Четвертичная геология геологическая дисциплина изучающая четвертичный период

Четвертичная геология – геологическая дисциплина, изучающая четвертичный период (систему) Земли.

Геохронологическая шкала Стратиграфическая шкала

Четвертичный период – последний период кайнозойской эры, продолжительностью 1, 8 млн. лет Ледниковый период Антропоген Плейстоцен Эоплейстоцен – 1. 8 0. 8 млн. лет Неоплейстоцен – 0. 8 0. 01 млн. лет Голоцен – последние 10 тыс. лет

Особенности Четвертичного периода и четвертичных Метаморфизм – разнообразные эндогенные процессы, с которыми связаны отложений те или иные изменения в структуре, минеральном и химическом составе горных пород в условиях, отличающихся от лет). Ни одна группа морских 1. Малая продолжительность (1. 8 млн. их первоначального образования. беспозвоночных не успевает за весь четвертичный период сколько нибудь существенно изменить свой видовой состав. 2. Четвертичный период продолжается до сих пор. Отложения Диагенз (означает перерождение или повсеместно, имеют пестрый молоды, распространены почти преобразование) – процесс превращения осадка виосадочную породу. До метаморфизма выделяют литологический фациальный состав, маломощны, рыхлые и не еще стадиисколько нибудь значительных следов метаморфизма и носят катагенеза и метагенза. диагенеза. 3. По сравнению с предыдущими периодами в четвертичном соотношение суши и моря менялись не значительно. На современной суше доминируют континентальные четвертичные отложения. 4. Четвертичный период характеризуется многократными и весьма значительными по амплитуде общепланетарными колебаниями климата. В строении четвертичных отложений четко выявляется чередование, отличных по составу и структуре отложение фаз похолоданий и потеплений.

5. В Четвертичном периоде появился человек. Наличие в четвертичных отложениях останков древнего человека и его материальной культуры позволяет использовать антропологический и археологический методы и для их стратиграфического расчленения. 6. Еще одна особенность четвертичных отложений, имеющая большое практическое значение, состоит в том, что они — основной источник сырья для строительной промышленности. С ними связано большинство россыпных месторождений золота, олова, алмазов и т. п. Четвертичные отложения служат коллектором подземных вод, основанием для возведения различных инженерных сооружений, почвообразующими грунтами.

БИОСТРАТИГРАФИЯ, Dollo, 1909, — 1. Отрасль стратиграфии, в которой основным методом исследований является палеонтологический. 2. Синоним термина «стратиграфическая палеонтология» (по Долло), т. е. часть палеонтологии, рассматривающая вопросы исторического развития организмов и использование полученных данных для установления геол. возраста отложений. 3. Стратиграфия определенных отложений, развитых в определенном геологическом регионе, разработанная с помощью палеонтологического метода. 4. Синоним термина «метод биостратиграфический (палеонтологический)» . КЛИМАТОСТРАТИГРАФИЯ — в отличии от биостратиграфии исследует не изменение видового состава во времени а распределение зоо и фитоценозов типичных для того или иного климата в пространстве. Также использует литологический и изотопный методы.

Общие стратиграфические подразделения Четвертичного периода Зона (х р о н о з о н а)—таксономическая единица общей стратиграфической шкалы, подчиненная по рангу ярусу. Зона отражает определенный этап развития фауны. Ее границы устанавливаются по стратиграфическому распространению зонального фаунистического комплекса, в состав которого должна входить группа видов, быстро эволюционирующих и имеющих широкое географическое распространение. Зона должна иметь стратотип. Им может служить стратотип биостра тиграфической зоны, установленной по одной из ведущих фаунистических групп. Геохронологический эквивалент зоны — фаза (хрон). Четвертичная система эквивалентна одной зоне планктонных фораминифер — Globorotalia truncatulinoides. В континентальных четвертичных отложениях она стратотипа не имеет. Границы между зонами в кайнозое отражают не только эволюционные изменения организмов, но также глобальные изменения климата. Хронологический объем зон в верхнем кайнозое колеблется от 1 до 2 — 2, 5 млн. лет.

Общие подразделения климатостратиграфического обоснования. Различают шесть основных таксонов общих климатостратиграфических подразделений ниже зоны: раздел, звено, надступень, стадиал, наслои.

Раздел (подзона)—наиболее высокое по рангу подразделение четвертичной системы, подчиненное зоне и соответствующее подзоне общей стратиграфической шкалы. Имеет одновременно био и климатостратиграфическую характеристику. Устанавливается по континентальным и морским отложениям, содержащим остатки фауны наземных млекопитающих, а также планктонные фораминиферы. Границы между разделами приурочены к рубежам смены одного полихронного типа фауны другим, отличающимся от предшествующего появлением новых и вымиранием многих ранее существовавших таксонов ранга родов и подродов. Разделы соответствуют длительным и сложным этапам развития климата (0, 5— 1, 0 млн. лет), охватывающим несколько больших климатических ритмов продолжительностью несколько сотен тысяч лет. Разделы не имеют собственных стратотипов, их стратиграфический объем определяется как сумма объемов стратотипов, входящих в их состав климатостратиграфических подразделений более низких рангов. В общей стратиграфической схеме четвертичной системы выделяются два раздела, соответствующие двум крупным отрезкам четвертичного периода: относительно более теплому — эоплейстоцену и более холодному— неоплейстоцену. Геохронологический эквивалент раздела — этап.

Звено (подраздел)—общее подразделение, таксономически подчиненное разделу, имеющее в равной мере био и климатостратиграфическое обоснование. Соответствует сложному климатическому этапу, слагающемуся из нескольких ритмов более низких порядков — потеплений и похолоданий (иссушений и увлажнений) климата. Хроностратиграфический объем звена колеблется от 200 до 500 тыс. лет. Звенья, входящие в состав раздела, должны целиком заполнять его стратиграфический объем. Звенья не имеют собственных стратотипов, и их стратиграфический объем определяется как сумма объемов стратотипов, входящих в их состав общих климатостратиграфических подразделений более низких рангов. Название звена, как правило, образуется из названия раздела, которому оно подчинено, с прибавлением определений нижний, средний, верхний (например, средний плейстоцен, нижний эоплейстоцен). Геохронологический эквивалент звена — пора.

Надступень (круг, п о д з в е н о)—климатостратиграфическое подразделение, подчиненное звену и объединяющее несколько таких подразделений, чаще всего три, более низких рангов, соответствующих в целом крупным ритмам похолодания либо потепления. Хроностратиграфический объем надступеней соответствует в пределах плейстоцена 80— 150 тыс. лет, а в эоплейстоцене 500— 600 тыс. лет. Возможно ранг последних должен быть повышен до звена. Надступень необязательно должна иметь стратотип. За него может быть принят страторегион, если таковой имеется (например, валдайская гряда). Геохронологический эквивалент шадступени — темп.

Ступень (климатолит или криотермохрон)—общее климатостратиграфическое подразделение, таксономически подчиненное надступени или непосредственно звену и соответствующее одной глобальной крупной фазе интенсивного похолодания или потепления климата. В средних широтах отвечает отдельному ледниковью или межледниковью, а в тропическом поясе — крупным плювиалам или аридам. На протяжении целого ритма, соответствующего ступени (климатолиту), могут проявляться относительно кратковременные колебания климата обратного знака (стадии и межстадиалы). Ступени, выделяемые главным образом по климатостратиграфическим критериям, имеют также достаточно индивидуальную биостратиграфическую характеристику по узко специализированным экологостратиграфическим фаунистическим и споровопыльцевым комплексам. Хроностратиграфический объем ступеней в плейстоцене от 20 до 30 тыс. лет, в эоплейстоцене от 100 до 300 тыс. лет. Ступени, входящие в состав данного звена или надступени, должны целиком заполнять их стратиграфический объем. Ступени имеют собственные стратотипы. У ледниковых ступеней могут быть ареальные стратотипы (страторегионы). На современном уровне изучения стратиграфии четвертичных отложений ступени (климатолиты) представляют собой наи более важные объекты при геологическом картировании.

Стадиал — общее климатостратиграфическое подразделение, таксономически подчиненное ступени и соответствующее одной из относительно кратковременных, но имеющих глобальное распространение фаз похолодания или потепления климата в течение части отрезка времени, отвечающего данной ступени. Стадиалу отвечает лишь ограниченное смещение ландшафтных зон без существенной физико географической перестройки. Стадиалы выделяются на климатостратиграфической основе и определенной биостратиграфической характеристики не имеют. Хроностратиграфический объем стадиалов в пределах верхнего и среднего плейстоцена колеблется от 5 до 10 тыс. лет. Большое значение в установлении таксономического ранга стадиалов имеют изотопные и физические датировки. Наименование стадиала строится как дополнение географического названия стратотипического разреза к ранговому термину — стадиалу (например, лужский, крестецкий стадиалы в составе верхневалдайской ступени). Поскольку полное расчленение ступеней на стадиалы при современном уровне разработки климатостратиграфии четвертичной системы возможно лишь для верхнего плейстоцена, для более низких отрезков стратиграфической шкалы допускается выделение единичных стадиалов, не заполняющих целиком стратиграфический объем соответствующих ступеней. Принципиально доказано, что стадиальные слои могут выделяться также в некоторых свитах неогена.

Наслои (уровень, осцилляторный слой) — общее климатостратиграфическое подразделение, таксономически подчиненное стадиалу или непосредственно ступени и соответствующее незначительному и кратковременному изменению климата, носящему ритмично колебательный характер. Данные радиометрических датировок и другие методы корреляции показывают, что эти дробные фазы изменений климата оказываются практически синхронными в пределах всего земного шара. Поэтому наслои, в изложенном понимании, также следует рассматривать как подразделения общей стратиграфической шкалы. Наслои устанавливается в разрезах по литологическим признакам, смене генетических типов пород, палеоэкологическим (преимущественно палинологическим) данным. Чаще всего эквивалентен одной или немногим региональным палинозонам, которые служат эталонами, а их стратотип принимается за стратотип данного наслоя. Хроностратиграфический объем наслоя в пределах верхнего плейстоцена и голоцена колеблется от 1 до 5 тыс. лет. Наименование наслоя образуется из рангового термина и географического наименования стратотипа либо названия соответствующего климатического этапа, вошедшего в науку. В настоящее время наслои выделяют главным образом в голоцене и позднеледниковой эпохе последнего оледенения, в меньшей мере в отложениях некоторых межледниковий. Поэтому допускается выделение единичных наслоев, не целиком заполняющих стратиграфический объем данного стадиала или ступени. Геохронологический эквивалент наслоя — осцилляция.

Региональные стратиграфические подразделения

Местные стратиграфические подразделения четвертичной системы К слоям и толщам четвертичных отложений применяют местные ранговые термины — «комплекс» , «серия» , «свита» , «подсвита» —без изменения правил выделения и номенклатуры местных подразделений, установленных для более древних отложений.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Начало относится к 19 веку. Когда стали пытаться объяснять молодые образования. До того их называли наносы. Термин четвертичный В 1760 году итальянец Д. Д. Ардуино разделил все горные породы на 4 части и самые молодые оказались четвертыми. В 1825 году француз Ж. Денуайе предложил выделить Четвертичную систему. Существовали представления о Первичной (Палеозой) Вторичной (Мезозой) и Третичной (Кайнозой) системах. В 1830 г. Ч. Лайель ввел термин новейшие (recent) или послетретичные. Он же в 1839 году предложил использовать термин плейстоцен выделяя по составу фауны морских молюсков количество вымерших видов не превышает 10 %. Изночально синоним четвертичному периоду.

Различные гипотезы Объясняющие эрратический материал Де Люк полагал, что глыбы альпийских пород могли быть с силой переброшены по воздуху через долину Роны в результате взрыва, вызванного компрессией воздуха в глубоких пещерах, обусловленной локальными опусканиями. Де Соссюр предположил, что причиной разноса эрратических глыб явился катастрофический стихийный прорыв (debacle) огромных масс стремительно мчавшейся воды. Дилювиальная гипотеза В 1823 г. английский геолог В. Бекланд выделил послетретичные образования, назвав их «дилювием» , поскольку считал отложениями всемирного библейского потопа (лат. diluvium —потоп). Им он противопоставлял самые молодые «наносы» , возникшие «после потопа» под именем «аллювия» .

Достопочтенный профессор Бекланд в полной экипировке «гляциалиста» . Шарж современника Томаса Сопвича.

Дрифтовая гипотеза. Ч. Лайель Дрифтовая гипотеза объясняла разнос эрратического материала морскими водами и морским льдом, подразумевая высокий уровень моря во время потопа. Эта гипотеза господствовала долгое время.

Чарлз Лайель

Становление Ледниковой Теории Родина ледниковой теории в Альпах (Швейцария) Уже в 1837 году К. Шимпер предложил термин ледниковый период. Он написал поэму для друзей с таким названием. В 1815 году охотник Жан Пьер Пероден заметил что ледники были больше чем сейчас. Он поделился этим с Игнасом Венетцем тот развил эти представления и сделал научный доклад но был осмеян. Вскоре Жан де Шарпентье (директор соляной шахты) также сделал доклад на эту тему. Его друг Луис Агассис, поначалу посмеявшейся над этим, вскоре становится ключевой фигурой в развитии этих представлений К 1860 году Ледниковая теория уже главенствовала и форпостом дрифтовой оставался лишь Мурчисон.

Луи Агассис на леднике Унтераар. Портрет, хранящийся в библиотеке Невшательского университета.

В Европе принято считать что начало распространения Л. Т. Связано в докладом О. Торреля в 1876 г. на заседании Германского геологического общества. В России это связано с именами П. А. Кропоткина, К. Ф. Рулье, Г. Е. Шуровских. Доклад Кропоткина был на год раньше чем Торреля.

Первоначально господствовали идеи моногляциолизма – одно оледенение. Однако, в 1879 и 1882 гг. Абрехт Пенк выделил (Северогерманскую и предальпийскую формации) на отложения трех оледенений Миндель, Рисс, Вюрм. Позднее они вместе с Э. Брюкнером в предгорьях Альп выделили 4 оледенения Гюнц, Миндель, Рисс, Вюрм

В России В 1843 году состоялась Таймырская экспедиция А. Ф. Миддендорфа, в результате появились представления об обширной морской трансгрессии и обширном оледенении Сибири. Систематическое изучение четвертичных отложений в России началось со времени организации Геологического комитета (1881 г. ) и составлением 10 верстной карты. В советское время активно развивалось освоение Арктики и велась геологическая съемка. В 1919 году А. П. Павлов предложил название Антропоген, считая термин четвертичный устаревшим В 1927 г. была учреждена Комиссия по изучению четвертичного периода АН СССР (КИЧП АН СССР), создана международная Ассоциация по изучению четвертичного периода Европы (АИЧПЕ), позднее названная Международным союзом по изучению четвертичного периода (ИНКВА).

В 20 х годах появились первые региональные стратиграфические схемы Самой полной была схема Н. Н. Урванцева (1930) для Таймырской Низменности (два ледниковых горизонта разделенные морской толще и послеледниковые континетальные осадки). Она и послужила основой для первой схемы четвертичных отложений Советской Арктики В. Н. Сакса 1936 год. В 1939 году появился труд двух выдающихся ученых академиков (в последствии) И. П. Герасимова и К. К. Маркова «Ледниковый период на территории СССР» , в которой развивается теория метохроности оледенений с областях с континентальным и морским климатом и представления об убывании масштаба оледенения с запада на восток.

Для решения общих вопросов стратиграфии и апробации региональных корреляционных и унифицированных схем в 1955 г. был создан Межведомственный стратиграфический комитет (МСК). Межведомственный стратиграфический комитет (МСК. ) в 1963 г. предложил термины «четвертичная» и «антропогеновая» система рассматривать как синонимы. В организациях Министерства геологии СССР (МИНПРИРОДА РФ) принято пользоваться первым термином, в институтах АН СССР (РАН) отдается предпочтение второму.

В последние годы завершил свою работу международный исследовательский проект QUEEN (Прирордная Среда Четвертичного периода Евразийского севера)

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ Фации (facies – лицо, облик, вид) – современные или древние обстановки осадконакопления, овеществленные в осадке или горной породе. Обстановку осадконакопления можно охарактеризовать с точки зрения физико географической, топографической, динамики и физико химических условий среды, условий существования организмов.

Важнейшие критерии при диагностике различных фаций по Марченко 1. Характер органического мира и палеоэкологические условия. 2. Структуры и текстуры горный пород 3. Гидродинамическая активность среды 4. Форма и гранулометрия зерен и обломков 5. Тип и вещественный состав отложений 6. Соленость и газовый режим водоема 7. Величина окисного и других коэф. 8. Геохимические особенности и цвет пород 9. Наличие и характер ритмичности 10. Характер залегания пород 11. Переход в другие фации на площади и во времени 12. Общая направленность тектонического режима 13. Сравнение со сходными современными осадками Четвертичные отложения – основа для генетических классификаций осадочных пород

Формации – сообщества геологических тел (слоев и т. п. ), объединяемые в парагенетическом, стратиграфическом или каком либо ином отношении. Генетический тип (по А. П. Павлову) — это отложения, сформировавшиеся в результате работы определенных геологических агентов.

Генетическая классификация четвертичных отложений ВСЕГЕИ (разработана Г. С. Ганешиным, Ф. А. Каплянской, Е. А. Мининой, А. Е. Рыбалко, Ю. П. Селиверстовым, В. Д. Тарноградским, Е. Б. Хотиной, Ю. Ф. Чемековым в 1982 г. ) Четвертичные отложения делятся на: Классы Генетические ряды Генетические типы Генетические подтипы Группы фаций Фации

Классификая континентальных ледниковых образований по Ф. А. Каплянской и В. Д. Тарноградскому