- •Издательство московского университета
- •Часть I основные принципы и методы исторической геологии
- •Глава 1. Предмет и задачи исторической
- •Геологии
- •Глава 2. Стратиграфия и геохронология
- •2.1. Типы стратиграфических единиц и критерии их выделения
- •2.2. Относительная геохронология
- •2.3. Абсолютная геохронология
- •2.4. Международная геохронологическая шкала
- •2.5. Эталоны стратиграфических подразделений
- •Глава 3. Основные методы историко-геологического анализа
- •3.1. Фациальный метод
- •3.2. Анализ палеонтологического материала (биофациальныи и палеоэкологический анализы)
- •3.3. Палеогеографические методы
- •3.4. Формационный анализ
- •3.5. Палеогеографические карты
- •Часть II.
- •Глава 4. Возникновение земли и доархейская история
- •4.1. Образование солнечной системы
- •4.2. Образование планет, конденсация и аккумуляция межзвездного вещества
- •4.3. Доархейский (гадейский) этап развития земли
- •Глава 5. Архейская история
- •5.1. Общее расчленение докембрия
- •5.2. Ранний археи (4,0-3,5 млрд лет)
- •2500 — Верхний _3000 —
- •5.3. Средний и поздний архей (3,5-2,5 млрд лет)
- •5.4. Геологические обстановки в архее
- •5.5. Зарождение жизни
- •5.6. Полезные ископаемые
- •Глава 6. Ранний протерозой
- •6.1. Глобальная и региональная характеристика
- •6.2. Среда осадконакопления
- •6.3. Полезные ископаемые
- •Глава 7. Поздний протерозой
- •7.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •7.2. Органический мир
- •7.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •7.4. Климатическая зональность
- •7.5. Полезные ископаемые
- •Часть III
- •Глава 8. Вендский период
- •8.1. О положении вендской системы в общей хроностратиграфической шкале
- •8.2. Стратотипы вендской системы
- •Северный Урал
- •Алла л л л
- •ЬиАьчанскда сєри. 550
- •8.3. Органический мир
- •8.4. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •8.5. Климатическая зональность
- •Глава 9. Кембрийский период
- •9.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •Общие стратиграфические подразделения кембрийской системы
- •9.2. Органический мир
- •Условия
- •9.5. Полезные ископаемые
- •Глава 10. Ордовикский период
- •10.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •10.2. Органический мир
- •10.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •10.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •10.5. Полезные ископаемые
- •Глава 11. Силурийский период
- •11.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •11.2. Органический мир
- •П.З. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •11.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •11.5. Полезные ископаемые
- •Глава 12. Девонский период
- •12.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •12.2. Органический мир
- •12.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •12.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •12.5. Полезные ископаемые
- •Глава 13. Каменноугольный период
- •13.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •Общие стратиграфические подразделения каменноугольной системы
- •Северный урал
- •13.2. Органический мир
- •13.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •13 5. Полезные ископаемые
- •Глава 14. Пермский период
- •14.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •14.2. Органический мир
- •14.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •34.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •14.5. Полезные ископаемые
- •Глава 15. Триасовый период
- •15.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •15.2. Органический мир
- •15.3. Палеотек.Тонические и палеогеографические условия
- •15.5. Полезные ископаемые
- •Глава 16. Юрский период
- •16.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •16.2. Органический мир
- •16.3. Палеотектонические и палеогеографические условия
- •16.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •16.5. Полезные ископаемые
- •Глава 17. Меловой период
- •17.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •17.2. Органический мир
- •17.4. Эволюция и вымирание фауны в меловом периоде
- •17.5. Климатическая и биогеографическая зональность
- •17.6. Полезные ископаемые
- •Глава 18. Палеогеновый период
- •18.1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •18.2. Органический мир
- •18.3. Палеотектоничег.Кие и палеогеографические условия
- •Северо-восток россии
- •18.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •18.5. Полезные ископаемые
- •Глава 19. Неогеновый период 19.1 стратиграфическое расчленение и стратотипы
- •19.2. Органический мир
- •Условия
- •19.4. Климатическая и биогеографическая зональность
- •19.5. Полезные ископаемые
- •Глава 20. Четвертичный (антропогеновый)
- •20.1. Стратиграфическое расчленение
- •20.2. Органический мир
- •20.4. Полезные ископаемые
- •К главам 5, 6 и 7
- •К главе 8
- •Глава 16. Юрский период .. 307
- •Глава 18. Палеогеновый период 364
- •Глава 19. Неогеновый период 389
- •Глава 20. Четвертичный (антропогеновый) период 412
- •Хаин Виктор Ефимович, Короновский Николай Владимирович, Ясаманов Николай Александрович историческая геология
Глава 3. Основные методы историко-геологического анализа
Восстановление физико-географических условий и ландшафт-но-климатических обстановок, существовавших в геологическом прошлом, возлагается на одну из основных научных дисциплин, входящих в состав исторической геологии — палеогеографию. Сегодня палеогеографические исследования уже не ограничиваются только реконструкциями природных обстановок прошлого, а применяются для генетического прогнозирования и целенаправленного поиска месторождений полезных ископаемых.
Палеогеография — это наука о географической оболочке Земли, ее состоянии и развитии в геологическом прошлом. В процессе палеогеографических исследований реконструируется состав атмосферы, гидросферы, верхней части литосферы и биосферы, выявляются масштабность и интенсивность палеогеологических процессов, восстанавливаются ландшафтные обстановки геологического прошлого, реконструируется климатическая зональность и дается характеристика климата.
В последние десятилетия в составе палеогеографической науки появились и развиваются такие научные направления, как региональная, динамическая и прикладная палеогеография, палеодина-мическая геология, палеобиогеография, палеоклиматология и др. Палеогеографические исследования дают возможность определить генезис различных типов отложений, установить взаимоотношение и взаимосвязь различных генетических типов осадков и охарактеризовать состав органического мира. Совокупность данных позволяет не только представить площадное распределение выде-.ленных генетических групп и типов осадков, но и дать характеристику важнейших физико-географических условий прошлого, т. е. охарактеризовать ландшафты и климаты, определить динамический режим водной и воздушной среды. К числу наиболее общих методов восстановления древних физико-географических обстановок относятся фациальный и палеоэкологический анализы.
3.1. Фациальный метод
Нередко методы восстановления палеогеографических обстановок отождествляют с фациальным анализом, понимая под ним метод восстановления древней географической обстановки по горным породам и содержащимся в них окаменелостям.
Понятие о фациях было введено в геологию А. Грессли в 1838 г., а позднее расширено Н. А. Головкинским в 1868 г. для выражения изменения состава отложений определенного стратиграфического уровня на всей площади их распространения. За прошедшие почти полтора столетия термин «фация» по-разному трактовался и воспринимался исследователями. Одни полагали, что фация — это особенность осадков, указывающая на условия их образования, а другие, что это физико-географические условия, в которых накопились соответствующие типы осадков. Вместе с тем фации неразрывно связаны с определенными стратиграфическими интервалами разреза. Наиболее полно и объективно отразили сущность понятия «фация» Д. В. Наливкин (1956), Г. Ф. Крашенинников (1971) и В. Е. Хаин (1973). В их представлении фация — это комплекс отложений, отличающихся составом и физико-географическими условиями образования от соседних отложений того же стратиграфического уровня (рис. 3.1). Общим понятием, не имеющим стратиграфического содержания, является генетический тип. Геенетический тип — это более широкий комплекс отложений, образованных в определенных физико-географических условиях (элювиальный, делювиальный, пролювиаль-ный, аллювиальный, прибрежно-морской и т. д.).
Районы накопления континентальных отложений располагаются чаще всего недалеко от области сноса. Ввиду того что перемещение продуктов разрушения материнских пород происходит на небольшие расстояния, среди континентальных отложений преобладают грубообломочные, плохо отсортированные и слабоокатанные образования. Большинство континентальных отложений, исключая осадки болот, заболоченных пойм и озер, накапливаются в условиях свободного доступа кислорода и поэтому они обогащены окисными соединениями железа. Слоистость отложений разнообразная. Наряду с неслоистыми (морены и обвальные образования) распространены косо- и горизонтально-слоистые толщи.
Для континентальных отложений характерна связь с зональным типом климата. В ледовом типе климата основными источниками осадочного материала являются физическое выветривание и транспортировка обломочного материала льдом, талыми водами и ветром. Низкие температуры обусловливают практически полное отсутствие биогенных осадков и химической переработки материала.
В гумидном типе климата наряду с процессами механической дезинтеграции исходных пород принимают участие биологические
4—1164
49
и химические процессы. Перенос материала осуществляется в виде растворов, взвесей и перекатыванием по дну рек. Осаждение происходит как в процессе переноса, так и, особенно, в конечных бассейнах стока. Легкорастворимые соединения выносятся в крупные внутриконтинентальные и морские бассейны. Осадки гумидной области разнообразны: это галечники, пески, алевриты, глины, карбонаты, лигниты и бурые угли. Для литогенеза в гумидном климате характерны высокие концентрации железа, марганца, алюминия, органического углерода, серы, элементов-гидролизатов и т. д.
Аридный тип литогенеза характеризуется отсутствием осадков, обогащенных органическим углеродом, присутствием легкорастворимых солей и соединений. Большим распространением наряду с полимиктовыми неотсортированными отложениями пользуются хемогенные, в частности карбонаты, гипсы и соли.
Наиболее полно классификация континентальных отложений разработана Е. В. Шанцером (табл. 3.1). Континентальные отложения могут быть сгруппированы следующим образом: элювиальные, речные, озерные, болотные, ледниковые, пустынные и вулканогенные. Вместе с тем каждая из перечисленных групп включает несколько генетических типов, связанных между собой.
Большим распространением среди осадочных толщ пользуются отложения морского происхождения. Они характеризуются устойчивым составом на значительной площади и обилием разнообразных морских органических остатков. На состав и строение морских фаций большое влияние оказывают климат, гидрохимический и гидродинамический режимы морских бассейнов, характер подводного рельефа и окружающей суши, состав и объем твердого стока, вулканизм и тектонические условия. Классификация генетических типов морских отложений представлена в табл. 3.2.
Характер морских фаций в значительной степени изменяется с глубиной, и нередко по мере удаления от берега терригенные осадки становятся более тонкозернистыми, изменяется состав фауны, особенно бентоносных форм, уменьшается количество знаков ряби и исчезают водоросли. Рельеф морского дна обусловливает распространение течений, регулирует возникновение котловин с застойными водами, влияет на распределение хемогенных и терригенных осадков. На подводных возвышенностях в связи с сильной подвижностью вод формируются более крупнозернистые осадки.
От рельефа прилегающей суши зависят состав и объем выносимого в море обломочного материала. При пологом рельефе выносятся продукты глубокого химического преобразования горных пород и относительно более тонкозернистый материал, а при расчлененном рельефе — грубообломочные разности.
Обособление морей, возникновение лагун и заливов приводит к нарушению солевого и газового режима и к изменению состава органического мира.
Характерной особенностью отложений, возникших в зоне перехода от континента к морю, является их образование в водоемах с нарушенной соленостью. К данной группе относятся фации дельт, лагун и лиманов. Различная соленость в пределах лагуны в той или иной степени отражается на видовом составе организмов. В отложениях лагун наиболее часто захоронены остатки известковых водорослей, беззамковых брахиопод, остракод, ракообразных, мшанок, двустворчатых и брюхоногих моллюсков и рыб. Фации переходной группы возникают вблизи равнинной и возвышенной частей суши и поэтому в их составе могут присутствовать грубообломочные образования. Для них характерны в основном песчано-глинистые отложения, но довольно часто встречаются соленосные, гипсоносные, хемогенные и органогенные карбонатные осадки.
Фациальный анализ осуществляется путем исследования отдельных разрезов и осадочных пород определенного стратиграфического интервала и прослеживания найденных изменений и закономерностей на площади.
Для правильного установления генезиса особую ценность приобретает анализ совокупности признаков или комплексное исследование отложений. В большинстве случаев отдельные признаки могут истолковываться по-разному, а иногда практически не дают определенных указаний на условия образования осадка. Вместе с тем нельзя ограничиваться только комплексным изучением отдельных пород, а желательно проследить и выявить характер переходов одновозрастных, но разнофациальных отложений и условия образования всего парагенезиса, составляющего отдельные разрезы или группы разрезов. Таким образом, выявление и исследование взаимных переходов одновозрастных отложений на площади — это фациальный анализ и один из главных методических приемов генетического анализа осадочных пород и толщ, а фации — основные звенья в этой работе.
Важнейшими критериями при фациальном анализе являются следующие:
-
Тип и вещественный (химический и минеральный) состав пород (осадков), включая аутигенные минералы, конкреции и особенности цемента.
-
Гранулометрия породы, ее цвет, структура, состав обломков, их окатанность, характер поверхности напластования и размыва, следы перерывов в осадконакоплении, ориентировка обломочных компонентов и органических остатков, присутствие подводно-оползневых деформаций и нептунических даек.
-
Текстурные особенности — типы и характер слоистости и слойчатости, изучение цикличности и ритмичности осадочных и осадочно-вулканических толщ.
-
Формы залегания пород, их мощности; характер переходов в другие породы.
-
Палеонтологические особенности. Состав, сохранность и распределение фауны и флоры. Соотношение между отдельными группами и сообществами, следы жизнедеятельности организмов, степень сохранности следов роющих животных и их особенности.
-
Наличие минералов — индикаторов солености и газового режима водоемов, геохимические особенности осадочных толщ.
-
Кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные ус ловия. Определение Еп, рН, содержание окисных и закисных форм железа.
-
Определение соотношения изотопов кислорода, стронция, серы, углерода, палеотермометрические данные (магнезиальный, изотопный, стронциевый методы), присутствие вулканогенного и метеоритного материала.