МЕТОДЫ РАСЧЛЕНЕНИЯ И КОРРЕЛЯЦИИ ОТЛОЖЕНИЙ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ —

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

группа геологических методов: Суть литолого-минералогического метода заключается в выделении интервалов разреза (слоев или групп слоев) более или менее однородных по вещественному составу, структурнотекстурным особенностям пород и по наличию в них разных включений. Затем эти единицы коррелируют (сопоставляют) с подразделениями с аналогичной литологической характеристикой. Литологическими критериями являются: - состав пород и их минералогические особенности; - характер слоистости и другие текстурные параметры; - первичная окраска; - состав конкреций; - остатки организмов; - характер цикличности строения разреза; - наличие перерывов осадконакопления;

Для удобства работы устанавливают маркирующие горизонты, которые по определенным признакам четко выделяются среди изучаемой толщи. • Они помогают сопоставлять толщи изолированных обнажений разрезы между собой и строить сводные разрезы. • Маркирующие горизонты часто помогают определить характер структур, включающих эти горизонты.

Маркирующие горизонты Восстановление последовательности образования слоев по литологическим признакам

Маркирующие горизонты широко используются для расшифровки тектонических структур Поперечные разломы хорошо фиксируются маркирующим горизонтом

Ритмостратиграфический метод использует особенности ритмического строения толщ для целей стратиграфии. Известно, что характер осадков зависит от глубины бассейна осадконакопления. Каждое изменение глубины запечетливается определенным ритмом (последовательностью) осадков. При трансгрессиях ритм начинается более крупнозернистыми породами, а заканчивается мелкозернистыми. При регрессиях ритм начинается более мелкозернистыми породами, а заканчивается более крупнозернистыми. Эта ритмичность может быть установлена на всех участках бассейна, хотя литологический состав ритмов может быть разный.

Ритмостратиграфия занимается изучением чередования различных пород в разрезах и сопоставления ритмов из разных участков бассейна. Для этого: • Определяются повторяющиеся наборы чередующихся пород (ритмы) и их границы. Часто используются схемы, позволяющие отнести каждый слой ритма к определенной палеогеографической обстановке. • Выделяют аномальные ритмы, отличающиеся характерными особенностям – мощностью частей ритма, полнотой, примесью характерных минералов. Это используется для сопоставления удаленных разрезов в ритмично построенных толщах • Для облегчения анализа ритмичности строятся ритмограммы.

Пример построения простейшей ритмограммы А Б В Д -2 Построение ритмограммы А – послойный разрез Б - разрез, разделенный на ритмы (1 -3 элементы ритмов). Всего выделено IX ритмов. В – элементы ритмов заменены условными значками Д -1 Д-1, 2 – ритмограммы данного разреза построенные в разных масштабах

Мощность элементарных ритмов различна: от нескольких миллиметров до нескольких метров. Ритмичность бывает разных порядков: Мелкие ритмы объединяются в крупные, которые в свою очередь могут являться частями еще более крупных ритмов. Крупные ритмы объединяются в циклы. По ним определяют этапы наиболее значительных изменений режима бассейна седиментации. В осадках из хорошо изученных районов ритмично построенных толщ известны несколько порядков циклов. Сопоставление ритмов разных порядков довольно широко используется в стратиграфии. Однако выводы об одновозрастности крупных ритмов в разрезах удаленных друг от друга районов нуждаются в дополнительном обосновании (часто по органическим остаткам).

Ритмичность типична для многих геологических тел осадочного происхождения - угленосных, соленосных, флишевых, поэтому анализ ритмичности широко используется для расчленения и сопоставления (корреляции) толщ на разных участках бассейна. Такую точность нельзя получить при анализе органических остатков. Для интрузивных пород последовательность их образования определяют по их взаимоотношению с близлежащими толщами - из двух контактирующих тел моложе то, которое повлияло (оставило след) на другом.

Палеоклиматический метод Основан на выделение сходных климатических интервалов. термоэры гляциоэры Основные климатические события на Земле за последний 1 млрд. лет с выделением гляциоэр и термоэр, объединяющих ледниковые и неледниковые периоды времени

Тектоно-стратиграфические методы Методы используют сопоставления разрезов по несогласиям и по взаимоотношениям тех или иных пород с изверженными породами. Несогласия—это естественные рубежи, по которым расчленяются разрезы. Затем сопоставляются толщи, занимающие одинаковое положение по отношению к поверхностям несогласия. К таким методам относится метод выделения структурных этажей. Толщи (I-III), разделенные поверхностями несогласий (а и б); А и Б – разрезы

Геофизические методы основаны на сравнении пород по их физическим свойствам. Геофизические методы применяются для корреляции разрезов между собой и с опорным разрезом, возраст отложений которого ранее определен другими методами (абсолютными или палеонтологическими). К геофизическим методам относятся: 1. Анализ каротажа скважин (или скважинная геофизика). 2. Сейсмостратиграфический метод 3. Палеомагнитостратиграфический метод 4. Изотопные методы

1. Анализ каротажа скважин (или скважинная геофизика). Каротаж - геофизические исследования скважин. Наиболее распространен электрический каротаж. Он основан на разной способности горных пород поглощать воду, нефть, промывочную жидкость, что отражается на их электрических свойствах. Для этого: по необсаженной скважине непрерывно измеряют - потенциал собственной поляризации ПС (естественное электрическое поле) и - кажущееся удельное сопротивление КС (сопротивление перовых вод и частично самой породы). Разница в значениях ПС и КС позволяет различать обломочные, глинистые и карбонатные породы, выделять рудные тела, пласты насыщенные нефтью

Результаты электрического каротажа 1 – песчаники 2 – глинистые песчаники 3 – нефтеносные песчаники 4 – глины 5 – мергели ПС – потенциал собственной поляризации (естественное электрическое поле) КС – кажущееся удельное сопротивление (сопротивление поровых вод и частично самой породы)

Применяют другие виды каротажа - акустический, термический, механический. Для геологического объяснения результатов каротажа необходима опорная скважина, из которой извлечен и изучен керн, а также сделан каротаж. Сопоставляя данные каротажа и литологии в опорной скважине, получают стандартные геологические характеристики толщ, развитых в исследуемом районе. Сопоставляя диаграммы различных видов каротажа, можно установить литологический состав и последовательность пород в скважине, их мощность, выделить маркирующие горизонты и провести корреляцию с геологическими разрезами, вскрытыми другими скважинами.

Сопоставление результатов каротажа скважин: опорной (скв. 1) и изучаемой) без отбора керна (скв. 2)

Сейсмостратиграфический метод Сейсмические исследования основаны на изучении распространения в земной коре упругих волн, вызванных взрывом или ударом. Методика исследований основывается на прослеживании и регистрации отражающих границ внутри толщи осадочных пород по профилю. Измеряя время распространения волн и изучая характер их колебаний, можно определить глубину залегания и форму тех геологических границ, на которых произошло преломление или отражение волны, а также судить о составе геологических пластов, через которые волна прошла на своем пути.

Сейсмогеологическая характеристика ловушек неокома (мел) (Усть-Тымская мегавпадина)

Интерпретация данных сейсморазведки пластов ачимовской толщи сортымской свиты неокомского клиноформного комплекса Западной Сибири

Палеомагнитный метод основан на явлениях палеомагнетизма, заключающихся в том, что магнитное поле Земли геоло- гического прошлого зафиксировано в горных породах. При своем образовании горные породы намагничивались по направлению геомагнитного поля того времени и места, где они возникали. Полученный при этом вектор первичной намагниченности сохранился в горной породе и может быть определен. В геологической истории Земли: • менялось положение магнитных полюсов (инверсии); • не оставалось постоянным расположение крупных блоков земной коры. Геомагнитные инверсии — события глобального масштаба В течение геологической истории геомагнитное поле претерпело множество инверсий (обращений полярности), в результате чего в разрезах осадочных и вулканических образований чередуются зоны прямой и обратной намагниченности.

Инверсия магнитных полюсов Виды полярности: • полярность намагниченности, которая совпадает с полярностью современного геомагнитного поля, именуют прямой и обозначают латинской буквой N или n, • полярность, противоположную современному полю, называют обратной и обозначают латинской буквой R или r, • полярность смешанная, чередующаяся по разрезу, называется переменной и обозначается сочетаниями букв в зависимости от примерного равенства или преобладания прямой или обратной полярности – NR, Nr, Rn, • полярность, соответствующая значительному отклонению направления геомагнитного поля от направления поля прямой и обратной полярности называют аномальной и обозначают вышеуказанными символами, перед которыми ставится буква а.

Сводный палеомагнитостратиграфический разрез и сопоставление отложений верхней перми и нижнего триаса Русской платформы: а Печорский район, б - Северная Двина, в - р. Вятка, г - Казанское Поволжье. Слева - сводный палеомагнитный разрез

Инверсии в четвертичный период

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.

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.