Вопрос 15. Морские организмы как показатели прочности грунта и подвижности воды.

С грунтом всё плохо. Многие метаморфические горные породы (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как морские отложения. В прибрежной зоне морские осадки (обломочные горные породы) формируются как за счет продуктов разрушения берегов, так и за счет продуктов привноса материала ветром и особенно реками. В морях обитают организмы, имеющие твердые скелеты (раковины, панцири), состоящие из CaCO3 или SiO2.nH2O, поставляющие тем самым органические осадки, образующие органические горные породы.

Характерная черта водной среды – подвижность. Она обусловлена приливами и отливами, морскими течениями, штормами, разными уровнями высотных отметок русел рек.

1) В проточных водоемах растения прочно прикрепляются к неподвижным подводным предметам. Донная поверхность для них в первую очередь – субстрат. Это зеленые (Cladophora) и диатомовые (Diatomeae) водоросли, водяные мхи. Мхи даже образуют плотный покров на быстрых перекатах рек. В прибойно-отливной полосе морей и многие животные имеют приспособления для прикрепления ко дну (брюхоногие моллюски, усоногие раки), или же прячутся в расщелинах.

2) У рыб проточных вод тело в поперечнике круглое, а у рыб, обитающих у дна, как и у придонных беспозвоночных животных, тело плоское. У многих на брюшной стороне есть органы фиксации к подводным предметам.

 

Вопрос 16. Наземная флора как индикатор климата. Палеоботанические показатели — ископаемые остатки растений, отражающие влияние климата, времени и места своего произрастания в родовом и видовом составе, экологических особенностях, в жизненных формах и их морфологии, а также в дифференциации древней растительности на зональные и провинциальные типы. Например, жарко-влажный климат реконструируется по формации тропических лесов, жарко-сухой климат — по распространению формации саванн и ксерофильного редколесья, индикатором умеренного климата служит формация листопадных лесов. Палеоботаническими индикаторами являются также отпечатки годичных колец древесных растений, изучением которых занимается дендроклиматология.

Спорово-пыльцевой анализ – это ботанический метод исследования, который позволяет определять таксономическую принадлежность растений по характерным морфологическим особенностям выделенных этими растениями спор и пыльцевых зёрен.

Основой для произрастания растений являются тепло, солнечный свет и количество атмосферных осадков. Различные сочетания этих компонентов климата создают разнообразные условия и тем самым способствуют дифференциации растительности как в географическом плане, так и в их морфоанатомическом строении. В основе географического распределения растительности лежат как термическая широтная и вертикальная поясность,

так и зональность, обусловленная различным количеством атмосферных осадков. Распределение растительности в определенные интервалы времени в каждом регионе является функцией региональных факторов и, следовательно позволяет на основании их состава и распространения воссоздать физико-географические условия. Однако существенным недостатком растительности как индикатора климата является способность постепенного приспособления ее к изменяющимся условиям среды. Для оценки состава растительного покрова принимаются во внимание весь качественный спектр спорово-пыльцевого комплекса и находки отпечатков растений, а затем проводится группировка растений по ландшафтной принадлежности с учетом палеогеографии региона и фациального состава вмещающих осадков. Для установления качественного состава растительного покрова необходимо выделить растительные ассоциации разнообразных лесов, редколесий, увлажненных долин, приморских низменностей, саванн, степей и полупустынь. По отношению к температурному режиму среди растений различаются:1) тропические растения и тропические сообщества, иногда заходившие в субтропики; 2) субтропические растения; 3) растения умеренного климата; 4) растения умеренно-холодного климата; 5) растения космополиты. По отношению к влажности выделяются водные, гигрофильные, мезофильные и ксерофильные растения.

 

Вопрос 17. Условия сохранения погребенного древнего рельефа. Возможность унаследования рельфеа опред-ся условиями развития данной территории: режимом колебательных движений при неизменном климате, характером рельефа и закономерности развития речных долин. Прежде всего существенны постоянство и периодическое восстановление колебательных движений разных знаков в одном и том же места, небольшие амплитуды движений на фоне общего погружения суши и неизменность климата. Значительные колебания положительного или отрицательного знака, а также изменение климата созда.т условия, неблагоприятные для сохранности рельефа. При погружении суши речные долины интенсивно заносят рыхлым материалом и так глубоко погребаются, что новая эрозионная сеть уже не может нащупать эти древние долины и развивается по новому плану.

Надежное свидетельство погребенного рельефа — притыкание слоев относительно молодого возраста к поверхностям более древних. О нетектонической природе контакта свидетельствуют следы выветривания в кровле более древних пород, наличие в перекрывающих отложениях обломков пород из подстилающего комплекса и отсутствие следов перемещения вдоль контакта. Показателем погребенного рельефа является первичный наклон слоев, возникший при накоплении осадочного материала на неровной поверхности. Довольно часто распространена так называемая облекающая поверхность, которая напоминает косую слоистость, но отличается от нее отсутствием слойков, наклоненных в разные стороны. Погребенный рельеф изучается методом реперных поверхностей, когда по набору точек наблюдения определенной поверхности составляется карта горизонталей, напоминающая гипсометрическую. За реперную поверхность берут кровлю определенного стратиграфического горизонта, принимаемую за нулевую поверхность. От нее вычисляется расстояние до восстанавливаемой поверхности, т. е. определяется мощность опорного горизонта.

Вопрос 18. Реконструкция рельефа древних областей сноса по характеру коррелятных отложений.Коррелятные отложения - Отложения, накапливающиеся у подножья гор за счет их разрушения, т. е. возникающие одновременно с образованием скульптурного рельефа. Часто Коррелятные отложения имеют зональное строение вследствие того, что грубообломочный материал накапливается ближе к источнику разрушения, а более тонкозернистый уносится дальше. По Коррелятным отложениям определяются возраст скульптурного рельефа и история его развития.

Это так называемые коррелятные отложения, образовавшиеся при размыве пород фундамента, которые в изобилии представлены в гальке. Грубость обломочного материала говорит о большой скорости денудационного среза и интенсивном денудационном сносе. По времени коррелятные отложения образуются одновременно с денудационной поверхностью, благодаря чему удалось достаточно точно датировать ее возраст.

Континент обычно рассматривается как совокупность областей сноса и осадконакопления. Под областью сноса понимается достаточно Длительное время существующая область размыва, которая поставляет в районы аккумуляции обломочный и растворенный материал. Временные области сноса приурочены к территориям неустойчивого тектонического поднятия небольшой амплитуды. Устойчивые области сноса представляют собой сложное сочетание небольших по площади областей размыва с протяженными районами формирования континентальных отложений, существующих длительное время. Отсутствие в каком-либо районе отложений определенного возраста — необходимое, но не достаточное условие существования в этот период области сноса, так как отложения этого возраста могли быть уничтожены на каком-то этапе последующей геологической истории. Одним из методических приемов выяснения вопроса о существовании областей сноса в районе отсутствия отложений является анализ общего плана расположения фациальных зон на прилегающих территориях. В том случае, когда границы фациальных зон секут район отсутствия отложений данного возраста и продолжаются по другую сторону, не может быть речи о существовании области сноса. Если границы фациальных зон в общих чертах повторяют очертания района отсутствия отложений и по мере приближения к нему наблюдается отчетливая смена одних типов отложений другими, например увеличивается грубозернистость отложений, то можно предполагать существование области сноса.

При приближении к области сноса иногда наблюдается закономерная смена морских фаций лагунными, а затем континентальными. Ho это не является общим правилом и довольно часто к областям сноса непосредственно примыкают прибрежно-морские образования. Пространственная смена генетических типов отложений лишь свидетельствует о приближении к области сноса. На это также указывает и уменьшение мощностей отложений соответствующего возраста. Вблизи области сноса характерно выклинивание некоторых стратиграфических горизонтов, увеличение следов перемыва и размыва внутри осадочных толщ.

При реконструкции древнего рельефа по его останцам важное значение имеет определение возраста рельефа. Он может быть установлен исходя из возраста коррелятных отложений, образованных в прилегающих впадинах, и по возрасту поверхностей выравнивания. Последние по способам образования подразделяются на аккумулятивные^ денудационные и аккумулятивно-денудационные. В процессе палеогеоморфологического картирования не только устанавливается генезис поверхностей выравнивания, но и осуществляется их корреляция по абсолютным отметкам и определяется возраст исходя из возраста покровных и элювиальных отложений.

Вопрос 19. Реконструкция древней речной сети. ВАЛУНЫ РУКОВОДЯЩИЕ — валуны и глыбы разл. происхождения (ледниковые, аллювиальные, делювиальные и др.), состоящие из относительно редко встречающихся п., в т. ч. и полезных ископаемых (руд, бокситов, угля) или п., содер. характерные палеонтологические остатки, по которым можно определить направления путей разноса валунов и места коренных выходов этих п. При изучении В. р. строят на картах конусы рассеивания валунов, вершинами обращенные к коренным м-ниям. На этом основан валунный метод поисков. Кроме того, В. р. учитываются при изучении путей движения льдов в материковых ледниковых покровах, а также при реконструкции очертаний древней речной сети.

Набор морфологических элементов водораздельных пространств и их соотношение на конкретной территории - результат длительной истории развития ее рельефа. Именно поэтому детальный анализ водоразделов и их морфологических характеристик так необходим в проводимых нами работах. Геологический анализ - проводится с целью обнаружения следов и фрагментов древней речной сети и изучения характера распределения отложений современных долин.В долинном комплексе исследования строятся на:

· Изучении террасового комплекса (количество и соотношение террас, их ширина, высота, морфологическая выраженность). · Изучении пойм и их морфологическая и морфометрическая характеристика. · Изучении склонов и бортов долин (морфологически выраженная симметрия и асимметрия склонов и бортов, наличие или отсутствие врезанных меандр, спрямленных участков долин и т.д.).

В пределах водораздельных пространств изучаются и анализируются морфологические элементы водораздельных пространств: · водораздельные останцы, · водораздельные уступы, · водораздельные поверхности, · водораздельные западины и понижения, · водораздельные склоны, · седловинные и долинные водоразделы; их взаимоотношение, распределение и т.п.

Вопрос 20. Реконструкция рельефа дна древних морей. Наиболее показательными признаками существования погре­бенного рельефа и в рассматриваемом случае являются полнота разрезов, притыкание (прислонение) или первичный наклон слоев.

Очень показательным примером существования крупных не­ровностей в рельефе морского дна являются рифовые комплексы, нередко образующие по внешнему краю рифа громадные шлейфы обломочных известняков с наклоном поверхности 30— 40° и даже более. Как для современных, так и для древних подобных образований характерна последовательная смена в на­правлении от суши в глубь бассейна лагунных отложений соб­ственно рифовыми, затем рифовым шлейфом и, наконец, заме­щающими его глубоководными образованиями. Приводятся дан­ные [125, 186, 196] о том, что и в древних отложениях присутствуют погребенные рифовые постройки, высота которых в конце их формирования достигала 700—800 и даже 1500 м над дном моря.

Четким показателем наличия понижений дна древних водое­мов являются признаки, указывающие на существование усло­вий застойного режима придонных вод, приводившего к нару­шению нормального газового режима. При выявлении древнего рельефа дна водоемов важно выяс­нить направление движения подводных оползаний осадков и общий план распространения по площади следов подводно-ополэневых деформаций. Естественно, что оползания всегда идут вниз по уклону поверхности дна и приурочиваются к склонам под­водных поднятий. Напротив, осадки, отложенные из мутьевых потоков, свидетельствуют о существовании на месте их захоро­нения пониженных участков древнего подводного рельефа. Ши­рокое распространение по площади нептунических даек обычно является показателем существования относительно выровнен­ных участков дна, которые могли располагаться как на повы­шениях, так и на понижениях подводного рельефа. Рельеф дна иногда, при наличии достаточно многочисленных определений, можно в какой-то мере реконструировать и по данным о направлении донных течений или по особенностям изменения содержания и ассоциаций обломочных минералов в алеврито-песчаных породах. Перемещение осадков донными течениями происходит в основном в результате действия грави­тационного эффекта, поэтому в общем случае ориентировка век­тора течений соответствует направлению уклона дна. При этом неровности дна в виде подводных возвышенностей донные тече­ния чаще всего огибают. Особенности, минералогического состава обломочных компо­нентов алеврито-песчаных отложений зависят и от рельефа дна бассейна седиментации [115, 120]. Обычно на поверхности круп­ных поднятий дна происходит обеднение минералогических ас­социаций терригенных компонентов. Напротив, на их склонах наблюдается концентрация ряда минералов, особенно устойчи­вых.

 

Вопрос 21. Эволюция рельефа земной поверхности в геологической истории. Геологическая история Земли. Это самый продолжительный этап в развитии Земли.

В геологической истории Земли за длительное время ее существования происходили различные события. Проявились многочисленные геологические процессы, в том числе и тектонические, которые привели к образованию современного структурного облика платформ, океанов, срединно-океанических хребтов, рифтов, поясов и многочисленных полезных ископаемых. Эпохи необычайно интенсивной магматической деятельности сменялись длительными периодами со слабым проявлением вулканической и магматической активности. Эпохи усиленного магматизма характеризовались высокой степенью тектонической активности, т.е. значительными горизонтальными перемещениями континентальных блоков земной коры, возникновением складчатых деформаций, разрывными нарушениями, вертикальными движениями отдельных блоков, а в периоды относительного спокойствия геологические изменения рельефа земной поверхности оказывались слабыми.

Данные о возрасте изверженных пород, полученные различными методами радиогеохронологии, дают возможность установить существование сравнительно коротких эпох магматической и тектонической активности и длительных периодов относительного покоя. Это, в свою очередь, позволяет провести естественную периодизацию истории Земли по геологическим событиям, по степени магматической и тектонической активности.

Сводные данные о возрасте изверженных пород, по сути дела, являются своеобразным календарем тектонических событий в истории Земли. Тектоническая перестройка лика Земли осуществляется периодически этапами и циклами, которые получили название тектогенеза. Эти этапы проявились и проявляются на разных территориях Земли и имеют различную интенсивность. Цикл тектонический – длительные периоды в развитии земной коры, начинающиеся заложением геосинклиналей и заканчивающиеся формированием складчатых структур на обширных площадях земного шара; выделяют каледонский, герцинский, альпийский и др. тектонические циклы. Тектонических циклов в истории Земли выделяют много (имеются сведения о 20 циклах), каждый из которых характеризуется своеобразной магматической и тектонической активностью и составом возникших горных пород, наиболее изученными из которых являются: архейский (Белозерская и Саамская складчатость), раннепротерозойский (Беломорская и Селецкая складчатости), среднепротерозойский (Карельская складчатость), раннерифейский (Гренвильская складчатость), позднепротерозойский (Байкальская складчатость), раннепалеозойский (Каледонская складчатость), позднепалеозойский (Герцинская складчатость), мезозойский (Киммерийская складчатость), кайнозойский (Альпийская складчатость) и др. Каждый цикл завершался замыканием на большей или меньшей части подвижных областей и образованием на их месте горноскладчатых сооружений – байкалид, каледонод, герцинид, мезозоид, альпид. Они последовательно «присоединялись» к древним стабилизировавшимся в докембрии платформенным участкам земной коры, в результате чего происходило разрастание материков.

Рассматривая существующие структуры земной коры, следует учитывать эволюцию геологического процесса, выраженную в усложнении самих геологических явлений и результатов проявления тектонических этапов. Так, первые геосинклинали в начале архея имели очень простое строение, а вертикальные и горизонтальные движения остывших масс не отличались сильной контрастностью. В среднем протерозое древние платформы, геосинклинали, подвижные пояса обрели уже более сложную структуру и значительное разнообразие пород их слагающих. В раннем протерозое оформляются древние платформы. Поздний протерозой и палеозой считаются временем наращивания древних платформ за счет складчатых областей, испытавших процессы орогенеза и платформенный этап. Большинство областеймезозойской складчатости и часть более ранней – герцинской в кайнозое – подвергались внегеосинклинальному (блоковому) орогенезу, так и не успев стать платформами.

Эволюционные этапы в истории Земли проявляются в форме эпох складчатости и горообразования, т.е. орогенезе. Так, в каждом тектоническом этапе выделяют две части: длительного эволюционного развития и кратковременных бурных тектонических процессов, сопровождаемых региональным метаморфизмом, внедрением интрузий кислого состава (граниты и гранодиориты) и горообразованием.

Завершающая часть эволюционного цикла в геологии получила название эпохи складчатости, для которой характерно направленное развитие и превращение геосинклинальной системы (подвижного пояса) в эпигеосинклинальный ороген и переход геосинклинальной области (системы) в платформенный этап развития, или во внегеосинклинальные горные сооружения.

Эволюционные этапы характеризуются следующими особенностями:

– длительное прогибание подвижных (геосинклинальных) областей и накопление в них мощных толщ осадочных и вулканогенно-осадочных толщ;

– выравнивание рельефа суши (преобладают процессы эрозии и смыва горных пород на континенте);

– широкое распространение опускания окраин платформ, прилегающих к геосинклинальным областям, затопление их водами эпиконтинентальных морей;

– выравнивание климатических условий, обусловленное распространением мелких и теплых эпиконтинентальных морей и увлажнение климата материков;

– возникновение благоприятных условий для жизни и расселения фауны и флоры.

Как видно из особенностей этапов развития Земли, общим для них является широкое распространение морских обломочных отложений (терригенные), карбонатных, органогенных и хемогенных. Этапы эволюционного развития Земли в геологии получили название талассократических (от греч. «талясса» – море, «кратос» – сила), когда области платформ активно прогибались и затапливались морем, т.е. развивались крупнейшие трансгрессии. Трансгрессия – разновидность процесса наступания моря на сушу, вызванного опусканием последней, подъемом дна или увеличением объема воды в бассейне. Талассократические эпохи отличаются активным вулканизмом, значительным поступлением углерода в атмосферу и океанические воды, накоплением мощных толщ карбонатных и терригенных морских осадков, а также формированием и накоплением угля в прибрежных зонах, нефти в теплых эпиконтинентальных морях.

Эпохи складчатости и горообразования имеют следующие характерные черты:

– широкое развитие горообразовательных движений в подвижных (геосинклинальных) областях, колебательных движений на материках (платформах);

– проявление мощного интрузивного и эффузивного магматизма;

– поднятие окраины платформ, прилегающих к эпигеосинклинальным областям, регрессии эпиконтинентальных морей и усложнение рельефа суши;

– преобладание континентального климата, усиление зональности, расширение аридных зон, увеличение пустынь и появление областей материкового оледенения;

– вымирание господствующих групп органического мира вследствие ухудшения условий для его развития, обновление целых групп животных и растений.

Эпохи складчатости и горообразования характеризуются теократическими условиями (буквально – господство суши) с развитием континентальных отложений; очень часто в разрезах присутствуют красноцветные образования (со слоями карбонатных, загипсованных и засоленных пород). Эти породы отличаются разнообразным генезисом: континентальный и переходный от континентального к морскому.

В геологической истории Земли выделяют ряд характерных и крупных этапов ее развития.

Древнейший геологический этап – архейский (4,0-2,6 млрд лет назад). В это время бомбардировка метеоритами Земли пошла на убыль и начали формироваться фрагменты первой континентальной коры, которая постепенно наращивалась, но продолжала испытывать раздробление.

Раннепротерозойский этап (2,6-1,7 млрд лет) начало распада на отдельные крупные континентальные массивы огромного суперматерика Пангея-0, просуществовавшего около 300 млн лет. Океан развивается уже по теории Тектоники литосферных плит – спрединг, процессы субдукции, формирование активных и пассивных континентальных окраин, вулканических дуг, окраинных морей. Это время знаменуется появлением в атмосфере свободного кислорода.

Позднепротерозойский,или рифейскр-вендский этап (1,7-0,57 млрд лет.). Суперматерик Пангея-1 просуществовал почти 1 млрд лет. В это время отложения накапливались либо в континентальных условиях, либо в мелководных морских, о чем свидетельствует очень незначительное распространение пород офиолитовой формации, характерных для коры океанического типа. Палеомагнитными данными и геодинамическим анализом датируется время начала распада суперматерика Пангея-1 – около 0,85 млрд лет назад между континентальными блоками формируются океанические бассейны, ряд из которых замыкается к началу кембрия, увеличив тем самым площадь континентов.

На протяжении палеозойского этапа (575-200 млн лет)сохранялась тенденция, заложенная при распаде суперматерика Пангея-1. В начале кембрия начали зарождаться впадины Атлантического океана (океан Япетус), Средиземноморского пояса (океан Тетис) и Древнеазиатский океан на месте Урало-Монгольского пояса. Но в середине палеозоя началось новое объединение континентальных глыб, начались новые горообразовательные движения (начавшиеся в каменноугольном периоде и закончившиеся на рубеже палеозоя и мезозоя, получившие название герцинских движений), закрылся Проатлантический океан Япетус и Древнеазиатский океан с объединением Восточно-Сибирской и Восточно-Европейской платформ через складчатые сооружения Урала и фундамент будущей Западно-Сибирской плиты. В результате в позднем палеозое образовался очередной гигантский суперконтинент Пангея-2, который был впервые выделен А. Вегенером под названием Пангея.

На протяжении мезозойского этапа (250-70 млн лет) в геологической истории Земли произошли значительные изменения. Тектонические процессы охватили платформы и складчатые пояса. Особенно сильно тектонические движения проявились на территории Тихоокеанского, Средиземноморского и частично Урало-Монгольского поясов.

Кайнозойский этап развития Земли (70 млн лет – до настоящего времени). В кайнозойскую эру происходили очень интенсивно как вертикальные, так и горизонтальные движения на континентах и в океанских плитах. Тектоническая эпоха, проявившаяся в кайнозойскую эру, носит название Альпийской.