Принцип фациальной дифференциации одновозрастных отложений (принцип А. Грессли—Е. Реневье)

Одним из важнейших принципов стратиграфии, восполняющим некоторую односторонность принципа В. Смита, чреватую существенными ошибками при излишне прямолинейном его использовании, является принцип фациальной дифференциации одновозрастных отложений. То обстоятельство, что геологически одновременные отложения могут быть в зависимости от условий их образования существенно разными как в отношении литологического состава, так и палеонтологической характеристики, значительно усложняет применение палеонтологического метода при установлении относительного их возраста. Недоучет фациальной изменчивости одновозрастных отложений часто являлся источником ошибочной датировки и корреляции. Поэтому есть все основания рассматривать концепцию фациальных изменений заслуживающей признания в качестве особого принципа, область применения которого, конечно, не ограничивается стратиграфией, а имеет значительно более широкое распространение. Разнофациапьная природа одновозрастных толщ была впервые установлена А. Грессли в результате изучения юрских отложений Швейцарии. Впервые термин «фация» встречается в трудах А. Грессли. Вот авторская трактовка понятия «фация»:

«... в горизонтальном направлении каждая формация испытывает разнообразные хорошо выраженные латеральные изменения, которые характеризуются постоянными особенностями не только петрографического состава, но и палеонтологического характера комплексов ископаемых, изменения которых подчиняются определенным и мало изменчивым законам.

Прежде всего, имеется два главных фактора, повсеместно характеризующие совокупность изменений, которые я называю фациями или обликами формаций. Первый факт (I) заключается в том, что определенный петрографический характер формации дает основание уверенно предполагать повсеместно, там, где она распространена, что свойственный ей палеонтологический комплекс будет одним и тем же. Второй факт (II) заключается в том, что данный палеонтологический комплекс строго исключает присутствие родов и видов, изобилующих в других фациях.

... Я думаю, что изменения как петрографического, так и палеонтологического характера, которые можно наблюдать в горизонтальном распространении формации, обусловлены различием обстановок и других условий, которые и до настоящего времени оказывают такое решающее влияние на различные роды и виды, населяющие современные моря.

... Из изложенных выше фактов можно вывести закон о том, что каждая фация любой данной формации имеет очень отчетливую характеристику либо петрографическую и геологическую, либо палеонтологическую, являющиеся прямо противоположными особенностям, которые обычно предполагаются обязательно присущими формации, и особенностям других фаций того же геологического уровня.

Второй закон весьма близок к первому. Он гласит: фации одинакового петрографического и геологического характера имеют весьма сходные палеонтологические особенности в различных формациях и сменяют друг друга, даже пересекая более или менее многочисленные серии выше налегающих формаций».

Почти через полвека после А.Грессли другой швейцарский геолог Е. Реневье попытался уточнить понятие «фация». Он особо подчеркнул значение одновременности как существенного элемента концепции фациальности. Вот определение понятия фация, данное Е. Реневье:

«Термин фация обозначает любые различия, могущие иметь место между формациями одного и того же возраста. Эти различия могут проявляться либо в петрографическом составе, будучи обусловленными природой отлагавшихся осадков, либо в палеонтологических особенностях, вызванных прижизненными условиями ископаемых животных и растений.

Фации являются тогда определенными типами отложений, осадочных или иных, которые могли образоваться одновременно в каждый данный геологический момент так, как это имеет место в настоящее время. Можно говорить о различных фациях одной формации так же, как говорят о различных типах современных отложений».

Как видно из приведенных цитат, Е. Реневье, сохраняя первоначальный смысл концепции фациальности, вкладывавшийся в нее А. Грессли, уточнил и конкретизировал ее. Это позволяет рассматривать концепцию фациальной неоднородности одновозрастных отложений как один из ведущих принципов стратиграфии, который заслуживает обозначения как принцип Грессли—Реневье. Для характеристики этого принципа может быть предложена следующая формулировка: «Одновозрастные отложения претерпевают в горизонтальном направлении фациальные изменения, обуславливающие существенные различия их литологического состава и палеонтологической характеристики».

Значение этою принципа для стратиграфии заключается прежде всего в том, что он предостерегает от излишней прямолинейности понимания принципа палеонтологической параллелизации В.Смита, выраженной в популярной формулировке: «Отложения, содержащие одинаковую фауну или флору, геологически одновозрастны». Более общее значение принципа фациальности заключается в том, что им «была поколеблена абсолютизация «горизонтального направления» геологического пространства». Оказалось, что состав примерно одновозрастного геологического тела — пласта, слоя, формации — изменяется и в горизонтальном направлении, и по вертикали. По существу, была установлена частная относительность геологического пространства и времени, согласно которой геологическое время является атрибутивным отношением и свойством геологических тел, но не функцией их состава, как это вытекало из вернерианской стратиграфии.

 

7. Принцип биостратиграфического расчленения и корреляции (принцип В. Смита)

По признанию большинства историков геологии, биостратиграфия или, точнее, использование палеонтологического метода в стратиграфии ведет начало от исследований В. Смита, результаты которых были опубликованы в двух его основных сочинениях; «Спои, распознаваемые по органическим ископаемым» и «Стратиграфическая система органических ископаемых». В них изложен и принцип, лежащий в основе предложенного им метода. Краткость и не всегда достаточная четкость первоначальных формулировок В. Смита явились источником расхождений между отдельными исследователями при попытке их истолкования. Возникли и значительные противоречия в оценке В.Смита как биостратиграфа.

Вот как сформулировал сам В. Смит основы своего метода. «Мой метод распределения ископаемых соответственно слоям, их содержащим, уже давно был признан всеми, кому были сообщены мои первые открытия. Лица, знающие его, смогут при помощи этой работы внести значительное усовершенствование в своих коллекциях, которое им сейчас предлагается. В нем с наибольшей пользой сочетается послойное и систематическое распределение (ископаемых). Все местонахождения каждого вида в каждом слое перечислены в порядке последовательности их залегания, что показывает, как образцы ископаемых, будучи правильно размещены, могут использоваться для распознавания «слоев». Мой оригинальный метод прослеживания слоев при помощи органических ископаемых, заключенных в них, таким образом, доведен до степени простоты, делающей нетрудным его изучение. Со времени первого письменного отчета об этом открытии, который был разослан в 1799г., он тщательно изучался моими научными коллегами в окрестностях Бата. Некоторые из них отыскивают выходы различных слоев в этом районе с такой уверенностью обнаружения в соответствующих горных породах характерных для них ископаемых, как если бы они находились на полках их коллекционных шкафов.

Эта особая отрасль геологии (стратиграфия), уже доказала, что большая часть земной поверхности кишела живыми существами и что животные и растения, так хорошо сохранившиеся в твердых частях внутренности Земли, настолько существенно отличаются от ныне существующих, что они могут рассматриваться как новое творение или, скорее, как еще неоткрытая часть старого творения. Они являются главным образом морскими (организмами), и поскольку они вообще отличаются от нынешних обитателей моря, то в отдельные периоды формирования Земли они также сильно отличались друг от друга, настолько, что каждый слой этих ископаемых органических теп должен рассматриваться как отдельный акт творения. Иначе, как Земля могла сформироваться Stratum super Stratum (слой над слоем), причем каждый из этих слоев содержит в изобилии различные расы животных и растений. Несомненно, что эти бесчисленные хорошо сохранившиеся органические ископаемые не являются результатами игры природы, помещенные туда для того, чтобы возбуждать праздное любопытство, но что они должны, как и другие произведения Великого Творца, иметь свое назначение. Шахтер давно распознавал, таким образом, положение своих отдельных выработок в шахтах, так почему же не должны делать то же самое, но более обстоятельно ученые, землевладельцы, рабочие в каменоломнях и каменотесы? В результате моих трудов установлен для этого метод, и поэтому распознавание слоев при помощи органических ископаемых становится одним из наиболее важных новейших открытий геологии. Оно дает возможность геологу отчетливо отличать один слой от другого не только на Британских островах, но также прослеживать их связь с теми же слоями на континенте. Таким образом, этот метод пригоден как для самого широкого, так и узко локального использования».

В этой же работе В. Смита имеется краткая формулировка его принципа, получившая наибольшую известность: «Сходные слои содержат сходные ископаемые» («Similar strata contain similar fossils»).

Эта краткая формулировка принципа В. Смита в интерпретации последующих авторов претерпевала подчас довольно значительную трансформацию. Наиболее точно передает первоначальный смысл краткого определения В. Смита формулировка, предложенная А. Н. Криштофовичем: «Отложения одинакового возраста содержат одинаковую фауну или флору». Приведя это определение, А. Н. Криштофович отметил, что «основной принцип стратиграфии... в самом своем существе ошибочен, если понимать это положение буквально».

Следует подчеркнуть, однако, что из формулировки В. Смита «сходные слои содержат сходные ископаемые» не ясно, вкладывал ли он в понятие «сходные слои» представление об их одновозрастности. Вероятно, поэтому некоторые авторы предпочитают более осторожное толкование принципа В. Смита как исходной концепции биостратиграфии. Между тем в приведенной выше цитате из сочинения В. Смита, содержащей развернутую характеристику сущности и оценку его метода, мы находим прямое указание на возможность использования его для корреляции отдаленных разрезов. Это позволило Д. Л. Степанову назвать принцип В Смита «принципом биостратиграфического расчленения и корреляции», предложив для него следующую формулировку: отложения можно различать и сопоставлять по заключенным в них ископаемым.

Не все авторы считают В. Смита основоположником биостратиграфии К таковым относятся Г.П. Леонов, С,В. Мейен. К числу сторонников мнения о В. Смите как об основоположнике стратиграфии и, в частности биостратиграфии, относятся И. В. Круть, Ю.В. Тесленко, Т. Николов Д.Л. Степанов и М.С. Месежников.

СВ Мейен предлагал выделять принцип Гексли (Huxley), но этот принцип, по мнению Д.Л. Степанова и М.С. Месежникова, ничем не отличается от только что рассмотренного принципа В.Смита. Но так как принцип Гексли с подачи С.В. Мейена укоренился в научной и научно-методической литературе, остановим свое внимание и на нем.