Осадочная оболочка Земли

Строение земной коры.
I – океанская кора (ложе океана).
II – субокеанская кора (впадины окраинных морей).
III – континентальная кора платформ.
IV – континентальная кора орогенных поясов.
V – субконтинентальная кора (островные дуги).
1 – слой воды; 2 – осадочный слой; 3 – второй слой океанской коры (базальтовый)
4 – третий слой океанской коры (кристаллические породы типа габбро);
5 – гранито-гнейсовый слой континентальной коры; 6 – гранулит-базитовый слой;
7-8 – ультраосновные породы мантии.
В земной коре: осадочные породы ~ 10% массы, магматические, метаморфические ~ 90%

Осадочный слой присутствует во всех типах земной коры и покрывает ~ 75% поверхности Земли.
Осадочный слой практически отсутствует:
на щитах древних платформ континентов,
в осевых зонах срединно-океанских хребтов.

Эдуард Зюсс (1831-1914)
«Лик Земли» 1883-1909 гг.
Стратисфера – слоистая осадочная оболочка Земли.

Слой – трёхмерное геологическое тело, сложенное осадочной породой, которое имеет большую площадь и относительно малую мощность (толщину).
Слой ограничен сверху и снизу поверхностями раздела, отделяющими его от соседних слоёв (поверхности наслоения или напластования).
Верхняя поверхность – кровля слоя, нижняя – подошва слоя.
Кровля
Подошва
У двух слоёв, соседних в вертикальном разрезе, кровля и подошва совпадают. Кровля нижележащего слоя - это подошва слоя, его перекрывающего.

Главное свойство осадочных пород – их слоистое строение.
Слоистость – чередование слоёв в разрезе.
Большой каньон.
Внизу река Колорадо.

Время и способы его измерения
Плато Колорадо

Солнечное (астрономическое) время.
Сутки
Год

Относительное время
Вчера – сегодня(сейчас) – завтра.
Раньше – одновременно – позже.
Сверхзадача геологии – восстановление истории развития Земли.
Геология – наука историческая!
Для того, чтобы выстроить события в определённой последовательности нужна
шкала времени!

Время в геологии

Николаус Стено (1638 – 1686)
В 1669 г. опубликовал книгу, в которой изложил некоторые свои заключения о строении толщ осадочных пород.
Памятник в Копенгагене

Наиболее важные заключения Стено:
1) Принцип непрерывности: любой осадочный слой первоначально имел непрерывное распространение и лишь потом мог быть расчленён эрозией или тектоническими дислокациями.
Долина монументов, Колорадо, Юта, США.

2) Принцип суперпозиции слоёв: каждый вышележащий слой образовался путём осаждения из жидкости, и во время его образования вышележащие слои ещё не существовали.
А.В. Шацило на обнажении. Восточная Сибирь.

3) Слои первоначально отлагаются горизонтально, и их подошва и кровля являются параллельными.
Кембрий Сибирской платформы. Фото Р.В. Веселовского

Схема последовательности накопления слоёв осадочных пород.
↑
Время
Каждый нижележащий слой древнее слоя его перекрывающего.
F

У геологии появилась возможность сравнивать события по принципу относительного времени – раньше или позже!
Нижние слои в разрезе образовались раньше верхних, и те геологические или биологические события, следы которых сохранились в них, естественно, и произошли раньше.
Разрез готерива на г. Длинная, Крым.

А как определить, что события в прошлом происходили одновременно?
Для этого надо сравнить разрезы между собой.
Сопоставление (корреляция) разрезов.
1). По литологическим признакам ( по сходной последовательности смены однотипных по составу отложений в разрезе).
?
А, если смена отложений в разрезе не столь очевидна?
А, если разрезы находятся далеко друг от друга? Один – в Европе, другой – в Америке?

Вильям «Страта» Смит.
Землемер- самоучка, строил шахты, каналы. Гениальная идея – слои можно распознавать и сравнивать между собой по содержащимся в них окаменелостям. Расположил коллекцию ископаемой фауны в определенной последовательности, начиная с окаменелостей самых нижних слоёв, и заканчивая окаменелостями из самых верхних слоёв.
1)
2)
3)
4)
5)

В. Смит установил стратиграфическую последовательность слоёв Англии и Уэльса и пришел к выводу, что слои с одинаковыми комплексами органических остатков являются одновозрастными.
Позднее, в 1815 году, составил первую геологическую карту Англии, Уэльса и Шотландии.
Заложил основы палеонтологического (биостратиграфического) метода датирования и сопоставления отложений и создания общей стратиграфической (геохронологической) шкалы.

Идеи В. Смита в Европе.
Ж. Кювье (1769-1832)
Ал. Броньяр (1770-1847)
Исследовали разрез Парижского бассейна и установили, что по ископаемым остаткам можно не только разделить осадочные образования по возрасту, но и восстановить физико-географические условия их образования.
Геология получила мощный метод исследования.
К 40-м гг. XIX века были выделены практически все системы фанерозоя.
Меловая (Ж.Б.Д׳Омалиус д׳Аллуа, 1822), каменноугольная (В.Д.Конибер и Дж.Филлипс, 1822), юрская (А.Броньяр, 1829), триасовая (Ф.Альберти, 1834), кембрийская (А.Седжвик, 1835), силурийская (Р.Мурчисон, 1839), девонская (А.Седжвик и Р.Мурчисон, 1839). Пермская (Р.Мурчисон, 1841).

Дальнейшее изучение разрезов, содержащих окаменелые органические остатки , позволило сделать следующие выводы:
1) Вертикальный разрез осадочных пород на всех континентах имеет одну и ту же последовательную смену ископаемых организмов от примитивных форм к всё более сложным высокоорганизованным.
2) В процессе эволюции любой биологический вид, род, раз возникнув, пройдя свой путь развития и исчезнув, больше никогда в более позднее время не появляется.
Массовые вымирания: венд-кембрий, ордовик-силур, пермь-триас (85%), триас-юра, мел-палеоген.

Непрерывно-прерывистое и необратимое развитие органического мира.
Каждому отрезку геологического времени отвечают характерные только для него растения и животные.

Методы биостратиграфии
1) Метод руководящих форм.
Таких форм мало. Они характеризуются: 1) значительной изменчивостью во времени и недолговечностью,
2) обилием особей и широким горизонтальным распространением,
3) хорошей сохранностью и специфическими отличительными чертами твёрдых частей скелета.
2) Метод характерных комплексов.
Для каждого отрезка геологического времени существует свой набор биологических форм. Этот набор никогда не повторяется.

Методы стратиграфии
Биостратиграфические методы – основные и самые точные!

Международная стратиграфическая (геохронологическая) шкала.
Первая шкала была принята на II сессии Международного геологического конгресса в Болонье в 1881 году.

Пример из истории создания шкалы.
Уэльс. Кембрийские горы.
Адам Седжвик.
Сэр Родерик Импи Мурчисон.

Адам Седжвик (1785-1873)
Выделил кембрийскую и девонскую системы.
Сэр Родерик Импи Мурчисон (1792-1871)
Выделил силурийскую, девонскую и пермскую системы.
Пример из истории создания шкалы
Уэльс. Кембрийские горы.

Системы – комплексы пород, выделенные на основании последовательности залегания отложений, наличию явных несогласий между ними, их составе и содержащихся в них окаменелостей.
Системы отражали естественную последовательность образования толщ осадочных горных пород.
Системы отвечали этапам геологического развития конкретных территорий.
Названия систем соответствовали
либо географическим названиям тех местностей, где они были выделены (кембрийская, девонская, юрская, пермская),
либо происходят от названий древних племён, обитавших на этих территориях (силурийская, ордовикская),
либо отражают состав пород (каменноугольная, меловая),
либо отражают характер строения отложений (триасовая).

Позже системы по содержащейся в них фауне объединили в группы (группы систем, эратемы) палеозойскую (греч. «палеос» - древний), мезозойскую («мезос» - средний) и кайнозойскую («кайнос» - новый).
Сложившуюся иерархию основных стратиграфических подразделений (группа, система, отдел, ярус) утвердили на II сессии МГК и за ними закрепили единые для всех стран названия.
Интервалы времени, в течение которых формировались стратиграфические подразделения, получили названия геохронологических подразделений:
для групп (эратем) – эра, систем – период,
отделов – эпоха, ярусов – век.

Соотношение стратиграфических и геохронологических подразделений шкалы.
Стратиграфические подразделения – комплексы отложений, имеют региональное распространение и значение.
Геохронологические подразделения – временные, имеют всеобщее планетарное значение.

Строение стратисферы похоже на луковицу.

1993 г.
2006 г.
На геологической графике для обозначения возраста пород используют:
1). Общепризнанную цветовую шкалу.
2). Общепризнанные индексы эратем, систем, отделов и ярусов.
Общая стратиграфическая шкала России.

Геологическая карта СССР.