КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра исторической геологии и палеонтологии
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
ОСНОВЫ СТРАТИГРАФИИ
Ч. I. ЛЕКЦИИ
Казань
2009
Публикуется по решению заседания кафедры исторической геологии и палеонтологии Казанского государственного университета от 19 июня 2009 г. (протокол № 4).
Составители - В.В. Силантьев, С.О. Зорина
Научный редактор – д.г.-м.н., профессор А.С. Борисов
Рецензент – к.г.-м.н. Н.И. Афанасьева
Учебно-методическое пособие «Основы стратиграфии». Ч. I. Лекции. / Сост. В.В. Силантьев, С.О. Зорина. Казань: Казанский гос. ун-т, 2009. - 81 с.
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов геологического факультета Казанского государственного университета, изучающих курс «Основы стратиграфии». В нем кратко изложен основной и вспомогательный материал, необходимый студенту для успешного освоения лекционного курса. Основные разделы пособия составлены с привлечением теоретических разработок и практических примеров, опубликованных в учебниках и учебно-методических изданиях, использующихся при чтении лекций по «Основам стратиграфии» в ведущих геологических ВУЗах страны. По отдельным главам приведены авторские разработки составителей. Рубрикация пособия соответствует тематике лекционных занятий курса. В конце разделов приводятся контрольные вопросы, фигурирующие в экзаменационных билетах.
©Казанский государственный
университет, 2009
Содержание
1. Введение в стратиграфию………………………………………………………………………………4
2. Принципы стратиграфии………………………………………………………………………......…..10
3. Некоторые общие положения литологии и седиментологии……………………………………….14
4. Перерывы и несогласия. Фации и формации. Эвстазия и эпейрогения…………………………....20
5. Методы стратиграфических исследований…………………………………………………………..27
6. Основные положения секвенс-стратиграфического метода………………………….……………..33
7. Геофизические методы в стратиграфии…………………………………………………...…………39
8. Биостратиграфический метод………………………………………………………………………...47
9. Время в стратиграфии. Хроностратиграфические подразделения…………………………………53
10. Событийная стратиграфия……………………………………………………………………….….60
11. Стратиграфический Кодекс России (2006)…………………………………...................................69
12. Стратиграфические шкалы и схемы………………………………………………………………..78
Литература……………………………………………………………………………………………….82
I. ВВЕДЕНИЕ В СТРАТИГРАФИЮ
Стратиграфия — геологическая дисциплина, которая изучает пространственные и временные соотношения пластующихся толщ горных пород Земной коры. Термин «стратиграфия» буквально означает описание слоев (от лат. Stratum – слой и греч. graphio – пишу).
Стратиграфия одной из первых (после минералогии) выделилась в 17 веке из обширного и неопределенного познания «земной тверди», сделала геологию наукой исторической. Затем на ее основе возникли петрография, литология, тектоника, палеонтология и многие другие геологические дисциплины.
Стратиграфические исследования предваряют практически все операции геологических работ. При расмотрении любого обнажения в нем определяются неоднородности, изучая которые вырабатывается общее представление о строении разреза.
При документации скважин, по керну или каротажным диаграммам устанавливается последовательность вскрытых горных пород.
При составлении геологической или любой другой специальной карты, разрабатывается ее легенда, т.е. те элементы – объединения горных пород, ландшафтные или геодинамические единицы, которые замет будут наноситься на план.
При проведении поисковых работ на многие виды полезных ископаемых первоначально определяются породные признаки вмещающих образований для того, чтобы затем установить размещение их в геологическом разрезе и проследить в пространстве.
Любой вид геологической деятельности начинается с расчленения исследуемого объекта, затем определяются сходные черты в его элементах и только после этих стратиграфических операций переходят к выявлению сути проблемы.
Таким образом, по очень точному определению одного из выдающихся современных стратиграфов О.Шиндевольфа (1975), «Стратиграфия – фундаментальная основа геологии… Ее цель – восстановаление первоначальной последовательности залегания горных пород, которые либо наблюдают на поверхности, либо вскрывают скважинами. Тем самым стратиграфия создает условия и определяет временные границы для исторической расшифровки геологических процессов и событий. Без стратиграфии нельзя проникнуть в историю образования и строения земной коры, в процесс становления суши и моря, невозможно существования сравнительной тектоники, палеогеографии и палеоклиматологии, невозможен исторический анализ процессов формирования пород, их образования и разрушения, невозможны целенаправленные поиски и разведка месторождений полезных ископаемых».
Помимо этого, стратиграфия играет роль общемирового геологического языка, является средством общения специалистов разных стран. Один из мировых лидеров современной стратиграфии Х.Д.Хедберг (1978) так характеризует эту особенность науки: «Стратиграфия по своему существу глобальна, и необходимо международное взаимопонимание и сотрудничество, если мы хотим достигнуть полноценного воссоздания общей картины слоев Земли и восстановить историю того, как, когда и почему земные слои стали тем, что они есть, и почему находятся там, где они есть в настоящее время».
Таким образом, без знания этой науки, ее методов, принципов плодотворная деятельность специалиста-геолога невозможна. Особенно это касается направлений геологической съемки, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, нефтяной геологии, литологии, разведочной геофизики.
Объектами изучения стратиграфии являются геологические тела, сложенные осадочными, вулканогенными и метаморфическими породами, т.е. горными породами, образовавшимися путем седиментации. Элементарным объектом изучения стратиграфии является слой.
По Стратиграфическому Кодексу (2006) слой (пласт) — литологически более или менее однородные маломощные отложения, отличающиеся по вещественному составу или по остаткам организмов и ясно отграниченные от ниже- и вышележащих слоев. Морфологическими модификациями слоя являются линзовидный пласт, линза, клин, лавовый поток (покров), залежь и т. д.
Стратиграфия изучает не просто горные породы, а такие их объединения – стратиграфические подразделения или стратоны, которые позволяют установить их пространственно-временное положение в разрезе земной коры.
В России принято следующее определение стратона (СК, 2006): «Стратиграфическое подразделение (стратон) - совокупность горных пород, составляющих определенное единство и обособленных по признакам, позволяющим установить их пространственно-временные соотношения, т. е. последовательность формирования и положение в стратиграфическом разрезе. Каждому стратиграфическому подразделению соответствует эквивалентное ему геохронологическое подразделение». Последнее заключение является спорным.
Важной особенностью каждого стратона является его качественное обоснование, т.е. он должен отличаться от смежного критериями, характерными только для него: цветом, составом, особенностью текстуры, систематическим составом окаменелостей или формой их захоронения, соответствием определенному интервалу разреза литосферы и, наконец, - возрастом.
При всем разнообразии признаков, присущих горным породам осадочного генезиса, по своей природе стратоны могут обособляться по трем основным свойствам: седиментологическому – литостратиграфические подразделения, палеонтологическому – биостратиграфические подразделения и возрастному – хроностратиграфические подразделения.
Границы каждого из представителей отмеченных типов стратиграфических подразделений (в последовательности и в пространстве) – уровни изменения основного признака (наблюдаемого, установленного или согласованного). Они всегда плоскостные, ибо интервальные неизбежно приводят к их неоднозначности и часто ненужной дискуссионности. В случае литостратиграфических единиц их ограничения соответствуют реальным поверхностям изменения состава (породным, сейсмическим, магнитным, разделам циклов, поверхностям несогласий и т.п.). Биостратиграфические ограничиваются пространством находок зональных форм по разрезу и площади и потому менее конкретны, так как могут не смыкаться, быть первично прерывными в пространстве и часто зависят от удачи исследователя или от методики отбора образцов. Хроностратоны конкретны обычно лишь в пределах стратиграфического разреза или местности. На остальной территории они выделяются только по корреляции с эталоном на основании использования самых различных методов (по принципу С.В.Мейена). В большинстве случаев их границы в частных разрезах проходят внутри лито- или биостратонов, не согласуясь с изменениями в них реально наблюдаемого признака, и поэтому редко соответствуют реальным поверхностям. Для их использования в картосоставительских работах в настоящее время предложен оцень удачный термин – картографируемые подразделения, в отличие от картируемых литостратонов или, в меньшей степени, биостратонов, т.е. наносимые на план в камеральных условиях после анализа материала.
Стратиграфические исследования включают: стратиграфическое расчленение и стратиграфическую корреляцию (рис. 1.1).