Г л а в а4. история геологического развития и палеогеографические реконструкции

В данной главе приводится согласованное (без перерывов во времени) описание событий и процессов, за­кономерно сменявших друг друга на протяжении известного временного интервала, т.е. в данном случае, опи­раясь на литологическую колонку и представленную геологическую ситуацию в целом, рассматриваются усло­вия образования осадков (на современный литологический состав пород) и их изменения во времени. Поэтому в тексте данной главы используются термины «осадок»и «образования»,а для хронологических интервалов, соответствующих описываемым ранее стратонам (например, для яруса), - «век», «время».

Сводный литолого-стратиграфический разрез как обязательная составляющая геологической карты пред­ставляет собой основу для различных историко-геологических интерпретаций по отношению к рассматривае­мому региону. В частности, по тщательно выполненному разрезу можно составить представление о развитии физико-географических условий в пределах региона, об изменениях структурного плана территорий и о про­явлении здесь геотектонических фаз, динамике тектонических и экзогенных процессов на протяжении отрезков времени, так или иначе овеществленных в разрезе отложений, слагающих эту территорию.

Обычно отдельные разделы в составе главы не выделяются. Описание начинается с рассмотрения условий образования (генезиса) наиболее древних из известных на рассматриваемой карте образований, и часто тексто­вая часть главы начинается так: «Историю геологического развития изучаемой территории возможно просле­дить начиная с ааленского века, когда ...».

Прежде чем приступить к тестовой части главы, рекомендуем предварительно разделить описательный материал (в основном по литолого-стратиграфической колонке) на две части. В первой части должно быть описание непрерывных разрезов стратонов (литологический состав и мощность, остатки фауны) - событий не­прерывного осадконакопления в бассейнах седиментации. Во второй рассматриваются события, не нашедшие «должного» отражения в стратиграфической последовательности геологических образований, - те интервалы времени, когда осадки не накапливались или были позже уничтожены, и т.п. Желательно заранее отметить в стратиграфической колонке моменты развития разного рода перерывов, их характер и обусловленность (см. глава «Тектоника»). Нужно вынести их к колонке, так же как и время формирования (внедрения) интрузивных образований. Описание во многом упрощается и приобретает последовательную направленность, если пред­варительно будут составлены графические приложения для этой главы - графики изменения палеогеографиче­ской и эпейрогенической кривых для изучаемой территории.

В общем виде описание палеогеографических (климатических, положения линии «суша-море») обстановок и палеофациальных (литоральных, сублиторальных, некомпенсированных прогибов, межгорных впадин и т.д.) условий образования осадочных комплексов связывается со сделанным ранее определением формационной принадлежности описываемых отложений (флиша, нижней молассы, эпиконтинентальной морской карбонатной формации, сероцветной угленосной лимнической формации и т.д.). Это, в свою очередь, может свидетельствовать о структурной приуроченности изучаемых образований и об определенном этапе развития территории в данный момент времени. Следует иметь в виду, что на некоторых картах изображены территории сложного блокового строения, когда отдельные участки территории в одно и то же время испытывали разные тенденции в своем развитии (внешняя и внутренняя части краевого прогиба, «мио-» и «эвгеосинклинальные» зоны на «позднегеосинклинальной» и «орогенной» стадиях и т.д.).

Помимо определения характера осадка и условий его образования, следует определить тенденции «эпейрогенического характера» - погружения территории или ее воздымания, - что возможно при анализе мощности отложений и собственно изменения состава осадков. В этом случае удобно ссылаться или описывать подготов­ленную заранее таблицу «Палеогеографическая и эпейрогеническая кривые для территории листа ...», состав­ленную по общим правилам. Дополнительным удобством могло бы послужить выделение в данной таблице выше индексов стратонов (по горизонтальной оси), общеизвестных этапов или фаз тектогенеза с обозначением «складчато - орогенных» стадий.

Сложным и важным является описание событий, явно не сохранившихся (осадки либо не формировались, либо были уничтожены в последующем и т.д.) в стратиграфической последовательности приводимого разреза. Эти события, порой определявшие развитие территории на длительное последующее время, представлены в литологической колонке в виде стратиграфического несогласия. Но процессы этого времени, «неовеществленные» в литолого-стратиграфическом разрезе, могли быть ярко выражены в изменении (преобразовании) структурно­го плана территории. Обычно моменты геологической истории, не запечатленные в разрезе, свидетельствуют о преобладании условий континентальной суши (формирование коры выветривания, пенепленизация рельефа) или активных фаз формирования горного рельефа (что определяется развитием складок сжатия или верти­кальных перемещений блоков фундамента), с которыми связывается последующее существенное разрушение сформированного рельефа и составляющих его отложений. Проследить содержание этих событий возможно по соотношению структурных этажей (глава «Тектоника»), времени формирования складок (складчатости) и со­пряженных дизъюнктивных нарушений и магматических образований. В принципе этапность в геологическом развитии территории должна совпадать с выделенными вами ранее структурными этажами (ярусами), так как они являются структурно-вещественным выражением происходивших событий, процессов и явлений, которые вы и рассматриваете в данной главе.

Завершается глава описанием процессов и явлений, характерных для позднейшего - плиоценового, плей­стоценового и голоценового - времени на рассматриваемой территории, указывается и степень унаследован­ности этих процессов относительно предыдущих этапов развития территории.

Объем текста в данной главе зависит не столько от сложности геологической истории, структурного плана территории, сколько от благоприобретенных и врожденных способностей студентов, от того, насколько они являются «достоверными фантазерами-сказочниками». В качестве обязательной текстовой иллюстрации к гла­ве прилагается таблица «График палеогеографической и эпейрогенической кривых по территории листа ...», методика построения которой излагается ниже. Обычно рассказы о прошлом занимают от 5 до 11-13 страниц.

Безусловно, трудно сравнить возможности реконструкции условий среды и состава сообществ организмов на основе живого восприятия естественных или искусственных геологических разрезов с данными, которые могут быть получены только при изучении геологической карты. Геологическая карта - это уже результат по­нимания тем или иным специалистом увиденной и понятой им геологической ситуации в его интерпретации. Коллеги, анализирующие представленную карту и не знающие этого региона, изначально ограничены в полу­чении материала для выработки многих выводов, так как основой для этих предположений служит собственно геологическая карта с объяснительной запиской.

Намного больше возможностей для палеогеографических и фациальных реконструкций предоставляют данные, полученные в ходе выполнения полевых работ и изучения естественных геологических разрезов. От­метим лишь, что при рассмотрении природных геологических объектов внимание порой привлекают интерес­ные, но все же частные явления или процессы. При необходимости проведения палеогеографических рекон­струкций для значительной территории или по геологической карте среднего масштаба четче прослеживаются событийные явления глобального или регионального характера, так или иначе определяемые стадийностью проявлений геотектонических фаз на данной территории.

Приведем примеры реконструкций кратковременных явлений жизни и геологических процессов, пред­ставленных на примере ряда по-своему уникальных образцов, собранных в естественных разрезах Поволжья и Приуралья. Подобные «ожившие картинки» могут порой украсить и отчет, и жизнь.

«Опавшие листья кайнозоя»

Ветер, еще теплый и легкий, порывами сдергивал слегка пожелтевшие листья с нарядных деревьев и уно­сил их, кружа над покинутым прибрежным лесом и широким зеленовато-пунцовым морем. Небрежно обронив несколько листочков, набирающий силу ветер устремился играть волнами, а ставшие одинокими листья, опу­стившись на водную поверхность, плавно легли на плотное песчаное дно. Здесь среди ярких бликов «солнеч­ных зайчиков» не спеша копошились в водорослях гастроподы, выписывали на поверхности осадка причудливые изгибы пройденного пути двустворчатки. Небольшими тучками проплыва™ стаи мелких рыбешек. Появление «чужестранцев» не изменило привычного молчаливого течения жизни моря. Торопливо и неуклюже изгибаясь, переползла к «пришельцам» четырехлучевая морская звезда. В этот момент сильные крутые волны всколыхнули илистый осадок у поверхности дна, возвестив о приближении уже разбушевавшегося ветра и грядущего шторма.

Таким, наверное, можно было увидеть Поволжье осенью, украшавшей эти места почти 55 миллионов лет назад, когда здесь плескались воды одного из последних «настоящих» морей. А на выветренной поверхности песчаника соседствуют сохранившиеся отпечатки морской звезды, двустворчатых моллюсков и листьев покры­тосемянных растений.

«Иероглифы былых живых»

Непродолжительный многоводный ливень и породившие его низкие темно-синие с просветами тучи тя­жело уходили на юг. Под каплями дождя из заполненного наносами водоемчика на поверхность появилось грязное похожее на ящерицу существо. По-видимому, его унесло бурными водными потоками из родных мест обитания, и теперь оно выбиралось из неприятной обстановки на сушу. Оказавшись на поверхности сырого песка, покрытого в понижениях тонкой корочкой ила, существо замерло, вылавливая из шума дождя и ветра подозрительные звуки и подставляя морщинистую кожу последним небесным каплям. Подняв удлиненную голову и резко, отрывисто поворачиваясь по сторонам, поднявшись на одной ноге, а другую, поджав, «ящерица» осматривала необычное и незнакомое место, в которое занесли ее судьба и грязевой поток. Затем, поднявшись наверх, существо насторожилось и присело, увидев невдалеке между «барханчиками» удаляющуюся фигуру-тень небольшой амфибии. Знакомое нам существо опустилось вниз и ушло вслед «незнакомке». Возможно, по этой тропе меж песчаными «дюнами» прошло не одно существо из тех, что оказались невольными, но все же счастливыми путешественниками по воле временной бурной реки, счастливыми по сравнению с теми, кто уже не появится из каменеющей илистой массы.

Наверное, мы никогда не увидим этих созданий природы, они были так малы, что время почти не сохрани­ло их тонкокостные и порой ажурные, очень хрупкие скелеты, но благодаря совпадению многих случайностей оказались законсервированными на протяжении 200 млн лет на поверхности тонкозернистого песчаника следы этих существ и отпечатки сопровождавших их путь капель дождя.

«Каменные грибы»

Проходя вдоль обрывистых стенок протяженного оврага, как по многочисленным плавно перетекаю­щим друг в друга залам картинной галереи, не устаешь поражаться многообразию процессов и явлений, проявившихся в разное время именно в этом месте и сохранивших здесь отметины о своем пребывании, - это моря и русла рек, селевые потоки и оледенение. Не столь грандиозный «батальный», но не менее лю­бопытный сюжет просматривается на небольшом участке обрывистой стенки сквозь пелену обесцвеченной солнцем пыли.

... От давно прошедших ливневых потоков между возвышающимися куполами сохранились сильно сгла­женные широкие овражистые долины. В некоторых понижениях поблескивает водная гладь небольших оста­точных водоемов и с ними соседствуют умирающие, но не заросшие травянистой растительностью топкие грязевые болота. Последние порой играют роль естественной западни для немногочисленных здесь амфибий и рептилий. Издревле нарисованная серая картина окружающего ландшафта и полусонной жизни вновь оживает со всё более ощущаемыми порывами влажного ветра. Вскоре и эту территорию надолго захватывают дожде­вые тучи. Через некоторое время накопившиеся где-то массы дождевой воды вместе с илом и разрушенными по пути продвижения потока породами хлынули в долину, переполняя озера и перекрывая не до конца высо­хшие грязевые лужи. Привнесенная тяжелая смесь продавливала, внедрялась в подстилающий сероватый, еще пластичный и подвижный ил, который податливо выпирал вверх. При этом образовывались причудливые фор­мы перераспределения ранее накопившихся тонкодисперсных светло-серых каолиновых глин и наброшенных терригенных осадков грязного темно-серого цвета. В большей степени сформированные формы напоминают каменные грибы с причудливо завернутыми краями «шляпок».

Так, наверное, и появились необычные «белые грибы» величиной почти до полуметра, которые, застыв в камне на многие миллионы лет, проявились на поверхности благодаря деятельности современных экзогенных процессов.

Более обстоятельно с методами восстановления условий осадконакопления и способами построения эпейрогенических кривых можно познакомиться в учебниках по исторической геологии, приводимых в списках литературы в данном пособии.

Г Л А В А5. ГЕОМОРФОЛОГИЯ

В стандартном геологическом отчете данная глава является текстовым описанием геоморфологической карты исходного масштаба и составленной к ней легенды. В курсовой работе подобная карта не составляется, но ее построение отрабатывается во время последующих семестров по соответствующим учебным курсам и во время учебной полевой практики.

Изначально определяется региональный тип ландшафта («генетический тип») - равнина, среднегорье, плоскогорье и т.п., - в пределах которого расположена изучаемая территория; иногда в пределах карты могут быть представлены части нескольких региональных типов - предгорье и равнина (денудационная и аккумуля­тивная равнины).

В пределах выделенных типов рельефа описываются (обозначаются на карте) элементы рельефа (генети­чески однородные поверхности): денудационные, дефляционные и аккумулятивные поверхности, водоразделы и склоны. Затем более детально рассматриваются формы рельефа, характерные для той или иной части карты (пойма, терраса, конус выноса, останцы, оползневая терраса, вади, долины и т.д.). Безусловно, следует отметить взаимосвязь рельефа поверхности с геологическим строением территории (куэсты) и ее структурным планом (обращенный или прямой рельеф).

Необходимо детально установить начало формирования современного рельефа и обосновать сделан­ное предположение. Сделать подобное утверждение можно, придерживаясь следующей крайне упрощен­ной «методики»: формирование рельефа сводится к взаимодействию многих процессов, которые часто выражены в отношении трех основных плоскостей, находящихся на разных гипсометрических уровнях: водораздельной поверхности, аккумулятивной поверхности, а также поверхности склонов. В зависимости от ряда факторов на территории доминируют процессы либо разрушения ранее сформировавшихся об­разований, либо переноса разрушенных или преобразованных продуктов, либо аккумуляции (накопления) осадков. Продукты разрушения отложений, слагающих возвышенный рельеф, на некоторых участках от­лагаются (в ложбинах, в условиях унаследованных прогибов) в виде пойменных или прирусловых террас. Значит, определив возраст наиболее ранних (древних) аллювиальных, делювиальных или пролювиальных образований на данной территории, можно условно предположить и время начала формирования рельефа в целом. В ряде случаев ценную информацию о начале формирования современного рельефа можно полу­чить, установив время последней площадной аккумуляции, поскольку это событие знаменует региональ­ную смену знака эпейрогенических движений.

Примеры составления геоморфологической карты и общепринятых для нее условных обозначений пред­ставлены в учебно-методических работах сотрудников кафедры общей геологии Саратовского университета (Востряков и др., 1974; Востряков и др., 1980; Наумов, 1987), которые приведены в разделе «Список литерату­ры» этого пособия.

Объем текста по данной главе - 3-7 страниц.