Геохронологическая шкала

 

 

Одна из главных задач геологических исследований это определение возраста горных пород слагающих земную кору. Различают относительный и абсолютный их возраст. Существует несколько методов определения относительного возраста горных пород: стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический метод основан на анализе осадочных пород (морских и континентальных) и определения последовательности их образования. Пласты, лежащие внизу древнее, наверху моложе. Этим методом устанавливается относительный возраст горных пород в определенном геологическом разрезе на небольших участках.

Палеонтологический метод заключается в изучении окаменелых остатков органического мира. Органический мир в ходе геологической истории претерпевал значительные изменения. Изучение осадочных пород в вертикальном разрезе земной коры показало, что определенному комплексу слоев соответствует определенный комплекс растительных и животных организмов.

Таким образом, окаменелости растительного и животного происхождения можно использовать для определения возраста горных пород. Окаменелостями называются остатки вымерших растений и животных, а также следы их жизнедеятельности. Для определения геологического возраста имеют значение не все организмы, а только так называемые руководящие, т. е. те организмы, которые в геологическом понимании существовали недолго.

Руководящие окаменелости должны иметь небольшое вертикальное и широкое горизонтальное распространение, а также хорошую сохранность. В каждый геологический период развивалась определенная группа животных и растений. Окаменелые остатки их встречаются в отложениях соответствующего возраста. В древних пластах земной коры обнаруживаются остатки примитивных организмов, в более молодых высокоорганизованных. Развитие органического мира происходило по восходящей линии; от простых организмов к сложным. Чем ближе к нашему времени, тем больше сходства с современным органическим миром. Палеонтологический метод наиболее точный и широко применяемый.

Состав таблицы

Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение. Время существования Земли разделено на два главных интервала: фанерозой и докембрий (криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нём существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе эдиакария (венд) и кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю Земли на крупнейшие временны́е интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный — палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

На основании стратиграфического и палеонтологического методов построена стратиграфическая шкала, представленная на рис.1, в которой горные породы, слагающие земную кору, расположены в определенной последовательности в соответствии с их относительным возрастом. В этой шкале выделены группы, системы, отделы, ярусы. На основе стратиграфической шкалы разработана геохронологическая таблица, в которой время образования групп, систем, отделов и ярусов называется эрой, периодом, эпохой, веком.

Рис.1. Геохронологическая шкала

Вся геологическая история Земли разделена на 5 эр: архейскую протерозойскую, палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую. Каждая эр разделена на периоды, периоды на эпохи, эпохи на века.

Особенности определения возраста горных пород

Абсолютный геологический возраст - время, протекшее от какого-либо геологического события до современной эпохи, исчисляемое в абсолютны единицах времени (в миллиардах, миллионах, тысячах и т. д. лет). Существует несколько методов определения абсолютного возраст горных пород.

Седиментационный метод сводится к определению количества обломочного материала, ежегодно сносимого с поверхности суши и откладываемого на дне моря. Зная, сколько накапливается осадков на дне моря в течение года и измерив мощность осадочных толщ, накопившихся в отдельные геологические периоды, можно узнать продолжительность времени, потребовавшегося на накопление этих осадков.

Седиментационный метод не совсем точен. Неточность его объясняется неравномерностью процессов осадконакопления. Скорость осадконакопления непостоянна, она меняется, усиливаясь и достигая максимума в периоды тектонической активности земной коры, когда земная поверхность имеет сильно расчлененные формы, благодаря чему усиливаются денудационные процессы и в результате поступает больше осадков, в морские бассейны. В периоды менее активных тектонических движений земной коры денудационные процессы ослабевают и количество осадков уменьшается. Этот метод дает лишь ориентировочное представление о геологическом возрасте Земли.

Радиологические методы самые точные методы определения абсолютного возраста горных пород. Они основаны на использовании радиоактивного распада изотопов урана, радия, калия и других радиоактивных элементов. Скорость радиоактивного распада постоянна и не зависит от внешних условий. Конечными продуктами, распада урана являются гелий и свинец РЬ206. Из 100 граммов урана за 74 млн. лет образуется 1 грамм (1%) свинца. Если определить количество свинца (в процентах) в массе урана, то умножением на 74 млн. получают возраст минерала, а по нему и время существования геологического пласта.

В последнее время стали применять радиоактивный метод, который получил название калиевого или аргонового. В этом случае используется изотоп калия с атомным весом 40. Калиевый метод имеет то преимущество, что калий широко распространен в природе. В процессе распада калия образуются кальций и газ аргон. Недостатком радиологического метода является ограниченная возможность его применения главным образом для определения возраста магматических и метаморфических пород.



ПЕРИОД	ЭПОХА	ВЕК
МЕЛОВОЙ	ПОЗДНЯЯ	Маастрихтский
		Кампанский
		Сантонский	<="" tr="">
		Коньякский
		Туронский
		Сеноманский	<="" tr="">
	РАННЯЯ	Альбский
		Аптский
		Барремский
		Готеривский
		Валанжинский
		Бериасский

Ранняя эпоха Аптский-альбский века

Фрагментарно сохранившиеся на севере и юге Донбасса нижнемеловые породы представлены континентальными (преимущественно песчано-глинистыми) отложениями, которые откладывались в условиях речных долин, озер и болот, существовавших в области теплого и влажного климата, способствующего развитию растительности. Эти отложения практически не охарактеризованы палеонтологическим материалом, поэтому палеогеографические реконструкции для этого времени базируются, как правило, на результатах литологического изучения пород. Что касается проникновения моря на территорию Донбасса, следы возможной раннемеловой трансгрессии были обнаружены в бассейне р. Ольховой, в районе г. Лутугино (северо-западный Донбасс). Результаты изучения местонахождения остатков фауны, которая обнаруживает черты сходства с фаунистическими комплексами Кавказа и Прикаспия, позволяют сделать предположение о проникновении сюда морских вод в конце апта - первой половине альба. Находки морских лилий и кораллов указывают на нормальный солевой режим этого моря. Затопившее северо-западную часть Донбасса альбское море было относительно мелководным с песчано-глинистыми грунтами, которые населяли устрицы с крупными толстостенными раковинами, а так же гастроподы и губки. Не исключается, что море распространилось так же и на восточную часть южного Донбасса. Фрагментарность осадков альбского моря говорит о практически полном размыве морских альбских отложений последующей сеноманской трансгрессией, и на прекращение осадкообразования между альбом и сеноманом, т.е. между раннемеловой и позднемеловой эпохами.

Поздняя эпоха Сеноманский век

Начало позднемелового этапа развития Донбасса характеризовалось активизацией тектонической деятельности. В это время фундамент Донецкого бассейна подвергается кратковременному резкому сжатию, которое приводит к складкообразованию более древних пород и частичному мозаичному поднятию территории.

Поднятие отдельных участков на фоне общего медленного погружения Донбасса с одновременной трансгрессией моря происходило в средне- позднесеноманское время с разной скоростью и амплитудой, что создало условия для образования преимущественно терригенных отложений: песков и песчаников.

В сеномане эпиконтинентальное море проникает на территорию Донбасса, однако значительная часть Донбасса остаётся сушей в виде острова, или группы островов до конца сеномана. Окружавшее остров море отличалось мелководностью, по-видимому, даже на значительном расстоянии от берега. Грунт дна в раннесеноманском морском бассейне были почти повсеместно глауконитово-песчаными, среди фауны доминировали губки, спикулы которых переполняют спонголитовые песчаники. Плохие условия фоссилизации обусловили крайне фрагментарную и недостаточную представительность раннесеноманских отложений ископаемыми остатками, что затрудняет проведение палеогеографической и биономической реконструкций. На северо-западной окраине Донбасса, где эти отложения представлены наиболее полно, в спонголитовых рогульчатых песчаниках встречаются обломки окремневшей древесины со следами древоточцев и отпечатки побегов хвойных, что может указывать на относительную близость суши. На небольшом удалении от берега и незначительных глубинах детритово-песчанистое морское дно населяли колонии мшанок, устриц и правильные морские ежи (цидариды). Соленость воды была близка к нормальной морской. На территории северных окраин Донбасса отлагались теригенно-карбонатные морские осадки, в которых был обнаружен палинокомплекс пыльцы голосеменных растений. Пыльца приносилась с территории близлежащей суши с юга, предположительно с острова.

Во второй половине сеноманского века, видимо в результате изменений физико-химических свойств морского бассейна, происходит массовое фосфоритообразование, охватившее значительную площадь морского дна. Это способствовало улучшению условий фоссилизации фауны, в связи с чем отложения верхнего сеномана представлены органическими остатками более полно. В составе области фосфатного мелководья выделяются три биономические зоны:

1. Зона мягких тонкозернистых, глауконитово-песчаных, иногда известковистых осадков, умеренно-подвижных вод, пониженной солености. Эта зона характеризовалась сравнительной бедностью и однообразием фаунистического состава, наиболее многочисленными групами были губки и лингулы. Приток пресных вод и наличие отмелей создали неблагоприятные условия для развития здесь организмов, чувствительных к морской солености. Плавники древесины, приносившейся с суши, населяли древоточцы. Наиболее отчетливо зона выделяется в западной половине северо-западной окраины Донбасса: между Изюмом, Малой Камышевахой, Протопоповкой, Славянском, Краматорском, Стародубовкой.

2. Зона «мозаичных» осадков, представляющих сочетание тонкозернистых глауконитово-песчанистых и галечно-гравийных грунтов. Располагалась в области более-менее открытого мелководья с очень подвижными водами, нормальной соленостью, но с признаками небольшой непостоянной опресненности. В гидродинамическом режиме характерна комбинация течения дрейфового типа и приливо-отливных движений. В фаунистическом составе преобладали двустворчатые моллюски, в отдельных местах было много гастропод и замковых брахиопод. В районах произрастания водорослей встречены малочисленные остатки морских ежей – баланоцидарисов. Малочисленны аммониты. Зона выделяется на северо-западе (Закотное, Серебрянка на р. Сев. Донец и р. Жеребец), а так же на севере (Лисичанск, Белая Гора, Красногоровка, бассейны рек Ольховая, Луганчик).

3. Зона преимущественно открытого мелководья с неодинаковыми глубинами с фацией тонкозернистых известково-глауконитово-песчанистыми грунтами, в разной степени подвижными за счет течений и приливно-отливных движений водами, с нормальной соленостью, но с признаками небольшой распресненности. Располагается на юге Донбасса (от Амвросиевки в бас. р. Крынка до р. Тузлов). Обладая сходством с зоной 2, имела некоторые отличия в биотическом составе: в этой зоне отмечается повсеместное распространение пликатул и тригоний, ограниченное распространение аммонитов, более широкое распространение придонных водорослей.

Туронский век

В туроне морская трансгрессия увеличивается, изменяются условия осадконакопления и температурный режим. В раннетуронское время разные участки Донбасса были покрыты морем с изменчивой глубиной. Среди осадконакопления преобладали глауконито-песчанисто-карбонатный и карбонатный (фораминиферово-кокколитовый) типы, формировавшиеся на северо-западе Донбасса, в районе г. Лисичанска и в восточной части Южного Донбасса. В направлении с юго-востока на северо-запад глауконитовые песчаники и пески в разрезе постепенно замещаются глауконитово-песчанисто-карбонатными осадками, что говорит об увеличении трансгрессии с запада на восток. В раннем туроне происходит резкое изменение состава фауны, что было частично вызвано переходом к другому типу осадконакопления. Песчаное дно бассейна сменилось илисто-карбонатным, в грунтах которого появились новые формы – иноцерамы, мелкие замковые брахиоподы. Динамика водной среды, видимо, сильно различалась. В районе г. Изюм динамика морского дна отличалась сильной активностью, в результате чего карбонатные илы насыщались беспорядочно ориентированными мелкими обломками раковин иноцерамов. Что касается глубины раннетуронского моря, в нем выделялись мелководные прибрежные участки (г. Лутугино), и более глубоководные, удаленные от берега районы.

В позднем туроне морская трансгрессия увеличивается, Донецкий бассейн практически полностью покрывается морем, в котором, однако, не исключается возможность существования отмелей или островов. В это время развивается область карбонатного мелководья открытого моря в пределах сублиторали и частью – псевдоабиссали. Море имело небольшие неодинаковые глубины и непостоянный гидродинамический режим. Из грунтов преобладали фораминиферо-кокколитовые карбонатные. Фауна морского бассейна отличалась многочисленностью, но была бедна в систематическом отношении, - в основном её составляли иноцерамы и морские ежи.

Позднетуронская трансгрессия связана с тектоническими процессами, сопровождавшихся эпейрогенетическими движениями.