Возраст горных пород и стратиграфические шкалы

Подавляющее большинство геологических задач, как теоретических, так и прикладных, прямо или косвенно решается на геолого-исторической основе, которая в свою очередь создается на стратиграфических и геохронологических принципах. Важнейшим вопросом при этом является определение возраста горных пород.

Каждой группе объединенных пород по признаку однородности и сходства встреченных в них остатков вымерших животных и растений соответствует некоторый условный отрезок времени ее образования. Зная последовательность образования групп пород, можно определить их возраст. Такое определение возраста горных пород по принципу суперпозиции, сформулированному еще Н. Стено в 1669 г. (ниже/выше=раньше/позже), носит название относительного.

Методами определения относительного возраста пород являются:

1.Биостратиграфические или палеонтологические методы.

2.Стратиграфический метод.

3. Минералого-петрографические методы.

4.Структурно-тектонический метод.

5.Геофизические методы расчленения и корреляции разрезов.

6.Палеомагнитные методы.

Измерение геологического времени, выраженного в годах называется абсолютной геохронологией. Продолжительность единицы времени (1 с) определяется на атомных часах, основанных на постоянстве скорости радиоактивного распада.

Методы абсолютной геохронологии:

1.Сезонно-климатические методы.

2. Радиологические или изотопные методы:

²³⁸U® ²⁰⁶Pb+8He (альфа-распад)

²³⁵U ®²⁰⁷Pb+7He

²³²Th ®²⁰⁸Pb+6He

⁴⁰K®⁴⁰Ca (электронный захват – аргон, бета-распад - кальций)

⁴⁰K ®⁴⁰Ar

⁸⁷Rb®⁸⁷Sr+b (бета-распад)

¹⁴⁷Sm ®¹⁴³Nd+He

¹⁸⁷Re® ¹⁸⁷Os+b

¹⁴C

 

Для периодизации геологической истории принята международная геохронологическая шкала, которая по сути шкала событийная. Различным временным отрезкам (геохронологическим подразделениям) соответствуют комплексы горных пород (стратиграфические подразделения), которые были отложены за эти промежутки времени. Хронологическая шкала дает представление о последовательности отрезков геологического времени, которые соответствуют определенным этапам развития Земли. Стратиграфическая шкала отражает последовательность отложений, слагающих земную кору. Подразделения международной стратиграфической шкалы были выделены в основном в странах Средней Европы к середине ХIX века. На втором Международном геологическом конгрессе в 1881 в г. Болонья были утверждены основные подразделения общей совмещенной стратиграфической и геохронологической шкалы. По праву приоритета стратиграфическая шкала Средней Европы принята за международный стандарт, с которым проводят корреляцию стратиграфических подразделений, выделяемых при любых геологических исследованиях.

Подразделения стратиграфической шкалы имеют различные ранги и каждому из них соответствуют свои хронологические подразделения. В хронологической и стратиграфической шкале употребляются различные термины, но имя собственное у хронологического и соответствующего стратиграфического подразделения одно, например: мезозойской эре соответствует мезозойская эратема, девонскому периоду соответствует девонская система и т.д. Ниже в табл. 7 приведены стратиграфические и соответствующие им хронологические подразделения (от крупных к дробным) Международной совмещенной шкалы:

 

Таблица 7. Соотношения между хронологическими и стратиграфическими

подразделениями в международной стратиграфической шкале

Стратиграфические подразделения	Геохронологические подразделения
Акротема	Акрон
Эонотема	Эон
Эратема	Эра
Система	Период
Отдел	Эпоха
Ярус (Подъярус)	Век
Зона	Фаза
Звено*	Пора*

* - подразделения выделяются только в четвертичной системе.

Подразделения до века/яруса считаются международными. Стратиграфические подразделения ранга система, ярус имеют в основном географические названия. Зоны выделяются по характерному комплексу видов, название дается по виду-индексу. Зоны обычно трудно проследить повсеместно, хотя есть зоны практически глобального значения (например, граптолитовые зоны ордовика и силура). Подразделения палеогена, неогена и антропогена имеют собственные названия, для названия других отделов/эпох используются слова «нижний, средний, верхний / ранняя, средняя, поздняя» соответственно.

Международная шкала имеет общепринятую систему цветовых, буквенных, шифровых обозначений.

Разрез, на котором впервые выделено стратиграфическое подразделение, называется стратотипом; район, где находятся стратотип и дополняющие его разрезы, называется стратотипической местностью.

При региональных геологических исследованиях используются как равноправные местные и региональные стратиграфические шкалы.

Основное подразделение местной стратиграфической шкалы, имеющее стратотип и ясные границы по вертикали и горизонтали – свита, которая выделяется по литолого-фациальным признакам. Свита может разделяться на подсвиты. Свита соответствует ярусу, части яруса, нескольким ярусам, в древних отложениях – отделу международной шкалы. Свиты с общими признаками объединяются в серии, которые в свою очередь объединяются в комплексы. Местным стратиграфическим подразделениям даются географические названия. Хронологические эквиваленты свиты, серии, комплекса носят название «время».

Региональная стратиграфическая шкала имеет следующие подразделения: горизонт – совокупность одновозрастных свит, название дается географическое по тому пункту, где находится стратотип. Лона является частью горизонта и представляет собой провинциальную зону, название ее дается по виду-индексу.

При геологосъемочных, поисковых и других работах обязательна увязка местных и региональных стратиграфических шкал с общей (международной) шкалой.

Кроме отмеченных выше, в повседневной геологической практике употребляются разные вспомогательные стратиграфические названия свободного пользования, которые не имеют соподчинения и применяются по желанию. Среди них выделяют основные две категории стратиграфических единиц: 1) литостратиграфические: толща, пачка, пласт, слой, залежь, маркирующий горизонт и др.; 2) биостратиграфические: слой с фауной (флорой). Геохронологическим эквивалентом вспомогательных подразделений является выражение «время образования …». Существуют специальные стратиграфические подразделения, к которым можно отнести климатостратиграфические, магнитостратиграфические, сейсмостратиграфические.