Шпаргалка по "Исторической геологии"

У головоногих моллюсков от древних  к молодым происходит усложнение морфологии перегородочной линии.

2- Эволюция от типа к типу  происходит по многим параметрам:

-тело: от клетки к простым  органам, а от них к разно  функциональной системе органов;

-скелет: изменяется состав, количество  слоев, симметрия и форма раковин;

-среда обитания: от морских к разным сферам и климатическим условиям;

-образ жизни - от донных и прикрепленных к ползающим и плавающим.

Важное значение для развития организмов имеет среда обитания. Неблагоприятные условия влияют на формирование скелета -его форму, размеры, образование дополнительных элементов типа шипов, толщину раковины и др. Для геологов важным является то, что эволюционные изменения в организмах и появление новых видов происходит в определенный промежуток геологического времени. Границы эволюционных преобразований - это границы геологического времени образования осадочных горизонтов. Чем быстрее или короче этот промежуток, тем больше возможностей для дробных стратиграфических делений толщ. Таким образом, решается задача определения возраста осадочных пород.

Другая важная задача-определение  условий обитания. Поэтому так  важно определить не только видовой  состав руководящих форм, но и те изменения, которые на них наложила среда обитания. Руководящие формы, по которым можно определять условия  их обитания называются индикаторами среды обитания.

Рассматривая эволюцию Беспозвоночных, можно проследить:

1- эволюцию внутри каждого типа, которая заключается в изменении состава скелета и его строения (от однокамерных к многокамерным и от однослойных к многослойным). У головоногих моллюсков от древних к молодым наблюдается усложнение перегородочной линии.

2- эволюция от типа к типу происходит по многим параметрам:   

- тело: от простых органов к  системе с разными функциями;  

- скелет: изменяется форма, количество  слоев, состав;

- среда обитания - моллюски расширяют  сферы обитания и их климатические  условия.

Среда обитания влияет на скелет - его  размеры, форму , образование дополнительных элементов скульптуры (шипы), толщину стенок раковины.

Для геологов важным моментом является то, что эволюционные изменения в  организмах и появление новых  видов происходит в определенный промежуток геологического времени. Границы  эволюционных преобразований - границы  геологического времени образования  осадочных горизонтов. Чем быстрее  или короче этот промежуток, тем  больше возможностей для более дробных стратиграфических делений толщ. Таким образом, решается задача определения возраста осадочных толщ. Другая важная задача - определение условий обитания. Поэтому так важно определить те изменения, которые на организмы наложила среда обитания, зная которые мы можем определить условия формирования осадков.

3. Методы восстановления условий  накопления осадков (фациальный  анализ)

     Биофациальный анализ     

• Литолого-фациальный анализ     
• Морские фации    
• Континентальные фации     
• Переходная группа фаций     
• Диагностические признаки ископаемых фаций

В прошлых лекциях мы рассмотрели, какими методами устанавливают возраст  пород, чтобы составить затем  представление о последовательности формирования стратиграфических горизонтов или толщ. В свою очередь, толщи  осадочных пород могут формироваться  на значительной площади, при этом можно  видеть, как в пределах одновозрастных толщ или даже горизонтов происходит изменение различных параметров - это изменение состава пород, как по простиранию толщи, так  и от её подошвы к кровле, могут  колебаться значения мощности толщи  в разрезе.

Впервые такому явлению дал  объяснение швейцарский ученый А. Грессли. Он ввел понятие ФАЦИЯ (с франц.- вид, лицо, облик), который означает Участок любого слоя одновозрастных пород, отличающийся от соседних по петрографическому составу и ископаемым остаткам.

Термин фация получил широкое распространение. Разные исследователи вкладывали в него свое представление и содержание. Среди них отметим два крайних взгляда на определение фации. В первом случае фация- это часть слоя со своими литологическими и палеонтологическими особенностями, которые называют фациальными признаками. Во втором случае фация- это физико-географические условия, которые определяют неорганические и органические процессы на данном участке в данное время, т.е. фация- это единица ландшафта. Наиболее оптимальным представляется следующий подход к определению - Фация это физико-географические условия или обстановки, отраженные в осадке.

Фации геологического прошлого определяют по горным породам и ископаемым окаменелостям, содержащихся в них. Отсюда, метод восстановления палеогеографических обстановок называется фациальным анализом. В основе этого метода лежит принцип актуализма. Суть его по представлениям одного из его основоположников Ч. Лайеля заключается в том, что современные явления есть ключ к познанию таких же процессов в прошлые эпохи. Например, наблюдая деятельность современных вулканов, геологи могут восстановить картину древнего вулканизма. Но такой подход может привести и к ошибкам, если его применять механически, без учета эволюционных изменений происходивших в ходе длительного развития земной коры и её поверхности. Каждая историческая эпоха, наряду с общими, имеет свои особенности развития. Например, современный состав атмосферы отличается от того, какой был на ранних этапах. В процессе эволюции органического мира многие современные виды значительно изменились по сравнению с предками. И сравнение их образа жизни сейчас и в прошлом может привести к ошибкам, если не учитывать особенностей этого прошлого. Учитывая все это, принцип актуализма дополнен сравнительно-историческим методом, который рассматривает изменения во времени характера и результатов самих процессов, происходивших на Земле.

Поскольку основой для  фациального анализа является изучение горных пород и ископаемых организмов, его подразделяют на биофациальный и литолого-фациальный.

Биофациальный анализ - основой для его проведения служат ископаемые организмы и следы их жизнедеятельности. Ранее мы отмечали, что основными условиями обитания организмов в море являются: 1-соленость, 2-температура, 3-свет, 4-газовый режим, 5-глубина, 6-движение воды или гидродинамика, 7-состав грунта. Каждый из этих факторов отражается: в морфологии организма (т.е. размерах раковины, её скульптуре, толщине и т.п.), в многообразии видов, влияет на расселение организмов по площади водоёма.

Поэтому в биофациальном анализе мы по облику ископаемых остатков можем с определенной степенью достоверности определить многие из перечисленных условий обитания, а значит и палеогеографические условия на определенный период времени.

Биофациальный анализ начинают с определения характера захоронения ископаемых остатков. Они бывают двух типов:

1. Ископаемый биоценоз - захоронение на месте обитания самих организмов.
2. Танатоценоз - место захоронения удалено от места обитания.

Тип захоронения определяется по сохранности  органических остатков, их ориентировке, сортировке и видовому комплексу. Признаками танатоценоза при переносе являются: разрушение скелетных элементов, сортировка особей по размеру и весу, ориентировка скелетных элементов- по течению и т.п. При танатоценозе в одном месте могут находиться виды, обитающие в разных фациальных условиях (так вместе с остатками бентоса могут находиться наземные растения или нектонные).

Наиболее важен для биофациального анализа - ископаемый биоценоз, по которому восстанавливают условия обитания. Тогда как  по танатоценозу - обстановку захоронения.

Как в палеонтологии, руководящие  ископаемые - это организмы, жившие в узком временном интервале, так в биофациальном анализе важная роль принадлежит организмам - индикаторам среды обитания или древних климатов. К таким организмам относятся те, существование которых обусловлено каким-то определенным требованием (например, только нормальной соленостью воды, температурным интервалом и т.д.).

Литолого-фациальный анализ опирается на определение фаций по вещественному составу и по структурным и текстурным признакам пород.

Вещественный состав осадочных  пород дает информацию о составе  источника обломочного материала (определяется по составу обломков в породе), о среде формирования (биогенные или хемогенные осадки), климатических условиях (угленакопление или коры выветривания) и т.д.

Структура осадочных пород наиболее разнообразна и информативна у обломочных пород. Информацию об условиях образования таких пород содержат как обломки, так и цементирующий материал. Обломки различаются по: размеру, составу, сортировке, форме, степени окатанности.

Размер обломков позволяет судить о степени удаленности обломочного материала от источника. (Крупные - ближе к источнику сноса, мелкие более удалены).

Состав обломочного материала позволяет судить как о составе исходного источника разрушения, так и о длительности процесса переноса. Если в обломках сохранились неустойчивые к разрушению минералы - это говорит о близком источнике сноса и о коротком промежутке времени переноса. И наоборот, наличие в обломках только устойчивых минералов свидетельствует о длительном переносе. Минеральный состав может также указывать на среду и климат при осадконакоплении. Существуют минералы-индикаторы среды и климата. Так индикаторами морской среды и определенных интервалов глубин являются минералы - глауконит, Fe-Mn конкреции, фосфорит и т.д. Индикаторами климатов являются соль и гипс, торф и уголь, гидроокислы Fe и Al и т.д.

Сортировка обломочного  материала отражает соотношение обломков по размеру. (У хорошо отсортированных пород размеры обломков близки). Сортировка является индикатором длительности переноса. Отсутствие сортировки, т.е. присутствие обломков разного размера - признак быстрых перемещений на небольшие расстояния. Это характерно для образования морен, осыпей, глубоководных брекчий.

Форма обломков зависит от состава исходной породы и формы переноса обломков. Например, морская галька от речной отличается уплощенной формой, а ледниковая угловато-окатанная (форма утюга).

Степень окатанности - зависит от: а-состава пород, б-от скорости и длительности переноса обломков и др. По расположению обломков и их ориентировке в породе можно судить о направлении движения обломочного материала. Так устанавливают направления русел древних рек, береговую линию моря.

Цементирующая обломки  масса несет информацию о среде отложения обломков. Небольшой её объем в породе указывает на подвижную среду, а его возрастание - на спокойную обстановку водных бассейнов.

Среди текстур различают слоистые и поверхностей напластования.

По текстурам все осадочные  породы подразделяются на массивные (не слоистые) и слоистые.

Отсутствие слоистости отражает стабильный режим осадконакопления (как по тектонической обстановке, так и по вещественному составу  осаждаемого материала), тогда как  слоистость указывает на изменяющиеся условия.

Выделяют 2 основных типа слоистости: параллельную и косую.

Параллельная слоистость образуется при чередовании отдельных слойков, у которых поверхности напластования параллельны друг другу. Такая слоистость образуется при выпадении осадка в спокойной водной среде. Она подразделяется на линейную и прерывистую, равномерную и неравномерную, ритмичную.                                                

Косая слоистость образуется слойками внутри пласта, расположенными косо к границам кровли и подошвы  пласта.

Такая слоистость образуется при движении  воды или ветра в процессе формирования осадка.  Такие условия наблюдаются в руслах рек, зонах подводного течения, в прибрежных частях водных бассейнов и в наземных условиях.

Текстуры  поверхностей напластования подразделяются по происхождению на органические (биоглифы) и неорганические (механоглифы).

К биоглифам относят следы жизнедеятельности организмов (ходы илоедов, зарывающихся, ползающих; отпечатки следов четвероногих и т.д.).

К механоглифам относят:

1.Знаки ряби - водной или  ветровой.

2.Многоугольники (трещины)высыхания - образуются в наземных условиях при сухом жарком климате.

Рассмотрев все эти  признаки, переходят к определению  фаций в исследуемом разрезе  или области.

Все многообразие фаций объединяется в 3 крупные группы:

континентальные, морские  и переходные (иначе их еще называют фации бассейнов с ненормальной соленостью).

Наиболее многообразны морские фации. Они зависят от глубины бассейна и разделяются на: 1-прибрежные, 2-шельфа, 3-материкового склона или батиальная,4-абиссальной области (ложа мирового океана) Рассмотрим основные черты этих фаций.         

1. ПРИБРЕЖНАЯ - или зона приливов и отливов, её глубина до 30 м. Для этой зоны характерны: непостоянный гидродинамический режим, много света, тепла, кислорода, сложный рельеф дна, обильная фауна и флора.

Состав пород - конгломераты, гравелиты, песчаники, ракушечники, угли параллические (при гумидном климате).

Слоистость- пологоволнистая, перекрестная.

Органические  остатки- толстостенные раковины и их обломки.

Особые признаки- знаки ряби, ходы илоедов, трещины усыхания.

2. ФАЦИИ ШЕЛЬФА - или мелководная;  глубина 70-200 м, резкое различие  в гидродинамическом режиме: до 100 м условия аналогичные прибрежной  зоне, ниже 100 м -волнения не доходят до дна, нет растительности, условия осадконакопления спокойные.

Состав пород- обломочные (песчаник, алевролит, аргиллит), органогенные (коралловые рифы), кремнистые отложения, вулканогенно-осадочные- лавы, туфы и туфопесчаники. Здесь же образуются фосфоритовые и Fe-Mn  конкреции и глауконит.

Слоистость - горизонтальная.

Органические  остатки- разнообразные и обильные.

3. ФАЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО СКЛОНА - батиальной зоны. По глубинам она подразделяется на: умеренно глубоководную (до 500-700 м) и глубоководную (до 3000 м).

В первой подзоне среди обломочных осадков преобладают глинистые и реже встречаются алевролиты и песчаники. Вместе с ними здесь формируются кремнистые и карбонатные породы, пластовые фосфориты.