3. Стратиграфия и металлогения задуговых осадочных бассейнов Казахстана.

Билет № 7

1. Биостратиграфическое значение различных групп фауны и флоры. Биостратиграфические подразделения всех видов используются для корреляции отложений в пределах определенной местности, фациальной зоны или региона, а также для определения возраста вмещающих отложении. Наибольшее значение имеют биозоны и комплексные зоны, границы которых считаются изохронными. В практике стратиграфических исследований обычно приходится сталкиваться с тейльзонами, ранговыми зонами и экозонами, границы которых зависят от эколого-фациальных условий, перерывов и других внешних факторов. Корреляция с помощью таких подразделений возможна лишь на ограниченной площади, по существу, в тех пределах, в которых не удается установить отклонение этих границ от других уровней, принимающихся за изохронные.Вспомогательные биостратиграфические подразделения.К таким подразделениям относятся слои с фауной или флорой, которые определяются как «. . отложения, содержащие остатки организмов или сложенные ими, но не отвечающие требованиям, предъявляемым к биостратиграфической зоне. Такие слои могут выделяться в отложениях, в которых остатки организмов либо вовсе не встречаются в подстилающих или перекрывающих образованиях, либо встречаются редко.Слои с обильными и легко диагностируемыми палеонтологическими остатками выделяются как маркирующие и в некоторых случаях являются картируемыми стратиграфическими подразделениями. В отличие от других стратиграфических подразделений, определяемых биостратиграфическим методом, такие слои могут быть выделены среди немых отложений и для них необязательно присутствие органических остатков в подстилающих и перекрывающих образованиях.Расчленение отложений биостратиграфическим методомРасчленение разреза биостратиграфическим методом заключается в определении рубежей, на которых происходит изменение состава ископаемых остатков организмов, и в выделении интервалов, содержащих характерные комплексы органических остатков. Намеченная таким образом последовательность смены органических остатков или их комплексов в разрезе служит основанием для его расчленения.Комплексы ископаемых остатков, характерные для того или иного биостратиграфического подразделения, представлены формами, по-разному распределяющимися в разрезе и имеющими различное стратиграфическое значение. Среди них могут быть (рис. 8.4):

1 формы, стратиграфическое распространение которых ограничивается возрастными пределами данного подразделения, т. е. формы, не выходящие за его нижнюю и верхнюю границы. Такие формы особенно важны. Среди них обычно выбираются так называемые руководящие формы или зональные роды или виды; 2) формы, встречающиеся преимущественно в данном стратиграфическом подразделении, а также редко в ниже и вышележащих отложениях. Такие формы могут служить лишь указанием на возможность (вероятность) принадлежности отложений к тому или иному стратиграфическому подразделению; 3)формы, встречающиеся в нижележащих отложениях и исчезающие около верхней границы данного стратиграфического подразделения, а также формы, которые появляются около его нижней границы и переходят в вышележащие отложения. Сочетание таких форм имеет большое значение в биостратиграфии, поскольку оно позволяет установить полный объем соответствующего подразделения; 4) транзитные (проходящие) формы, одинаково часто встречающиеся как в самом стратиграфическом подразделении, так и в подстилающих и перекрывающих отложениях. Эти формы не имеют стратиграфического значения и могут быть использованы лишь для общей характеристики соответствующего стратиграфического подразделения. В практике биостратиграфических исследований при расчленении отложений встречаются и используются все эти случаи. Наибольшее значение для установления границ биостратиграфических подразделений имеют рубежи массового появления, а иногда и массового исчезновения (обусловленного вымиранием) таксонов, поскольку эти границы, помимо того, что они фиксируются эволюционным развитием определенных групп фауны или флоры, связаны обычно с крупными геоисторическими этапами: трансгрессиями и регрессиями бассейнов, климатическими изменениями и др. Поэтому с подобными границами часто соотносятся границы стратиграфических таксонов регионального значения — горизонтов и лон, а иногда и подразделений общей шкалы.Например, пласт монотисовых ракушечников норийского возраста, во многих районах Северо-Востока России отвечающий по объему двум лонам, соответствует определенному геоисторическому этапу и четко выделяется по массовому появлению и массовому вымиранию этого таксона двустворок. Массовое исчезновение из разрезов юрских митилоцерамов на Северо-Востоке России приходится на границу слоев с Mytiloceramus vagе и Meleagrinella ovalis, проходящую в нижней части келло-вейского яруса. Эта граница принята за границу горизонтов москальского и ненкальского. Обилие впервые поя­вившихся отпечатков листьев платанов (Platanus lafior, P. cuneiformis, Р. cuneifolia) в алтыкудукской свите Северного Приаралья и в других одновозрастных свитах в Казахстане является хорошим индикаторов основания сеноман-ского яруса верхнего мела.Предпочтение при проведении биостратиграфических границ обычно отдаётся не исчезновению в разрезах тех или иных форм, связанному с их вымиранием, а появлению или массовому распространению отдельных таксонов, сообществ или их комплексов (рис.8.5). Последнее особенно важно, так как часто только при массовом распространении и широком расселении соответствующие формы или комплексы приобретают определенное корреляционное значение. В некоторых случаях первое появление в разрезах определенных таксонов (руководящих или зональных) служит основанием не только для проведения границ, но и для выделения соответствующих биостратиграфических подразделений. Полный объем таких подразделении определяется интервалом, ограниченным уровнями появления зональных таксонов двух смежных зон (рис. 8.5).

2. Методы расчленения и корреляции отложений. Климатостратиграфия Корреляция⁶⁷ — это прослеживание установленных стратиграфи­ческих интервалов на возможно большее расстояние. По мере удаления объектов сокращается количество используе­мых коррелятивных признаков. Главной основой для удаленных сопос­тавлений остается установление одновозрастности коррелируемых интервалов разреза. Поэтому корреляция в стратиграфии — это уста­новление одновозрастности или возрастных соотношений (моложе/ древнее) сопоставляемых стратиграфических подразделений. Хотя при решении многочисленных задач сопоставления сравнительно близко расположенных частных разрезов под корреляцией часто понимается прослеживание отдельных пачек и слоев независимо от их возраста и степени изохронности.

Расчленение и корреляция разрезов проводятся на основании ве­щественного и минерального состава пород, их литологической, геохи­мической характеристики, физических свойств и состава органических остатков. По отношению к основной задаче стратиграфической корреляции — прослеживанию одновозрастных отложений — все методы подразде­ляются на прямые (палеонтологический (с оговорками), палеомагнит-ный и радиометрический) и косвенные (литологический, геохимичес­кий, палеогеографический, палеоэкологический, ритмостратиграфичес-кий, сейсмостратиграфический и др.), так как результаты применения последних для получения окончательных выводов должны увязывать­ся (сопоставляться) с данными первой группы. По своему стратиграфическому значению (и, соответственно, при­менению) главными методами являются литологический (литостра-тиграфия), палеонтологический (биостратиграфия) и изотопно-радио­метрический⁶⁸ (геохронометрия). Остальные методы — вспомога­тельные (производные от главных), в силу ограниченности приме­нения. [от латинского — correlatio] — соотношение, соответствие, взаимосвязь предметов, явлений или понятий. В настоящее время, благодаря интенсивным геолого-разведочным i mi ютам на закрытых территориях нефтегазоносных бассейнов (сопро-иождающимся увеличением глубины исследуемых частей разреза) и их продолжениях на внутренних акваториях и шельфе открытых морей, гюпьшое значение приобретают геофизические методы стратиграфии и секвенсстратиграфия (sequense stratigraphy). КЛИМАТОСТРАТИГРАФИЯ (КЛИМАТИЧЕСКАЯ СТРАТИГРАФИЯ) — новое направление, дополняющее стратиграфию и широко применяющееся в геологии четвертичных отл. Позволяет устанавливать детальную периодизацию геол. событий относительно небольшой продолжительности (от нескольких десятков до сот тысяч лет и более) на основании ритмических колебаний палеоклиматов. В противоположность биостратиграфии, позволяющей с помощью палеонтологических методов определять периодизацию длительных этапов геол. развития (периодов, эпох, веков) на основании эволюционных изменений орг. мира, К. пользуется другими методами — изучением ритмичности осад. толщ, в которых запечатлены климатические изменения — смены ледниковых и межледниковых эпох (точнее аридных и плювиальных) и связанных с этим изменений экологических условий, отражающихся в чередовании разл. фаунистических и флористических комплексов. С помощью К. и ритмостратиграфии разрабатываются стратиграфические подразделения низких таксономических рангов (ниже зоны). И. И. Краснов.

Климатостратиграфия — это системный подход, подразумеваю­щий использование комплекса методов (литологического, палеонтоло­гического, геохимического, геоморфологического, изотопного и др.) для установления направленности и амплитуды климатических изменений. Каждый из этих методов сам в какой-то мере способен свидетельство­вать о температурном режиме и увлажненности в момент формирова­ния отложений. Но достоверные результаты можно получить лишь при условии их совместного использования.

Исходным в климатостратиграфии является понятие о климатичес­ком цикле. Каждый цикл характеризуется определенным, свойствен­ным только ему распределением тепла, влаги и ландшафтных усло­вий, которые отражаются на составе органического мира, особеннос­тях денудации и аккумуляции осадков. Эмпирическим путем показа­но, что во времени каждый из параметров климата изменяется по вол­нообразной кривой, где пики и книксены¹²⁴ температур предшествуют максимумам и минимумам увлажнения. На этом основании было ус­тановлено, что каждый климатический цикл состоит из четырех ста­дий:

• тепло — сухо;

• тепло — влажно;

• холодно — влажно;

• холодно — сухо.

Эти стадии объединяются в две полуволны: теплую и холодную (теп-лообеспеченность), с одной стороны, и влажную и сухую (увлажнен­ность) — с другой.

Процесс осадконакопления подчиняется климатическому и текто­ническому режимам, которые соответственно отражаются на минераль­ном составе и геохимических особенностях отложений и на находящих­ся в них органических остатках.

Например, иссушение климата вызывает усиление эрозии и скло­новых процессов в речном бассейне точно так же, как и тектоническое воздымание территории. И оба воздействия одинаковым образом бу­дут отражены на гранулометрической кривой и в фациальном облике отложений. Увлажнение климата, наоборот, вызывает тот же отклик в осадконакоплении, что и тектоническое погружение.

Наиболее ярко и отчетливо климатические воздействия проявляют­ся в континентальных и мелководно-осадочных образованиях, возник­ших в условиях спокойного тектонического режима, а тектонические воздействия оказываются наиболее сильными в подвижных поясах Зем­ли. Поэтому климатостратиграфические исследования преимуществен­но проводятся для платформенных областей.

Главный фактор, осложняющий климатостратиграфические постро­ения, — климатическая зональность. В высоких (50—80°) широтах глав­ными в изменении климата являются колебания температур, амплиту­да которых увеличивается с широтой, в то время как в средних широтах (20—40°) — колебания увлажненности. Поэтому все экзогенные про­цессы и живые организмы в высоких широтах сильнее реагируют на изменение теплообеспеченности, а в средних широтах— на измене­ние увлажненности. Климатостратиграфические подразделения — это совокупности гор­ных пород, признаки которых обусловлены периодическими изменени­ями климата, зафиксированными в особенностях вещественного состава пород и ассоциаций остатков организмов, преимущественно раститель­ных, с учетом длительности формирования стратонов соответствую­щего ранга.

Климатостратиграфические подразделения используются для чет­вертичных и неогеновых отложений. Возможно их использование и для более древних образований.

3. Опорные стратиграфические разрезы регионального значения. РАЗРЕЗ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ ОПОРНЫЙ — детальный разрез отл., развитых в пределах определенного участка земной коры или его части, отличающийся, возможно, большей полнотой (без значительных стратиграфических перерывов или перерывов в обнажениях), достаточным содер. Ископаемых орг. Остатков, отчетливостью отношений и границ с подстилающими и перекрывающими образованиями и определенностью стратиграфического положения в общем разрезе региона. Р. С. О. Служит для сравнения с ним разрезов, развитых в пределах разных частей региона, и для межрегиональных корреляций.

РАЗРЕЗ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ ОПОРНЫЙ ДЛЯ ОТДЕЛЬНОЙ СТРУКТУРНО-ФАЦИАЛЬНОЙ ЗОНЫ— разрез внутри геол. Региона, охватывающий (по вертикали) совокупность нескольких последовательных местных подразделений (обычно несколько свит или целую серию), характерных для данной структурно-фациальной зоны. Разрез выбирается в таком участке последней, где наиболее полно и хорошо наблюдается последовательность соответствующих свит в их типичных фациях.

РАЗРЕЗ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ ОПОРНЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ

— охватывающий в пределах геол. Региона толщу отл., соответствующую по своему возрастному объему ярусу или реже отделу системы (а иногда превышающую целую систему); отличается наибольшей полнотой и наиболее хорошей палеонтологической охарактеризованностыо по сравнению с др. Разрезами этого возраста в пределах региона.

Билет № 8

1. Перерывы в осадконакоплении и цикличность и их значение для решения основных задач стратиграфии.Характерной особенностью строения многих, если не всех осадочных толщ (формаций), служит одинаковая повторяемость в их разрезе определенной последовательности пород (фаций), получившая название цикличности или ритмичности1.

Ритмичность - более узкое понятие, чем цикличность, ибо предполагает равную длительность накопления одинаковых последовательностей пород. Но есть основания считать, что циклы действительно имеют равную продолжительность.

Отдельные пачки пород, обнаруживающих такую последовательность, называются циклотемами, или циклитами; они обычно разделены следами перерыва в накоплении осадков и размыва подстилающих отложений, что обусловливает неполноту циклитов. Последние могут быть симметричными, если в их верхней половине последовательность слоев повторяется в обратном порядке, или асимметричными, если такого повторения не наблюдается. Соответственно в асимметричных циклитах мы наблюдаем только трансгрессивную последовательность осадков - от более мелководных или (и) более грубых к более глубоководным или (и) более тонким, а в симметричных трансгрессивная последовательность плавно сменяется регрессивной.

Мощность и длительность циклов осадконакопления различны в разных формациях, например мелкая цикличность характерна для флиша, более крупная - для молассы - pppa.ru. Но в одной и той же формации наряду с господствующим порядком цикличности обычно наблюдается более долгопериодическая цикличность, причем циклы меньшей длительности выступают в качестве составных элементов циклов большей длительности. Продолжительность перерывов между циклитами, а также степень выраженности несогласий на их границах пропорциональны порядку циклов. Вместе с тем чем крупнее циклиты, тем симметричнее они построены, т.е. в них полнее представлена регрессивная последовательность осадков.

Каковы же причины цикличности разных порядков и какова среди них роль тектонического фактора? Проявлением наиболее короткопериодической цикличности служат ленточная слоистость озерных глин покровно-ледниковой формации и годичная слоистость соленосных толщ, обязанные своим возникновением смене времен года и дающие возможность определить абсолютную продолжительность накопления соответствующих толщ. Можно полагать, что следующие 2-3 порядка цикличности с периодичностью в десятки и сотни лет связаны с климатическими изменениями, с циклами солнечной активности. Начиная с цикличности флишевых формаций периодичностью в тысячи лет в действие вступает тектонический фактор. Но колебания тектонической активности Земли могут находиться в резонансной связи с периодичностью космических явлений. Флишевая цикличность связана с мутьевыми потоками, которые могут быть обусловлены накоплением на шельфе «критического объема» обломочного материала, обусловливающим его последующий срыв и образование мутьевого потока. Определенную, а по мнению некоторых исследователей (Ф. Р. Лихт) решающую, роль могут играть эвстатические колебания уровня океана. Но скорее всего роль «спускового крючка» тут принадлежит землетрясениям, в проявлении которых, как и вулканической деятельности, все больше обнаруживается эпизодичность.

Еще больше оснований связывать с периодическим оживлением и затуханием тектонической активности цикличность обломочных молассовых формаций, которой синхронно образование морских и речных террас - pppa.ru. Но цикличность паралических угленосных формаций, накапливающихся на прибрежных аллювиально-озерных равнинах, периодически заливаемых морем, обязана, очевидно, эвстатическим колебаниям уровня моря. Последние, в свою очередь, могут быть обусловлены изменением емкости океанских впадин, имеющим тектоническую природу, а именно связанным с изменением скорости роста, рельефа и объема срединно-океанских хребтов. Наиболее долгопериодическая цикличность осадконакопления в десятки и сотни миллионов лет уже непосредственно увязывается с тектонической цикличностью, проявленной в развитии крупных структурных элементов земной коры - подвижных поясов, платформ и выраженной в повторении формацнонных рядов.

Таким образом, цикличность осадконакопления определяется периодическими изменениями климата, уровня Мирового океана, тектонической активности, воздействия физических полей околоземного космоса, но все они могут оказаться взаимосвязанными

2. Методы расчленения и корреляции отложений. Радиологические методы. Корреляция67 — это прослеживание установленных стратиграфи¬ческих интервалов на возможно большее расстояние. По мере удаления объектов сокращается количество используе¬мых коррелятивных признаков. Главной основой для удаленных сопос¬тавлений остается установление одновозрастности коррелируемых интервалов разреза. Поэтому корреляция в стратиграфии — это уста¬новление одновозрастности или возрастных соотношений (моложе/ древнее) сопоставляемых стратиграфических подразделений. Хотя при решении многочисленных задач сопоставления сравнительно близко расположенных частных разрезов под корреляцией часто понимается прослеживание отдельных пачек и слоев независимо от их возраста и степени изохронности.

Расчленение и корреляция разрезов проводятся на основании ве¬щественного и минерального состава пород, их литологической, геохи-мической характеристики, физических свойств и состава органических остатков. По отношению к основной задаче стратиграфической корреляции — прослеживанию одновозрастных отложений — все методы подразде¬ляются на прямые (палеонтологический (с оговорками), палеомагнит-ный и радиометрический) и косвенные (литологический, геохимичес¬кий, палеогеографический, палеоэкологический, ритмостратиграфичес-кий, сейсмостратиграфический и др.), так как результаты применения последних для получения окончательных выводов должны увязывать¬ся (сопоставляться) с данными первой группы. По своему стратиграфическому значению (и, соответственно, при¬менению) главными методами являются литологический (литостра-тиграфия), палеонтологический (биостратиграфия) и изотопно-радио¬метрический68 (геохронометрия). Остальные методы — вспомога¬тельные (производные от главных), в силу ограниченности приме¬нения. [от латинского — correlatio] — соотношение, соответствие, взаимосвязь предметов, явлений или понятий. В настоящее время, благодаря интенсивным геолого-разведочным i mi ютам на закрытых территориях нефтегазоносных бассейнов (сопро-иождающимся увеличением глубины исследуемых частей разреза) и их продолжениях на внутренних акваториях и шельфе открытых морей, гюпьшое значение приобретают геофизические методы стратиграфии и секвенсстратиграфия (sequense stratigraphy).

Радиологический метод в стратиграфии

Можно определить возраста слоя и количественно, в годах, если найти какой-либо процесс, равномерно и непрерывно происходящий во времени, обладающий достаточной продолжительностью и оставляющий хорошо выраженные следы в геологических образованиях. Таким процессом является радиоактивный распад.

Первые измерения возраста минералов связаны с именами Резерфорда и Болтвуда.

Становление же радиологической хронометрии связывают с именем выдающегося американского геолога Артура Холмса, который впервые стал систематически определять возраст минералов и продолжительность стратиграфических подразделений.

В основе радиологической хронометрии лежит явление самопроизвольного распада неустойчивых изотопов ряда элементов. В результате количество атомов этих элементов в минералах уменьшается и вместо них в кристаллических решетках появля-ются устойчивые изотопы дочерних элементов. Измерение констант распада является очень сложным процессом. Константы постоянно уточняются, а для некоторых изотопов до сих пор принимаются условно.

Этот метод корректен лишь при двух допущениях.

Во-первых, что скорость радиоактивного распада оставалась неизменной в течение всей геологической истории.

Во-вторых, что все устойчивые изотопы свинца, стронция, аргона и азота образовались в анализируемом минерале только за счет распада исходных неустойчивых изотопов.

Радиологическая, или изотопная, хронометрия в последние годы все чаще применяется в практике геологических исследований, в том числе и при крупномасштабном геологическом картировании. Особенно большое значение она имеет в стратиграфии докембрийских отложений, для которых ограничены возможности использования наиболее универсального биостратиграфического метода.

В практической стратиграфии фанерозоя радиологические методы все еще применяются недостаточно широко главным образом из-за больших погрешностей, превышающих обычно требования, предъявляемые к расчленению отложений, в том числе и при крупномасштабном геологическом картировании.

Тем не менее этими методами можно достаточно успешно датировать возраст магматических и метаморфических образований, к которым неприменимы обычные стратиграфические методы. Отправится на побережье Испании коста дель соль цены которого радуют из года в год, даже самого привередливого туриста.

Объектами радиологических исследований служат метаморфические и изверженные горные породы любого состава (от кислых до ультраосновных), отдельные минералы, из которых они состоят, аутигенные минералы осадочных пород, а также органические остатки (в случае использования радиоуглеродного метода). Определенные данные о возрасте осадочных отложений могут быть получены на основе их соотношений с интрузивными образованиями, возраст которых также определен радиологическим методом. Эти соотношения используются обычно для установления возраста стратиграфических рубежей (перерывов, несогласий и т. д.), что бывает чрезвычайно важно как для собственно стратиграфических построений, так и для общегеологических реконструкций.

Радиологические определения целесообразно использовать в первую очередь для датировки возраста стратиграфических подразделений в опорных разрезах.

В настоящее время наиболее распространенными являются следующие методы радиоактивной хронометрии: калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, свинцовый (уран-торий-свинцовый) и радиоуглеродный

3. Стратиграфия и металлогения зон спрединга. Тектономагматические процессы зон спрединга формируют океанскую кору из вещества, отделяющегося от мантии. О масштабах явления можно судить по тому, что ежегодно создается около 3—3,5 км2 коры и она, образовавшись за последние 170 Му, не только распространилась на всю площадь дна Мирового океана, но еще такая же или даже большая ее часть была поглощена за это время в зонах субдукции. В этих зонах породы океанической коры вместе с осадками возвращаются глубоко в мантию. Таким образом, конструктивные процессы спрединга — всего лишь звено в мантийно-коровом круговороте вещества (recycling).

Изучение магматических пород в современных срединных хребтах, выявление вариаций их состава в зависимости от рельефа и строения зон спрединга, от кинематики и от стадии развития важно не только для понимания этой формы рифтогенеза, но и для палеотектоники. Оно служит основой исследования и интерпретации фрагментов древней океанской коры (офиолитов) с позиций актуализма. В этом отношении информативны не только базальтоиды и габброиды, но и выступающие в срединных хребтах перидотиты — тугоплавкий остаток мантийного вещества. Базальтовая магма, разные формы кристаллизации которой дают породы II и III слоев океанической коры, обнаруживает общие особенности состава во всех зонах спрединга, что послужило основанием для выделения особого типа базальтоидов MORB (Mid-oceanic ridge basalts. Выявлены их отличия от базальтоидов других геодинамических обстановок. С тех пор как в начале 60-х годов Д. Энгель и С. Энгель определили этот тип толеитовых базальтов, глубоководное бурение, драгирование и картирование дали огромный фактический материал и стало ясно их большое разнообразие.

Для океанских толеитов нормального типа (N-MORB) характерно низкое содержание подвижных, некогерентных элементов и калия, поэтому их считают продуктом частичного плавления геохимически истощенной (деплетированной) мантии на сравнительно небольших глубинах. При этом степень плавления исходных пород высока, что выразилось в обогащенности расплава элементами группы железа. На деплетированность мантийного источника, которую объясняют массовым выносом подвижных элементов в верхние оболочки Земли еще в раннем протерозое, указывают и изотопные характеристики. Отношение 87Sr/86Sr в N-MORB около 0,7025, что заметно ниже значений, отвечающих нормальному накоплению в мантии радиогенного 87Sr при допущении исходного хондритового состава с рубидий-стронциевым отношением 0,026—0,034. Предполагается, что в геологическом прошлом вынос рубидия, более подвижного, чем стронций, снизил это отношение до современного (0,006). Преимущественным выносом из мантии 144Nd (Он подвижней, чем 147Sm, распад которого дает 143Nd) объясняют наблюдаемые отношения 143Nd/144Nd и соответствующие им высокие (около +10) значения меры изотопного состава Nd

Нормальным океаническим толеитам противопоставляются базальты геохимически обогащенного типа E-MORB (enriched), обозначаемого также P-MORB (plume — струя), поскольку появление в зоне спрединга обогащенных некогерентными элементами базальтов связывают с горячими точками — с подъемом вещества нижней мантии. Выразительны редкоземельные спектры этих базальтов с гораздо более высокими, чем в нормальных толеитах, содержаниями легких редких земель. Выделяют и переходный геохимический тип базальтов T-MORB (transitional), степень обогащенности которых нарастает при приближении к горячим точкам.

Особенно важны данные о содержании в базальтах таких элементов, как торий, тантал, гафний, которые устойчивы при последующих вторичных изменениях пород и поэтому надежны при использовании химических данных для реконструкций.

В случае дифференциации первичной базальтовой магмы в зонах спрединга обычно проявляется «толеитовый» тренд с накоплением железа на ранних стадиях процесса. Тренды дифференциации, наряду с составом, широко используются для распознавания и разграничения базальтоидов разных геодинамических обстановок. Вариации состава базальтов в срединно-океанских хребтах обнаруживают связь с тектонической сегментацией. Согласно Дж. Синтону (1990), крупные, длиной в сотни километров, отрезки зон спрединга различаются такими геохимическими особенностями базальтов, которые лучше всего объясняются неодинаковым составом исходного мантийного вещества. Вариации состава базальтов при сравнении сегментов длиной в десятки километров обусловлены преимущественно степенью парциального плавления. Наконец, для самой дробной сегментации, измеряемой километрами, вариации базальтов отражают главным образом разную глубину плавления. На все эти вариации накладывается зависимость состава базальтовых магм от скорости спрединга.

Базальты окраинных морей (задуговый спрединг), неотличимы от базальтов срединно-океанских хребтов. Вместе с тем, как показали А. Сондере и Дж. Тарни (1984), среди них представлены разности с геохимическими признаками, которые сближают их с островодужными толеитами.

Согласно Э. Бонатти (1988), по мере эволюции зоны спрединга и расширения окружающего ее бассейна возрастают температура выплавки базальтовой магмы (определяемая по пироксеновому термометру) и геохимическая деплетированность мантийных реститов.

Билет № 9

1. Стратотип стратиграфического подразделения и стратиграфической границы. Стратотип (стратотипический разрез) представляет собой конкретный геологический разрез (или, в случае составного стратотипа – разрезы), указанный и описанный в качестве эталонного для определенного подразделения. Стратотипом является определенная последовательность пород, которая используется для определения и/или характеристики определяемого стратиграфического подразделения или границы. Стратотип должны иметь все общие стратиграфические подразделения мельче яруса (включительно), а также многие биостратиграфические и литостратиграфические подразделения.

Категории стратотипов

Различают две категории стратотипов: стратотипы стратиграфических подразделений и стратотипы стратиграфических границ (лимитотипы). Стратотипы ярусов (подъярусов) в большинстве своём не отвечают полному объёму данных подразделений.

Стратотип подразделения - типовой разрез стратиграфического подразделения, который служит стандартом для определения и характеристики этого подразделения (но не обязательно для его объёма).

Стратотип границы (лимитотип) (примеряется в отношение ярусов и подъярусов) представляет собой выбранный в качестве эталонного разрез, в котором (в виде конкретной точки) фиксируется положение нижней границы стратона.

Составной стратотип. Стратотип подразделения, образованный комбинацией нескольких разрезов, расположенных в стратотипической местности.

Разновидности стратотипов

Различают разновидности стратотипов стратиграфических подразделений и стратиграфических границ:

1. голостратотип (первичный стратотип) — эталонный разрез, указанный автором стратиграфического подразделения одновременно с установлением этого подразделения или его стратиграфической границы;

2. лектостратотип (избранный стратотип) — эталонный разрез, выбранный в том случае, если первичный стратотип не был указан автором при установлении стратона или стратиграфической границы;

3. неостратотип (новый стратотип) — эталонный разрез, выбранный в тех случаях, когда первичный стратотип или лектостратотип по каким-либо причинам стал недоступен для дальнейшего изучения (например, вследствие уничтожения обнажений, затопления, застройки и т.п.).

Каждое стратиграфическое подразделение может иметь только один стратотип: голо-, лекто- или неостратотип.

Дополнительный материал для характеристики стратиграфического подразделения представляют пара- и гипостратотипы:

Парастратотип — разрез, использованный автором при первоначальном определении голостратотипа с целью дополнения его характеристики;

Гипостратотип (вторичный, дополнительный стратотип) — разрез, соответствующий по объему и составу ранее установленному первичному стратотипу, но более полный, более доступный и хорошо охарактеризованный в литологическом и/или палеонтологическом отношении. В процессе дальнейших работ значение гипостратотипа может приобрести другой, более полный и лучше охарактеризованный разрез. Может быть выбрано 2-3 гипостратотипа подразделения.

Требования к стратотипам

Общими требованиями, предъявляемыми ко всем категориям и разновидностям стратотипов, являются:

1. наличие четко выраженных особенностей, отличающих данное подразделение от других;

2. полнота разреза (отсутствие существенных стратиграфических перерывов, отчетливо наблюдаемая последовательность пород, возможность наблюдения границ с подстилающими и покрывающими отложениями);

3. доступность для осмотра и изучения.

2. Методы расчленения и корреляции отложений. Палеомагнитный метод. Корреляция67 — это прослеживание установленных стратиграфи¬ческих интервалов на возможно большее расстояние. По мере удаления объектов сокращается количество используе¬мых коррелятивных признаков. Главной основой для удаленных сопос¬тавлений остается установление одновозрастности коррелируемых интервалов разреза. Поэтому корреляция в стратиграфии — это уста¬новление одновозрастности или возрастных соотношений (моложе/ древнее) сопоставляемых стратиграфических подразделений. Хотя при решении многочисленных задач сопоставления сравнительно близко расположенных частных разрезов под корреляцией часто понимается прослеживание отдельных пачек и слоев независимо от их возраста и степени изохронности.

Расчленение и корреляция разрезов проводятся на основании ве¬щественного и минерального состава пород, их литологической, геохи-мической характеристики, физических свойств и состава органических остатков. По отношению к основной задаче стратиграфической корреляции — прослеживанию одновозрастных отложений — все методы подразде¬ляются на прямые (палеонтологический (с оговорками), палеомагнит-ный и радиометрический) и косвенные (литологический, геохимичес¬кий, палеогеографический, палеоэкологический, ритмостратиграфичес-кий, сейсмостратиграфический и др.), так как результаты применения последних для получения окончательных выводов должны увязывать¬ся (сопоставляться) с данными первой группы. По своему стратиграфическому значению (и, соответственно, при¬менению) главными методами являются литологический (литостра-тиграфия), палеонтологический (биостратиграфия) и изотопно-радио¬метрический68 (геохронометрия). Остальные методы — вспомога¬тельные (производные от главных), в силу ограниченности приме¬нения. [от латинского — correlatio] — соотношение, соответствие, взаимосвязь предметов, явлений или понятий. В настоящее время, благодаря интенсивным геолого-разведочным i mi ютам на закрытых территориях нефтегазоносных бассейнов (сопро-иождающимся увеличением глубины исследуемых частей разреза) и их продолжениях на внутренних акваториях и шельфе открытых морей, гюпьшое значение приобретают геофизические методы стратиграфии и секвенсстратиграфия (sequense stratigraphy).

Палеомагнитный метод возник в 50-е годы как метод чисто прак тический, нацеленный на решение конкретных задач по расчленению и корреляции осадочных и вулканогенных толщ. Но вскоре достиже- ния современной геофизики заставили по-новому оценить перспекти- вы палеомагнетизма в стратиграфии. Магнитохронологическая шкала А. Кокса, шкала линейных магнитных аномалий и первые макеты па- леомагнитной шкалы фанерозоя СССР показали большие возможности нового метода и его способность к решению крупных геологических проблем. Важным подспорьем для стратиграфов является палеомагнитный метод, основанный на том, что при переходе железосодержащих веществ из жидкого состояния в твердое (например, при застывании лавы) в образующихся минералах сохраняется так называемая остаточная намагниченность, причем ее вектор совпадает с ориентацией магнитного поля Земли в момент образования минерала. Представьте себе водную взвесь множества крошечных магнитных стрелок: пока вода жидкая, свободно плавающие стрелки обращены своим «северным» концом к Северному магнитному полюсу. Но стоит воде замерзнуть, и стрелки потеряют подвижность, зафиксировав положение магнитного полюса в момент замерзания.Магнитное поле Земли по не вполне понятным причинам время от времени претерпевает инверсии (Северный магнитный полюс меняется местами с Южным). Остаточная намагниченность горных пород позволяет определить, когда образовался данный слой: в эпоху «прямой» или «обратной» полярности.Палеомагнитные данные сами по себе не дают абсолютных датировок. Момент каждой конкретной инверсии магнитного поля Земли нужно «привязывать» к геохронологической шкале на основе других данных (палеонтологических, радиометрических и др.), но когда это уже сделано, «палеомагнитку» можно использовать для определения возраста отложений. Палеомагнитный метод особенно полезен для стратиграфии магматических пород, в которых нет ископаемых остатков живых организмов и к которым поэтому неприменим палеонтологический метод.

Стратиграфы составили детальные палеомагнитные (или магнитостратиграфические) шкалы для Кайнозойской и Мезозойской эр. Чем глубже в прошлое, тем больше трудностей встает на пути применения этого метода. Одна из них связана с тем, что палеомагнитные интервалы отсчитывают от современности в глубь веков, причем каждая незамеченная, пропущенная или сомнительная инверсия магнитного поля ведет к наращиванию суммарной ошибки. Итоговым результатом усилий многочисленной и многонациональной армии стратиграфов является создание и постепенная детализация глобальной геохронологической шкалы. Наряду с глобальной шкалой по-прежнему в ходу местные (локальные) шкалы, которые далеко не всегда удается строго «привязать» к глобальной. Локальные шкалы могут быть разработаны гораздо детальнее, поскольку провести корреляцию слоев в пределах одного района намного легче, чем в масштабе всей планеты (например, при составлении локальных шкал можно не учитывать биогеографические различия регионов, разные условия осадконакопления и др.).

3. Типовые разрезы местных стратиграфических подразделений. Начальным этапом любых стратиграфических исследований является описание разреза (керна скважины). Одновременно производится и первичное расчленение разреза на слои, комплексы слоев, которые характеризуются изменением определенных наблюдаемых признаков: перерывам, сменой литологического состава, сменой орга¬нических остатков. Все эти признаки должна учитываться в комплексе, так как связаны общностью истории развитая района, или бассейна седиментации. Расчленение разрезов сопровождается выделением стратиграфи¬ческих подразделений (стратонов) местного значения. «Местные стратиграфические подразделения - это совокупность горных пород, выделяемых по стратиграфическому положению в местном разрезе на основании комплекса признаков, при учете фациально литологических или петрографических особенностей, ясно ограниченные от смежных подразделений как по разрезу, так и по площади и обычно опознаваемые в поле».

В процессе выделения геологических тел в разрезе (стратонов) устанавливается последовательности их напластования, т.е. уста-навливается порядок их расположения в разрезе "выше" или "ниже" и выделяется "нормальность" или "опрокинутость" разреза. Следующим этапом стратиграфических исследований является сопоставление или корреляция отдельных частных разрезов и установ-ление сводных стратиграфических схем района (опорных и типовых стратиграфических разрезов). Задача корреляции - установление возрастах отношении стратонов сравниваемых разрезов. Необходи¬мо выяснить, является ли стратон, вскрытый разрезом, возрастным аналогом стратона, обнаженного в другом разрезе, другими словам, является ли они частями одного и того же стратигра¬фического подразделения или разными стратонами (местная корреля¬ция). Корреляция отложения позволяет устанавливать географичес¬кое распространение стратона и фациальную изменчивость отложений.

Следующая задача - установление относительного возраста пород. Проведя границы стратонов и установив последовательность их образования, можно перевести отношения "выше-ниже" в отношениях "моложе-древнее'', т.е. осуществить переход от стратиграфической шкалы к геохронологической.

Корреляция я синтез местных разрезов сопровождаются построе¬нием региональных стратиграфических схем. И наконец, другая задача - корреляция региональных стратиграфических схем и привязка я международной к международной стратиграфической шкале.

Выделение стратиграфических подразделений должно преследовать цель объективного раскрытия действительного хода геологической истории. Стратиграфические подразделения должны соответ¬ствовать реальным историческим этапам геологического развития Земли в целом или отдельных ее регионов. Существующая система стратиграфических подразделений отражает естественные этапы историко-геологического процесса и основы¬вается на данных эволюции земной коры и ее органического мира. Эволюция органического мира, ее направление и темпы находятся в тесной зависимости от добиотических факторов среда, тектоничес¬ких движений, трансгрессий, регрессий изменения климата и т.д. Но в практической стратиграфии используют в большинстве случаев не эти явления, которые составляют основу геологической периоди¬зации, а зависимые от них изменения в органическое мире - пале¬онтологические данные. Это связано с тем, что фактические доку¬менты необратимого эволюционного процесса органического мира многочисленны и многообразны, даны и понятны поэтому палеонтологические данные всегда представляют наиболее доступную основу для относительного времяисчисления и стратиграфической корреляции.

В качества стратиграфических единиц различного ранга в каждом конкретном случае выделяются реальные геологические тела осадочного, магматического и метаморфического генезиса, образовавшиеся в различное геологическое время, отсюда фиксируются между стратиграфическими и геохронологическими подразделениями. Стратиграфия и относительная геохронология взаимосвязаны, поэто¬му стратиграфическую классификацию нельзя отрывать от геохронологической классификации. Существуют две самостоятельные равно¬ценные друг другу шалы: стратиграфическая и геохронологическая.

Стратиграфическая шкала - это шкала последовательности отложений, слагающих земную кору и отражающих пройденные Землей этапы ее исторического развития. Она отражает объем и соподчиненность стратиграфических подразделений.

Стратиграфическая шкала основывается в первую очередь на реально наблюдаемой последовательности пород различного петрографического состава. Геохронологическая шкала - это шкала относительного геологического времени. Длительность и последовательность отдельных отрезков этого времени определяются соответствующими историческими этапами развития Земли в их закономерной последовательности и взаимосвязях.

Всякое стратиграфическое подразделение является одновременно и «хроностратиграфическим», т.е. каждому стратиграфическому подразделению соответствует эквивалентное ему геохронологическое. Смена различных историко-геологических этапов создает те естественные рубежи, которые и принимаются в качестве границ главных стратиграфических подразделений и соответствующих им рубежей геохронологической шкалы.

Основой для выделения единиц геохронологической и стратигра¬фической шкал являются критерии, отражающие характер и масштаб ряда тесно связанных друг с другом явлений:

Изменения в ходе эволюции органического мира (флоры, фау¬ны), отражающие совокупность других изменений в развитии Земли. Практически они являются наиболее важными.

Изменение процессов осадконакопления и денудации.

Палеогеографические изменения, выражающиеся в изменении распределения и очертаний суши и моря, рельефа суши и морского дна, климата и т.д.

Проявления магматической деятельности и процессов метаморфизма.

Крупные тектонические движения, проявляющиеся на обширных территориях земного шара.

Эти процессы представляют собой разные стороны единого процесса развития Земли. Всем им свойственна периодичность и необратимость.

Два сходных события, совершающиеся в разное время, никогда не бывают тождественными ни по своему ходу, ни до своим результатам.

Билет № 10

1. Стратиграфические схемы и правила их составления. Стратиграфическая схема — графическое выражение временных и пространственных соотношений местных и (или) региональных стратонов, составляющих полный или частичный разрез (например, одной системы или эратемы) определенного участка земной коры и скоррелированных с Общей стратиграфической шкалой.

Правила составления стратиграфических схем

Типы стратиграфических схем

Стратиграфические схемы составляют для отдельных районов или их участков (местные схемы), для геологических регионов (региональные схемы) и для более обширных территорий (межрегиональные схемы), для территории (включая акватории) страны и континентов.

В состав Стратиграфических схем целесообразно включать магнитостратиграфические, сейсмостратиграфические и другие схемы, используемые при стратиграфической корреляции отложений.

Магнито- и сейсмостратиграфические схемы могут быть оформлены в виде самостоятельных графических документов.

Местные стратиграфические схемы имеют две основные формы: а) стратиграфическая колонка; б) местная корреляционная схема.

Содержание и структура стратиграфических колонок, помещенных на государственных геологических картах, регламентируются действующими инструкциями по геологической съемке и картографированию. Стратиграфическая колонка может быть оформлена с использованием обозначений, необходимых для решения задач конкретного геологического исследования.

Местные корреляционные схемы, содержащие сопоставление нескольких разрезов, состоят из разделов «Общая стратиграфическая шкала» и «Корреляция местных разрезов». Схемы должны быть оформлены по правилам, принятым для региональных стратиграфических схем.

Региональная стратиграфическая схема представляет собой графическое выражение временных и пространственных соотношений местных и /или региональных стратонов, основных особенностей разрезов различных частей (районов, структурно-фациальных зон и др.) геологического региона, корреляции изображенных стратиграфических подразделений между собой и с Общей стратиграфической шкалой, а также со стратиграфическими схемами смежных регионов.

Основное назначение региональных стратиграфических схем:

а) обобщение результатов стратиграфических, палеонтологических, геохронометрических и других исследований в регионе;

б) разработка или совершенствование стратиграфической базы для проведения комплекса геологических работ в регионе, в первую очередь при создании легенд к сериям государственных геологических карт и корреляции стратиграфических уровней (в том числе по разрезам скважин), содержащих полезные искрпаемые или благоприятных для их образования и/или концентрации.

Региональная стратиграфическая схема состоит из четырех разделов, размещаемых слева направо:

I. Общая стратиграфическая шкала;

II. Региональные стратиграфические подразделения и палеонтологическая характеристика региональных стратонов;

III. Корреляция местных стратиграфических разрезов;

IV Стратиграфические схемы смежных регионов.

При необходимости после разд. I помещают графу со стандартной зональной шкалой или с зональной шкалой системы для хорошо изученного (несмежного) региона. Магнитостратиграфическая шкала и магнитостратиграфические схемы (региональные и местные) помещают правее соответствующих разделов региональной схемы. Региональная стратиграфическая схема сопровождается объяснительной запиской.

По степени унификации и обоснованности стратиграфических подразделений региональные стратиграфические схемы квалифицируют как унифицированные, корреляционные и рабочие.

Унифицированная региональная стратиграфическая схема включает все четыре упомянутых выше раздела.

данных). Полное описание местных стратиграфических подразделений должно быть дано в тексте объяснительной записки.

Раздел «Корреляция региональных стратиграфических схем» включает региональные стратиграфические схемы, а также наиболее полные местные стратиграфические разрезы тех территорий, для которых не выделены региональные стратоны. Каждая графа имеет заголовок с названием региона и нумеруется в соответствии с принятой схемой районирования территории. В нижней части таблицы общепринятыми индексами указывают возраст подстилающих образований.

Графические обозначения в корреляционной части схемы могут быть выполнены в соответствии с правилами оформления региональных схем.

В разделе «Стратиграфические схемы смежных территорий» приводят главнейшие сводные разрезы территорий, имеющие принципиальное значение для стратиграфии отложений соответствующего возраста. Графы, соответствующие территориям, расположенным к западу, югу и востоку от площади, для которой составлена схема, размещают по возможности слева направо. Подстилающие отложения в этом разделе могут не указываться.

В заголовках граф разд. II и III указывают названия территориальных единиц (регионов, стран, частей континентов) со ссылкой на источник, откуда заимствован соответствующий разрез.

К стратиграфической схеме прилагают схему районирования (с цифровой индексацией всех вошедших в корреляционную схему регионов) и краткие текстовые пояснения, касающиеся степени изученности регионов и главнейших расхождений в трактовке разреза.

2. Изучение разрезов и корреляция отложений по опорным и параметрическим скважинам. Скважина опорная—предназначена для изучения геологического строения,гидрогеологических и геохимических особенностей крупных геоструктурных элементов, для определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазообразования и нефтегазонакопления, с целью количественной оценки нефтегазоносности и выбора наиболее перспективных направлений поисковых работ.

Бурение опорной сявляется составной частью комплекса региональных исследований. Они закладываются в благоприятных структурных условиях и бурятся до фундамента, а в областях его глубокого залегания — до технически доступных глубин. В этих скважинах проводят комплекс геолого-геофизических исследований, предусмотренный «Инструкцией по проводке опорных скважин и камеральной обработка материалов опорного бурения».

В зависимости от геологической изученности региона и сложности решаемых задач опорные скважины подразделяются на две группы:

1. Скважины, которые закладывают в не исследованных глубоким бурением районах с целью изучения всего разреза осадочного чехла, а также установления возраста и вещественного состава фундамента.

2. Скважины, закладываемые с целью уточнения геологического строения, перспектив нефтегазоносности района и повышения эффективности геологоразведочных работ при изучении нижней части разреза осадочного чехла, ранее не вскрытой бурением.

Скважина параметрическая — бурится для изучения геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления и для получения геолого-геофизической характеристики разреза отложений,уточняющей результаты и повышающей достоверность сейсмических и др.геофизических работ. На основе комплексного анализа результатов параметрического бурения и материалов геолого-геофизических исследований выявляют первоочередные районы для проведения поисковых работ.

Параметрические скважины имеют особое значение при решении региональных и поисковых задач в сложных геологических условиях (большие мощности и глубины, литофациальная неоднородность, тектоническая нарушенность разреза и т. д.), как в пределах крупных структурно-фациальных зон, так и на локальных участках, где данные геофизических работ являются недостаточно достоверными или интерпретируются неоднозначно. Задачи, комплекс исследований в скважинах,вопросы организации работ, проектно-сметная документация на строительство, научную обработку и обобщение материалов регламентируются «Инструкцией по проводке и научной обработке материалов параметрических скважин».

3. Изучение ритмостратиграфии осадочных толщРитмостратиграфия Ритмостратиграфия — изучение периодизации геол. событий и стратиграфии слоев путем установления ритмов осадконакопления, напр., циклотем (ритмов) флишевых, угленосных и соленосных форм., чередования ледниковых и межледниковых горизонтов, геохронологического подсчета годичных слоев в ленточных глинах, годичных колец деревьев (дендрохронология) и др. методов. Р. наряду с климатостратиграфией существенно дополняет методику биостратиграфии. По В. И. Попову, Р.—это стратиграфическое расчленение форм. в основе которого лежит фациальноциклический анализ (фациально-ритмический), приводящий к разделению ритмосерий, а также фазовых форм. (напр., магм.). В. И. Попов считает, что преимуществом ритмостратиграфических схем, по сравнению с обычными литологическими, является изохронность границ ритмосерий. Лучшие результаты применение Р. дает в комплексе с биостратиграфией или абсолютной геохронологией.

Билет № 11

1. Межведомственные региональные стратиграфические совещания (Цель, задачи, решения). Генеральная задача состоит в резком повышении качества и эффективности геологического изучения территории, в интенсификации и ускорении региональных исследований с целью локального прогноза, выявления новых месторождений полезных ископаемых, в том числе новых типов, и максимально полного использования земных недр. Решение:1) оптимальное комплексирование методов стратиграфии с более полным использованием изотопной хронометрии и других физических методов; 2) совершенствование (в том числе детализация) общей, стратиграфической шкалы и разработка детальных региональных шкал с учетом достижений экостратиграфии; 3) широкое обновление техники исследований; 4) повышение роли РМСК на местах, их ответственности за кондиционность легенд к картам и, следовательно, за качество крупномасштабной геологической съемки; 5) коренное улучшение подготовки кадров стратиграфов палеонтологов и геологов-съемщиков, укрепление соответствующих кафедр.