I.2.1. Геолого-стратиграфические методы.

Геолого-стратиграфические методы позволяют расчленять разрезы на слои, пачки на основе изменения состава пород и строения слоев, оценить возраст и провести корреляцию одновозрастных слоев: Большинство этих методов можно считать вспомогательными, их используют вместе с палеонтологическими, которые являются основными.

Минералого - петрографический метод.

Суть этого метода заключается в расчленении разреза на отдельные слои и пачки, отличающиеся по петрографическому составу, структурным и текстурным особенностям пород, окраске, наличию в породах характерных и только им присущих минералов и т. п. Изучение взаимоотношений слоев в конкретном обнажении позволяет расположить их в стратиграфической последовательности и составить стратиграфическую колонку (опираясь на основной принцип стратиграфии: нижележащий слой древнее покрывающего).

­ Рис. 1. Стратиграфический разрез при горизонтальном залегании слоев

А-Е – стратиграфическая последовательность слоев

Рис. 2. Стратиграфический разрез при складчатом залегании слоев

1-11 - последовательность слоев в обнажении; А-Д - стратиграфическая последовательность слоев

Сопоставление разобщенных разрезов с помощью минералого-петрографического метода осуществляется сравнением петрографического состава слоёв в соседних обнажениях. Слои с одинаковой или близкой минералого-петрографическими характеристиками рассматриваются как одновозрастные. На небольших участках при хорошей обнаженности слои, выделенные в одном обнажении, прослеживают на местности шаг за шагам к другому обнажению, доказывая, таким образом. их одновозрастность. Иногда таким способам удается проследить слои и пачки на десятки и первые сотни километров. Для стратиграфический корреляции особый интерес представляют выдержанные на большой площади легко распознаваемые слои, которые называются маркирующими. Эти слои могут выделяться особенностями вещественного состава, структуры, цветом, обилием каких-либо ископаемых организмов или включений. Это могут быть прослои туфов в глинистой толще, прослои известняка-ракушечника в толще терригенных отложений и т. д. Маркирующие слои позволяют расчленять мощные толщи, прослеживать границы стратиграфических подразделений, составлять структурные карты.

Минералого-петрографический метод широко используют при геологической съемке. Он позволяет сопоставлять разрезы, расположенные относительно близко, в пределах одного бассейна осадконакопления и его отдельных участков, где выдержаны закономерности состава и строения толщ. За пределами таких площадей одновозрастные слои могут испытывать столь значительные изменения состава и строения, что использование указанного метода при стратиграфической корреляции становится невозможным. В практической деятельности минерало-петрографический метод всегда используют в совокупности с остальными методами.

Стратиграфические подразделения, выделенные на основе изучения минералого-петрографического состава пород, обычно называют литостратиграфическими. В отличие от них стратиграфические подразделения, выделенные по комплексам ископаемых организмов, называют биостратиграфическими.

Структурно-тектонические методы.

В основу этих методов положена идея об одновременности тектонических движений на больших площадях поверхности Земли. Слоистые осадочные толщи, накопившиеся на дне морских бассейнов и на суше, в отдельные моменты геологической истории сминались в складки, частично размывались и при последующих трансгрессиях моря снова перекрывались более молодыми, несогласно залегающими слоями. Поэтому расчленение разрезов на пачки и их корреляцию становится возможным осуществлять по поверхностям несогласий. Поверхности несогласий позволяют расчленить разрез, они являются реперами, по которым проводится сопоставление соседних разрезов. Толщи, заключенные между одинаковыми поверхностями несогласий, рассматриваются как одновозрастные (рис. 4). При этом петрографическая характеристика слоев в разрезе толщ может существенно изменяться.

Метод корреляции разрезов по поверхностям несогласий широко используют при выделении и сопоставлении крупных стратиграфических подразделений в толщах, где отсутствуют ископаемые органические остатки, особенно при расчленении докембрийских пород.

Тектонические движения, приводящие к поднятиям и опусканиям больших территориях, происходят в разных участках не одновременно и с различной скоростью. Поэтому слои пород, поднятые на поверхность, могут оказаться размытыми в разной степени, подошва трансгрессивной толщи не будет строго одновозрастной и между поверхностями несогласия могут оказаться не одновозрастные слои. Все это ограничивает применение указанного метода.

Частным выражением cтруктурно-тектонического метода является ритмостратиграфический метод, основанный на той же идее одновременности тектонических движений. Разрез расчленяется на пачки, отвечающие времени относительных поднятий, приводящих к обмелению бассейна, и опусканий, приводящих к его углублениям. Опусканиям и трансгрессиям будут отвечать горизонты относительно глубоководных чистых известняков среди более мелководных мергелей, в других случаях - мергелей среди глин, глин -'среди алевролитов, морских и лагунных отложений - среди континентальных и т. п. По-разному могут быть выражены относительные поднятия и регрессии.

Расчленение разреза на пачки, соответствующие этапам относительных опусканий и поднятий поверхности осадконакопления, позволяет наметить ритмы в разрезе осадочной толщи, а по ритмам - сопоставить разрезы, расположенные в пределах одного бассейна осадконакопления (рис. 5). Этот метод широко используют для расчленения и корреляции разрезов мощных угленосных толщ. На практике методы корреляции по перерывам и по ритмам используются совместно с остальными методами.

Экостратиграфический метод.

Взаимодействие геологических процессов порождает глобальные события, которые запечатлеваются геологической летописью. Следы этих глобальных геологических событий, например, массовые вымирания, трансгрессии, регрессии, изменение атмосферы, выделяемые в разных регионах, являются реальной основой глобальной стратиграфической летописи. Глобальные события позволяют увязать бесчисленные локальные схемы, образующие в то же время основу международной стратиграфической шкалы. Этими соображениями руководствуется экологическая стратиграфия, т.е. стратиграфия, основанная на принципах взаимодействия органического мира и окружающей среды.

К экостратиграфии примыкает событийная стратиграфия, которая основывается на выделении и прослеживании таких событийных отложений, как турбидиты (отложения мутьевых потоков, связанных с землетрясениями), темпеститы (отложения штормов) и инундиты (отложения наводнений), а также восстановлении эрозионных и седиментационных событий: хардграундов (образований твёрдого дна).

Климатостратиграфический метод.

Под климатостратиграфией понимается использование детальных палеоклиматических реконструкций для стратиграфического расчленения и межрегиональной корреляции осадочных образований. Исходным в климатостратиграфии является понятие о климатическом цикле. Каждый цикл характеризуется определённым, свойственным ему распределением тепла и влаги, и ландшафтных условий, которые отражаются на составе органического мира, особенностях денудации и аккумуляции осадков и состоит из четырёх стадиях: тепло-сухо, тепло-влажно, холодно-влажно, холодно-сухо. Эти стадии объединяются в две полуволны6 тёплую и холодную с одной стороны, влажную и сухую – с другой. Каждому климатическому циклу с двумя полуволнами и четырьмя стадиями отвечает в разрезе определенный седиментационный цикл и представляет собой хорошо картируемое тело (годовые ритмы накопления ленточных глин).

Наиболее эффективны методы климатостратиграфии для подразделений и корреляций плиоценовых и четвертичных отложений.

Геофизические методы.

Геофизические методы расчленения и корреляции разрезов основаны на изучении изменений физических характеристик пород по разрезу, выделении слоев и пачек, различающиеся физическими характеристиками в одном разрезе, и сопоставлении пачек с одинаковыми физическими характеристиками в соседних разрезах.

При стратиграфических исследованиях наиболее широко используют методы скважинной геофизики - электрический и ядерный каротаж скважин. Электрический каротаж основан на расчленении разрезов в зависимости от показателей кажущегося удельного электросопротивления пород, ядерный (гамма-каротаж) - на естественной радиоактивности пород. При изучении разреза в скважину опускают специальный снаряд-зонд, соединенный электропроводами с самопишущим прибором, который по мере погружения зонда в скважину на бумажной ленте выписывает кривую изменения физических параметров по разрезу - так называемую каротажную диаграмму. По этим диаграммам расчленяют разрез на пачки. Изучение каротажных диаграмм, полученных по соседним скважинам, позволяет выделить и сопоставить однородные одновозрастные пачки пород.

Различные виды электрического каротажа и ядерного каротажа. широко используются при изучении стратиграфических разрезов плохо обнаженных равнинных областей (особенно в нефтяной геологии).

Палеомагнитный метод.

Основан на изучении естественной остаточной намагниченности пород. Метод основан на том, что в истории Земли происходили многократные инверсии магнитного поля, обусловленные изменением вектора первичной намагниченности на 180°.

Ферромагнитные частицы (гематит, магнетит, титаномагнетит) при остывании лавы и выпадении в осадок намагничиваются и ориентируются в магнитном поле Земли. При процессах диагенеза и складчатости первичная ориентировка частиц не нарушается, она соответствует ориентировке магнитного поля во время накопления слоя. Выделяя в разрезе слои, в которых частицы обнаруживают полярность (изучение ведется на строго ориентированных образцах), удается расчленить разрез нa горизонты прямой и обратной намагниченности. В истории Земли длительные интервалы времени характеризовались постоянством положения магнитных полюсов, но они чередовались с эпохами многократных инверсий, что выражено в разрезе чередованием горизонтов с постоянной ориентировкой векторов первичной намагниченности и горизонтов с частыми инверсиями. Это облегчает выделение в разрезе характерных реперов, по которым можно осуществлять корреляцию разрезов. При сопоставлении горизонтов прямой и обратной намагниченности только по их знаку всегда возможны ошибки, так как в разрезах имеются скрытые перерывы в осадконакоплении. Поэтому палеомагнитный метод надо применять в совокупности с биостратиграфическими и радиогеохронологическими. Однако сам метод весьма трудоёмкий и требует большого числа точек наблюдений. Наиболее эффективен он для континентальных и вулканогенных серий.

Сейсмостратиграфический метод.

Методика основывается на прослеживании и регистрации отражающих границ внутри толщи осадочных пород по профилю. Запись границ, которые обычно соответствуют поверхностям напластования или существенного изменения физических свойств пород, проводится по прямоугольной системе координат на равномерно движущейся ленте. Геологическое строение толщ расшифровывается с помощью сейсмических или упругих волн, возбуждаемых на поверхности Земли взрывами, вибраторами, или специальными ударными установками. Распространение этих волн зависит от типа пород и их пористости.

Отражённые волны, достигшие поверхности Земли, регистрируются сейсмоприёмником, колебания которого превращаются в электрические сигналы и усиливаются специальными сейсмическими станциями (передвижными многоканальными регистрационными устройствами). В них имеются устройства, преобразующие колебания сейсмоприемников в фотоизображение вертикального (временного) разреза по линии.

По изученным временным разрезам можно строить графики изменения уровня моря, выделять интервалы его очень высокого или очень низкого расположения. Привязка этих графиков к геохронологической шкале позволяет оценить ориентировочный возраст осадочных толщ, ещё не вскрытых бурением. Далее можно построить карты подошвы, кровли и мощности для каждой их выделенных стратиграфических единиц.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: