Абсолютная геохронология и методы её восстановления.
Абсолютная геохронология представляет собой учение об измерении геологического времени, выраженного в обычных абсолютных астрономических единицах – годах.
Наиболее перспективным методом абсолютной геохронологии, основанные на определении возраста пород и минералов по времени распада содержащихся в них радиоактивных изотопов.
В основе этих методов лежит предположение о том, что радиоактивный распад в геологическое время протекал с постоянной для каждого изотопа скоростью. Зная количество радиоактивного элемента и конечных продуктов его распада в минерале, можно определить время существования породы, содержащей этот минерал. С этой целью используются главным образом уран-свинцовый, рубидиево-стронциевый, калий-аргоновый и углеродный методы.
Применение перечисленных методов связано с использованием современных приборов – масс-спектрометров, которые с большой точностью определяют исчезающие малые количества радиоактивных изотопов и продуктов их распада.
Геохронологическая шкала
В 1881 г. на II Международном геологическом конгрессе в г. Болонье была принята Международная геохронологическая шкала, которая является системным обобщением работ многих поколений геологов. В шкале отражены хронологическая последовательность временных подразделений, в течение которых сформировались определённые комплексы отложений и эволюция органического мира. Построена шкала на принципе рангового соподчинения временных и стратиграфических единиц от более крупных к более мелких. Каждому временному подразделению отвечает комплекс отложений, выделенный в соответствии с изменением органического мира и называющийся стратиграфическим подразделением.
Поэтому существуют две шкалы: геохронологическая и стратиграфическая. В этих шкалах вся история Земли разделена на несколько эонов и соответствующих им эонотем. Каждой эре (периоду эпохе и т.д.) свойствен свой комплекс организмов, эволюция которых является одним из критериев построения стратиграфической шкалы.
В 1992 г. Межведомственным стратиграфическим комитетом была опубликована современная геохронологическая шкала, которая рекомендуется для всех геологических организаций нашей страны.
Контрольные вопросы:
1.Объясните основные принципы построения стратиграфической и геохронологической шкал.
2. Назовите эры в истории развития Земли.
3. Перечислите основные методы в стратиграфии.
4. Что такое стратиграфический перерыв?
ЛЕКЦИЯ
ЭКЗОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Вопросы лекции:
1.Выветривание и его движущие факторы.
2.Физическое выветривание.
3.Химическое выветривание.
4.Органическое выветривание.
Экзогенные геологические процесс протекают в приповерхностной части земной коры на её границе с внешними геосферами Земли. Их энергетической основой являются энергия солнечной радиации и сил гравитации, а основными движущими факторами – ветер, вода, лёд, организмы, силы тяжести.
Во всех экзогенных процессах можно выделить следующие стадии:
- денудация (разрушение);
- перенос (транспортировка);
- аккумуляция (накопление).
ВЫВЕТРИВАНИЕ
Выветривание– это совокупность сложных процессов физического разрушения, химического и биохимического разложения минералов и горных пород. Эти процессы вызываются рядом факторов:
1.Суточными и сезонными колебаниями температур.
2.Механическим воздействием замерзающей воды.
3.Разрастающейся корневой системы растений.
4.Химическим воздействием воды и газов.
5.Биохимическим воздействием органических кислот, образующих при жизни растений и животных.
Выветривание – общепланетарный геологический процесс, происходящий повсеместно на территории суши. В едином и сложном процессе выветривания условно выделяют физическое, химическое и органическое (биогенное).
ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
Процессы физического выветривания приводят к механическому разрушению минералов и горных пород, т.е. к их измельчению и превращению исходной породы в щебень, дресьву, песок или глину.
В зависимости от природы воздействующего фактора выделяют разновидности физического выветривания: температурное и морозное.
Температурное выветривание. Этот вид физического выветривания происходит в результате колебания суточных и сезонных температур, вызывающих переменное нагревание и охлаждение горных пород. Это приводит к расширению и увеличению или к сжатию и уменьшению объёма пород. Многократное сжатие и разрушение минеральных зёрен разрушает породу.
Поскольку прочность и монолитность даже у одной и той же горной породы разная, то одни её участки поддаются выветриванию быстрее, чем другие. Благодаря такому избирательному выветриванию появляются разнообразные «чудеса» природы в виде арок, столбов и ворот.
Морозное выветривание. При температурах 00С вода замерзает в трещинах и порах горных пород. Так как вода, превращаясь в лёд, увеличивается в объёме более чем на 8 %, оставаясь при этом практически несжимаемой, она буквально разрывает горные породы.
Наиболее подвержены морозному выветриванию микропористые, влагоёмкие осадочные породы (глины, суглинки, мергель, мел, карбонатные породы). Одним из результатов этого выветривания является образование – 1. «каменных морей» - сплошных россыпей глыб и щебня па плоских поверхностях скал;
2. курумы – «каменные потоки» на склонах гор.
ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
Химические процессы, протекающие в приповерхностной части земной коры с участием воды и кислорода, изменяют минералы и разрушают горные породы. Все химические реакции подразделяются на четыре группы: окисление, гидратация, растворение и гидролиз.
Окислениевыражается в переходе низковалентных соединений в высоковалентные с присоединением кислорода. Уровень содержания кислорода в холодных водах в два раза больше чем в тёплых. Окислению, в первую очередь, подвержены минералы и горные породы, содержащие железо, серу, марганец, никель, кобальт и другие легко соединяющиеся с кислородом химические элементы.
Наиболее интенсивно происходит окисление сульфидов. Так, окисление пирита может происходить по схеме:
FeS+mO2+nH2O – Fe2O3*nH2O
Пирит лимонит
Гидратациясвязана с воздействием на минерал воды в жидком и газообразном состоянии. В процессе гидратации происходит перестройка внутренней структуры вещества за счёт присоединения к нему молекул воды. Примерами могут служить превращение ангидрита в гипс и гематита в лимонит.
CaSO4+2H2O – CaSO4*2H2O
Ангидрит гипс
Растворение,или переход минерального вещества в раствор происходит под воздействием минеральных органических веществ. Интенсивность растворения зависит от химического состава горных пород и от температуры воды. Наиболее подвержены растворению осадочные породы, в меньшей степени метаморфические и магматические.
Гидролиз– это реакция разложения минералов под воздействием воды с разрушением и перестройкой их кристаллических решёток. Разложению подвергаются труднорастворимые минералы: силикаты и алюмосиликаты. Например, биотит, мусковит, серицит, которые переходят в каолинит по схеме слюды – гидрослюды – каолинит. Гидрослюды – неустойчивые, промежуточные продукты гидролиза. А химически устойчивый каолинит в зонах с умеренным климатом образует довольно мощные залежи. В тропическом, влажном климате каолинит распадается на гидрооксид алюминия Al2O3*n H2O и кремнезёма SiO2*nH2O. Гидрооксид алюминия – составная часть боксита. Эти продукты обычно остаются на месте и не выносятся за пределы места разрушения.
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
Животные и растения разрушают горные породы и минералы либо в процессах физического выветривания, либо химически, с помощью органических кислот, кислорода и углекислого газа.
К продуктам выветривания относятсяэлювий и почвы. Элювийобъединяет всё, что образовалось при выветривании: обломки минералов и горных пород, глины и другие продукты химического выветривания. Элювий представлен и корой выветривания, которая встречается повсеместно. Элювий отличается тем, что он сохраняется на месте своего образования и не подвергается разрушению. Почвыпредставляют собой приповерхностный слой земной коры, способный к плодородию. В создании почвы принимают участие растительность, микроорганизмы, животные. В состав почвы входят также азот, углерод, водород, кислород. Кроме того, в ней содержится клетчатка растений, сера, фосфор, железо, органические кислоты.
Почвы чрезвычайно разнообразны. На их состав влияют климат, растительный и животный мир и многое другое.