hist_geology1 (Леции по исторической геологии)

Лекции 11 сентября 2008 г.10:52Лектор: Дмитрий Иванович ПановУчебники. Подходящих не существует. Наиболее близок — „Историческая геология” под ред.Немкова. Он древний (ему больше 20 лет), и он написан для студентов МГРИ.Есть ещё учебник Короновского, но он… ну, не рекомендован, в общем. Таким образом, основнойматериал данного курса — лекции.01.09.2008 Лекция 1„Запомни, Ганс: студентам надо всёповторять по три раза.

Три раза, Ганс. Три раза.“Историческая геология — раздел геологии, изучающий геологическую историю Земли ивыявляющий закономерности развития Земли и её частей от момента её происхождения донастоящего времени.Почему она может это определять? Земная кора состоит из определённого набора геологическихтел. Строение, состав, условия залегания, их взаимоотношения между собой, границы междуразными телами — результат длительного действия геологических процессов, произошедших вгеологическом прошлом.

То есть, все геологические тела — результат действия разных процессов.Соответственно, строение земной коры — исторический документ, по которому можно понять,какие процессы действовали в какое-либо время. И наоборот, строение земной коры становитсяпонятным, если знать, какие процессы действовали на данный участок.„Настоящее есть следствие прошедшего…” (Козьма Прутков).На практике историческая геология используется в региональной геологии, но задачаисторической геологии — обобщение данных региональной геологии.Объектом изучения исторической геологии является земная кора — магматические и осадочныепороды, являющиеся следствием воздействия эндо- и экзогенных процессов.

В коре естьдохлости — следствие воздействия биосферы. Данные исторической геологии позволяют судитькак о строении самой земной коры, так и более глубоких или более поверхностных (атмосфера,гидросфера) оболочек Земли.Историческая геология — аналитическая наука.

Её задача состоит не столько в описаниипроцессов, сколько в выявлении закономерностей.NB: и это замечательно!Историческая геология охватывает большой круг вопросов, поэтому в ней уже давно выделилосьнесколько направлений исследования, имеющих объекты и методы.1. Установлением последовательности и датировка геологических событий занимаетсястратиграфия (геохронология).2. Условия формирования слоистых горных пород изучает палеогеология (??).3.

Проявления экзотермических процессов изучает тектоническое направление.Все эти направления мы детальненько так рассмотрим. Начнём со стратиграфии.1. СтратиграфияВ основе всей исторической геологии лежит стратиграфия. Задачей её является установлениепоследовательности и датировка геологических событий в истории Земли. Документальнымсвидетельством любых событий являются геологические тела. Стало быть, если мы хотим узнатьпоследовательность событий, то нам нужно определить последовательность формированиягеологических тел. Из всех тел наибольшее значение имеют те, которые сложенысупракрустальными горными породами.Супракрустальные горные породы — горные породы, сформировавшиеся на поверхности земнойкоры. Это могут быть осадочные породы, это могут быть вулканиты.

Все такие породы обладаютодной важной характеристикой: они имеют слоистую структуру, причём изначально ониИсторическая геология Page 1наслаиваются горизонтально и всегда последовательно, один слой над другим. Каждый из этихслоёв соответствует следующему геологическому событию. Эти слои являются аналогоммагнитофонной ленты, на которой записано прошлое планеты. Николай Стено это сформулировалв виде нескольких постулатов ещё в 17 веке. Из этих постулатов (их 6 или 7) два имеют прямоеотношение к стратиграфии.1. Слой должен иметь неопределённую протяжённость, и его можно прослеживать.2. Всякий слой отложился позднее того слоя, который покрывает, и ранее того, который егоперекрывает.Стратиграфия — раздел исторической геологии, изучающий последовательность формированиясупракрустальных горных пород, их соотношение в пространстве и периодизацию геологическойистории.Стратиграфические исследования изучаются в виде трёх этапов-задач.1.

Расчленение стратиграфического разреза конкретного изучаемого региона на региональныестратиграфические рубежи.2. Сопоставление между собой стратиграфических разрезов разных регионов. В случаеудачного сопоставления с общей стратиграфической шкалой — определение возраста.3. Разработка, собственно, общей стратиграфической шкалы для датировки в глобальноммасштабе.Рассмотрим задачу первую. Это задача, с которой сталкивается любой геолог, изучающийкакой-либо регион. Ему нужно определить стратиграфический разрез данного региона, атакже стратиграфические подразделения.Стратиграфический разрез — установленная для данного региона последователностьсупракрустальных горных пород от древних к более молодым.

Расчленение стратиграфическогоразреза — выделение стратиграфических подразделений (стратумов — комплексов отложений).Расчленение разреза может производиться разными методами по разным признакам, поэтомуполучаются разные категории подразделений (слоёв можно выделить бесчисленное множество).Разумеется, это разделение проводится не от балды, а по определённым правилам, описанным встратиграфическом кодексе.

В нём описано, какие типы, какими методами они выделяются, как ихследует называть, написано также о соподчинении этих подразделений.I. Согласно кодексу, самым простым типом подразделений, выделяемых на первых этапахисследования, является (вспомогательное) литостратиграфическое подразделение. Под этимтермином понимаются однородные по составу геологические тела, сложенные либо одной и тойже породой на всём протяжении, либо сочетанием, чередованием одних и тех же горных пород.Названия даются по названиям горных пород, которыми они сложены.Номенклатура: слой, пачка, толща, комплекс (американская литература использует термин„formation”).

Соответственно, мы можем выделить „толщу чередования песчаников и супесей”,„слой сидеритов”, ну и так далее.Это минералогический (?) (минерало-петрографический) тип подразделения. Такиеподразделения могут выделяться по типу слоистости, по цвету, по наличию конкреций.Для выделения таких подразделений используются также геофизические методы. Сильнораспространён … метод. В первую очередь, бурится скважина, детально изучаемая. Выделяютсялитостратиграфические подразделения. Одновременно проводится изучение удельнойэлектропроводности. На основе этих данных строится электрокаротажная диаграмма (то естькаждой толще пород ставится в соответствие величина сопротивления).Дело в том, что по керну мы не можем определить границы толщ, ибо керн в любом случаеотбирается нечасто.

А вот по измерению сопротивления можно весьма точно определить границынаших подразделений. Позже в районе можно бурить скважины с очень малым (или даженулевым) отбором керна и, сопоставляя скважины по нашим каротажным диаграммам, выделятьте же самые подразделения, что были выделены ранее. Метод обширно применяется, особеннопри разведке горючих ископаемых.Достоинства литостратиграфических подразделений довольно очевидны.1.

Простота и наглядность выделения — „большого ума не надо”.2. Неограниченная детализация. Хочешь — толщи выделяй, а хочешь — сотни слоёв считай.Историческая геология Page 2Недостатки.1. Не прослеживаются на большие расстояния. Выделяются на ограниченных территориях.II. Основные, местные и региональные (геостратиграфические) подразделения. Для сравнения,литостратиграфические в кодексе зовутся вспомогательными. Это более крупные и болеесложные подразделения, отвечающие этапам развития более крупных естественныхгеологических регионов.Номенклатура: свита, серия, горизонт.Метод выделения таких подразделений уже не может быть просто литологическим.

Здесь ужеметод историко-геологический. Если речь идёт об осадочных образованиях, то это может бытьдревний морской бассейн. Если речь идёт о вулканитах, то это могут быть древние вулканическиеобласти. Процесс осадконакопления (или извержения вулканов) периодический, поэтому мывполне можем выделять этапы их развития.Морские бассейны испытывают трансгрессии и регрессии. Каждый этап — промежуток временимежду трансгрессиями и регрессиями. Таким образом, осадочный чехол можно расчленить наэдакие чечевицы, отвечающие периодам от трансгрессии до регрессии.

В центре этой чечевицымогут быть карбонаты, чуть дальше — глины, ещё дальше — галька. Это отвечает развитиюбассейна: в начале трансгрессии бассейн маленький, и целиком заполнен галькой, потом онувеличивается в размерах, и на дне его образуются глины и даже карбонаты. Плавная регрессияприводит к обратному процессу. Резкое поднятие „срезает” половинку чечевицы.Свита — основная единица геостратиграфического подразделения. Если бассейн очень большой,то свита может отвечать какой-то его части. Все свиты одного возраста будут входить в горизонт.Если же у нас есть несколько разновозрастных свит, идущих одна за другой, то их совокупностьбудет серией.Теперь главный вопрос: а как свиты-то выделяются? Ведь литологический метод не годится, какуже упоминалось (вернее, иногда годится, но редко).

Соответственно, нам нужно выделить толщуотложений, отвечающих одному этапу геологического развития. Разные горные породырасполагаются в определённой закономерности — они сменяют друг друга одинаково как повертикали, так и по горизонтали.Изменчивость пород по горизонтали называется фациальной изменчивостью. Части свит,отличающиеся от других частей той же свиты, называются, собственно, фациями. Таким образом,в морском бассейне будет глинистая фация, песчано-галечная фация, карбонатная фация.Соответственно, всё это будет называться фациальным комплексом. Эта закономерность былавыделена в 19 веке и получила название закона Вальтера. В общей форме этот закон неверен.Верен в такой: в пределах одного осадочного цикла (одной свиты) смена фаций происходитодинаково по горизонтали и по вертикали.02.09.2008 Лекция 2А как быть, если у нас только один стратиграфический разрез? Можем ли мы выделять свиты?Можем, базируясь на ритмичности осадконакопления.Живой пример: в долине р.