СТРАТИГРАФИЯ
(от лат. stratum -
настил, слой и
...графия), раздел геологии, изучающий последовательность
формирования геол. тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения.
Для этих целей в первую очередь используется возможность прослеживания
пластов осадочных горных пород и изучение их фациальных изменений в бассейнах
прошлых геол. эпох. Осн. значение для установления одновозрастности изученных
отложений имеет состав ископаемых организмов, находимых в осадочных толщах,
отражающих необратимое развитие органич. мира Земли (см. Биостратиграфия).
Поэтому
С. тесно связана с палеонтологией, а также с геохронологией-
учением о хронологич. последовательности формирования и возрасте горных
пород, слагающих земную кору. Возникновение С. связано со становлением
геологии как науки; она послужила основой создания геол. карт и геохронологич.
шкалы.
Исторический очерк. Отд. вопросы
становления С. как науки разрабатывались в 17 в. датским учёным H. Стено
(Стенсеном),
с именем к-рого связывается закон последовательности напластования пород,
однако её основы были заложены в 18 в. нем. учёными И. Леманом и Г. Фюкселем
и рус. учёным M. В. Ломоносовым. На рубеже 18 и 19 вв. англ, инженером
У. Смитом впервые был предложен палеонтологич. метод, к-рый был
развит в 1-й пол. 19 в. в трудах англ, учёных P. Мурчисона
и А.
Седжви-ка,
франц.- Ж. Кювье, А. Броньяра, А. д'Орбиньи, нем.- А. Оппеля и рус.-
Д. И. Соколова, H. M. Языкова.
В конце 18 в. отложения, слагающие земную
кору, было принято подразделять в Зап. Европе на первичные (ныне палеозойские),
вторичные (мезозойские) и третичные (кайнозойские) образования. Первые
два термина вскоре утратили своё значение, третий, предложенный итал. геологом
Ардуино в 1759, применяется поныне [см. Третичная система (период)}
зарубежными
геологами. В 1829 новейшие рыхлые отложения были выделены франц. геологом
Ж. Денуайе под назв. четвертичных отложений [см. Антропогеновая система
(период)].
В 1-й половине 19 в. в результате исследований,
проводившихся в разных странах, были обособлены геол. системы и намечена
их последовательность в истории Земли. На сессии Междунар. геол. конгресса
в Болонье (1881) было принято общее соподчинение подразделений геол. истории
Земли и зафиксированы выделенные ранее системы и отделы. В 1900 франц.
геологом Э. Реневье был предложен сводный "хронограф", включающий не только
системы и отделы, но также и ярусные подразделения, к-рые используются
с рядом изменений и уточнений. Большой вклад в создание и разработку общей
стратиграфич. шкалы был сделан рус. и сов. геологами А. П. Карпинским,
H. И. Андрусовым, А. П. Павловым, Д. В. Наливкиным, A. H. Криштофовичем,
В. В. Меннером, франц. учёными Э. Огом, M. Жинью, нем.- И. Вальтером, О.
Шиндевольфом, австр.- M. Неймайром, амер.- Ч. Уолкоттом, Ч. Шухертом и
К. Данбаром. В сер. 20 в. особенно интенсивно начали изучаться древнейшие
этапы развития Земли, где благодаря работам группы сов. геологов во главе
с H. С. Шатским, фин. геолога И. Седергольма, норв. геолога У. Хольтедаля,
амер. геологов А. Грабау и К. Стокуэлла наметилась возможность установления
единой системы подразделений (см. Докембрий).
Предмет и методы исследования С. Осн.
положением в С. является закон последовательности напластования, когда
при нормальном залегании пластов каждый подстилающий пласт древнее покрывающего;
исключение из этого правила наблюдается только в том случае, когда в результате
тектонич. деформаций первичное залегание пластов нарушается, и они могут
оказаться перевёрнутыми. Пласты горных пород, отлагавшиеся в бассейнах
прошлых геол. периодов, залегают в определённой последовательности, изучая
к-рую можно составить стратиграфическую колонку. При сопоставлении
этих колонок применяются различные методы, из них наиболее распространённым
и надёжным является палеонтологический метод, основанный на необратимом
прогрессивном развитии органич. мира Земли. Палеонтологич. метод может
применяться только с учётом данных палеоэкологии.
По существу все группы ископаемых организмов
могут быть использованы для целей стратиграфич. корреляции; особенно большое
значение имеют остатки мельчайших организмов, встречающихся в массовом
количестве (фораминиферы, радиолярии, нанопланктон, диатомовые и др.);
даже небольшие куски осадочных горных пород содержат сотни и тысячи таких
организмов, что особенно важно при определении возраста пород в кернах
буровых скважин. Этими же особенностями отличается и применение споровопылъцевого
анализа, к-рый используется для определения возраста осадочных толщ
всех подразделений фанерозоя (см. Фанерозойский зон). Палеонтологич.
метод имеет широкое применение во всей фанерозойской истории Земли. В более
древних отложениях докембрия остатки животных встречаются крайне редко;
в массовом кол-ве встречаются следы жизнедеятельности синезелёных водорослей,
к-рые в 1960-е гг. начали с успехом использоваться для расчленения и корреляции
карбонатных толщ верхнего докембрия; в более древних отложениях палеонтологич.
метод пока не применяется.
Ведущее значение для более древних отложений
приобретают данные изотопных определений, основанные на радиоактивном распаде
различных элементов (К, U, Pb), заключённых в минералах осадочных и магматич.
горных пород (см. Геохронология). Информация по изотопному возрасту
осадочных пород довольно скудна. При калий-аргоновом методе датирования
используются очень редкие калийные соли (карналлит) и обычный для осадочных
пород глауконит. Рубидий-стронциевый метод определения применяется при
исследовании разнообразных глинистых пород и кислых эффузивов; урано-ториевым
методом датируются цирконы из эффузивов.
Значительно более полные данные о возрасте
пород указанными методами могут быть получены для разнообразных интрузивных
горных пород, внедрявшихся в осадочные толщи; осн. трудность заключается
в том, чтобы привязать эти точные цифры к стратиграфич. колонке (для этих
целей внимательно изучаются контакты интрузивного тела с осадочными слоистыми
толщами). Во многих случаях истинный возраст интрузивных массивов может
быть установлен только по результатам изотопных определений.
Из др. методов корреляции слоистых осадочных
и вулканогенных толщ используются данные литологического и геохимического
исследования (сопоставление по преобладанию тех или иных минералов или
элементов) и различные геофизические методы разведки -
данные палеомагнитных
(см. Палеомагнетизм) и электрокаротажных определений, к-рые применяются
для сопоставления разрезов буровых скважин на разведочных площадях.
Стратиграфические подразделения и шкалы.
Применение
всех методов корреляции дало возможность составить для всего земного шара
общий сводный стратиграфич. разрез, на основе к-рого установлена строгая
иерархия стратиграфич. подразделений. Такая система стратиграфич. подразделений,
или стратиграфическая шкала, была впервые утверждена на Междунар. геол.
конгрессе в Болонье в 1881. В сер. 20 в. она была дополнена введением э
о н от е м ы - наиболее крупного подразделения стратиграф. шкалы, сформировавшегося
в течение зона; применявшийся ранее термин "группа", обозначавший отложения,
сформировавшиеся в течение эры, заменяется термином "э ? а т е м а". С
этими дополнениями и изменениями соподчинённость принятых подразделений
имеет след, вид (справа указаны соответствующие им геохронологические подразделения):
Общие стратиграфические подразделения
Эонотема
Эратема (группа)
Система
Отдел
Ярус
Зона (хронозона)
Геохронологические подразделения
Зон
Эра
Период
Эпоха
Век
Время
Каждое из указанных стратиграфич. подразделений
отвечает естеств. этапу развития Земли и её органич. мира; они распознаются
на всех материках и, как показало бурение, проведённое в 1970-х гг., и
в океанич. впадинах. По мнению нек-рых исследователей,
ярусы геологические
и
зоны
стратиграфические имеют только местное значение; это положение справедливо
в тех случаях, когда ярус и зона выделяются на материале изолированных
палеобассейнов, фауна к-рых развивалась обособленно и не была связана с
Мировым океаном (напр., неогеновые отложения Черноморско-Каспийского бассейна).
Если за стратотип ярусов и зон берутся разрезы открытых океанич. бассейнов,
эти подразделения могут быть прослежены практически по всему земному шару.
Последняя, фанерозойская эонотема стратиграфич.
шкалы СССР делится на 3 эратемы геологические (группы) и 12 систем
геологических. Общая их последовательность приведена в ст. Геохронология,
а
подробная характеристика конкретных систем и подчинённых ей ярусов и зон
дана в соответствующих статьях по системам [напр., Кембрийская система
(период)}. Для антропоге-новой (или четвертичной) системы предложена
своя шкала подразделений, отражающая специфич. методику её корреляции,
основанную на палеоклиматич. данных. Точно так же особые подразделения
вводятся теперь для докембрия, в к-ром палеонтологич. метод находит
ограниченное применение. Имеющиеся данные показывают, что отделы геологические,
ярусы
и зоны в докембрии пока не могут быть выделены, а системы и эратемы имеют
совсем иное обоснование, чем в фанерозое; правильнее говорить об эквивалентных
им протоэратемах и протосистемах - фитемах.
Отделы, ярусы и зоны единой или общей стратиграфич.
шкалы не везде распознаются с желаемой точностью и не отражают местные
особенности строения разрезов. Поэтому основой стратиграфич. классификации
во MH. районах являются т. н. местные стратиграфич. подразделения; если
они имеют палеонтологич. обоснование и включают отложения, значительно
изменяющие свой состав по простиранию, то выделяют горизонты (примерно
отвечающие по объёму ярусу или подъярусу)и л о н ы (локальные зоны). Наоборот,
если ведущими при выделении местного подразделения являются особенности
литологич. состава горных пород, то в этом случае принимается особая система
литостратиграфических подразделений; их соподчинение, принятое в СССР,
следующее (справа указаны эквивалентные им подразделения, принятые в США):
СССР США Серия Группа (group) Свита Формация (formation) Пачка Член (member)
Местные подразделения по своему объёму
могут не отвечать подразделениям общей шкалы. Так, напр.,
серия геологическая
может
отвечать системе геологической, отделу и ярусу, свита геологическая
- отделу, ярусу и зоне, пачка - ярусу и зоне; они могут быть прослежены
до тех пор, пока сохраняются особенности литологич. состава пород; границы
их не являются строго изохронными.
Выделение общих и местных подразделений
стратиграфич. шкалы в каждой стране регулируется системой правил, составляющих
стратиграфич. кодекс. Во многих странах имеются утверждённые правила (напр.,
в СССР "Стратиграфическая классификация и терминология", 1965); такого
же рода кодексы и правила выработаны в Чехословакии, Великобритании, Франции
и США.
Основная проблема, стоящая перед совр.
С.,- выяснение общей последовательности отложений, слагающих земную кору.
Эта задача особенно актуальна для древнейших отложений докембрия.
Новейшая
(фанерозойская) история Земли (моложе 570 млн. лет) выяснена несравненно
лучше, но и здесь предстоит работа по уточнению ныне принятого подразделения,
созданию глобальных ярусных и зональных стратиграфич. схем, а также построение
детальных местных стратиграфич. шкал и увязка их с общей шкалой.
Практическое применение.
С. является
основой при регионально-геол. исследованиях, позволяющих понять особенности
тектоники территории, определить направление поисков и разведки полезных
ископаемых; особенно это относится к пластовым месторождениям (нефть, уголь,
железные и марганцевые руды, фосфориты, бокситы, каменные и калийные соли,
чёрные урансодержащие сланцы и др.), к-рые строго приурочены к определённым
стратиграфич. уровням. Без детального изучения стратиграфич. разреза не
могут быть составлены геол. карты и проведены различные инженерно-геол.
работы. В СССР ведущие центры в области С.: Геол. ин-т АН СССР в Москве,
Ин-т геологии и геофизики Сиб. отделения АН СССР в Новосибирске, Всесоюзный
геол. ин-т (ВСЕГЕИ) Мин-ва геологии СССР в Ленинграде и др. В СССР и за
рубежом стратиграфич. исследования ведутся практически во всех крупных
геол. управлениях и ин-тах, а также на геол. кафедрах высших учебных заведений;
издаётся многотомная серия - "Стратиграфия СССР", обобщающая регионально-стратиграфич.
работы. В СССР в 1955 создан Межведомственный стратиграфический комитет
(MCK), координирующий все стратиграфические работы в стране (при MCK имеются
постоянные комиссии, объединяющие специалистов по той или иной стратиграфич.
системе). При Междунар. союзе геол. наук имеется Стратиграфич. комиссия,
руководящая работой рабочих групп, посвящённых различным стратиграфич.
проблемам.
Лит.: Жинью M., Стратиграфическая
геология, пер. с франц., M., 1952; Леонов Г. П., Основы стратиграфии, т.
1 - 2, M., 1973-74; Д а н б а р К., Роджерс Д ж., Основы стратиграфии,
пер. с англ., M., 1962; Жамойда А. И., Ковалевский О. П., Моисеева А И.,
Обзор зарубежных стратиграфических кодексов, M., 1969; Стратиграфическая
классификация, терминология и номенклатура, M., 1965; Степанов Д. Л., Принципы
и методы биостратиграфических исследований, Л., 1958 (Tp. Всес. н.-и. геологоразведочного
ин-та, в. 113). Б.М.Келлер.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я