Методы четвертичной геологии

• Геологические методы

выявляют генезис континентальных отложений с учетом геоморфологии и палеонтологии.

• Литологический метод

Исследование минерального состава пород, окраски, величины и формы обломков, цементации, пористости, плотности, формы залегания, признаков слоистости и других текстурных особенностей. Ввиду господства рыхлых отложений среди четвертичных отложений суши преобладают терригенные отложения – пески, алевриты, глины, галечники и т.д.

• Текстурно-стратологический метод

изучение слоистости (косой, волнистой, параллельной и т.д., в моренах - сланцеватость). Структурные методы – изучение структур, вызванных неотектоническими дислокациями – складки, чешуйчатые надвиги и т.д.

• Геоморфологические методы

используются для определения относительного возраста осадков. (Например, в речных долинах имеется лестница террас, более высокие террасы являются более древними, и осадки в них также древнее.

• Геофизические методы

используются для определения общей мощности покрова рыхлых отложений, рельефа подстилающей поверхности, провести литолого- стратиграфическое расчленение осадков в погребенных разрезах. При изучении четвертичных отложений на акватории морей применяют звуковую геолокацию, сейсмоакустическое профилирование, радиоволновой метод.

• Термолюминесцентный метод

основан на способности некоторых минералов (в частности кварца) к свечению при нагревании от 100 до 400º С. Измерив природную радиоактивность образца рассчитывают его возраст при определенной скорости накопления светосуммы.

• Палеомагнитный метод

основан на способности эффузивных и осадочных горных пород приобретать и сохранять долгое время остаточную намагниченность по направлению геомагнитного поля, в истории Земли неоднократно менявшего свою полярность. На основании измерения остаточной намагниченности создана палеомагнитная шкала, где выделяются палеомагнитные эпохи то с прямой, то с обратной полярностью.

• Варвохронологический метод

основан на подсчете годичных слоев в ленточных глинах при ледниковых озер. В которых летом отлагались более крупные песчаные частицы и слои были больше по мощности, а зимой они были более тонкие и глинистые. По количеству таких лент определяется время накопления толщи осадков в годах.

• Дендрохронологический метод

заключается в подсчете годичных колец на срезах современных и ископаемых деревьев, применение ограничивается 8000 лет.

• Палеонтологические методы

основан на изучении остатков животных организмов (главным образом млекопитающих и в меньшей степени моллюсков).

• палеофлористический метод.

В континентальных условиях в осадках захороняются макроостатки растений (семена, шишки, стебли, плоды) и почти повсеместно пыльца и споры растений. На основе изучения этих остатков разработаны и успешно применяются карпологический и палинологический методы и метод диатомового анализа. Карпологический метод – изучение плодов, шишек, семян. Палинологический - изучение пыльцы и спор растений. Диатомовый анализ – изучение ископаемых (захороненных в осадках) диатомовых водорослей, которые имея кремневый скелет хорошо сохраняются в осадках и отражают условия, в которых они развивались.

• Климатостратиграфические методы

Соотношение теплолюбивых и холодолюбивых форм наземных растений и диатомовых водорослей холодных зон позволяют проследить коренные изменения физико-географической среды и использовать эти данные для стратиграфических целей.

• Палеопедологический метод

основан на изучении горизонтов погребенных почв, свидетельствующих о теплой климатической обстановке их образования.

• Палеокриологический метод

выявление следов ископаемой вечной мерзлоты (морозобойные трещины, полигональные грунты).

• Палеотемпературный метод

применяется для создания палеотемпературных кривых для плейстоцена О¹⁸/О¹⁶ (изотопно- кислородный).

• Археологические методы

основаны на изучении остатков материальной культуры – различных орудий труда и утвари. Стратиграфическое значение этих остатков связано с неуклонным прогрессом техники изготовления орудий утвари. Вследствие этого выделяются стратиграфические эпохи и культуры.

1. Принципы четвертичной стратиграфии. Общая стратиграфическая схема

Принципиальными основами четвертичной стратиграфии являются палеоклиматический и биостратиграфический принципы.

Главное значение для расчленения четвертичного периода имеет свойственная ему климатическая периодичность, благодаря которой производится расчленение отложений на ледниковые и межледниковые генетические ряды, и холодолюбивые и теплолюбивые виды ископаемой флоры и фауны, на ход и проявление процессов выветривания и рельефообразования

Для континентальных отложений

важнейшее значение имеет палео-флористический анализ, основанный на палинологическом и карпологическом методах. Растения чрезвычайно четко реагируют на климатические колебания (температуры и влажности), меняя свой состав и плотность расселения, что позволяет проследить не только процесс потепления и похолодания, но даже климатические катаклизмы.

Для озерных отложений

важное значение имеет метод диатомового анализа, в результате выделения комплекса холодолюбивых и теплолюбивых диатомей можно судить об изменениях климата. Палеофаунистические данные

позволяют уверенно истолковать климатические условия существования наземных моллюсков, что особенно успешно применяется при исследовании лессов.

Главное – установление генетического типа отложений. Чередование в разрезе ледникового ряда: морена – флювиогляциальные отложения – озерные – морские осадки дает возможность выделить ледниковые и межледниковые этапы.

Палеоклиматическое значение имеют другие генетические типы отложений. Солифлюкционные отложения свидетельствуют о существовании вечной мерзлоты; широкое распространение элювия и делювия – свидетельство теплого сухого климата; эоловые пески – аридного климата пустынь. Важную роль играют особенности выветривания горных пород.

Наиболее ценные результаты дают исследования погребенных почв. Глинистый красноцветный элювий – влажный и жаркий климат, древесно-щебнистый элювий – сухой и холодный. В отложениях хорошо сохраняются следы многолетней мерзлоты – всевозможные криогенные текстуры: псевдоморфозы, криотурбации и т.д.

Особенности применения палеонтологического метода для четвертичной стратиграфии связаны с господством на суше континентальных отложений. Подразделение этой системы строится на разрезах континентальных, а не морских отложений, как это делается для более древних систем.

Ценность палеонтологического метода

В условиях суши крайне малое количество ископаемых останков животных, что связано с плохими условиями захоронения. Все это ограничивает возможности палеонтологического метода. Тем не менее, биостратиграфический принцип сохраняет свои важнейшие преимущества, основанные на необратимости развития органического мира и возможности межрегиональной корреляции.

Развитие материальной культуры человека позволяет дополнить этот принцип археологическими данными. Таким образом, основами четвертичной стратиграфии являются палеоклиматический (климатостратиграфический) и биостратиграфический принципы.