Список и источник использованной литературы и информации

Оглавление

 

Введение. 3

1. Стратиграфический метод. 4

2. Петрографический метод. 7

3. Палеонтологический метод. 10

Заключение. 13

Список и источник использованной литературы и информации. 15

 

Введение

Абсолютный возраст выражается в годах, т.е. определяется, сколько лет прошло с момента образования породы. Для этой цели применяют радиоактивные методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в миллионах лет, другие дают возможность определять более короткие отрезки времени. Так, например, зная какое количество свинца образуется из одного грамма урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно вычислить абсолютный возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. Это позволяет определить возраст в миллионах лет.

Относительный возраст позволяет определить возраст пород относительно друг друга, т.е. устанавливать, какие породы древне, какие моложе. Для определения относительного возраста используют три метода: стратиграфический петрографический и палеонтологический.

Название «абсолютный» используется, чтобы отличать его от относительного возраста — привязки события к определённым интервалам геохронологической шкалы — эре, периоду, эпохе и веку. Относительный возраст обычно определяется методом руководящих ископаемых.

Абсолютный геологический возраст горных пород чаще всего определяется методом радиоизотопного датирования — по накоплению продуктов распада радиоактивных элементов, входящих в состав этих горных пород. В этом случае он называется также изотопным или радиологическим возрастом.

Используется много разных методов радиоизотопного датирования, самые известные из которых — уран-свинцовый (накопление свинца в ураново-ториевых минералах), калий-аргоновый (накопление аргона в калиевых минералах), стронциевый (превращение рубидия в стронций), радиоуглеродный (по количеству углерода-14 в органических остатках). У каждого метода — своя область применимости, ограничения, достоинства и недостатки.

Для определения абсолютного возраста событий, которые произошли не очень давно, используется ряд других методов, в частности, термолюминесцентное датирование, оптическое датирование, определение возраста по кольцам деревьев, по донным отложениям с сезонной слоистостью, по ледяным кернам, по гидратации стекла, по рацемизации аминокислот.

 

1) Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие.

2) Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на разных участках. В основу метода положена история развития органической жизни на Земле. Животные и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки вымерших организмов захоронились в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили.

3) Он позволяет определить минералогические признаки и состав неметаллических включений, т. е. природу включений, а следовательно, их происхождение. Выделенный и обработанный осадок анализируют под поляризационным микроскопом.

 

 

Стратиграфический метод

 

По окаменелостям не всегда можно установить возраст горных пород. Для этого необходимо также изучение самих пластов, их состава, изменений в горизонтальном и вертикальном направлениях, их мощности, состава фауны и флоры, соотношений их между собой, с подстилающими и перекрывающими их пластами, имеющее целью установление последовательности их образования. Все это составляет задачу отрасли геологии, известной под названием стратиграфии. Метод определения возраста горных пород, основанный на анализе взаимных соотношений пластов, известен под названием стратиграфическогометода. Стратиграфический метод, базирующийся на всестороннем изучении пласта в пространстве, расширяет возможности применения палеонтологического метода. Применение обоих методов позволяет определить возраст не только палеонтологические охарактеризованных пластов, но и «немых» пород, не содержащих органических остатков.

Немые породы широко распространены по всей толще земной коры. Абсолютно немыми являются магматические породы. В осадочных горных породах, даже в известняках, иногда остатки организмов не сохраняются. Многие обломочные породы, ледниковые отложения, породы химического происхождения (соль, гипс и др.) и большинство метаморфических пород также часто совершенно не содержат ископаемых. Возраст немых пород устанавливается на основании анализа условий их залегания при выяснении соотношений их с породами, содержащими окаменелости.

Соотношения между палеонтологические охарактеризованными и немыми породами в природных условиях очень разнообразны и расшифровываются по-разному. Определение возраста немых пород в разных случаях видно из приведенных примеров. Возраст немой осадочной породы слоя 2 (рис. 103), залегающей выше слоя 1, содержащего фауну а, и ниже пласта 3, содержащего фауну другого состава б, определяется как промежуточный между возрастом фауны а и б.

 

(Рис. 103-104)

 

 

Стратиграфический и палеонтологический методы позволяют выяснить возраст не только однородных, но и разнородных пластов, образовавшихся в различной обстановке в одно и то же время. Накопление пород может происходить одновременно в условиях суши, в прибрежной полосе моря и в более глубоких его частях. Естественно, что состав органических остатков, встречающихся в одновременно образованных континентальных и морских пластах, будет различным. Чтобы доказать одновременность таких пластов, нужно изучить не только фауну и состав пластов, но и соотношения между ними.

Например, в известняке пункта А (рис. 104) найдена фауна а, а в песчанике пункта В— флора b, т. е. объекты прямо между собой несравнимые. Толща органогенных известняков свидетельствует о непрерывном морском режиме в пункте А, в то время как песчаники пункта В континентального происхождения. Прослеживая пласты известняка и песчаника по протяженности, часто удается установить, что в пункте С, например, пропасти известняка с фауной а чередуются с песчаниками, содержащими флору b. Это говорит о том, что в пункте С за время существования фауны а и флоры b морской режим сменялся континентальным, что позволяет сделать заключение также и о геологической одновременности известняков и песчаников в пунктах А и В. К такому же заключению можно прийти и другим путем, если известняки и песчаники всюду подстилаются перемежающейся песчано-глинистой свитой, содержащей фауну п, и перекрываются глинами с фауной m.

В этом случае - геологические фауна а и флора b, существовавшие после фауны п -_2 и ранее фауны т, будут геологические одновременными, хотя и резко различными по встречающимся в них формам органических остатков.

Определение возраста эффузивных пород основано на определении возраста перекрывающих и подстилающих их осадочных пород. Определение возраста интрузивных тел производится по соотношению между интрузивными и осадочными породами, прорванными интрузивным телом и перекрывающими его. Определение возраста интрузивных тел иногда представляет значительные трудности в связи с неоднократным внедрением разновозрастных интрузии.

Наиболее простой пример приведен на (рис. 105), где показаны две наклонные дайки, пересекающие пласты осадочных пород. Анализ соотношений приводит к выводу, что породы дайки, перекрытой осадочными породами, моложе осадочных пород слоев 1 — 2, так как она сечет их, и древнее породы слоя 3, так как он залегает на размытой поверхности подстилающих осадочных пород и дайки. Породы другой дайки еще моложе, так как эта дайка сечет всю осадочную толщу, включая и слой 3.

 

(Рис 105).

 

Петрографический метод.

 

Он позволяет определить минералогические признаки и состав неметаллических включений, т. е. природу включений, а следовательно, их происхождение. Выделенный и обработанный осадок анализируют под поляризационным микроскопом

Петрографическим методом можно определить морфологические признаки различных видов включений: размер, форму, окраску, прозрачность, оптические константы — показатель преломления, двух преломление. Так, знания только показателя преломления иногда достаточно для определения минералогической характеристики включения.

Выделенный электролитический и очищенный от карбидов и других примесей промытый осадок взмучивают в стакане с небольшим количеством воды и вращательным движением собирают его в центре стакана. Часть осадка засасывают пипеткой и переносят на небольшое часовое стекло. Эту операцию повторяют, пока не соберут на стекле достаточное для петрографического анализа количество осадка.

При наличии в осадке оставшихся карбидов их удаляют магнитом или отмачиванием. Для этого магнитом проводят по нижней стороне стекла, отводят в сторону магнитные частицы и удаляют их пипеткой или иглой. Для удаления немагнитных карбидов к осадку, перенесенному на стекло, добавляют некоторое количество дистиллированной воды и снова отмучивают, причем эта операция повторяется до возможно более полного удаления карбидов и других загрязняющих осадок частиц, мешающих исследованию. Очищенный осадок высушивают. Из готового осадка-порошка изготовляют препараты. Для этого берут небольшое количество осадка, переносят на предметное стекло, сверху накладывают покровное стекло и между ними вводят каплю иммерсионной жидкости.

Приготовленный препарат служит в качестве прозрачного шлифа для изучения включений в проходящем поляризованном свете.

Для установления природы включений важно знать форму зерен. Она бывает правильной (иди морфной), в виде кристаллов, округлой (глобулярной) и неправильной (обломочной). Иди морфными кристаллами являются только эндогенные включения. Округлая форма также свидетельствует об эндогенном происхождении. Обломочная форма чаще всего бывает у экзогенных включений, а также у эндогенных стекол, представляющих собой переохлажденный силикатный расплав.

Кроме формы, описывается и окраска включений. Некоторые окрашенные зерна при вращении столика микроскопа на 360° изменяют свой цвет. Это оптическое явление называется плеохроизмом и наблюдается у анизотропных веществ. Например, зерна кристаллов кубической сингонии (шпинели) и вещества аморфные (различные стекла) являются изотропными — свойства их с изменением направления не изменяются; в поляризованном свете при скрещенных николях они остаются темными при вращении столика микроскопа. Некоторые включения кубической сингонии так же, как и аморфные вещества, имеют вид зерен неправильной формы, и чтобы отличить их друг от друга, используют величину показателя преломления.

Показатель преломления определяют иммерсионным методом. Исследуемое вещество погружают в иммерсионную жидкость с заведомо известным показателем преломления и относительно показателя преломления жидкости определяют показатель преломления исследуемого вещества. Если показатели преломления исследуемого минерала и жидкости равны, бесцветный минерал «исчезает» в жидкости; если различны, то на границе этих двух сред появляется тонкая светлая полоска (полоска Бекке). При передвижении тубуса микроскопа светлая полоска перемещается. Если показатель преломления минерала больше показателя преломления иммерсионной жидкости, то при поднимании тубуса микроскопа полоска Бекке перемещается «на минерал», а при опускании — «на жидкость».

Если иметь набор жидкостей с различными известными показателями преломления и последовательно погружать в них осколки исследуемых кристаллов или включения, то всегда можно подобрать две жидкости, у одной из которых показатель преломления будет больше, а у другой меньше показателя преломления испытуемого кристалла.

При определении показателя преломления опускаются поляризатор и коллектор; сильно освещается препарат при помощи плоского зеркальца, пучок света диафрагмируют так, чтобы полоска Бекке была отчетливо видна. У изотропных веществ определяется показатель преломления в одном направлении, а у анизотропных — в различных. Увеличение микроскопа при этом должно быть не менее 300.

По найденным показателям преломления и другим оптическим характеристикам исследуемых включений в справочных таблицах находят, какому минеральному составу они соответствуют.

При петрографическом анализе используются справочные таблицы оптических констант для изотропных и анизотропных минералогических фаз. Подробное диагностирование наиболее часто встречающихся включений приведено в работах.

При определении неметаллических включений особый интерес представляют методы, позволяющие измерить оптические константы минералов в отраженном свете непосредственно на шлифах стали. Такой метод был разработан в ЦНИИ череде, где оптические константы измеряли при помощи двойного микроскопа с поляризационной оптикой конструкции Н. В. Королева.

 

(Рис. 106)

 

Палеонтологический метод.

 

Длительное изучение остатков вымерших организмов показало, что наиболее низкоорганизованные примитивные формы животных и растений встречаются в наиболее древних слоях земной коры, а в более молодых отложениях находятся наиболее высокоорганизованные. Было также выяснено, что не все окаменелости имеют одинаковое значение для установления возраста пород. Изменения в составе органического мира происходили весьма неравномерно. Одни виды животных существовали в течение длительного времени, другие быстро вымирали. Организмы, остатки которых встречаются во многих слоях и имеют большое вертикальное распространение в разрезе земной коры (встречаются, например, от кембрия до наших дней), называются долговечными. Они мало помогают при установлении относительного возраста пород. Остатки животных, которые имеют небольшое вертикальное и широкое географическое распространение, одновременно встречаясь в различных, часто удаленных друг от друга районах, называют руководящими окаменелостями. Они, кроме того, должны быть в большом количестве экземпляров, а не в виде редких находок.

 

(Рис.107)

 

Изучение распределения руководящих окаменелостей в различных толщах земной коры позволило установить последовательную смену одних руководящих форм другими. Это значительно облегчило сопоставление геологических разрезов в районах, удаленных друг от друга. Руководящие формы позволяют установить одновременность образования осадочных пород и последовательность их образования. Для установления относительного возраста пород и разделения их на более мелкие стратиграфические подразделения пользуются не только руководящими формами, но и сравнением между собой комплексов фауны и флоры из различных районов.

Метод сопоставления между собой различных слоев горных пород по содержащимся в них окаменелостям для определения их относительного возраста получил название палеонтологического. Этот метод был впервые предложен в конце XVIII в. английским ученым В. Смитом. В работе «Об отождествлении слоев по ископаемым» он писал: «Все пласты последовательно осаждались на дне моря и каждый из них содержит в себе остатки организмов, которые жили во время его образования; в каждом пласте наблюдаются свои собственные окаменелости и по ним-то в известных случаях можно установить одновременность образования пород различных местностей». Палеонтологический метод основан на проведении сравнения между состоянием жизни на данном этапе ее развития и состоянием ее в предыдущий или последующий этап. Поэтому относительная геохронология не выражает длительности каких-либо событий, а определяет только их последовательность или последовательность этапов геологической истории, идущих один за другим.

Недостаток такого подхода в том, что руководящие роды и виды приопределённых условиях могут появляться на ином, не свойственном им уровне. Более надёжно выяснениевозраста отложений по комплексам ископаемых организмов. Сопоставление может считаться надёжным, если в вертикальном разрезе устанавливается одинаковая последовательность нескольких фаун. Большиетрудности возникают при сопоставлении морских и континентальных отложений, содержащих (как правило) остатки организмов разных групп. При применении П. м. наиболее важны те группы организмов, которыебыстро изменялись во времени, были широко распространены, хорошо сохраняются в ископаемомсостоянии и встречаются в значительном количестве. Всё большее значение для П. м. приобретаютмикроорганизмы и микроостатки организмов (фораминиферы, остракоды, споры и пыльца, конодонты и др.); из морских макроорганизмов — граптолиты, головоногие моллюски, брахиоподы, из континентальных — позвоночные и растения.

 

(рис.108)

 

 

 

(рис. 109)

 

Заключение

Стратиграфический метод основан на том, что возраст слоя при нормальном залегании определяется - нижележащие их слои являются более древними, а вышележащие более молодыми.

Сущность палеонтологических методов заключается в определении относительного возраста слоев горных пород по содержащимся в них окаменелым органическим остаткам. Палеонтологические методы позволяют не только определить возраст, но и проследить и сопоставить слои на огромных расстояниях.
Петрографическим методом можно определить морфологические признаки различных видов включений: размер, форму, окраску, прозрачность, оптические константы — показатель преломления, двух преломление.

Много задач решает историческая геология, главными из них являются следующие: определение возраста горных пород, восстановление физико-географических условий прошлых эпох, восстановление движений земной коры и истории развития ее структуры, установление закономерностей геологического развития Земли и земной коры в особенности. Эти задачи решаются при помощи различных методов, основные из них описаны ниже.

Определение возраста горных пород — важнейшая задача исторической геологии. Без установления возраста горных пород невозможно восстановить геологическую историю, нельзя правильно составить геологическую карту и по-научному вести поиски и разведку полезных ископаемых. Поэтому определению возраста пород в геологии придают особое значение.

Большинство горных пород, слагающих земную кору, состоит из слоев. Определением возраста слоев, установлением последовательности их формирования, сопоставлением и прослеживанием одновозрастных слоев на больших расстояниях занимается стратиграфия. Стратиграфия является основой, на которую опирается вся историческая геология. В результате долголетних стратиграфических и палеонтологических исследований была разработана геохронологическая шкала, единая для геологов всех стран.

Существуют два понятия о геологическом возрасте горных пород: относительный возраст и абсолютный возраст. Относительный — это возраст одних горных пород по отношению к другим (одни старше, другие моложе); абсолютный — это возраст в единицах летосчисления (обычно — миллионы, десятки и сотни миллионов лет). Методы исторической геологии позволяют определить относительный возраст; абсолютный возраст устанавливается радиометрическими методами.

Все методы определения относительного возраста объединяются в две группы: методы палеонтологические и не палеонтологические. Основную роль играют палеонтологические методы. Они являются универсальными, так как позволяют решать все задачи, поставленные перед стратиграфией.

 

Список и источник использованной литературы и информации

 

1. М.И. Виноград. Включения в стали и ее свойства. Металлургиздат 1963 г.
2. Кислинг р., Ланге Н. Неметаллические включения в стали. Металлургия.

3. Общая геология

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/

5. Немков Г.И. Муратов М.В. и др. Историческая геология. – М., 2004

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: