Ответы

1. Общая, историческая геология и геология России, геотектоника

   1. Внутреннее строение Земли

Главная особенность строения Земли – неоднородность физических свойств и дифференцированность состава вещества по радиусу с обособлением ряда оболочек. Непосредственному наблюдению доступны верхние горизонты земной коры (до глубин 15-20 км), которые вскрыты рудниками, шахтами и буровыми скважинами. Более глубокие зоны Земли исследуют с помощью комплекса геофизических методов (особое значение имеет сейсмический метод).

На основании сейсмических данных выделяют три области Земли.

1. Земная кора «Сиаль» (слой А по Буллену) – твердая верхняя оболочка Земли. Мощность 5-12 км под водами океанов, 30-40 км в равнинных областях и до 50-75 км в горных районах.

2. Мантия Земли (Сима) – ниже ЗК до глубины 2900км. Мантия подразделяется на верхнюю В и С (до 900-1000 км) и нижнюю(900-1000 до 2900 км) мантии.

3. Ядро Земли (Нифе). Выделяют внешнее ядро (Е) до 4980 км, переходный слой 4980-5120 км и внутреннее ядро ниже 5120 км.

ЗК отделяется от мантии достаточно резкой сейсмической границей. Этот раздел называется границей Мохоровичича.

Астеносфера – слой относительно менее плотных пород в слое В верхней мантии. Здесь наблюдается снижение скорости сейсмических волн и повышение электропроводности. Глубины астеносферного слоя различны.

Литосфера – это твердый надастеносферный слой мантии вместе с ЗК.

Земная кора. Выделяют 4 типа: континентальный, океанический, субконтинентальный, субокеанический.

Континентальный тип. Мощность его: равнины (35-40 км), горы (55-70 км). В строении участвуют осадочный слой, гранитный и базальтовый. Осадочный слой представлен осадочными породами. Гранитный – гранитами, гранитомагнитами, метаморфизованными породами. Базальтовый – базальтовыми породами.

Океанический тип, характерный для ложа Мирового океана. Мощность колеблется от 5 до 12 км. Состоит из трех слоев: осадочного ( рыхлые морские осадки), базальтового (базальтовые лавы), габбро-серпентинитовым (породы магматические и основного состава).

Субконтинентальный тип. Близок к континентальному. Распространен на окраинах материков и в области островных дуг. Представлен следующими слоями: осадочно-вулканическим (0,5-5 км), гранитным (до 10 км), базальтовым (15-40 км).

Субокеанический тип. Приурочен к котловинам окраинных и внутриконтинентальных морей (Охотское, Японское, Средиземное, Черное и т.д.). По строению близок к океаническому, но отличается от него повышенной мощностью осадочного слоя. В ряде случаев его мощность достигает 10 км.

Мантия. Слой В (слой Гуттенберга) – твердое агрегатное состояние, глубина до 410 км, плотность 4,3 г/см3. Слой С (слой Голицына) – 400-1000 км, выделяется по геофизике. Слой D (нижняя мантия) – D’ (1000-2700 км) и D” (2700-2900 км) имеет высокую плотность, там происходит дифференциация вещества, что сопровождается освобождением большого количества энергии.

Ядро. Слой Е (внеш.ядро) – глубина 2900-4980 км, жидкое агрегатное состояние, плотность 10 г/см3. Слой F ( между внешним и внутренним ядром) – 4980-5120 км, твердое агрегатное состояние. Слой G (центральное ядро) – хим.состав Fe 90%, Ni 10%, твердое агрегатное состояние, близкое к плавлению из-за высокого давления, плотность 13-14 г/см3.

2. Классификация и основные признаки осадочных горных пород

Осадочные горные породы образуются в поверхностной части ЗК в результате разрушения и переотложения ранее существовавших горных пород (песчаник, глина), выпадения осадков из водных растворов (каменная соль, гипс) и жизнедеятельности организмов и растений (коралловые известнякм, уголь).

Осадочные породы менее плотные, чем магматические и метаморфические, часто пористые. Они залегают в виде пластов, толщи их характеризуются слоистостью. Осад.г.п.содержат ископаемые остатки организмов, а некоторые из них целиком состоят из раковин. В осад.г.п.заключено подавляющее большинство скоплений нефти и газа.

Все осадочные горные породы подразделяются на обломочные, глинистые, хемогенные, органогенные и смешанные.

Обломочные осад.г.п.образуются за счет накопления продуктов механического разрушения ранее существовавших пород. Глинистые породы на 50% и более состоят из глинистых минералов и тонкодисперсного материала (<0,01 мм) - пелита. Группу хемогенных составляют породы, образовавшиеся в результате выпадения из истинных и коллоидных водных растворов. Осаждение их чаще всего происходит в лагунах и озерах. В группу органогенных выделяют продукты жизнедеятельности организмов, главным образом, скелетные остатки морских, реже пресноводных беспозвоночных.

Обломочные и глинистые породы. По величине слагающих обломков различают грубообломочные, песчаные, алевритовые и пелитовые обломочные породы.

Глинистые породы занимают промежуточное положение между чисто химическими и обломочными породами. При классификации обломочных пород учитывают также форму обломков (окатанные и неокатанные), а также наличие или отсутствие цементирующего материала. Грубые обломки накапливаются вблизи разрушающихся горных пород. По мере удаления встречаются среднеобломочные (песчаные), мелкообломочные (алевритовые) и тонкообломочные (пелитовые) породы. Из обломочных и глинистых пород наиболее распространены песчаники, алевролиты и глины.

Хемогенные породы. В эту группу включают известняки, каменную соль, гипс и др.мономинеральные породы. Характерная их особенность - отсутствие органических остатков. Образуются они в результате выпадения солей из водных растворов.

Органогенные породы. Представлены известняками-ракушечниками, писчим мелом, а также углями, асфальтом, горючими сланцами и др. Они образуются в результате накопления органических остатков после отмирания животных и растений. В одних породах эти остатки видны не вооруженным глазом. Другие породы, например, писчий мел, сложены твердыми известковыми скелетами микроорганизмов. И, наконец, третьи (угли, асфальты и др) представляют собой горные породы, в которых наряду с минеральной составляющей имеются вещества органического происхождения.

Породы смешанного происхождения. Эта группа пород включает мергели, песчаные и глинистые известняки и др. Такие породы состоят из обломочного и какого-либо другого материала (химического или органического происхождения).

3. Физические поля Земли

Физические поля, создаваемые планетой в целом и отдельными изолиро­ванными телами, определяются совокупностью присущих каждому физическому объекту свойств. Именно поэтому особенно важное значение имеет изучение геофизических полей при исследовании физических свойств горных пород в образцах и массивах.

^{Гравитационное поле}

Природа и характеристики гравитационного поля. Огромная масса Земли является причиной существования сил притяжения, которые воздействуют на все тела и предметы, находящиеся на ее поверхности. Пространство, в пределах которого проявляются силы притяжения Зем­ли, называется полем силы тяжести или гравитационным полем. Оно отражает характер распределения масс в недрах планеты и тесно связано с фигурой Земли. Для каждой точки земной поверхности характерна своя величина силы тяжести; в центре Земли сила тяжести равна нулю.Величина силы тяжести выражается в галах. Характеристики гравитационного поля измеряют с помощью гравимет­ров, реже маятниковыми приборами.

Среднее значение силы тяжести на поверхности Земли равно 979,7 гал. Величина силы тяжести закономерно возрастает от экватора к полюсам - от 978,04 до 983,24 гал. Для каждой точки земной поверх­ности в предположении однородности масс может быть вычислена теоре­тическая величина силы тяжести. Отклонения фактических значений силы тяжести от теоретически рассчи­танных, обусловленных неравномерным распределением масс и другими причинами, называют гравитационными аномалиями. Существенной особенностью гравитационного поля Земли является его сравнительное постоянство на определенных интервалах времени. При различных геотектонических процессах, приводящих к перемеще­нию масс и частичной перестройке структуры Земли, происходят изме­нения и в гравитационном поле. При этом по характеру, направлению и величине изменений элементов поля можно судить об особенностях тектонических процессов и их результатах. Выделяют региональные и локальные аномалии гравитационного поля. Первые занимают площади в десятки и сотни тысяч квадратных километров и отличаются большой интенсивностью (десятки — сотни миллигал). В пределах региональных аномалий проявляются локальные.

Закономерности распределения характеристик гравитационного по­ля. Характер гравитационного поля основных структурных элементов земной коры в настоящее время считается установленным. Гравитацион­ное поле платформенных областей со спокойным рельефом независимо от возраста кристаллического фундамента однотипно по своему харак­теру. На платформах фиксируется чередование небольших по площади положительных и отрицательных аномалий интенсивностью в десятки миллигал. Аномалии этого типа обусловлены в основном строением (распределением масс) кристаллического фундамента платформ и бо­лее глубоких горизонтов земной коры, расположенных на глубине первых десятков километров. Гравитационное поле горноскладчатых областей отличается неодно­родностью и сложным строением, зависящим от возраста (этапа гео­синклинального развития).

Изучение гравитационных полей проводится с целью выявления особенностей строения земной коры, выделения крупных тектонических нарушений, тектонического районирования земной коры, установления границ нефтегазоносных, угленосных и рудоносных зон и областей, а также для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (железа, хромитов, меди, полиметаллов, серы, минеральных со­лей и др.).

Тепловое поле

Природа теплового поля. Тепловой режим Земли весьма сложен, пос­кольку планета находится во взаимодействии двух противоположно направленных процессов — одновременно поглощает и излучает тепло. Тепловое поле образуется за счет внешних и внутренних источников. Главным источником внешней энергии является солнечное излучение. Лучистая энергия Солнца, получаемая земной поверхностью, сос­тавляет в среднем 8,4 Дж/ (см² • мин).

Источниками внутреннего тепла Земли являются: радиоактивный распад элементов; энергия гравитационной дифференциации вещества; остаточное тепло, сохранившееся со времен формирования планеты; экзотермический эффект полиморфных, электронных, фазовых перехо­дов и химических реакций; тепло, связанное с действием нейтрино; упругая энергия, высвобождаемая землетрясениями; теплота, обуслов­ленная процессами приливного трения, и др. В настоящее время прибли­женно оценены величины внутренней теплоты Земли и установлено, что наиболее важным из них является радиоактивность химических эле­ментов Земли, основная часть которых сосредоточена в верхней части планеты.

Строение теплового поля. Земную кору по температурным условиям делят на верхнюю (гелиотермическую) и нижнюю (геотермическую) зо­ны. В верхней зоне (до 30 — 40 м) сказывается влияние проникающего солнечного тепла. Температурные условия геотермической зоны опреде­ляются глубинным теплом. Среди колебаний температуры, вызываемых солнечной.радиацией, различают суточные, сезонные, годовые и вековые. Чем больше период колебаний поверхностных температур, тем глубже эти колебания проникают в недра.

Практическое использование тепла Земли. В современных условиях тепловая энергия недр становится конкурентоспособной с традиционными источниками энергии (уголь, нефть, газ, ядерное топливо). Кроме того, разработки геотермальных месторождений (термальные ^воды). Изучение теплового поля Земли необходимо также для прогнозиро­вания условий подземной разработки угольных и рудных месторожде­ний. Наконец, тепловой режим недр является индикатором месторожде­ний горючих полезных ископаемых и сульфидных руд. Поэтому парамет­ры аномального теплового поля используются при поисково-разведоч­ных работах.

Магнитное поле.

Природа, строение и характеристики магнитного поля. Вокруг земного шара и внутри него существует магнитное поле. По данным космических исследований, оно простирается за пределы планеты на расстояние, превышающее десятикратный радиус Земли, образуя магнитосферу.

Магнитное поле Земли влияет на ориентировку ферромагнитных минералов (магнетита, ильменита, титаномагнетита, гематита, пирроти­на) в горных породах. Это влияние осуществляется, когда твердые ферромагнитные минералы плавают в расплаве при застывании извер­женных пород, или в растворе при образовании осадочных пород. Силь­нее всего реагируют на магнитное поле Земли ультраосновные и основ­ные изверженные породы (базальты, габбро, перидотиты, серпентиниты) и красноцветные континентальные пески осадочного генезиса. На основа­нии изучения ориентировки ферромагнитных минералов (но только в совершенно неизмененных и недислоцированных породах) можно опре­делить направление магнитного поля в период образования соответствую­щей горной породы. Эти исследования палеомагнетизма, т.е. "ископае­мой" намагниченности пород, в настоящее время приобретают большое значение.

По магнитным свойствам горные породы существенно различаются и могут быть разделены на высокомагнитные, слабомагнитные и прак­тически немагнитные. Как правило, с уменьшением основности пород ослабевают их магнитные свойства, которые по этому признаку могут быть составлены в следующий ряд: ультраосновные, основные, средние и кислые магматические образования, терригенные, органогенные и гид­рохимические осадочные породы.

Поскольку породы с повышенными ^{магнитными свойствами обычно образуют изолированные тела и пласты} среди слабомагнитных пород, мор­фология их выделения определяет структуру и форму магнитных аномалий. Региональные и локальные маг­нитные аномалии отличаются друг от друга порядками, интенсивностью, градиентами, площадями, протяжен­ностью, очертаниями в плане и вер­тикальном разрезе.

К числу крупнейших в мире локальных магнитных аномалий принад­лежит Курская, обусловленная сравнительно неглубоким залеганием железистых кварцитов. Здесь значения магнитного склонения меняются от 10 до 180°, а наклонения от 40 до 90°.

Изучение аномального магнитного поля, получаемого в результате аэромагнитных, гидромагнитных и наземных съемок, в настоящее время широко используется для исследования строения земной коры, для поисков и разведки разнообразных полезных ископаемых.

Тесно связано с магнетизмом Земли ее естественное электрическое (теллурическое) поле, которое из всех физических полей планеты менее всего изучено. В настоящее время имеется слишком мало сведений о структуре и временных вариациях электрического поля. Не установ­лены с достаточной достоверностью внешние и внутренние факторы, обусловливающие электрическое поле.

Предполагается (Т.Рикитаки), что помимо искусственных нарушений почти все флуктуации теллурических токов вызываются электромагнит­ной индукцией внутри Земли за счет изменений во времени внешнего магнитного поля. К факторам, вызывающим теллурические токи, отно­сятся' также: стратосферно-электрические. процессы (колебания ионо­сферы, полярные сияния).; погранично-электрические процессы (фильт-рационно-электрические процессы, конвекционные токи в нижних слоях атмосферы, грозовые процессы и т.д.); литосферно-электрические про­цессы (контактные напряжения, термоэлектрические и электрохимичес­кие процессы); геомагнитные вариации, вызванные океаническими приливными токами; связанные с землетрясениями; с вулканической активностью; глубинные термодинамические процессы.

В настоящее время на основе использования естественного электри­ческого поля Земли разработаны геофизические методы изучения внут­ренней структуры земной коры, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых.

4. Типы залегания осадочных пород (согласное, несогласное, горизонтальное, моноклинальное, складчатое, клиноформы)

Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт. Пластом (слоем) называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Ряд слоев или пластов,  перекрывающих (налегающих) и подстилающих друг друга и объединяющихся по какому-либо признаку (геологическому возрасту, происхождению, петрографическому признаку и т.д.), называют  свитой. Слои горных пород можно наблюдать в обнажениях. Обнажением слоев (пластов) горных пород называется выход их на поверхность Земли.

Поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется по­дошвой, сверху — кровлей. Наиболее выдержаны по мощности на больших про­странствах пласты осадочных морских пород. Менее выдержанной мощностью пластов отличаются континентальные отложения, для которых характерны также линзовидные и гнездообразные формы залегания.

Первоначальное залегание осадков в большинстве случаев почти горизонтальное. Всякое отклонение пластов от первоначального горизонтального залегания называется дислокацией (нарушением). Дислокации бывают без разрыва сплошности слоев  (пликативные дислокации) и с разрывом (дизъюнктивные дислокации). Все дислокации являются результатом движений в земной коре.

При согласном залегании пород границы пластов  прак­тически параллельны. Такое положение границ со­храняется и при наклонном и складчатом залегании пластов. Характерной особенностью согласного зале­гания, также является последовательное залегание более молодых пластов на более древних. Формирование пород проис­ходило в условиях последовательного погружения и непрерыв­ного накопления осадков.

При более сложном геологическом развитии породы могут оказаться в условиях несогласного залегания. Особен­ностью этого вида залегания является наличие в разрезе так на­зываемой поверхности размыва (несогласия), свидетель­ствующей о наличии перерыва в осадконакоплении. По этой поверхности происходит контакт пород со значительной разницей в возрасте.

5. Дельтовые отложения: условия образования, литологический состав, условия залегания, палеогеографические карты.

Якушова «Общая геология»: Дельта. Когда река впадает в море, наблюдается резкое паде­ние скорости течения и весь обломочный материал, приносимый рекой, выпадает на дно прибрежной части водоема, образуя под­робный конус выноса. Постепенно нарастая в сторону моря в ши­рину и высоту, он начинает выступать на поверхности в виде дель­ты с вершиной, обращенной к реке, и с расширяющимся и нак­лонным в сторону моря основанием. Термин «дельта» был впервые использован применительно к конусу выноса Нила благодаря сход­ству его формы с греческой буквой ∆. Дельты образуются при от­носительно небольшой глубине моря, обилии приносимого рекой к устью обломочного материала, отсутствии приливов и отливов и сильных вдольбереговых течений и, главное, при преобладании скорости аккумуляции осадков над скоростью тектонических опу­сканий или их равенстве. Наземная дельта переходит в подводную дельту, или авандельту. Если море относительно мелкое, русло реки быстро загромождается наносами и уже не может пропу­стить через себя все количество поступающей речной воды. Вслед­ствие этого река ищет выход из создавшегося подпора, прорывает берега и образует новые дополнительные русла. В результате в устьевой части рек образуется система ветвящихся русел, назы­ваемых рукавами, или протоками. Ярким примером многорукавной дельты является дельта р. Вол­ги (рис. 7.21). Протоки разбивают дельту на отдельные мелкие и крупные острова. Близ крупных проток образуются прирусловые валы — гривы, сложенные песчаным и супесчаным материалом, а между ними располагается вогнутая часть острова с суглинистым покровом, иногда занятая озером или заболоченная. В ходе развития дельты отдельные протоки постепенно мелеют, отмирают, превращаются в мелкие озера или болота. При каждом половодье дельта реки меняет свою форму: повышается, расширяется и уд­линяется в сторону моря. В результате этого в устьях ряда рек образуются обширные аллювиально-дельтовые равнины со слож­ными рельефом и соотношением различных генетических типов осадков.

Размеры дельт различны. Наибольших размеров (длина свыше 1000 км, ширина 300—400 км) достигает огромная аллювиально-дельтовая равнина, представляющая собой слившиеся дельты рек Хуанхэ и Янцзы. Близкие размеры имеет общая аллювиально-дельтовая равнина рек Брахмапутры, Ганга и примыкавшей к ним с юго-запада р. Маханади. Площадь дельт рек Тигра и Евфрата составляет 48 000 км², Лены — около 28 000, Волги — около 19 000 км². Рост дельт в ширину и в сторону моря идет с разной скоростью. По данным М. В. Кленовой, до регулирования стока Волги ее дельта увеличивалась в среднем на 170 м в год (см. рис. 7.21).

Для дельтовых областей характерна также миграция русла с течением времени. Так, начиная с 1852 г. главный проток р. Хуан­хэ проходит севернее Шаньдуня, а до этого он находился в юж­ной части дельты, обходил Шаньдунь с юга и впадал в море на расстоянии 480 км от своего современного устья. Ничтожная вы­сота и плоская поверхность дельты способствуют внезапным пере­менам направления течения р. Хуанхэ, что вызывает гибельные наводнения.

Своеобразна дельта р. Миссисипи. Река расширяет свое русло в сторону моря в виде глубоких протоков наподобие пальцев (дель­та типа «птичьей ноги»). Такое своеобразие дельты объясняется тем, что река приносит большое количество преимущественно тон­ких илов, которые откладываются на прирусловых частях, обра­зуя водонепроницаемые валы. Продвижение такого одного прото­ка в Мексиканский залив составляет 75 м в год. Вторая характер­ная особенность дельты р. Миссисипи — формирование ее в усло­виях прогибания земной коры при одинаковой скорости аккуму­ляции дельтовых осадков. В результате мощность дельтовых от­ложений достигает многих сотен метров. По данным А. Холмса, бурением вскрыта мощность около 600 м, а предполагаемая по гео­физическим данным действительная мощность дельтовых отложе­ний значительно больше. В то же время у ряда других рек мощ­ность дельтовых отложений не превышает нормальную мощность перстративного аллювия.

Отложения дельт. В речных дельтах встречаются различные по составу и генезису отложения: 1) аллювиальные отложения рус­ловых проток, представленные в равнинных реках песками и глинами, в горных — более грубым материалом; 2) озерные отложе­ния, образующиеся в замкнутых водоемах — отшнурованных рус­лах или пониженных частях межрусловых островов, представ­ленные преимущественно суглинистыми осадками, богатыми органическим веществом; 3) болотные отложения — торфяники, воз­никающие на месте зарастающих озер; 4) морские осадки, обра­зующиеся при нагонных волнах. Эти отложения сменяют друг друга как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении, благодаря частым перемещениям русловых проток, с которыми связаны перенос и накопление русловых осадков, образование озер, различных понижений, заболачивание и другие процессы. В ряде случаев наблюдаются перевевание ветром дельтовых осад­ков и образование эоловых отложений и форм рельефа.

Помимо накопления обломочного материала в подводных дель­тах и в предустьевом пространстве моря иногда происходит вы­падение веществ, приносимых реками в растворе, главным обра­зом коллоидных (Fe, Mn, A1 и др ) Под влиянием соленой мор­ской воды происходит их коагуляция (лат. «коагуляцио» — свер­тывание). В устьях рек часто наблюдается также выпадение ор­ганических коллоидов. Коагулирующее действие морской воды особенно сказывается в паводки, когда речные потоки очень мутные

Из лекций: дельтовые отложения накапливаются вне реки в виде конуса выноса. Они имеют трехслойное строение. Верхний слой – это галька, слоистость горизонтальная. Средний слой – это песок, косая слоистость. Нижний слой – это глина, горизонтальная слоистость. Эти отложения обогащены растительными осадками, а следовательно, перспективны на нефть и газ.

6. Методы определения возраста горных пород. Геохронологическая таблица. Местная, региональная и общая стратиграфические шкалы.

Из лекций: Абсолютный возраст – это промежуток времени, прошедший с момента образования пород, то есть года.

Относительный возраст – это возраст пород по сравнению с выше или нижележащими породами.

Определить абсолютный возраст можно с помощью методом ядерной геохронологии. Эти методы основаны на распаде радиоактивных элементов. Скорость распада постоянна и не зависит от каких-либо условий, происходящих на Земле. Зная период полураспада элемента, можно определить возраст минерала и его содержание.

Основные методы ядерной геохронологии:

1. Свинцовый

2. Рубидий-стронциевый

3. Радиоуглеродный

4. Калий-аргоновый

Калий-аргоновый метод определяет возраст пород, содержащих калий и аргон, которые образовались вблизи земной поверхности или на ней и в дальнейшем не подвергались даже слабому нагреванию и давлению. Возрастной диапазон от 100 млн.лет и старше.

Рубидий-стронциевый метод применяется только для горных пород, так как в определенных условиях между минералами могут происходить химические реакции. Возрастной диапазон от 5 млн.лет и старше.

Свинцовый метод является наиболее совершенным. Определение возраста горных пород, образующихся в течение всей геологической истории Земли, возраст метеоритов, пород планет Солнечной системы и спутников. Возрастной диапазон от 30 млн.лет и старше.

Радиоуглеродный метод применяется в археологии. Для определения возраста наиболее молодых отложений земной коры. Возрастной диапазон от 2 до 60 тыс.лет ± 200 лет.

Недостатки методов ядерной геохронологии:

1. Неточность

2. Не все горные породы содержат радиоактивные вещества

3. Нужны специальные стационарные лаборатории

Методы определения относительного возраста горных пород основаны на сравнительном анализе более древних и молодых пород. Не позволяют определять продолжительность геологического процесса. Высокая точность определения относительного возраста.

Методы:

1. Стратиграфический

2. Петрографический

3. Палеонтологический

Стратиграфический метод основан на выяснении взаимоотношения пластов горных пород. Исходит из принципа суперпозиции. Используется в равнинных районах (при ненарушенном залегании горных пород).

Петрографический метод основан на изучении и сравнении состава горных пород в разных разрезах. Изучают и сравнивают горные породы по их составу в соседних скважинах (расстояние – 10км).

Палеонтологический метод основан на изучении остатков древних вымерших организмов, живших в строго определенные отрезки геологического времени. Руководящие окаменелости должны встречаться в вертикальном разрезе в ограниченном числе слоев, иметь широкое горизонтальное распространение, легко распознаются и часто встречаются. Этот метод позволяет уверенно сравнивать горные породы из очень удаленных друг от друга разрезов.

Все методы определения относительного возраста горных пород применяются комплексно.

Ершов «Основы геологии»: В ходе изучения земной коры геологами была разработана периоди­зация ее истории, созданы единая для всего земного шара стратиграфи­ческая и соответствующая ей геохронологическая шкала.

Наименование стратиграфических и геохронологических единиц является международным. Они были утверждены на II и III сессиях международного геологического конгресса в 1881 и 1900 гг. Ниже приведены стратиграфические и соответствующие им геохронологичес­кие подразделения:

Стратиграфические: Эонотема, Группа (эратема), Система, Отдел, Ярус

Геохронологические: Эон, Эра, Период, Эпоха, Век

Стратиграфические подразделения применяются для обозначения комплексов слоев горных пород, а соответствующие им геохронологи­ческие подразделения — для обозначения времени, в течение которого эти комплексы слоев накопились.

Эонотемы — наиболее крупные стратиграфические подразделения, образование которых происходило в течение нескольких геологических эр. В настоящее время выделяют две эонотемы: фанерозойскую (греч. "фанерос" — явный, "зоэ" — жизнь), объединяющую палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую группы, и криптозойскую (греч. "крип-тос" - скрытый, тайный), объединяющую протерозойскую и архейскую группы.

Группы — крупные подразделения стратиграфической шкалы, это комплексы отложений, образовавшихся в течение одной эры. Они охва­тывают крупные этапы развития земной коры. Границы групп соответст­вуют переломным рубежам в истории органического мира. Это нашло отражение в названиях групп: архейская ("археос" — древнейший), протерозойская ("протерос" — первичный), палеозойская ("палеос" — древний), мезозойская ("мезос" - средний), кайнозойская ("кайнос"- новый).

Группы делятся на системы, объединяющие отложения, образовав­шиеся в течение одного периода и различающиеся обычно семействами и отрядами органических форм. Названия систем обычно связаны с наз­ваниями тех мест, где соответствующие отложения впервые были уста­новлены и описаны, или же с составом преобладающих пород. Так, например, девонская система названа по названию графства Девоншир в Англии, пермская — по названию Пермской области, где эти отложе­ния широко развиты, каменноугольная — по широкому распространению в ее отложениях каменного угля, меловая — по обилию в ней отложений писчего мела и т.д. Еще более дробными подразделениями являются отделы и ярусы.

Наряду с международной шкалой, широко используются вспомога­тельные местные стратиграфические подразделения — серии, свиты, пачки.

На геологических картах породы различного возраста окрашиваются в соответствующие им общепринятые цвета и обозначаются определен­ными индексами.

Предыдущие курсы: Сущ-ют в геологии несколько типов шкал: ОБЩАЯ (международная) – отражает послед-сть напластования на всей планете, т.е. единицы ОСШ имеют планетарное распрастронение (система, отдел, ярус). К единицам ОСШ относятся эротема, система, отдел, ярус, зона. Т.к. ОСШ уст-ена в Зап. Европе и поскольку фауны и флоры имеют в той или иной степени эндемичны (только тут), постольку для многих районов мира используют местные и регионал.шкалы. МЕСТНАЯ – отражает особенности осадконакопления и геол.развития района. Осн.единицей: комплекс, серия, свита- г.п., толща сформ-шася в конкретном регионе и опред.физико-географичеких усл-ях и обладающая опред.литолого-палеонтологическим единством. Основная единица – свита. РЕГИОНАЛЬНАЯ- основная единица – горизонт и лона. Горизонт – по латерали объединяет все одновозрастные свиты.

7. Фация и фациальный анализ.

Прошляков «Литология»: Фация – это физико-географические условия определенного времени, отличные от условий того же времени в соседних смежных районах, которые (условия) находят своё выражение в характере осадков и пород или первичном отсутствии отложений.

Исходя из определения фаций как обстановок, условий осадкообразования и осадконакопления, их классификация строится прежде всего на основе подразделения этих обстановок. Таким образом, обособляются фации морских, континентальных и переходных между ними обстановок.

Предыдущие курсы: Фация – порода с присущими ей признаками, сформировавшаяся в конкретной физико - географ.обстановке. Фациальный анализ позволяет реконструировать физико-географическую обстановку прошлых эпох. Проводится для одновозрастных отложений и включает в себя:

1. литологический анализ (текстура, структура, слоистость, цвет)

2. биономический (состав окоменелостей, толщина створок)

изменение любого из этих признаков в анализируемом слое является основанием выделения новой фации. Затем путем отождествления изученных признаков с признаками современного осадконакопления и распространения организмов (принцип актуализма) делается заключение о той обстановке в которой образовалась данная фация.

Прошляков: Фациальный анализ предполагает обязательное изучение изменчивости пород и соответственно изменение условий осадконакопления по площади. Физико-географические условия образования осадков, реконструируемые фациальным анализом, учитываются при изучении остатков фауны и флоры, при корреляции разрезов. Прикладное значение фациального анализа заключается в построении литолого-фациальных и фациально-палеогеографических карт, которые служат научной основой прогноза осадочных полезных ископаемых, способствуют повышению эффективности их разведки и увеличению точности подсчета запасов.

Литолого-фациальные исследования – основа для прогнозирования зон развития пород-коллекторов, флюидоупоров и оценка их качества.

8. Учение о платформах и геосинклиналях.

Ершов «Основы геологии»: Геосинклинали в современно понимании – это обширные линейные области ЗК чрезвычайно высокой подвижности, в которых тектонические движения многообразны по интенсивности и направленности. Для геосинклиналей характерны: интенсивность тектонических движений, повышенный магматизм, метаморфизм, сейсмичность и вулканизм. В развитии геосинклиналей выделяют несколько стадий:

Первая стадия (геосинклинальная) – возникают узкие вытянутые зоны, называемые геосинклинальными областями. При этом наиболее интенсивно прогибается центральная часть, затем прогибание распространяется и на краевые области. В прогибы проникают моря, в которых образуются различные породы. Таким образом, для первой стадии характерны общее погружение, накопление мощных толщ осадочных горных пород, преобладание эффузивного магматизма над интрузивным. Длительность этой стадии значительна, нередко более одной геологической эры.

Вторая стадия (инверсии). Начинается с того момента, когда в прогибах накапливается толща пород 8-15 км. После этого тенденция к погружению области сменяется её постепенным воздыманием. В это же время толщи, накопившиеся в предыдущую стадию, подвергаются деформациям: сминаются в складки и разрываются тектоническими нарушениями, кроме того происходят магматизм и метаморфизм. Длительность стадии относительно первой стадии невелика.

Третья стадия (орогенная). Начинается с общего воздымания области, которая вследствие этого почти полностью становится сушей. В это интенсивное движение вовлекаются соседние стабильные участки ЗК. Изменяется характер движения ЗК (из волнообразно-колебательного он становится блоковым: отдельные глыбы движутся по относительно вертикальным разломам). На этой стадии происходит новая активизация эффузивного вулканизма и сейсмических явлений. Геосинклинальная область на данном этапе своего развития превращается в высокогорную страну.

Затем, по мере замедления вертикального движения, горные хребты постепенно снижаются. Явление денудации разрушает горную страну, превращая её из высокогорной в низкогорную и, наконец, в холмисто-равнинную складчатую страну. Участок ЗК, прошедший три стадии геосинклинального развития становится жесткой монолитной глыбой – платформой.

Платформа – это малоподвижная область континентов, лишенная способности к складкообразованию. Для платформ характерно: небольшая амплитуда и слабая контрастность вертикальных движений, сглаженный низменный рельеф, горизонтальное залегание, небольшая мощность осадков, редкое проявление магматизма. Платформа имеет двухярусное строение. Нижний структурный ярус (фундамент) это эродированное складчатое сооружение, возникшее в геосинклинальный этап, он сложен дислоцированными и метаморфизованными ГП с многочисленными разрывными нарушениями. Верхний структурный этаж (платформенный чехол) сложен полого залегающими и почти не дислоцированными осадочными и эффузивными породами, он формируется уже в платформенный этап развития региона. В развитии платформ выделяются два этапа. В первый этап происходит прогибание платформы, трансгрессия моря и накопление морских осадков, происходит дальнейшее дробление фундамента разрывами и перемещением его отдельных глыб. Далее начинается этап поднятия и регрессия моря. В заливах и лагунах формируются угленосные и соленосные отложения. Платформа испытывает общее поднятие, почти полное осушение, завершается формирование различных платформенных складок.

9. Тектоническое районирование России

Из ответов 2006 г.:

На территории России, как и в других районах земного шара, выделяется большое число тектонических зон и областей, зоны, трактовать стадии и этапы их развития. Тектонические карты содержат элементы научного прогноза. В них могут быть отражены и гипотетические представления, особенно, когда это касается малоизученных регионов или проблемных вопросов тектоники.

Наиболее традиционный принцип районирования – принцип районирования по возрасту завершающей (главной) складчатости. Согласно ему в России выделяют:

1. Карелиды - область докембрийской складчатости: Вост.-Европ. платформа, Сибирская платформа. Фундамент сформирован в архейское и раннепротерозойское время

2. Байкалиды: Тимано – Печорская обл., Байкальская обл., Северный Таймып, Восточные Саяны, Енисейский кряж, Туруханское поднятие. Фундамент сложен AR и всем протерозоем (РR₂).

3. Каледониды – образованы в нижнем Pz (Pz₁ – кембрий, ордовик, S): Алтай – Саянская область (юго-восток ЗС)

4. Герциниды – образ. в позднем Pz₂ (Д,С,Р): Урало – Сибирская обл. (Урал, З-С плита), Южный Таймыр, Монголо – Охотская обл., Скифская плита.

5. Мезозоиды – образованы в Мz: Верхояно – Чукотская обл, Дальневосточная обл. (Сихоте - Алинская).

6. Альпиды: Кавказ, Курилы, Сахалин, Камчатско-Корякская обл.

7. Область современной слкадчатости: Восточно – Азиатская обл. (Камчатка, Сахалин, Курилы).

Каледониды и герциниды - это молодые платформы; мезозоиды и альпиды – орогены, горные страны; карелиды и байкалиды – древние платформы.

Из учебника Ершова:

10. Палеогеография Западно-Сибирской плиты в мезозое и кайнозое.

Юрский период.

Геттангский и синемюрские века. В конце триасового периода большая часть З.-С. равнины представляла высокую приподнятую интенсивно разрушающуюся сушу. В геттанге и синемюре продолжали господствовать процессы денудации и эрозии

1.11. Учение о тектонике литосферных плит.

Якушова «Общая геология»:

Литосфера – земная кора и часть верхней мантии до астеносферы. Литосфера разбита глубинными разломами на плиты, в рельефе глубинные разломы представлены глубоководными желобами и рифтовыми долинами. Плиты движутся, поскольку в мантии существуют круговые (конвекционные течения).

В слое Д2 (самая нижняя мантия) вещество естественным образом распадается, железо уходит в ядро, облегченное вещество выталкивается вверх, возникают радиальные течения. В астеносфере радиальное движение трансформируется (переходит) в горизонтальное и идет растяжение и, следовательно, происходит разлом, затем происходит возгон из астеносферы наиболее легких выплавок – базальтов.

Зоны растяжения – зоны спрединга, эта зона представлена срединноакеаническими хребтами. В зоне спрединга создается новая базальтовая океаническая кора.

Спрединг доказывается: изменением возраста базальтов и мощности осадочного слоя от 0 до максимума к периферии. Избыток коры ликвидируется путем подталкивания океанической коры под континентальную, это идет в районе глубоководных желобов. При этом осадочный слой соскабливается, сминается в складки, возникают островные дуги и горные страны, одновременно идет магматизм. В итоге в зоне подталкивания (субдукции) создается новая континентальная кора, гранитный слой.

Субдукция(сжатие) доказывает наличие зоны ВЗБ (Вадати Заварицкий Беньоф) в районе глубоководного желоба, когда фокусы землятресений образуют узкое облако, где идет постоянная разрядка и возникновение новых напряжений.

Основные положения тектоники литосферных плит.

1. Первой предпосылкой тектоники плит является разделение верхней части твердой Земли на две оболочки, существенно отличающиеся по реологическим свойствам (вязкости), — жесткую и хрупкую литосферу и более пластичную и подвижную астеносферу. Выделение этих двух оболочек производится по сейсмологическим (скорость сейсмических волн, степень их затухания) или магнитотеллурическим (степень сопротивления естественным электрическим токам) данным, причем надо добавить, что граница литосферы и астеносферы по этим двум категориям данных может не вполне совпадать.

2. Второе положение тектоники плит, которому она обязана своим названием, состоит в том, что литосфера естественно подразделена на ограниченное число плит — в настоящее время семь крупных и столько же малых. Основанием для их выделения и проведения границ между ними служит размещение очагов землетрясений. Оно отличается крайней неравномерностью: внутренние части плит практически асейсмичны, вернее очень слабо сейсмичны (есть исключения), а основное выделение сейсмической энергии происходит на границах между плитами, которые по этому признаку и проводятся. В большинстве случаев, но не везде, эти границы достаточно четкие, но в Евразии существует широкий пояс рассеянной сейсмичности и нечто подобное наблюдается в Северной Америке — на Аляске и в южной части Северо-Американских Кордильер.

3. Третье положение тектоники плит касается характера их взаимных перемещений. Различают три рода таких перемещений и соответственно границ между плитами:

1) дивергентные грани­цы, вдоль которых происходит раздвижение плит, — спрединг;

2) конвергентные границы, на которых идет сближение плит, обычно выражающееся поддвигом одной плиты под другую; если океанская плита пододвигается под континентальную, этот процесс называется субдукцией, если океанская плита (кора, ли­тосфера) надвигается на континентальную — обдукцией; если сталкиваются две континентальные плиты, тоже обычно с поддви­гом одной под другую, — коллизией;

3) трансформные границы, вдоль которых происходит горизонтальное скольжение одной плиты относительно другой по плоскости вертикального транс­формного разлома.

В природе преобладают границы первых двух типов. Дивергентные границы приурочены к осевым зонам срединно-океанских хребтов и межконтинентальным рифтам, конвергентные— к осевым зонам глубоководных желобов, сопряженных с островными дугами. Некоторые границы, как видно из той же схе­мы, являются одновременно конвергентными и трансформными, т. е. сочетают элементы поддвига и сдвига (транспрессивные гра­ницы).

На дивергентных границах, в зонах спрединга, происходит непрерывное рождение новой океанской коры; поэтому эти границы называют еще конструктивными. Кора эта перемещается астеносферным течением в сторону зон субдукции, где она поглощается на глубине; это дает основание называть такие границы деструктивными, что не очень удачно, так как за счет океанской коры здесь рождается континентальная.

Все границы плит на поверхности Земли сочленяются друг с другом. Особый интерес представляют тройные сочленения, где сходятся три такие границы, причем эти границы могут быть раз­ного рода — оси спрединга, оси глубоководных желобов, т. е. зоны субдукции, трансформные разломы. Наиболее распространено соч­ленение трех осей спрединга типа наблюдаемого в районе о. Буве на юге Атлантики или в центре Индийского океана.

4. Четвертое положение тектоники плит заключается в том, что при своих перемещениях плиты подчиняются законам сферической геометрии, а точнее теореме Эйлера, согласно которой любое перемещение двух сопряженных точек по сфере совершается вдоль окружности, проведенной относительно оси, проходящей через центр Земли. Выход этой воображаемой оси на земную поверхность называется полюсом вращения или раскрытия. Поскольку на поверхности Земли трансформные разломы простираются вдоль тех же дуг окружностей, в центре которых находится полюс вра­щения, эта воображаемая точка может быть найдена как точка пересечения перпендикуляров, проведенных относительно трансформных разломов.

Это положение тектоники плит накладывает вполне определенные ограничения на реконструкции их перемещений и позволяет использовать ЭВМ в таких реконструкциях, что чрезвычайно важно.

5. Пятое положение тектоники плит гласит, что объем поглощаемой в зонах субдукции океанской коры равен объему коры, нарождающейся в зонах спрединга. Таким образом, субдукция полностью компенсирует спрединг, и объем Земли и ее радиус остаются постоянными вопреки тому, что допускалось гипотезами контракции, пульсации и расширения Земли. Именно это постоянство радиуса Земли обеспечивает достоверность плитнотектонических палеореконструкций.

6. Шестое положение тектоники плит усматривает основную причину движения плит в мантийной конвекции. Эта конвекция в классической модели 1968 г. является чисто тепловой и общемантийной, а способ ее воздействия на литосферные плиты состоит в том, что эти плиты, находящиеся в вязком сцеплении с астеносферой, увлекаются течением последней и движутся на манер ленты конвейера от осей спрединга к зонам субдукции. В целом схема мантийной конвекции, приводящей к плитнотектонической мо­дели движений литосферы, состоит в том, что под срединно-океанскими хребтами располагаются восходящие ветви конвективных ячей, под зонами субдукции — нисходящие, а в промежутке между хребтами и желобами, под абиссальными равнинами и континентами – горизонтальные отрезки этих ячеек.

Сравнение основных положений классической и современной тектоники плит

Классическая тектоника плит (1968) и Современная тектоника плит (1993)

1. Верхняя часть твердой Земли разделяется на хрупкую литосферу и пластичную астеносферу

1. Верхняя часть твердой Земли раз­деляется на литосферу и астеносферу, но литосфера не столь монолитна, как предполагалось, и подвержена расслаи­ванию, а астеносфера существенно из­меняет свою мощность и вязкость а латеральном направлении

2. Литосфера разделена по латерали на ограниченное число круп­ных и средних по размерам плит

2. Литосфера разделена по латерали на крупные, средние и малые плиты. Между крупными плитами расположе­ны пояса, состоящие из мозаики малых плит, а сами крупные плиты неоднород­ны как в вертикальном, так и в гори­зонтальном сечении

3. Литосферные плиты находятся в постоянном относительном движе­нии по поверхности астеносферы, а основная тектоническая, сейсмичес­кая и магматическая активность со­средоточена на их границах

3. Литосферные плиты находятся в постоянном относительном движении по поверхности астеносферы, и основная тектоническая, сейсмическая и магмати­ческая активность сосредоточена на их границах, однако, хотя и в меньшем масштабе, проявляется и во внутренних частях плит

4. Горизонтальные перемещения литосферных плит поддаются описа­нию исходя из теоремы Эйлера

4. Горизонтальные перемещения круп­ных и средних плит поддаются описа­нию исходя из теоремы Эйлера, но малые плиты могут испытывать более сложные перемещения

5. Наблюдается три основных типа относительных перемещений плит:

1) расхождение (дивергенция), выраженное рифтингом и спредингом;

2) схождение (конвергенция), выраженное субдукцией и коллизией и 3) сдвиговые перемещения по транс­формным разломам

5. Наблюдаются три основных типа, относительных перемещений плит: 1) расхождение (дивергенция), выраженное рифтингом и спредингом; 2) схождение-(конвергенция), выраженное субдукци­ей, обдукцией, эдукиией, коллизией, вы-жиманием масс горных пород в лате­ральном направлении, в том числе по сдвигам и 3) сдвиговые перемещения по трансформным разломам, нередко со­четающиеся со сжатием (транспрессия) или растяжением (транстенсия)

6. Спрединг в океанах автомати­чески компенсируется субдукцией и коллизией по их периферии и благо­даря этому радиус и объем Земли остаются постоянными

6. Спрединг в океанах компенсиру­ется не только субдукцией и коллизией, но и другими процессами, связанными с конвергенцией плит (обдукция, эдукция, сдвиги и пр.), причем все эти процессы не находятся в постоянном количествен­ном соответствии. Поэтому радиус и объем Земли могут испытывать пульса­цию, хотя и в ограниченных размерах. Кроме того, весьма вероятно вековое уменьшение радиуса и объема Земли вследствие ее общего охлаждения

7. Перемещения литосферных плит относительно астеносферы обя­заны их волочению под действием конвективных течений в астеносфере

7. Перемещения литосферных плит относительно астеносферы обязаны не только их волочению конвективными те­чениями, но и отодвиганию от осей сре-динно-океанских хребтов (ridge push) и затягиванию в зоны субдукции (slab pull)

8. Главным «мотором» тектони­ки плит служит конвекция, которая является общемантийной и имеет чисто тепловое происхождение

8. Главным «мотором» тектоники плит служит конвекция в мантии, но она проявляется в гораздо более слож­ной форме, различной на разных уров­нях, многослойной, и является не чис­то термической, но и химической

9. Ряд важных тектонических и вообще геодинамических процессов остался вне рассмотрения в класси­ческой тектонике плит, а такие ос­новные процессы, как рифтинг, спре­динг, субдукция, перемещения по трансформным разломам, рассмат­ривались весьма упрощенно

9. При создании более общей геоди­намической концепции необходимо учи­тывать более широкий круг! процессов, включая внутриплитные деформации и магматизм, периодические изменения эндогенной активности Земли, а также сложность движений на границах плит, их изменчивость в пространстве и вре­мени