3. Стратиграфия и геохронология

3.1. Общие понятия

При изучении земной коры, ее состава и строения весьма важным моментом исследования является определение времени образования горных пород и минералов и восстановление хронологии геологических событий, совершавшихся в ходе ее формирования и развития.

Любые геологические исследования начинаются с определения состава отложений, с последовательности их образования, взаимного расположения слоев и напластований. Все это необходимо для того, чтобы с максимальной достоверностью показать распространенность, реконструировать условия образования осадков и пластов, раскрыть геологическую историю развития региона и расшифровать характер событий, который оказались запечатленными в толщах горных пород, а также определить, происходили ли все эти события в одно и то же время либо в разное, а затем оценить, какое событие произошло раньше, а какое позже.

Раздел геологии, изучающий слои земной коры. Их взаимное расположение и последовательность возникновения, называют стратиграфией (от лат. «стратум» − слой, «графо» − пишу, описываю). В задачу этой науки входят расчленение осадочных и вулканогенных пород на отдельные слои и пачки, определение содержащихся в них остатков ископаемой фауны и флоры, установление возраста слоев, сопоставление выделенных слоев в одном разрезе с соседними (рис. 3.1), составление сводного разреза отложений региона и т.д.

Наряду с составом, мощностью, положением в пространстве важной характеристикой слоев земной коры является их возраст. При этом речь может идти об относительном и абсолютном возрасте.

Рис. 3.1. Сопоставление отложений горных пород в различных обнажениях:

А – Г – районы обнажений; 1 – глинистый сланец морской; 2 – аргиллит морской; 3 – песчаник континентальный; 4 – известняк морской;

5 – поверхность размыва

В настоящее время применяются различные методы определения абсолютного возраста горных пород, основывающиеся на явлении радиоактивного распада элементов. Однако возможности и точность этих методов ограничены. Поэтому при описании различных слоев земной коры приходится определять относительный возраст тех или иных отложений, т. е. выяснять временную последовательность их образования.

3.2. Относительная геохронология

При установлении относительного возраста в геологии применяется несколько методов исследования:

• стратиграфический метод;

• петрографический метод;

• палеонтологический метод.

Стратиграфический метод основан на изучении последовательности напластований осадочных горных пород, образовавшихся в водных или континентальных условиях. (Пример: если в береговых обрывах реки глины перекрывают известняки, то совершенно очевидно, что известняки образовались раньше, и, следовательно, они по возрасту более древние, чем глины). Данным методом устанавливается относительный возраст горных пород в одном геологическом разрезе.

Для сопоставления геологических разрезов и определении относительного возраста тех или иных отложений применяется петрографический метод, основанный на сравнении минерального состава горных пород. Однако этот метод параллелизации слоев по их составу применим для разрезов расположенных на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга. Так, при сопоставлении далеко расположенных друг от друга разрезов возникают значительные трудности с тем, что осадочные породы одного и того же возраста могли образоваться в различных условиях и, следовательно, будут отличаться между собой составом.

В отличие от рассмотренных выше методов, палеонтологический метод определения относительного возраста горных пород и геологических явлений пригоден, хоть и с некоторыми ограничениями, для сопоставления геологических разрезов значительно удаленных друг от друга.

Сущность палеонтологического метода заключается в том, что каждый комплекс одновозрастных слоев горных пород в пределах данной области содержит одинаковые окаменелые остатки древних организмов, отличные от органических остатков пород другого возраста. Главное значение в установлении относительного возраста горных пород имеют так называемые руководящие ископаемые. Так, определенный комплекс руководящих ископаемых связан с каждым комплексом одновозрастных горных пород, например для отложений юрского периода, в качестве руководящих ископаемых выделяют аммониты и белемниты, которые отличались чрезвычайным обилием и разнообразием видов.