Министерство образования и науки РК

КГКП «Геологоразведочный колледж»

БАЗОВЫЕ (опорные)

конспекты

По предмету: «Общая геология»

По специальности:

0702000 – Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых

Подготовлены преподавателем:

________Москальцева М. С.

Рассмотрены на заседании ГР ПЦК.

Протокол № __ от «__» _______20___ г.

Председатель ПЦК______ Москальцева М.С.

Базовые (опорные) конспекты составлены в соответствии с рабочим учебным планом, утвержденным в 2009 году, и рабочими учебными программами, утвержденными в 2011 году.

Рекомендованы учебной частью для использования.

Зам. директора по УР _____________ Савушкина Е.В.

Общее количество часов на предмет: 48

В том числе:

I семестр ______________

II семестр ______________

III семестр __48__________

IV семестр _____________

V семестр ______

VI семестр _____________

VII семестр ____ ________

Количество обязательных контрольных работ: 1 в V семестре.

Итоговый контроль: Обязательная контрольная работа.__

(ОКР., зачет)

Тематический план

п/п

Наименование разделов и тем

Количество учебного времени при очной форме обучения (час)

Специалист среднего звена

всего

практических

занятий

Введение

Раздел I.Общая геология.

Строение солнечной системы

Тема 1.2. Тема 1.1Положение.Земля в мировом пространстве

Тема 1.3.Вещественный состав земной коры.

Тема 1.6. Эндогенные геологические процессы

Тема 1.7.Экзогенные геологические процессы

Тема 1.8 Геологическая и техногенная деятельность человека

Итого

Раздел II. Историческая геология

Тема 2.1 Стратиграфические и тектонические основы историческая геология

Тема 2.2. Органические остатки и их стратиграфические значения

Тема 2.3. Характеристика основных стадий развития Земли

Итого

Раздел III

Региональная геология

Тема 3.1. Геологическая изученность и геотектоническое районирование территории РК

Тема 3.2 Характеристика платформ

Тема 3.3 Характеристика складчатых систем

итого

Контрольная работа

Экзамен

Итого

Содержание

Раздел 1.Общая геология

Урок №1 7

Введение .Строение солнечной системы.

Урок №2 10

Тема.1.2 Земля в мировом пространстве

Урок №3 13

Тема 1.3.Вещественный состав земной коры

Тема 1.4 Эндогенные процессы

Урок №4 19

Тема: Интрузивный и эффузивный магматизм

Урок №5 23

Тема : Землетресения, метаморфизм

Урок №6 28

Тема 1.4 Экзогенные процессы

Урок №7 30

Тема : Выветривание

Тема: Геологическая деятельность ветра, текучих вод, ледников, морей, подземных вод

Раздел II. Историческая геология

Урок №8 38

Тема 2.1 Стратиграфические и тектонические основы историческая геология

Урок №9 47

Тема 2.2. Органические остатки и их стратиграфические значения

Тема 2.3 Характеристика основных стадий развития Земли 65

Раздел III Региональная геология

Урок №10 68

Тема 3.1. Геологическая изученность и геотектоническое районирование территории РК

Урок №11 75

Тема 3.2 Характеристика платформ

Урок №12 78

Тема 3.3Характеристика складчатых систем

Рекомендуемые практические занятия:

Урок №13 Физические свойства минералов 80

Урок№14 Определение минералов 86

Урок №15 Определение горных пород 87

Урок №16 Составление и вычерчивания геохронологической шкалы 90

Урок №17 Определение фауны и флоры 92

Урок №18 Построение геологических карт со складчатым залеганием слоев 96

Урок № 19 Построение геологических разрезов с горизонтальным залеганием слоев 97

Урок №20 Составление палеографической карты 97

Урок №21 Построение и анализ стратиграфической колонки 108

Урок №22 Окончание работы ,зачет 149

Введение. Строение солнечной системы

План:

Урок №1

1. Геология – наука о Земле.

2. История развития развития науки геология.

3. Деление геологии на самостоятельные дисциплины.

4. Практическое значение геологии.

5. Понятие-Земля.

6. Строение Вселенной.

Геология – наука о земле («гео» – земля, «логос» – наука). Объект изучения геологии планета Земля. Геология изучает состав, строение, историю развития Земли. Общая геология изучает Землю в мировом пространстве и геологическую деятельность.

Состав Земли изучают следующие дисциплины:

Минералогия – наука о минералах.
Петрография – наука о горных породах.
Геохимия – наука о распределении химических элементов в земной коре.
Гидрогеология – наука о подземных водах.

Строение земли изучают:

Геофизика – комплекс наук исследующих физическими методами строение земли, ее физические свойства и геологические процессы.
Структурная геология – изучает формы залегания и деформацию геологических тел, размещение их в земной коре.
Геоморфология – наука о рельефе суши, морей, океанов.

Историю развития Земли изучают:

Историческая геология – изучает историю развития земной коры.
Стратиграфия – раздел исторической геологии, рассматривает историческую последовательность образования слоев горных пород.
Палеонтология – биологическая наука по остаткам растений и животных изучает историю прошлых геологических эпох.

Методы, изучающие строение и развитие земной коры:

Полевой геологической съемки направлены на изучение геологических отложений, извлеченного при бурении скважин. С горных пород в шахтах, а также на непосредственное изучение протекающих на поверхности геологических процессов.
Геофизический – используется для исследования глубинного строения земли и литосферы.

Геофизические методы делятся:

Сейсмические основаны на изучении распространения продольных и поперечных волн, определяет внутреннее строение оболочки земли.
Гравиметрический применяется для исследования вариации силы тяжести на поверхности земли.
Минерагический и петрографический. Используется для минерала и гонных пород при поиске полезных ископаемых.

Строение вселенной.

Что понимается под вселенной.
Какие тела выделяются вселенной.
Что представляют звезды, стадии развития.
Какие тела входят в состав солнечной системы. Порядок расположения планет.
Различия между внутренней и внешней группы планет солнечной системы.
Что представляют собой солнце, луна, астероиды, метеориты и кометы.
Методы изучения космического производства.
Сущность гипотезы Канта, Лапласа и сущность гипотез Шмидта и Фесенкова.

Наша Земля является крошечной составной частью единого материального мира, называется Вселенной. Вселенная – бесконечное пространство, заполненное звездами, облаками газа и пыли, межзвездной материей. Доступную для исследований часть Вселенной называют Метагалактикой. Главными объектами Метагалактики являются звездные системы, или галактики, в каждой галактике насчитывается от сотен миллионов до сотен миллиардов звезд. В одни из таких галактик, входят Земля и Солнце.

Большая часть материи Вселенной сосредоточена в звездах. Предполагается, что звезды образуются из диффузной межзвездной среды. Как показали наблюдения, А.А.Амбарцумяном, звезды рождаются группами или ассоциациями, в пределах которых все тела обладают сходными свойствами. В начальной стадии рождения звезды происходит сгущение и уплотнение материи, а затем ее гравитационное сжатие. Когда температура звезды достигает 10-15 млн.К. Звезда вступает в самую длительную стадию развития, которая называется главной последовательностью. Звезды начинают термоядерные реакции, превращение водорода в гелий.

Вокруг Солнца обращается рой более мелких холодных космических тел: планет, их спутников, астероидов, комет, метеоритов. Эти тела вместе с солнцем называются Солнечной системой. Планеты располагаются в следующем порядке: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон.

Солнце – центр Солнечной системы. Солнце – желтая звезда средней величины. Солнце окружено сильно разреженной нагретой плазменной оболочки – солнечной атмосферой. Фотосфера – тонкий слой газа, прозрачный, с концентрацией частиц 10¹⁶-10¹⁷ в 1 см³ t = 5-6 т.к. Толщиной 350 км. Хромосфера – излучающий слой протяженностью 10000 км. t = 5-15 тыс.к., плотностью 3 · 10^-12 г/см³. Корона – внешний сильно разреженный слой солнечной атмосферы с температурой около миллиона градусов. Состоит из свободных протонов и электронов.

Метеориты – тела, падающие на землю, из межпланетного пространства; от астероидов отличаются меньшим размером. Ежегодно на земную поверхность падает около 10 тыс. т.мет. вещества. Наиболее древний метод изучения космического пространства – астрономический. Он появился за много веков до нашей эры, когда окружающий мир познавался простым созерцанием. Настоящую революцию в зарождающейся астрономии вызвало совмещение видимой полусферы с невидимой (основа для создания геоцентрической системы мира) метеоритный метод. С их помощью изучают вещественный состав Солнечной системы и процессы ее образования. Метеориты состоят из тех же минералов, что и горные породы земной коры. В их составе: графит, самородное железо, сульфиды, оксилы, карбонаты, фосфаты.

Солнечная система характеризуется следующими свойствами:

Все ее планеты и их спутники обращены вокруг солнца по эллиптическим орбитам.
Все ее планеты и их спутники движутся вокруг солнца в одной и той же плоскости.
Солнце и планеты кроме Урана и Венеры вращаются в одном и том же направлении.
Близкие к Солнцу планеты имеют ту же плотность и земля, удаленные от солнца планеты начиная от Юпитера имеют меньшую плотность.
Расстояние между орбитами планет приблизительно удваиваются при переходе к каждой из них.

Теория Канта.

Исходит из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в процессе которого сначала возникло центральное тело – солнце, а потом планеты.

Лаплас считает первоначальную туманность очень горячей и находящихся в состояние быстрого вращения, в силу больших центробежных сил возникли кольца, они конденсировались, образуя планеты. Но по теории Лапласа планеты образовались раньше Солнца.

Гипотеза Шмидта.

Согласно планеты солнечной системы образовались из межзвездной пыли, захваченные солнцем при его движении в мировом пространстве. В процессе движения мелкие частицы сосредоточились в экваториальной части и облако и превратились в диск. В уплотненном диске начали возникать сгущения и двигаясь вокруг Солнца сгущения вычерпывали рассеянное вещество диска. Масса концентрировалась образование зародышей будущих планет.

Гипотеза Фесенкова.

Солнце и планеты образовались одновременно из газово-пылевой туманности находятся в неустойчивом состояние при этом возникло звездообразное сгущение Солнца окруженное газово-пылевой средой и вытянутое вместе с окружающим его облаком к плоскости экватора. В условиях очень быстрого вращения газово-пылевая туманность не смогла присоединиться к центральному сгущению все дольше от Солнца. Постепенно газово-пылевая материя уплотнилась, превратившись в современные планеты.

Контрольные вопросы:

1.Что понимается под Вселенной

2.Какие тела выделяются во Вселенной

3.Что представляют собой звезды

Урок №2

Тема.1.2 Земля в мировом пространстве

План:

1.Плотность Земли.

2.Радиус Земли.

3.Форма Земли.

4.Понятие земной коры.

5.Продольные ,поперечные волны.

6.Мантия и ее оболочки

7.Ядро

По определению форма Земли шарообразная, но в зависимости от центробежной силы земля приплюснута на полюсах и вытянута по экватору, поэтому форма земли эллипса и называется геоид. Поверхность Земли покрыта водой 70,8% и оставшаяся часть 29,2% суша. Водная поверхность разделена материками на 4 сообщающихся между собой океанами: Атлантический, Тихий, Северно-ледовитый, Индийский. Суша состоит из 6 материков: Южная и Северная Америка, Антарктида, Австралия, Африка, Евразия. Среди вод разбросаны острова. Материки имеют неправильную форму. Средняя высота 850 м. Средняя глубина океана 3800 м. Наиболее высокая точка Джамалунгма 888 к. Самая низкая – Мариинская впадина 11072 м. Ровные участки суши со средними отметками 200 м. называются равнинами (20% суши). Поднятые участки до 1000 м плоскогорьями. Наиболее высокие линейно-вытянутые поднятия – горными хребтами, а их соединения горными поясами.

Западно-Тихий океанический пояс включает в себя: Чукотку, остров Сахалин. Восточно-Тихий океанический пояс охватывает Кордильеры и Южный Широтный пояс. Среднеземноморский океанический пояс – с гор Северной Африки и продолжается на восток охватывает Пиренеи, Альпы.

Часть океана, вдаваясь в сушу, образует моря и заливы. Моря окружены со всех сторон сушей называются внутренними, имеющие связь с океанами внешними. У берегов развиты островные дуги, вдоль которых находятся глубокие океанические впадины. Океаническое дно более плоское, строение дна: шельф, континентальный склон.

Физические свойства Земли.

К физическим свойствам Земли относятся: сила тяжести, плотность, упругость, теплота, магнетизм, радиоактивные свойства.

Сила тяжести – равнодействующая сила, между силой притяжения и центробежной силой. За опорный пункт нормальной силы тяжести положено считать в городе Потсдам. Относительно этого пункта сделаны расчеты по силе тяжести и в других районах земли. Для силы тяжести свойственные аномалии. Они бывают отрицательны для легких руд, положительны для тяжелых руд. Плотность – определенное отношение массы тела к его объему. Средняя плотность Земли 5,52 г/см³. Земная кора 2,7г/см³. Плотность ядра 2,78 г/см³.

Упругость – свойство тел оказывать сопротивление, изменение их объема и формы под влиянием механического напряжения.

Тепловые свойства – тепловой режим земли обусловлен 2 причинами:

излучение солнца 95%
из недр земли 5%

Отражающая способность земли называется альбедо. Область глубин, где температура остается постоянной и равна средней годовой температуре района, называется поясом постоянных температур. Температурный режим в недрах земной коры выражается геотермической ступенью и геотермическим градиентом. Геотермическая ступень – глубины в метрах, на которую нужно опуститься вглубь земной коры, чтобы температура поверхности на 1º геотермический градиент выражает количество Сº на которой повысится температура с глубиной через каждые 100м. Магнитное склонение, Земля – гигантский магнит с магнитным силовым полем вокруг. Земля имеет магнитные полюса, которые не совпадают с географическими поясами ввиду несовпадений магнитных полюсов, различных магнитных склонений и наклонений. Магнитное склонение определяется углом, образованным между стрелкой компаса и географическими меридианами. Магнитное наклонение – угол, образованный между стрелкой компаса и горизонтальной поверхностью.

Строение Земли.

Внутреннее строение Земли.

Внутреннее строение Земли установлено по материалам геофизических исследований. Земная кора доходит до 70 км. Мантия от нижней границы земной коры до ядра 2900 км. Ядро простирается до глубины 371 км. Граница между нижним слоем земной коры и мантией называется поверхность Мохоровича. Граница между нижним слоем мантии и внешним слоем ядра называется границей Гуттенберга. Земное ядро делится на 2 слоя: внешнее ядро расположено в интервале глубин от 5100 км до 2900 км. Сложено оно жидким веществом, поскольку поперечные волны в него не попадают. Внутреннее ядро занимают глубины 6371 км до 5100 км. Внутреннее ядро твердое, представлено железоникелевой примесью. Мантия подразделяется на 2 части: верхнюю и нижнюю. Верхняя состоит из 3 слоев. Верхний слой толщиной 50 км, состоит из твердого и хрупкого кристаллического вещества, вместе с земной корой он образует литосферу (каменную оболочку земли). Средний слой верхней мантии называется астеносферой. Она состоит из аморфного стекловидного вещества, толщина около 100 км. Нижний слой верхней мантии достигает глубины 10-25 км. Нижняя мантия проходит до глубины 2900 км, сложена твердым кристаллическим веществом и преобладают в слое оливин и пироксен.

Земная кора подразделяется на 2 типа: материковая и океаническая. Континентальная кора (материк) распространена в пределах материка, имеет мощность 30-40 км в платформенных областях и до 70 км в высокогорьях. Нижний ее слой базальтовый, обогащен магнием и железом, толщина слоя от 15-40 км. Выше лежит гранитогнейсовый слой, представленный в основном кремнием и алюминием. Мощность 10-30 км. Выше гранитогнейсового слоя залегают осадочные породы мощностью от 0 до 15 км. Выделенная по сейсмическим данным граница между базальтовым и гранитогнейсовым слоями не всегда четко прослеживается и называется границей конрада.

Океаническая кора мощность 6-7 км также имеет трехслойное строение. Нижний слой базальтовый, мощность 4-6 км. Средней чередуется пластами плотных осадочных пород и базальтовых лав, верхний слой из рыхлых осадочных пород до 700 м.

Внешняя оболочка Земли.

Относятся: гидросфера, атмосфера, биосфера. Земля окружена атмосферой, нижний ее слой тропосфера простирается до высоты 14 км. Происходящие здесь процессы играют определенную роль для формирования климата на планете. Температура в тропосфере падает с увеличением высоты. Слой от 14-55 км называется стратосфера. Здесь температура возрастает с увеличением высоты. Еще выше примерно до 85 км находится мезосфера, в которой наблюдаются серебряные облака. Для биологических процессов имеет озоносфера от 12-50 км. Область выше 50 км называется ионосферой. Гидросфера объединяет всю совокупность форм проявления воды в природе, включая воду, которая входит в состав гонных пород и минералов. Осадки, накапливающиеся на дне морей и океанов образуют осадочный слой, переходящий в горные породы. На скорость накопления осадков влияет рельеф морей и океанов.

Химический состав морской воды.

В водах морей и океанов растворены все химические элементы таблицы Менделеева. Основными являются: Ca, Na, O2, H, на их долю приходится 95%. Средняя соленость воды 65%. Общее количество газов зависит от температуры и давления при понижении температуры и повышении давления количество газов увеличивается.

Динамика океаносферы.

Все движения воды подразделяются на 3 группы:

волнения;
течения;
отливы и приливы.

Волнения – возникают в результате действия ветра на поверхность воды все волнения относятся к колебательным движениям, их способностью является в движениях частиц как в вертикальных и горизонтальных направлениях, волнения производят разрушительную работу, которая называется абразией.

Течения и их типы:

дрейфовые течения возникают в результате ветра, который дует в одном направлении ветра;
каникционные – от воздушных масс;
барарадиентные – от атмосферного давления.

Биосфера – область нашей планеты, представлена заселенными живыми организациями в зависимости от физико-географической обстановки выделяются несколько бионамических зон, которые разделяются по условиям существования организма.

Живые организмы играют большую роль в образовании осадочных пород и в росте океанического слоя земли. Микроскопические одноклеточные водоросли способны накапливать кремнезон. Одноклеточные растения, отмирая накапливают углекислый кальцит, образуя при этом мел и известняк. Водоросль сапранели отмирая в течение многих веков могут образовывать месторождения нефти и газа.

Урок №3

Тема 1.3.Вещественный состав земной коры

План:

1. Понятие о минералах и их кристаллических строениях.

2. Происхождение минералов.

3.Использование минералов в народном хозяйстве.

4.Физические свойства минералов

5.Горные породы, распространение в Земной коре.

6.Происхождение горных пород.

Строение земной коры. Вещественный состав земной коры.

Эндогенные Экзогенные Метаморфные

магма, температура осадочные породы деятельность температура давление

магматические породы человека

атмосферные осадки метаморфические породы

Земная кора состоит из химических элементов. Среднее количество химических элементов в земной коре называется кларком (в часть ученого). Основные химические элементы в земной коре: О2-47%; кремний – 29,5%; Al-8%; Fe-4,65%; Ca-3%; Na, K-по 2,5%; магний – 1,67%; Н-0,15%.

Природные химические соединения, обладающие определенными физическими и химическими свойствами, называются минералами. Физические свойства минералов: цвет, блеск, цвет черты, твердость, спаянность, магнитность. Цвет для многих минералов является важным диагностическим свойством. Например: малахит, киноварь. Блеск – способность минерала отгонять свет, блеск бывает металлический, полуметаллический, стеклянный, алмазный, матовый, шелковистый. Цвет черты может быть не схож по цвету минерала, поэтому определенный цвет черты положено в порошке. Твердость – способность минерала оставлять царапины на менее твердых минералах, существует школа Маоса:

тальк
гипс
кальцит
флюорид
апатит
ортоклаз
кварц
топаз
корунд
алмаз

В полевых условиях твердость минерала можно определить ножом (6), ногтем (2), стеклом (5), монетой (3).

Спаянность – способность минерала раскалываться на пластинки. Спаянность бывает весьма совершенная слюда, совершенный кальцит, шпат, средняя спаянность, несовершенная и весьма несовершенная.

Магнитность – способность минерала отклонять магнитную стрелку. Все минералы в зависимости от химического состава делятся на классы:

самородные элементы (золото, серебро, медь, сера, графит, алмаз);
сульфиды (пирит, халькопирит, галенит, сфалерит, киналь);
галогениды (галит, сильвин, флюорит);
карбонаты (кальцит, малахит, доломит);
сульфат (гипс, ангидрид);
силикаты (оливин, топаз, гранаты, роговая обманка, тальк, слюда);
окислы, гидроокислы (кварц, гематит, магнитит, лимонит, корунд);
фосфаты (апатит, фосфорит).

Минералы подразделяются на твердые, жидкие (нефть), газообразные. Наиболее распространены твердые металлы, среди которых в свою очередь преобладают кристаллические и гораздо реже встречаются аморфные минералы с хаотичным расположением атома. Наука о строении кристаллических минералов называется кристаллографией. Кристаллические минералы, в которых физические свойства отличаются по разным направлениям, называются анизотропные. Минералы, в которых физические свойства одинаковы во всех направлениях, называются однородными. Аморфным минералам характерна изотопность, сохранение физических параметров. Независимо от направления, минералы делятся на породообразующие и акцессорные. Породообразующие минералы играют первостепенную роль в составе горных пород они преобладают. Акцессорные минералы встречаются в виде примеси или налета, не более 5% от общего объема породы.

Горные породы.

Агрегаты, состоящие из постоянных минеральных зерен характеризуются определенным строением, физическими свойствами и геологическими условиями образования. Полиминералами называют горными породы, состоящие из нескольких минералов. Мономинеральные – состоят из одного минерала. По условиям образования горные породы делятся на магматические, осадочные и метаморфологические. Происхождение горных пород запечатлено в их структурах и текстурах; под структурой понимают особенности внутреннего строения горных пород: кристаллическая форма абсолютные и относительные размеры слагающие кристаллы и зерна текстурой называется сложение горной породы, т.е. пространственное размещение, слагающих ее кристаллов и зерен. Магматические горные породы возникают из магматического расплава в зависимости от застывания магмы. Они подразделяются на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся) – формируются на поверхности при излиянии лавы к интрузивным породам характерна полнопристая структура. В силу неоднородного магматического расплава породы отличаются по химическому, а, следовательно, по минералогическому составу; главным критерием разделения пород является кремнезем, что обуславливает окраску пород. Чем больше содержание кремнезема, тем порода светлее. Кислые породы очень светлые, содержат 65% кремнезема. Состоит в основном из кварца и ортоклаза (гранит). Средние породы несколько темнее, содержит 65-52% кремнезема, состоят из ортоклаза, плагиоклаза и включают до 30% темных минералов (биотит, роговая обманка). Основные породы содержат кремнезема от 52-45% состоят в основном из плагиоклазов и пироксенов. Ультраосновные – черные, темно-зеленые породы содержат менее 45% кремнезема, сложены оливином, пироксеном, практически лишены полевых шпатов.

Осадочные породы.

Осадочные горные породы накапливаются на поверхности и занимают 75% суши, более 95% накопления происходит в морских условиях. Большинству осадочных пород характерна слоистая структура, отражающая периодичность осадка накопления. Характер слоистости зависит от конкретных условий, а первостепенным является динамика среды, так в стоячей воде возникает горизонтальная слоистая, а в речном потоке – наклонная. Еще одной характерной зависимостью является пористость, которая подразделяется на грубую, крупную, мелкую, тонкую. Обломочный материал формируется в результате механического разрушения любых других горных пород и классифицируется по 3 признакам: 1) размер облаков; 2) форма облаков; 3) наличие цемента.

Характер обломков и сложения

Рыхлые

Сцементированные

Основные структуры

Обломки остроугольные

Обломки окатанные

Обломки остроугольные

Обломки окатанные

более 1000

глыбы

крупные валуны

Псефитовые грубообломочные

100-1000

мелкие глыбы

валуны

10-100

щебень

галечник

брекчия

конгломерат

2-10

дресва

гравий

0,1-2

песок

песчаник

псаммитовые (песчаные)

0,01-0,1

алеврит

алевролит

алевритовые (иловатовые)

менее 0,01

пелит (глина)

аргелит

пелитовые (глинистые)

Глинистые породы.

Состоят из мельчайших частиц диаметром менее 0,01 мм. Большая часть возникает в процессе химического выветривания. Накопление глин связано с осаждением вещества из коллоидных растворов, в силу чего глинам характерна горизонтальная слоистость, при гидратации глина уплотняется и переходит в агрелиты.

Хемогенные породы возникают из кристаллических веществ, перенасыщенных водных растворов, хемогенные породы мономинеральные, состоят из минералов класса карбоната, хемогенные известняки класса сульфатов, гипс. Хемогенным породам свойственна кристаллическая зернистая структура, текстура однородная.

Органогенные породы.

Образуются при накоплении в период отмирания животных и растений, прежде всего, беспозвоночных растений. Некоторые породы возникают в результате скопления остатка (торф, нефть, газ, фосфор). По минеральному составу преобладают карбонатные породы; реже встречаются кремнистые породы. Характерная структура, биоморфная (состоящая из маленьких скелетов). Текстура в основном пористая.

Метаморфические породы.

Возникают в результате глубокого преобразования ранее преобразовавшихся магматических и осадочных пород. Минеральный состав этих пород зависит от условий метаморфизма и состава исходных пород. Всем метаморфическим породам свойственна полная кристаллическая структура, которая подразделяется на крупно-, средне-, мелко- и скрытозернистую. Кроме того, выделяются следующие структуры: парфиробластовую и гранитобластовую. Текстуры разные: сланцеватая (проявляется в параллельно слоистом расположении пластичных минералов); полосчатые (образуются при чередовании неоднородных по мощности слоев разного минерального состава); плойчатая (возникает при слиянии пород в тонкие складки). Два основных фактора преобразования пород в метаморфические – это температура и давление.

Методы определения возраста горных пород.

Геохронологическая школа.

Согласно сегодняшним представлениям, возраст земли насчитывается 4,6-4,5 млрд. лет. Эта цифра выявлена по результатам определенных возрастов метеоритов, падающих на землю. Процесс формирования нашей планеты называется аккрецией. Возраст наиболее древних пород литосферы будет соответствовать рубежу окончания формирования Земли как планеты и начало ее геологического развития. Самые древние породы являются сереегнейсы, возраст их 3,9-3,7 млрд. лет. Данная цифра свидетельствует, что формирование Земли как планеты 0,7-0,6 млрд. лет. В геологии существует понятие об относительном и абсолютном возрасте горных пород. По относительному возрасту распространены следующие методы: стратиграфический, палеонтологический, петрографический. Стратиграфический метод основан на законе пластования слоев горных пород, т.е. слой, находящийся снизу, древнее слоя, находящегося над ним, однако часто первичные залегания слоев могут быть нарушены тектонических движений и поэтому этот метод неприемлем на далекие расстояния.

Палеонтологический – основан на изучении остатков древних вымерших организмов, эволюционное развитие позволило выделить ряд руководящих ископаемых организмов, живших в строго определенных отрезках истории. Эти окаменелости обладают следующими свойствами: встречаются в вертикальном разрезе в ограниченном числе слоев; имеют широкое горизонтальное распространение, легко распознаются и часто встречаются. Петрографический основан на описании горных пород и изучении, сопоставлении их с аналогичными определенными породами других регионов.

Определение абсолютного возраста земли: абсолютный возраст Земли основывается на измерении численных данных самопроизвольного распада радиоактивных элементов, они называются периодами полураспада. Для определения абсолютного возраста достаточно установить весовое соотношение радиоактивного элемента и продукта его распада в данной горной породе. Например, в момент осаждения какой-то горной породы в ее составе присутствует 1г 40 радиоактивного изотопа Са. Для того, чтобы 1г изотопа Са превратить в 1г изотопа аргона, необходимо 1млд.300мил. лет.

Уран – свинец (4,488 млр.лет).

Рубидий – стронций (4,88 млр.лет).

Геохронологическая шкала.

На основе определения абсолютного возраста разработали и составили геохронологическую шкалу, которая отражает историю развития земной коры. Параллельно геохронологической шкале (временной) соответствует стратиграфическая (вещественная). Геохронологическая шкала включает несколько рангов подразделения, причем каждая геохронологическая единица имеет соответствующую единицу. Когда мы говорим о геохронологических единицах, то имеет в виду определенные отрезки времени в истории развития Земли. А стратиграфическое подразделение представляет собой совокупность толщ горных пород в данном отрезке времени. Одно из крупных подразделений геохронологии является эон, соответствующий ему: стратиграфические эоны подразделяются на эры, эротемы (архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой). Эры подразделяются на периоды (системы), это: палеозойская эра, кембрийская, ордовикская, силувийская, девонская, каменноугольная, пермская.

Геологический возраст – (осадконакопление) возраст горных пород с осадконакоплением.

Контрольные вопросы:

1. Разделение процессов минералообразования, с чем оно связано?

2. Что такое второстепенные минералы?

3. Почему не все минералы непрозрачные, чистые (напрмер, кварц)?

4 По происхождению месторождения Кальмакыр, к какому типу относится?

5.Термины - интрузив и эффузив, что это такое.

6. Какие рассыпные месторождения ценных минералов знаете?

7 Какие минералы относятся к породообразующим минералам?

8. По какому признаку классифицированы минералы?

9. В чём отличие горных пород от минералов?

10 Литосфера Земли, состав литосферы (из чего состоит)?

11. Классификация магматических пород создана для какой цели?

12. Как образуются порфириты, порфировые породы?

13. Чем отличается излившиеся породы от глубинных?

14. Дунит, диабаз, базальт.

Тема№ 1.4 Эндогенные процессы

Урок №4

Тема : Интрузивный и эффузивный магматизм

Геологические процессы. Основные виды геологических процессов и условия их проявления.

эндогенные экзогенные метаморфические

магматизм выветривание деят-ть подз.вод деят-ть ветра движущие факторы:

давление, tº

интрузивный эффузивный деят-ть морей, деят-ть ледников деят-ть

болот, озер текучих вод

землетрясения, вулканизм, стадии экзогенных процессов

тектонические движения

разрушения перенос превращение накопление

источник энергии

Источник энергии Движущие факторы:

тепловая энергия Солнца тепло, вода, сила тяжести,

сила гравитации ветер, лед, организмы.

Вся совокупность геологических процессов ведет к образованию горных пород и соответственно к формированию сложенных породами различных форм рельефа. В зависимости от энергетического источника и места протекания геологических процессов их можно разделить на внешние и внутренние. Необходимо представлять, что процессы породообразующие слагаются из противоположных явлений с одной стороны с образованием гонных пород, с другой стороны их разрушения. Причем формирование и разрушение тесно связано друг с другом. Например: магматическое происхождение гранита при разрушительном процессе ведут к образованию щебня и гальки, в дальнейшем изменение обломков ведет к возникновению новых пород гнейсов, метаморфического происхождения. Экзогенные процессы – процессы, протекающие на земной поверхности или на небольших глубинах, процессы осуществляются за счет ледников, ветра. Деятельность этих процессов включает в себя 4 важных вида работы: главными энергетическими источниками являются солнечная радиация и сила тяжести. Поскольку солнечная радиация по земной поверхности неравномерно ее приход изменяется по сезонам года и времени года, то и деятельность внешних процессов подчиняется тем же закономерностям.

В результате осадка накопления горных пород происходит в морях и океанах (седиментация).

Эндогенные процессы.

Протекают в недрах Земной коры, это: землетрясение, извержение вулканов, тектоническое движение. Они создают значительные неровности поверхности, вызывают образования гор, вулканических конусов и океанических впадин. Батолиты – крупнейшие интрузивные образования площадью более 100 км². Форма тел изометрическая. Шток – подобен батолиту, площадь меньше 100 км². Дайки – возникают при заполнении магмой узких трещин в земной коре. Мощность от нескольких сантиметров до сотен метров. Жила – подобна формам дайки, но стенки волнистые, жилы переплетаются и ветвятся.

Лакколиты имеют грибообразную форму, обусловлены тем, что масса поднимает выше лежавшие слои осадочных пород. Лаполиты имеют чашеобразную форму, возникает при заполнении магмой синклинальные складки. Силы формируются при заполнении магмой горизонтальных или наклонных пластов. Некки – трубообразные интрузивных вулканических областях.

Совокупность процессов и явления, связанные с выходом магмы на поверхность, называется вулканизмом. В зависимости от условий и путей проникновения магмы на поверхность, различают 2 типа: трещинный тип и центральный. Трещинные вулканы изливаются на поверхность и имеют очень жидкую и подвижную лаву, извержение носит обычный характер, растекающаяся на поверхности лава создает обширные покровы называется трапповые.

Вулканы центрального типа в своей осевой части имеют цилиндрический канал, соединяющий кратер с магматическим очагом, воронкообразное углубление называется кратером. Конусы большинства вулканов образуются из пересланещих потоков застывшей магмы, такие вулканы называются стратовулканы.

5 4

Вулканическая бомба.
Канонический вулкан.
Слой пепла, залы и лавы.
Дайка.
Жерло вулкана.
Силл.
Магматический очаг.

Форма конусов редко бывает правильной и образует следующие виды вулканических построек: сомы, мары, диатремы, кальдеры. Кальдеры – осевший вглубь конус вулкана. Сомы – вулкан в вулкане. Мары – невысокие пальцевые формы вулкана от 25 м до 300 м в диаметре. Диатремы – трубки взрыва, по-другому называются кимберлиты, состоящие из вулканических брекчий, синих глин и ультраосновных пород.

Классификация вулканов.

Вулканы классифицируются по характеру размещения на земле: существуют наземные и подводные. Наземные сосредоточены вдоль глубинных разломов, главным образом на побережьях океанов, островных дуг. Подводные расположены на океаническом дне и срединных океанических хребтов. Многие вулканы становятся надземными по степени активности: действующие около 500 вулканов, основная часть расположена на суше. Уснувшие – происходило извержение в прошлое время. Типы вулканов: вулканы отличаются друг от друга по характеру извержения. Сначала происходит землетрясение, потом извергаются газы, изливается лава. Извержение может происходить от нескольких часов до нескольких месяцев. Подобные циклы повторяются около 700 раз. Время между циклами может измеряться годами и столетиями. По характеру вулканы делятся на 3 типа: 1) лавовые; 2) смешанные; 3) газововзрывной.

Лавовые подразделяются: 1) площадкой лавой разливалась, занимая площадь в сотни тысяч; 2) трещинный тип растекается из линейно вытянутых трещин, протяженность до десятка км; 3) гавайский тип близок к трещинным вулканам, но извержение происходит через центральные каналы. Конус имеет щитовидную форму. Смешанный подразделяется: 1) Стромболианский тип извержения происходит часто за счет близко расположенного очага;

2) Вульканский тип близко расположен очаг;

3) Этновезувианский тип лава образует потоки протяженностью в десятки км., иногда срывает конус. Газововзрывная категория: 1) Пелейский тип образования многочисленных трещин из них вырываются газы, небольшое излияние лавы; 2) Бандайсанский тип: газ поднимается вверх, взрывом разрушается конус; 3) газововзрывная воронка, имеет вид блюдцеобразных впадин, окружена кольцевым конусом, внутри образовывается озеро.

Продукты извержения вулканов.

В результате извержения образуются: жидкие, твердые, газообразные продукты извержения. В зависимости от содержания SiO2 бывает вязкий, мало подвижный и очень подвижный. Жидкие продукты: лава. К твердым: вулканический песок, лапилль, вулканические бомбы. Лапилль – обломки пород размером от горошины до грецкого ореха. Вулканические бомбы от грецкого ореха до глыб весом до нескольких тонн. Твердые продукты извержения уплотняются и превращаются в вулканический туф. Если продукты извержения оседают в море, то они образуют тезфид.

Фазы извержения:

Действующие вулканы отличаются друг от друга периодичностью извержения. Фазы извержения: 1) землетрясение; 2) извержение; 3) поствулканическая стадия. В поствулканическую стадию по трещинам выделяют газы и пары воды.

Контрольные вопросы

1.Что такое магма?

2.На каких глубинах образуется магма

3.Понятие дифференциации и ассимиляции магмы

4В чем заключается различие между магмой и лавой?

5. Какие интрузивные тела Вы знаете и каковы условия их залегания?

6. Что называется эффузивным магматизмом (вулканизмом)?

7. Какие магматические горные породы Вы знаете и на каком признаке основана их классификация?

8. Что такое дифференциация магмы?

9. Какие выделяются типы вулканов и как они распределяются на Земле?

10.Какие продукты извержения Вы знаете?

Урок №5

Тема : Землетресения, метаморфизм

План:

1.Понятие землетресения

2.Классификация землетресения

3.Шкала бальности

4.Моретресение

5.Классификация складок

6.Разновидноть складок

7. О складчатых а разрывных дислокациях.

8. О характере залегания слоев.

9.Типы разрывнных нарушений

10.О процессе метаморфизма.

11.Контактовый метаморфизм.

12Региональный метаморфизм.

13Дислокационный метаморфизм.

Землетрясения – это внезапное сотрясение отдельных участков Земной коры под действием внутренних сил Земли.

Землетрясения делятся:

Обвальные;
Вулканические:
Тектонические.

Обвальные – в районах интенсивного образования карстов. Вулканические – за счет извержения вулканов. Тектонические – на них приходится 95% всех землетрясений в результате глыбовых движений земной коры. Место, где в недрах земли происходит толчок, называют гипоцентр. Место на земной поверхности расположены над гипоцентром, называют эпицентр. Если гипоцентр находится под океаническим дном, то возникают особые волны, называемые цунами. Сила землетрясения измеряется по 12-бальной системе.

Тектонические нарушения.

Тектонические движения приводят к разному роду нарушений в условиях первоначального залегания слоев. Такие нарушения называются тектонические нарушения или дислокацией.

Тектоническая дислокация делится на:

Пликативные (складкообразные);
Дизъюнктивные (разрывные).

Пликативные – разрушения без разрыва сплошности. Дизъюнктивные – с разрывом сплошности, ведут к расколу горных пород. В пределах любого слоя можно выделить подошву нижнюю и более древнюю, верхнюю и более молодую. Истинной мощностью слоя называют длину слоя перпендикулярную кровлю. Видимой мощностью слоя называют расстояние от кровли до подошвы, измеренное вместе с выходом слоя на поверхность.

Пликативные нарушения.

Пликативные дислокации можно разделить на 3 типа: 1) моноклинари; 2) флюксура; 3) склад дислокации. Моноклинари – обширные территории, сложенные наклонно, падающие слоями в одном направлении. Флюксура – крутые перегибы слоев в местах резкого изменения глубины их залегания. Складчатые дислокации представлены волнообразными изгибами слоев. В строении каждой складки выделяют: 1) замок (место перегиба слоя); 2) крылья расходящихся от замка участки изогнутого слоя; 3) шарнир – линия перегиба складки в замке. Ровные шарниры встречаются довольно редко, как правило они имеют волнообразные движения и это явление называется индуляция; 4) ось складки – проекция шарнира на горизонтальную плоскость; 5) осевая плоскость – воображаемая плоскость, проведенная через шарнир и равна удалена от обоих крыльев; 6) ядро – внутренняя часть складки, относительно которой произошло смятие слоев.

Классификация складок:

По соотношению возраста ядра и крыльев;
По положению осевой плоскости;
По соотношению длины и ширины складки;
По форме замка и крыльев.

Складки бывают антиклинальными и синклинальными. В антиклинальных складках породы ядра древнее, чем породы крыльев, в синклинальной – наоборот. По положению осевой плоскости складки бывают:

прямая складка, осевая плоскость прямая ∩ ;
наклонная, крылья падают под разными углами, осевая плоскость наклонена к более пологому крылу;
опрокинутые – оба крыла и ось плоскости падают в одну сторону;
лежачий – ось плоскости лежит горизонтально ;
Перевернутая ось плоскости под отрицательным углом.

По соотношению длины и ширины складок:

Линейная – длина их многократно превосходит ширину, такие складки характерны для центральных горных областей, обр. синклинали и антиклинали
Брахискладки (короткие складки) – длина в 2-3 раза превосходит ширину, они называются брахиантклиналями и брахисинклинарии, возникают обычно на переверии горных областей

Равновеликие складки – длина примерно равна ширине, при антиклинари такие складки называют куполами, при синклинари – мульды.

По форме замка и крыльев выделяют:

Изоклинальная – крылья параллельны друг другу;
Грибневидная – крылья расположены под острым углом;
Арковидная, пологая – замок имеет округлую форму;
Веерообразная – пережата в области ядра;
Сундучная – имеет пологий замок и крутые крылья.

Дизъюнктивные дислокации.

Разрывные нарушения, возникающие в слоях горных пород:

Разломы пород без смещения тостов называются диоклазы.
Со смещением пород – называются параклазы.
Разломы, относительно которого произошло смещение, называются смеситель.

а r3 r2

^{…………………}r1 Б

А ^{………………}

^{+ + + + + + + + + + ………………}

^{+ + + + + + + + + + + +}

а, в – смеситель; А, Б – крылья; r1 – истинная амплитуда смещения; r2 – вертикальная амплитуда смещения; r3 – горизонтальная амплитуда смещения; крылья – участок земной коры, расположенный по обе стороны смесителя. Лежачее крыло – крыло, которое находится под смесителем. Висячее крыло – над смесителем. Амплитуда сброса – величина относительного перемещения слоев. Без смещения – различные трещины и разломы. Со смещением параклазы, сбросы, взбросы, сдвиг, надвиг, горст, грабен. Сброс – висячее крыло, опущено относительно смесителя.

^{ххххххххххх}

……….. ^{ххххххххххх}

………..

++++++

++++++ +++++++

Взброс – висячее крыло, поднято относительно смесителя.

Надвиги – висячее крыло, поднято, но смеситель наклонен под углом менее 45º.

Сдвиг – перемещение в горизонтальном направлении. Горст – поднятый участок земли, ограничен разрывными нарушениями.

Грабен – погружение, образованное при опускании участка земной коры.

Метаморфизм горных пород.

Эндогенные геологические процессы, с которыми связаны изменения первоначального облика пород, их химического и минерального состава, называются метаморфическими. Метаморфизм по фактору проявления делится: 1) термальный; 2) динамометаморфизм; 3) метасоматоз.

Термальный метаморфизм обусловлен действием на породу tº. Под воздействием температуры известняк превращается в мрамор.

Динамометаморфизм связан с давлением на окружающие породы.

Метасоматоз – при этом виде метаморфизма главную роль играют горячие газы, гидротермальные растворы, поступающие из магматических очагов.

В зависимости от места проявления выделяют следующие виды метаморфизма: 1) контактовый; 2) региональный; 3) ультраметаморфизм.

Контактовый – на контакте магмы смещающими породами. В этом случае граниты преобразуются в грейзины, глины в роговики. С грейзенами связаны месторождения олова, вольфрама, молибдена.

Региональный – происходит на значительном расстоянии и большой глубине в процессе давления песчанно глинистые породы превращаются в сланцы.

Ультраметаморфизм – затрагивает наиболее глубокие зоны земной коры и переправление горных пород и образование магмы.

1.Причины землетресения

2.Гипоцентр землетресений

3.Как образуются цунами

4.Прогнозирование землетресений

5Контактовый метаморфизм.

6Региональный метаморфизм.

Урок №:6

Тема 1.7.Экзогенные геологические процессы

План:

1. О геологических процессах.

Экзогенный процесс
Эндогенный процесс

4. Метаморфизм

Ключевые слова: процесс,выветривание,магматизм,метаморфизм

Что понимается под геологическим процессом? Это физико-химические процессы, происходящие внутри Земли или на ее поверхности и ведущие к изменению ее состава,структуры, рельефа и глубинного строения.

Традиционно все геологические процессы принято делить на две группы - эндогенные и экзогенные. Деление это производится по месту проявления и источнику энергии этих процессов.

Эндогенные – это внутренние процессы; экзогенные – внешние, поверхностные для них источник энергии – это энергия солнца и сила тяжести (гравитационное поле Земли).

К эндогенным процессам относятся:

Магматизм (от слова магма) – процесс, с которым связано рождение, движение и превращение магмы в магматическую горную породу

Тектоника (тектонические движения) – любые механические движения земной коры – поднятия, опускания, горизонтальные перемещения и т.д.

Метаморфизм – процессы приводящие к изменению состава, строения горных пород внутри Земли при изменении физико-химических параметров в основном это Т^ои Р так как при их увеличении резко возрастает активность растворов и перегретой паро-газовой фазы.

К экзогенным процессам относятся процессы, которые протекают на поверхности или вблизи поверхности Земли, изменяют её облик и связаны с деятельностью атмосферы, гидросферы и биосферы, а именно:

а) воздействие ветра (эоловая деятельность) – дефляция (выдувание), корразия (вытачивание), эрозия почв;

б) выветривание физическое, химическое, подводное (гальмиролиз);

в) деятельность текучих вод – речная боковая и донная эрозия, перенос материала в виде мутности, влекомых и донных наносов, а также льдом;

г) разрушающая и аккумулирующая деятельность ледников, флювиогляциальные отложения;

д) деятельность морских, океанских и подземных вод;

е) обвалы, осыпи, оползни, сели.

Для всех экзогенных процессов в их деятельности проявляется три особенности.

Первая – в определенных условиях они ведут разрушительную работу и удаляют продукты разрушения, при этом идет формирование отрицательных (пониженных) форм рельефа и происходит общее понижение рельефа и сглаживание поверхности суши (пенипленизация). Процесс разрушения и удаление продуктов разрушения получил название – денудация. Этот процесс очень важный, т.к. он все время обнажает на поверхности все более глубокие части земной коры.

Вторая характерная особенность в деятельности экзогенных процессов проявляется в том, что в других условиях они ведут созидательную деятельность – аккумуляцию, которая приводит к накоплению продуктов разрушения и образованию геологических тел. Между этими двумя сторонами деятельности проявляется третья, а именно осуществляется перенос продуктов разрушения.

Каждый геологический процесс (эндогенный, экзогенный) в конечном итоге приводит к каким-то изменениям, которые не проходят бесследно, а в чем-то фиксируются. Важнейшими геологическими документами, в которых зафиксированы результаты деятельности процессов являются: минералы, горные породы, геологические тела, газовые и водные смеси, физические поля. Это те реальные объекты (или документы), которые мы видим и исследуем.

Геологические процессы, протекающие на поверхности Земли, связаны с наличием внешних оболочек – гидросферы, биосферы, атмосферы. Гидросфера объединяет всю совокупность взаимосвязанных природных вод – подземных, речных, озёрных морских и океанических. Атмосфера играет одну из главных ролей в возникновении и развитии жизни на Земле и определяет интенсивность геологических процессов на поверхности планеты. Исследования атмосферы показывают, что примерно до высоты 100 км газовый состав воздуха интенсивно перемешиваемого ветрами, относительно постоянен. Азот – 78,08%, Кислород – 20,95%, аргон – 0,93%, а так же в воздухе присутствуют: углекислый газ – 0,03%, водород – 0,00005%, Илий – 0,005, неон – 0,0018% и др. газы. Водяной пар – от 0,05 до 4%. Суммарный объём воды в атмосфере составляет около – 13 тыс. км 3 . По газовому составу атмосфера нашей планеты существенно отличается от атмосферы других планет Солнечной системы.

Контрольные вопросы

1.Дайте определение геологии как науки и перечислите основные объекты ее изучения

2.Назовите главные научные направления в изучении литосферы

3.Перечислите эндогенные и экзогенные процессы и их главные признаки

Урок№7

Тема : Выветривание

План:

Понятие о выветривании,

физическое и химическое выветривание горных пород.

Стадийность процессов выветривания.

Выветривание горных пород.

Выветривание – процесс физического разрушения и химического разложения минералов и горных пород под воздействием тепла, воды и атмосферных осадков.

Физическое выветривание проявляется в механическом разрушении минералов и горных пород. Физическое выветривание подразделяется на термическое и механическое.

Термическое выветривание происходит в результате резких суточных перепадов температуры, ведущих к расширению пород и сжатию при охлаждении. Также породы быстро разрушаются, если минералы не одинаковы по величине коэффициента объемного расширения. В силу чего нарушение сцепления минеральных зерен и порода рассыпается.

Кроме того, быстро разрушается крупно кристаллические, а также темно-цветные (они сильно нагреваются и испытывают сильный суточный перепад температур). Механическое выветривание осуществляется замерзающей водой, живыми организмами и образованными минералами. Максимальное значение в горных породах воды является ее увеличение на 9-10% и расклинивание породы на частицы, такое выветривание называется морозным. Расклинивающее воздействие на горные породы оказывают корни растений и умирающие животные.

Химическое выветривание выражается в разрушении и изменении горных пород под действием воды, атмосферы газов и растворен в воде химических элементов. Химическое выветривание проявляется в растворении окисления гидратации и гидролиза. В воде растворены практически все минералы, но с различной скоростью. Наиболее растворим галит, сильвин, гипс.

Окисление наиболее проявляется в минералах, которые содержат закисные содержания железа, марганца и другие минералы.

FeS2+H2O→Fe2O3+nH2O+H2SO4

Гидролиз – процесс разложения и удаления некоторых минералов из их состава при этом кристаллическая решетка перестраивается или замещается новой. Например: последовательной разложение полевигошпата и коолинит. А при высоких температурах тот же калинит разлагается и переходит в гидроокислы алюминий.

Гидратация – процесс водонасыщения. Это можно наблюдать при переходе ангидрида в гипс. CaSO4+H2O→CaSO4+2H2O.

В результате выветривания на Земной поверхности формируется особый генетический тип элювий. Это слой рыхлых отложений, не перемещенных и оставшихся на месте. Состав мощность элювия определенным составом первичных горных пород и характером процесса выветривания. Корой выветривания называется совокупность элювиальных образований в верхней части Земной коры. Кора выветривания делится на 4 стадии:

обломочные – в результате физического выветривания и накапливания обломков пород;
сиолитная – протекает в начале химического выветривания в процессе гидролиза и гидратации образуются минералы гидрослюды и монтмориллонит;
кислая сиолитная – карбонаты, возникшие при взаимодействии катионов с углекислотой, происходит изменение кристаллохимической структуры и образование глинистых материалов каолинит и монтронита;
алитная кора выветривания силикаты полностью разрушаются вместо них на поверхности формируются устойчивые соединения окисла и гидроокисла железа, алюминия, кремния (гетит, гидрогетит, лимонит).

Оставшийся на месте продукт выветривания называется элювий. Химическое выветривание происходит не только на суше, но и под водой, такое выветривание называется гальмиролиз.

Подводное выветривание происходит в условиях водной среды при недостатке кислорода и СО2. В процессе подводного выветривания образуются глубоководные глины красные, пентолитовые, конкреции железа и марганца. Процессами выветривания охвачена вся поверхность Земли в результате выветривания верхняя часть земли покрывается чехлом, называемым элювием. Смещенный вниз продукт выветривания под действием воды называется делювий, а под силой тяжести – называется колювий. Породы, смещенные к подножию и образовавшиеся конусы выноса называются пролювием. Аллювий образуется за счет речных потоков.

Контрольные вопросы:

1.Что такое выветривание горных пород?

2.Какие виды выветривания вы знаете?

3.Какие отложения связаны с выветриванием?

Тема: Геологическая деятельность ветра, текучих вод, ледников, морей, подземных вод

План:

1 Сущность экзогенных геологических процессов

2 Выветривание горных пород

3 Геологическую деятельность ветра

4 Геологическую деятельность текучих и поверхностных вод

5 Геологическую деятельность ледников

6 Геологическую деятельность моря

7 Геологическую деятельность озёр и болот, диагенез осадков

Геологическая деятельность ветра.

Геологическая работа ветра заключается в разрушении, переносе и отложении продуктов разрушения. Геологическая деятельность ветра и связанные с ней разрушения и отложения, называются эоловые.

Разрушительная работа ветра называется дефляция.

Царапающая и оттачивающая деятельность песчинок, переносимых ветром, называется коррозия. Перенос продуктов разрушения зависит от скорости ветра. В результате деятельности ветра происходит выветривание перенос. Осуществляется он волочением, перекатыванием, скачкообразным переносом (сальтация).

Ветровая аккумуляция – накопление эоловых отложений песчаного алевралитого реже глинистого состава. Деятельность ветра образует следующие формы рельефа:

эоловые столбы;
эоловые соты;
капеллы выдувания;
ниши выдувания;
барханы;
дюны.

Мелкие песчинки выносятся ветром из центральных районов пустынь, где они выпадают в осадок на травянистую растительность, образуя лёс.

Лёс – пылеватая плотная, пористая порода, которая является благоприятной для образования черноземов. Лёс широко распространен в Китае, Средней Азии, на Украине, в западных штатах Америки. Ветровая эрозия разрушает массивные площади и для борьбы с ней создаются лесонасаждения.

Геологическая деятельность текущих вод.

Поверхностные воды и их происхождение.

Плоскостной смыв, линейный размыв.
Эрозия и ее виды.
Временные водные потоки.
Образование оврагов, стадии развития оврагов.
Базис эрозий.
Образование селевых потоков.

Участок поверхности, на уровне которого водный поток теряет свою силу и прекращается углубление. Атмосферные осадки на поверхности суши, производящие определенную геологическую работу, выражающие в плоскостном смыве и линейном размыве. Линейный размыв называют эрозией. Различают эрозию донную или глубинную, направленную вглубь земли, и эрозию боковую, разрушающую стенки.

Реки. Геологическая работа рек.

Процессы работы рек и возникающие при этом отложения называются аллювиальными. Эрозионная деятельность делится на 2 типа: донная и боковая. Донная – углубление речной долины. Боковая – размыв берегов. В процессе боковой эрозии русла изгибаются и появляются излучины, меандры. Прежнее русло реки у выпуклого берега скорость меньше, поэтому собирается перенесенный рекой материал и образования отмели. Русла – часть долины, заполненная водой. Пойма – часть речной долины, которая в период разлива заполняется водой. Терраса – ступени, образующие выступ, который имеет следующие элементы: 1) площадка – горизонтальная поверхность; 2) уступ вертикальной поверхности, склон; 3) бровка – место перегиба площадок; 4) коренной берег – территория, сложенная коренными породами.

В зависимости от происхождения выделяют 3 типа террас: 1) эрозионная сложенная коренными породами; 2) аккумулятивная – терраса, сложенная рыхлыми отложениями; 3) цокольная, сложенная внизу коренными породами вверху рыхлыми отложениями.

Деятельность подземных вод.

Происхождение подземных вод делится на 4 класса: инфильтрационные, магматогенные, конденсационные, седиментационные.
Водопроницаемые и непроницаемые.
Условия залегания подземных вод.
Грунтовые, межпластовые воды.
Понятие источников.

К подземным водам относятся воды, находящиеся в недрах Земли в жидком, газообразном и твердом состоянии, заполняющие поры, пустоты и трещины в горных породах.

Инфильтрационные воды образуются при инфильтрации в почву атмосферных осадков и других поверхностных вод.

Седиментационные воды – воды, накапливающие в осадках на дне водоемов.

Конденсационные воды образуются при конденсации водяных паров в почвах.

Магматогенные воды – воды глубинного магматического происхождения. Способность горных пород поглощать и удерживать воду называется влагоемкостью. Породы, пропускающие воду, называются водопроницаемыми. Породы с низким коэффициентом фильтрации называются водопроницаемыми. В строении любого водоносного горизонта выделяют следующие элементы: ложе или водоупор, водяной слой или зеркало или уровень грунтовых вод. Кратчайшие расстояния между водоупором и зеркалом называется мощностью водоносного горизонта. Участок земли, с которого водоносный горизонт пополняет водой свои запасы, называется областью питания.

Грунтовые воды – первый от поверхности водоносный горизонт, отличающийся от верховодки значительным распространением. Верховодка – самый верхний водоносный слой. Межпластовые воды заключены между двумя водоупорами, один из которых подстилает водоносный горизонт, другой – прикрывает.

Геологическая деятельность ледников.

Ледники – огромная масса движущегося льда, образованного в процессе накопления и последующего преобразования твердых атмосферных осадков. Необходимые условия для образования ледников – это холодный климат и твердые атмосферные осадки. Граница, выше которой снег накапливается и не тает, называется снеговой границей. Под влиянием давления выше лежавших слоев снега таяния и вторичного замерзания снег переходит в фир (зернистый лед). В процессе следующего накопления и давления зерна слипаются и превращаются в сплошной глетчерный лед. Выделяют 3 типа ледников: 1) горные; 2) покровные; 3) промежуточные. Горные ледники делятся на: долинные, расположенные по долинам рек; каровые, образованные в чашеобразных углублениях. Покровные имеют большую площадь распространения. Это – Антарктида и Гренландия.

Промежуточные связаны с плоскими вершинами других гор. Разрушительная деятельность ледников называется экзарация. Разрушение усиливается, если в лед впаяны обломки горных пород, называются морены. Одиночные сглаженные скалы называются бараньи лбы. Скопление бараньих лбов называется курчавые скалы.

Морены делятся на:

Данные образуются у дна.
Поверхностные образуются из обломков по склону.
Боковые скапливаются у боковой части ледника.
Срединные образуются при слиянии боковых морен.
Внутренние образуются в результате включения массы льда обломков, провалившихся в трещины ледника.
Конечные – из конечных языков льда.

К разрушенным формам относятся бараньи лбы, курчавые скалы, троги. К аккумулятивным формам относятся озы, камы, зандры, друлины. Озы – гряды в виде узких извилистых валов. Высота от 5 до 50 км. Камы – песчаные холмы, высотой 10-12 м. Зандры – обширные песчаные поля. Древние оледенения центры древних четвертичных оледенений находились на Скандинавском полуострове и Таймень. Масса, двигающаяся со Скандинавских гор, заняла большую часть русской равнины. Мощность льда составляет несколько сотен метров. Существует несколько гипотез о причинах возникновения ледников:

Изменение наклона земной оси.
Отклонение земли от орбиты.
Неравномерное тепловое излучение солнца.

Процессы работы ледников, накопления или отложения, созданные ледяными формы рельефа, называются гляциональными. С деятельностью ледников связаны флювиальные отложения, которые возникают в результате потоков ледников при таянии льдов.

Геологическая деятельность моря.

Моря океаны занимают 70% поверхности земли. Рельеф дна мирового океана. Шельф является подводным продолжением материков до 600 м. уклон его 5º. Континентальный склон начинается с уступа и продолжается до глубины 3500 м. Океаническое ложе начинается у основания островных дуг и прослеживается до максимальных глубин. На океаническом дне прослеживаются срединноокеанные хребты, глубоководные желоба и гайоты (это вулканические поднятия). Биономическая зона моря: морские организмы по образу жизни подразделяются на 3 группы: 1) бентос (на дне); 2) нектон (органические, легко перемещаются в толще воды); 3) планктон (мелкие организмы, лишенные органов передвижения). К биотомическим зонам относятся: 1) литоральная зона от 0 до 20 м; 2) сублиторальная зона 20-200 м; 3) батеальная зона от 200-250 м; 4) обисальная – более 2500 м.

Геологическая работа моря. Морфология морских берегов.

Процесс разрушения берега связан с деятельностью моря и называется абразия. Вода, перемещаемая обломками горных пород, постепенно подтачивая берег волны прибоя ниши, постепенно на месте разрушения часть берега образует образеоные террасы. Морские волны переносят вглубь моря обломочный материал и выбрасывают на террасы обломки горных пород, полоса наносов в зоне прибоя называется пляж. Если волны прибоя направлены к береговой линии под уклоном, образуются косы. Косы, растущие навстречу, называются пересыпами. Рыхлые берега под воздействием волн разрушается, образуя заливы, меманы. Береговые волны – невысокие гряды вдоль береговой линии от 1 до 5 м, шириной 12 м. Пересыпи, намываемые донными течениями и образуемые на некотором удалении от берега, называются барами. Морские осадки, все осадки, образованные в результате разрушения суши и вынесенные в моря, называются терегенные. Рыхлые породы, поступающие в море в результате разрушения берегов подвергаются сортировке и отлагаются в определенной последовательности, называются механической деревентацией. Осадки склона состоят из галечного в начале, из песчаного по середине и глинистого на дне. Органогенные – образуются в результате планктонных организмов и сосредоточенные на склоне. Осадки ложа состоят из органогенных илов – это известковые скарлупки, одноклеточные организмы, диатомитовый ил образован кремнистыми скорлупками одноклеточных водорослей. Радиоляривный ил состоит из карбонатных скорлупок одноклеточных организмов.

Геологическая деятельность озер и болот.

Озера – впадины на поверхности суши, заполненные водой и не имеющие связи с морем. По происхождению озера делятся на: 1) эндогенные; 2) экзогенные; 3) смешанные.

Эндогенные образуются во впадинах тектонического происхождения, это прогибы и вулканические кратеры (Байкал, Балхаш, Зайсан).

Экзогенные возникают во впадинах экзогенного процесса и делятся на ледниковые карстовые и старличные, эоловые.

Смешанные образуются благодаря эндогенным и экзогенным процессам, они приурочены к тектоническим трещинам и позже переработаны ледниковой экзарацией. Озера различаются по солености, размерам, по глубине.

Болота: торф→бурый уголь→каменный уголь→антрацит→графит→шунит→гагат

Болото – участок суши с избыточной влажностью, покрытый влажностью. Наиболее распространены полезные ископаемые озерно-болотных отложений торф полуразложившихся болотных растений, растительные остатки, в условиях доступа растений разлагается и превращается в массу бурого угля, при температуре 300ºС переходит в каменный уголь, завершается образование высококалорийного угля антрацита.

Геологическая деятельность экзогенных процессов.

Название процесса

Осадки

Формы рельефа

Эрозион.

Аккум.

Деятельность ветра

Дефляция

Коррозия

Эоловые осадки, лес

Эоловые соты, котлы выдувания, столбы

Барханы

Дюны

Деятельность текучих вод

Эрозия

Аллювий, пролювий

Овраги

Водоряды

Коносы, выносы

Фация и фациональный анализ.

Фация – пласт или часть пласта, имеющих на всем протяжении развития однородного петрографического расплава и содержит одинаковые комплексы ископаемых организмов. Фации подразделяются на морские континентальные и переходные. Морские содержат следующие отложения: терогенные, хемогенные, аргоногенные. Морские фации делятся на: 1) прибрежные; 2) мелководные; 3) средних глубин; 4) собственноглубоководные. Прибрежные зоны накапливают грубообломочный материал. Мелководная наиболее благоприятная, поэтому эта фация представлена оргоногенными отложениями. Средних глубин – терогенными осадками и также преобладают орготогенные отложения представлены раковинами фораминифорами. Собственные глубоководные представлены оргоногенными илами.

Контрольные вопросы:

1.Что такое выветривание горных пород?

2.Какие виды выветривания вы знаете?

3.Какие отложения связаны с выветриванием?

4.Что такое дефляция, корразия?

5.Какие типы пустынь вы знаете?

6.Охарактеризуйте геологическую деятельность моря?

7.В чём заключается геологическая деятельность моря?

8.Назовите типы морских отложений.

9.Как распределяются терригенные отложения?

10.Какие осадки характерны для континентального склона?

11.Охарактеризуйте геологическую деятельность льда?

12.Назовите типы гляциальных и флювиогляциальных отложений?

13.Назовите типы озер по генезису, солености и гидрологическому режиму.

14.Назовите полезные ископаемые озерных и озерно-болотных отложений.

15.Назвать геологические экзогенные процессы, в результате которых происходит осадконакопление на дне морей и океанов.

16.Что такое фации и формации?

17. Что такое диагенез осадков?

Тема:Геологическая и техногенная деятельность человека

План:

1.Геологические карты

2.Геологический разрез

3.Стратиграфическая колонка

По масштабу карты делятся на обзорные 1:1000000, мелкомаштабные 1:500000,среднемасштабные 1:200000, детальные 1:10000 .На геологических картах фиксируется возраст выходящих на поверхность пород полезных ископаемых.

На картах изображается следующее:

1.Поверхностное распространение горных пород в зависимости от их геологического возраста

2.Поверхностное распространение магматических пород в зависимости от их геологического возраста

и от кислотности магмы, так например граниты окрашиваются красным цветом на карте

3.Четвертичные отложения снимаются с основной карты для них составляют специальные карты.

Геологический разрез - это вертикальный разрез составленный по данным буровых и горных работ по которому можно проследить формы, размеры, элементы залегания на глубине
Стратиграфическая колонка-показывает порядок напластования, состав, мощность, возраст залегания горных пород.

Контрольные вопросы:

1.Перечислите виды масштабов

2.Для чего нужны геологические карты

3.Почему снимаются с карты четвертичные отложения

4.Какие функции выполняет геологический разрез

Раздел II. Историческая геология

Урок №8

Тема 2.1 Стратиграфические и тектонические основы исторической геологии

План:

1Тектонические движения

2 Методы определения возраста горных пород

Колебательные движения – медленные вековые поднятия или опускания земной поверхности, охват огромной площади и практически не заметны, иначе называемые эпейорастические поднятия и опускания. Волновые движения, колебательные движения, вызывающие в одних участках земной коры поднятия, а в другой – понижения, примером служит колебание отметок бывшей Европейской части СССР. В направлении с севера на юг происходит смена на поднятия и погружения. Оказывают огромное давление на слои горных пород, ломает толщу земной коры на части и глыбы, эти движения происходят быстро и носят непостоянный характер. На суше и океаническом дне глыбовые структуры имеют вид гонных поднятий (Тянь-Шань). Конденциальные движения имеют горизонтальную направленность и различают: 1) вращательные движения проявляются на границе ядра и мантии, связаны с вращением Земли; 2) складно образованные движения ведут к смятию слоев осадочных пород, сопровождается горообразованием; 3) движения сдвигого типа проявляются как тангенциальный, так и вертикальный. Регрессия – отступление моря, вызвано поднятием Земной коры. Трансгрессия – наступления моря, вызвано опусканием Земной коры.

Для успешного решения поставленных задач историческая геология должна обладать набором методов. Исходя из комплексной, синтетической природы исторической геологии она ставит себе на службу методы всех перечисленных во введении геологических наук, а также методы биологии, физики, химии, астрономии, математики, информатики и т.д.

Рассмотрим методы исторической геологии.

СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД

Историко-геологическое направление рассматривает развитие геологических событий во вре-мени и в пространстве. Изучение этих событий немыслимо без стратиграфических и геохронологических исследований. При стратиграфических исследованиях осуществляют две последователь» ные операции:

^расчленение разреза на отдельные стратиграфические подразделения (слои, пачки, горизонты, подъярусы, ярусы и т.д.) на основании различий состава горных пород и заключенных в них ископаемых органических остатков, а также проявлений перерывов и несогласий;

2) сопоставление или стратиграфическую корреляцию выделенных в разных разрезах слоев, пачек, горизонтов, т.е. установление их геологической одновозрастности по латерали.

Фактической основой стратиграфических исследований служат конкретные геологические объекты - естественные или искусственные обнажения горных пород и керн скважин, а также определяемые геофизическими методами (электро-, сейсмо- и другой каротаж) изменения физичес-ких свойств горных пород в скважинах. После обобщения ряда частных геологических разрезов составляется сводная стратиграфическая колонка, в которой все слои горных пород располагают-ся в строгой последовательности своего образования и залегания, т.е. в определенном хронологи-ческом порядке, обычно от более древних внизу к более молодым вверху.

Стратиграфия (лат. stratum - слой, grapho - пишу) - раздел исторической геологии, занимающийся изучением исторической последовательности, первичных взаимоотношений и географи-ческого распространения осадочных, вулканогенно-осадочных и метаморфических образований, слагающих земную кору и отражающих естественные этапы развития Земли и населявшего ее органического мира (Геологический словарь, 1973). По определению Д.Л.Степанова и М.С.Ме-сежникова (1979), стратиграфия занимается изучением слоистых, пластующихся или стратифицированных образований, прежде всего осадочных пород, устанавливает их временные и пространственные соотношения. К ней лучше всего подходит термин, которым пользовался наш великий соотечественник М.В.Ломоносов (1711-1765), предваряя нынешнее понимание геологии, - "наука о слоях земных". Этот метод является одним из главных в исторической геологии, поскольку большую часть информации для восстановления истории земной коры нам дают осадочные породы. Стратиграфия устанавливает последовательность напластования слоев (стратонов) разного ранга, разрабатывает геохронологическую шкалу для датировки геологических событий.

Стратиграфия играет важнейшую роль при геологических исследованиях. Без нее немыслимо проводить геологическое картирование, решать проблемы геологического развития отдельных регионов и Земли в целом, реконструировать палеогеографические обстановки и установить эта-

пы эволюции органического мира. Без детальных стратиграфических исследований невозможно раскрывать сложное строение структур земной коры, проводить поиски и разведку полезных ископаемых.

Стратиграфия решает три соподчиненных задачи: 1) Расчленение конкретных разрезов и составление местной стратиграфической схемы. 2) Корреляция (сопоставление) отдельных слоев и толщ удаленных друг от друга разрезов. Создание сводной (региональной) стратиграфической схемы. 3) Проведение межрегиональной и глобальной корреляции. Создание общей (планетарной) стратиграфической шкалы.

Стратиграфия руководствуется в своей деятельности определенными принципами. С.В.Мей-ен (1989) считал универсальными три таких принципа.

Первый из них - принцип последовательности напластования, который сформулировал в 1669 г. Н.Стеной: "При ненарушенном залегании каждый нижележащий слой древнее покрывающего слоя". Этот так называемый принцип суперпозиции позволяет установить простые временные соотношения типа "раньше - позже".

Второй принцип - гомотаксиса (гомотаксальности) или идентичности (принцип Гексли). Го-мотаксальность - это соответствие слоев в разных разрезах по признакам, одинаково упорядоченным в каждом разрезе (Мейен, 1989). Этот принцип дает возможность корреляции разрезов. На основании одного и того же порядка (гомотаксиса) комплексов фауны и флоры в разных разрезах производится сопоставление соответствующих друг другу по положению (гомотаксальных) комплексов. Возможно применение понятия гомотаксальности при сопоставлении разрезов по любым признакам.

Третий принцип - хронологической взаимозаменяемости признаков. Этот принцип позволяет подменять так называемые несамостоятельные признаки (редкие, устанавливаемые от случая к случаю, - например, находки ископаемой фауны, которые могут быть лишь в отдельных точках слоя) самостоятельными (например, литологическими). Можно прослеживать слой по латерали, руководствуясь самостоятельными (литологическими) признаками и лишь учитывать редкие несамостоятельные (палеонтологические). Нужно отметить, что несамостоятельные признаки более важны, чем самостоятельные, но заменяются последними для прослеживания пород определенного стратиграфического уровня.

Существуют и другие важные положения стратиграфической корреляции. Например, правило, сформулированное Н.А.Головкинским в 1868 г. Согласно правилу Головкинского, в непрерывном разрезе осадочных толщ друг над другом отлагаются осадки, которые могут образоваться рядом (по латерали) на поверхности суши или на дне бассейна седиментации. Поэтому при трансгрессии или регрессии моря смена осадков по вертикали соответствует их горизонтальной зональности. Таким образом, в каждой осадочной толще уверенно можно считать одновозрастными лишь те осадки, которые простирались параллельно береговой линии древнего бассейна.-

Биостратиграфическое расчленение и корреляция разрезов основаны на правиле В.Смита, согласно которому одновозрастные осадки содержат одни и те же или близкие остатки ископаемых организмов. С этим правилом связан дополняющий его и упомянутый выше принцип Гексли - ископаемые фауны и флоры сменяют друг друга в определённом порядке. Наряду с перечисленными при относительной геохронологии используются ещё два правила, сформулированные в XVIII столетии Дж. Хаттоном (Геттоном). Одно из них - "закон пересечений": секущая магматическая порода всегда моложе той породы, которую она рассекает, и другой - "закон включений": включение всегда старше вмещающей породы.

Стратиграфические подразделения, как всякие материальные объекты, реальны и неповторимы в геологической истории земной коры.

Одна из важнейших задач стратиграфии - определение возраста стратонов (т.е. подразделений разного уровня - слоев, пачек, толщ и т.п.). Без реального представления о возрасте Земли,

родолжительности геологических событий невозможны любые историко-геологические реконструкции. Для выяснения возраста в геологии существуют два различных направления: относительное и абсолютное геологическое летосчисление (геохронология). Относительное летосчисление определяет возраст геологических объектов и последовательность их образования стратиграфическими методами. Абсолютное - устанавливает время возникновения горных пород, проявления геологических процессов, их продолжительность в астрономических единицах (годах) радиологическими методами.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

Относительная геохронология (летоисчисление) разрабатывается при помощи палеонтологических (биостратиграфических) и непалеонтологических методов стратиграфии. Для позднего докембрия и фанерозоя ведущими, безусловно, являются палеонтологические методы. Одной из задач стратиграфии является расчленение осадочных и вулканогенных толщ в обнажении или в разрезе скважины на отдельные стратоны, что осуществляется различными способами и по различным признакам. При этом стремятся выделить эти стратоны в разрезе таким образом, чтобы они узнавались и другими исследователями. Выделенные в обнажении (скважине) слои объединяются в пачки, толщи. В дальнейшем слои, пачки, толщи одного обнажения (скважины) сравнивают с подобными подразделениями другого обнажения (скважины) и устанавливают корреляционные уровни.

Палеонтологические методы (биостратиграфия)

Существует целая группа палеонтологических методов (методов биостратиграфии) для расчленения и определения относительного возраста горных пород (по принципу Н.Стенона "старше" - "моложе").

Органический мир Земли непрерывно и необратимо изменялся, поэтому каждому отрезку геологического времени отвечают характерные только для него растения и животные. Значит, од-новозрастные отложения близкого происхождения содержат сходные комплексы органических остатков. Следовательно, слои можно сравнивать по их палеонтологической характеристике. В основе палеонтологических методов лежит закон Л.Долло о необратимости эволюции органического мира. Организм никогда не сможет вернуться к предковому состоянию, даже если он окажется в обстановке, близкой к условиям обитания предков. Другими словами, в истории развития организмов не может быть повторения одинаковых растений и животных. Вид или другой таксон существует во времени непрерывно и, раз исчезнув, не может появиться вновь (Ч.Дарвин). Одинаковые условия обитания могут привести к внешнему, морфологическому сходству представителей разных типов или классов (рыбы - ихтиозавры - дельфины, кораллы - рудисты и др.). Такое явление называется конвергенцией.

Значение различных групп фауны для биостратиграфии неодинаково (рис. 1). Есть группы, позволяющие проводить планетарные корреляции. Например, раннекембрийские археоциаты, ордовикские и силурийские граптолиты, мезозойские аммониты. Эти группы называют архистратиграфическими или руководящими формами. Это преимущественно планктонные и нектонные формы, быстро расселявшиеся по всему свету. Другие группы, главным образом бентосные или донные организмы, распространявшиеся более широко в личиночной стадии, менее пригодны для широкой корреляции, но они играют ведущую роль в региональной биостратиграфии. Для исследования закрытых районов, изучаемых при помощи буровых скважин, огромное значение приобретают микроскопические органические остатки (микрофоссилии) животного, растительного происхождения и даже неясного систематического положения. К микрофоссилиям относятся раковины и скелеты мелких животных (фораминиферы, радиолярии, остракоды), некоторые одноклеточные водоросли (кокколитофориды, диатомовые и др.), споры и пыльца растений, мелкие фрагменты скелета (конодонты, сколекодонты, чешуйки рыб), спороморфные и другие биогенные образования.

Диатомовые и силикофлагелляты
I I . .1 1 . . I,

Рис. 1. Стратиграфическое значение главных групп морских беспозвоночных в фанерозое (П.Рич и др., 1997)

Научно-технический прогресс XX в. оказал заметное влияние и на развитие палеонтологии. Новые приборы и аппаратура позволили усовершенствовать способы извлечения органических остатков из горных пород и методы их изучения. Все больше групп организмов привлекается на службу биостратиграфии. Для определения геологического возраста биостратиграфия использует следующие методы: руководящих ископаемых, комплексного анализа, количественный (процент-но-статистический), филогенетический, палеоэкологический,так как из-за своего локального распространения они нигде больше не встречены.

Метод комплексного анализа органических остатков заключается в выяснении распределения всех окаменелостей в разрезах, установлении смены комплексов и прослеживании выделенных комплексов от разреза к разрезу. Метод хорошо иллюстрируется на графиках. Названия органических остатков располагают в общем списке окаменелостей в порядке их появления в разрезе, отмечая линиями интервал, на котором встречается каждая форма. На получившемся графике -"лесенке" ступени показывают смену комплексов во времени. ,.

Так, на графике (рис. 3,а) видно, что в однообразной по литологии толще пород сменяются пять палеонтологических комплексов. В них присутствуют формы, не выходящие за пределы ин-

[pic]

Рис. 3. Выделение разновозрастных палеонтологических комплексов (заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

тервала, доживающие, исчезающие в его конце, появляющиеся и проходящие. Устойчивость выделенных комплексов проверяется в нескольких разрезах. Комплекс называется по типичному виду (вид-индекс). Этот метод позволяет установить естественные рубежи смены фауны и флоры. При его применении также необходимо анализировать фациальные особенности разреза. На рис. 3,6 все семь пачек слоев имеют собственный набор окаменелостей, однако легко заметить их повторение в пачках 1 и 3; 2 и 4; 5 и 7, что связано с близостью фаций. Таким образом, в разрезе присутствуют уже не семь палеонтологических комплексов, а только два (пачки 1-4; 5-7).

При комплексном анализе учитывается и количественная характеристика фауны. Увеличение численности показывается на графике утолщением соответствующих линий. В рассмотренном примере по этому признаку выделяется пачка 2 - своеобразный маркирующий уровень. Графики распространения форм в разрезе чаще составляются отдельно для каждой широко распространенной группы организмов и затем сравниваются.

Количественные методы корреляции заключаются в использовании математического аппарата для анализа палеонтологических комплексов. В наипростейшей форме метод состоит в сравнении изучаемого слоя со слоями опорного разреза по содержанию общих окаменелостей. Например, в каком-либо исследуемом слое присутствует 5% видов слоя А; 15% - слоя Б; 50% - слоя В; 18% - слоя Г; 12% - слоя Д. По наибольшему содержанию общих видов изучаемый слой сопоставляют со слоем В. Сравнивают слои и пачки по специально разработанным коэффициентам сходства. Эти методы носят формальный характер; они применяются в комплексе с другими методами, так как одновозрастные, но разнофациальные комплексы могут иметь мало общих форм.

Филогенетический метод заключается в выяснении смены родственных организмов во времени, он основывается на принципах эволюционного развития. Полагают, что потомки устроены более прогрессивно, чем предки, и их остатки будут встречаться в более молодых отложениях. Так, хорошо известна история развития аммоноидей от палеозойских гониатитов с простой перегородочной линией до мезозойских аммонитов с очень сложной линией. Чтобы применить филогенетический метод, надо выяснить филогенез конкретной родственной группы, т.е. установить, когда появились данные организмы, сколько времени они существовали, кто и какие были их предки, кто стали потомками и как они в свою очередь развивались.

Выявленные родственные связи можно изобразить в виде схемы филогенетических взаимоотношений (рис. 4). При расчленении разрезов особое внимание следует обратить на момент появления новых видов, что позволяет определять границы выделяемых стратиграфических подразделений. Применение филогенетического метода требует максимальной тщательности исследований и высокой квалификации палеонтолога.

[pic]

Рис. 4. Схема филогенетических взаимоотношений видов нуммулитов (подрод Nummulites). По Г.И.Немкову, с упрощением

АБСОЛЮТНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

Истинную продолжительность отдельных геохронологических единиц (в тысячах и миллионах лет) можно установить радиогеохронологическими методами, называемыми также радиологическими или методами определения абсолютного возраста.

Для установления абсолютного возраста горных пород используются радиоактивные элементы с постоянной скоростью радиоактивного распада. Постоянная скорость радиоактивного распада обоснована теоретически и доказана опытным путем. Она характеризуется периодом полураспада - временем, в течение которого радиоактивное вещество уменьшается наполовину. Для установления абсолютного возраста горных пород используются радиоактивные элементы с длительными периодами полураспада, исчисляемыми миллионами, миллиардами лет. Учитывая периоды полураспада и сравнивая их с геологическим возрастом Земли, можно считать их вполне сопоставимыми, а это значит, что радиоактивные элементы (²³²Th = 15,17 млрд. лет, ²³⁸U = 4,51 млрд. лет, ²³⁵U = 0,713 млрд. лет) могут дать объективные данные возраста даже самых древних пород.

Абсолютный (изотопный) возраст определяется по минералам, имеющим в своем составе радиоактивные элементы. С момента образования таких минералов в них непрерывно происходит накопление продуктов распада - радиогенных стабильных изотопов. По любой паре радиоактивного и радиогенного стабильного изотопа можно определить возраст, зная период полураспада радиоактивного изотопа.

Контрольные вопросы:

1 Методы определения возраста горных пород

2 Историческая геология и ее задачи

3 Что изучает стратиграфия?

4Что изучает палеонтология?

Урок №9

Тема 2.2. Органические остатки и их стратиграфические значения

План:

Образ жизни животных.
Строение клетки. Класс .Строение .
Образ жизни, геологическое значеие, породообразование.
Строение тела и скелета, систематика, образ жизни, геологическое значение.

Условия сохранения организмов в ископаемом состоянии. Любые остатки организмов или следы их жизнедеятельности называются окаменелостями или фоссилиями.

Выделяют 4 последовательные категории фоссилий в порядке убывания полноты их сохранности:

1. Субфоссилии (почти ископаемые) - когда сохраняются скелет и мягкое тело. Примерами являются находки мумифицированных трупов мамонтов и носорогов в вечное мерзлоте.

2.Эуфоссилии –(хорошо сохранившиеся ископаемые). К ним относятся скелеты, ядра, раковины, отпечатки.

3. Ихнофоссилии - (следы ископаемых). – это следы ползания, сверления, проедания. Норы и экскременты, а также продукты жизнедеятельности бактерий и некоторых водорослей.

4. Хемофоссилии - (химические ископаемые). Это молекулы или их фрагменты органического происхождения Они относятся к самым ран -ним находкам свидетельств жизни на Земле. Находки датируются— 2,7 млрд, лет,

Иногда употребляется термин псевдофоссилии. К ним относятся находки неорганического происхождения, напоминающие по внешнему виду отпечатки листьев (дендриты), следы хождения (знаки ряби) , радиально лучистые агрегаты, похожие на колониальные кораллы и т.д.

Фоссилии распределены в осадочных породах крайне неравномерно: местами они образуют скопления, но возможно и полное отсутствие окаменелостей на значительных участках.

Процесс перехода остатков растений и животных в ископаемое состояние очень сложен и проходит в основном в несколько этапов:

1. Накопление органических остатков, происходящее после их смерти. После гибели происходит разрушение мягкого тела, рассеивание и перенос остатков течениями в море, на суше -временными потоками, реками, образуя иногда значительные скопления. Некоторые скелеты и остатки прикрепленных организмов остаются на месте обитания, образуя танатоценоз.

2. Захоронение происходит при благоприятных условиях быстрого накопления осадочного материала и ограничении доступа кислорода. Наиболее благоприятными являются захоронения в смоле, асфальте, в пересыщенных солями водоемах, в вечной мерзлоте, в торфе, морском иле и т.д.

Возникшие таким образом скопления органических остатков, погребённых в жидком осадке, образуют тафоценоэ - сообщество погребения.

3. Фоссилизация происходит в результате превращения рыхлых осадков в горные породы, с одновременным превращением органических осадков в окаменелости.

В одних случаях происходит дальнейшее разрушение органических остатков, в других происходят процессы, способствующие их сохранению.

К числу таких процессов относятся:

1)Окаменение- заполнение минеральным веществом пор и пустот раковин, костей, тканей.

2)Перекристаллизация – при которой первичное некристаллическое вещество приобретает кристаллическое строение.

3) Метасоматоз – замещение первичного вещества скелета другим минеральным веществом (кальцитом, доломитом, пиритом, кремнеземом, углеродом и др.).

комплекс остатков, встреченных в ископаемом состоянии называется ориктоценоз.

Формы сохранности.

В ископаемом состоянии организмы встречаются в виде различных форм сохранности:

- целые скелеты (раковины фораминифер, моллюсков, брахиопод, скелеты кораллов, мшанок, иглокожих);

- части скелета – спикулы губок, челюсти червей и головоногих моллюсков, членики стеблей лилий, иглы ежей и т. д.;

- в виде ядер – внутренних и внешних отпечатков скелетов или мягкого тела;

- в виде копролитов (экскриментов).

К простейшим относятся организмы, тело которых состоит из одной клетки, выполняющей все жизненные функции: обмен веществ, раздражимость, способность размножаться, приспосабливаться к условиям окружающей среды. Клетка состоит из протоплазмы и одного или нескольких ядер. Отдельные участки протоплазмы приспособлены к выполнению отдельных функций. Они получили название органелл.

Размеры простейших в среднем 0,1-1 мм, «гигантские » формы достигают 80-100 мм. Простейшие имеют чрезвычайно широкое распространение: они обитают в морях и океанах, в солоноватых и пресных озерах, в реках, болотах, в почве, подземных водах. На основании строения органелл простейшие делятся на несколько классов, из которых для палеонтологии интересны лишь саркодовые и ресничные.

Класс саркодовые (Sarcodina).

Подкласс фораминифера ( Foraminifera). Морские стеногалинные, в ббольшинстве своем микроскопические животные. Раковина однокамерная или многокамерная, различная по форме и составу: органическая (тектиновая), аглютинированная, но, чаще, известковая. Стенки раковинки пронизаны порами для выхода ложноножек.

Фораминиферы хорошо сохраняются в ископаемом состоянии и вследствие этого имеют большое значение для стратиграфии. Они играют важную роль в накоплении современных глубинных илов, а также в образовании глин, мергелей, известняков.

Их геологическая история начинается с кембрия и продолжается по настоящее время.

Представители фораминифер:

Отряд Rotallida:

p. Globigerina (K-ныне), р. Rotalia (К2- ныне), р. Orbilina (К- ныне)

Отряд Nummulites (Pg-ныне)

Отряд Fusulinida:

Р. Fusulina(С3-Р)

Р. Schwagerina(P)

p. Stafella (C3-P)

Подкласс лучевики (Radiolaria) – микроскопические планктонные простейшие, имеющие кремнистую (опаловую) раковину, снабженную иглами. Раковина может иметь различную форму. Скопление раковин образует радиоляриевый ил в глубоких зонах моря.

Представители радиолярий:

Отряд Spumellaria (Є- ныне)

Отряд Nassellaria (Є- ныне)

Класс ресничные (Ciliofora). Наиболее сложно устроенные простейшие. Некоторые пелагические ресничные имеют укрепленный агглютинированный скелет, имеющий форму цилиндра, конуса, полусферы. Ядерный аппарат состоит из двух ядер. Характерные роды: Tintinnopsella (I3-K1), Calpionella (I3-K1).

Как правило стенки тела губок поддерживаются внутренним скелетом из отдельных или спаенных между собой иголочек- спикул, размещенных в мезоглее. Спикулы бывают одноосные, трехосные, четырехосные. По составу: кремнистые, известковые, спонгиновые.

Представители губок:

Класс обыкновенные губки (Demospongia, Є- ныне)

Отряд каменистые губки-Lithistida – p. Astylospongia (0), p. Siphonia(K- Pg).

Класс шестилучевые или стеклянные губки (Hexactinillida)

p. Ventriculites (K), Coeloptychium (K2)

Класс известковые губки (Calcispongia)

p. Peranidella (D-K).

4.2.4 Изучение типа археоциаты (Archaeochiathi). Вымершие кембрийские животные одиночные или колониальные, донные, обычно кубковидной формы. Размеры кубка 3-5 до 300-500мм в диаметре. Кубки могут быть свободно лежачими или прирастать ко дну при помощи каблучка. Одиночные археоциаты имеют конический, цилиндрический, воронковидный или грибовидный кубок, а колониальные – ветвистый массивный скелет. В ископаемом состоянии сохраняется только известковый скелет. Он состоит из двух стенок, в междустенковом пространстве имеются различные перегородки: септы, днища, тении и т.д. стенки и перегородки пронизаны ровными рядами пор. По форме скелета выделяют два класса археоциат: правильные (Regula) и неправильные (Irregula). Представители археоциат: p. Archaeociatus (Є1).

Высшие многоклеточные. Изучение типа кишечнополостные(Coelenterata). Это обширная группа водных, преимущественно морских, стеногалинных животных, одиночных и колониальных. Одни из них ведут прикрепленный образ жизни – коралловые полипы, другие свободно плавают – медузы. Это радиально симметричные животные, имеющие мешковидное тело,состоящее из двух или трех слоев клеток с центральной полостью. Отверстие полости называют ротовым. Вокруг рта расположены щупальца, собранные в венчик. Они несут органы нападения и защиты – стрекательные клетки. Нервная система развита слабо. Кровеносная система отсутствует. Размножение половое и бесполое. Характерно чередование поколений.

В ископаемом состоянии кишечнополостные (медузы) известны с венда. Скелетообразующие формы появляются с кембрия. По особенностям внутреннего строения кишечнополостные разделяются на три класса :гидроидные, сцифоидные и коралловые полипы.

Класс гидроидные полипы (Hydrozoa).

Это мелкие, преимущественно колониальные чаще морские формы. Полипы, бесполое поколение, образуют колонии, медузы- половое поколение, ведут свободный образ жизни.

Колонии гидроидных полиморфны. Существуют особи, выполняющие определенные жизненные функции: защитные, размножающиеся, питающие. Клетки эктодермы способны выделять известковистое вещество вокруг полипов и ветвей колонии. Полипы могут соединятся соединительной тканью в основании колонии.

Представители : отряд Stromatoporoidea, S-D.

Строматопоры были рифостроителями в Pz.

Класс сцифоидные (Scyphozoa).

Исключительно морские организмы, не имеющие твердого скелета. Гастральная полость разделена четырьмя неполными перегородками на четыре камеры. Имеют вид зонтика или колокола. Характерно чередование поколений. Класс разделяется на два подкласса: сцифомедузы и конуляты. К конуляриям относят вымерших морских палеозойских (Т1) кишечнополостных пирамидальной или сигарообразной формы размерами до 10 реже 30 см..

Класс коралловые полипы(Anthozoa). Самая большая и наиболее организованная группа кишечнополостных. Одиночные и колониальные, исключительно морские прикрепленные животные. У них отсутствует медузная стадия. Щелевидный рот открывается в глотку. Центральная полость разделена вертикальными перегородками- септами и мягкими мезентериальными складками на камеры. Эктодерм выделяет наружный известковый скелет, который называется кораллитом. Вокруг щелевидного рта располагаются либо 8 перистых, либо множество гладких щупалец. Скелет колонии называется полипняк. Кораллы - стеногалинные животные, рифообразователи. В ископаемом состоянии известны с кембрия. Имеют большое значение для стратиграфии палеозоя и мезозоя. На основании числа, расположения перегородок и щупалец, особенностей строения скелета класс разделяется на пять подклассов: табуляты, гелиолитиды, четырехлучевые кораллы шестилучевые кораллы и восьмилучевые кораллы.

Подкласс донышковые (Tabulata). Колониальные животные, имеющие кустистые, массивные и стелющиеся колонии. Кораллиты имеют различное поперечное сечение. Хорошо развиты многочисленные днища- горизонтальные перегородки. Радиальные перегородки- септы , развиты слабо или зачаточные. Это полностью вымершие палеозойские животные(E-0).

Представители: род Aulopora (O-P);

Род Halysites (S-D);

Род Favozites(S-D);

Род Syringopora (S-C).

Подкласс гелиолиты (Heliolitoidea)

Вымершие палеозойские колониальные кораллы массивной формы. Скелет формировался полипами и промежуточной тканью. Поперечное сечение кораллитов круглое. И в кораллитах, и в промежуточной ткани имееются днища. На стенках кораллитов развиты двенадцать септ в виде шипиков. Гелиолиты известны с ордовика по девон.

Представители : род Heliolites(О3-D);

Род Propora (O3-S2).

Подкласс четырехлучевые кораллы(Tetracoralla)

Вымершие одиночные или колониальные формы с известковым скелетом. Одиночные кораллиты имеют форму изогнутого конуса или цилиндра. Хорошо развиты септы и днища. У многих представителей септы располагались перисто. В начальной стадии развития закладывается шесть септ, затем растут только четыре. У некоторых форм имеется крышечка, которая закрывает чашку кораллита.

Представители : род Streptelasma(O3-S);

Caninia (С-Р1);

Lithostrotion(C-P);

Zaphrentis (D);

Calceola (D).

Распространены с ордовика до раннего триаса.

Подкласс шестилучевые кораллы(Hexacoralla).

Одиночные и колониальные организмы, современные и вымершие, с известковым скелетом или без него. Септы хорошо выражены и различны по длине – более поздние всегда короче более ранних. Кораллиты имеют форму конусов или цилиндров, покрытых снаружи известковой стенкой. Внутри кораллита имеются септы, днища, столбик, пузырчатая ткань. У некоторых массивных полипняков могут отсутствовать стенки кораллитов, образуя меандровый полипняк. Распространение - от триаса до настоящего времени. Современные и ископаемые рифостроители.

Подкласс восьмилучевые кораллы(Octocoralla)

Современные и ископаемые колониальные кораллы. Полипы имеют восемь пар перистых щупалец. Скелет внутренний, закладывается в виде спикул, которые, срастаясь, могут образовывать массивный скелет в виде трубок.

Распространение с триаса и до ныне. Современные формы участвуют в построении рифов.

Черви обладают несегментированным или сегментированным двусторонне симметричным телом, представляющим собой кожно-мускульный мешок, в котором заключены внутренние органы. Конечности отсутствуют. Надтип объединяет три самостоятельных типа: низшие черви, кольчатые черви, ониохоры. Из всех червей только кольчатые обладают сложным строением и остаются в ископаемом состоянии. Главной особенностью строения является наличие вторичной полости (целома), погруженной в мезодерме. Она наполнена жидкостью и играет роль гидравлического скелета. Тело кольчатых червей разделено на отделы: голову, туловище, задний отдел (пигидий). В голове имеются органы осязания, вкуса , зрения, обоняния.число сегментов тела может доходить до 800.на каждом сегменте имеютмс щетинки- параподии. В глотке - роговые челюсти и зубы(сколедонты).кольчатые черви- обитатели морских и пресноводных бассейнов, могут жить на суше, в почве.в ископаемом состоянии сохраняются лишь полихеты. Они ведут ползающий образ жизни, могут плавать или зарываются в ил. Прикрепляющиеся полихеты наращивают известковистую трубочку прямую, спиральную, неправильно изогнутую. Состав известковистый. Известны с венда и по настоящее время.

Представители: р. Serpula (S-ныне), p. Spirorbis (O-ныне).

Систематика: осуществляется на основании специфики строения сегментов тела, строения органов дыхания и конечностей. Выделяют пять подтипов: трилобитообразные, жабродышащие, хелицеровые, трахейные и пробосциферы.

Подтип Trilobitomorfa. Вымершие морские животные расцвет которых приходится на ранний палеозой. Наиболее важен класс трилобитов.

Класс Trilobita. Палеозойские морские членистоногие с удлиненно-овальным и уплощенным в спинно-брюшном направлении телом. В поперечном направлениии тело разделено на три отдела : головной (цефалон), туловищный(торакс) и спинной(пигидий). В продольном- панцирь также делится на три отдела. Головной щит несет осевую выпуклую часть-глабель, боковые щеки(подвижную и неподвижную). Щеки разделяются лицевым швом. Лицевые швы бывают разных типов. В зависимости от этого происходит деление на переднещечных, заднещечных и угольнощечных трилобитов. На головном щите имеютсч глаза и пять пар конечностей. Одна из пар- сяжки. Туловище состоит из подвижно сросшихся сегментов (от 2 до 44) каждых из которых несет пару конечностей. Одна для хождения, другая- для плавания и дыхания. Известны из кембрия – перми.

Систематика : делятся на подклассы по количеству сегментов туловища.

Подкласс Miomera. Мелкие (до 20 мм) трилобиты с двумя или тремя сегментами туловища. Цефалон и пигидий сходны по размерам и форме. В подавляющем большинстве слепые.распространение- кембрий-ордовик.

Представители : Agnostus(кембрий-ордовик)

Подкласс Polimera. Различных размеров трилобиты с пятью и более сегментами.

Представители :род Olenellus (ранний кембрий)

Род Paradoxides (средний кембрий)

Род Olenus (поздний кембрий)

Род Asaphus(ордовик-силур)

Род Trinucleus (силур)

Род Dalmanites (силур-девон)

Род Phacops (силур-девон)

Род Phillipsia (карбон)

Образ жизни : трилобиты были морскими, в основном бентосными животными. Они предпочитали моря с теплой, нормально соленой водой в зоне мелководья. Наиболее широко развиты в кембрии.

Подтип Chelicerata . к ним принадлежат наземные, реже морские животные. Тело состоит из двух отделов :головы и брюшка. Отличаются от других членистоногих отсутствием антенн. Наибольшее геологическое значение имеет отряд эвриптерид. Хелицеровые обитали в пресных или солоноватых водах лагун и являлись хищниками. Распространение -ордовик- пермь.

Подтип Branchiata . представлен одним классом – ракообразные (Crustacea). Преимущественно водные членистоногие. Наиболее интересны филлоподы- листоногие раки, тело которых заключено в двустворчатую раковину, эвригалинные животныеи, звестны с кембрия и по ныне; остракоды- ракушковые рачки, имеющие двустврчатую мелкую раковину с глазным бугорком, время распроостранения кембрий-ныне; циррипедии- усоногие раки, ведущие во взрослом состоянии прикрепленных образ жизни., наружный скелет имеет форму конуса(род Balanus).

Тип моллюски (Mollusca). Моллюски или мягкотелые образуют одну из важнейших и распространенных групп морских, пресноводных и наземных животных.

Большинство моллюсков имеют известковую раковину, в которой помещается мягкое тело.

Не сегментированное тело подразделяется на голову, туловище и ногу и защищается раковиной. По форме раковина бывает двустворчатая, в виде плоской или конической спирали и др. Живут в воде и на суше. Распространение Е-ныне . По строению раковины и мягкого тела моллюски подразделяются на 10 классов, из которых наибольшее значение имеют двустворчатые моллюски, гастроподы и головоногие моллюски.

Класс двустворчатые моллюски(Bivilvia)

Двусторонне-симметричные водные организмы. Тело заключено в рако вину, состоящую из двух одинаковых створок - правой и левой. Мягкое тело не имеет обособленной головы. По способу питания -фильтраторы. Нога занимает срединное положение, имеет клиновидную форму и служит для ползания и зарывания в ил. Створки раковины трехслойные. На верхнем конце створки расположена макушка - начальная ее часть, от которой начинается рост. Под макушкой находятся связки, открывающие створки. Для эамькания створок служат мускулы, отпечатки которых хорошо сохраняются на раковине. Для скрепления створок служит замок, который состоит из выступов - зубов и ямок. Он расположен под макушкой. На внутренней стороне раковины расположена мантийная линия - след прикрепления мантии к раковине. Она может быть цельной или с мантийным синусом. Он появляется у форм зарывающихся и имеющих длинные сифоны. Наружная поверхность раковины несет разнообразную скульптуру.

Пелециподы - эвригалинные животные, живут в бассейнах разной солености. Обитают б мелководной зоне, ведут придонный образ жизни. Распространение Е-Н .

По строению замка делятся на отряды:

Отряд Тaxodonta – рядозубые - замок состоит из ряда одинаковых зубов, чередующихся с ямками. Представитель: род Arca(I-ныне) .

Отряд Heterodonta - разнозубые, замок состоит из кардинальных и боковых зубов.

Представители: род Сardium(N-ныне)

Отряд Schizodonta - расщепленнозубые, замок состоит в правой створке из .двух расходящихся зубов, а в левой - из большого снизу раздвоенного зуба и переднего зуба.

Представитель; род Trigonia (T-K);

Род Unio(Pg-ныне)

Отряд Desmodonta – связкозубые. Замок отсутствует, имеется внутренняя связка.

Представители :род Mya (Палеоген-ныне)

Отряд Rudistae - толстозубые (рудисты).

Неравностворчатые, прирастающие формы с мощными толстыми зубами.

Представитель: род Hippuritella(K2)

Отряд Dysodonta- беззубые, замок отсутствует. Связка внутренняя. Представители : рода Inoceramus(I-K);

Pecten (I-ныне);

Ostrea (Т-ныне).

При изучении пелеципод нужно уметь различать правую и левую створку, затем определять тип замка, находить отпечатки мускулов, положение связки, мантийную линию, мантийный синус. Большое значение для определения имеет скульптура раковины. Все это в сочетании с замком позволит установить родовую принадлежность образца.

Класс брюхоногие моллюски(Gastropoda)

Гастроподы отличаются от других моллюсков асимметрией тела и раковины. На теле четко выделяется голова, туловище и нога. Способ питания активный; на голове имеется рот с теркой для перетирания твердой пищи. Это водные и наземные животные, дышат жабрами и легкими. Раковина имеет различную форму: колпачковидную, плоско спирально свернутую и улитковидную. Животные придонного бентоса. Распространение Е-Н . Имеют значение для расчленения кайнозойских осадков. Брюхоногие целятся на три подкласса:

Подкласс Prosobranchia (прозобранхия) – переднежаберные. Жабры расположены впереди сердца, нервные тяжи перекрещваются. Морские и пресноводные животные.

Представители: роды Belleropfon(O-P);

Turritella (К-ныне)

Подкласс Ophisthobranchiata –заднежаберные

Жабры расположениы позади сердца. Раковина часто редуцирована. Морские планктонные формы.

Представитель: род Spiratella(N-ныне).

Подкласс Pulvonata- легочные

Наземные или пресноводные. У некоторых отсутствует раковина.

Представитель: род Helix (N-ныне).

Класс Chephalopoda – головоногие моллюски

Класс головоногие – наиболее высокоорганизованные животные из всех беспозвоночных. Это мооские, стеногалинные, нектонные хищные животные. тело двустороннесимметричное, выделяется нога, туловище, голова. Нога преобразована в щупальца и воронку. Щупальца предназначены для захвата пищи и защиты, а нога – воронка, орган передвижения. Раковины прямые, согнутые или плоскоспирально свернуты. Внутренняя полость раковины разделена септами на камеры. Тело животного помещается в последней камере, остальные заполнены газом. Головоногие появляются в кембрии. Их систематика основана на положении раковины.

Подкласс Ectocochlia- наружнораковинные

Представители имеют наружную раковину, вмещающую мягкое тело. Здесь рассматриваются четыре надотряда.

Надотряд Nautiloidea – обладают прямой, согнутой или плоско спирально свернутой раковиной. Поверхность раковины чаще гладкая. Перегородочная линия прямая. Сифон узкий, в центре. Появились в Е , расцвет в О-S. Ныне существует один представитель :род Nautilus(I-ныне).

Надотряд Endoceras – имеют прямые цилиндрические раковины. Сифон широкий, расположен на брюшной стороне.

Представитель: род Endoceras (О2).

Надотряд Ortoceratoidea – имеют прямую раковину с узким сифоном. Сифонные дудки короткие.

Представитель: род Ortoceras(О).

Надотряд Ammonoidea – обладают плоскоспиральной раковиной, инволютной или эволютной. Раковина сильно скульптурирована. Сифон узкий, занимает краевое положение. Перегородочная линия аммонитовая, , гониатитовая, состоит из седел и лопастей.

Отряд гониатиты – имеют гониатитовую перегородочную линию с простыми седлами и лопастями. Раковина чаще гладкая. Распространение D-K.

Представитель : род

Отряд цератиты – перегородочная линия состоит из гладких седел и зазубренных лопастей. Скульптура раковины разнообразная. Распространение -Т.

Представитель : род Ceratites(Т2).

Изучение типа мшанки (Bryozoa). К мшанкам относятся исключительно колониальные, преимущественно морские, реже пресноводные животные микроскопических размеров (до 1мм), ведущие прикрепленный образ жизни. Отдельные особи мшанок(зооиды) соединены в колонии. Колонии весьма разнообразны по внешнему виду: похожи на мох, водоросли, тонкую сетку, гроздевидные, коробчатые и т.д. Форма и размеры колоний могут меняться.

Колонии состоят из зооидов, заключенных в ячейку(зоэцию). На передней части ячейки расположен выступ-лофофор с многочисленными щупальцами. Они являются органами собирания пищи, дыхания, защиты. В центре лофофора расположен рот, ведущий в пищеварительный канал.

Систематика: важнейшими признаками для выделения крупных систематических подразделений являются: состав и форма скелета, строение ротового отверстия, лофофора и ячеек. По этим признакам тип делится на два неравных по объему класса Phylactolaemata- покрыторотые и Gymnolaemata –голоротые.

Класс покрыторотые.

К данному классу относятся современные пресноводные мшанки(около 100 видов). В ископаемом состоянии не встречаются за исключением одного позднемелового вида.

Класс голоротые.

К этому классу относится большое количество как современных, так и ископаемых видов. Скелет известковый. Делятся на пять отрядов из которых рассмотрено три.

Отряд циклостоматы (Cyclostomata) Известны с ордовика и до ныне.

Характерные роды: Stomatopora (ордовик-ныне)

Tubulipora (палеоген-ныне).

Отряд трептостоматы (Treptostomata) Известны с ордовика до раннего триаса.

Характерные роды : Tabulipora(девон-пермь)

Отряд криптостоматы (Cryptostomata) Известны с ордовика по триас.

Характерные роды : Fenestella(ордовик-пермь), Polipora (ордовик-ранний триас).

Образ жизни. Мшанки- прикрепленные бентосные животные, они обитают в нормально соленых и опресненных бассейнах. Мшанки лучше, чем кораллы переносят колебания солености,но их количество уменьшается в бассейнах с пониженной соленостью. Распространены в прибрежных зонах морей на глубине до 400-500 м. Очень редко встречаются на глубинах до 5000м. В литорали преобладают формы уплощенные, в сублиторали – листообразные и сетчатые. На больших глубинах развиваются массивные и ветвистые колонии.

Изучение типа брахиопода ( Brachiopoda).

Брахиоподы- одиночные, двусторонне симметричные морские бентосные животные. Тело заключено в двустворчатую раковину. Створки не одинаковы по форме и размерам: большая брюшная, меньшая – спинная. Плоскость симметрии проходит посередине створок. Раковина известковая или хитиново- фосфатная. Заостренная часть раковины имеет округлое (форамен) или треугольное отверстие(дельтириум) для выхода ножки. Створки раковины закрываются и открываются мускулами, скрепляются на задней части замком в виде выростов-зубов. Внуиренние органы располагаются в висцеральной полости, в мантийной – ручной аппарат. Руки служат для собирания пищи, дыхания и часто имеют скелеьную поддержку – ручной аппарат. Ручной аппарат может быть в виде спиралей, крючков, петель. Раковина может быть покрыта бороздами, морщинами, ребрами.

Систематика : важнейшим признаком для выделения классов является способ замыкания раковины. По этому признаку выделяются замковые (Articulata) и беззамковые брахиоподы(Inarticulata).

Класс Inarticulata. Замок и ручной аппарат отсутствуют, створки смыкаются мускулами. Время распространения кембрий- ныне.

Представители : род Obolus (кембрий-ордовик)

Род Lingula (ордовик-ныне)

Класс Аrticulata . имеют известковуяю раковину, развит замок и ручной аппарат. Существу.т с кембрия и по ныне.

Представители : род Productus (карбон- пермь)

Род Pentamerus(силур)

Род Spirifer (силур-пермь)

Род Atrypa(ордовик-девон)

Род Rhynchonella(ордовик-ныне)

Род Terebratula(триас-ныне)

Образ жизни :брахиоподы – обитатели морей с нормальной соленостью, лишь немногие (лингула) могут переносить оперснение водоемов. Это прикрепленные животные. Прикрепление может осуществлятся ножкой или прирастанием створки. Появились в докембрии, расцвет в раннем палеозое. Сейчас живут лишь некоторые роды.

4.2.11 Тип иглокожие (Echinodermata). Иглокожие представляют собой своеобразный обособленный тип морских, одиночных, стеногалинных животных. Тело имеет разнообразную форму, для которой обычно характерна пятилучевая симметрия. Скелет состоит из известковых табличек, расположенных под кожей. Часто на табличках расположены разных размеров и формы иглы, служащие для защиты и передвижения.

Характерная особенность - наличие амбулакральной системы, состоящей из каналов и ножек – присосок, которая служит для передвижения, дыхания, осязания, плавания и т.д.

Систематика: Все Иглокожие разделены на два подтипа – Прикрепленные (Pelmatozoa) и Свободноживущие (Eleutherozoa).

Класс Карпоидеи (Carpoidea). Иглокожие, имеющие уплощенное тело, лишенное радиальной симметрии. Скелет состоит из стебля, чашки и брахиолы. Известны из среднего кембрия-среднего девона.

Класс Цистоидеи (Cystoidea). Древнейшие, наиболее простоорганизованные организмы. Морские пузыри имели шаровидную чашечку, состоящую из беспорядочно расположенных известковых табличек. Таблички пронизаны порами. Ротовое отверстие приподнято. Иногда развит короткий стебель. Распространение ордовик-девон.

Представители : род Echinosphaerites-(ордовик)

род Aristocystites (ранний силур)

Класс Бластоидеи (Blastoidea). Палеозойские прикрепленные иглокожие с бутонообразными чашечками(морские пузыри), несущими небольшое число коротких брахиол и длинный стебель. Появляются в ордовике, достигают расцвета в карбоне и в перми, к концу перми вымирают.

Представители: род Pentremites (карбон)

Класс Текоидеи (Thecoidea) к ним относятся палеозойские иглокожие с круглой чашечкой. Стебель отсутствует. На верхней стороне расположен рот с отходящими от него дугообразными амбулакральными полями. Текоидеи появились в начале кембрия и вымерли в раннем карбоне.

Класс морские лилии (Crinoidea) . Самые высокоорганизованные из прикрепленных. Имеются подвижные на взрослой стадии формы. Тело состоит из чашечки, стебля и 5 хорошо развитых рук. Чашечка вмещает мягкое тело, состоит из двух или трех рядов пластинок. Руки сильно ветвятся на них имеются пищевые желобки. Рот находится наверху в центре чашечки. Время распространения кембрий-ныне.

Образ жизни. В течении фанерозоя прикрепленные иглокожие испытывали периоды упадка и расцвета. В основном это были бентосные животные мелководья. В мезозое и кайнозое морские лилии постепенно перешли к обитанию в глубоких водах, появились формы, свободно плавающие в придонной части с помощью рук. Форма иглокожих говорит об условиях их обитания. На илистом дне в спокойной воде живут формы с тонким скелетом и длинными тонкими руками. В прибрежных водах развиты массивные формы. Морские лилии эвритермные животные.

Класс Морские ежи (Echinoidea). Тело защищено панцирем, который состоит из пластинок, расположенных меридиональными рядами и сгруппированными в амбулакральные и межамбулакральные поля. В последних имеются отверстия для выхода ножек. В центре нижней части панциря расположен рот. На поверхности панциря имеются различные по форме иглы

По строению панциря морские ежи делятся на древних и новых. У новых ежей число пластинок в межамбулакральных полях, в отличие от древних, равно двум. По строению панциря и симметрии класс Морские ежи делится на два подкласса: правильные ежи и неправильные ежи.

Подкласс Правильные ежи (Regularia). Имеют пятилучевую симметрию, наиболее древние. Рот расположен в центре нижней, а анус – в центре верхней части.

Представители : род Archaeocidaris (карбон-пермь)

Род Cidaris (триас-ныне)

Подкласс Неправильные ежи(Irregularia). Двусторонняя симметрия. Анус смещен на нижнюю часть панциря к задней части, рот – к передней части. Появились в юре и существуют до ныне.

Представители: род Echinocorys (карбон)

Род Pygaster (юра-мел)

Род Clypeaster(поздний эоцен-ныне)

Род Micraster (поздний мел-палеоген)

Образ жизни.. морские ежи морские стеногалинные животные. Живут в морях с нормальной соленостью, в теплых мелководьях. Некоторые формы могут существовать на больших глубинах и при невысоких температурах.

Тип конодонты(Conodonta)

Так названы животные, обладающие конодонтами- зубовидными образованиями размером от долей мм до 2-3 мм. По своему составу (фосфорнокислый кальций) конодонты близки к зубам позвоночных. Эти животные имели вытянутую червеобразную форму тела длиной до 40 мм и шириной 2 мм, вели планктонный образ жизни. По своему облику они похожи на щетинковых червей, но относятся к самостоятельному типу вторичноротых. По внешнему виду конодонты можно разделить на три основные группы: простые конусовидные, сложные в виде изогнутых стержней, платформенные – низкие, плоские с широким основанием. Функции конодонтов не выяснены.

Древнейшие конодонты известны со среднего кембрия, расцвет простых форм приходится на ордовик, стержнеобразные и платформенные- в девоне. Максимальный расцвет конодонтов приурочен к триасу. Геологическое значение- расчленение палеозойских отложений..

Тип полухордовые объединяет три класса из которых наиболее интересен класс граптолиты (Graptolithina).

Класс Graptolithina. Граптолиты – вымершие морские колониальные животные, имевшие наружный скелет, построенный из белкового органического вещества. размер каждой особи не превышал первых миллиметров. Рабдосома(скелет колонии) состоит из отдельных ветвей, иногда соединенных перемычками, и обладает различной формой. Колония может быть простой, ветвистой, спиральной, сетчатой. Ветви образованы отдельными сообщающимися ячейками- теками, внутри которых помещались зооиды. Это морские стеногалинные животные, ведущие планктонный, бентосный или псевдопланктонный образ жизни. Время распространения - средний кембрий-карбон.

Систематика: граптолиты включают два подкласса : стереостолонаты и настоящие граптолиты.

Подкласс Stereostolonata . Колония состоит из ветвей, соединенных перемычками. В основном прикрепленный бентос.

Представители: род Dictionema(средний кембрий-ранний карбон)

Подкласс Graptolitoidea. Имели рабдосомы из одной или нескольких нитей, прямых или изогнутых. Теки расположены вдоль ветви в один или два ряда. Настоящие граптолиты вели планктонный образ жизни и имели специальное приспособление- плавательные пузыри- пневматофор. Делятся на безостные и осеносные граптолиты.

Представители: отряд Axonolipa – безостные

Род Dichograptus(раннийордовик)

Род Didymograptus-(ранний - средний ордовик)

Род Tetragraptus (раннний ордовик)

Род Hhilograptus (ранний ордовик)

Род Dicelodraptus(поздний ордовик)

Отряд Axonopora- осеносные

Род Diplograptus(ордовик-ранний силур)

Род Rastrites (поздний силур)

Род Monodraptus (силур)

Род Spirograptus (силур)

Род Cyrtograptus (ранний силур)

Граптолиты по способу питания - фильтраторы. В ископаемом состоянии встречаются в алевролитах и сланцах в виде отпечатков -“рисунков на камнях”

Вариант 1

1Образ жизни животных.

2Тип простейшие. Строение клетки. Класс саркодовые. Строение раковин фораминифер и радиолярий. Образ жизни, геологическое значеие, породообразование.

3Класс гастроподы. Строение тела и скелета, систематика, образ жизни, геологическое значение.

Вариант 2

Условия сохранения организмов в ископаемом состоянии. Типы сохранности. Примеры на отдельных примерах.
Тип губки. Строение мягкого тела и скелета. Классификация. Образ жизни, геологическое значение.
Класс пелециподы. Строение тела, раковины, замка. Принцип систематики. Образ и условия жизни. Геологическое значение и распространение.

Вариант 3

Значение палеонтологии для геологии и связь ее с другими науками.
Тип археоциаты. Строение скелета. Сходства и отличия от губок и кораллов. Время распространения и геологическое значение.
Наутилоидеи. Систематическое положение. Строение тела и раковины. Время существования, геологическое значение.

Вариант 4

Виономические зоны моря. Условия существования организмов.
Амоноидеи. Систематическое положение. Особенности строения. Систематика. Образ жизни, геологическое распространение.
Тип кишечнополостные. Общая характеристика. Строение класса гидроидных полипов. Распространение.

Вариант 5

Таксономические единицы и их соподчиненность. Винарная номенклатура.
Класс коралловые полипы. Систематическое положение. Строение подклассов. Время и условия существования. Рифообразующее значение.
Граптолиты. Систематическое положение и строение. Время распространения и геологическое значение.

Вариант 6

Основоположники палеонтологии, русские ученые – палеонтологи.
Тип мшанки. Строение тела, скелета, систематика. Время развития, геологическое значение.
Белемниты. Систематическое положение, строение скелета, образ жизни. Геологическое значение.

Вариант 7

Общая систематика животного и растительного мира. Главные отличия между растениями и животными.
Черви. Систематика. Особенности строения кольчатых червей. Типы сохранности.
Тип членистоногие. Особенности строения. Классификация. Образ жизни, геологическое распространение.

Вариант 8

Биоценоз, танатоценоз, тафоценоз, ориктоценоз. Приуроченность биоценозов к определенным фациям. Схема биоценозов Черного моря.
Брахиоподы. Строение тела и раковины. Строение замка, ручного аппарата. Классификация, представители. Геологическое значение.
Иглокожие. Общая характеристика типа. Классификация, отличительные признаки отдельных групп (подтипов, классов). Геологический возраст.

Вариант 9

Основные этапы развития палеонтологии как науки.
Ракообразные и хелицеровые. Систематическое положение. Классификация, строение, представители, геологическое значение.
Прикрепленные иглокожие. Строение классов морских лилий и пузырей. Геологическое значение.

Вариант 10

Эволюционное учение Ч. Дарвина и примеры палеонтологического доказательства эволюции.
Трилобиты. Систематическое положение. Строение панциря. Время появления и развития, геологическое значение.
Морские ежи. Систематическое положение. Строение тела и панциря, геологическое значение.

Тема 2.3 Характеристика основных стадий развития Земли

План:

Общая характеристика геологической истории докембрия

Общая характеристика геологической истории палеозоя

Общая характеристика геологической истории мезозоя

Общая характеристика геологической истории кайнозоя

Знание исторического развития человеческого общества, живой и неживой природы, природных событий геологического прошлого имеет важное значение не только потому, что при этом раскрывается логическая связь между теми или иными событиями, но и потому, что выявляются закономерности возникновения и эволюции Земли и тем самым определяются законы развития природы, общества и человека. Все эти знания необходимы не только для того, чтобы выявить закономерности происхождения и размещения полезных ископаемых, которые так необходимы для развития человеческих цивилизаций, но и для углубленного изучения современных геологических процессов и предсказания будущего. Изучая современное строение Земли, геологи сталкиваются с ее прошлым, с разнообразными по масштабам и формам проявления геологическими событиями. Но в первую очередь геологи сталкиваются с проблемой геологического времени.

Геологическое время. Когда, каким образом и в каких масштабах происходили в прошлом те или иные события, нередко охватывающие всю планету, — перемещения материков, рождение океанов, наступления (трансгрессии) и отступления (регрессии) моря, землетрясения, извержения вулканов? Как возникали, жили, расселялись, эволюционировали и вымирали организмы, которые сегодня находятся в окаменевшем состоянии в толщах горных пород? Все эти и многие другие вопросы, начиная с самых древнейших времен, всегда волновали ученых.

Правильное представление об огромной длительности геологического времени укоренилось в научной литературе далеко не сразу. Продолжительное время не только господствовал религиозный догмат о божественном акте происхождения Земли, но и существовало представление о том, что наша планета очень молода. Безоговорочно принималось, что Земля и вся Вселенная возникли в течение нескольких дней около 6000 лет назад. Однако передовые мыслители и естествоиспытатели античности, а затем и ученые эпохи Возрождения стали высказывать мнения о большой длительности истории Земли, о многогранности и огромной масштабности происходивших на ее поверхности и в недрах геологических процессов.

Давно было замечено, что нижележащие слои горных пород в своем ненарушенном состоянии всегда древнее вышележащих. В 1669 г. Н.Стено установил закон, который носит название «закон последовательности напластований». Это положение дает возможность провести лишь относительную датировку слоев и событий (один моложе или древнее другого), но не позволяет оценить количественно продолжительность геологического времени, даже если в слоях земной коры встречаются ископаемые остатки организмов.

Современные представления о геологическом времени и возрасте Земли сложились на основе почти 300-летнего исследования. По взаимному залеганию слоев горных пород различного состава еще в XVIII в. были предприняты попытки установить временную последовательность осадконакопления. Итальянский геолог Дж.Ардуино во время работы на севере Апеннин предложил различать четыре типа гор:

-примитивные или минеральные, сложенные кристаллическими породами без органических остатков;

-вторичные, состоящие из мраморов и слоистых известняков с морскими ископаемыми;

-третичные — низкие горы и холмы, сложенные гравием, глинами, мергелями с обильными остатками морских животных;

- четвертичные — земляные и каменные выносы горных потоков.

Эту терминологию использовали в других районах Европы, а названия «третичные» и «четвертичные» сохранились до наших дней.

По напластованиям осадочных горных пород, особенно тогда, когда слои располагаются горизонтально, можно отчетливо установить относительную геологическую хронологию, т.е. временную последовательность. После того как установлено взаимное расположение пластов по особенностям их строения, происходит прослеживание однородных пластов на расстоянии, даже если они находятся на разных уровнях. В каждом природном обнажении, если мы точно знаем, что пласты находятся в ненарушенном состоянии, более глубокие (нижележащие) слои всегда древнее перекрывающих.

Изучение относительной возрастной последовательности осадочных пород по условиям взаимного залегания пластов позволяет построить стратиграфическую колонку (рис. 6.1).

Установление возрастной последовательности напластований в одном обнажении не представляет особой трудности. Каким же образом можно сравнивать между собой довольно далеко отстоящие друг от друга обнажения? Где, на каком уровне располагаются одновозрастные образования в далеко отстоящих друг от друга обнажениях? Здесь появляются трудности. Одно дело, если одновозрастные слои слагаются одинаково, а если они разные? Особенно большие сложности, которые оказываются труднопреодолимыми, возникают тогда, когда изучаются и сравниваются между собой стратиграфические разрезы удаленных друг от друга стран и особенно континентов. Еще в XVIII в. естествоиспытатели обратили внимание на то, что слои осадочных пород, содержат ископаемые останки животных в виде раковин и скелетов, а также отпечатки растений

тем сильнее были эти отличия, чем древнее оказывались слои, содержащие остатки ископаемых организмов. Было замечено, что пласты морских осадочных пород одного и того же возраста содержат одинаковые остатки древних организмов. Это дало возможность геологам разработать один из важнейших методов расчленения и сопоставления разрезов. Здесь на помощь пришел палеонтологический метод.

В начале XIX в. возникла реальная возможность построения сводной геологической шкалы относительной хронологии. Ее относительность вытекает из того, что анализ и определение видовой или родовой принадлежности ископаемых остатков не могут точно указать время образования горных пород, их заключающих, и продолжительность существования самих организмов, но позволяют определить относительную древность, молодость или одновозрастность напластований относительно какого-то заранее взятого слоя и провести сопоставления. Менее полувека потребовалось для создания шкалы относительной геохронологии. Она выражала последовательность во времени тех или иных геологических событий в истории земной коры, которые оказались запечатленными в напластованиях осадочных горных пород.

На основе этапности развития органического мира и минерального состава вмещающих их осадочных образований в течение XIX в. были установлены все известные в настоящее время и широко применяемые стратиграфические единицы — эратемы, системы, отделы и ярусы. Самой крупной стратиграфической единицей является эратема, в состав которой входит несколько систем. В свою очередь системы состоят из отделов и ярусов. Каждой стратиграфической единице присвоены собственные названия. В начале XIX в. В. Смит предложил палеонтологический метод, который был, затем детально разработан Ж. Кювье и А. Броньяром. Важную роль в этом методе играют те группы организмов, которые существовали в течение короткого времени и были распространены во всех морях и океанах и на многих континентах. Такие роды и виды организмов оказались своеобразными реперами в геологической истории и получили название руководящих ископаемых. Руководящими формами ископаемых организмов в континентальных отложениях являются скелеты динозавров или их фрагменты, скелеты птиц, хоботных, приматов, лошадей и следы их жизнедеятельности организмов (отпечатки следов, кладки яиц), а также остатки растений (отпечатки листовой флоры, остатки фрагментов веток, стволов, побегов, минерализованные окремненные либо известковые остатки). Среди морских организмов руководящими являются граптолиты, трилобиты, брахиоподы, мшанки, головоногие моллюски (аммониты и белемниты), ряд представителей брюхоногих и двустворчатых моллюсков, а также фораминиферы, радиаолярии, диатомеи. Недавно научились выделять из осадков мельчайшие организмы — нанопланктон, а также споры и пыльцу растений.

Геологическое летоисчисление

Геологи давно обратили внимание, что вся история нашей планеты делится на две неравные части. Древняя более продолжительная ее часть трудна для изучения палеонтологическим методом, так как не содержит ископаемых остатков, а сами осадочные толщи изменены процессами метаморфизма и внедрениями магматических пород. Хорошо изучена молодая часть каменной летописи, поскольку осадочные напластования в ней содержат многочисленные остатки организмов, сохранность и количество которых возрастают по мере приближения к современной эпохе. Эту молодую часть истории земной коры американский геолог Ч. Шухерт назвал фанерозойским эоном, т. е. временем очевидной жизни. Эон — это промежуток времени, объединяющий несколько геологических эр. Его стратиграфическим аналогом является эонотема.

Более древнюю и продолжительную часть геологической истории Ч. Шухерт назвал криптозоем, или временем со скрытым развитием жизни. Довольно часто этот отрезок геологического времени называют докембрием. Это название сохранилось с середины XIX в., когда была установлена последовательность геологических систем. Все более древние отложения, залегающие ниже кембрийской системы, стали именоваться докембрием. В настоящее время в составе криптозоя выделяют три эонотемы:

катархей, архей, протерозой.

Широкая распространенность вышележащих отложений, большое количество ископаемых органических остатков и относительная доступность предопределили их лучшую изученность и обусловили более детальную их расчлененность. Английский геолог Дж.Филлипс в 1841 г. в составе фанерозоя выделил три эратемы палеозойскую — эру древней жизни, мезозойскую — эру средней жизни и кайнозойскую ~ эру новой жизни.

Более мелкими стратиграфическими единицами, чем эратемы являются системы, отделы и ярусы. Им присвоены имена преимущественно по названиям тех местностей, где они были впервые описаны и установлены, или по каким-то иным характерным признакам. Так, свое название кембрийская система получила от римского наименования Уэльса — Сатbriа, ордовикская и силурийская системы — по названию древних племен, живших на территории современной Англии, девонская система — по графству Девоншир в Англии, каменноугольная, или карбоновая, — по названию каменного угля, пермская — от г. Пермь, где она была впервые обнаружена и изучена, триас — от объединения трех толщ в Европе, последовательно залегающих одна над другой, юрская — от Юрских гор в Швейцарии, меловая — от широко распространенного белого писчего мела, палеогеновая и неогеновая системы, ранее входившие в состав третичной, свои названия получили от местоположения в составе третичной системы — древней и молодой. Только название «четвертичная система» сохранилось с XVIII в.

Единая международная стратиграфическая шкала представлена в табл. 6.1 и 6.2. Эта шкала дает представление не только о последовательности напластований, но и об относительном времени, поэтому ее называют единой геохронологической шкалой. Стратиграфическая последовательность слоев и их относительное время образования называют одними и теми же именами. Для того чтобы отличать время образования слоев от последовательности напластований, необходимо давать название времени (период, эпоха, век) или название напластования (система, отдел, ярус).

.аблица 6.1

Смена полярности сохранилась в изменении остаточной намагниченности пород. В настоящее время разработана шкала смены таких эпох. Палеомагнитный метод является дополнительным методом геохронологического расчленения напластований горных пород. Этот метод особенно важен для расчленения только магматических и осадочных горных пород.

Геологическое время — это время действия геологических процессов. Существуют относительное и абсолютное летоисчисления. Земля возникла 4,66 млрд лет назад, а земная кора начала формироваться 4,2—4,3 млрд лет назад. Закономерное расположение земных пластов изучает стратиграфия. Для расчленения земных пластов используются палеонтологический и палеомагнитный методы, с помощью которых определяется относительный возраст. Абсолютная геохронология или радиогеохроногия устанавливает возраст осадочных и магматических образований на основе распада радиоактивных изотопов. Наиболее крупной геохронологической единицей являются криптозой и фанерозой. Криптозой разделяется на катархей, архей и протерозой, а фанерозой — на палеозой, мезозой и кайнозой. В свою очередь, палеозой делится на шесть геологических систем или периодов (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь), мезозой — на три (триас, юра и мел), кайнозой также на три (палеоген, неоген и четвертичный).

Контрольные вопросы

В чем заключается суть геологического возраста?
На чем основаны относительное и абсолютное летоисчисления?
Каков возраст Земли?
Что изучает стратиграфия?
Раздел III Региональная геология

Урок №10

Тема 3.1. Геологическая изученность и геотектоническое районирование территории РК

План:

1Тектоническое строение регионов

2Состояние геологической изученности

3Главные структуры

Орогеническому этапу отвечает понятие о складчатости (диастрофизме, тектогенезе). Термин "складчатость" не совсем удачен, поскольку собственно образование складок здесь процесс второстепенный, лишь следствие усиления всех эндогенных процессов - магматической деятельности, воздымания территории и формирования на последнем этапе горных систем.

Складчатость (диастрофизм) приводит к значительной перестройке тектонического плана участка земной коры: геосинклинальный режим заканчивается, то есть происходит "замыкание" геосинклинали, опускание сменяется подъемом, активизируются магматические процессы и на месте прогиба возникает складчатая (орогенная) зона, или, попросту говоря, молодые, высокогорные хребты. В дальнейшем, по мере того как тектоническая активность уменьшается, начинают преобладать экзогенные процессы, которые постепенно разрушают горы, сглаживают их, и область превращается в платформу. Платформенный этап начинается с формирования чехла над сглаженным метаморфизованным, дислоцированным основанием - фундаментом.

В истории Земли выделяется целый ряд эпох складчатости, то есть таких периодов времени (относительно коротких по сравнению с предшествующим прогибанием и последующим спокойным развитием), когда наблюдается планетарное усиление тектонической деятельности и замыкаются геосинклинальные области в самых разных регионах земного шара.

В докембрии было несколько эпох складчатости, названия которых различаются у разных авторов. В нашей стране за эталон тектонического развития в докембрийское время принят регион Карелии и Кольского полуострова. Там проявились следующие эпохи складчатости: саамская (кольская) - завершилась в конце раннего архея; беломорская - конец позднего архея; карельская - закончилась в конце раннего протерозоя (раннекарельская фаза проявилась перед ятулием, позднекарельская - перед вепсием). Во второй половине протерозоя (в рифее и венде) произошла байкальская складчатость. В других регионах земного шара проявлялись эпохи складчатости, не всегда совпадающие с вышеназванными и имеющие свои названия (см. главу 6). Главным результатом докембрийских диастрофических циклов является образование крупных участков континентальной коры - древних платформ (Восточно-Европейской, Сибирской и других - см. выше), которые являются как бы "ядрами" современных материков. Древними принято называть платформы докембрийским фундаментом. В фанерозое проявились четыре крупнейшие эпохи складчатости (тектогенеза, диастрофизма): каледонская (замыкание геосинклиналей в конце силурийского периода), герцинская, или варисская (замыкание в каменноугольном - пермском периодах), мезозойская, или киммерийская (замыкание в конце мелового периода), альпийская, или кайнозойская (началась с палеогена и не завершилась до настоящего времени). Эти крупнейшие эпохи тектогенеза разделяются на более мелкие фазы, которые также имеют собственные название

[pic] Рис. 80. Основные геотектонические этапы фанерозоя и схема движений земной коры. Составил А.И.Родыгин, с изменениями авторов

В байкальскую эпоху сформировались, например, складчатые сооружения Прибайкалья и Забайкалья, Тимана, фундамент Печорской плиты, горы Аделаида в Австралии; в каледонскую эпоху - складчатые системы Алтае-Саянской области, внешняя дуга Казахского нагорья, Северный Тянь-Шань, каледониды Норвегии, Шотландии, Уэльса, островов Канадского Арктического архипелага; в герцинскую эпоху - Урал, Тянь-Шань, Аппалачи, Большой Водораздельный хребет и др.; в мезозойскую эпоху - горные сооружения по берегам Тихого океана (Кордильеры, горы Северо-Востока Азии), в альпийскую эпоху - горные системы Средиземноморского пояса (Альпы, Кавказ, Гималаи и др.).

Принцип тектонического районирования основан на идее направленного развития земной коры от океанического типа через промежуточный к коре материкового типа. Геосинклинальные пояса закладываются преимущественно на океанической коре; современные геосинклинальные области (первый этап развития геосинклинали) формируют кору переходного типа (окраинные моря с цепочками островов вроде Карибского или Зондского архипелагов). Заключительные этапы развития геосинклинали, после ее инверсии, орогенеза и образования складчатой области, наращивают континентальную кору. Таким образом, геосинклинальный процесс - это процесс образования земной коры материкового типа. Один и тот же участок земной коры последовательно проходит геосинклинальный, орогенный и платформенный этапы своего развития.

Время замыкания геосинклинальных областей (поднятие, орогенез или инверсия], то есть время перехода геосинклинального режима в орогенный, как уже отмечалось выше, является наиболее коротким по сравнению с предыдущим периодом прогибания и накопления осадков, а также с последующим временем медленного разрушения складчатых сооружений и формирования платформенного чехла. Поэтому оно и принимается за возраст складчатой области, закрашиваемой на тектонических картах определенным цветом, отличающимся от цвета систем в стратиграфической шкале (см. схему I, цв. вкл.). Цвет на тектонических картах фиксирует время проявл

ия цикла или фазы тектогенеза (складчатости, диастрофизма), во время которого произошло замыкание (инверсия) соответствующей геосинклинальной области или пояса.

Н.С.Шатский (1952) отмечал, что с течением времени площади, занятые геосинклинальными поясами, сокращаются, а платформами - увеличиваются. Так, к началу фанерозоя существовало 10 древних платформ (см. схему I, цв. вкл.); после байкальского и каледонского тектогенеза существенно увеличилась площадь, например, ближайших к Западной Сибири Восточно-Европейской и Сибирской платформ; после герцинского и мезозойского тектогенеза обе эти платформы соединились благодаря формированию вначале складчатого сооружения Урала, а затем молодой Западно-Сибирской плиты. Однонаправленный ли это процесс и что будет, когда все геосинклинали замкнутся и превратятся в складчатые области и далее в платформы? Точного ответа на эти вопрос сы не имеется, однако картина развития тектонических процессов более сложная. Ход их инициируется конвекционными потоками в жидком внешнем ядре и мантии Земли. Он будет поддерживаться, пока существуют эти потоки и пока недра Земли достаточно разогреты. { Дж.Геттон, основатель школы плутонистов, еще 200 лет назад писал о круговороте вещества земной коры. Горные породы разрушаются экзогенными процессами, рыхлые отложения сносятся в пониженные участки, где накапливаются, литифицируются, воздымаются под действием эндогенных процессов, и вновь идет их разрушение. Круговорот может быть более широким, если породы подвергаются метаморфизму или переплавлению, а после этого вновь попадают на земную поверхность. Этот круговорот может остановить только полное нивелирование, или пенеплениза-цт, земной поверхности, при которой становится невозможным перенос рыхлых осадков по лате-рали под действием силы тяжести. Однако процесс пенепленизации может возобладать лишь при полном прекращении эндогенных процессов, что может случиться после окончательного остывания недр Земли.

ВАЖНЕЙШИЕ ГЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ ГИПОТЕЗЫ,

I,,. К настоящему времени накопилось достаточно много гипотез, пытающихся объяснить закономерную эволюцию земной коры. Они с разной степенью детальности рассматривают строение подкоровых оболочек Земли и механизм протекающих там процессов, поэтому представляют общую направленность развития Земли иногда в диаметрально противоположном виде. Нередко случается, что, казалось бы, полностью опровергнутая и забытая гипотеза через несколько десятилетий, с появлением новых фактов, возрождается на принципиально иной основе и вновь завоевывает популярность. Обзор геотектонических гипотез сам по себе очень интересен и поучителен, служит яркой иллюстрацией философских законов единства и борьбы противоположностей и отрицания отрицания, однако он более уместен в другом курсе - геотектонике. Здесь же мы ограничимся лишь кратким рассмотрением наиболее важных геотектонических воззрений.

ГИПОТЕЗА РАСШИРЯЮЩЕЙСЯ ЗЕМЛИ

Эта гипотеза возникла одной из самых первых, высказывалась еще в XVIII веке М.В.Ломоносовым и Дж.Геттоном. Она хорошо объясняет происхождение океанов как следствие растрескивания и расширения земной коры из-за увеличения объема Земли. По подсчетам ученых, с карбона по настоящее время диаметр Земли должен был увеличиться больше, чем на треть, а площадь поверхности более чем удвоиться. Но неясно, какие причины могли вызвать столь резкое увеличение объема Земли.

ГИПОТЕЗА КОНТРАКЦИИ

Гипотеза контракции (лат. contractio - стягивание, сжатие) была весьма популярна в XIX веке и в начале XX века; выдвинута в 30-х годах XIX столетия и окончательно сформулирована в 1852 г.

Эли де Бомоном. Согласно гипотезе Канта-Лапласа, земной шар первоначально находился в расплавленном состоянии и с тех пор медленно остывает. Объем земного шара вследствие этого процесса постепенно уменьшается, а земная кора морщинится, как кожура высохшего яблока. Это "коробление" земной коры максимально в областях более пластичных, заполненных мощными толщами осадков, то есть в геосинклинальных поясах, сжимаемых к тому же более жесткими соседними глыбами платформ - кратонов. Возражения против этой гипотезы сводятся к тому, что Земля первоначально была не расплавленной, а холодной и разогрелась позднее вследствие накопления радиогенного тепла; возможно, максимум разогревания еще не достигнут. Однако эти возражения не слишком убедительны, если учитывать такие показатели, как охлаждение недр и опускание земной коры, уменьшение интенсивности вулканической деятельности (по подсчетам А.Б.Ронова и В.Е.Хаина, объем продуктов вулканических извержений с девонского по юрский период сократился в три раза). Наблюдается также непрерывное нарастание осадочного слоя земной коры из-за превышения погружений над поднятиями: Отмечено прогрессирующее во времени увеличение глубины океанических впадин. К недостаткам контракционной гипотезы следует отвести недостаточный учет магматических процессов, которые не сводятся лишь к сжатию подко-рового вещества вследствие остывания. Не объясняется этой гипотезой периодичность проявления тектонических движений, смена сравнительно коротких эпох тектогенеза длительными периодами относительной стабильности тектоносферы. Непонятна избирательность тектонических движений: если вспомнить кожуру засохшего яблока, складки гор должны равномерно покрывать земную поверхность. Наконец, по подсчетам некоторых ученых (В.А.Магницкого и др.), скорость остывания недр Земли весьма мала (менее градуса за миллион лет) и не имеет существенного значения в возбуждении напряжений в земной коре.

Все ЭТИ аргументы свидетельствуют о том, что классическая гипотеза контракции несостоятельна, хотя идея сжатия Земли должна учитываться в объяснении геотектонических процессощ

ПУЛЬСАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА

Пульсационная гипотеза (лат. pulsatio - пульсация, биение) является как бы компромиссной между двумя предыдущими. Идеи чередования в истории Земли фаз сжатия и расширения высказывались А.Ротплетцем, В.Бухером и другими учеными, но были существенно дополнены и развиты в 30-х годах академиками В.А.Обручевым и М.А.Усовым. Согласно этой гипотезе, земной шар переживает поочередно то фазу сжатия (преобладает), то расширения.

Согласно В.А.Обручеву, в стадию расширения доминируют радиальные, вертикальные движения: в подвижных поясах происходит растяжение коры с образованием геосинклиналей; в стабильных участках кора выпучивается и разбивается трещинами, образуются грабены и горсты. В геосинклинальных областях, уже подвергшихся складчатости ранее, происходит поднятие складчатой страны в результате изостатического выравнивания. На стабильных участках образуются грабены и горсты. С фазами расширения связана и магматическая деятельность: с расширением связано уменьшение давления на магматический слой, поэтому магма переходит в жидкое состояние, образуются интрузивные тела, оживляются вулканические процессы.

При сжатии коры преобладают тангенциальные движения, приводящие к смятию в складки геосинклинальных отложений, глыбовой складчатости фундамента платформ; образуются надвиги, происходят процессы регионального метаморфизма с образованием гнейсов и кристаллических сланцев.

Причинами сжатия, по В.А.Обручеву и М.А.Усову, является выделение тепла в предшествующую стадию расширения благодаря выносу его лавами, газами, парами и т.д., а также гравитационное уплотнение внутренних зон Земли. Причины расширения, возможно, связаны с фазовым переходом магмы из твердого состояния в жидкое.

Контрольные вопросы

1Тектоническое строение регионов

2Состояние геологической изученности

3Главные структуры

Урок №11

Тема 3.2 Характеристика платформ

План:

1Структурно –формационные комплексы фундамента.чехла

2История формирования

3 Полезные ископаемые

Горноскладчатые области испытывают воздействие эрозии и денудации, что приводит к нивелировке рельефа и формированию полого-всхолмленной равнины - пенеплена. Возникшая континентальная кора приобретает жесткость в результате глубокого метаморфизма и гранитизации. Проявляются вертикальные движения, которые фиксируются плавными пликативными дислокациями осадочных пород. С этого момента литосфера вступает в новый этап своего развития -платформенный. Платформа (по В.Е.Хаину) - это относительно устойчивый, консолидированный складчатостью, метаморфизмом и интрузиями крупный участок литосферы изометрических очертаний.

Для платформ характерны изометричность границ, как правило, небольшая амплитуда вертикальных движений, относительно выровненный рельеф, сравнительно небольшая мощность осадков (2-3 км), мелководные (неритовые) фации, редкое проявление магматизма - траппового и щелочного, отсутствие или слабое проявление метаморфизма (например, глины преобразуются в аргиллиты), на большом протяжении горизонтальное или слабо наклонное залегание осадочных пород. Выделяют 2 типа платформ: 1) Континентальные платформы или кратоны. Кора этих платформ соответствует стандарту континентальной коры и характеризуется слабым изменением мощности от 35 до 55 км, в среднем 40 км. 2) Океанические платформы или талассократоны (см. ниже).

Платформы имеют двухъярусное строение. Нижний структурный ярус (этаж) образован в геосинклинальную и орогенную предысторию и получил название фундамента. Фундамент представлен как интрузивными породами - гранитами и др., - так и сложноскладчатыми, метаморфи-зованными породами - гнейсами, амфиболитами, кристаллическими сланцами и т.д. На древних платформах складчатый фундамент соответствует гранито-гнейсовому слою земной коры и называется кристаллическим. Молодые платформы имеют складчатый фундамент.

Фундамент несогласно перекрывается горизонтально или полого залегающими осадочными толщами, образующими платформенный (осадочный) чехол. Формирование его происходило на платформенном этапе развития. Чехол - обычно осадочные породы, реже с прослоями эффузивных образований. Породы практически не метаморфизованы и относительно ела-

бо дислоцированы. Платформенный чехол отделен от фундамента угловым и стратиграфическим несогласиями (рис. 33).

[pic]

В строении платформ принимают участие разнообразные соподчиненные структурные элементы, отличающиеся формой, размерами, режимом тектонических движений. Охарактеризуем основные/

Рис. 33. Схема строения платформы: 1 - складчатый фундамент; 2 - платформенный чехол; 3 - разломы (заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

Щиты - приподнятые блоки земной коры, в пределах которых на дневную поверхность выходят породы кристаллического фундамента, осадочный чехол отсутствует. На платформенном этапе щиты испытали преобладающие восходящие вертикальные движения. Они никогда не перекрывались значительным платформенным чехлом!

Особое местое среди крупных отрицательных структур занимают авлакогены (греч. avlac -борозда, genesis - происходить). На древних платформах это крупные грабенообразные прогибы в фундаменте, заполненные отложениями, напоминающими молассы орогенных областей. Отложения, выполняющие авлакогены, иногда дислоцированы, особенно вблизи бортов у разломов. Нередко среди пород, заполняющих авлакогены, выделяются магматические комплексы основного состава и небольшие кислые интрузии.

Плиты - области платформ, характеризующиеся широким развитием осадочного чехла, что свидетельствует о длительном и устойчивом их погружении.

В пределах плит выделяются крупные участки с относительно опущенными и приподнятыми участками поверхности фундамента и соответственно с различной мощностью платформенного чехла. Это очень пологие отрицательные и положительные структурные формы. Обычно в пределах отрицательных форм - синеклиз - глубина залегания фундамента более 1,5-2 км и разрез чехла характеризуется большой полнотой. В некоторых синеклизах мощность чехла достигает 5-10 км и даже 20-25 км. В положительных структурах - антеклизах - глубина залегания фундамента меньше, на небольших участках он может быть вскрыт эрозией; разрез чехла неполный, мощности систем, отделов сокращены. Наклон слоев на крыльях синеклиз и антеклиз измеряется первы-. ми градусами, иногда минутами.

Прогибы (впадины) и своды (выступы) - платформенные структуры второго порядка, осложняющие антеклизы и синеклизы; могут быть самостоятельными.

Валы - значительные по размерам вытянутые платформенные структуры, объединяющие несколько структур более мелкого порядка. В зависимости от размеров и особенностей строения различают крупные валы (мегавалы), сложные валы и просто валы - вытянутые поднятия, охватывающие несколько брахиантиклиналей.

Моноклинали - крупные структуры, состоящие из слоев, наклоненных в одну сторону. Соляные купола широко распространены на некоторых участках платформ. В зонах развития солянокупольных структур характер деформаций платформенного чехла резко отличается выше и ниже соленосной толщи, с которой связаны соляные купола.

На платформах в чехле развиты флексуры, отражающие блоковое строение фундамента платформ.

Тектонические структуры раннего докембрия, наблюдаемые в фундаменте древних платформ, должны рассматриваться особо. Среди положительных (антиклинорных) тектонических структур в фундаменте древних платформ широко распространены гранито-гнейсовые купола и овалы. Купола разделены синклинальными структурами - зеленокаменными поясами. Подобные структуры могли сформироваться в условиях высокой пластичности и сильного прогрева земной коры, что было обычным в раннем докембрии. Для структур раннего докембрия (архей - ранний протерозой) используются приставки "прото" и "палео" (протоплатформы, протогеосинклинали, палеоавлакогены).

Контрольные вопросы

1Тектоническое строение регионов

2Состояние геологической изученности

3Главные структуры

Урок №12

Тема 3.3Характеристика складчатых систем

План:

1Структурно –формационные комплексы фундамента.чехла

2История формирования

3 Полезные ископаемые

В первоначальном понимании ороген - это геосинклиналь на завершающем этапе своего развития. В последние годы понимание этого термина расширилось. К орогенам стали относить любые горные области как на континентах, так и на дне океанов. Это требует выделения орогенов в самостоятельный класс структур литосферы (рис. 32).

[pic]

Рис. 32. Структурные элементы орогенной области

А - горное поднятие (мегантиклинорий); Б - межгорная впадина; В - краевой прогиб, 1 ~ молассы; 2 - вулканические покровы; 3 - складчатый геосинклинальный комплекс; 4-5 ~ срединный массив (4 - чехол, 5 - фун-

дамент); 6-7 ' - платформа (6 - чехол, 7 - фундамент); 8 - разломы (заимствовано у Г.И.Немкова и др., 1986)

Геологическая природа орогенов различна, но общими являются относительно высокая тектоническая подвижность и расчлененный высокогорный рельеф.

Отрицательными формами орогенных областей являются межгорные и предгорные впадины, представленные двумя разновидностями: крупными изометричными, часто овальными впадинами - наложенными мульдами - и узкими унаследованными синклинориями, заполненными молассой. Впадины орогенных областей, расположенные перед фронтом горно-складчатых сооруженй вдоль границы со смежной платформой, называют предгорными прогибами. В роли положительных структур орогенных областей выступают горные поднятия, разделяющие молассовые межгорные впадины. Внутренняя структура горных поднятий соответствует понятию мегантиклинория, или горст-мегантиклинория. Мегантиклинорий состоит из нескольких антиклинориев, которые имеют в целом антиклинальное строение и осложнены складками многих порядков. В ядре залегают более древние породы, чем на крыльях. В пределах мегантиклинориев нередко выделяются многочисленные мелкие грабены, отдельные горсты, а также пологие вулканоплутонические проса-дочные прогибы. Покровы лав образуют своеобразные вулканические "щиты ", сплошным панцирем перекрывающие горные поднятия. В отличие от антиклинориев в синклинориях выражена в целом синклинальная структура и в ядре залегают более молодые породы, чем на крыльях. Сово-куцнасть синклинориев называется мегасинклинорием.

В орогенных областях важная роль принадлежит глубинным разломам - крупным разрывным нарушениям, нередко достигающим верхней мантии.

Особый тип структур составляют зоны офиолитового меланжа, рассматриваемые в качестве "рубцов", возникших на месте замкнувшихся крупных прогибов с океанической корой, а также вдоль границ интрагеосинклиналей и интрагеоантиклиналей. Формируются в срединно-океани-ческих хребтах, незрелых островных дугах, задуговых бассейнах. Реликты древней океанической коры в офиолитовых зонах выведены на поверхность в виде "пестрой смеси" пород мантии, базальтового слоя и глубоководных океанических осадков. Офиолитовая ассоциация включает ультраосновные, основные магматические, а также в меньшем количестве осадочные породы. Разрез офиолитов снизу вверх представляется следующим (Борукаев, 1999): 1) гарцбургиты, лерцолиты, дуниты, выше пироксеновые габбро и амфиболиты; 2) пироксениты, полосчатые габбро; 3) диабазовые параллельные дайки, выше толеитовые базальтовые пиллоу-лавы; 4) кремнистые (в меньшем количестве карбонатные) осадки.

Многие палеозойские и более древние складчатые области в течение мезозоя испытали глубокую денудацию и были пенепленизированы. Однако на неотектоническом этапе, начавшемся в неогене, они вновь претерпели тектоническую активизацию, проявившуюся в сводово-глыбовых поднятиях и создании современного горного рельефа. Такая вторичная тектоническая активизация называется дейтероорогенезом (вторичным орогенезом). Примерами являются Тянь-Шань, Ал-тае-Саянская складчатая область и др.

К океаническим орогенам относятся срединно-океанические хребты

Контрольные вопросы

1Тектоническое строение регионов

2Состояние геологической изученности

3Главные структуры

Рекомендуемые практические занятия

Урок №13 Тема :Физические свойства минералов

Для того чтобы распознать минералы в полевых условиях, или в условиях, приближенных к полевым, т.е. не прибегая к специальным методам минералогического исследования и оборудованию, необходимо знать и уметь определить их основные физические свойства, которые можно использовать как диагностические признаки. Рассмотрим наиболее важные из этих свойств.

Цвет минерала в порошке, или цвет черты, является также важной характеристикой, играющей иногда решающую роль в определении минерала. Цвет минерала в порошке может быть таким, как его цвет в отдельном крупном индивиде или кристаллическом агрегате, но может и значительно отличаться. Для темноцветных и непрозрачных минералов цвет порошка — важный диагностический признак. Особенно это касается рудных минералов. У большинства светлоцветных прозрачных и полупрозрачных минералов порошок бесцветный, белый или имеет слабую окраску в тонах, повторяющих цвет самого минерала.

Для определения цвета минерала в порошке или цвета черты минералом проводят, чертят по шероховатой поверхности фарфоровой пластинки, очищенной от эмали. Такая пластинка называется бисквитом (от фр. biscuite — непокрытый глазурью фарфор). Именно на ней и остается черта, позволяющая оценить цвет минерала в порошке. Однако если твердость минерала превышает твердость бисквита, получить черту подобным путем невозможно.

Прозрачность — способность минералов пропускать свет без изменения направления его распространения. Прозрачность зависит от кристаллической структуры минерала, интенсивности его окраски, наличия тонкодисперсных включений, газово-жидких включений и прочих особенностей его строения, состава и условий образования. По степени прозрачности минералы делятся на прозрачные, полупрозрачные, просвечивающие по тонкому краю, непрозрачные.

Прозрачные — пропускают свет по всему объему. Через такие минералы можно видеть, как через оконное стекло.

Полупрозрачные — через них видны лишь очертания предметов. Свет проходит сквозь минерал, как через матовое стекло.

Просвечивающие — пропускают свет по тонкому краю или в тонких пластинках.

Непрозрачные — не пропускают света даже в тонких пластинках.

При прочих равных условиях более мелкозернистые агрегаты кажутся менее прозрачными.

Блеск — способность минерала отражать свет. Отражение света от поверхности минерала воспринимается как блеск различной интенсивности. Это свойство также зависит от структуры минерала. его отражательной способности и характера отражающей поверхности. Все минералы по блеску могут быть подразделены на две группы — минералы с металлическим и неметаллическим блеском. Последняя группа более многочисленная.

Металлический блеск — сильный блеск, свойственный самородным металлам и многим рудным минералам. Иногда выделяют полуметаллический блеск, или металловидный, напоминающий блеск потускневшей поверхности металла.

Неметаллический блеск по своей интенсивности и особенностям подразделяется на несколько видов.

Алмазный блеск (самый яркий) характерен для алмаза, некоторых разновидностей сфалерита и серы.

Следующим по интенсивности является стеклянный блеск. Он распространен довольно широко и напоминает блеск стекла.

Жирный блеск — блеск, при котором поверхность минерала как будто покрыта пленкой жира или смазана маслом. Если минерал темноцветный или непрозрачный, такой блеск иногда называют смолистым. Жирный блеск возникает за счет неровностей поверхности излома или грани минерала, а также за счет гигроскопичности — поглощения воды с образованием водяной пленки на поверхности.

Восковой блеск в целом похож на жирный, только более слабый, тусклый, напоминающий блеск восковой или парафиновой свечи. Он характерен для скрытокристаллических минеральных агрегатов.

Перламутровый блеск напоминает радужный блеск жемчуга или поверхности перламутровой раковины и обусловлен интерференцией световых волн, отраженных от пластин, слагающих минеральный агрегат, или от внутренних поверхностей минерального индивида.

Шелковистый блеск наблюдается у агрегатов, имеющих волокнистое или игольчатое строение. Он напоминает блеск шелковой ткани.

Иногда выделяют матовый блеск, которым обладают мелкозернистые агрегаты с неровной землистой поверхностью. Матовый блеск практически означает отсутствие блеска.

Следует заметить, что иногда блеск на гранях кристалла, на его сколе и на поверхностях спайности может отличаться. Например, у кварца блеск на гранях может быть стеклянным, тогда как на сколе он практически всегда жирный. Как правило, блеск на поверхностях спайности более яркий и интенсивный, чем на гранях кристалла.

Механические свойства. Спайность — способность минерала раскалываться по определенным кристаллографическим направлениям с образованием относительно гладких поверхностей (поверхностей спайности).

Некоторые минералы при воздействии на них разрушаются по закономерным параллельным плоскостям, направление и количество которых обусловлено особенностями кристаллической структуры минерала. Разрушение происходит предпочтительно по тем направлениям, по которым в кристаллической решетке существуют наиболее слабые связи. Если минерал имеет спиральное расположение частиц в решетке, не допускающее проведение в ней плоских поверхностей раздела, то такой минерал не будет раскалываться по определенным плоскостям, т.е. спайность у него отсутствует. Аморфные минералы также не обладают спайностью. Следует подчеркнуть, что понятие «спайность» относится к диагностическим особенностям минерала, а не кристаллического агрегата в целом, т.е. характер спайности устанавливается путем изучения отдельных минеральных зерен. В случае описания мелко - или скрытокристаллических агрегатов непосредственное наблюдение спайности становится невозможным.

По легкости раскалывания и характеру образуемых поверхностей выделяют несколько видов спайности.

Весьма совершенная спайность — минерал без особых усилий раскалывается или расщепляется руками на тонкие пластины. Плоскости спайности гладкие, ровные, часто зеркально-ровные.

Весьма совершенная спайность обычно проявляется только в одном направлении.

Совершенная спайность — минерал легко раскалывается слабым ударом молотка с образованием ровных блестящих плоскостей. Образующиеся при этом обломки называются выколками по спайности. Часто они образуют подобные многогранники — кубики, ромбоэдры, октаэдры и т.д. (рис. 1.9). Количество направлений спайности у разных минералов неодинаково.

Средняя спайность — минерал раскалывается при ударе на осколки, ограниченные примерно в одинаковой степени как относительно ровными плоскостями спайности, так и неправильными плоскостями излома.

Несовершенная спайность — раскалывание минерала приводит к образованию обломков, большая часть которых ограничена неровными поверхностями излома. Распознавание такой спайности затруднено.

Весьма несовершенная спайность, или отсутствие спайности, — минерал раскалывается по случайным направлениям и всегда дает неровную поверхность излома.

Последние два вида спайности при макроскопической диагностике минералов различить довольно сложно, поэтому на практике применяют определение несовершенная спайность.

Как уже отмечалось, многие минералы обладают спайностью в нескольких направлениях. Степень совершенства спайности по разным направлениям может быть различной. Например, полевые шпаты обладают совершенной спайностью в одном направлении и средней спайностью в другом, причем угол между этими направлениями у разных минералов отличается.

Количество направлений спайности, угол между ними, степень ее совершенства являются одними из главных диагностических признаков при определении минералов. Чтобы успешно использовать эти признаки, необходимо уметь отличать плоскости спайности от граней кристалла. Плоскости спайности имеют более сильный блеск, чем грани и другие поверхности излома кристалла. Кроме того, при раскалывании кристалла плоскости спайности, в отличие от граней кристалла, наблюдаются в виде серии параллельных друг другу поверхностей.

Излом — вид поверхности, образующейся при раскалывании минерала. Эта характеристика дополняет описанную выше. Особенно она важна при изучении минералов, обладающих несовершенной и весьма несовершенной спайностью. Для таких минералов вид поверхности излома может являться важным диагностическим признаком. Различают несколько характерных видов излома.

У некоторых минералов на изломе может возникать характерная вогнутая или выпуклая концентрически-ребристая поверх-

а — выколки по спайности — кубик галита, ромбоэдры кальцита; б — заметны трещинки, развитые вдоль направлений спайности; в — различная ориентировка и количество плоскостей спайности: 1 — спайность в одном направлении, слюда; 2— спайность в двух взаимно перпендикулярных направлениях, ортоклаз; 3 — спайность в двух неперпендикулярных направлениях, амфибол; 4 — спайность в трех взаимно перпендикулярных направлениях, галит; 5 — спайность в трех неперпендикулярных направлениях, кальцит; 6 — спайность в четырех направлениях, параллельных граням октаэдра, алмаз; 7 — спайность в шести направлениях, сфалерит

ность. напоминающая по форме раковину. Такой излом называется раковистым. Более сложной разновидностью раковистого излома является излом, называемый «крышка часов», который образуется комбинацией поверхностей двух раковистых изломов при пересечении их ребристых валиков с возникновением характерного косо-сетчатого рисунка, напоминающего гравировку на поверхности крышки карманных часов. Этот тип излома иногда встречается у кварца. Однако чаще всего минерал раскалывается по неровной поверхности, не имеющей никаких характерных особенностей. Такой излом называется неровным, им обладают многие минералы, лишенные спайности. Самородные металлы, медь, железо и другие минералы обнаруживают крючковатый излом; самородное серебро имеет рубленый излом.

Минералы, обладающие совершенной спайностью в 1—2 направлениях, дают ровный излом; если число направлений совершенной спайности 2, 3 и более, то излом может быть ступенчатым.

Подчеркнем, что излом так же, как и спайность, относится к характеристике минерала и определяется на отдельном минеральном индивиде. Если минерал имеет незначительные размеры, то говорить о виде его излома весьма затруднительно. В таких случаях иногда описывают поверхность излома минерального агрегата, слагающего весь образец. Минеральные агрегаты тонко-столбчатого или волокнистого сложения характеризуются занозистым, щепковидным или игольчатым изломом с характерной поверхностью, покрытой ориентированными в одном направлении занозами. Тонкозернистые агрегаты, сложенные, например, каолинитом или лимонитом, могут обладать землистым изломом с матовой шероховатой поверхностью. Для крупнозернистых агрегатов обычен зернистый излом.

Твердость — способность минерала сопротивляться внешнему механическому воздействию — царапанию, резанию, вдавливанию. Этот признак, как и большинство других, зависит от внутреннего строения минерала и отражает прочность связей между узлами решетки в кристаллах. В полевых условиях относительная твердость минералов определяется царапаньем одного минерала другим.

Для оценки относительной твердости минерала используется эмпирическая шкала, предложенная в начале прошлого столетия австрийским минералогом Ф.Моосом (1772— 1839) и известная в минералогии как шкала твердости Мооса. В шкале в качестве эталонов используются десять минералов с известной и постоянной твердостью. Эти минералы располагаются в порядке возрастания твердости. Первый минерал — тальк — соответствует самой низкой твердости, принятой за 1, последний минерал — алмаз — соответствует самой высокой твердости 10. Каждый предыдущий минерал шкалы царапается последующим минералом.

Эталонами шкалы Мооса служат следующие минералы:

Тальк Mg3[Si4Ol0](OH)2.
Гипс CaS04.2H20.
Кальцит СаСОэ.
Флюорит CaF2.
Апатит Ca5[P04]3(F,Cl).
Ортоклаз K[AlSi308].
Кварц Si02.
Toпаз Al2[Si04l(F,OH)2.
Корунд А1203.
Алмаз С.

Особо подчеркнем, что шкала Мооса является шкалой относительной. Так, инструментально измеренная абсолютная твердость алмаза больше твердости талька не в 10 раз, а примерно в 4200 раз. К тому же возрастание твердости в пределах шкалы происходит от эталона к эталону весьма неравномерно.

Для определения относительной твердости минерала по его свежей (невыветрелой) поверхности с нажимом проводят острым углом минерала-эталона. Если эталон оставляет царапину, значит, твердость изучаемого минерала меньше твердости эталона, если не оставляет — твердость минерала больше. В зависимости от этого выбирают следующий эталон выше или ниже по шкале до тех пор, пока твердость определяемого минерала и твердость минерала-эталона совпадут или окажутся близкими, т.е. оба минерала не царапаются друг другом или оставляют слабый след. Если исследуемый минерал по твердости оказался между двумя этатона- ми, его твердость определяется как промежуточная, например 3,5.

Иногда твердость одного и того же минерала зависит от кристаллографического направления и может быть различна ятя разных граней кристалла. Это характерно для анизотропных (неравносвойственных) кристаллов.

Для ориентировочной оценки относительной твердости минералов в полевых условиях можно использовать грифель простого мягкого карандаша (твердость 1), ноготь (2 — 2,5), медную проволоку или монету (3 — 3,5), стальную иголку, булавку, гвоздь или нож (5 — 5,5), стекло (5,5 — 6), напильник (7). Очень удобно использовать стальную иглу, так как ее твердость приходится примерно на середину шкалы Мооса и в зависимости от результата царапанья сразу становится ясно, вниз или вверх по шкале следует брать эталон для определения твердости исследуемого минерала. Кроме того, стальная иголка достаточно тонкая и длинная, чтобы исследовать даже очень маленькие и расположенные в углублениях образца минеральные выделения.

Плотность для различных минералов колеблется от 0,9 до 21 г/см³. Точное определение ее может быть проведено в лабораторных условиях. По плотности все минералы могут быть разбиты на три категории: легкие — плотность до 2,5 г/см³ (гипс, каменная соль), средние — плотность до 4 г/см³ (кальцит, кварц, полевые шпаты, слюды) и тяжелые — плотность более 4 г/см³(галенит, магнетит). Плотность большинства минералов — от 2 до 5 г/см³. Для быстрой ориентировочной оценки плотности минерала прибегают к его простому «взвешиванию» на руке с оценкой «тяжелый», «средний», «легкий».

Из механических свойств, которые могут быть использованы как диагностические признаки минералов, следует упомянуть хрупкость и ковкость. Хрупкость — свойство вещества крошиться под давлением или при ударе. Ковкость — свойство вещества под давлением расплющиваться в тонкую пластинку, быть пластичным.

Урок№14 Определение минералов

В основу современной классификации минералов положены кристаллохимические принципы, учитывающие химический состав и кристаллическую структуру минералов. Единицей такой классификации является минеральный вид. Сходные по составу и структуре минеральные виды объединяют в группы, подклассы и классы. Крупнейшим систематическим подразделением является тип.

Всего в царстве минералов выделяют пять типов: простые вещества, сульфиды и их аналоги, оксиды и гидроксиды, соли кислородных кислот и галогениды. Тип простых веществ делится на металлы и неметаллы, тип сульфидов — на собственно сульфиды, теллуриды и арсениды. Наибольшее число классов насчитывается в типе солей кислородных кислот. Минералы этого типа классифицируются по комплексным анионам. Выделяются классы силикатов, боратов, карбонатов, сульфатов и др. Более детальное подразделение внутри классов обычно проводят по структурным особенностям минералов.

В курсе «Общая геология» рассматриваются представители девяти классов. Это — самородные элементы, сульфиды, оксиды и гидроксиды, галогениды, карбонаты, сульфаты, фосфаты, силикаты и алюмосиликаты.

В настоящее время известно около 3500 минералов, а вместе с их разновидностями — более 5000. Однако широкое распространение в пределах литосферы Земли имеют всего 400 минералов. Наиболее часто встречающиеся из них, называемые главными породообразующим минералами, и будут рассмотрены нами.

Задание: Определить и описать физические свойства минералов

Пример выполнения задания

Сера S. Происхождение названия неясно. Часто содержит примеси As, Se, Те.

Форма выделения — кристаллы дипирамидальной формы. Дипирамиды часто усечены и образуют красивые друзы и щетки. Часто находится в мелкокристаллических скоплениях и землистых массах, а также в виде натеков и налетов.

Цвет — лимонно-желтый, колеблется от желтого, зеленоватожелтого, коричневато-желтого до бурого и черного (от органических примесей).

Черта — светло-желтая, иногда чуть более темная в зависимости от окраски конкретного минерального индивида.

Блеск — от стеклянного на гранях кристаллов до алмазного. На изломе — жирный, смолистый. В натечных и землистых агрегатах — восковой.

Прозрачность — от прозрачных чистых до просвечивающих по тонкому краю кристаллов.

Спайность — несовершенная или отсутствует.

Излом — неровный, часто раковистый. Минерал очень хрупкий.

Твердость — 1,5 — 2.

Плотность — 2 — 2,1 г/см³.

Главные диагностические признаки — цвет, блеск.

Происхождение — чаще всего эндогенное пневматолитовое, образуется из паров и газов, выделяющихся при или после вулканических извержений. Может возникать в гипергенных условиях в результате разложения сульфидов и гипса, а также может иметь осадочное биохимическое происхождение — образовываться благодаря жизнедеятельности серных бактерий. Месторождения осадочной серы в России расположены в Поволжье (Алексеевское). Пневматолитовые месторождения широко распространены на Курильских островах.

Применение — для производства серной кислоты; для получения сульфат-целлюлозы; в резиновой и текстильной промышленности сера применяется для производства красок, взрывчатых веществ и ядохимикатов для борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Урок №15 Тема: Определение горных пород

Методы изучения горных пород

Изучение г/п. сопровождается различными методами:

в полевых условиях;
лабораторные методы.

В полевых условиях г/п. изучаются визуально в обнажениях, в различных г/в. (канавы, шурфы, скважины), где изучались минеральный состав, текстура, структура, условия залегания, наличие трещиноватости, вторичные минералы, контактная зона и т.д. И отбирались пробы для более детального изучения в лабораторных условиях.

Задание: Определить и сделать описание горных пород

Пример выполнения задания

УЛЬТРАМАФИТЫ (УЛЬТРАОСНОВНЫЕ), МАФИТЫ (ОСНОВНЫЕ)

Группа ультраосновных горных пород (ультрабазитов, гипербазитов)

Подгруппа дунита – перидотита - пироксенита.

К ультраосновным породам относятся темноокрашенные породы содержащие в себе менее 45% кремнезема. Основными глубинными представителями их являются перидотиты и пироксениты. Реже встречаются дуниты, и еще реже - излившиеся аналоги их: Для всех ультраосновных пород характерно то, что они состоят почти из одних темных минералов, главным образом пироксенов и оливина.

Дунит. Перидотит. Пироксенит

Название: дунит — по г. Дэн (Dun), Новая Зеландия; перидотит — от перидот - старый синоним оливина; пироксенит — по составу.

Характерные признаки. Структура мелко - или средне-зернистая, реже крупнозернистая. Текстура массивная, часто афанитовая (плотная, «сливная»). Породы состоят почти исключительно из темноцветных магнезиально-железистых минералов (оливин и пироксены, реже встречаются амфиболы и биотит). Второстепенные минералы: магнетит, ильменит, пирротин, хромит, хромшпинелиды, гранат. Кварц отсутствует. Плагиоклаз (основной) редок. Характерные, хотя и не часто встречающиеся минералы — алмазы и самородная платина. Цвет черный, иногда с зеленоватым оттенком. Тяжелые (уд. вес более 3), очень крепкие и вязкие. В зависимости от преобладающего минерала различают: дунит (оливинит) — 100—80 % оливина, перидотит — 70—30% оливина и соответственно 30—70% пироксенов, пироксенит — 10—0% оливина и 90—100% пироксенов. Перидотиты и пироксениты представляют собой породы, связанные постепенными переходами. Излившимися аналогами интрузивных ультраосновных пород являются пикриты и пикритовые порфириты (редки), а также близкие к ним породы — алмазоносные кимберлиты.

Условия образования и нахождения. Интрузивные тела (массивы) сравнительно небольшой площади (от сотен квадратных метров до нескольких десятков квадратных километров), линзообразные и изометричные, обычно с крутым наклоном контактов, приуроченные к глубоким разломам в земной коре. Источники ультраосновных пород — глубинные, подкоровые зоны земного шара.

Изменения выражаются в появлении, серпентина, уралита (псевдоморфоз роговой обманки по пироксену), хлорита, талька, эпидота, кальцита, магнезиально-железистых карбонатов, иногда цеолитов; эти минералы придают породам зеленый оттенок и снижают их твердость (нож или игла оставляют царапину). Продуктом гидротермального изменения ультраосновных пород являются, в частности, серпентиниты (змеевики), состоящие в основном из серпентина,—массивные, реже сланцеватые тонкозернистые породы зеленого цвета различных оттенков (светло – или темно-зеленые, буро-зеленые) с черными или темно-бурыми пятнами и прожилками, придающими породе сходство с узорами змеиной шкурки. В поверхностных выходах и обломках ультрабазиты обычно покрыты белесой коркой кремнистых продуктов выветривания толщиной 1 – 2 см.

Обычными формами залегания ультраосновных глубинных пород являются мелкие интрузивные тела – дайки и жилы, но известны и большие массивы. Чаще же они образуют отдельные зоны в глубинных частях интрузивных тел других пород.

Наиболее характерными формами отдельности для них являются параллелепипеидальная и шаровая.

Распространены широко: Урал, Кавказ, Казахстан, Украина, Ср.Азия, Тува, Саяны, Прибайкалье и др.

Диагностика. Темная окраска, отсутствие в составе полевого шпата и кварца, высокий удельный вес.

Практическое значение. С дунитами и перидотитами связаны многочисленные м-ния платины, никеля и кобальта. Дуниты Урала служат источником для образования платиноносных россыпей. Никелевые сульфидные руды (пентландит) встречаются в перидотитах в виде шлиров, сплошных залежей и жил. Никелевые м-ния образуются также в коре выветривания перидотитов и серпентинитов. Магнетитовые перидотиты нередко содержат ванадий и титан и могут использоваться в качестве природно-легированных железных руд. Неметаллические полезные ископаемые, связанные с процессами изменения перидотитов, представлены тальком, тальково-карбонатными породами (тальковым камнем) и хризотил-асбестом. Кимберлит – ультраосновная жильная порода, залегающая в виде трубообразных жерловин (трубок взрыва) и состоящая из оливина, пироксенов, слюды, магнетита, граната-пиропа, ильменита, апатита и др., содержит алмазы. Подобные трубки в Якутии являются коренными м-ниями и источником образования алмазоносных россыпей. Некоторые уральские серпентиниты используются в качестве декоративного и поделочного камня.

Урок №16 Тема: Составление и вычерчивания геохронологической шкалы

Подразделения

стратиграфические

геохронологические

Эонотема

Эратема (группа) Система

Отдел

Ярус

Зона

Звено

Эон

Эра

Период

Эпоха

Век

Фаза

Пора

Геохронология земной коры

Геохронологическая Стратиграфическая

шкала: шкала:

Эон 1. Эонотема
Эра 2. Группа (эратема)
Период 3. Система
Эпоха 4. Отдел
Век 5. Ярус

Эон: криптозой (докембрий), Фанеразой.

Эра: архей, протерозой, палеозой, мезозой, кайнозой.

Период: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный, пермская, триасовый, юрский, меловой, палеогеновый, неогеновый, четвертичный.

Отделы от 2 до3, только в четвертичном периоде их 4.

[pic]

Урок №17 Тема: Определение фауны и флоры

Целью исторической геологии является изучение истории Земли с древнейших этапов ее развития до наших дней.

Основные задачи исторической геологии:

1. Определение возраста геологических образований и последовательности их формирования.

2. Воссоздание существовавших в прошлом физико-географических условий земной поверхности (фациальный анализ отложений).

3. Восстановление истории движений земной коры, возникновения и развития различных тектонических структур.

4. Воссоздание истории развития органического мира, вулканизма, метаморфизма, формирования месторождений полезных ископаемых.

Задание1 . Используя «Руководство к практическим занятиям по исторической геологии» (Горн, 1962):

1. Определить возраст известняков, в которых обнаружены остатки Choristites mosquensis Fischer.

2. В пластах известняка найдены кораллы Calceola sandalina Lamarck, определить возраст вмещающих отложений.

3. Определить возраст глинистых сланцев, которые согласно залегают на известняках с Conchidium vogulicus Verneuil и также согласно перекрываются песчаниками с редкими Manticoceras intumescens Beyrich.

4. Определить возраст песчаников, лишенных органических остатков. Известно, что они согласно залегают на глинах с Actinocamax primus Arkhangelsky, и без перерыва переходят в известняки с пелециподами Inoceramus involutus Sowerby.

5. В известняках встречены Phacops fecundus Barrande, Conchidium vogulicus Verneuil. Какого возраста этот известняк?

6. К какому возрасту следует отнести отложения, содержащие следующий комплекс органических остатков: Hippurites sp., Echinocorys ovatus Leske, Belemnitella americana Arkhangelsky.

7. Определить возраст мергелей, в которых найдены Mactra subcaspia Andrussow хорошей сохранности и редкие окатанные экземпляры Arcicardium cf. acardo Decays.

8. Соедините стрелками соответствующие друг другу ячейки.

Задание 2 Определить последовательность геологических событий, возраст дислокаций и интрузий.

Рис. 1

[pic]

Рис. 2

[pic] Рис. 3

[pic]

Рис. 4

[pic]

Урок №18 Построение геологических карт со складчатым залеганием слоев

[pic] Урок №18 Тема : Построение геологических разрезов с горизонтальным залеганием слоев

План

Построение геологических разрезов
Выбор линии разреза
Задания

Геологический разрез — это графическое изображение на вертикальной плоскости условий залегания горных пород, их возраста, состава, мощности, формы геологических тел, складчатых и разрывных нарушений и т. д.

Иными словами, геологический разрез — это геологическая карта вертикальной плоскости. При построении разреза геолог мысленно «разрезает» территорию по определенной линии, затем «убирает» одну половину, «смотрит», что видно на вертикальном срезе, и на основании «увиденного» строит геологический разрез.

Геологический разрез — важнейший элемент геологической графики, он дополняет и уточняет геологическую карту, давая наглядное представление об изменении геологического строения с глубиной. Геологические разрезы обычно строятся вместе с картой.

ВЫБОР ЛИНИИ РАЗРЕЗ А

Приступая к составлению разреза, необходимо выбрать линию, вдоль которой он будет строиться. Если предполагается построить несколько разрезов, то необходимо выбрать и несколько линий разрезов. Количество разрезов зависит от сложности геологического строения территории. Если строение простое — можно обойтись одним разрезом, если

сложное — выбирают несколько линий разрезов, ориентируя их таким образом, чтобы они пересекли участки с наиболее сложным геологическим строением. Это могут быть интрузивные многофазовые комплексы, сложная складчатость, разрывные нарушения и т. д.

Линии разрезов предпочтительнее ориентировать перпендикулярно простиранию пород и основных структур. В этом случае на разрезе будут показаны участки с разным геологическим строением, их взаимоотношения между собой, будут сохранены истинные углы наклона горных пород и т. д. Обычно составляют разрезы, которые пересекают

весь лист карты от рамки до рамки по прямой линии. При сложном геологическом строении, когда невозможно провести прямую линию вкрест простирания всех структур, допускается построение разрезов по ломаной линии. Ломаные линии выбираются также в том случае, если необходимо на одном разрезе показать участки с разным геологическим строением, не попадающие на прямую линию. Положение разреза показывают на геологической карте тонкими черными линиями. Точки пересечения линии разреза с рамкой карты и точки излома обозначают прописными буквами русского алфавита с цифровым индексом справа

внизу за рамкой карты. Например, A-A.-Av Б~Б2 и т. п. При построении разреза необходимо иметь в виду, что слева располагаются западный, северо-западный, юго-западный и южный концы разреза. Таким образом, ориентировка разреза должна соответствовать «падению» линии разреза на горизонтальную рамку карты; меридиональные разрезы «роняют» направо.

При построении разрезов, кроме информации, получаемой при анализе геологической карты, используют данные буровых скважин, канав и геофизических материалов. Глубина, на которую строят разрез, зависит от масштаба геологической карты, глубинности ранее проведенных геологоразведочных работ, величины эрозионного вреза, а также от надежности глубинной интерпретации геологических и геофизических данных. На практике разрез в выбранном масштабе изображается полосой, ширина которой редко превышает 4- 5 см.

Задания:

Используя топографическую основу карты (например, № 5 масштаба 1:10 000), построить геологическую карту - нанесите выходы пластов, взяв за основу фактический материал, размещенный в северо-западной части карты. Самые древние отложения на карте - аргиллиты перми, самые молодые - известняки юры. Расчленение отложений - до отделов. Построить геологический разрез в направлении, пересекающем как можно больше пластов в масштабе 1:10 000 (при вертикальном масштабе 1:1 000). Составить стратиграфическую колонку в масштабе 1:1000. Выходы пластов раскрасить в соответствии с возрастом пород (на карте и разрезе) и проставить индексы возраста.

Урок №19 Тема : Построение геологических карт со складчатым залеганием слоев

Задания:

1.Определить элементы залегания крыльев складок, последовательность напластования и истинные мощности пластов.

2. Построить геологический разрез через центральный блок с СЗ на ЮВ.

3. Построить тектоническую схему на кальке (как накладку на геологическую карту), где показать структурные этажи, дизъюнктивы, оси складок.

4. Описать морфологию складок и дизъюнктивов.

Признаки складчатого залегания слоев. Определение элементов залегания, последовательности напластования и типа складок. Морфологическая характеристика складок и складчатости. Возраст отложений: аркозы, кварциты, глинистые сланцы - ордовик; мергели, известняки битуминозные - силур; глины с фосфоритами, железистые песчаники, глины с гипсом - юра; мергели кремнистые - мел. Отложения расчленены до отделов.

Урок №20 Тема :Составление палеогеографической карты.

Задание:Каждый студент получает схему расположения скважин и их описание. Преподаватель указывает стратиграфический интервал, для которого должна быть составлена карта (рис. 8). Порядок выполнения задания:

1. По всем скважинам изучить породы данного интервала.

2. Провести их био– и литофациальный анализ.

3. Восстановить палеогеографические обстановки и нанести их границы на карту (пример на рис. 9).

[pic]

Рис. 8. Схема расположения скважин к заданию 5

[pic]

Рис. 9. Образец палеогеографической карты Описания скважин для выполнения заданий

Все описания разрезов даны снизу вверх.

Скважина 1

Турнейский ярус. Сланцы глинистые, аргиллиты с редкими прослоями песчаников мелкозернистых и известняков с фауной брахиопод. Мощность 400 м.

Визейский ярус. Переслаивание песчаников мелкозернистых, алевролитов, сланцев глинистых; встречаются ходы илоедов; слоистость параллельная. Мощность 300 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые органогенные массивные с многочисленными колониальными кораллами, брахиоподами, мшанками, криноидеями. Мощность 150 м.

Башкирский ярус. Известняки светло-серые мелкозернистые с гастроподами; редкие прослои и линзы каменной соли, ангидрита. Мощность 100 м.

Московский ярус. Песчаники зеленовато-серые, алевролиты, прослои и линзы известняков оолитовых с остатками наземных растений, рыб; отчетливо выражена косая слоистость. Мощность 80 м.

Гжельский ярус. Сланцы черные битуминозные, аргиллиты с раковинами головоногих моллюсков по плоскостям наслоения. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Известняки серые глинистые с многочисленными кораллами, брахиоподами, криноидеями; зерна глауконита. Мощность 75 м.

Скважина 2

Турнейский ярус. Гравелиты, песчаники, сланцы глинистые ритмично-слоистые; редкие головоногие моллюски, брахиоподы. Мощность 350 м.

Визейский ярус. Сланцы глинистые с прослоями песчаников и известняков, присутствуют радиолярии; четко выражена параллельная слоистость. Мощность 230 м.

Серпуховский ярус. Известняки массивные, часто рифогенные с водорослями, кораллами, брахиоподами, криноидеями. Мощность 150 м.

Башкирский ярус. Известняки с редкими маломощными прослоями каменной соли, гипса; обнаружены остракоды, брахиоподы, криноидеи; слоистость параллельная. Мощность 70 м.

Московский ярус. Песчаники кварцевые, линзы плохо окатанной и несортированной гальки; редкие растительные остатки. Мощность 60 м.

Гжельский ярус. Сланцы темно-серые битуминозные, аргиллиты, мергели; органические остатки представлены редкими гониатитами и брахиоподами; встречаются кристаллы пирита; слоистость параллельная. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Известняки глинистые с пелециподами, брахиоподами, криноидеями; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Скважина 3

Турнейский ярус. Сланцы глинистые и кремнистые с радиоляриями; прослои эффузивов. Мощность 350 м.

Визейский ярус. Песчаники мелкозернистые, алевролиты, сланцы глинистые, тонкие прослои и линзы известняков с брахиоподами; ходы илоедов; слоистость параллельная. Мощность 200 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые органогенные массивные с многочисленными колониальными кораллами, брахиоподами, криноидеями; маломощные прослои песчаников, глин; слоистость волнистая. Мощность 110 м.

Башкирский ярус. Доломиты пестроцветные с редкими брахиоподами; прослои гипса и ангидрита. Мощность 70 м.

Гжельский ярус. Сланцы черные битуминозные и аргиллиты с редкими раковинами гониатитов, расположенными по плоскостям наслоения; кристаллы пирита; слоистость параллельная. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Известняки серые оолитовые с прослоями мергелей, песчаников зеленовато-серых мелкозернистых; встречаются остракоды, пелециподы, брахиоподы, рассеянные зерна глауконита, конкреции кремня. Мощность 80 м.

Скважина 4

Турнейский ярус. Эффузивы, сланцы глинистые, кремнистые, песчаники; ходы илоедов; слоистость параллельная. Мощность 300 м.

Визейский ярус. Сланцы глинистые, песчаники, кремнистые породы, линзы известняков с единичными брахиоподами; слоистость параллельная. Мощность 220 м.

Серпуховский ярус. Известняки зеленовато-серые массивные прослоями водорослевые с многочисленными колониальными кораллами, брахиоподами, морскими лилиями; редкие прослои песчаников с линзами конгломератов. Мощность 90 м.

Башкирский ярус. Каменная соль и гипс с прослоями мергелей серых, песчаников красных; редкие остатки наземных растений. Мощность 75 м.

Гжельский ярус. Известняки темно-серые сильно битуминозные, мергели, сланцы глинистые с желваками и линзами кремня; в известняках обнаружены раковины гониатитов и брахиопод. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Доломиты и известняки глинистые с многочисленными остракодами, пелециподами, брахиоподами, криноидеями. Мощность 80 м.

Скважина 5

Турнейский ярус. Сланцы темно-серые глинистые с прослоями известняков, содержащих редкую фауну головоногих моллюсков. Мощность 200 м.

Визейский ярус. Известняки оолитовые с фораминиферами, кораллами, брахиоподами; прослои угля с остатками флоры. Мощность 130 м.

Серпуховский ярус. Аргиллиты пестрые, песчаники грубые косослоистые; трещины высыхания. Мощность 80 м.

Башкирский ярус. Каменная соль, гипс, ангидрит с редкими прослоями красноцветных песчаников и алевролитов с остатками наземных растений. Мощность 65 м.

Касимовский ярус. Песчаники зеленовато-серые среднезернистые волнистослоистые со знаками ряби; обломки раковин пелеципод, брахиопод, фрагменты наземных растений, рыбы. Мощность 70 м.

Казанский ярус. Песчаники косослоистые с прослоями известняков оолитовых; редкие пелециподы, брахиоподы, криноидеи. Мощность 80 м.

Скважина 6

Турнейский ярус. Эффузивы, туфы переслаиваются с кремнистыми породами; встречаются редкие прослои и линзы известняков с брахиоподами, кораллами. Мощность 180 м.

Визейский ярус. Известняки серые с многочисленными кораллами, брахиоподами; тонкие прослои глин зеленовато-серых с глауконитом; линзы каменного угля с отпечатками растений. Мощность 100 м.

Серпуховский ярус. Конгломераты с песчаным красноцветным цементом, обломочный материал плохо сортирован, прослои песчаников кварцевых мелкозернистых с редкими растительными остатками; знаки ряби, косая слоистость. Мощность 90 м.

Башкирский ярус. Мергели серые с прослоями каменной соли, гипса, ангидрита. Мощность 75 м.

Касимовский ярус. Песчаники кварцевые косослоистые с линзами битой ракуши, знаками ряби, трещинами высыхания. Мощность 50 м.

Гжельский ярус. Сланцы черные битуминозные, аргиллиты, прослои известняков глинистых с фораминиферами, брахиоподами; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Казанский ярус. Известняки серые глинистые, участками оолитовые, с брахиоподами, криноидеями; встречаются зерна глауконита. Мощность 80 м.

Скважина 7

Турнейский ярус. Сланцы глинистые, песчаники, редкие прослои и линзы известняков с кораллами, брахиоподами, ходами илоедов; слоистость параллельная. Мощность 210 м.

Визейский ярус. Известняки серые с фораминиферами, кораллами, брахиоподами, маломощные прослои каменного угля. Мощность 70 м.

Башкирский ярус. Песчаники пестроцветные, мергели, аргиллиты с прослоями каменной соли, гипса, ангидрита; знаки ряби, трещины высыхания, глиптоморфозы по кристаллам каменной соли. Мощность 100 м.

Касимовский ярус. Песчаники кварцевые мелкозернистые, глины, линзы конгломератов; цвет пород красновато-бурый; симметричные знаки ряби; слоистость волнистая. Мощность 80 м.

Гжельский ярус. Известняки черные битуминозные, мергели, аргиллиты с редкими раковинами гониатитов по плоскостям наслоения. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Известняки светло-серые оолитовые с прослоями песчаников, аргиллитов, линзами конгломератов; брахиоподы, криноидеи; слоистость волнистая. Мощность 80 м.

Скважина 8

Турнейский ярус. Сланцы темно-серые с прослоями песчаников, кремнистых пород; редкие раковины гониатитов; слоистость параллельная. Мощность 190 м.

Визейский ярус. Ритмично чередующиеся конгломераты, песчаники, сланцы глинистые; содержат прослои кремнистых и карбонатных пород. Мощность 140 м.

Серпуховский ярус. Известняки зеленовато-серые органогенные с многочисленными фораминиферами, кораллами, брахиоподами, члениками криноидей. Мощность 80 м.

Башкирский ярус. Известняки серые массивные с единичными брахиоподами; маломощные прослои каменной соли, гипса. Мощность 70 м.

Московский ярус. Песчаники кварцевые с галькой, растительными остатками. Мощность 55 м.

Казанский ярус. Доломиты серые с прослоями известняков, конкрециями кремня, редкими пелециподами, гастроподами. Мощность 60 м.

Скважина 9

Турнейский ярус. Эффузивы, сланцы кремнистые и глинистые, песчаники; радиолярии. Мощность 110 м.

Визейский ярус. Сланцы глинистые и кремнистые, песчаники мелкозернистые, яшмы радиоляриевые, туфы. Мощность 200 м.

Серпуховский ярус. Известняки зеленовато-серые с многочисленными кораллами, мшанками, брахиоподами, криноидеями; слоистость параллельная. Мощность 90 м.

Башкирский ярус. Мергели пестрые, песчаники с прослоями гипса и ангидрита; знаки ряби, трещины высыхания, глиптоморфозы по кристаллам каменной соли. Мощность 85 м.

Касимовский ярус. Песчаники красноцветные грубозернистые косослоистые, алевролиты, линзы конгломератов, битая ракуша. Мощность 60 м.

Казанский ярус. Известняки зеленовато-серые глинистые, прослоями с многочисленными обломками раковин брахиопод, встречаются остракоды, пелециподы; присутствуют зерна глауконита. Мощность 80 м.

Скважина 10

Турнейский ярус. Песчаники полимиктовые мелкозернистые, сланцы кремнистые, яшмы с остатками радиолярий. Мощность 150 м.

Визейский ярус. Песчаники известковистые, сланцы глинистые, кремнистые породы, линзы известняков с фораминиферами; слоистость параллельная. Мощность 200 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые массивные пелитоморфные с многочисленными и хорошо сохранившимися кораллами, брахиоподами. Мощность 85 м.

Башкирский ярус. Известняки серые с брахиоподами, маломощные прослои каменной соли, гипса. Мощность 50 м.

Касимовский ярус. Песчаники красновато-бурые мелкозернистые; массовые скопления битой ракуши, остатки наземных растений; слоистость косая. Мощность 60 м.

Казанский ярус. Известняки и доломиты с пелециподами, брахиоподами, встречаются маломощные прослои глин, зерна глауконита; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Скважина 11

Турнейский ярус. Сланцы глинистые, конгломераты, песчаники, алевролиты; редкие гониатиты по плоскостям наслоения. Мощность 220 м.

Визейский ярус. Песчаники, сланцы глинистые, туфы с прослоями кремнистых пород, линзы известняков с остатками фораминифер, брахиопод; слоистость параллельная. Мощность 200 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые, прослоями доломитизированные с брахиоподами, криноидеями; встречаются тонкие прослои зеленоватых глин с глауконитом. Мощность 80 м.

Башкирский ярус. Известняки серые тонкослоистые с желваками и линзами кремней; редкие прослои каменной соли; брахиоподы, мшанки, криноидеи. Мощность 75 м.

Касимовский ярус. Песчаники кварцевые, конгломераты мелкогалечные с примесью органогенно-обломочного материала и отдельными крупными гальками строматолитовых известняков, битая ракуша. Мощность 80 м.

Казанский ярус. Известняки серые глинистые, доломиты кавернозные, мергели; органические остатки представлены пелециподами, брахиоподами; слоистость параллельная. Мощность 50 м.

Скважина 12

Турнейский ярус. Песчаники мелкозернистые, сланцы глинистые; органические остатки не обнаружены. Мощность 110 м.

Визейский ярус. Сланцы глинистые, песчаники граувакковые, кремнистые породы; радиолярии, редкие гониатиты. Мощность 130 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые массивные, глины, мергели; единичные брахиоподы, разрозненные членики криноидей; слоистость параллельная. Мощность 85 м.

Башкирский ярус. Известняки доломитизированные тонкослоистые участками окремнелые с брахиоподами, мшанками, криноидеями; прослои и линзы каменной соли. Мощность 50 м.

Касимовский ярус. Глины известковистые с прослоями известняков, песчаников; редкие брахиоподы; зерна шамозита. Мощность 80 м.

Казанский ярус. Песчаники, алевролиты с остатками наземных растений плохой сохранности; окраска пород красноватая; следы капель дождя; косая слоистость. Мощность 65 м.

Скважина 13

Турнейский ярус. Сланцы глинистые и кремнистые, песчаники, эффузивы; слоистость параллельная. Мощность 200 м.

Визейский ярус. Сланцы глинистые, песчаники мелкозернистые, редкие прослои и линзы известняков; ходы илоедов; слоистость параллельная. Мощность 170 м.

Серпуховский ярус. Известняки серые глинистые, прослои мергелей, доломитов, аргиллитов; колониальные кораллы, брахиоподы, криноидеи. Мощность 110 м.

Башкирский ярус. Каменная соль, гипс, ангидрит, маломощные прослои известняков водорослевых, доломитов кавернозных с гнездами гипса. Мощность 80 м.

Касимовский ярус. Известняки битуминозные, сланцы горючие, аргиллиты интенсивно пиритизированные с редкими раковинами брахиопод, головоногих моллюсков по плоскостям наслоения. Мощность 120 м.

Казанский ярус. Песчаники красноцветные крупнозернистые с прослоями и линзами конгломератов; битая ракуша (обломки раковин пелеципод, брахиопод), единичные остатки наземных растений; знаки ряби; слоистость косая. Мощность 80 м.

Скважина 14

Турнейский ярус. Ритмично чередующиеся гравелиты, песчаники, алевролиты, сланцы глинистые с прослоями и линзами известняков с брахиоподами, криноидеями. Мощность 215 м.

Визейский ярус. Известняки серые массивные с многочисленными остракодами, одиночными кораллами, брахиоподами, глины зеленовато-серые глауконитовые тонкослоистые, песчаники полимиктовые мелкозернистые; стяжения сидерита. Мощность 110 м.

Серпуховский ярус. Известняки и мергели с кораллами, брахиоподами; зерна глауконита. Мощность 60 м.

Башкирский ярус. Каменная соль, прослои гипса, ангидрита, доломитов кавернозных, аргиллитов красных с обрывками наземных растений. Мощность 55 м.

Касимовский ярус. Сланцы черные глинистые, аргиллиты с единичными раковинами головоногих моллюсков по плоскостям наслоения; зерна пирита. Мощность 120 м.

Гжельский ярус. Песчаники коричневато-зеленые кварцевые, прослои известняков и доломитов с пелециподами, гониатитами; слоистость волнистая. Мощность 110 м.

Скважина 15

Турнейский ярус. Песчаники мелкозернистые, прослои известняков органогенных с брахиоподами и члениками криноидей. Мощность 90 м.

Визейский ярус. Известняки, доломиты, мергели с водорослями, фораминиферами, кораллами, брахиоподами, фрагментами стеблей морских лилий; глауконит; слоистость параллельная. Мощность 110 м.

Серпуховский ярус. Песчаники красновато-бурые косослоистые с линзами конгломератов; единичные толстостенные пелециподы, растительные остатки. Мощность 80 м.

Московский ярус. Песчаники красноцветные крупнозернистые, конгломераты зеленовато-серые, редкие линзы известняков строматолитовых; растительные остатки, следы стегоцефалов; знаки ряби; слоистость косая. Мощность 90 м.

Касимовский ярус. Сланцы черные глинистые, аргиллиты, прослои песчаников, известняков с единичными гониатитами; рассеянные зерна пирита; слоистость параллельная. Мощность 120 м.

Гжельский ярус. Доломиты серые кавернозные с редкими фораминиферами; прослои и линзы гипса. Мощность 75 м.

Скважина 16

Турнейский ярус. Известняки серые криноидно-брахиоподовые с прослоями мергелей, песчаников; слоистость слабо волнистая. Мощность 140 м.

Визейский ярус. Песчаники разнозернистые косослоистые, известняки брахиоподовые с маломощными пластами и линзами каменного угля, стяжениями сидерита. Мощность 50 м.

Московский ярус. Песчаники красновато-коричневые полимиктовые мелкозернистые косослоистые, прослои конгломератов. Мощность 65 м.

Касимовский ярус. Сланцы черные глинистые, аргиллиты с редкими раковинами головоногих моллюсков по плоскостям наслоения; зерна пирита. Мощность 120 м.

Гжельский ярус. Доломиты серые, аргиллиты красные с обрывками растений, прослои и линзы гипса, пустоты от выщелачивания раковин фораминифер, брахиопод. Мощность 85 м.

Скважина 17

Турнейский ярус. Известняки массивные с многочисленными фораминиферами, кораллами, брахиоподами; прослои глин известковистых, песчаников глинистых; слоистость параллельная. Мощность 130 м.

Визейский ярус. Аргиллиты с трещинами высыхания, песчаники грубые косослоистые с галькой, редкие линзы каменного угля. Мощность 80 м.

Московский ярус. Известняки светлые массивные, доломиты; фораминиферы, брахиоподы; глауконит; слоистость слабоволнистая. Мощность 75 м.

Касимовский ярус. Сланцы темно-серые глинистые, алевролиты, песчаники; кристаллы пирита; слоистость параллельная. Мощность 200 м.

Гжельский ярус. Доломиты светло-серые кавернозные, с пустотами от выщелачивания раковин фораминифер, прослои и линзы гипса; слоистость параллельная. Мощность 110 м.

Скважина 18

Турнейский ярус. Известняки органогенные (водорослевые, коралловые, брахиоподовые), песчаники зеленые глауконитовые со стяжениями фосфоритов. Мощность 100 м.

Визейский ярус. Песчаники красноцветные грубозернистые косослоистые с линзами слабо окатанной гальки; прослои известняков органогенных, линзы каменного угля. Мощность 85 м.

Московский ярус. Известняки серые пелитоморфные, мергели, доломиты с фораминиферами, брахиоподами; рассеянные зерна глауконита; слоистость параллельная. Мощность 90 м.

Касимовский ярус. Сланцы черные глинистые, аргиллиты, на отдельных плоскостях наслоения – фрагменты раковин гониатитов, брахиопод; рассеянные зерна пирита. Мощность 120 м.

Гжельский ярус. Доломиты кавернозные с фораминиферами, брахиоподами, прослои глин, каменной соли, гипса. Мощность 75 м.

Скважина 19

Турнейский ярус. Песчаники кварцевые слабо сцементированные с растительными остатками, линзы известняков оолитовых. Мощность 55 м.

Московский ярус. Известняки серые оолитовые с брахиоподами, глины, линзы песчаников; зерна глауконита; слоистость параллельная. Мощность 70 м.

Касимовский ярус. Сланцы черные глинистые, аргиллиты интенсивно битуминозные с единичными раковинами головоногих моллюсков, расположенными по плоскостям наслоения; зерна пирита. Мощность 120 м.

Гжельский ярус. Доломиты желтовато-серые с кавернами от выщелачивания раковин фораминифер, прослои и линзы каменной соли, гипса. Мощность 85 м.

Скважина 20

Турнейский ярус. Песчаники кварцевые с отпечатками растений, следами стегоцефалов, тонкие прослои водорослевых известняков; знаки ряби; косая слоистость. Мощность 65 м.

Московский ярус. Известняки серые пелитоморфные участками окремнелые, доломиты глинистые, мергели; фораминиферы, кораллы, брахиоподы, криноидеи; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Касимовский ярус. Сланцы темно-серые глинистые; стяжения сидерита, редкие кристаллы пирита. Мощность 150 м.

Гжельский ярус. Доломиты пористые с брахиоподами, гнезда, прослои и линзы гипса. Мощность 70 м.

Скважина 21

Турнейский ярус. Известняки с кораллами, брахиоподами, глины темно-серые, конкреции кремня; слоистость параллельная. Мощность 115 м.

Визейский ярус. Известняки темно-серые водорослевые с остракодами, единичными брахиоподами; прослои каменного угля с отпечатками наземных растений, фрагментами стволов деревьев. Мощность 65 м.

Московский ярус. Песчаники красновато-бурые мелкозернистые, линзы конгломератов с галькой глинистых пород и карбонатным цементом, редкие прослои известняков оолитовых с мшанками; знаки ряби; слоистость косая. Мощность 90 м.

Касимовский ярус. Известняки темно-серые мелкозернистые с брахиоподами, сланцы черные горючие; конкреции сидеритов. Мощность 130 м.

Гжельский ярус. Известняки светло-серые глинистые, доломиты, линзы каменной соли, гипса; в известняках встречаются раковины брахиопод, членики криноидей. Мощность 80 м.

Скважина 22

Турнейский ярус. Известняки массивные с кораллами, брахиоподами, прослои каменного угля с отпечатками наземных растений, фрагментами стволов деревьев. Мощность 95 м.

Визейский ярус. Песчаники известковистые полимиктовые мелкозернистые косослоистые с линзами хорошо окатанной гальки; остракоды, рыбы, остатки растений. Мощность 60 м.

Московский ярус. Известняки серые глинистые, маломощные прослои переполнены раковинами фораминифер, брахиопод, члениками криноидей; встречаются зерна глауконита; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Касимовский ярус. Сланцы глинистые, песчаники полимиктовые мелкозернистые; включения и кристаллы пирита; слоистость параллельная. Мощность 170 м.

Гжельский ярус. Доломиты светло-серые кавернозные с прослоями и линзами каменной соли, гипса, ангидрита. Мощность 60 м.

Скважина 23

Турнейский ярус. Известняки массивные, прослоями водорослевые, песчаники мелкозернистые, каменный уголь; слоистость слабо волнистая. Мощность 70 м.

Визейский ярус. Известняки светло-серые органогенные с остракодами, брахиоподами, криноидеями; прослои песчаников грубозернистых, каменного угля с отпечатками растений; слоистость волнистая. Мощность 120 м.

Московский ярус. Известняки серые плитчатые с линзами и прослоями известняков водорослевых; редкие брахиоподы; слоистость параллельная. Мощность 100 м.

Касимовский ярус. Песчаники красновато-бурые кварцевые, аргиллиты, линзы хорошо окатанной гальки. Мощность 65 м.

Гжельский ярус. Известняки светло-серые участками кавернозные с единичными брахиоподами; маломощные прослои песчаников; слоистость волнистая. Мощность 90 м.

Казанский ярус. Известняки и доломиты; брахиоподы, членики криноидей; зерна глауконита; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Скважина 24

Турнейский ярус. Известняки светло-серые с многочисленными брахиоподами, глины зеленовато-серые известковистые; прослои и линзы каменного угля с отпечатками растений. Мощность 95 м.

Визейский ярус. Песчаники красноцветные косослоистые, часто грубозернистые со слабо окатанной галькой карбонатных пород; битая ракуша, растительные остатки. Мощность 90 м.

Московский ярус. Известняки светло-серые с многочисленными конкрециями кремня, фузулинидами, мшанками, брахиоподами. Мощность 85 м.

Касимовский ярус. Песчаники красноцветные, известняки кавернозные с линзами и гнездами гипса. Мощность 60 м.

Казанский ярус. Аргиллиты и мелкозернистые песчаники с прослоями глинистых известняков; редкие брахиоподы; глауконит. Мощность 80 м.

Скважина 25

Турнейский ярус. Известняки желтовато-серые органогенные с брахиоподами, криноидеями. Мощность 85 м.

Визейский ярус. Песчаники темно-серые, известняки серые массивные с брахиоподами, криноидеями, линзовидные прослои каменного угля. Мощность 80 м.

Московский ярус. Песчаники кварцевые среднезернистые с мелкой галькой; встречаются маломощные прослои серых известняков с мшанками; знаки ряби, трещины высыхания; слоистость косая. Мощность 110 м.

Касимовский ярус. Песчаники красноцветные, редкие прослои кавернозных доломитов с линзами и гнездами гипса. Мощность 95 м.

Казанский ярус. Аргиллиты тонкослоистые, песчаники мелкозернистые, известняки пелитоморфные; слоистость параллельная. Мощность 80 м.

Урок 21 Тема; Построение и анализ стратиграфической колонки

Задание Построить стратиграфические колонки разрезов, палеогеографические кривые, написать краткие очерки геологического развития регионов.

Описание истории геологического развития территории

Во время формирования отложений слоя А рассматриваемая территория была занята теплым тропическим морем, в котором обитали морские животные — кораллы и трилобиты. Расположенная выше по разрезу соленосная толща В свидетельствует о потере связи бассейна с открытым морем и его постепенном превращении в высыхающую лагуну. Присутствие в разрезе слоев А и В солей, ангидритов и карбонатных пород указывает на сухой и жаркий климат в это время. Формирование угленосной толщи С происходило в пределах приморской равнины в условиях влажного тропического климата. Слой D сложен черными глинами с прослоями известняков, в которых присутствуют брахиоподы и пелециподы. Все это говорит о том, что накопление осадков происходило в мелководных морских условиях. Прослои глин, вероятно, фиксируют кратковременные увеличения глубины бассейна.

Задание

Порядок выполнения

Пример (рис. 6, 7)

Исходные данные

Порядок построения

Составить стратиграфическую колонку (обратить внимание на имеющиеся перерывы)

Описания скважин приведены на стр. 20

Пример приведен на рис. 6

Провести анализ полученного разреза

Восстановить палеогеографию и построить палеогеографическую кривую (рис. 7)

Изучить каждый слой отдельно, определить глубину образования пород (провести фациальный анализ)

Глинистые сланцы темно-серые микрослоистые с аммонитами; слоистость параллельная; редкие включения пирита

Отложения образовались в нижней части шельфа, на что указывают остатки нектонной фауны и характер слоистости

Песчаники красноцветные мелкозернистые косослоистые с отпечатками листьев наземных растений

Цвет пород, состав, наземная растительность – все говорит о континентальном происхождении осадков

Известняки серые массивные с многочисленными раковинами аммонитов, пелеципод

Отложения морские, типичные для неглубокого моря

Исследовать характер контактов между слоями

Переход между плинсбахским и тоарским ярусами постепенный

Осадконакопление происходило в едином бассейне с постепенно изменяющимися условиями

Между геттангским и плинсбахским ярусами отсутствуют отложения синемюрского яруса

Перерыв в осадконакоплении, подъем суши

На оси абсцисс отложить время, помня, что оно течет непрерывно

Откладываем слева направо века, начиная с более древнего

Геттангский, синемюрский, плинсбахский и тоарский.

На оси ординат последовательно расположить биономические зоны суши и моря

Высокая суша

Область размыва

Низкая суша

Континентальные отложения

Литораль, сублитораль, батиаль

Морские отложения

Для каждого геологического отрезка времени установить соответствие территории определенной биономической зоне

Отложения геттангского века

Сублитораль

Отложения синемюрского века отсутствуют

Высокая суша – область размыва

Отложения плинсбахского века

Низкая суша

Отложения тоарского века

Сублитораль

По точкам вне масштаба построить палеогеографическую кривую (рис. 7)

Восстановить характер тектонических движений

Построить палеотектоническую кривую. Для этого в конце каждого интервала времени от палеогеографической кривой отложить вниз в принятом масштабе (в метрах) мощность отложений, накопившихся за этот отрезок времени. В конце следующего интервала от палеогеографической кривой вертикально вниз следует отложить суммарную мощность ранее и вновь накопившихся осадков. По точкам построить палеотектоническую кривую в выбранном масштабе (рис. 7).

Геттангский век

Вниз от палеогеографической кривой откладываем мощность, равную 150 м

Синемюрский век

Отложения отсутствуют, мощность равна 0 м, следовательно, снова откладываем вниз 150 м

Плинсбахский век

Мощность равна 60 м, суммарная мощность 60 м + 150 м = 210 м

Тоарский век

Откладываем 310 м (210 м + 100 м)

Пример выполнения задания

[pic]

Пример выполнения задания

[pic]

Таблица 10

Докембрий

Докембрий – охватывает около 85 % геологической истории Земли. В его составе выделяют катархейскую, архейскую и протерозойскую акротемы.

Продолжение таблицы 10

II. II. ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА

В состав палеозойской эры входят кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный и пермский периоды.

Таблица 11

Кембрийский период

Отдел

Ярус

Происхождение названий ярусов

Кембрийская

Верхний

Батырбайский

Лог батырбай, хр. Малый Каратау, Южный Казахстан

Аксайский

р. Аксай, хр. М. Каратау, Ю. Казахстан

Сакский

По названию группы скифских племен «саки», населявших в древности Казахстан

Аюсокканский

ур. Аюсоккан, хр. М. Каратау, Ю. Казахстан

Средний

Майский

р. Мая, бассейн р. Алдан

Амгинский

р. Амга, Восточная Якутия

Нижний

Тойонский

Селение Тойон, Якутия

Ботомский

р. Ботома, Восточная Сибирь

Атдабанский

Селение Ат-Дабан, бассейн р. Лена

Томмотский

Селение Томмот, Якутия

Когда, где и кем выделена

1835 г. в Великобритании А. Седжвиком

Почему так названа

По названию Камбрийских Гор (Cambrian Mountains) Озерного Округа

Климат

В целом жаркий; в отдельных регионах влажный, близкий к тропическому (юг Сибири и Англии), в других – засушливый (Сибирь, Соляной кряж), развиты местные ледниковые явления (Австралия)

Общая характеристика

Трансгрессия на всех платформах, за исключением Гондваны

Отличительные черты осадконакопления

Развиты осадочные, вулканогенные и соленосные образования; преобладают морские отложения – хемогенные известняки и доломиты, развиты карбонатные породы органогенного происхождения (археоциатовые и водорослевые известняки); магматические и метаморфические породы не характерны

Платформы

Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Северо-Американская, Гондвана

Геосинклинали и геосинклинальные пояса

Грампианская, Иннуитская, Аппалачская; Средиземноморский, Тихоокеанский, Урало-Монгольский (кроме Урала)

Основные полезные ископаемые

Нефть – Россия (Иркутск), Алжирская Сахара (Хасси-Мессауд), Прибалтика. Каменная соль – Россия (Сибирь), Индия. Фосфориты – Средняя Азия, Китай, Вьетнам. Асбест – Россия (Тува). Бокситы – Россия (Восточный Саян)

Продолжение таблицы 11

Органический мир

Появление скелетной фауны, имевшей первоначально небольшие размеры (около 5 мм)

Тип

Характерные черты

Стратиграфическое значение

Простейшие

Мелкие планктонные фораминиферы, радиолярии

Радиолярии – в местной стратиграфии

Губки

Разрозненные спикулы кремневых губок

Стратиграфического значения не имеют

Археоциаты

Одиночные и колониальные, часто образуют рифы

В глобальной стратиграфии

Стрекающие

Нет твердого скелета (отпечатки медуз)

Стратиграфического значения не имеют

Черви

Встречаются часто (ходы, следы ползания)

Членисто-ногие

Трилобиты (не способны свертываться, слабо развит хвостовой щит, плохо развиты или отсутствуют органы зрения), ракообразные

Трилобиты – для корреляции с общей шкалой, остракоды – в местной стратиграфии. Paradoxides, Agnostus [link] Здесь и далее указана фауна, которую необходимо изучить (сделать зарисовки, краткое описание и др.)

Опорный конспект по предмету Общая геология

По специальности:

0702000 – Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых

II. II. ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА

Таблица 11

Кембрийский период

Ярус

Верхний

Средний

Нижний

Тип

Характерные черты

Стратиграфическое значение

Простейшие

Мелкие планктонные фораминиферы, радиолярии

Радиолярии – в местной стратиграфии

Губки

Разрозненные спикулы кремневых губок

Стратиграфического значения не имеют

Археоциаты

Одиночные и колониальные, часто образуют рифы

В глобальной стратиграфии

Стрекающие

Нет твердого скелета (отпечатки медуз)

Стратиграфического значения не имеют

Черви

Встречаются часто (ходы, следы ползания)

Членисто-ногие

Трилобиты (не способны свертываться, слабо развит хвостовой щит, плохо развиты или отсутствуют органы зрения), ракообразные