77. Вопрос - изотопные методы Человека давно интересовали возраст Земли, продолжительность и последовательность геологических событий.

С открытием естественной радиоактивности некоторых элементов (в 1896 году А.Беккерел открыл явление радиоактивного распада элементов.) и образуемых ими минералов и разработкой методов ядерной физики появилась возможность устанавливать время возникновения горных пород, проявления геологических процессов, их продолжительность в астрономических единицах (годах) радиологическими методами.

В 1902 году П.Кюри впервые высказал идею о возможности использования радиоактивности для установления возраста геологических образований. В 1907 г. Б.Болтвуд в Канаде определил возраст пород по находящемуся в них свинцу радиоактивного происхождения.

Изотопные методы основаны на том, что скорость радиоактивного распада элементов постоянна и не зависит от условий, существовавших и существующих на Земле, что доказано экспериментальными данными.

Возраст породы (минерала) начинает отсчитываться с того момента, когда возникает кристаллическая решетка. С этого времени минерал становится замкнутой системой, в которой накапливаются продукты радиоактивного распада.

Суть изотопных методов заключается в определении количества дочернего стабильного изотопа, образовавшегося вследствие радиоактивного распада материнского изотопа, и остатка последнего. Зная скорость этого процесса, можно оценить возраст минерала. Для разных радиоактивных элементов эта скорость неодинакова.

Расчет возраста минералов и горных пород ведется по формуле. Определение возраста этим методом достаточно трудоемко, используется сложная техника химического анализа, физическая аппаратура и сложные расчеты.

Существует ряд изотопных методов в соответствии с основными типами ядерных превращений: уран-торий-свинцовый; уран-торий-гелиевый; калий-аргоновый; рубидий-стронциевый; самарий-неодимовый; радиоуглеродный и др.

Точность определений радиологическими методами очень относительна. Чем древнее образования, тем больше погрешность в определении возраста. Кроме того, они используются главным образом для определения возраста магматических пород, в то время как на земном шаре преобладают осадочные породы.

78. Определение относительного и абсолютного возраста интрузий.

В геологическом строении района принимают участие не только осадочные и вулканогенные образования, но и интрузивные породы. Они не содержат органических остатков, поэтому их возраст определяется из анализа взаимоотношений с осадочными породами или изотопными методами.

При определении относительного возраста учитываются следующие взаимоотношения интрузий и вмещающих пород:

1. Наличие горячего контакта с вмещающими породами, в этом случае интрузия будет моложе вмещающих пород. Этим определяется нижний возрастной предел интрузии.

2. Наличие обломков интрузии в составе вышележащей толщи (интрузия древнее перекрывающих ее осадочных пород).

80 Вопрос.

Одна из основных задач исторической геологии – восстановление физико-географических обстановок прошлого и их изменений во времени. Решением этой задачи занимается наука палеогеография («древняя география»). Для этого она использует несколько методов, основным из которых является метод фациального анализа.

Фациальный анализ – это метод восстановления древней географической обстановки по осадочным породам и содержащимся в них окаменелостям.

Понятие «фация» (от франц. facies – лицо, облик) впервые ввел в науку швейцарский геолог А.Грессли (1938). По фацией А.Грессли понимал конкретные участки любого слоя одновозрастных пород, отличающихся от соседних участков как составом, так и окаменелостями.

Фация понятие двойственное. С одной стороны оно выражает физико-географическую обстановку осадконакопления (современного или древнего), а с другой – представляет осадок или породу, содержащие в себе признаки обстановки, в которой они накапливались. Т.е. фация – это обстановка осадконакопления, овеществленная в осадке или горной породе.

Основная задача учения о фациях состоит в реконструкции природных условий осадконакопления.

Различают фации современных осадков и фации ископаемые. Первые мы имеем возможность изучать всесторонне, т.е. исследовать сейчас обстановку и возникший в этой обстановке осадок. Фации ископаемые – это обстановки и процессы осадконакопления геологического прошлого, запечатленные в некогда образовавшихся осадочных породах, в их палеонтологических и литологических особенностях.

Т.е. фации ископаемые мы восстанавливает, изучая горные породы и органические остатки, которые в них сохранились. В итоге можно выявить

• физико-географические условия образования пород (климат, ландшафт),

• топографические условия (место образования осадка на суше или море),

• динамику и физико-химические условия среды (заболоченная прибрежная часть пресноводного озера или береговой вал на пляже),

• условия существования организмов (прикрепленные ко дну, зарывающиеся в ил и т.п.).

В основе палеогеографических реконструкций лежит принцип актуализма, введенный в геологию К. фон Гоффом (1824) и Ч.Лайелем (1833). В своих трудах Ч.Лайель отмечал, что настоящее – есть ключ к пониманию прошлого. Т.е. для познания прошлого Земли нужно изучать современные процессы, а условия образования древних осадочных пород определять, сравнивая их с современными отложениями.

Однако изучение древних пород и современных отложений показывает, что они не имеют абсолютного сходства во всем. Так, изменялись состав воздушной и водной среды, изменялись организмы и пр. Например, в досилурийское время не было наземной растительности, а в докембрийское – был другим состав атмосферы, что естественно сказывалось на процессах осадкообразования.

Таким образом, нельзя ныне действующие закономерности механически целиком переносить в прошлое. Поэтому предложенный в позапрошлом веке принцип актуализма дополнен принципом эволюции фаций в истории Земли, который учитывает развитие и изменение геологических условий во времени. В разработку принципа большой вклад внесли русские ученые А.Д.Архангельский, Н.М.Страхов, В.Я.Самойлов. Эти принципы вместе составляют теоретическую базу сравнительно-литологического метода – основного метода изучения фаций. Этот метод основан на признании направленного, необратимого процесса развития Земли.

Фациальный анализ слагается их литофациального и биофациального анализов, а также из изучения общегеологических данных (площади распространения отложений, их мощности, переходов по простиранию).