Предмет и задачи стратиграфии

Чтобы рассказать геологическую историю Земли, нужно первоначально восстановить последовательность геологических событий. Эту, и многие другие задачи, выполняет стратиграфический метод.

Стратиграфия – геологическая дисциплина, изучающая последовательность формирования комплексов пород в земной коре, первичные их взаимоотношения в пространстве и периодизацию геологической истории. Название происходит от stratum (лат.) – пласт и grajw (греч.) – пишу, т.е. буквально переводится как описание пластов.

Объектом стратиграфии является не вся земная кора, а только нормально пластующиеся геологические тела, т.е. осадочные, вулканогенные и метаморфические породы.

Основные задачи стратиграфии:

- расчленение разрезов,

- корреляция (сопоставление) разрезов,

- определение возраста горных пород.

Расчленение разрезов. Стратиграфическим расчленением называется деление конкретного разреза на отдельные слои и толщи по определенным признакам (обычно литологическим) и выяснение последовательности их залегания.

Стратиграфическая корреляция. Это сопоставление более или менее удаленных друг от друга разрезов. Включает два этапа: выявление в коррелируемых разрезах одновозрастных частей (слоев, толщ), например, с помощью палеонтологического метода, и собственно корреляция. На небольших территориях эта процедура может быть проведена методами непосредственного прослеживания слоев, что возможно только в условиях хорошей обнаженности. Обычно же используют косвенные методы корреляции (литологический, палеонтологический и др.).

Определение возраста. В стратиграфии определяют относительный и абсолютный возраст. Под геологическим относительным возрастом горных пород понимается время какого-либо события в истории Земли по отношению ко времени другого геологического события. Относительный возраст определяется с помощью различных методов, в первую очередь палеонтологическим. Абсолютный возраст измеряется конкретно в цифрах. Для его установления используются изотопные методы.

В итоге выполнения всех этих задач создаются стратиграфические схемы (шкалы) разных рангов.

Стратиграфические шкалы и стратиграфические

Подразделения

В стратиграфических шкалах графически изображается последовательность стратиграфических подразделений, развитых в данном районе.

Стратиграфические подразделения (или стратоны)– это совокупности горных пород, образовавшиеся в течение определенного интервала геологического времени. Примерами являются слой, пласт, свита и т.д. Стратиграфическая колонка, составленная для небольшого участка, отражающая последовательность формирования пород в его пределах – это, по-существу, уже стратиграфическая шкала.

Шкалы бывают местные, региональные и общие. Общая стратиграфическая шкала является эталоном, с которой увязываются местные и региональные подразделения.

Наряду со стратиграфическими шкалами, как шкаламиотложений, существуют геохронологические шкалы – шкалы времени. В последних показывается длительность и последовательность основных этапов развития земной коры и Земли. Каждому стратиграфическому подразделению соответствует геохронологическое. Например, кембрийская система - стратиграфическое подразделение, а кембрийский период – геохронологическое подразделение, т.е. кембрийский период - это время формирования отложений кембрийской системы.

Местные стратиграфические шкалы (МСШ). Эти шкалы составляется для небольшой ограниченной площади, в пределах которой последовательность отложений, их состав и другие их характеристики более менее одинаковы и постоянны.

МСШ составляют местные стратиграфические подразделения: комплексы, серии, свиты, пачки. Перечисленные подразделения являются основными, кроме того, используются вспомогательныестратиграфические подразделения, например, толща, слой (пласт) и его модификации – маркирующий горизонт, линза и др.

Свита– основная единица МСШ и основная картируемая единица при геологической съемке. Свита представляет собой совокупность развитых в пределах какого-либо геологического района отложений, четко отличающихся от ниже- и вышележащих свит литологической и палеонтологической характеристикой, внутренним вещественным единством.

Свита должна иметь достаточно устойчивые основные признаки, по которым она выделена, на всей территории своего распространения. Свита имеет четкие или постепенные границы с подстилающими или перекрывающими ее свитами. Взаимоотношения между свитами могут быть согласными или несогласными.

Каждая свита имеет стратотип– эталон, наиболее полный разрез, с которым сравнивают другие разрезы. Стратотипы введены для того, чтобы геологи однообразно понимали данное подразделение.

Геохронологический эквивалент местного подразделения – термин «время». Например, торгашинская свита – торгашинское время. Это значит время формирования отложений торгашинской свиты.

Совокупность двух и более свит создает серию. Комплекс – совокупность нескольких серий. Серия и комплекс могут не иметь стратотипов.

Подразделения свиты: пачки, слои и т.д

Общая (международная) стратиграфическая шкала (ОСШ). Это шкала, в которой все горные породы, слагающие земную кору, показаны в определенной последовательности в соответствии с их относительным возрастом.

Специфика общей шкалы заключается в том, что она отражает непрерывность стратиграфической последовательности и поэтому принята за международный стандарт геологического времени.

Любая местная и региональная шкала не идеальна, вряд ли в какой-то из них можно наблюдать всю последовательность отложений от древних до молодых, развитых в данном изучаемом районе или участке. Разрезы могут быть неполными по разным причинам: из-за перерывов в осадконакоплении, тектонических нарушений (срезаются части стратонов), из-за плохой обнаженности и т.д. Возраст отдельных подразделений может быть не ясен, и в стратиграфической колонке они будут иметь условное место.

В ОСШ нет перерывов, здесь представлена полная последовательность всех отложений, развитых в осадочной оболочке Земли, идеальная последовательность, которая нигде в конкретном месте не наблюдается. В шкалу включены наиболее полные местные (реже региональные) стратиграфические подразделения, как правило, их стратотипы, географически расположенные в разных точках земного шара. Общие подразделения устанавливаются с помощью различных методов исследований.

При установлении общих стратиграфических подразделений докембрия используются проявления крупной этапности развития земной коры в избранных стратотипических местностях, а также смена комплексов остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности. Границы таких подразделений определяются теми или иными геологическими событиями в стратотипических местностях (проявления крупных тектонических движений и процессов метаморфизма, усиление интрузивной деятельности, резкая смена формаций и т.п.). Изотопные методы широко используются для датирования докембрийских подразделений и их границ и играют ведущую роль в межрегиональном прослеживании подразделений.

Для фанерозоя ведущим методом установления общих подразделений является биостратиграфический метод. Границы общих подразделений фанерозоя определяются, как правило, биотическими событиями, т.е. проводятся по изменению в составе комплексов организмов.

При установлении общих стратиграфических подразделений четвертичной системы (раздел-ступень) наряду с биостратиграфическим методом ведущее значение приобретает климатостратиграфический; в ряде случаев используются изотопный и палеомагнитный методы.

ОСШ состоит из стратиграфических единиц и соответствующих им геохронологических единиц.

Акротемы (акрон) – высшие по рангу подразделения общей шкалы. В разрезе земной коры их выделено три (снизу вверх): архей, протерозой и подразделение без названия. Первые два нередко называют докембрием, что означает, что включаемые в них отложения образовались раньше кембрийской системы (кембрия).

Акротемы делятся на эонотемы, эонотемы – на эратемы, эратемы на системы, системы – на отделыи т.д.; их геохронологическими эквивалентами считаются соответственно эоны, эры, периоды, эпохи и т.д.

Подразделения (кроме докембрийских) ОСШ выше яруса, как правило, не имеют самостоятельных стратотипов. Могут не иметь стратотипов раздел, звено и ступень. Ярус и хронозона должны иметь стратотипы.

Региональные стратиграфические шкалы (РСШ). РСШ составляются для большой площади (крупного участка земной коры)– геологического региона, представляющего собой совокупность нескольких отдельных площадей, участков, входящих в далеком прошлом в единый древний бассейн осадконакопления, или палеобассейн, а в настоящее время представляющего собой самостоятельную тектоническую структуру.

РСШ служат

1. - для корреляции и унификации местных стратиграфических схем,

2. – для корреляции со смежными регионами,

3. - способствуют (как установленные на биостратиграфической основе) сопоставлению местных схем с общей стратиграфической шкалой.

К региональным стратиграфическим подразделениям относятся горизонт и слои с географическим названием. Они являются основными.

Горизонт – это совокупность одновозрастных местных стратиграфических подразделений (свит, подсвит и т.д.), распространение которых ограничено рамками геологического региона. Горизонт объединяет по латерали фациально различные отложения, образованные в разных районах (фациальных зонах) палеобассейна седиментации. Горизонт должен иметь стратотип.

Для докембрия и в немых (вулканогенных и др.) толщах горизонты устанавливаются на основе литолого-фациальных или петрографических особенностей пород с учетом изотопных и палеонтологических данных.

В фанерозое горизонты устанавливаются на основе литолого-фациальных особенностей отложений с учетом их палеонтологических характеристик. Горизонты, установленные на биостратиграфической (палеонтологической) основе, латерально охватывают чаще всего палеобиографическую область (провинцию). Такие горизонты (а также дополнительные единицы - надгоризонты, подгоризонты) называются также региоярусами.

Горизонты четвертичной системы могут выделяться на климатостратиграфической основе.

Слои с географическим названием выделяются по особенностям литологического состава и (или) на биостратиграфической основе. Они являются частью горизонта, но могут не заполнять весь стратиграфический объем горизонта. Должны иметь стратотип.

Геохронологический эквивалент горизонта и слоев – время.

Установление и наименование стратиграфических подразделений в нашей стране производят по определенным правилам, изложенным в «Стратиграфическом кодексе» (1992, 2006) и в «Дополнении к Стратиграфическому кодексу России» (2000).