Основные методы стратиграфии

 

3.2. Метод сопоставления  на основе стратиграфических  перерывов 

 

В соответствии с принимаемым  нами принципом неполноты геологической летописи значительная часть геологического времени не отражена в разрезах осадочных толщ отдельных участков земной коры, а приходится на перерывы. Метод исходит из того, что отложения, заключенные между сходными стратиграфическими перерывами, должны быть одновозрастными. 

Несогласие, или несогласное  залегание, характеризует пространственные и исторические соотношения разновозрастных преимущественно слоистых отложений. При несогласии более молодые отложения отделяются от более древних поверхностью размыва или перерыва в осадконакоплении.

Несогласие возникает  в том случае, если под воздействием тектонического движения участок земной коры сначала выводится из зоны осадкообразования и может подвергаться процессам денудации, а затем опускается, и на нем отлагаются более молодые осадки.  Несогласия могут возникать и без участия тектонических движений при размывании осадков придонными течениями в результате подводных оползней и других причин.

Под перерывом в осадконакоплении понимается интервал времени, в течение которого на том или ином участке земной поверхности осадки не накапливались. Продолжительность перерывов колеблется от краткого промежутка между двумя процессами, происходящими без существенного изменения общего режима в области осадконакопления, до больших отрезков времени, вплоть до нескольких геологических периодов, соответствующих этапам крупных региональных поднятий. Перерывы могут сопровождаться размывом ранее образовавшихся осадков или даже мощных толщ осадочных пород, что приводит иногда к значительному увеличению пробела геологической летописи.

В других случаях перерывы, особенно кратковременные, не сопровождаются размывом, а представляют собой лишь паузу в накоплении осадков.

Существует целый ряд  признаков, свидетельствующих о  перерывах в осадконакоплении. В. Крумбейн приводит 42 таких признака, которые относятся к трем выделяемым им категориям: седиментологической, палеонтологической и структурной. Согласно В.С.  Яблокову (1973) главными признаками перерывов в морском осадконакоплении являются следующие:

1) угловое несогласие  с подстилающими породами; 2) поверхность размыва, обычно  неровная,  волнистая,  срезающая  нижележащие  отложения  на различную глубину; 3) коры выветривания; 4) признаки карстообразования и выветривания  в отдельных горизонтах  глинистых и песчаных  пород; 5) поверхности напластования с трещинами усыхания; 6) прослои пород со следами автохтонной  корневой  системы  растений,  ископаемые  почвы; 7) прослои галек и конгломератов; 8) палеодолины и аллювиальные песчаные породы; 9) породы эолового происхождения; 10) ледниковые отложения; 11) резкая  смена фауны,  не  обусловленная сменой  фаций на  данном участке. Не всегда эти признаки, взятые в отдельности, совершенно однозначно свидетельствуют о наличии перерыва.

Так, угловые несогласия могут быть связаны и с конседиментационными структурами. Небольшие размывы вызываются иногда подводными морскими течениями, а прослои галек и конгломератов могут иметь как континентальное, так и морское происхождение. И наоборот, в ряде случаев наблюдаются перерывы и несогласия, не сопровождающиеся конгломератами или галечниками. Поэтому для установления перерыва желательно обосновывать его не одним из перечисленных выше признаков, а совокупностью нескольких. 

Особые трудности вызывает установление скрытых несогласий. В настоящее время накоплен обширный материал, свидетельствующий о широком распространении скрытых несогласий, нередко маскирующих выпадение из разреза больших стратиграфических интервалов.

И. А. Вылцан  (1989)  выделяет  перерывы  тектогенные,  климатогенные  и тектогенно-климатогенные.  Тектогенные  перерывы  обусловлены перестройкой структурных планов в осадочных бассейнах в определенные фазы тектогенеза. Пробелы в осадконакоплении возникают над конседиментационными поднятиями или по краям бассейна. Выделяются угловые, географические (азимутальные) и эрозионные несогласия. Характерны базальные конгломераты.  Вмещающие  тела  – от  свиты,  серии,  отдела  до  системы и группы.  Ранг  перерывов  – региональный  (макропробел)  или глобальный (мегапробел). Продолжительность – порядка 10 6  – 10 8  лет.  Тектогенно-климатогенные  перерывы  возникают на  границах  малых стратиграфических тел – многослой (ритм), пакет, пачка, подсвита. Выражены  скрытыми  несогласиями  – параллельными,  извилисто-волнистыми,  незначительными азимутальными и угловыми в складчатых областях. Ранг перерывов – локальный (пробел). Продолжительность – порядка 102  – 105  лет.

Климатогенные перерывы возникают при климатических изменениях, влияющих на мобилизацию, механическую и химическую дифференциацию между пластами, слоями, слойками.  Выражены в изменении зернистости, состава, окраски выше и ниже швов слойчатости, имеющих параллельный или волнистый характер (механический размыв при течении, волнении, при химическом растворении). Ранг перерывов – местные малоплощадные (паузы-диастемы). Продолжительность – 104  – 102  лет. 

Согласно схеме, предложенной К. Данбаром и Дж. Роджерсом (1962), различаются: а) несогласное перекрытие слоистыми толщами пород фундамента;  б) угловое структурное несогласие  между слоистыми толщами; в) параллельное несогласие, предполагающее совпадение элементов залегания контактирующих толщ, наличие ясно выраженной эрозионной поверхности между ними и срезание ряда слоев нижней толщи; г) скрытое несогласие, сопровождающееся выпадением какой-либо части разреза (рис. 1).

В отдельных случаях наличие  такого несогласия может быть установлено  биостратиграфическими методами, чаще же этого сделать не удается, и перерыв фиксируется следами разрушения литифицированного осадка (ожелезнением, наличием мелких неровностей, сверлениями и следами прикрепления организмов). В основании толщи над поверхностью перерыва иногда наблюдаются примесь терригенного материала в карбонатных породах, переотложение частиц подстилающих отложений – аутигенные брекчии.

Длительность отмеченных перерывов различна, но в целом уменьшается от 1-го типа к 4-му. Различна также и степень диахронности поверхно-стей перерыва: наибольшая в случае несогласного перекрытия пород фундамента и углового  структурного  несогласия  и,  как правило,  наименьшая для параллельных и скрытых несогласий. По площади в пределах седиментационного бассейна может наблюдаться переход от одного типа несогласий к другому. Например, скрытые несогласия, характерные главным образом для центральных частей бассейнов, в краевых частях могут сменяться параллельными и т. д.

При наличии на изучаемой  площади всех перечисленных типов несогласий границы серий и соответственно свит в их основании устанавливаются по перерывам 1, 2 и 3-го типов. В пределах серии на границах свит могут отмечаться параллельные несогласия, в редких случаях – угловые.

Скрытые несогласия, как  правило, служат основанием для проведения границ подсвит и пачек, а наиболее крупные из них (обычно такие, которые могут быть установлены палеонтологическими методами) являются границами свит. 

Интересно, что некоторые  стратиграфические уровни характеризуются  особенно широким распространением скрытых несогласий. Это относится  к границе перми и триаса, которая во всем мире характеризуется соотношениями рассматриваемого типа. 

Существенный интерес  представляет вопрос об условиях возникновения скрытых несогласий.  Согласно М. Жинью (1952) подобные перерывы могут возникать в субаквальных условиях вследствие простого изменения режима течений. Если материал, взвешенный в воде, остается одним и тем же, то даже незначительного увеличения скорости течения достаточно, чтобы не только  прекращалось  осадконакопление,  но  и происходила слабая эрозия. Вслед за этим снова отлагаются морские осадки, и перерыв может быть обнаружен только при внимательном наблюдении деталей.

Н. Ньюелл (Newell, 1967) трактует возникновение скрытых несогласий как результат длительного устойчивого положения обширных выровненных областей шельфа  на  уровне,  близком к базису  эрозии.  В  таких  условиях эрозия  оказывается минимальной, а образующийся маломощный слой обломочного материала легко будет смыт трансгрессирующим морем, которое обнажит и сгладит подстилающую поверхность.

Приводимые  указанными  авторами  различные причины,  объясняющие условия возникновения скрытых несогласий, не исключают друг друга. В настоящее время трудно с достаточным обоснованием отдать предпочтение какой-нибудь из этих гипотез.

Из  морфологических  классификаций несогласий  в настоящее время наиболее полной является классификация В. С. Милеева (1989), учитывающая соотношение слоистости в перекрывающем комплексе с поверхностью несогласия и со слоистостью в подстилающем комплексе (рис. 2).

 

 

 

3.3. Метод сопоставления  по сходству порядка напластования 

 

Метод  исходит  из  общего  положения,  согласно  которому  слои,  чередующиеся в двух разрезах  в одном и том же порядке, будут одновозрастными, при этом нижний является более древним, верхний – более молодым. 

Применяется при изучении немых или бедных фауной толщ для приблизительного определения возраста. Особенно, если внутри есть какие-то охарактеризованные горизонты. С этого метода начинается стратиграфическое изучение площадей. 

Существуют закономерности в напластовании: постепенное уменьшение зернистости терригенного материала вверх по разрезу в трансгрессивных комплексах и постепенное погрубение в регрессивных; понижение гипсометрического уровня речных террас от древних к молодым; чередование лёссов и почв в лёссово-почвенных комплексах и т. д. 

Одинаковое чередование  слоев в двух разрезах изучаемого бассейна может считаться одновозрастным, если они расположены на равном расстоянии от берега. Однако положение береговой линии обычно трудно определить точно, поэтому возможны ошибки. Метод широко распространен и часто комплексируется с палеонтологическими методами. 

Следует заметить, однако, что  последовательность и характер напластования  в одной части региона не обязательно  будут такими же в другой части  региона и тем более в другом регионе.

 

3.4. Метод сопоставления  на основе стратиграфической  непрерывности пластов (метод  маркирующих горизонтов)

 

В разных разрезах на определенной площади  прослеживается  непрерывность одного или нескольких пластов одинакового характера, которые принимаются за маркирующий горизонт. Прилегающие к нему в кровле и подошве отложения соответственно сопоставляются друг с другом. Обычно применяется при однообразных разрезах, когда маркирующие горизонты помогают их расчленить. 

Примеры  маркирующих  горизонтов:  донская морена  на  территории Донского ледникового языка, губковый горизонт в кампане Крыма, пепловые горизонты.  Пласты, отчетливо выделяющиеся во многих разрезах и прослеживающиеся на значительное расстояние, называются маркирующими.  Надо заметить, что некоторые маркирующие горизонты – базальные конгломераты, коры выветривания – имеют не одинаковый возрастной диапазон, скользящий по площади. Кроме маркирующих горизонтов, для корреляции  иногда  используются  маркирующие  поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1. Теоретические основы  и методы стратиграфии, Учебно-методическое пособие для вузов Г. В. Холмовой, В. Ю. Ратников, В. Г. Шпуль . ИПЦ Воронежского государственного университета, 2008.