Методы определения возраста горных пород

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ПО ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

 

Учебно-методическое пособие по курсу «Историческая геология» для студентов геологического факультета

 

 

Казань 2004

Печатается по решению

Кафедры исторической геологии и палеонтологии

Казанского государственного университета

Протокол № от

 

Составитель

Г. М. Сунгатуллина

 

Практические занятия по исторической геологии. – Казань: Казанский государственный университет, 2004. – 74 с.

 

В настоящем учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы исторической геологии, подлежащие изучению на практических занятиях. Оно рассчитано на студентов геологического факультета Казанского государственного университета, обучающихся по специальности 011100 – Геология, 011200 – Геофизика, 011400 – Гидрогеология и инженерная геология; 011500 – Геология нефтяных и газовых месторождений.

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Предлагаемое учебно-методическое пособие состоит из двух частей. Первая часть знакомит читателей с методами определения возраста пород, основными фациями и формациями. В ней изложены некоторые положения фациального анализа, рассмотрены различные характеристики фаций, включая сведения об образе жизни наиболее важных групп организмов, структурно-текстурных и других признаках осадочных пород. Здесь приведены задания по определению возраста и фациальному анализу, которые помогут студентам приобрести практические навыки в составлении стратиграфической колонки, восстановлении палеогеографических и тектонических условий осадкообразования, построении палеогеографической карты.

Во второй части кратко изложена фанерозойская история Земли по периодам. Приведено современное ярусное расчленение систем и стратиграфическое значение отдельных групп органических остатков. Описание каждого периода заканчивается практической работой с разрезами и проведением геоисторического анализа.

Автор благодарит В.В.Силантьева, Р.Х.Сунгатуллина и М.И.Хазиева за помощь и ценные советы при составлении данного пособия.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

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.

 

ЧАСТЬ I

 

I.I. ГЕОХРОНОЛОГИЯ

Таблица 1

Методы определения возраста горных пород

Основные методы	На чем основаны	Положительные стороны	Ограничения
Относительная геохронология	Общегеологические	На определении последовательности залегания слоев и их взаимоотношений	Применяются непосредственно в полевых условиях	Используются в пределах единого осадочного бассейна
Литологические	На выделении и прослеживании слоев, отличающихся по литологическим особенностям пород	Применяются непосредственно в полевых условиях	Применяются на ограниченной территории
Палеонтологические	На сравнении пород по содержащимся в них органическим остаткам	Основной метод, позволяющий детально расчленять отложения	Трудно использовать при изучении «немых толщ»
Ритмо-стратиграфические	На изучении ритмичности пород в разрезе, отражающей историю геологического развития территории	Применяются для расчленения угленосных, соленосных, флишевых толщ, ленточных глин	Используются в пределах единого осадочного бассейна
Климато-стратигра-фический	На чередовании похолоданий и потеплений, вызывающих смену в разрезе лито-фациальных и фаунистических комплексов	Позволяют детально расчленять плио-ценовые и четвертичные отложения	Используются только для плиоценовых и четвертичных отложений
Геофизи-ческие	На сравнении пород по физическим свойствам	Позволяют расчленять разрезы скважин без отбора керна	Используются в пределах единого осадочного бассейна
Абсолютная геохронология	Свинцовые	Радиологические методы основаны на изучении радиоактивного распада химических элементов, скорость которого постоянна и не зависит ни от каких условий. Суть методов заключается в измерении количества дочернего изотопа, образовавшегося при радиоактивном распаде материнского изотопа. Так как скорость распада известна, то по соотношению количества материнского и дочернего изотопов можно определить возраст минерала.	Используются для определения возраста изверженных и метаморфических пород	1) Относительно невысокая точность (3 – 5%), что не позволяет разработать дробную абсолютную геохронологию; 2) Искажение результатов из-за метаморфизма пород; 3) Высокая стоимость; 4) Отсутствие во многих породах радиоактивных элементов.
Калий-аргоновый	Можно установить возраст не только интрузивных и эффузивных, но и осадочных пород
Радиоуглеродный	Используется в четвертичной геологии и археологии
Рубидиево-стронцие-вый	В основном для докембрийских пород (из-за низкой скорости распада рубидия)

 

Задание 1. 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 Deshayes.

 

 

8. Соедините стрелками соответствующие друг другу ячейки.

 

Фауна		Возраст
Hippurites	J3
Gigantoproductus	K – ныне
Phacops	K3
Ostrea	S – D
Virgatites	C1

 

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

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3.

 

Рис. 4