- Геохронология, геотектоника и геоморфология

Тема: Геохронология. Элементы геотектоники и геоморфологии.

1. Геохронология ее виды и ее методы.

2. Элементы геотектоники и геоморфологии.

3. Главнейшие типы геоморфологических условий в районах орошения и осушения.

1. Геохронология и ее методы.

ГЕОХРОНОЛОГИЯ – учение о последовательности формирования и возрасте горных пород. Различаются методы относительной и методы абсолютной геохронологии.

Относительная геохронология

Рекомендуемые материалы

Методы относительной геохронологии – методы определения относительного возраста горных пород, которые лишь фиксируют последовательность образования горных пород относительно друг друга.

Эти методы базируются на нескольких простых принципах. В 1669 г. Николо Стено сформулировал принцип суперпозиции, гласящий, что в ненарушенном залегании каждый вышележащий слой моложе нижележащего. Обратим внимание, что в определении подчёркивается применимость принципа только в условиях ненарушенного залегания.

Следующий важнейший принцип, известный как принцип пересечений, сформулирован Джеймсом Хаттоном. Этот принцип гласит, что любое тело, пересекающее толщу слоев, моложе этих слоев.

Ещё одна большая группа методов относительной геохронологии – биостратиграфические методы. Эти методы основаны на изучении окаменелостей - ископаемых остатков организмов, заключённых в слоях горных пород: в разновозрастных слоях пород встречаются разные комплексы остатков организмов, характеризующие развитие флоры и фауны в ту или иную геологическую эпоху. В основе методов лежит принцип, сформулированный Уильямом Смитом: одновозрастные осадки содержат одни и те же или близкие остатки ископаемых организмов. Этот принцип дополняется ещё одним важным положением, гласящим, что ископаемые флоры и фауны сменяют друг друга в определённом порядке. Таким образом, в основе всех биостратиграфических методов лежит положение о непрерывности и необратимости изменения органического мира – закон эволюции Ч. Дарвина. Каждый отрезок геологического времени характеризуется определёнными представителями флоры и фауны. В качестве грубой аналогии сущности метода можно привести всем известные методы определения возраста в археологии: если при раскопках обнаружены только каменные орудия труда, то культура относится к каменному веку, присутствие бронзовых орудий даёт основание для её отнесения к бронзовому веку и т.п.

На сегодняшний день основным в биостратиграфии является метод анализа органических комплексов. При применении этого метода вывод об относительном возрасте строится на сведениях обо всём комплексе окаменелостей, а не на находках единичных руководящих форм, что значительно повышает точность.

Более универсальным является биостратиграфический метод сопоставления характера органических остатков в удалённых разрезах – одновозрастные слои обладают одинаковым комплексом окаменелостей. Этот метод позволяет проводить региональную и глобальную корреляцию разрезов.

АБСОЛЮТНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

Методы абсолютной геохронологии позволяют определить возраст геологических объектов и событий в единицах времени. Среди этих методов наиболее распространены методы изотопной геохронологии, основанные на подсчёте времени распада радиоактивных изотопов, заключенных в минералах (или, например, в остатках древесины или в окаменелых костях животных).

Сущность метода заключена в следующем. В состав некоторых минералов входят радиоактивные изотопы. С момента образования такого минерала в нём протекает процесс радиоактивного распада изотопов, сопровождающийся накоплением продуктов распада. Распад радиоактивных изотопов протекает самопроизвольно, с постоянной скоростью, не зависящей от внешних факторов; количество радиоактивных изотопов убывает в соответствии с экспоненциальным законом. Принимая во внимания постоянство скорости распада, для определения возраста достаточно установить количество оставшегося в минерале радиоактивного изотопа и количество образовавшегося при его распаде стабильного изотопа. Названия изотопно-геохронологических методов обычно образуются из названий радиоактивных изотопов и конечных продуктов их распада: уран-свинцовый, калий-аргоновый и т.д.

В настоящее время наиболее точным считается самарий – неодимовый метод, принятый в качестве стандарта, с которым сравниваются данные других методов. Это связано с тем, что в силу геохимических особенностей данные элементы наименее подвержены влиянию наложенных процессов, часто значительно искажающих или сводящих на нет результаты определений возраста. Метод основан на распаде изотопа 147Sm с образованием в качестве конечного продукта распада 144Nd.

Калий – аргоновый метод основан на распаде радиоактивного изотопа 40К. Этот метод давно и широко используется для определения возраста всех генетических типов горных пород. Он наиболее эффективен при определении времени формирования осадочных пород и минералов, например, глауконита. Применительно к магматическим и особенно метаморфическим породам, затронутым наложенными изменениями, этот метод часто даёт «омоложенные» датировки, что связано с потерей подвижного аргона.

Радиоуглеродный метод основан на распаде изотопа 14С, образующегося в верхних слоях атмосферы в результате воздействия космического излучения на атмосферные газы (азот, аргон, кислород). В последствии 14С, как и нерадиоактивный изотоп углерода, образует углекислый газ СО2, и в его составе вовлекается в фотосинтез, оказываясь таким образом в составе растений и, далее, пищевой цепочке передается животным. В гидросферу 14С попадает в результате обмена СО2 между атмосферой и Мировым океаном, далее он оказывается в костях и карбонатных раковинах водных обитателей. Интенсивное перемешивание воздушных масс в атмосфере и активное участие углерода в глобальном круговороте химических элементов приводит к выравниванию концентраций 14С в атмосфере, гидросфере и биосфере. Для живых организмов равновесное состояние достигается при удельной активности 14С, составляющей 13,56 ± 0.07 распадов в минуту на 1 грамм углерода. Если организм умирает, то прекращается поступление 14С; в результате радиоактивного распада (перехода в нерадиоактивный 14N) удельная активность 14С уменьшается. Измерив значение активности в пробе и сопоставив её со значением удельной активности в живой ткани, несложно рассчитать время прекращения жизнедеятельности организма.

Радиоуглеродного датирование позволяет определять возраст образцов, содержащих углерод (кости, зубы, раковины, древесина, уголь и т.д.) возрастом до 70 тыс. лет.

В завершение рассмотрения методов изотопной геологии следует отметить, что, несмотря на получение «абсолютных», выраженных в годах, датировок, мы имеет дело с модельным возрастом – полученные результаты неизбежно содержат некоторую ошибку и, более того, продолжительность астрономического года в ходе длительной геологической истории менялась.

Ещё одна группа методов абсолютной геохронологии представлена сезонно-климатическими методами. Примером такого метода служит варвохронология – метод абсолютной геохронологии, основанный на подсчёте годичных слоёв в «ленточных» отложениях приледниковых озёр. Для приледниковых озёр характерными отложениями служат так называемые «ленточные глины» - чётко слоистые осадки, состоящие из большого числа параллельных лент. Каждая лента – результат годичного цикла осадконакопления в условиях озёр, находящихся большую часть года в замерзшем состоянии. Она всегда состоит из двух слоёв. Верхний – зимний – слой представлен глинами темного цвета (за счёт обогащения органикой), образованного под ледяным покровом; нижний – летний – сложен более грубозернистыми светлоокрашенными осадками (в основном тонкими песками или алевро-глинистыми отложениями), образованными за счёт приносимого в озеро талыми ледниковыми водами материала. Каждая пара таких слойков соответствует 1 году.

Длительное изучение возраста горных пород позволило выявить основные этапы развития земной коры. Результатом этого явилось составление геохронологической шкалы. Геохронологическая шкала – шкала относительного геологического времени, показывающая последовательность и соподчинённость основных этапов геологической истории Земли и развития жизни на ней. Объектом геохронологической шкалы является геологическое время. ( [1], 90-91)

группа (эра) – отложения, образовавшиеся в течение эры        системы (периоды) – это  отложения, образовавшиеся в течение периода; длительность периодов составляет десятки миллионов лет          отдел (эпохи) - часть системы, соответствующая отложениям, образовавшимся в течение одной эпохи, длительность эпох обычно составляет первые десятки миллионов лет         ярус - отложения, образовавшиеся в течение века; продолжительность веков составляет несколько миллионов лет.

2. Элементы геотектоники и геоморфологии.

Геоморфология - наука о рельефе земной поверхности, его происхождении и развитии.

Рельеф рассматривается как совокупность всех форм земной поверхности - возвышений, равнин и углублений. Он играет огромную роль на Земле в перераспределении тепла и влаги, подземных и поверхностных вод, накоплении отложений различных наносов и т. д. Роль рельефа в строительстве промышленных, гражданских зданий и сооружений трудно переоценить. Он влияет на размещение и характер проектируемых зданий и сооружений, трассирование авто- и железных дорог, прокладку оросительных и судоходных каналов и т. д. При инженерно-геологическом картировании рельеф определяет выделение инженерно-геологических областей в границах более крупных единиц - регионов.

Одна из основных задач геоморфологии — установление и картирование типов рельефа. Под типом рельефа понимают определенные сочетания форм рельефа, закономерно повторяющиеся на поверхности литосферы, имеющие сходное происхождение, геологическое строение и историю.

Типы рельефа по генезису объединяются в классы:

аккумулятивные равнины — образовались в результате отложения наносов при деятельности рек и временных водных потоков, моря, ледников, озер, ветра;

денудационные равнины — возникли на участках с резко выраженным рельефом в результате денудации (выветривания, эрозии, работы ледников, дефляции и др.) и сноса продуктов разрушения горных пород; в настоящее время имеют равнинный характер. Площадь развития этих равнин по сравнению с аккумулятивными ограничена;

денудационно-тектонические горы — сформировались в результате взаимодействия тектонических процессов с преобладанием поднятий (складкообразования, сбросы, надвиги и др.) и денудации;

вулканические горы и плато — появились в результате вулканической деятельности;

антропогенные образования—типы рельефа, образованные в результате деятельности человека.

В геоморфологии, рассматривают элементы и формы рельефа. Существующие формы его состоят из элементов, к которым относятся поверхности, линии и точки.

Поверхности являются составной частью рельефа и подразделяются на горизонтальные, наклонные, вогнутые, выпуклые и сложные. Пересечение поверхностей рельефа определяют линии. Различаются линии водораздельные, водосливные, подошвенные и бровки. Важным элементом рельефа являются точки, которые разделяются на вершинные, перевальные и донные. Наибольшая высота участка в данной местности называется вершиной, наиболее низкая точка понижений рельефа называется донной. Дно понижения гребней хребтов носит название перевальных точек.

Территория Беларуси расположена на западе древней Восточно-Европейской платформы. Платформа – это одна из главных глубинных структур земной коры, характеризующаяся малой интенсивностью тектонических движений и плоским рельефом. Геологическое строение платформы двухъярусное. Здесь на кристаллическом фундаменте, сложенном метаморфическими и магматическими породами и имеющем архейско-раннепротерозойский возраст (2600 млн.лет), залегает платформенный чехол. Последний почти целиком состоит из осадочных пород, которые в ряде районов прорываются магматическими образованиями или переслаиваются с ними. Глубина залегания кристаллического фундамента на территории Беларуси изменяется от нескольких десятков метров до 5-6 км, а на самом юге страны в пределах Украинского кристаллического щита породы фундамента выходят на поверхность.

Карты, на которых показывают площади развития различных генетических типов и форм рельефа, называют геоморфологическими

Наибольшую ценность для орошения представляют равнинные территории. Переувлажненные почвы, требующие осушения, как правило, тоже расположены в условиях равнинного рельефа. Этим Обусловлено расположение подавляющего большинства орошаемых и осушенных земель в пределах аккумулятивных равнин различного генезиса.

3. Главнейшие типы геоморфологических условий в районах орошения и осушения

Главнейшие типы геоморфологических условий в районах:

Наибольшая часть переувлажненных земель находится в пределах пойменных и надпойменных террас (Припятское Полесье).

Контрольные вопросы:

"Лекция 5" - тут тоже много полезного для Вас.

1. Что понимают под геохронологией.

2. Назовите и охарактеризуйте виды геохронологии.

3. Какие методы геохронологии Вам известны?

4. Назовите элементы геотектоники и геоморфологии.

5. Какое геоморфологическое строение РБ?

6. Назовите главнейшие типы геоморфологических условий в районах орошения и осушения.