I Относительная геохронология

Этой проблемой занимается раздел стратиграфии - раздел геологии о первичных, пространствен-

но-временных соотношениях геологических тел, слагающих земную кору.

Три задачи стратиграфии:

1. расчленение разреза на отдельные разновозрастные части;

2. сопоставление отдельных подразделений различных разрезов по возрасту (корреляция);.

3. выяснение общей периодичности напластования разрезов.

Эти задачи решаются при рассмотрении отдельных обнажений, в сводных разрезах целых

районов и по отношению к Земной коре в целом В первых случаях - область региональной геологии, в последнем - конечная задача исторической геологии.

В рамках геохронологии мы выясняем соотношение: раньше, позже, одновременно. Эти задачи решаются на основе трех следующих принципов:

1. принцип Стенона - чем слой выше, тем он моложе;

2. принцип Гексли - в сходных последовательных слоях слои с одинаковыми стратиграфическими признаками - одновозрастные;

3. принцип взаимозаменяемости - если два различных стратиграфических признака где-то встречены совместно, то они взаимозаменяемы.

Основные методы определения относительного возраста

Конкретные методы имеют различную разрешающую способность и имеют свои погрешности.

1. Стратиграфический - основа - пр-п Стенона или пр-п суперпозиции; слои могут выделяться по разным признакам, чаще всего по особенностям пород, их своеобразию (песч., известн., долом.) и по содержащимся включениям окаменелостей, а также могут отличаться по геофизическим особенностям (намагниченности).

Ограничения: действует только в пределах разреза, в пределах его пространственной протяжен-ности; невозможно решать задачу корреляции разных разрезов; ошибки при наличии тектонических нарушений.

2. Палеонтологический, позволяющий решать задачу корреляции. Основан на допущении, что слои одинакового состава одновозрастны, когда они образуют сходные последовательности (пр-п Гексли).

а) минералогопетрографический метод, годный для сопоставления разрезов, сложенных терригенными (обломочными) отложениями. Этот метод может привести к ошибкам, если разные источники сноса, исходно сложенные различными породами;

б ) литологический - источник ошибок - фациальные изменения в пространстве, т.е. чем удаленнее сопоставляемые разрезы, тем больше вероятность ошибки;

в) геохимический метод - по геохимическому составу;

г) геофизические методы - для закрытой территории, где нет обнажений и приходится иметь дело с материалами бурения. Удобны тем, что нет необходимости поднимать керн из скважины (дешевы). Основаны на изучении электрических свойств слоев: сопротивление - электрокаротаж, радиоактивность - гамма-каротаж. Слабая их сторона - все зависит от свойств породы, которые меняются в пространстве;

Сейсмостратиграфия - основана на определении скорости распространения сейсмоволн (от плотности пород). При изучении шельфов.

3. Тектоностратиграфические методы. Эти методы возникли на основе изучения угловых несогласий в разрезе. Многие угловые несогласия прослеживаются на огромных территориях и должны быть одновозрастные, их принимают за одновозрастные стратиграфические границы. Отслеживают даже планетарно. Вопрос спорный, т.к. несогласия в разных районах мира могут быть разновременными (т.е. постепенными).

Ритмостратиграфический метод, который дает хорошие результаты даже для крупных районов. Заключается в том, что в разрезе прослеживается определенная ритмика на основе последовательности отложений - чередование мелководных и глубоководных отложений. Ритмы рассматриваются как одновозрастные и по ним идет сопоставление разрезов. Ритмику связывают с тектоническими движениями и их ритмичностью.

Секвентная стратиграфия - в ее основе лежи допущение, что крупные ритмы или циклы, соответствующие главным стратиграфическим границам связаны не с тектоническими движениями, а с колебаниями уровня мирового океана и что существовали глобальные морские трансгрессии, а более мелкие ритмы связываются с тектоническими движениями. Все эти методы часто называют физическими, в целом они не обладают достаточной пространственной достоверностью.

4. Биостратиграфический метод - противопоставляется физическим методам и в практической стратиграфии является ведущим. Основан на использовании палеонтологических данных для определе-ния возраста, т.е. на том, что жизнь развивалась необратимо - от низшего к высшему, от простого к сло-жному, и виды организмов, раз появившись и исчезнув, вновь более не возникали. Простейшее исполь-зование - метод руководящих фаун - руководящими являются те виды, которые существовали очень короткое время, широко распространялись в пространстве, часто встречаются и хорошо распознаются. Руководящими являются не только виды, но и более высокие таксоны - роды и семейства. В настоящее время используется обычно метод руководящих комплексов (точный и информативный).

Филогенетический метод - предок - потомок.

Экосистемный метод, когда сопоставление идет по событиям (тепло-холод).

4. Палеомагнитный метод стратиграфии - независимый. В основу его положена история магнит-ного поля Земли - во второй половине ХХ века. Возможность изучения истории магнитного поля осно-вана на том, что каждая частичка породы, состоящая из ферромагнитного материала в жидком осадке ориентируется в современном ей магнитном поле, а после литификации частички прочно фиксируются в пространстве и как природные компасные стрелки указывают направление на полюса. С помощью этого метода замеряют географические координаты любой геологической эпохи. Выяснено, что в тече-ние фанерозоя полюса перемещались, и к началу палеозоя сев.полюс находился в пределах Тихого оке-ана, к мезозою сместился в район Чукотки, в течение кайнозоя - современное положение. Южный по-люс в раннем палеозое находился в районе нынешней южной Атлантики, в мезозое - от сев.Африки к югу Африки. Оценка положения полюса - грубая возрастная оценка. Менялся знак полюсов - проходили многократные инверсии знака магнитного полюса, и в разрезе земной коры идет чередование отложе-ний нормальным полем и обратным, что дало возможность расчленять разрезы по характеру направле-нности магнитного поля. На этой основе выделяют палеомагнитные стратиграфические зоны и метод ценен тем, что их зоны должны быть глобальными для всей Земли. Недостаток - все прямые и обрат-ные зоны похожи друг на друга, а палеонтологические характеристики уникальны и их не спутаешь. Начинают отсчет с современных отложений. Самый наилучший - комбинированный - палеомагнитный+палеонтологический.