Историческая геология, её задачи и методы

1.

Историческая геология, её задачи и методы
Наука, изучающая историю и закономерности развития
Земли, её отдельных геосфер и эволюцию органического мира.
Задачи:
1. Определение возраста и корреляция горных пород.
2. Прослеживание истории развития органического мира.
3. Воссоздание физико-географической (палеогеографической)
обстановки и условий формирования осадочных пород.
4. Изучение истории тектонических движений и развития
тектонических структур.
5. Выяснение последовательности магматических процессов и
образования магматических пород.
6. Изучение закономерностей размещения в земной коре
месторождений полезных ископаемых.
Возраст горных пород
1) относительный: раньше (древнее) – позже (моложе);
2) абсолютный.
Методы определения относительного возраста
Группы:
1. Геолого-стратиграфические (непалеонтологические).
2. Палеонтологические, или биостратиграфические.

2.

Геолого-стратиграфические
(непалеонтологические) методы:
- метод последовательности напластований (стратиграфический)
При ненарушенном залегании нижележащий слой древнее
вышележащего (перекрывающего).

3.

4.

Или, из двух контактирующих геологических тел моложе то,
которое повлияло на другое.

5.

Минералого-петрографический метод
Расчленение горных пород по их составу, текстурным и
структурным особенностям.
«Немые» толщи.
Корреляция разрезов одного бассейна осадконакопления.
Реконструкция пластов в пределах речной долины в условиях:
а – пологого залегания пластов;
б – интенсивной складчатости;
в – дизъюнктивной тектоники.
1 – известняки; 2 – глины; 3 – пески; 4 – разлом; 5 – поверхность земли;
6 – границы пластов I – IV; 7 – современные аллювиальные осадки

6.

Структурно-тектонический метод
Идея одновременности тектонических движений на больших
площадях.
Корреляция разрезов по структурно-тектоническим признакам

7.

Ритмостратиграфический метод
Корреляция – по синхронности вертикальных
тектонических движений и соответствующих им
ритмам осадконакопления

8.

Палеомагнитный метод
Магнитное поле Земли непостоянно:
- обращение (инверсия) полярности,
- изменение положения полюсов.
Зафиксировано в образующихся горных породах.
Северный магнитный полюс:
- в начале девона – на 28° с. ш. и 159° в. д.,
- в конце палеозоя – на 45° с. ш. и 165° в. д.
Магнитохронологическая шкала пока – лишь для позднего KZ
(по основным эффузивам и океаническим осадкам)

9.

Геофизические методы

10.

Определение относительного возраста
интрузивных тел
Интрузивные тела:
- моложе прорываемых и метаморфизуемых ими пород,
- древнее пород, перекрывающих их.

11.

12.

Палеонтологические методы
определения возраста
Необратимость эволюции органического мира.

13.

Метод руководящих ископаемых
Фауна и флора:
- короткое время жизни,
- широкое расселение и в большом количестве.

14.

15.

Кистепёрые рыбы франского яруса девонской системы
Северо-Запада России

16.

Метод количественный
(процентно-статистический)
Спорово-пыльцевой анализ: растения дают много пыльцевых
зёрен или спор, оболочки которых стойки, не разрушаются
при окаменении (фоссилизации).

17.

Метод актуализма
Показатели различных видов климата:
Влажного (гумидного): оолитовые руды Fe и Mn.
Жаркого и сухого: доломиты, соли, гипс, барит и красноцветы.
Теплых морей: рифовые постройки, обилие кораллов, наличие
отложений карбонатов.
Холодного: тиллиты — моренные отложения древних ледников.
Добыча известняков на Белоручейском

18.

Метод комплексного анализа
Расчленение горных пород на отдельные слои –
определение последовательности образования –
местная стратиграфическая колонка
Бикинское угольное месторождение в Приморье

19.

Метод комплексного анализа
Расчленение горных пород на отдельные слои – определение
последовательности образования – местная стратиграфическая
колонка – корреляция – сводные региональные шкалы –
стратиграфическая шкала для земного шара.
Стратотип.
Стратотипическая местность.
Стратиграфический кодекс России
Международная и общая стратиграфическая шкалы.
Геохронологическая и стратиграфическая шкалы.
Геохронологическая
Стратиграфическая
акрон
протерозойский
акротема
эон
позднепротерозойский
(рифейский)
эонотема
фанерозойская
эра
позднерифейская
эратема
(группа)
палеозойская
период
вендский
система
пермская
отдел
верхнепермский
(татарский)
эпоха
поздняя
век
ярус
фаза
зона
северодвинский
Местные стратиграфические подразделения:
- комплекс – тектонический этап,
- серия – цикл (от группы до системы),
- свита (горизонт) – северодвинский (Р3sd)

20.

21.

22.

23.

Клёновское месторождение кварцевых песков
(Вытегорский район)
(патровская свита нижнего карбона)
Северодвинский горизонт
верхней перми
карбонатно-терригенного
состава.
Сухона, мыс Бык

24.

Методы определения абсолютного
возраста
Метод определения возраста по ленточным
глинам (осадкам соляных озёр)
По методу – последний ледник покинул:
- Ленинградскую область – 16,5 тыс. лет назад,
- Скандинавию – 8-9 тыс. лет назад.

25.

Методы ядерной геохронологии
Идея:
1. Скорость распада радионуклидов постоянна.
2. Порода (минерал) в расплаве – накопление радионуклидов.
3. Кристаллизация – далее распад радионуклидов.
4. Скорость распада и количество продукта распада – возраст
породы.
Свинцовые методы
Уран и торий – в свинец и гелий.
Магматические и метаморфические породы
Изотопные соотношения 206Pb/238U, 207Pb/235U, 208Pb/232Th по
монациту, циркону, ураниниту, ортиту.

26.

Калий-аргоновый (аргоновый) метод
40К —› 11% 40Ar + 89% 40Ca
Широко: калий – в основных минералах (полевых шпатах,
слюдах, амфиболах, пироксенах).
Осадочные, магматические и метаморфические породы.
Ограничение – в породах, не испытавших температурного
воздействия (свыше 300°) или высокого давления.

27.

Рубидий-стронциевый метод
(и самарий-неодимиевый)
87Rb —› 87Sr.
Биотит, мусковит, лепидолит.
Докембрий: период полураспада Rb – 50 млрд. лет (147Sm –
106 млрд. лет, 232Th – 13,9 млрд. лет, 238U – 4,51 млрд. лет,
235U – 710 млн. лет, 40К – 1,31 млн. лет; 14С – 5,5–6 тыс.
лет).
Породы в Австралии (4,1–4,2 млрд. лет), Гренландии (3,8 млрд.
лет), Луны (4,5 млрд. лет).

28.

Радиоуглеродный метод
Четвертичные отложения (последние 50-70 тыс.
лет), в археологии.
14С – в живых организмах (космическая
радиация).

29.

Методы восстановления палеогеографических обстановок.
Анализ фаций и мощностей.
Физико-географические (палеогеографические) обстановки.
Восстановление: метод – фациальный анализ.
Предмет – фация, основа исследования – принцип актуализма.
Виды фациального анализа.
- литологический,
- биономический.

30.

Схема размещения фаций в речной долине:
1 – собственно русловая; 2 – косовая; 3 – долинная (пойменная);
4 – 6 – террасовые; 7 – пролювиальная; 8 – коллювиальная;
9 – делювиальная; 10 – элювиальная.
Фации ледниковые: моренная, флювиогляциальная
(озовая, зандровая)

31.

Фациальная изменчивость осадочных марганцевых руд
по удалению от береговой линии:
1 – пиролюзит и псиломелан (окислительные условия);
2 – манганит (недостаток кислорода); 3 – родохрозит и родонит
(восстановительные условия)

32.

Схема преобразования биоценозов (А) в ориктоценозы (Б) (по
И.А.Михайловой и О.Б.Бондаренко, 1997)

33.

Фациальные карты

34.

Анализ мощностей
Анализ распределения мощностей осадочных и вулкано-генных
толщ – один из методов палеотектонического анализа.
Компенсация погружения осадконакоплением – варианты:
- компенсационный,
- недокомпенсационный.
- перекомпенсационный
Схема распределения
мощностей:
A – в шельфовых
морях;
Б – в котловинных
морях;
В – в узких трогах

35.

Карты равных мощностей, или изопахит.
Совмещаются с картами фаций.
Карта изопахит мощности коры выветривания

36.

Карта изомощностей отложений синклинальной зоны

37.

Карта изопахит района карстующихся известняков:
3 – останцы известняков,
4 – эрозионно-карстовые формы, заполненные глинами

38.

Метод комплексного анализа
Расчленение горных пород на отдельные слои – определение
последовательности образования – местная стратиграфическая
колонка – корреляция – сводные региональные шкалы –
стратиграфическая шкала для земного шара.
Международная и общая стратиграфическая шкалы.
Шкалы:
- геохронологическая – временные отрезки истории
Земли,
- стратиграфическая – соответствующие им накопления
пород
Геохронологическая
акрон
протерозойский-
Стратиграфическая
акротема
позднепротерозойский
(рифейский)
эонотема
фанерозойская
эра
палеозойская
эратема
(группа)
палеозойская
период
пермский
система
пермская
эпоха
поздняя
пермская
(позднепермская)
отдел
верхнепермский
(татарский)
век
северо-двинский
ярус
эон
фаза
зона
северодвинский