

В морском бассейне будут: глинистая фация, песчано-галечная фация, карбонатная фация – все вместе это фациальный комплекс.

Эта закономерность – закон Вальтера (19 век). Этот закон верен только в том что: в пределах одного осадочного цикла( свиты) смена фаций происходит одинаково по горизонтали и по вертикали.

Если у нас только один стратиграфический разрез то выделить свиту мы можем базируясь на ритмичности осадконакопления.

Можно также выделять свиты по палеонтологическим данным.

Так же для выделения стратиграфических подразделений активно стали использовать геофизику. Особенно сейсмику (сейсмостратиграфия). (поиск нефти)

Биостратиграфия, зоны, слои с фауной(флорой). Зона- часть последовательного ряда интервалов с эволюционирующими организмами.

2. Методы сопоставления (корреляции) разрезов и установления относительного геологического возраста отложений.

Геохронологическая шкала служит для определения относительного возраста. Слой возраст которого мы определяем должен совподать со стратотипом этого слоя. Но не обязательно сопостовлять непосредственно со стратотипом, так как возраст отложений во многих районах уже определен то можно сопоставить его с тем слоем возраст которого уже определен.

Самый старый и самый простой метод сопоставления – литолого-стратиграфический. Отложения имеющие один и тот же литологический состав, идущие в одной и той же последовательности – одновозрастные. Недостаток в том что слои на большом расстоянии не прослеживаются.

Более универсален палеонтологический метод (основан на необратимости эволюции). Отложения имеющие одинаковые или схожие комплексы отложений, являются одновозрастными. Сейчас уже известно для каких толщ характерны какие отложения. Т.о. просто заглянув в список соответствия мы сопоставляем слой со стратотипом. Однако таким способом легко определяются только крупные подразделения, а более мелкие, такие как яруса, подразделения определить нельзя (высока вероятность ошибки).

Т.к живности распространяются по территории не сразу а постепенно, и вымирают тоже постепенно(еще и с разной скоростью), и еще могут перемещаться чтобы переживать «трудные времена». В палеонтологическом методе можно опираться на руководящие ископаемые (живности с быстрой эволюцией, которые быстро расселялись).

Существуют еще процентно-статистический метод: сопоставить весь комплекс органических остатков, с тем что есть в стратотипе, и смотреть сколько видов из изучаемого разреза совпадет. Минусы – используются не только руководящие ископаемые; Одинаковые комплексы могут образовываться в одинаковых условиях, но в разное время. Существует еще зональный органогенетический метод.

Палеомагнитный метод. Земля двухполюсный магнит. Известно что есть горные породы, содержащие ферромагнитные минералы, способные намагничиваться в соотв. с магнитным полем Земли.

Ориентировка магнитного поля Земли неоднократно менялась (инверсия). Время самой инверсии порядка 5000 лет, интервалы между инверсиями порядка миллионов лет. Почти в любом разрезе супракрустальных г.п. можно выявить слои, для которых характерна прямая или обратная намагниченность. Поскольку магнитное поле меняется глобально, палеонтологическое подразделение имеет глобальное значение. Недостаток - легко ошибиться так как всего 2 типа отложений. Избегают ошибок благодаря сопоставлению целых разрезов (а не их частей).

3. Международная стратиграфическая шкала. Принципы её построения, основные подразделения, назначение и способ использования.

Максимально полную последовательность слоев, слагающих разрез стратисферы, отражает международная стратиграфическая шкала. Установить место изучаемого разреза в общем разрезе стратисферы, или в Шкале – означает определить его относительный геологический возраст.

Наличие Шкалы позволяет определить геологический возраст с точностью подразделений самой шкалы. Общая шкала представляет собой реальную последовательность отложений в стратисфере и имеет составной характер. Отдельные части шкалы отражают реальную последовательность толщ отложений в районах, которые ко времени составления шкалы были наиболее изучены. Последовательность толщ в каждом из таких районов соответствовала этапам его геологического развития, сами толщи, представлявшие собой свиты или серии, были приняты за эталоны общих стратиграфических подразделений (систем, отделов), а их последовательность составила соответствующую часть Общей шкалы. Типичные стратиграфические разрезы этих толщ являются

стратотипами соответствующих подразделений Шкалы, а район, где они располагаются, называется стратотипическим.

Стали выделять местные стратиграфические единицы на основании совокупности литологических и палеонтологических данных. Эти региональные стратиграфические подразделения стали основой при составлении региональных геологических карт. Сейчас геологи новый стратиграфический кодекс 1992 года.

Кодексом предусмотрено существование трех равноправных самостоятельных шкал. Кроме того, в кодексе предусматривается использование трех групп стратиграфических подразделений: основных, частных и вспомогательных.

Стратиграфические исследования проводят на конкретных разрезах осадочных, вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород.

Разрез, на котором впервые выделено стратиграфическое подразделение, носит название стратотипа, район, где он располагается, называется стратотипической местностью.

Основные стратиграфические подразделения - совокупность горных пород, естественное геологическое тело, время формирования которых соответствовало определенному этапу геологической истории Земли. Общие подразделения устанавливаются с помощью различных методов. Для докембрийских образований в основном используют радиогеохронологические методы, а для фанерозоя — палеонтологические.

Общим стратиграфическим подразделениям соответствуют геохронологические эквиваленты (табл. 2.4.2):

Таблица 2.4.2. Соответствие единиц стратиграфической и

геохронологической шкал

стратиграфические – геохронологические

эонотема (eonothem) эон (eon)

эратема, или группа (erathem) эра (era)

система (system) период (period)

отдел (series) эпоха (epoch)

ярус(stage) век (age)

зона (zone) фаза (phase)

звено пора

Практически все стратиграфические подразделения крупнее яруса имеют единые международные наименования.

Эонотема — это отложения, образовавшиеся в течение самой крупной геохронологической единицы — эона (архейский, протерозойский и фанерозойский), длительностью многие сотни миллионов и даже более миллиарда лет.

Архейскую (AR) и протерозойскую (PR) эонотемы объединяют под название «криптозой» (эра скрытой жизни), но чаще используют название «докембрий» т. е. совокупность пород, образовавшихся до кембрийского периода.

Основным критерием разделения криптозоя и фанерозоя (PHZ) является присутствие только бесскелетных организмов в криптозое и появление большого разнообразия скелетных форм в фанерозое.

Эратема, или группа, составляет часть эонотемы и характеризует отложения, образовавшиеся в течение эры продолжительностью в первые сотни миллионов лет (в фанерозое). Эратемы отражают крупные этапы развития Земли и органического мира. Границы между ними соответствуют переломным рубежам в истории развития органического мира.

В фанерозое выделяют три эратемы: палеозойскую (PZ), мезозойскую (MZ) и кайнозойскую (СZ).

Система составляет часть эратемы и характеризует отложения; образовавшиеся в течение периода длительностью в десятки миллионов лет. Системе свойственны типичные для нее семейства и роды фауны и флоры. Для каждой системы на геологических картах приняты определенный цвет, являющийся международным, и индекс, образованный начальной буквой латинского названия системы. В настоящее время в фанерозое официально узаконены 12 систем: кембрийская (Є), ордовикская (O), силурийская (S), девонская (D), каменноугольная, или карбоновая (C), пермская (P), триасовая (Т), юрская (J), меловая (K), палеогеновая (Pg), неогеновая (N) и четвертичная, или антропогеновая (Q). Названия большинства систем происходят от географических названий тех местностей, где они были впервые установлены.

Отдел — часть системы; характеризует отложения, образовавшиеся в течение одной эпохи, длительность которой обычно составляет первые десятки миллионов лет. В палеонтологическом отношении отделам свойственны характерные роды или группы видов фауны и

флоры. Названия отделов даны по положению их в системе:

нижний, средний, верхний или только нижний и верхний;

эпохи соответственно называют ранней, средней, поздней.

Некоторые отделы имеют собственные названия. Так, на-

пример, в палеогеновой — палеоцен, эоцен и олигоцен.

Определение: ярус—часть отдела. Ему отвечают отложения, образовавшиеся в течение века, продолжительностью в несколько миллионов лет. Для яруса характерен определенный комплекс ископаемых организмов с типичными родами и видами. Названия ярусов обычно происходят от названий областей, районов, рек, гор, населенных пунктов, где находятся стратотипические разрезы. Иногда выделяют подъярусы: нижний и верхний или нижний, средний и верхний. На геологической карте ярусы закрашиваются оттенками цвета системы, а индексы их образуют путем добавления к индексу отдела начальной буквы латинского названия яруса; K1v — валанжинский ярус, К2с — коньякский ярус. В случае, если отдел имеет ярусы, начинающиеся с одной и той же буквы, к первой букве

добавляется следующая согласная буква K1ap—аптский

ярус, K1al — альбский, K2cm — сеноманский.

Зона является частью яруса и охватывает отложения, образовавшиеся в течение одной фазы порядка 1—3 млн лет. Ее границы устанавливаются по определенному зональному комплексу видов ископаемых организмов, который содержит формы, имеющие широкое географическое распространение и быстро эволюционировавшие. Название зоны дается по наиболее характерному виду зонального комплекса. Зона и фаза имеют название одного и того же вида-индекса. Например, зона или фаза Volviceramus involutus.

Звено выделяется в составе четвертичной системы. В звено объединяют горные породы, сформированные во время одного цикла климатических изменений: похолодания и потепления.

Звено должно иметь свой стратотип и климатостратиграфическое или литолого-экологическое обоснование. Четвертичная система состоит из четырех звеньев: нижне-, средне-, верхнечетвертичного и современного. Их иногда называют нижним, средним и верхним плейстоценом и голоценом.