ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ

  Относительная геохронология (летоисчисление) разрабатывается при помощи палеонтологических (биостратиграфических) и непалеонтологических методов стратиграфии. Для позднего докембрия и фанерозоя ведущими, безусловно, являются палеонтологические методы.

Одной из задач стратиграфии является расчленение осадочных и вулканогенных толщ в обнажении или в разрезе скважины на отдельные стратоны, что осуществляется различными способами и по различным признакам. При этом стремятся выделить эти стратоны в разрезе таким образом, чтобы они узнавались и другими исследователями. Выделенные в обнажении (скважине) слои объединяются в пачки, толщи. В дальнейшем слои, пачки, толщи одного обнажения (скважины) сравнивают с подобными подразделениями другого обнажения (скважины) и устанавливают корреляционные уровни.
Палеонтологические методы (биостратиграфия)
Существует целая группа палеонтологических методов (методов биостратиграфии) для расчленения и определения относительного возраста горных пород (по принципу Н.Стенона "старше" - "моложе").
Органический мир Земли непрерывно и необратимо изменялся, поэтому каждому отрезку геологического времени отвечают характерные только для него растения и животные. Значит, од-новозрастные отложения близкого происхождения содержат сходные комплексы органических остатков. Следовательно, слои можно сравнивать по их палеонтологической характеристике. В основе палеонтологических методов лежит закон Л.Долло о необратимости эволюции органического мира. Организм никогда не сможет вернуться к предковому состоянию, даже если он окажется в обстановке, близкой к условиям обитания предков. Другими словами, в истории развития организмов не может быть повторения одинаковых растений и животных. Вид или другой таксон существует во времени непрерывно и, раз исчезнув, не может появиться вновь (Ч.Дарвин). Одинаковые условия обитания могут привести к внешнему, морфологическому сходству представителей разных типов или классов (рыбы - ихтиозавры - дельфины, кораллы - рудисты и др.). Такое явление называется конвергенцией.
Значение различных групп фауны для биостратиграфии неодинаково (рис. 1). Есть группы, позволяющие проводить планетарные корреляции. Например, раннекембрийские археоциаты, ордовикские и силурийские граптолиты, мезозойские аммониты. Эти группы называют архистратиграфическими или руководящими формами. Это преимущественно планктонные и нектонные формы, быстро расселявшиеся по всему свету. Другие группы, главным образом бентосные или донные организмы, распространявшиеся более широко в личиночной стадии, менее пригодны для широкой корреляции, но они играют ведущую роль в региональной биостратиграфии. Для исследования закрытых районов, изучаемых при помощи буровых скважин, огромное значение приобретают микроскопические органические остатки (микрофоссилии) животного, растительного происхождения и даже неясного систематического положения. К микрофоссилиям относятся раковины и скелеты мелких животных (фораминиферы, радиолярии, остракоды), некоторые одноклеточные водоросли (кокколитофориды, диатомовые и др.), споры и пыльца растений, мелкие фрагменты скелета (конодонты, сколекодонты, чешуйки рыб), спороморфные и другие биогенные образования.


(П.Рич и др., 1997)
Научно-технический прогресс XX в. оказал заметное влияние и на развитие палеонтологии. Новые приборы и аппаратура позволили усовершенствовать способы извлечения органических остатков из горных пород и методы их изучения. Все больше групп организмов привлекается на службу биостратиграфии. Для определения геологического возраста биостратиграфия использует следующие методы: руководящих ископаемых, комплексного анализа, количественный (процент-но-статистический), филогенетический, палеоэкологический.
Метод руководящих ископаемых состоит в том, что одновозрастными считаются отложения с одинаковыми руководящими формами. Длительное время этот метод был основным. Он сыграл выдающуюся роль в установлении большинства систем, отделов, а впоследствии ярусов на всех материках, в значительном удалении от стратотипических районов и. зачастую при невысокой в то время геологической изученности.

Под руководящими ископаемыми подразумевают органические остатки, принадлежащие группам, которые существовали короткий промежуток времени, но успели за небольшой срок расселиться на значительной территории и в большом количестве. Следовательно, руководящие ископаемые должны иметь широкое горизонтальное и узкое вертикальное распространение, встречаться часто и в большом числе экземпляров, а также легко распознаваться. Многие виды вымерших организмов удовлетворяют этим требованиям. Например, брахиоподы Obolus apollinis E i с h w a 1 d характерны для тремадокского яруса ордовика, брахиоподы Choristites mosquensis Fischer-для московского яруса карбона, аммонит Cadoceras elatmae N i k i t i n характерен для келловейс-кого яруса юрской системы. Руководящими могут быть роды и даже некоторые более крупные систематические группы (семейства, отряды, классы). Так, археоциаты жили только в раннем кембрии, швагерины (фораминиферы) - в ранней перми, цератиты (аммоноидеи) - только в конце перми и в триасе.
В настоящее время, применяя метод руководящих ископаемых, учитывают образ жизни организмов, зависящий от среды обитания, ограничивающий их пространственное распространение. Например, среднекембрийские трилобиты рода Paradoxides найдены во многих регионах - в Европе, Сибири, Средней Азии, Монголии, Китае, Австралии, Антарктиде только в морских отложениях. Брахиоподы Conchidium knighti S о w e r b у встречаются в лудлове (верхний силур) Северной Америки, Британских островов, Прибалтики, Приднестровья, Урала, Новой Земли, Средней Азии, Западного Саяна, Алтая и Северо-Востока России. Однако везде раковины этого вида обнаружены в определенном типе карбонатных отложений. Когда под действием трансгрессий и регрессий колеблется положение береговой линии, перемещаются и фации, с которыми переселяются организмы.

При восстановлении прежней обстановки обитания они могут возвратиться, тогда в разрезе встречаются очень сходные руководящие ископаемые. Такое явление называется рекурренцией, фауны - рекуррентными, и процесс этот может быть неоднократным (рис. 2).


: а - комплекс фауны в черных сланцах, характерный для слоя I, повторяется без существенных изменений выше по разрезу (слои 2 и 3); б- непрерывность накопления черных сланцев в условиях многократного перемещения зоны седиментации
Наряду с широко распространенными (космополитными) видами существовали виды, обитавшие на ограниченной площади (эндемичные). Так, в силуре юга Сибири и Монголии многочисленны находки брахиопод тувелл (Tuvaella). На этой территории тувеллы являются руководящими, занимая определенный интервал разреза, но провести по ним корреляцию с разрезами силура других регионов невозможно, так как из-за своего локального распространения они нигде больше не встречены.
Метод комплексного анализа органических остатков заключается в выяснении распределения всех окаменелостей в разрезах, установлении смены комплексов и прослеживании выделенных комплексов от разреза к разрезу. Метод хорошо иллюстрируется на графиках. Названия органических остатков располагают в общем списке окаменелостей в порядке их появления в разрезе, отмечая линиями интервал, на котором встречается каждая форма. На получившемся графике -"лесенке" ступени показывают смену комплексов во времени. ,.
Так, на графике (рис. 3,а) видно, что в однообразной по литологии толще пород сменяются пять палеонтологических комплексов. В них присутствуют формы, не выходящие за пределы ин-



тервала, доживающие, исчезающие в его конце, появляющиеся и проходящие. Устойчивость выделенных комплексов проверяется в нескольких разрезах. Комплекс называется по типичному виду (вид-индекс). Этот метод позволяет установить естественные рубежи смены фауны и флоры. При его применении также необходимо анализировать фациальные особенности разреза. На рис. 3,6 все семь пачек слоев имеют собственный набор окаменелостей, однако легко заметить их повторение в пачках 1 и 3; 2 и 4; 5 и 7, что связано с близостью фаций. Таким образом, в разрезе присутствуют уже не семь палеонтологических комплексов, а только два (пачки 1-4; 5-7).
При комплексном анализе учитывается и количественная характеристика фауны. Увеличение численности показывается на графике утолщением соответствующих линий. В рассмотренном примере по этому признаку выделяется пачка 2 - своеобразный маркирующий уровень. Графики распространения форм в разрезе чаще составляются отдельно для каждой широко распространенной группы организмов и затем сравниваются.
Количественные методы корреляции заключаются в использовании математического аппарата для анализа палеонтологических комплексов. В наипростейшей форме метод состоит в сравнении изучаемого слоя со слоями опорного разреза по содержанию общих окаменелостей. Например, в каком-либо исследуемом слое присутствует 5% видов слоя А; 15% - слоя Б; 50% - слоя В; 18% - слоя Г; 12% - слоя Д. По наибольшему содержанию общих видов изучаемый слой сопоставляют со слоем В. Сравнивают слои и пачки по специально разработанным коэффициентам сходства. Эти методы носят формальный характер; они применяются в комплексе с другими методами, так как одновозрастные, но разнофациальные комплексы могут иметь мало общих форм.

Филогенетический метод заключается в выяснении смены родственных организмов во времени, он основывается на принципах эволюционного развития. Полагают, что потомки устроены более прогрессивно, чем предки, и их остатки будут встречаться в более молодых отложениях. Так, хорошо известна история развития аммоноидей от палеозойских гониатитов с простой перегородочной линией до мезозойских аммонитов с очень сложной линией. Чтобы применить филогенетический метод, надо выяснить филогенез конкретной родственной группы, т.е. установить, когда появились данные организмы, сколько времени они существовали, кто и какие были их предки, кто стали потомками и как они в свою очередь развивались.
Выявленные родственные связи можно изобразить в виде схемы филогенетических взаимоотношений (рис. 4). При расчленении разрезов особое внимание следует обратить на момент появления новых видов, что позволяет определять границы выделяемых стратиграфических подразделений. Применение филогенетического метода требует максимальной тщательности исследований и высокой квалификации палеонтолога.


Палеоэкологический метод разработан Р.Ф.Геккером при изучении верхнедевонских отложений Главного девонского поля. Учитывая зависимость фаунистических комплексов от фациальных условий, этот метод изучает связи организма с окружавшей его как органической, так и неорганической средой обитания. Фациальные изменения приводят к тому, что одновозрастные фаунистические комплексы резко различаются, и наоборот, при сходной фациальной обстановке создаются близкие сообщества организмов, хотя они имеют различный возраст. Палеоэкологический метод позволяет проследить постепенную смену фациальных фаунистических комплексов в пространстве и таким образом сопоставить разнофациальные отложения.
Современная биостратиграфия стремится использовать все палеонтологические методы для более детального расчленения и корреляции пород и определения их возраста.

  

Еще по теме ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ:

1. АБСОЛЮТНАЯ ГЕОХРОНОЛОГИЯ
2. Глава   2 ГЕОХРОНОЛОГИЯ. ШКАЛА ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ
3. 2. Относительность ускорения и вращения
4. Относительная хронология
5. Б. Общая теория относительности
6. Б. «Относительность геометрии»
7. XV. Абсолютная и Относительная Этика
8. X. Относительность страданий и удовольствий
9. Понятие относительной утраты
10. VII. ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
11. 6. «Теория относительности» есть физическая гипотеза
12. 2. Абсолютные и относительные правоотношения
13. РАЗНОГЛАСИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО «ВЛАСТИ»