Методы определения возраста горных пород.

Содержание.

1. Введение …………………………………………… 2 стр.

2. Геохронологическая таблица……………………... 3 - 6 стр.

3. Методы определения возраста горных пород.........7 -

4.

 

 

Введение.

Проблема времени в геологии занимает особое место. События протекавшие на Земле в течение многих сотен миллионов лет, не соизмеримы с жизнью человека. Изучая через века прошлое нашей земли и вселенной физическими методами, некоторые ученые оценивают ее возраст миллиардами лет. В течение многих миллионов лет на поверхности нашей планеты проходил ряд геологических процессов: на месте древних морей возникали горы, ранее созданные горные хребты разрушались и погружались в пучину вод, затоплявших сушу. На дне морей и океанов слой за слоем накапливались пласты осадочных горных пород. Мощные вулканические извержения и излияния лавы затухали. Менялся климат отдельных частей земного шара. Простейшие организмы, возникшие в водной среде, уступали место более высокоорганизованным. В результате эволюции органического мира одни растительные и животные организмы сменялись другими.

Изучая последовательность образования горных пород, слагающих верхние части земной коры, а так же остатки флоры и фауны далеких времен, ученые восстанавливают историю развития земной коры и жизни на ней. Для определения времени существования нашей планеты по слагающим ее горным породам, необходимо, чтобы эти горные породы были первичными: возникли при образовании Земли и больше не изменялись. Если же они затем подверглись изменениям (преобразованиям), то абсолютный возраст таких пород покажет время последнего их преобразования, а не время существования земного шара. Изучением истории земной коры и истории развития органической жизни занимается ряд наук, нередко объединенных предметов историческая геология. В геологии приняты два летосчисления, получившие названия относительной и абсолютной геохронологии. С помощью методов геохронологии, в результате многочисленных исследований отечественных и зарубежных специалистов в настоящее время создана стройная схема развития органического мира на Земле, получившая название геохронологическая таблица. О ней пойдет речь в моем реферате, а так же о методах определения возраста горных пород и их формах залегания.

Геохронологическая таблица.

Геохронологическая шкала — геологическая временная шкала истории Земли, применяемая в геологии и палеонтологии, своеобразный календарь для промежутков времени в сотни тысяч и миллионы лет.

Согласно современным общепринятым представлениям возраст Земли оценивается в 4,5—5 млрд. лет. Подобные оценки основаны на данных определения возраста пород методами радиоизотопной датировки. Это время было разделено на различные временные интервалы по важнейшим событиям, которые тогда происходили. Граница между эрами фанерозоя проходит по крупнейшим эволюционным событиям — глобальным вымираниям. Палеозой отделён от мезозоя крупнейшим за историю Земли пермотриасовым вымиранием видов. Мезозой отделён от кайнозоя мел-палеогеновым вымиранием.

История создания шкалы

Во второй половине XIX века на II—VIII сессиях Международного геологического конгресса (МГК) в 1881—1900 гг. были приняты иерархия и номенклатура большинства современных геохронологических подразделений. В последующем Международная геохронологическая (стратиграфическая) шкала постоянно уточнялась.

Конкретные названия периодам давали по разным признакам. Чаще всего использовали географические названия. Так, название кембрийского периода происходит от лат. Cambria — названия Уэльса, когда он был в составе Римской империи, девонского — от графства Девоншир в Англии, пермского — от г. Перми, юрского — от гор Юра́ в Европе. В честь древних племён названы вендский (в́енды — нем. название славянского народа лужицких сорбов), ордовикский и силурийский (племена кельтов ордо́вики и силу́ры) периоды. Реже использовались названия, связанные с составом пород. Каменноугольный период назван из-за большого количества угольных пластов, а меловой — из-за широкого распространения писчего мела.

Принцип построения шкалы

Геохронологическая шкала создавалась для определения относительного геологического возраста пород. Абсолютный возраст, измеряемый в годах, имеет для геологов второстепенное значение.

Время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой) по появлению в осадочных породах ископаемых остатков. Криптозой — время скрытой жизни, в нем существовали только мягкотелые организмы, не оставляющие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением на границе Эдиакария (Венд) и Кембрия множества видов моллюсков и других организмов, позволяющих палеонтологии расчленять толщи по находкам ископаемой флоры и фауны.

Другое крупное деление геохронологической шкалы имеет своим истоком самые первые попытки разделить историю земли на крупнейшие временны́е интервалы. Тогда вся история была разделена на четыре периода: первичный, который эквивалентен докембрию, вторичный — палеозой и мезозой, третичный — весь кайнозой без последнего четвертичного периода. Четвертичный период занимает особое положение. Это самый короткий период, но в нём произошло множество событий, следы которых сохранились лучше других.

 

ЭРЫ	Периоды и их Длительность (в млн. лет)	Животный и растительный Мир
Название и длительность (в млн. лет)	Возраст (в млн. лет)
Кайнозойская (новой жизни).		Антропоген, 1.5	Появление и развитие человека. Животный и растительный мир принял современный облик
Неоген, 23.5	Господство млекопитающих, птиц
Палеоген, 42	Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее – парапитеков, дриопитеков. Бурный рас- цвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений.
Мезозойская (средней жизни), 163		Меловой, 70	Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и зубастые птицы еще распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных.
Юрский, 58	Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных.
Триасовый, 35	Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб.
Палеозойская (древней жизнь), 340	Возможно, Равен	Пермский, 55	Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных.
Каменноугольный, 75-65	Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников.
Девонский, 60	Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. Появление стегоцефалов. Распространение на суше высших споровых.

 

ЭРЫ	Периоды и их Длительность (в млн. лет)	Животный и растительный Мир
Название и длительность (в млн. лет)	Возраст (в млн. лет)
		Силурийский,	Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных – щитковых. Выход растений на сушу – псилофиты. Широкое распространение трилобитов, водорослей.
Ордовикский, Кембрийский,	Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей.
Протерозойская (ранней жизни), 2030			Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых- подтипа бесчерепных
Архейская (самая древняя в истории земли), 900	Возможно, > 3500		Следы жизни незначительны. Породы органического происхождения указывают на существование бактерий и водорослей.

 

 

Методы определения возраста горных пород.

Определение относительного возраста пород- это установление, какие породы образовались раньше, а какие - позже.

Относительный возраст осадочных г.п. устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов.

Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется - нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод может быть использован и при складчатом залегании слоев. Не может быть использован при опрокинутых складках.

Литологический метод основан на изучении и сравнении состава пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей, искусственных - карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади территории, отложения одинакового вещественного состава (т.е. состоят из одинаковых минералов и горных пород), могут быть одновозрастными. При сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и стратиграфически выдержаны на большой площади.

Тектонический метод основан на том, что мощные процессы деформации горных пород проявляются, как правило, одновременно на больших территориях, поэтому одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления периодически сменялись складчатостью и горообразованием.

Возникшие горные области разрушались, а на выровненную территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно накапливались толщи новых осадочных горных пород, в этом случае различные несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные толщи.

Геофизические методы основаны на использовании физических характеристик отложений (удельного сопротивления, природной радиоактивности, остаточной намагниченности г.п. и т.д.) при их расчленении на слои и сопоставлении.

Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления горных пород и пористости называется электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности - гамма-каротаж.

Изучение остаточной намагниченности горных пород называют палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического времени. Эта ориентировка сохраняется постоянно, если порода не подвергается нагреванию выше 500°С (т.н. точка Кюри) или интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнитизм позволяет т.о. сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).

Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в определении возраста г.п. с помощью изучения ископаемых организмов (подробно палеонтологические методы будут рассмотрены в следующей лекции).

Определение относительного возраста магматических и метаморфических горных пород осложнено отсутствием палеонтологических остатков. Возраст эффузивных пород, залегающих совместно с осадочными устанавливается по соотношению к осадочным породам.

Относительный возраст интрузивных пород определяется по соотношению магматических пород и вмещающих осадочных пород, возраст которых установлен. Определение относительного возраста метаморфических пород аналогично определению относительного возраста магматических пород.

 

Формы залегания осадочных пород: пластичные (пликативные) дислокации, разрывные (дизъюнктивные)

Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно. Осадочные породы в толще земной коры составляют лишь 5 %, а в ее поверхностных частях на их долю приходится около 75 %. Специфической особенностью осадочных пород является то, что они слоисты часто пористы, нередко содержат отпечатки различных представителей флоры и фауны или окаменелостей.

Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт. Пластом (слоем) называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Первоначальное залегание осадков в большинстве случаев почти горизонтальное. Всякое отклонение пластов от первоначального горизонтального залегания называется дислокацией (нарушением).

Дислокации бывают:

1. без разрыва сплошности слоев (пликативные дислокации). Это широко распространенные в земной коре деформации, приводящие к возникновению изгибов горных пород разного масштаба и формы. При пликативной дислокации либо не происходит макронарушений сплошности горных пород, либо породы разбиваются на множество небольших блоков, каждый из которых никакой деформации не испытывает, но поворачивается или сдвигается относительно соседнего, и только в целом создается впечатление складки. Складки могут иметь различный генезис и форму. Среди пликативных дислокаций различают следующие основные виды тектонических нарушений:

· моноклинали(1 на рис.) - наиболее простая форма связанных тектонических нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более градусов);

· флексуры(2 на рис.) - моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы тангенциальных тектонических сил;

· складки - тектонические нарушения представляют собой волнообразные изгибы слоев горных пород;

 

2. с разрывом (дизъюнктивные дислокации). Они проявляются в виде трещин, по которым происходит смещение пласта. Различают следующие дислокации:

· сбросы - разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной;

· взброс - разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной;

· надвиг - обратное сдвигу перемещение;

· сдвиг - представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию;

· ступенчатый сброс;

· грабен - когда подвижный участок земной коры опустился по отношению к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения;

· горст - обратное грабену движение.

Все дислокации являются результатом движений в земной коре.

Наличие дислокации нарушает однородность грунта, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов.

 

Заключение.

Итак, по данной работе можно сделать следующие выводы:

1.

 

Таким образом, образование тех или иных осадочных пород, особые формы их залегания и вместе с тем формы рельефа земной поверхности определялись в основном деформацией относительно тонкой и маложесткой в силу этого земной коры, пассивно следовавшей за деформацией самого земного шара и обязательно — климатической обстановкой.

 

Список литературы.

1. Чарыгин М.М., Общая и историческая геология, 1968 г., УДК: 551.4, 448 стр.

2. Маслов Н.Н., Инженерная геология, 1971 г., УДК: 624.131.1, 344 стр.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Дислокация_(геология)

4. Бондарев В.П., Геология. Курс лекций., 2002г., УДК: 55 (075.32), 224стр.

5.