МЕТОДЫ СТРАТИГРАФИИ И ГЕОХРОНОЛОГИИ

МЕТОДЫ СТРАТИГРАФИИ
1 Сейсмостратиграфический метод.
Сейсмостратиграфический метод – метод, основанный на анализе временных сейсмических
разрезов отраженных волн. По скоростным параметрам и особенностям сейсмической записи с учетом
данных бурения можно судить о возрасте и вещественном составе пород. Т.е. сейсмический разрез
интерпретируется в геологический разрез.
Достоинствами метода являются:
относительно небольшие финансовые затраты;
быстрота получаемых результатов (в десятки раз быстрее, чем многими традиционными методами) и их
наглядность;
масштабность исследований (в смысле охвата значительных площадей осадочных бассейнов);
способность изучать осадочный чехол в труднодоступных и плохо обнаженных районах (акватории,
болота и прочее);
возможность расчленять чехол на больших глубинах;
возможность получать трехмерное изображение.
Ограничения метода:
сейсмостратиграфический метод работает только в осадочных бассейнах, где углы наклона пород, как
правило, не выходят за пределы 10-20о
требует совместного применения палеонтологического метода.
Сейсмостратиграфия в решении задач стратиграфии базируется на положении об изохронности
сейсмических отражений (осей синфазности), выявленных в осадочном чехле. Гладкие (зеркальные)
отражения, связанные с напластованием пород, имеют строго фиксированный относительный возраст
образования слоев. Шероховатые отражения, приуроченные к поверхностям несогласий, датируются
определенным возрастным диапазоном. Его нижний предел всегда моложе подстилающих слоев (и
соответствующих отражений) и древнее покрывающих слоев. Данное положение лежит в основе
сейсмостратиграфического анализа. Вместе с тем, временные сейсмические разрезы могут содержать,
помимо отражений, связанных с возрастными напластованиями и поверхностями несогласий,
сейсмические границы, которые приурочены к разделам, созданным постседиментационными
процессами (газгидраты, плоскости разрывных нарушений, пластовые интрузии и другие поверхности).
Они, естественно, не являются изохронными, но их роль в формировании временного поля на
сейсмостратиграфическом разрезе ничтожно мала и легко устанавливается по секущему положению к
отражениям, связанным с напластованиями.
В стратиграфическом кодексе России 2006 г. указывает: сейсмостратиграфические
подразделения — геологические тела, ограниченные по разрезу сейсмометрическими границами.
Последние представлены двумя основными типами — сейсмогоризонтами и субстанциональными
границами.
Сейсмогоризонт — поверхность формирования латерально устойчивого (когерентного)
сейсмического сигнала, отвечающего волне определенного типа (отраженной, преломленной,
обменной). Сейсмогоризонт может соответствовать границам раздела стратиграфических подразделений
(изменениям условий осадконакопления) и поверхностям несогласий трансгрессивного, регрессивного
или эрозионного характера. Латеральные изменения волнообразующего интервала геологического
разреза (изменение вещественного состава, внутренней структуры и мощности) могут вызвать
разветвление или слияние когерентных сейсмических сигналов и соответствующих им
сейсмогоризонтов.
Сейсмометрические границы, выделяемые по субстанциональным (вещественно-структурным)
признакам геологических тел, соответствуют резкостным и (или) градиентным разделам в поле
акустических параметров. Таковыми могут быть среднеинтервальные значения скоростей
распространения упругих волн различных типов и их соотношений, характеристики поглощающих
свойств среды, особенности рисунка сейсмической записи в отдельных интервалах сейсмического
разреза.
Субстанциональные сейсмометрические границы могут совпадать или не совпадать с
сейсмогоризонтами.
Сейсмостратиграфические подразделения следует выделять в сейсмометрических границах
одного и того же типа (например, между отражающими сейсмогоризонтами) или таким образом, чтобы
каждая из границ подразделения (кровля или подошва) по латерали контролировалась однотипными
сейсмометрическими границами (например, кровля подразделения проводится по отражающему
сейсмогоризонту, а подошва — по преломляющему).
Важными признаками сейсмостратиграфических подразделений являются их пространственная
форма и рисунок сейсмической записи, отражающей особенности наслоений в разных условиях
осадконакопления. Форма сейсмоподразделений разнообразна — от плоскопараллельной до
сравнительно круто наклоненной линзовидной (клиноформной). Принадлежность выделяемых
сейсмостратиграфических единиц именно к стратиграфическим подразделениям (а не к тектоническим и
иным) необходимо устанавливать с помощью прямых геологических методов.
Сейсмостратиграфические
подразделения
относятся
к
категориям
региональных
(прослеживаемых на площади палеобассейна седиментации или его части) и местных единиц.
Единицей региональных сейсмостратиграфических подразделений является сейсмокомплекс.
Сейсмокомплекс — это совокупность горных пород, характеризующаяся единством
внутреннего структурного плана (преимущественно согласное залегание слоев, однотипный характер
дислокаций и др.), ограниченная регионально выдержанными горизонтами, обычно соответствующими
поверхностям региональных несогласий.
С помощью выдержанных промежуточных сейсмогоризонтов сейсмокомплекс может
подразделяться на подкомплексы.
Сейсмогоризонты, ограничивающие сейсмокомплекс (подкомплекс), обозначаются буквенными
или цифровыми индексами. Если сейсмогоризонт разветвляется вследствие увеличения мощности
интервала разреза, в котором формируется соответствующий сигнал, или по другой причине, то индекс
сейсмогоризонта сохраняется за верхним ответвлением в кровельной его части и за нижним
ответвлением — в подошвенной.
Если разветвление основного (наиболее выдержанного) сейсмогоризонта имеет закономерный по
латерали характер, отображающий развитие трансгрессивно-регрессивных или эрозионных процессов,
то ответвляющиеся сейсмогоризонты целесообразно обозначать так же, как основной, с
дополнительным цифровым индексом, номер которого возрастает вверх по разрезу.
Сейсмокомплекс обозначается буквенными или цифровыми индексами ограничивающих его
основных сейсмогоризонтов или, в случае совпадения (по объему и распространению) с определенным
стратиграфическим подразделением, может получить название последнего.
Местные сейсмостратиграфические подразделения—совокупности горных пород, обладающие
тем или иным сейсмическим (акустическим) признаком или их сочетанием. Они могут быть выделены в
сейсмостратиграфических границах любых типов (поверхности отражения, изменения рисунка
сейсмической записи и др.), которые латерально прослеживаются в отдельной структурно-фациальной
зоне или части палеобассейна седиментации.
К местным сейсмостратиграфическим подразделениям относятся также геологические тела,
проявляющиеся на сейсмических разрезах только аномалиями сейсмических импульсов,
соответствующих
сейсмогоризонтам (тусклое
пятно,
яркое
пятно
и
др.).
Местные
Сейсмостратиграфические подразделения могут не образовывать непрерывного разреза.
Названия местных сейсмостратиграфических подразделений образуются стратиграфическими
терминами свободного пользования с приставкой сейсмо- (сейсмотолща, сейсмопачка и др.). Названия
сейсмоединиц могут включать индексы ограничивающих их сейсмогоризонтов, указания на глубинный
(или временной) интервал регистрации на сейсмическом разрезе, сейсмометрическую характеристику
толщи, а также название местного стратона, с которым соотносится данное сейсмоподразделение
структурно-фациальной зоны или участка работ.
На основе выделения в разрезе региональных и местных сейсмостратиграфических
подразделений составляется региональная сейсмостратиграфическая схема; ее части могут включаться в
соответствующие разделы региональной стратиграфической схемы.
При разных задачах меняется технология проведения сейсмических исследований. Для
увеличения разрешаемых возможностей повышают частотный спектр волнового поля, но при этом
понижается глубинность проникновения сигнала. Наоборот, при увеличении глубинности исследований
понижают частотный спектр, проигрывая в разрешаемой возможности.
В настоящее время накапливается опыт картирования сейсмосгратиграфических единиц (прежде
всего сейсмокомплексов). Картирование таких дробных подразделений, как сейсмокванты, существенно
повышает познание строения осадочных бассейнов. Особенно оно важно для выявления
неантиклинальных ловушек углеводородов. Сейсмокванты имеют тенденцию к схождению или
расхождению, вырисовывая исчезающие или появляющиеся возрастные геологические тела . Следует
помнить, что возрастные диапазоны (особенно сейсмокванты) могут меняться в зависимости от
технологии сейсмических исследований. Высокочастотная сейсморазведка понижает возрастные
объемы сейсмических единиц. И, напротив, низкочастотная сейсморазведка их повышает. При
картировании сейсмостратиграфических единиц в разных осадочных бассейнах важное значение при
определении объемов тех или иных тел имеет установление кровельного и подошвенного прилеганий.
Сейсмостратиграфические единицы и сейсмостратиграфическая корреляция намечаются прежде
всего внутри единого осадочного бассейна. При переходе в другой бассейн, отдаленный значительной
областью отсутствия осадочного чехла, сейсмостратиграфическая корреляция должна осуществляться с
учетом данных биостратиграфии. В ряде случаев сейсмостратиграфия может помочь проверке
биостратиграфических построений. Особенно это важно при переходе морских шельфовых отложений в
образования открытого океана, где правильное сопоставление биотических комплексов вызывает
большие трудности.
Сейсмостратиграфия с ее методикой исследования границ осадочных комплексов позволяет
надежно разграничивать области перерывов осадконакопления и последующих размывов, устанавливать
типы несогласий. При этом по выраженности отражений (их гладкости и шероховатости) определяется
масштаб перерывов (во времени и пространстве) и, в частности, намечаются скрытые перерывы.
Калибровка перерывов глобального, регионального и местного уровней позволяет реально решать
многие задачи стратиграфического расчленения. Одним из важных направлений использования
сейсмостратиграфии в стратиграфии является выявление этапности развития осадочных бассейнов
прошлого, что прямо укладывается в рамки популярных событийной, динамической и бассейновой
стратиграфии
2 Секвенс-стратиграфический метод.
Анализ сейсмических профилей при изучении стратиграфии и пространственного распределения
сейсмофаций (сейсмостратиграфия) лег в основу секвентной стратиграфии (sequence stratigraphy).
Основополагающую роль при этом сыграл анализ сейсмических профилей пассивных континентальных
окраин, на которых видна реальная форма и строение осадочных геологических тел, которые до этого
были доступны лишь по данным буровых скважин и редким обнажениям (Vail et al., 1977). При этом
авторы пришли к выводу, что основным фактором, контролирующим форму этих тел, являются
колебания уровня моря. Секвентная стратиграфия (СС) очень быстро привлекла к себе внимание
исследователей, так как ее данные, помимо прикладного значения, позволили реконструировать
последовательность глобальных эвстатических колебаний уровня Мирового океана (Vail et al., 1977, Haq
et al., 1987, 1998).
В свою очередь это открыло возможности корреляции разнофациальных толщ, расположенных на
различных континентах и содержащих различные комплексы организмов. СС открывает блестящие
перспективы перед стратиграфией, так как позволяет соединить хроно-, лито, и биостратиграфические
единицы.
Седиментационные комплексы секвентной стратиграфии, созданные эвстатическими
колебаниями уровня Мирового океана, могут служить реперным каркасом для глобальной
корреляции осадочных бассейнов.
Основным механизмом формирования секвенций являются изменения относительного уровня
моря, представляющие собой производные эвстатических колебаний и скорости погружения края
шельфа. Каждая секвенция, таким образом, рассматривается в стратиграфии как комплекс отложений,
образовавшийся в течение одного эвстатического цикла, начинающегося и заканчивающегося падением
уровня моря.
Элементарное стратиграфическое подразделение - секвенция, соответствующая одному
трансгрессивно-регрессивному циклу.
Секвенс - это согласная последовательность генетически связанных слоев, образованная за один
цикл колебаний относительного уровня моря и ограниченная несогласиями. Это обычно региональные
единицы, охватывающие весь бассейн седиментации, но наиболее отчетливо проявляющиеся в краевых
частях бассейнов.
Группы секвенсов (или как их иногда называют - секвентов), которые соответствуют крупным
циклам колебания уровня моря, образуют супер- и мегасеквенты, а мелкие циклы отражаются в
парасеквентах. Обычно секвенсстратиграфия использует циклы третьего (1-5 млн. лет) и второго (10-80
млн. лет) порядка.
Колебания относительного уровня моря обусловлены тремя факторами: эвстазией, прогибанием
дна бассейна и поступлением осадочного материала.
Парасеквенс - это мелеющая вверх последовательность слоев, ограниченная поверхностями
морского затопления. Выделяются три типа таких последовательностей: проградационный
регрессивный); ретроградационный (трансгрессивный); аградационный (стабильный).
Секвенсы состоят из трех частей или трактов, которые представляют собой латеральные ряды,
образовавшиеся в различных условиях седиментации. Это - тракт низкого стояния моря,
трансгрессивный тракт и тракт высокого стояния моря.
Секвентная стратиграфия может с успехом применяться при комплексировании сейсморазведки
отраженных волн с данными бурения и поверхностными геологическими исследованиями.
Основные преимущества метода секвенс-стратиграфии:
а) корреляция осуществляется не на основе сопоставления отдельных точек-индексов, а на
основании сравнения всего профиля седиментации;
б) при стратиграфических исследованиях учитываются процессы и обстановки седиментации;
в) большое внимание уделяется анализу вертикальных и латеральных границ осадочного тела,
обеспечивающих хроностратиграфическую основу для корреляции и картирования осадочных
комплексов.
Поскольку в основании лежит сейсмический метод, то для секвенс-стратиграфия характерны все
его преимущества и недостатки.
3 Магнитостратиграфический метод.
Когда в стратиграфических разрезах наблюдаются изменения измеряемых магнитных свойств
пород, эти свойства могут служить основой для выделения взаимосвязанных стратиграфических
подразделений разного типа, которые определяются общим термином «магнитостратиграфические
подразделения» («магнитозоны»). Свойством, наиболее полезным в стратиграфическом исследовании,
является изменение направления остаточной намагниченности пород, вызванное инверсиями
полярности магнитного поля Земли. Инверсии полярности в геологической истории происходили
многократно. Они отражаются в породах, т.к. породы во время своего формирования намагничиваются в
направлении магнитного поля Земли. Направление остаточной намагниченности, зарегистрированное в
стратиграфическом разрезе, может использоваться как основа для расчленения разреза на подразделения
в соответствии с их магнитной полярностью.
Подразделение магнитостратиграфической полярности выделяется только там, где это свойство
может быть идентифицировано в породах. По определению, положительным направлением
намагниченности породы является намагниченность, ищущая север (она указывает на современный
северный полюс магнитного поля Земли), и тогда говорят, что порода имеет нормальную
намагниченность, или нормальную полярность. Наоборот, если намагниченность указывает на
современный южный полюс магнитного поля, то порода имеет обратную намагниченность, или
обратную полярность. Поэтому подразделения магнитостратиграфической полярности бывают или
нормально- или обратнонамагниченными. Проблема возникает в связи с тем, что, как полагают,
северный палеомагнитный полюс пересекал географический экватор в палеозойское время, так что для
некоторых нижнепалеозойских и более древних отложений не ясно, какое направление указывает на
северный полюс, а какое - на южный. В этих случаях полярность должна определяться с учетом
траектории очевидного движения полюса (APWP) для той плиты земной коры, где он был обнаружен.
Если направление намагниченности подразделения указывает на палеомагнитный полюс, который
попадает на траекторию (APWP) современного северного полюса, это подразделение имеет нормальную
полярность; если намагниченность направлена на 180° от нее, подразделение имеет обратную
полярность.
Подразделения магнитостратиграфической полярности выделяются двумя способами:
1) определением направления остаточной намагниченности осадочных или вулканических пород
в обнажениях или разрезах скважин в сочетании с определением возраста пород изотопными или
биостратиграфическими методами;
2) использованием профилей, полученных корабельным магнитометром, для распознавания и
корреляции линейных магнитных аномалий, которые, как их интерпретируют, отражают инверсии
магнитного поля Земли, фиксирующиеся в лавах морского дна во время процесса его расширения.
Было показано, что эти два вида исследований коррелятивны и регистрируют одни и те же
каузативные процессы. Использование подразделений, выделенных первым способом, происходит по
обычной стратиграфической процедуре. Подразделения, выделенные вторым способом,
интерпретируются на основе сведений о всей сумме изменений геомагнитного поля, полученных из
невидимых пород на морском дне или под ним. Поэтому магнитные аномалии, выделенные в
образованиях морского дна, не являются собственно общепринятыми стратиграфическими
подразделениями. Однако они полезны при реконструкции движений континентальных плит и
интерпретации геологической истории океанических бассейнов.
В МСС: магнитостратиграфия - раздел стратиграфии, который изучает магнитные
характеристики горных пород. Магнитостратиграфическая классификация - организация
(упорядочение) совокупности пород в подразделения, основанные на различиях в магнитных
характеристиках. Магнитостратиграфическое подразделение (магнитозона - Magnetozone) совокупность пород, объединенных сходными магнитными характеристиками, которые отличают их от
соседних породных совокупностей.
Классификация магнитостратиграфической полярности - организация пород в подразделения,
основанные на изменениях полярности их остаточной намагниченности, связанной с переменой
полярности магнитного поля Земли. Подразделение магнитостратиграфической полярности совокупность пород, которые отличаются от соседних ассоциаций пород своей магнитной полярностью.
Горизонты магнитостратиграфической полярности - инверсии и зоны перехода полярности.
Горизонты магнитостратиграфической полярности - инверсии - это поверхности или тонкие переходные
интервалы, на которых наблюдается изменение магнитной полярности. Если изменение полярности
происходит в интервале значительной мощности порядка 1 м, следует использовать термин «зона
перехода магнитостратиграфической полярности». Горизонты магнитостратиграфической полярностиинверсии и зоны перехода полярности определяют границы подразделений магнитостратиграфической
полярности.
В СК РФ магнитостратиграфические подразделения — это совокупности горных пород в их
первоначальной последовательности, объединенные своими магнитными характеристиками,
отличающими их от подстилающих и перекрывающих слоев.
Магнитостратиграфические подразделения бывают: 1) магнитополярные и 2) магнитные.
Магнитополярные (палеомагнитные) подразделения основаны на магнитных параметрах,
отражающих характеристики изменения геомагнитного поля во времени: изменения (обращения)
полярности поля (инверсии, экскурсы), его напряженности, координат палеомагнитных полюсов и др.
При этом главной характеристикой и основным критерием выделения является полярность
геомагнитного поля. Среди магнитополярных подразделений различают общие, региональные и
местные.
Магнитные подразделения не имеют в своей основе изменений геомагнитного поля и
выделяются по совокупности численных магнитных характеристик (по значениям магнитной
восприимчивости, остаточной намагниченности, по параметрам магнитного насыщения и др.).
Магнитные подразделения относятся к региональным и местным.
Магнитополярными подразделениями являются магнитозоны полярности (магнитозоны, зоны
полярности) — совокупности геологических тел в первичной последовательности залегания,
объединенных присущей им магнитной полярностью, отличающей их от подстилающих и
перекрывающих слоев.
Магнитная полярность геологических тел определяется первичной составляющей их
естественной остаточной намагниченности, совпадающей с полярностью палеомагнитного поля.
При выделении магнитозон полярности исходят из представления о дипольном состоянии
палеомагнитного поля. Полярность намагниченности, которая совпадает с полярностью современного
геомагнитного поля, именуют прямой и обозначают латинской буквой N или п; полярность,
противоположную современному полю, называют обратной и обозначают латинской буквой R или г.
Переменную (смешанную, чередующуюся по разрезу) полярность обозначают сочетаниями букв в
зависимости от примерного равенства или преобладания прямой или обратной полярности — NR, Nr,
Rn. Аномальную полярность (соответствует значительному отклонению направления геомагнитного
поля от направления поля прямой и обратной полярности) обозначают вышеуказанными символами,
перед которыми ставится буква а.
Магнитостратиграфическая шкала полярности строится путем сопоставления опорных
магнитостратиграфических разрезов с подразделениями ОСШ (МСШ). Идентификацией общего
стратиграфического
подразделения
по
его
палеомагнитным
характеристикам
является
последовательность магнитозон (колонка магнитной полярности), наблюдаемая в его стратотипическом
разрезе. В эталонной колонке магнитной полярности должна быть запечатлена вся последовательность
изменений магнитной полярности в пределах стратиграфического объема подразделения и на его
границах. При малой палеомагнитной информативности стратотипа эталонная колонка магнитной
полярности строится по другим представительным разрезам стратона.
По материалам эталонных колонок магнитной полярности общих стратиграфических
подразделений выбираются стратотипы магнитозон, входящих в его состав. Стратотип магнитозоны
должен включать также стратотипы границ, т. е. стратотипы инверсионных уровней. Нижняя и верхняя
границы магнитозон устанавливаются по инверсионным переходам, которые представляют собой
границы раздела (тонкие слои в разрезе), маркирующие положение моментов изменения полярности
геомагнитного поля (геомагнитных инверсий) в стратиграфической последовательности. Такие границы
называются инверсионными (маркирующими) уровнями.
Ранг магнитостратиграфического подразделения (магнитозоны) определяется длительностью и
значимостью соответствующего ему этапа в истории геомагнитного поля. Эмпирически этот ранг
устанавливается по стратиграфическим объемам отложений, которым отвечает данное подразделение,
или же с помощью изотопно-геохронометрических данных.
Магнитополярные подразделения по своей природе планетарно изохронны, но обладают слабой
индивидуальностью. Поэтому для их опознавания необходимо привлекать данные любых других
стратиграфических и изотопных методов, а также характеристики магнитных подразделений.
Таксономическая шкала общих магнитополярных подразделений (магнитозон) состоит из
следующих соподчиненных единиц, которым соответствуют таксономические единицы
магнитохронологической шкалы по стратиграфическому кодексу России (2006):
1. Магнитополярные подразделения: Мегазона; Гиперзона; Суперзона; Ортозона; Субзона;
Микрозона.
2. Магнитохронологические подразделения: Мегахрон; Гиперхрон; Суперхрон; Ортохрон;
Субхрон; Микрохрон
В настоящее время приведенная терминология магнитостратиграфической шкалы полярности
может быть использована только для фанерозоя и венда. Для рифея и венда возможно использование
крупных таксонов — мега- и гиперзон.
Вследствие специфики эволюции геомагнитного поля в магнитостратиграфической шкале
полярности возможны нарушения непрерывной последовательности и соподчиненности ее
подразделений. В частности, известны гиперзоны без соподчиненных супер- и ортозон; некоторые суби ортозоны могут входить непосредственно в гипер- и суперзоны, минуя промежуточные
подразделения.
Мегазона — магнитостратиграфическое подразделение, фиксирующее наиболее значительные
этапы эволюции геомагнитного поля; по объему примерно сопоставима с эратемой фанерозоя.
Гиперзона — магнитостратиграфическое подразделение, которое выделяется по особенностям
распределения магнитной полярности в значительных интервалах разреза; сопоставима с системой.
Гиперзоне присваивают географическое название с указанием полярности и стратиграфического
положения.
Суперзона — магнитостратиграфическое подразделение, которое выделяется по тем же
критериям, что и гиперзона, но охватывает меньший стратиграфический объем; сопоставима с
несколькими ярусами или отделом. Суперзоне присваивают географическое название с указанием
полярности и стратиграфического положения.
Ортозона — основное подразделение магнитостратиграфической шкалы, представляющее собой
монополярный интервал разреза или сочетание разнополярных субзон. Чаще всего это интервал
преимущественной полярности с единичными реперными субзонами противоположной полярности. По
объему сопоставима с ярусом или его частью. Ортозоны нумеруют отдельно по полярности.
Допускается сохранение ранее введенных собственных названий для глобально идентифицированных
ортозон.
Субзона — элементарная единица магнитостратиграфической шкалы, представляющая собой
сравнительно узкий монополярный интервал разреза. Субзоны нумеруют снизу вверх в пределах
ортозоны с указанием индекса полярности.
Микрозона — наименьшая единица магнитостратиграфической шкалы, фиксирующая элементы
тонкой временной структуры геомагнитного поля: экскурсы, аномальные отклонения и др. Микрозоны
могут выступать также в качестве реперных уровней внутри единиц более высокого ранга.
Региональные и местные магнитостратиграфические подразделения — это магнитополярные и
магнитные подразделения, опознаваемые лишь в пределах конкретных регионов или структурнофациальных зон. Независимо от принципа обоснования региональные и местные подразделения
выделяются на основе стратотипов региональных или местных стратонов.
4 Климатостратиграфический метод.
Климатостратиграфический метод основан на использовании детальных палеоклиматических
реконструкций для стратиграфического расчленения и корреляции отложений. Он позволяет увеличить
дробность стратиграфического расчленения и повышает надежность корреляций. Наиболее эффективно
применяется для плиоценовых и четвертичных отложений.
В его основе – представление о климатических циклах. Каждый цикл характеризуется
определенным распределением тепла и влаги (ландшафтных условий), которое отражается на
органическом мире, особенностях накопления и разрушения пород. Каждый климатический цикл
состоит из 4 стадий: тепло-сухо; тепло-влажно; холодно-влажно; холодно-сухо. Эти стадии объединяют
две волны: 1) теплую и холодную; 2) влажную и сухую. Каждому климатическому циклу в разрезе
отвечает
определенный
седиментационный
цикл.
Климатостратиграфический
и
ритмостратиграфический методы взаимосвязаны и хорошо дополняют биостратиграфические методы.
Климатостратиграфические подразделения - это совокупности горных пород, признаки
которых обусловлены периодическими изменениями климата, зафиксированными в особенностях
вещественного состава пород и ассоциаций остатков организмов, с учетом длительности формирования
стратонов соответствующего ранга. Климатостратиграфические подразделения используются для
четвертичных и неогеновых отложений; возможно их использование и для более древних образований.
Границами климатостратиграфических подразделений являются палеоклиматические рубежи,
выраженные в изменении литологического состава отложений, в смене ассоциаций организмов —
климатических индикаторов, геохимической среды, седиментационных или диагенетических текстур и
т. д.
Климатостратиграфические критерии используются для выделения наиболее дробных единиц
ОСШ — раздела, звена и ступени (в последнем случае эти критерии становятся определяющими) и
региональных климатостратиграфических подразделений. Таксономическими единицами региональных
подразделений являются климатолит и стадиал.
Климатолит — основная таксономическая единица региональных климатостратиграфических
подразделений — представляет собой совокупность горных пород, сформировавшихся за время одного
климатического полуритма интенсивного похолодания (криомер) или потепления (термомер),
проявленного в региональном масштабе. В средних широтах он отвечает ледниковью или
межледниковые, в тропическом поясе — влажному (плювиал) или сухому (арид) климату.
Климатолитам, как правило, соответствуют ступени ОСШ и региональные горизонты верхней части
разреза отложений четвертичной системы. Два смежных по разрезу климатолита, охватывающие
климатический ритм (потепление + похолодание; арид+плювиал), могут быть выделены как
дополнительное подразделение — надгоризонт региональной схемы или климаторитм. Климатолит
должен иметь стратотип, который может быть ареальным. В качестве геохронологического эквивалента
климатолита употребляются термины криохрон и термохрон
Стадиал — таксономическая единица региональных климатостратиграфических подразделений,
подчиненная климатолиту. Соответствует отложениям, сформировавшимся в течение кратковременных
колебаний климата в пределах времени образования части климатолита в региональном масштабе:
стадии оледенения и межстадиалы в криомерах, климатические оптимумы, промежуточные
похолодания в термомерах и т.п. В соответствии с характером климатического режима употребляются
термины криостадиал и термостадиал. Стадиалы, как правило, отвечают региональным подгоризонтам,
выделяемым в четвертичных отложениях. Стадиал должен иметь стратотип, который может быть
ареальным. Геохронологическим эквивалентом стадиала является стадия.
Каротажный метод. В практике геологических работ давно используется метод каротажа. Под
каротажем понимаются геофизические исследования, проводящиеся в скважинах с целью расчленения и
корреляции разрезов, а также выявления пластов и горизонтов с полезными ископаемыми. Выделяются
электро- и радиоактивный каротаж. Данные каротажа позволяют судить о литологическом составе слоев
и пачек, отражая его в виде кривых на специальных графиках, сопровождающих разрез скважин. Однако
надо помнить, что каротаж является формальной регистрацией определенных характеристик разреза,
которые обычно не прослеживаются за пределы ограниченного района. При корреляциях регионального
масштаба он обычно малоэффективен. При этом каротажные кривые не несут информацию о возрасте
пород и без данных, полученных другими методами, не дают возможности проводить корреляции с
определенной степенью уверенности.
5 Радиологические (радиогеохронологические) методы
Только эти методы дают реального представления об абсолютном возрасте пород, об
абсолютной продолжительности времени их формирования. Они основаны на явлении радиоактивного
распада. Радиогеохронологические методы имеют множество ограничений и достаточно большую
погрешность – в несколько %, что в масштабе геологического времени оборачивается миллионами лет.
В настоящее время широко применяются разнообразные радиогеохронологические методы:
урано-ториево-свинцовый, свинцовый, рубидий-стронциевый, калий-аргоновый, самарий-неодимовый,
радиоуглеродный.
Урано-ториево-свинцовый метод основан на использовании трех процессов радиоактивного
распада изотопов урана и тория: уран-237→свинец-206 (период полураспада 4510 млн. лет); уран235→свинец-207 (период полураспада 713 млн. лет); торий-232→свинец-208 (период полураспада 15170
млн. лет). Исходя из продолжительности распада минералы, содержащие эти элементы, используются
для определения возраста, путем измерения содержания радиоактивных изотопов урана и тория,
радиогенных изотопов свинца, нерадиогенного изотопа свинца (204) и расчета изотопных отношений.
Свинцовый метод – наиболее старый (Б. Болтвуд, 1907) метод. Позволяет определять возраст по
изотопам свинца.
Рубидий-стронциевый метод основан на очень медленном распаде изотопа рубидия-87 (период
полураспада 47000 млн. лет) и превращения его в изотоп стронция-87. Применятеся для определения
возраста докембрийских и палеозойских пород. Возраст пород содержащих только стронций, но без
рубидия, оценивается стронциевым методом по отношению изотопов стронция (87 и 86).
Калий-аргоновый метод основан на распаде радиоактивного калия-40, который превращается в
аргон -40 (период полураспада 1300 млн. лет). Применяется для датировки слюд, амфиболов, калиевого
полевого шпата, глауконита и валовых проб изверженных пород с возрастом от десятков до сотен млн.
лет.
Самарий-неодимовый метод основан на распаде изотопа самария-147 (период полураспада 153
млрд. лет). Является наиболее надежным для определения возраста глубокометаморфизированных
архейских пород.
Радиоуглеродный метод основан на определении радиоактивного изотопа углерода-14 (период
полураспада 5750 лет) в органических остатках или породах с высоким содержание органики. Датирует
осадки не древнее 60-80 тыс. лет.
Радиогеохронологические методы имеют наибольшую ценность для датировки магматических и
метаморфических пород, лишенных органических остатков. Наилучшие результаты показывают в
случаи магматических пород. Возраст осадочных пород обычно определяется косвенно по возрасту
прорывающих, перекрывающих, подстилающих интрузий или эффузивов. Для осадочных пород
непосредственно используются только радиоуглеродный метод и калий-аргоновый метод (для
датировки песчаных пород). Опыт радиометрической датировки магматических и метаморфических
пород показал, что наибольший смысл имеет комплексное применение разных методов к одной и той же
породе и к разным составляющем ее минералам, а также к породе в целом («по валу»).
6. Геохимические методы стратиграфии
Геохимический (собственно геохимический) метод. Он базируется на выявлении в разрезах
повышенных или пониженных концентраций отдельных химических элементов и границ, отмечаемых
резкими перепадами этих концентраций. Применение метода основано на учении о миграции, рассеянии
и концентрации химических элементов в земной коре. Их геохимическая подвижность зависит от
физико-химических свойств элементов и от внешних условий их миграции. Этот метод помогает
расчленять осадочные толщи по геохимическим признакам и намечать маркирующие геохимические
горизонты. Пока играет в основном вспомогательную роль.
Хемостратиграфия - новое направление, которое нацелено на решение стратиграфических
задач с помощью геохимических показателей, отражающих в геологическом времени определенные
изменения условий регионального и глобального характера. В этом плане сейчас используются главным
образом колебания изотопного состава углерода (в карбонатных породах и в органическом веществе
сланцев), стронция (в рубидийсодержащих минералах), серы и пр. Стратиграфическая корреляция, а
иногда и привязка к шкале опираются при этом на существующие модели указанных изменений. Эти
модели пока несовершенны и неполны. Сейчас в их формате идет разработка соответствующих
эталонных кривых на основе изучения опорных разрезов. Непременной и весьма трудоемкой частью
исследований является тестирование материала изучаемых разрезов на пригодность.
Импактно-стратиграфический метод - основан на выявлении в отдельных слоях скоплений
химических элементов платиновой группы или платиноидов (например, иридия), а также тектитов и
других образований, которые связываются с падением на Землю небесных тел (прежде всего
метеоритов) в отдельные моменты прошлого. Но количество таких слоев постоянно растет, и они из-за
этого теряют свою стратиграфическую уникальность как реперов. А, вместе с тем, происхождение
иридиевых аномалий многие соотносят не с небесными явлениями, а с земным вулканизмом. Шкалы,
строящиеся на импактной основе, не могут быть корректными, если они не привязаны к
геохронологической основе.