Относительный возраст горных пород и методы его определения

Определение относительного возраста пород – это установление, какие породы образовались раньше, а какие – позже. Относительный возраст осадочных горных пород устанавливается с помощью геолого-стратиграфических (стратиграфического, литологического, тектонического, геофизических) и биостратиграфических методов (рис. 5.1).

Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется - нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми. Этот метод может быть использован и при складчатом залегании слоев. Не может быть использован при опрокинутых складках. Литологический метод основан на изучении и сравнении состава пород в разных обнажениях (естественных- в склонах рек, озер, морей, искусственных – карьерах, котлованах и т.д.). На ограниченной по площади территории, отложения одинакового вещественного состава (т.е. состоят из одинаковых минералов и горных пород), могут быть одновозрастными (рис. 5.2). При сопоставлении разрезов различных обнажений используют маркирующие горизонты, которые отчетливо выделяются среди других пород и стратиграфически выдержаны на большой площади. Тектонический метод основан на том, что мощные процессы деформации г.п. проявляются (как правило) одновременно на больших территориях, поэтому одновозрастные толщи имеют примерно одинаковую степень дислоцированности (смещения). В истории Земли осадконакопления периодически сменялись складчатостью и горообразованием. Возникшие горные области разрушались, а на выровненную территорию вновь наступало море, на дне которого уже несогласно накапливались толщи новых осадочных г.п. в этом случае различные несогласия служат границами, подразделяющими разрезы на отдельные толщи. Геофизические методы основаны на использовании физических характеристик отложений (удельного сопротивления, природной радиоактивности, остаточной намагниченности горных пород и т.д.) при их расчленении на слои и сопоставлении. Расчленение пород в буровых скважинах на основании измерений удельного сопротивления горных пород называется электрокаротаж, на основании измерений их радиоактивности − гамма-каротаж. Изучение остаточной намагниченности горных пород называют палеомагнитным методом; он основан на том, что магнитные минералы, выпадая в осадок, распластаются в соответствии с магнитным полем Земли той эпохи которая, как известно, постоянно менялась в течении геологического вре мени.

Эта ориентировка сохраняется постоянно, если порода не подвергается нагреванию выше 500°С (т.н. точка Кюри) или интенсивной деформации и перекристаллизации. Следовательно, в различных слоях направление магнитного поля будет различным. Палеомагнетизм позволяет сопоставлять отложения значительно удаленные друг от друга (западное побережье Африки и восточное побережье Латинской Америки).

Биостратиграфические или палеонтологические методы состоят в определении возраста горных пород с помощью изучения ископаемых организмов. Суть этих методов состоит в определении возраста пород с помощью изучения ископаемых организмов. Они основаны на следующих принципах: эволюционности развития органического мира; этапности смены не повторяющихся во времени комплексов организмов; необратимости эволюции органического мира.

Важнейшими положениями палеонтологических методов являются: для каждого комплекса осадочных образований характерны присущие

только этому комплексу ископаемые организмы; толщи осадочных пород, имеющие одинаковый возраст и отложившиеся в одинаковых физико-географических условиях, содержат близкие ископаемые организмы; вертикальный разрез осадочных пород а всех материках имеет одну и ту же последовательную смену ископаемых организмов.

Метод руководящих ископаемых. Для определения геологического возраста используют не все ископаемые организмы, а руководящие ископаемые. Требования к руководящим ископаемым следующие:

1. Они должны иметь быструю эволюцию (до 10 – 30 млн. лет) ;

2. Небольшое вертикальное и широкое горизонтальное распространение;

3. Характерные черты;

4. Хорошая сохранность;

5. Частая встречаемость.

Примеры: беспозвоночные – археоциаты, кораллы, брахиоподы, аммониты, белемниты, пластинчато-жаберные и др. (рис. 5.3).

Но поскольку нет строгой приуроченности к определенному горизонту подавляющего большинства ископаемых, не во всех разрезах они присутствуют, а окаменелости данного комплекса встречаются и в других интервалах разреза, то используют метод руководящих комплексов форм. По их значению выделяют:

1. Характерные (контролирующие) формы – они либо существуют только в пределах изучаемого времени, либо известны до изучаемого времени и исчезают во время него, либо расцвет их приходится на изучаемое время, а исчезают после него.

2. Колониальные формы – появляются только в самом конце изучаемого периода, по которым устанавливают стратиграфическую границу.

3. Доживающие (реликтовые) формы – характерные для предыдущего времени, а в изучаемое время становятся редкими и исчезают;

4. Рекуррентные формы – развитие их испытывает в какой-то момент затухание, но с возобновлением благоприятных условий вновь наступает их расцвет.