Тема 1.4. Основы исторической, структурной геологии и геоморфологии

Основы исторической геологии. Основные задачи исторической геологии. Методы исторической геологии. Понятие о стратиграфическом, петрографическом, палеонтологическом и палеогеографическом методах изучения геологического прошлого Земли.

Относительная геохронология. Деление истории Земли на эры, периоды, эпохи, века. Стратиграфические и геохронологические подразделения геохронологической шкалы. Методы определения возраста Земли и горных пород. Развитие тектонических движений и органического мира Земли. Общие закономерности строения и истории развития земной коры и размещения в ней полезных ископаемых.

Основы геоморфологии. Генетические типы, возраст и соотношение с формами рельефа четвертичных отложений; методы геоморфологических исследований и методы изучения стратиграфического расчленения

Основы структурной геологии. Основные понятия структурной геологии. Пласты, складки, разрывные нарушения. Понятие о пликативных и дизъюнктивных нарушениях Элементы залегания наклонного слоя. Согласное и несогласное залегание слоев. Геологическая карта. Структурная карта. Литолого-стратиграфическая колонка. Геологический разрез. Основные тектонические структуры литосферы

Основы фациального анализа. Содержание и назначение учения о фациях. Общие принципы генетического анализа. Практическое значение учения о фациях. Методы реконструкции общих палеогеографических условий осадконакопления. Картирование фаций и построение фациальных карт. Палеогеографическая интерпретация карт фаций. Связь фаций с тектоникой.

Методические указания

В течение многих миллионов лет на поверхности нашей планеты проходил ряд геологических процессов: на месте древних морей возникали горы, ранее созданные горные хребты разрушались и погружались в пучину вод, затоплявших сушу. На дне морей и океанов слой за слоем накапливались пласты осадочных горных пород. Мощные вулканические извержения и излияния лавы затухали. Менялся климат отдельных частей земного шара. Простейшие организмы, возникшие в водной среде, уступали место более высокоорганизованным. В результате эволюции органического мира одни растительные и животные организмы сменялись другими.

Изучая последовательность образования горных пород, слагающих верхние части земной коры, а также остатки флоры и фауны далеких времен, ученые восстанавливают историю развития земной коры и жизни на ней.

Таким образом, историческая геология изучает историю и закономерности развития Земли с момента образования земной коры.

Историческая геология опирается на данные палеонтологии, стратиграфии, петрографии, минералогии, литологии, тектоники и других геологических дисциплин.

Стратиграфия - наука о последовательности залегания пластов земной коры. Палеогеография изучает условия, в которых происходило образование тех или иных пород, например, на суше или в море, в жарком или холодном климате и т.д. Палеонтология - наука о древних вымерших организмах. По руководящим ископаемым остаткам определяют возраст горных пород. Тектоника - наука о строении и развитии земной коры. Все эти понятия являются основополагающими в геологии и поэтому их нужно изучить и запомнить.

Понятие о фациях, также заслуживает внимания. Фация – это комплекс горных пород, образованный в определенных физико-географических условиях. По месту образования выделяют три основные группы фаций: морские, лагунные и континентальные. Морские фации подразделяются на прибрежные, мелководные, средних глубин и глубоководные. Среди лагунных выделяют фации опресненных бассейнов, заолоненных бассейнов, дельт и эстуариев. Континентальные фации по условиям осадконакопления подразделяют на речные, озерно-болотные, пустынные, предгорий, ледниковые, межгорных впадин и кору выветривания.

Проблема времени в геологии занимает особое место. События, протекавшие на Земле в течение многих сотен миллионов лет не соизмеримы с жизнью человека. Поэтому в основу геологического подразделения времени положено развитие органического мира на Земле. Наука, занимающаяся геологическим летосчислением, называется геохронологией.

В геологии приняты два летоисчисления - относительное и абсолютное, получившие названия относительной и абсолютной геохронологии.

Относительная геохронология пользуется двумя основными методами определения относительного возраста горных пород: палеонтологическим и стратиграфическим.

Определение абсолютного возраста горных пород проводят путем изучения природной радиоактивности минералов. При этом, используется особенность радиоактивных элементов содержащихся в породах, со временем самопроизвольно распадаться с образованием других элементов. Абсолютная геохронология определяет абсолютный возраст горных пород в годах. В основе методов абсолютной геохронологии лежит определение радиоактивных изотопов различных ра­диоактивных элементов, входящих в состав минералов, слагающих горные породы. Такими радиоактивными элементами является уран, торий, рубидий, калий, рений, углерод и др. Известно, что каждый радиоактивный элемент имеет строго определенный период распада.

Следует изучить геохронологическую шкалу, увязывая с развитием органического мира на Земле. Также ее нужно зарисовать в рабочей тетради, обращая внимание на индексы, и раскрасить.

Четвертичный – желтовато-серый

Неогеновый N – лимонно-желтый

Палеогеновый P - оранжевый

Кайнозой KZ - желтый

Меловой K – зеленый чистый

Юрский J - голубой

Триасовый T – лилово-фиолетовый

Мезозой MZ - зелено-голубой

Пермский P – оранжево-коричневый

Каменноугольный (карбон) C - серый

Девонский D - коричневый

Силурийский S – зелено-табачный

Ордовикский O - оливковый

Кембрийский C – сине-зеленый темный

Палеозой PZ – травянисто-зеленый

Протерозой PR - розовый

Архей AR – сиренево-розовый

Особое внимание уделите тем отложениям, с которыми связаны залежи нефти и газа в России.

Вопросы структурной геологии имеют чрезвычайно важное значение для представления форм залегания полезных ископаемых, особенно условий залегания нефти и газа. Нефть и газ залегают в ловушках, которыми, например, могут быть антиклинальные складки, тектонические нарушения, угловые несогласия.

Осадочная толща земной коры состоит из слоев (пластов) горных пород. Слой (пласт) – это геологическое тело преимущественно однородного состава, ограниченное приблизительно параллельными поверхностями — подошвой и кровлей.

Первичной формой залегания осадочных горных пород являются горизонтальные слои. В результате тектонических движений земной коры они могут быть наклонены, смяты в складки и разорваны, образуя при этом различные структурные формы. Необходимо изучить и зарисовать все формы залегания осадочных горных пород – горизонтальное, наклонное, складчатое, разрывные нарушения, также освоить такие понятия как согласное и несогласное залегание слоев.

Основные запасы нефти и газа России сосредоточены в пределах Западно-Сибирской молодой платформы, поэтому вопрос о строении платформ и их возрасте необходимо изучить более тщательно. Платформы - относительно устойчивые участки земной коры. Они возникают на месте геосинклинальных областей после горообразованиия, по завершении которого геосинклинали - подвижные пояса земной коры, вымирают. На платформах положительными структурами являются антеклизы, своды, валы и локальные поднятия, отрицательными – синеклизы, впадины, прогибы и другие. Антиклинальные складки и локальные поднятия, осложняющие вышеперечисленные структуры, являются объектами поисковых работ на нефть и газ.

Тектоника литосферных плит сегодня объясняет не только причины землетрясений и вулканизма, но и образование нефти. Ознакомьтесь с вопросом о движении литосферных плит.

Лабораторные работы

1. Работа с горным компасом. Измерение элементов залегания наклонного пласта

2. Определение по геологическим, физико-географическим картам форм и элементов форм рельефа, относительного возраста пород. Чтение геологических карт

3. Составление схематических геологических разрезов и стратиграфических колонок по геологической карте

Литература1, стр.88-112

Вопросы для самоконтроля

1. Что изучает историческая геология (задачи исторической геологии)?

2. Что такое окаменелости? Что такое руководящие ископаемые? Приведите примеры.

3. Геохронологическая шкала. Приведите эры геохронологической шкалы. Что положено в основу построения геохронологической шкалы?

4. Какие методы абсолютный и относительной геохронологии вы знаете? Расскажите о них.

5. Что такое фация? Приведите примеры.

6. Пласт и его элементы. Приведите понятия и рисунки.

7. Нарисуйте формы залегания осадочных горных пород.

8. Что такое антиклинальная складка? Что такое синклинальная складка? Приведите рисунки. С какими складками могут быть связаны залежи нефти и газа и почему?

9. Приведите понятия и рисунки согласного и несогласного залегания слоев горных пород.

10. Что такое тектоника? Какие тектонические структуры вы знаете?

11. Что представляют собой платформы? Приведите рисунок.

12. Тектонические структуры платформ, приведите понятия и приведите рисунки.

13. В чем сущность тектоники литосферных плит?