Геологические источники информации
Геологическая информация предполагает:
- Сведения о месторождениях полезных ископаемых;
- Сведения об их запасах;
- Сведения об условиях залегания и путях использования полезных ископаемых;
- Первичный фактический материал – образцы проб керна;
- Данные измерений над геологическими объектами;
- Аналитические материалы в виде таблиц, графиков, карт, отчетов и др.
- Затраты на геологическую разведку полезных ископаемых.
Одним из более доступных источников геологической информации является геологическая карта.
Геологическая карта – это графическое изображение геологического строения какого-либо участка земной коры или в целом земного шара с помощью специальных условных знаков.
На геологических картах показывается распространение выходов горных пород на земной поверхности, которые различаются возрастом, происхождением, составом и условиями залегания. Геологическая карта дает возможность делать вывод о формировании земной коры и закономерностях распространения полезных ископаемых на территории. Создать геологическую карту можно по результатам геологической съемки, практического опыта, теоретического обобщения научных геологических достижений.
По содержанию и назначению выделяют несколько типов геологических карт:
- Собственно геологические карты;
- Карты четвертичных отложений;
- Геоморфологические карты;
- Карты полезных ископаемых;
- Прогнозные карты.
Собственно геологические карты по содержанию относятся к стратиграфическим картам до четвертичных пород. Они не показывают континентальные отложения. Исключением может быть большая мощность отложений или неизвестность подстилающих пород. Специальные условные знаки этой карты показывают возраст, состав, происхождение горных пород, условия их залегания и характер границ между ними.
Карты четвертичных отложений. На них идет разделение четвертичных горных пород по генезису, возрасту и составу. Карты показывают границы стадий оледенения, морские трансгрессии и регрессии, границы распространения многолетнемерзлых горных пород.
Литологические карты показывают состав и условия залегания тех пород, которые на поверхности обнажены или скрыты под четвертичными отложениями.
Геоморфологические карты отображают основные типы рельефа и его отдельные элементы. При этом учитывается их возраст и происхождение.
Тектонические карты показывают время, условия образования и формы залегания основных структурных элементов земной коры;
Гидрогеологические карты дают информацию о водоносных горизонтах, условиях их залегания, распространения, состава, режима подземных вод.
Инженерно-геологические карты дают информацию о физико-механических свойствах горных пород и современных геодинамических явлениях.
Карты полезных ископаемых отражают все сведения о месторождениях полезных ископаемых.
Прогнозные карты информируют о закономерностях размещения известных месторождений полезных ископаемых и указывают перспективные площади разных видов минерального сырья.
В зависимости от масштаба карты бывают:
- Обзорные карты с геологией больших территорий – государств, материков;
- Карты мелкого масштаба – показывают геологическое строение крупных регионов или государств;
- Карты среднего масштаба отражают черты геологии отдельных территорий, например, геология Урала, Кавказа и др.
Относительное летоисчисление
Геологические события в хронологической последовательности представлены в единой международной геохронологической шкале или таблице. Таблица показывает последовательную смену и продолжительность эр и периодов в развитии земной коры и природы.
Выделяют пять эр:
- Архейская эра – $1800$ млн. лет. Время примитивных бактерий и водорослей;
- Протерозойская эра – $2000$ млн. лет. Время появления первых многоклеточных;
- Палеозойская эра – $330$ млн. лет.
- Мезозойская эра – $165$ млн. лет;
- Кайнозойская эра – $70$ млн. лет.
Геологическая эра – это этап развития земной коры, соответствующий длительному этапу развития земной коры и органического мира.
Начиная с палеозоя эры, делятся на более короткие временные отрезки, получившие название периодов. Периодов $12$. В последний ещё не закончившийся четвертичный период кайнозойской эры живет современный человек.
В палеозойской эре выделяют 6 периодов:
- Кембрий – расцвет морских беспозвоночных;
- Ордовик – появление первых беспозвоночных;
- Силур – появление первых наземных растений;
- Девон – появление земноводных и рыб;
- Карбон – господство папоротников хвощей, расцвет земноводных;
- Пермь – появление голосеменных растений.
Мезозой включает 3 периода:
- Триас – расцвет голосеменных растений, появление первых млекопитающих;
- Юра – появление примитивных птиц;
- Мел – вымирание рептилий, развитие птиц и млекопитающих.
Кайнозой включает три периода:
- Палеоген – появление цветковых;
- Неоген – широкое распространение птиц, млекопитающих и цветковых растений;
- Антропоген – появление человека.
Геологические события часто определяются отношением одних временных единиц к другим. Такое деление истории Земли получило название относительная геохронология. В основе относительной геохронологии лежит стратиграфический анализ, позволяющий сопоставить и проследить отдельные слои, сходные по составу породы – это литостратиграфия.
Литостратиграфия – это метод расчленения, выделения условных временных отрезков.
В $1669$ г. Николаусом Стено был установлен закон последовательности напластования. Ученый определил, что нижние пласты осадочных горных пород являются более древними, потому что образовались раньше вышележащих. Таким образом, уже в $XVII$ веке появилась возможность установления относительной последовательности образования слоев, а это значит и тех событий, которые были с ними связаны. В результате исчезновения группы слоёв последовательность напластований может быть нарушена – это есть стратиграфический перерыв и на разрезах он обозначается волнистой чертой. Принцип Стено важный, но, как считают специалисты, имеет ряд ограничений. Принцип подходит для тех территорий, у которых тектоническое состояние спокойное и осадочные образования залегают горизонтально. В этом случае слои, расположенные выше, будут моложе по сравнению с нижележащими слоями. Если же тектонические движения смяли горные породы в складки, и они перемешались, то принцип Стено не подходит – последовательность слоёв нарушается. Если такие случаи возникают, на помощь приходит палеонтология. В горных породах остаются остатки органической жизни, по которым палеонтологи дают своё заключение о возрасте породы. Они используют принцип эволюции органического мира – от простейших к более сложным формам. Этот палеонтологический метод определения относительного возраста и последовательности залегания горных пород в относительной геохронологии является основным.
Абсолютное летоисчисление
Когда возраст горных пород определяется в годах – это уже будет абсолютное летоисчисление.
Абсолютное летоисчисление имеет две группы методов:
- Скорость осадконакопления или сезонно-климатический метод. Геологические и биологические процессы связаны с сезонными изменениями климата, например, деревья имеют годичные кольца, по количеству которых можно определить их возраст. О возрасте коралловой постройки по годичным слойкам роста. Кольца деревьев и кораллов в окаменевшем виде не повреждаются и доходят до внимания ученых. Обнаружить годичные кольца можно и в осадочных горных породах, которые отложились в поймах, дельтах рек, в озерных отложениях. В этих породах образуется два слоя – весенний песчаный слой и зимний глинистый слой. Зимой принос грубообломочного материала прекращается и оседает глинистая муть, поэтому ежегодно образуется два тонких слоя – песчаный и глинистый. Для точности абсолютного летоисчисления важно, чтобы осадконакопление шло непрерывно и ритмику процессов ничего не нарушало. Кроме всего, подсчет возраста имеет свои ограничения – это десятки тысяч лет, но не миллионы;
- Второй метод – скорость радиоактивного распада элементов. Идея была высказана в $1902$ г П. Кюри на основании того, что кристаллическая решетка многих минералов включает в себя радиоактивные изотопы в малых количествах. Образование минерала сопровождается накоплением продуктов естественного распада изотопов. Распад изотопов происходит с постоянной скоростью и никакие факторы не могут её изменить. Первым опробованным методом был уран-свинцовый, затем появился свинцово-изотопный, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный метод. В верхних слоях атмосферы из азота образуется радиоуглерод, который распадается с периодом полураспада $5570$ лет. Используют метод для определения возраста древесины, древесного угля, торфа, углесодержащих организмов. На основании радиологических методов определена продолжительность всех геологических эр и периодов, время их начала и конца.
