Абсолютный и относительный возраст горных пород. Геохронологическая шкала.
Лекция 3. Основы геохронологии. Эндогенные процессы.
Во многих случаях важное значение имеет возраст горных пород и установление времени и (или) последовательности геологических событий. Используемая в этих целях геохронологическая шкала построена с помощью двух методов определения относительного возраста пород: стратиграфического и палеонтологического. Суть первого способа в том, что вышележащий слой моложе подстилающего, нижележащего. Палеонтологический способ основан на изучении остатков, следов органической жизни, сохранившихся в горных породах. Жизнь на Земле развивалась от примитивных простейших форм к более сложным. Поэтому слои, содержащие следы более простых организмов, будут и более древними.
Оба способа имеют ограничения. Например, в результате сложных движений отдельных участков ЗК первоначальное залегание пород может нарушиться вплоть до «запрокидывания» слоев. В некоторых породах всякие следы жизни отсутствуют – например, в МГП. Тем не менее сочетание обоих способов, сопоставление геологического строения многих участков ЗК позволили составить геохронологическую шкалу, являющуюся также и стратиграфической.
Временные подразделения шкалы от более крупных: эра – период – эпоха – век. Соответствующие стратиграфические подразделения для горных пород: группа - система – отдел – ярус. Названия эр и периодов приведены ниже в таблице. В периодах выделяют две, а чаще три эпохи (ранняя, средняя, поздняя); названия отделов соответственно нижний, средний, верхний. Отличаются они индексами при обозначении периода или системы. Особые названия получили эпохи Кайнозойской эры: в палеогене 1 – палеоцен, 2 – эоцен, 3 – олигоцен; для неогена 1 – миоцен, 2 – плиоцен. В четвертичном периоде выделены две эпохи – плейстоцен (1,2,3) и современная – голоцен Q4.
В конкретных геологических разрезах отложения некоторых систем и даже целых групп могут отсутствовать. Это означает, что в соответствующие периоды или даже целые эры на данной территории господствовали процессы разрушения и сноса пород (денудация). Такие выпадения характеризуются как стратиграфические перерыв (во времени) или несогласие (в залегании пород).
Возможность определять не только относительный, но и абсолютный возраст пород ЗК появилась только в ХХ веке, после изучения закономерностей процесса радиоактивного распада. В некоторых породах содержатся элементы, обладающие свойством переходить в другие (распадаться) при самопроизвольном испускании элементарных частиц. По содержанию в породе исходного элемента и продуктов его распада можно установить абсолютное время существования породы.
Указанным методом возраст наиболее древних пород ЗК оценен в 4,5 млрд. лет. Как видно из табл. 3.1, большая часть этого времени приходится на Архейскую эру, когда только появились осадочные породы и жизнь на Земле отсутствовала и на Протерозойскую – эру первичной жизни. Длительность последнего – четвертичного периода Кайнозойской эры составляет около 2 млн. лет.
Таблица 3.1
| Эра (группа), лет | Период (система) | Эпоха (отдел) | Складчатость | |
| KZ | Кайнозойская (65 млн.) | Четвертичный Q Неоген N Палеоген Pg | 1, 2, 3, 4 1, 2 1, 2*, 3 | Альпийская |
| МZ | Мезозойская (170 млн.) | Меловый К Юрский I Триасовый Т | 1, 2 1*, 2, 3 1, 2, 3 | Киммерийская |
| РZ | Палеозойская (330 млн.) | Пермский Р Карбон С Девонский D Силурийский S Ордовикский O Кембрийский € | 1, 2 1* 2, 3 1, 2, 3 1, 2 1, 2, 3 1, 2*, 3 | Герцинская |
| PR | Протерозойская (1930 млн.) | Венд V Рифей R Ранний PR | * | Каледонская |
| AR | Архей (2500 млн.) | - | - | Байкальская |
Породы более раннего, дочетвертичного возраста называются коренными. При сравнении их с близкими по составу четвертичными они, как правило, оказываются более плотными и прочными. Свойства пород зависят от условий их образования и происходящих далее изменений. Очевидно, что изучать и описывать их вне времени невозможно. Поэтому возраст пород обязательно указывается при их описании, а также на геологических картах и разрезах.
В последнем столбце таблицы приведены названия эпох складчатости, т.е. периодов особенно интенсивного проявления эндогенных процессов, сильно изменивших строение ЗК и ее поверхности.