u_lectures
.pdf101
34.Основы генетической классификации битумов / В.А. Успенский, О.А. Радченко, Е.А. Глебовская и др. Л., Недра, 1964. 267 с.
35.Петрография осадочных пород. В 2 т./Под ред. Г.Б. Мильнера и др. М., Недра, 1968. Т. 1. 500 с; Т. 2. 665 с.
36.Петтиджон Ф. Дж. Осадочные породы. М., Мир, 1981. 751 с.
37.Петтиджон Ф., Поттер П., Сивер Р. Пески и песчаники. М., Мир, 1976. 536 с.
38.Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1991. –
444с.
39.Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология и литолого-фациальный анализ. – М.,
Недра, 1981. – 284 с.
40.Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород. Т. 3. Таблицы. М.-Л., гостоптехиздат. 1940. 63 табл.
41.Рейнек Г.-Э., Сингх И.Б. Обстановки терригенного осадконакопления. – М.: Недра, 1981. – 439 с.
42.Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов. М., Мир, 1965.
599с.
43.Ритман А. Вулканы и их деятельность. М., Мир, 1964. 438 с.
44.Романовский С.И. Седиментологические основы литологии. Л., Недра, 1977. 408 с.
45.Ронов А.Б., Михайловская М.С., Солоухова И.И. Эволюция химического и минералогического состава песчаных пород. – В кн.: Химия земной коры. Т. 1. М.,
Изд-во АН СССР, 1963, с. 201-252.
46.Рухин Л.Б. Основы литологии. 1-е изд. Л., Гостоптехиздат, 1953. 672 с.; 2-е из. Л.,
Недра, 1961. 780 с.; 3-е изд. Л., Недра, 1969. 704 с.
47.Рыка В., Малишевская А. Петрографический словарь. М., Недра, 1989. 590 с.
48.Словарь по геологии нефти и газа. Л., Недра, 1988. 679 с.
49.Справочник по литологии /под редакцией Н.Б.Вассоевича, В.И.Марченко. - М:,
Недра, 1983. 509 с.
50.Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. В 3 т. М., Наука, 1960-1962. Т. 1. 1960.
212с.; Т. 2. 1960. 574 с.; Т. 3. 1962. 550 с.
51.Суслов А.Т. Марганец. – В кн.: Металлы в осадочных породах. М., Наука, 1964, с. 100-170.
52.Теодорович Г.И. Аутигенные минералы осадочных пород. М., Изд-во АН СССР, 1958 а. 225 с.
53.Фролов В.Т. Литология. В 3 кн. М., Изд-во Моск. Ун-та, 1992-1993. Кн. 1, 1992. 336
с.; кн. 2, 1993. 430 с.; кн. 3, 1995. 352 с.
54.Чернов В.Г. Псефиты и их геологическое значение. Изд-во Моск. Ун-та. 1982. 70 с.
55.Шванов В.Н. Песчаные породы и методы их изучения. Распространение, структуры, текстуры. Л., Недра, 1969. 248 с.
56.Шванов В.Н. Структурно-вещественный анализ осадочных формаций. СПб, Недра, 1992. 230 с.
57.Швецов М.С. Петрография осадочных пород. М., Госгеолтехиздат, 1958. 416 с.
58.Япаскурт О.В., Карпова Е.В., Ростовцева Ю.В. Литология. Изюранные лекции: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГУ, 2004. – 228 с.
59.Япаскурт О.В. Основы учения о литогенезе. Учебное пособие. – М.: Изд-во МГУ, 2005. – 379с.
102
Федеральное агентство по образованию Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Декан ____________ факультета
_____________/____________/ «_____» _____________200__ г.
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ»
Дисциплина Литология и историческая геология
(наименование дисциплины в соответствии с ФГОС ВПО и учебным планом)
Укрупненная группа 130000 «Геология, разведка и разработка полезных ископаемых»
(номер и наименование укрупненной группы)
Направление 130300 «Прикладная геология»,
Специальность 130304 «Геология нефти и газа»
(номер и наименование направления, специальности)
Факультет Горно-геологический
Кафедра Геологии, минералогии и петрографии
Красноярск
2007
103
104
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………...4
1.Предмет, задачи, история науки……………………………………...4
Предмет, задачи……………………………………………………….4
Место исторической геологии среди других наук……………..……5
История науки………………………………………………….………5
2.Методы исторической геологии……………………………..………...8 Палеонтологический метод. Обзор основных групп ископаемых.…9 Значение палеонтологического метода в исторической геологии. Предмет
палеонтологии………………………………………….....9
Формы сохранности органических остатков………………….…..9 Условия существования организмов……………………….…….10
Классификация животного мира………………………………….11
Обзор основных групп ископаемых…………………….………...12
Царство Животные (Animalia или Zoa)…………….………….12
Царство Растения (Phyta)…………………………..…………...33 Царство Бактерии (Bacteria)……………………………………44
Царство Цианобионты (Cyanobionta)………………………….42
Стратиграфический метод……………………………………………43
Предмет и задачи стратиграфии…………………………………..43 Стратиграфические шкалы и стратиграфические подразделения44 Принципы стратиграфии…………………………………………..48 Методы расчленения и корреляции отложений………………….50
Биостратиграфический (палеонтологический) метод………...50 Стратиграфический метод……………………………………....51 Группа литолого-минералогических методов…………………52
Палеоклиматический метод…………………………………….52
Геофизические методы………………………………………….53
Изотопные методы………………………………………………54
Тектоно-стратиграфический метод…………………………….55
Определение абсолютного и относительного возраста интрузий.56 Сопоставление разнофациальных разрезов……………………….56
Методы восстановления палеогеографических обстановок………..57 Понятие «фация». Фациальный анализ……………………………57
Природные условия современного и древнего осадкообразования.……………………………………………………………… ……60
Области морского осадконакопления и морские фации………60
105
Области континентального осадконакопления и континентальные фации……………………………………………………………...63
Зона перехода от континента к морю. Фации бассейнов ненормальной солености……………………………………………..…65
Фациальные, литолого-фациальные, палеогеографические карты и профили……………………………………………………………….66
Методы восстановления тектонических движений прошлого… ……67 Типы тектонических движений……………………………………...67 Методы изучения тектонических движений………………………..68 Литолого-палеогеографический анализ………………………….68
Метод мощностей…………………………………………………68
Анализ перерывов и несогласий………………………………….69
Палеомагнитный анализ…………………………………………..70
Формационный анализ…………………………………………….70
3. Строение земной коры и ее основные структурные элементы……….71
Общие сведения о земной коре………………………………………71
3.2Типы земной коры и ее строение…………………………………….72
3.3Структурные элементы континентов………………………………...73 3.4Особенности строения океанской земной коры…………………….80
3.5Основные положения тектоники литосферных плит………………82
3.6Эпохи складчатости…………………………………………………..82
4 История развития земной коры…………………………………………...83
4.1Докембрий………………………………………………………………..83 4.1.1 Общая характеристика подразделения……………………………….83
4.1.1.1Лунная стадия развития Земли………………………………………84
4.1.1.2Подразделения докембрия…………………………………………...85
4.1.1.3Особенности развития Земли в докембрии…………………………86
4.1.1.4Особенности докембрийских образований…………………………86
4.1.1.5Органический мир докембрия……………………………………….86
4.1.1.6Эпохи складчатости………………………………………………….87
4.1.1.7Полезные ископаемые……………………………………………….87
4.1.2 Архейский акрон (акротема) – AR……………………………………88
4.1.2.1Общая характеристика подразделения……………………………..88
4.1.2.2Физико-географические условия……………………………………89
4.1.2.3Органический мир……………………………………………………90
4.1.2.4Характерные типы пород……………………………………………90
4.1.2.5Структуры земной коры……………………………………………..91
4.1.2.6Распространение архейских комплексов…………………………...92 4.1.3 Протерозойский акрон (акротема) – PR………………………………93
4.1.3.1Раннепротерозойский эон (эонотема) – PR1………………………..93
4.1.3.2Позднепротерозойский эон (эонотема) – PR2………………………98
4.2Фанерозойский эон (эонотема) – FZ…………………………………...106
106
4.2.1Палеозойская эра (эратема) – PZ…………………………………….106 4.2.1.1 Кембрийский период (система) - €………………………………...107 4.2.1.2 Ордовикский период (система) – O………………………………..109 4.2.1.3 Силурийский период (система) – S………………………………..113 4.2.1.4 Девонский период (система) – D…………………………………..114 4.2.1.5 Каменноугольный период (система) – C………………………….117 4.2.1.6 Пермский период (система) – P……………………………………119
4.2.2Мезозойская эра (эратема) – MZ…………………………………….122 4.2.2.1 Триасовый период (система) – T…………………………………..123 4.2.2.2 Юрский период (система) – J………………………………………126 4.2.2.3 Меловой период (система) – К…………………………………….128
4.2.3.Кайнозойская эра (эратема) – KZ……………………………………132 4.2.3.1 Палеогеновый период (система) Р…………………………………132
4.2.3.1 Неогеновый период (система) N…………………………………...135 4.2.3.1 Четвертичный период (система) Q………………………………...139
Заключение (Главные закономерности геологической истории земной коры)…………..……………………………………………………………….1
45 Литература…………………………………………………………………..146
107
108
ВВЕДЕНИЕ
Историческая геология является одной из основных дисциплин геологического цикла высшего образования. Из названия понятно, что она рассматривает историю развития нашей Земли. Преподавание исторической геологии опирается на знания, полученные студентами в курсах общей геологии, структурной геологии и палеонтологии. В свою очередь историческая геология служит основой для курсов региональной геологии и геотектоники.
Историческая геология – комплексная дисциплина, включающая четыре главных элемента: палеонтологию, стратиграфию, палеогеографию и палеотектонику.
Без палеонтологических знаний невозможно восстановить и рассказать историю жизни на земле. Палеонтология помогает также в определении возраста отложений, их расчленении, корреляции, а также в установлении древних обстановок осадкообразования. Стратиграфия изучает последовательность напластования осадочных и вулканогенных пород, устанавливает их возраст и проводит их корреляцию с помощью различных методов. Палеогеография занимается восстановлением физикогеографических условий прошлого. Палеотектоника изучает историю движений и деформаций земной коры.
Задача исторической геологии – объединить данные этих частных дисциплин в общую картину.
1. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ, ИСТОРИЯ НАУКИ
1.1.ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ
Историческая геология – наука, изучающая геологическую историю Земли и жизни на ней. Предмет изучения исторической геологии – земная кора. Цель – восстановить геологическую историю Земли путем выявления процессов, происходивших в земной коре в течение геологического времени, выяснить закономерности развития земной коры, а также воссоздать картину эволюции биосферы в прошлые геологические эпохи.
Задачи исторической геологии:
-определение геологического возраста горных пород;
-палеогеографические реконструкции;
109
-анализ становления и развития жизни на Земле;
-восстановление истории возникновения и развития тектонических структур и истории тектонических движений земной коры;
-выявление закономерностей распределения в земной коре полезных ископаемых;
-выяснение общих закономерностей в развитии Земли.
1.2МЕСТО ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ СРЕДИ ДРУГИХ НАУК
Историческая геология – комплексная научная дисциплина, которая использует результаты стратиграфии и палеонтологии, литологии и петрологии, региональной геологии и геотектоники. В отличие от перечисленных дисциплин и направлений, где прямо или косвенно затрагивается проблема исторического развития того или иного геологического объекта, целью исторической геологии является обобщение всей совокупности историко-геологических данных.
От исторической геологии отделились такие направления, как стратиграфия, геохронология, палеогеография, учение о фациях, учение о формациях, палеовулканология, историческая геотектоника и др.
1.3 ИСТОРИЯ НАУКИ
Этап становления. Историческая геология оформилась в начале 19 века, хотя основы ее были заложены значительно раньше трудами многих естествоиспытателей. В частности, очень многие мысли об истории развития земной коры были высказаны еще в 18 веке М.В.Ломоносовым (1711-1765) в его работах «О слоях земных», «Слово о рождении металлов от трясения Земли» и др.
М.Л.Ломоносов утверждал, что на Земле постоянно происходят превращения и изменения. Он говорил, что слои пород образовались путем осаждения из водных бассейнов, на что указывают наличие в них раковин ископаемых моллюсков, компонентный состав пород и наблюдения над современными отложениями. Он также заметил, что в земной коре чередуются слои, содержащие раковины морских животных, и слои с остатками наземных растений. Ученый объяснял это сменой различных периодов развития Земли, чередованием эпох наступления моря на сушу и отступлением его. М.В.Ломоносов первый высказал мысль о геологическом времени и утверждал, что история Земли имеет очень большую продолжительность, значительно превышающую длительность развития человеческого общества.
Подобные идеи до М.В.Ломоносова высказывали Леонардо да Винчи (1452-1519), Николай Стенон (1638-1687), а несколько позднее А.Вернер
(1750-1817), Д.Геттон (1726-1797), У.Смит (1769-1839) и др.
Так, датский ученый Н.Стенон, изучая геологическое строение Тосканы (Италия), пришел к выводу о том, что пласты. Содержащие остатки морских организмов, по генезису относятся к морским, а содержащие остатки растений – к континентальным. Анализируя
110
расположение пластов, ученый выделяет горизонтальное и наклонное их залегание. Н.Стенон впервые делает попытку восстановить историю геологического развития Тосканы.
Палеонтолого-стратиграфический этап. Однако историческая геология оформилась как самостоятельная отрасль науки только тогда, когда появился надежный метод определения геохронологической (временной) последовательности образования горных пород – палеонтологический
метод.
Еще М.В.Ломоносов и другие заметили, что окаменелости, содержащиеся в пластах горных пород, неодинаковы, и для каждого слоя характерен свой комплекс ископаемых организмов. В конце 18 и начале 19
веков (1799-1808 г.г.) Ж.Кювье (1769-1832) и А.Броньяр (1770-1847)
расчленили третичные отложения Франции, а У.Смит (1769-1839) в Англии по органическим остаткам начал сопоставлять разрезы земной коры, удаленные друг от друга на значительные расстояния. Используя ископаемые организмы для расчленения пластов по возрасту, он составил стратиграфическую колонку, которая послужила основой для первой геологической карты Англии.
Врезультате сопоставления и расчленения отложений разного возраста
втечение первых 30-40 лет 19 века была создана стратиграфическая шкала земной коры, а геологическая история Земли была разделена на отдельные отрезки, составившие шкалу геологического времени.
На этом этапе развития исторической геологии в естествознании была распространена теория катастроф Ж.Кювье. Накопленные к тому времени факты противоречили господствующим тогда представлениям о неизменяемости видов. Ж.Кювье, стремясь примирить эти противоречия, высказал мысль о том, что причиной этого являлись периодически повторяющиеся катастрофы или, как он говорил, революции, уничтожавшие все живое. В последующее время путем божественных творений все создавалось заново.
Теория катастроф продержалась в науке до появления работы английского геолога Ч.Лайеля (1797-1875) «Основные начала геологии» (1833-1835г.г.), в которой он доказал прежде всего, что геологическая история Земли насчитывает несколько миллиардов лет и что все изменения на Земле происходили и происходят под действием одних и тех же сил. Даже такие «слабые» из них, как колебания температуры, ветра и дожди совершали огромные преобразования, так как они действовали непрерывно в течение миллионов лет. Эти преобразования изменяли окружающую организмы среду. Организмы приспосабливались, изменялись, эволюционировали. Поскольку среда изменялась непрерывно, непрерывно изменялись и организмы. Каждый отрезок времени появлялись новые виды, постепенно вымирали старые. Т.е. периодических катастроф, полностью уничтожавших населяющие Землю организмы, не было.