Геохронологические и стратиграфические единицы международной шкалы Геохронологические Стратиграфические

Геохронологические и стратиграфические единицы международной шкалы Геохронологические Стратиграфические Акрон Акротема Эонотема Эратема Период Система Эпоха Отдел Век Ярус Фаза Зона Фанерозойский эон, Мезозойская эра, Меловой период, Позднемеловая эпоха, Коньякский век, Фаза Inoceramus involutus. Фанерозойская эонотема, Мезозойская эратема, Меловая система, Верхний отдел, Коньякский ярус, Зона Inoceramus involutus

Общая стратиграфическая шкала палеозоя, мезозоя и кайнозоя для России, 2008 г. Первоначально Общая Стратиграфическая Шкала (ОСШ) была утверждена в 1900 г. на V сессии Международного Конгресса Геологов (МКГ) в Париже.

Общая стратиграфическая шкала архея и протерозоя

МЕСТНЫЕ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ (МСП) Местные стратиграфические подразделения (МСП) являются реальными геологическими телами. Основные единицы местной стратиграфической шкалы – свита, - серия, - комплекс.

Свита объединяет одинаковые или близкие по литолого-фациальным особенностям одновозрастные отложения. • Свита отражает определенный этап развития данной территории. • Свое название свита получает по географическому местонахождению. • Типовой разрез свиты называется стратотипом. • Свита является наиболее часто употребляемым подразделением из МСП. • Свиты являются основой для крупномасштабного картирования территории.

Обрыв на южном берегу оз. Ильмень, стратотипическая область бурегской свиты верхнего девона

Серия объединяет залегающие одна на другой две (или более) свиты, характеризующиеся общими признаками, и получает свое название по какойнибудь свите. Комплекс объединяет две или несколько серий и также имеет собственное название.

РЕГИОНАЛЬНЫЕ СТРАТИГРАФИЧЕСКИЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ (РСП) Региональные стратиграфические подразделения устанавливаются для геологического региона - крупного палеобассейна седиментации или палеобиогеографической области. Региональные стратиграфические подразделения это совокупность горных пород, сформировавшихся в определенные этапы геологической истории крупного участка земной коры. Отражают особенности осадконакопления и последовательность смены комплексов фауны и флоры, существовавших на данном участке.

Основные единицы Региональных Стратиграфических Подразделений (РСП) – горизонт и лона. Горизонт представляет собой совокупность одновозрастных свит. Горизонт называется по одной из свит. Он наиболее часто употребляется среди РСП Лона (провинциальная зона) устанавливается по палеонтологическому комплексу и называется по виду-индексу.

Основным методом для установления горизонтов является анализ органических остатков. Региональные Стратиграфические Подразделения служат 1) для корреляции местных стратиграфических шкал, являются основным картируемым стратоном при составлении мелкомасшбных геологических карт, 2) способствуют сопоставлению с общей стратиграфической шкалой.

Р. Лена, обнажение «Дворцы» , стратотип томмотского горизонта (региояруса) и границы докембрия и кембрия в России

Региональные стратиграфические подразделения Горизонт Лона [провинциальная зона) - Местные стратиграфические подразделения Комплекс Серия Свита

Последовательность изучения геологического строения исследуемого района: 1. Устанавливают развитые в районе исследований Стратиграфические подразделения (стратоны) на опорном конкретном разрезе (или ряде разрезов) осадочных или вулканогенных отложений. 2. При помощи различных методов выделяют и прослеживают естественные геологические тела, исследуют их последовательность и смену по простиранию, т. е. составляют Местную стратиграфическую схему. 3. Затем устанавливают единицы Региональной и Международной Стратиграфических Шкал.

Почти для всех регионов России уже составлены Местная и Региональная стратиграфические схемы, (разных поколений) а также проведено их сопоставление с Международной стратиграфической шкалой. Существуют изданные и обязательные для употребления Стратиграфические схемы для разных регионов и разных систем. Работы ведутся под руководством СТРАТИГРАФИЧЕСКОГО КОМИТЕТА РАН (ВСЕГЕИ). Однако, эти схемы постоянно нуждаются в уточнениях и изменениях. Последующие стратиграфические исследования позволяют детализировать и совершенствовать стратиграфические схемы. Затем издаются новые. Необходимо учитывать изменения Международной стратиграфической шкалы.

Датирование стратиграфических подразделений может производиться в единицах относительной и абсолютной шкалы. Относительная шкала основана на специальных единицах и разрабатывается при помощи непалеонтологических и палеонтологических (биостратиграфических) методов стратиграфии. Абсолютная шкала определяет возраст пород в абсолютных единицах (год, миллионы лет) и основана на определении времени распада радиоактивных элементов.

МЕТОДЫ РАСЧЛЕНЕНИЯ И КОРРЕЛЯЦИИ ОТЛОЖЕНИЙ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ - биостратиграфический (палеонтологический) метод НЕПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ - группа геологических методов: - литолого-минералогический метод, - ритмостратиграфический метод, - геохимический метод, - палеоклиматологический метод, - тектоно-стратиграфический метод. - группа геофизических методов - каротаж скважин, - палеомагнитостратиграфический метод, - сейсмостратиграфический метод, - изотопные методы.

ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ (БИОСТРАТИГРАФИЯ) Дают материал для датирования стратиграфических подразделений в единицах относительной шкалы. Основаны на использовании органических остатков для датировки возраста отложений. Расчленение отложений биостратиграфическим методом - это определение в конкретных разрезах рубежей, на которых происходит а) изменение состава остатков организмов, и б) выделение интервалов, содержащих характерные комплексы органических остатков. Комплексы ископаемых организмов по-разному распределяются в разрезе и имеют различное стратиграфическое значение.

Интервалы распространения органических остатков в разрезе Комплекс ископаемых остатков, характеризующий стратон, представлен разнообразными по распространению видами: А, В, С – литологические разности пород 1 – 12 – группы органических остатков -руководящими, • характерными, • транзитными, • лоявляющимися, • исчезающими

Значение различных групп фауны для биостратиграфии неодинаково. Есть группы организмов, позволяющие проводить планетарные корреляции, эти группы организмов называют архистратиграфическими. Другие группы организмов, главным образом донные, могут распространяться в другие районы только в личиночной стадии. Они являются менее пригодными для широкой корреляции, но удобны при корреляции местных стратонов; эти группы называют парастратиграфическими. Для исследования закрытых районов, изучаемых при помощи буровых скважин, огромное значение имеют микроскопические органические остатки (микрофоссилии) животного и растительного происхождения. Среди них тоже существуют архистратиграфические и парастратиграфические группы

Для определения геологического возраста биостратиграфия использует методы: • руководящих ископаемых, • комплексного анализа, • количественный (процентно-статистический), • филогенетический, • палеоэкологический.

Метод руководящих ископаемых состоит в том, что одновозрастными считаются отложения с одинаковыми руководящими ископаемыми. Под руководящими ископаемыми подразумевают органические остатки, принадлежащие группам, которые существовали короткий промежуток времени, но успели за небольшой срок расселиться на значительной территории и в большом количестве. Следовательно, руководящие ископаемые должны иметь. широкое горизонтальное и узкое вертикальное распространение. встречаться часто и в большом числе экземпляров, а также легко распознаваться. Руководящими могут быть виды, роды и даже некоторые более крупные систематические группы (семейства, отряды, классы). Например, цератиты жили только в конце перми и в триасе, швагерины—в ранней перми, археоциаты—в раннем кембрии.

Метод руководящих форм Наиболее важные группы трилобитов и время их появления, существования и вымирания

Метод комплексного анализа органических остатков Заключается в выяснении распределения всех окаменелостей в разрезах, установлении смены комплексов и прослеживании выделенных комплексов от разреза к разрезу. При его применении также необходимо анализировать особенности литологии разреза. При комплексном анализе учитывается и количественная характеристика фауны.

Метод комплексного анализа органических остатков – биостратиграфическая корреляция

Количественные методы корреляции Заключаются в использовании математического аппарата для анализа палеонтологических комплексов. В наипростейшей форме метод состоит в сравнении изучаемого слоя со слоями опорного разреза по содержанию общих окаменелостей. Этот метод применяется в комплексе с другими методами, так как одновозрастные, но разные по условиям жизни комплексы могут иметь мало общих форм. • Широко используется при микропалеонтологических исследованиях – диатомовом и спорово-пыльцевом анализе

Филогенетический метод Основан на законе необратимости эволюции Заключается в выяснении последовательности смены родственных организмов во времени. Метод основывается на принципах эволюционного развития. Филогенетические изменения обычно связаны важными мировыми геологическими изменениями окружающей среды. Эти события не всегда могут четко проявлены в конкретной палеообстановке, однако, на эти изменения могут указать изменения комплексов органических остатков. Чтобы применить филогенетический метод, надо выяснить филогенез конкретной родственной группы, т. е. установить, когда появились данные организмы, сколько времени они существовали, кто и какие были их предки, кто стали потомками и как они в свою очередь развивались. Применение филогенетического метода требует максимальной тщательности исследований и высокой квалификации палеонтолога.

Эволюционный (филогенетический) метод Схема эволюции ранних представителей рода Polygnathus

АБСОЛЮТНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ Единицей измерения абсолютного времени является год. Его протяженность связана с космическими законами и не зависит от геологических процессов на Земле. Используются 1. геологические методы и 2. методы ядерного распада. 1. По скорости разных геологических явлений - были попытки определить абсолютный возраст : • по известной скорости отступления Ниагарского водопада и длине образовавшегося каньона вычислялся возраст водопада; • по погребенным памятникам человеческой культуры в долине Нила устанавливалась длительность формирования его дельты и т. д. • Широко распространен метод определения абсолютного возраста по ленточным глинам, которые отлагаются в спокойных приледниковых бассейнах при сезонном изменении климата. За год образуется лента из двух тонких слоев: песчаного (весенне-летнего) и глинистого (осенне-зимнего). Пользуясь этим методом, геологи установили, что последний ледник покинул территорию Ленинградской области 16, 5 тыс. лет назад, а Скандинавию 8— 9 тыс. лет.

2. Методы ядерной геохронологии Радиологические методы являются наиболее распространенными. Они основаны на том, что скорость радиоактивного распада элементов постоянна и не зависит от условий, существовавших на Земле. При формировании кристаллических решеток минералов, создается закрытая система, содержащая вместе с другими и радиоактивные элементы. В этой кристаллической решетке начинают накапливаться продукты радиоактивного распада. Суть радиологических методов заключается в определении количества дочернего изотопа, образовавшегося вследствие радиоактивного распада материнского изотопа. Зная скорость этого процесса, можно оценить возраст минерала. Создана шкала для абсолютного летосчисления геологической истории Земли.

Ведущими методами ядерной геохронологии являются свинцовые, калий-аргоновый, рубидиевостронциевый и радиоуглеродный и ряд других. Свинцовые методы базируются на том, что определяется количество свинца и гелия, являющиеся конечными продуктами распада урана и тория. Для определения возраста по свинцовым методом чаще всего используют минералы монацит, циркон, реже уранинит и ортит, встречающиеся в магматических породах. Достоинство свинцовых методов заключается в том, что они дают возможность определять абсолютный возраст изверженных и метаморфических пород, для которых палеонтологические методы неприменимы.

Калий-аргоновый (аргоновый) метод основан на том, что в процессе самопроизвольного распада калия 11% атомов изотопа К-40 переходят в изотоп Ar-40, а остальные 89%—в изотоп Са-40. Определяется количество этих изотопов. Широкое применение этого метода вызвано тем, что калий присутствует в составе распространенных в природе минералов – полевых шпатов, слюд, амфиболов, пироксенов. Метод позволяет установить абсолютный возраст не только интрузивных и эффузивных, но и осадочных пород. Однако этот метод пригоден лишь для тех пород, которые не подвергались достаточно сильному нагреванию (свыше 300 °С) и большому давлению.

Рубидиево-стронциевый метод основан на распаде изотопа рубидия – 87 и превращении его в изотоп стронция – 87. Изотоп Rb-87 присутствует в виде примеси в калиевых минералах. Для этого метода чаще всего используют слюды: биотит, мусковит, лепидолит. Из-за длительной скорости распада рубидия метод применяется в основном для определения возраста докембрийских пород.

Радиоуглеродный метод базируется на определении в органических остатках радиоактивного изотопа углерода – 14. Этот изотоп постоянно образуется в атмосфере из изотопа азота – 14 под воздействием космического излучения и затем усваивается живыми организмами. После отмирания организма происходит распад углерода – 14 с известной скоростью, что и позволяет определить время захоронения организма и возраст вмещающих его слоев. Изотоп углерод – 14 распадается с большой скоростью, поэтому метод применим лишь для отложений, абсолютный возраст которых не древнее 60 тыс. лет. Радиоуглеродный метод широко используется при изучении четвертичных отложений и в археологии.

Недостатком ядерной геохронологии является значительное искажение результатов вследствие наложенного на породы и минералы метаморфизма. В горных породах радиоактивные элементы часто вообще отсутствуют и, следовательно, применение радиологических методов не возможно. Кроме того, существуют трудности отбора проб и высокая стоимость анализов.