реферат истори. История стратиграфии

• Название: История стратиграфии
• Дата: 30.03.2018
• Размер: 131.78 Kb.
• Имя файла: реферат истори.docx
• Тип: Реферат; #39876

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Санкт-Петербургский горный университет»


Кафедра геологии и разведки месторождения полезных ископаемых

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ
«ИСТОРИЯ СТРАТИГРАФИИ»

Выполнил: студент гр. РИС123 __________ /Иванов И.И. /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Проверила: профессор Проверил: доцент __________ /Иванов И.И./

^{(подпись) (Ф.И.О.)}


Санкт-Петербург

2017 год

Содержание

I. Введение 4

II. Период первоначального накопления геологических знаний 6

(до середины XVIII в.) 6

III. Становление геологии, возникновение стратиграфии и ранний период её развития (вторая половина XVIII в.) 6

IV. Возникновение и развитие биостратиграфии 7

(первая половина XIX в. – додарвиновский период) 7

V. Дарвиновский этап 9

(вторая половина XIX в.) 9

VI. Новейший этап развития стратиграфии (XX в.) 9

VII. Стратиграфические ведомства в современной России 11

VIII. Заключение 12

IX. Список используемой литературы 13

I. Введение

Определение стратиграфии. Название происходит от слов stratum (лат.) – настил, слой и grapho (греч.) – пишу. Существует несколько определений этой науки, близких по смыслу.

Б. М. Келлер (БСЭ, 1975): «Стратиграфия - раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических тел и их первоначальные пространственные взаимоотношения».

А. И. Жамойда (1989): «Стратиграфия – это раздел геологии, изучающий последовательность формирования комплексов горных пород в земной коре, первичные их соотношения в пространстве и периодизацию геологической истории». Отмечается, что стратиграфия учитывает не только временные отношения геологических тел, но и их характеристику и положение в разрезе земной коры.

Д. Л. Степанов, М. С. Месежников (1979): «Стратиграфия – геологическая дисциплина, изучающая временные и пространственные соотношения нормально пластующихся толщ горных пород земной коры».

Стратиграфия - это фундамент геологии, её основа. Со стратиграфической разработки начинается геологическое изучение любого региона. На стратиграфической основе проводится съемка, поиск и разведка полезных ископаемых, проводятся тектонические, литолого-фациальные и другие исследования. Без стратиграфических основ геологическое картирование не представляется возможным.

Объектом изучения стратиграфии являются нормально пластующие толщи и геологические тела, при этом изучается не состав и свойства горных пород, а пространственно-временные соотношения геологических тел; реконструируется система расположения геологических событий в пространстве и времени.

Стратифицированные, или пластующиеся, геологические тела называют стратиграфическими подразделениями (стратонами). Это совокупность слоев, объединённых единством времени и условий осадконакопления.

Слой – это элементарная единица геологического пространства-времени, единство акта осадконакопления, отделенного двумя границами-сигналами, различимыми в отношении «раньше – позже» (древнее – моложе).

Стратиграфическая граница – сигнал, несущий информацию о координации множества событий, составляющих геологическое пространство-время.

Предметом стратиграфии являются стратиграфические границы и ограничиваемые ими группы слоев – стратиграфические подразделения.

Главной целью стратиграфии является разработка хронологической шкалы (Рис.1) для датирования геологических событий и естественной периодизации геологической истории. Она достигается решением трех частных задач:

1) расчленение разрезов с выделением стратиграфических подразделений и созданием местных и региональных стратиграфических схем;

2) межрегиональная корреляция выделенных стратиграфических подразделений (стратонов);

3) корреляция с общей стратиграфической шкалой, детализация и уточнение последней. Таким образом, вполне определенные задачи общей стратиграфии, объект и предмет изучения этой науки позволяют рассматривать её как особую, фундаментальную отрасль геологии, являющуюся базисной для других наук.

Помимо общей стратиграфии, существуют также отдельные направления стратиграфии, использующие тот или иной метод исследования, например биостратиграфия, основывающаяся на палеонтологическом методе исследования или литостратиграфия, основывающаяся на литологических методах стратиграфии. Достаточно самостоятельно существует также область обоснования региональных стратиграфических шкал, называемая региональной стратиграфией и другие.

В истории развития стратиграфии выделяется 5 этапов.

Рис 1. Геохронологическая шкала фанерозоя

II. Период первоначального накопления геологических знаний

(до середины XVIII в.)

На протяжении этого длительного периода не было преемственности в передаче знаний и у каждого исследователя открытия рождались как бы с чистого листа. Особенно продуктивным оказался XVIII в. благодаря работам Н. Стенона.

Николас Стенон (1638–1687) – датский медик, занимался геологическими наблюдениями в окрестностях Тосканы в Северной Италии и в 1669 г. опубликовал автореферат диссертации под названием «О твердом, естественно содержащемся в твердом». В ней он описал процесс образования осадочных слоёв и впервые разделил их на молодые, средние и древние. Последние могут быть приподняты выше и залегать наклонно. Были сформулированы основные принципы стратиграфии:

1) последовательности напластования – каждый слой моложе подстилающего и древнее перекрывающего;

2) первичной горизонтальности слоёв

3) первичной непрерывности слоёв, отложившихся вводной среде и исчезающих только в результате выклинивания по периферии бассейна.

Всё это явилось основанием считать Н. Стенона основоположником науки стратиграфии. Его работа впоследствии переиздавалась девять раз, в том числе в 1957 г. в СССР на русском языке (Стенон, 1957).

III. Становление геологии, возникновение стратиграфии и ранний период её развития (вторая половина XVIII в.)

Великий французский ученый Ж. Л. Бюффон (1707–1788) в 36-томной «Естественной истории» в томе 1 «Теория Земли» изложил свои представления о геологической истории Земли. По его расчетам и экспериментам возраст Земли составлял 75 000 лет. В её истории выделялось семь эпох, которые постепенно сменяли друг друга. Одним из первых Бюффон считал органические остатки показателем возраста вмещающих отложений.

Великий русский ученый М. В. Ломоносов (1711–1765) известен в геологии двумя работами:

1) «О слоях земных», в которой описывалось происхождение слоев в результате осаждения в водных бассейнах, а также высказывалось утверждение о большой длительности геологического времени, намного превышающего историю человечества;

2) «Слово о рождении металлов от трясения Земли», в которой автор дает классификацию землетрясений, высказывает соображения о причинах землетрясений. Затем говорит о четырех главных местах, где находятся металлы и утверждает, что любой из перечисленных видов месторождений появился от «трясения земли».

Дж. Ардуино (1714–1795), профессор минералогии и металлургии в Венеции, продолжая работы Стенона, разделил разрез Северной Италии на четыре комплекса горных пород:

1) первичные – кристаллические породы, интенсивно дислоцированные, без окаменелостей;

2) вторичные – мраморы с органическими остатками;

3) третичные – слабо консолидированные слоистые породы с многочисленными остатками животных и растений;

4) рыхлые отложения террас и пойм современных рек, которые позднее получили название «четвертичных» и дали название четвертичной системе.

Выделенные комплексы соответствуют современным нижнему палеозою, мезозою + палеоцену, эоцену + плиоцену и квартеру. Кроме того, выделялась еще группа вулканических пород.

Немецкая школа геологов развивалась на изучении герцинид Центральной Германии и разработке региональной стратиграфической схемы, которая впоследствии стала универсальной стратиграфической шкалой.

И. Г. Леман (1700–1767), член Берлинской, а затем Петербургской академии наук, в 1756 г. опубликовал работу «Опыт восстановления истории флёцевых гор». В ней он выделяет две группы горных пород:

1) жильные, существующие «от сотворения мира»,

2) «флёцевые» (слоистые), образовавшиеся в водной среде при Всемирном потопе. Кроме этого, он выделяет группу рыхлых пород, образовавшихся после потопа в результате местных явлений – землетрясений, вулканических извержений, наводнений и т. д.

Флёцевые породы гор Гарца он подразделил на 30 формаций. Именно Леману мы обязаны появлением термина «формация» в геологии.

Г. Х. Фюксель (1722–1773) в 1762 г. опубликовал работу «История Земли и моря, установленная по истории Тюрингских гор». В ней он также использовал термин «формация» и впервые применил систему соподчинения стратиграфических единиц разного ранга (серии и статумены), которым соответствуют одноимённые хронологические единицы (секулы и луструмы). Такой подход к стратиграфическим подразделениям сохранился до настоящего времени. Под «серией» подразумевался комплекс отложений, возникших в одинаковых условиях. Выделенные им девять серий в триасе Тюрингии отличались не только литологическими особенностями, но и содержащимися в них органическими остатками. К работе была приложена впервые составленная геологическая карта.

А. Г. Вернер (1749–1817), профессор Фрейбургской горной академии, был чрезвычайно популярен у современников и является создателем научной школы нептунистов. Он считал, что большинство горных пород формировалось в результате осаждения в море. Также он выделял четыре группы пород: первозданные, переходные, флёцевые и намывные, формирование которых происходило в условиях смены эпох потопов и воздыманий, считал, что литологически сходные породы из разных разрезов являются одновозрастными. Выделенным стратиграфическим подразделениям конкретного региона придавал универсальное значение, объясняя последовательность их напластования обусловленной общим изменением состава вод Мирового океана.

Дж. Хаттон (1726–1797), английский натуралист, основатель школы плутонистов, считал ведущим породообразующим процессом магматический. Отмечал колоссальную продолжительность геологической истории Земли.

IV. Возникновение и развитие биостратиграфии

(первая половина XIX в. – додарвиновский период)

Если раньше стратиграфическое расчленение и корреляция разрезов производились по литологическим признакам, то на рубеже XVIII–XIX вв. начал использоваться палеонтологический метод. Его появление связывают с именами англичанина В. Смита и французского палеонтолога Ж. Кювье, хотя ранее об этом уже докладывал Ж. Л. Жиро-Сулави. В эти же годы появилась первая целостная теория эволюции Ж. Б. Ламарка (1744–1829).

Аббат Ж. Л. Жиро-Сулави (1750–1813) ещё в 1779 г. на заседании Королевской академии наук прочитал доклад «Естественная история Южной Франции». Слои известняков с фауной он стратифицировал на следующие эпохи:

1) царство моллюсков вымерших;

2) царство моллюсков вымерших и ныне живущих;

3) царство моллюсков ныне живущих;

4) царство растений и рыб, известных в наши дни;

5) окаменелые деревья, галечник, кости ископаемых животных.

Хронологическая последовательность этих эпох согласуется с последовательностью залегания и относительным возрастом соответствующих слоев, что получило наименование палеонтологической сукцессии.

В. Смит (1769–1839), английский инженер-изыскатель, работая на копях Сомерсетского угольного бассейна, обследовал юго-восток Англии от г. Бата до Ньюкасла, т. е. более 900 км, обратил внимание на природную закономерность в расположении органических остатков среди определённых слоёв и в 1799 г. составил таблицу с фауной юры и нижнего мела. С ее публикации в 1815 г. исчисляется выделение принципа биостратиграфического расчленения (слои, содержащие остатки сходных фаун и флор, являются одновозрастными), а также появление термина «стратиграфия». В. Смиту принадлежит также понятие «руководящие формы» среди органических остатков. На составленной им первой геологической карте было изображено 40 формаций, выделенных впервые. За создание биостратиграфического метода он был награжден первой Волластоновской медалью Британской академии наук.

Французские исследователи палеонтолог Ж. Кювье (1769–1832) и геолог А. Броньяр (1770–1847) в те же годы использовали палеонтологический метод для расчленения осадочных отложений окрестностей Парижа, в ряде вопросов продвинувшись дальше В. Смита. В частности они использовали палеонтологический метод не только для определения возраста, но и для объяснения фациальной и палеогеографической обстановки. Однако, выступая как основоположник катастрофизма, Ж. Кювье несколько скомпрометировал себя перед потомками, что явилось причиной первенствования В. Смита в стратиграфии, но не в палеонтологии.

В противоположность катастрофизму Дж. Хаттон и Дж. Плейфер выдвинули принцип униформизма, а несколько позднее Ч. Ляйель – принцип актуализма.

Появление палеонтологического метода вызвало бурный рост стратиграфических исследований, что привело к созданию общей стратиграфической шкалы фанерозоя на основе региональной стратиграфической схемы Западной Европы. В короткое время, называемое «героической эпохой», были выделены все основные геологические системы: юрская – в 1795 г., меловая и каменноугольная – в 1822 г., четвертичная – в 1829 г., третичная – в 1833 г., триасовая – в 1834 г., силурийская – в 1835 г., кембрийская –в 1836 г., палеозойская эратема – в 1838 г., девонская система – в 1839 г., мезозойская и кайнозойская эратемы – в 1840 г., пермская система –в 1841 г.; лишь ордовикская система была выделена значительно позже –в 1879 г. Некоторые из систем первоначально выделялись как формации и затем определялись как геологические системы. Успехи стратиграфии во многом зависели от работ палеонтологов.

А. д’Орбиньи (1802–1857) в монографии «Палеонтология Франции» (1843) вводит понятия «ярус» и «зона» в составе геологической системы. Под ярусом он понимал временное состояние природы, подобное современному, со строго определенным комплексом организмов, сотворенное богом и вымирающее в результате катастрофы. В разрезах юры и мела Франции выделялось 27 таких ярусов. Зоной он называл хронологическое подразделение с определенным ископаемым видом, выбранным из числа встречающихся, со стратиграфическим интервалом яруса или его части.

А. Оппель (1831–1865) уточняет термин «зона» до современного его понимания. Это слои с определенными видами организмов, постоянными для них, как наиболее дробные и основные стратиграфические единицы, из которых складывается ярус.

Таким образом, в додарвиновский период благодаря преимуществам палеонтологического метода были заложены основы хроностратиграфии и выделены геологические системы.

V. Дарвиновский этап

(вторая половина XIX в.)

В 1859 г. появилась работа Ч. Дарвина «Происхождение видов», которая обозначила эпоху эволюционного учения в биологии и других науках о Земле. Выявление филогенеза отдельных групп организмов неизмеримо расширило возможности палеонтологического метода в стратиграфии. Также большое значение имеет его учение о неполноте геологической летописи и едином центре возникновения видов.

Учение Дарвина получило развитие в работах многих известных палеонтологов: Ф. Гильгендорфа, изучившего планорбисы миоцена Южной Германии, М. Неймара, описавшего ряды палюдин неогена Славонии, В. Ваагена, установившего эволюционные ряды юрских аммонитов и др. В России последователями Дарвина были известные ученые-палеонтологи В. О. Ковалевский, А. П. Карпинский, С. Н. Никитин, Ф. Н. Чернышов и др.

Е. Реневье в 1889 г., развивая идеи Гресли, обосновал учение о фациях, в основе которого была одновозрастность сравниваемых отложений. Известен он также как автор первого варианта международной хроностратиграфической шкалы, представленной им на V сессии Международного геологического конгресса в Париже.

Н. А. Головкинским в 1868 г. была обоснована неодновозрастность поверхностей слоёв, или принцип миграции граничных поверхностей.

А. Рюто (1883) создал концепцию осадочных циклов и показал возможность её использования для целей стратиграфии.

В 1882 г. в России был создан Геологический комитет, задачей которого было планомерное изучение недр России и составление общей геологической карты.

К концу XIX в. отчетливо определилась необходимость межгосударственной кооперации геологов для создания международной геологической шкалы.

1-я сессия Международного геологического конгресса (МГК) собралась в 1878 г. в Париже. Основным его решением было создание комиссии по унификации стратиграфической и геохронологической терминологии.

2-я сессия МГК (Болонья, 1881) утвердила рангово-соподчиненные подразделения: период – система, эпоха – отдел, век – ярус, а также генетическое понимание термина «формация». Такая стратиграфическая классификация, в которой стратиграфические подразделения (стратоны) отражали естественные этапы геологической истории и имели комплексное обоснование, получила наименование «европейской».

Несколько позже работой американского стратиграфа Г. С. Вильямса 1894 г. обозначилось второе направление стратиграфии, получившее наименование «американской», или «множественной». В ней утверждалось о несоответствии изохронных границ глобальных подразделений общей стратиграфической шкалы, которые отражают эволюцию органического мира, и местных шкал, в которых границы диахронны и отражают последовательности напластования. В этом варианте шкалы формаций в определённо возрастном интервале может быть столько, сколько можно выделить. До конца XIX в. состоялось восемь сессий МГК, одна из которых состоялась в России в городе Санкт-Петербург в 1897 году.

VI. Новейший этап развития стратиграфии (XX в.)

Начало XX в. ознаменовалось рядом крупных открытий в естествознании, которые нашли отражение и в стратиграфии.

Для разработки местных стратиграфических схем стал широко применяться литолого-стратиграфический метод, использующий последние достижения литологии, учения о фациях, геохимии и геофизики.

Вновь стал популярен тектоно-стратиграфический метод, благодаря работам Т. Ч. Чемберлена с его концепцией диастрофизма, Г. Штилле с его каноном орогенических фаз, работам М. А. Усова и других геологов.

Получил дальнейшее развитие и применение в стратиграфии ритмостратиграфический метод расчленения и корреляции, основанный на изучении цикличности осадконакопления, тектонической и климатической.

Появились новые геофизические методы расчленения и корреляции, а также определения абсолютного возраста.

Все эти непалеонтологические методы служили комплексному обоснованию этапности геологической истории и выделяемых стратиграфических подразделений. В Советском Союзе и затем в России концепция комплексного обоснования стратонов нашла отражение в Стратиграфических кодексах СССР (1977), России (1992, 2006) и в Дополнении к Стратиграфическому кодексу России (2000).

Биостратиграфический метод в ХХ в., несмотря на кризисные тенденции в эволюционном учении, продолжал совершенствоваться. В частности палеонтология использовала достижения генетики, учение о популяции как элементарной эволюционной единице и ряд других открытий. Совершенствуются методы и техника палеонтологических исследований. Применение оптической и электронной микроскопии позволило вовлечь в изучение новые группы микроорганизмов: наннопланктон, фораминиферы, остракоды, конодонты и др. Новые методы мацерации микрофоссилий позволили охарактеризовать многие прежде немые толщи, стратифицировать до сих пор

не расчлененный верхний протерозой. Спорово-пыльцевой анализ особенно расширил сферу применения биостратиграфических методов, показав возможность использования для стратиграфических целей палеогеографического анализа, а также возможность корреляции разнофациальных толщ.

Для стратиграфических целей стали изучать вулканические пеплы, появилась отрасль стратиграфии, называемая тефростратиграфия.

С выходом геологии в океан стратиграфия становится глобальной и очень детальной. Таким образом появилась секвентная стратиграфия - направление, нацеленное на выявление и интерпретацию в осадочных толщах следов колебаний уровня моря и разворачивание детальных исследований строения, функционирования и эволюции осадочного палеобассейна на этой основе. При этом в качестве элементарного стратиграфического подразделения рассматривается секвенция, соответствующая одному трансгрессивно-регрессивному циклу.

Усилились международные связи, что проявилось в создании Международной комиссии по стратиграфии, а также Международной программы геологической корреляции при ЮНЕСКО.

В 1978 г. в СССР был опубликован Международный стратиграфический справочник под редакцией Х. Д. Хедберга, а в 1994 г. вышло в свет его второе издание под редакцией А. Сальвадора, которое в сокращенном варианте было переиздано на русском языке в 2002 г.

В последние годы стало развиваться новое направление, называемое событийной стратиграфией, которое использует для корреляции кратковременные геологические явления или события, запечатленные в признаках горных пород.

Таким образом, в ХХ в. стратиграфия обогатилась новыми методами исследований, стала более детальной и точной.

VII. Стратиграфические ведомства в современной России

Высшим органом, регламентирующим все стратиграфические работы в стране, является Межведомственный стратиграфический комитет (МСК), учрежденный в 1953 г. и прикреплённый к Всероссийскому геологическому институту (ВСЕГЕИ). В структуре МСК – бюро, комиссии по докембрию и отдельным системам фанерозоя, предметные комиссии, региональные межведомственные стратиграфические комиссии (РМСК).

Региональная межведомственная стратиграфическая комиссия по центру и югу Русской платформы – одна из них. Располагается она в Москве в ГГП «Аэрогеология». Состоит из бюро и нескольких рабочих групп, организованных по геологическим системам и методам исследования.

Под эгидой МСК были опубликованы все основные стратиграфические труды, в том числе многотомный «Стратиграфический словарь СССР», системный сериал «Стратиграфия СССР», три издания Стратиграфического кодекса (1977, 1992, 2006).

В системе Российской академии наук (РАН) функционирует комитет по изучению отдельных геологических периодов (Девонская комиссия, Палеогеновая комиссия и т. д.). Комиссия по изучению четвертичного периода РАН выпускает отдельный Бюллетень. МСК и комиссии РАН совместно с административными органами организуют проведение в стране международных и всероссийских научных мероприятий.

VIII. Заключение

В настоящее время проявляются два переплетающихся и взаимодополняющих друг друга направления стратиграфии. Одно из них – традиционная (классическая) стратиграфия, направленная на дальнейшую детализацию стратиграфических схем на базе комплексного использования разных методов при главенстве, если говорить о фанерозое, биостратиграфического. Вместе с тем, все больше усиливаются геоисторические начала в стратиграфических исследованиях, которые реализуются в событийно-динамической стратиграфии. Стратиграфия представляется в этой связи разделом геологии, отражающим прежде всего исторический ход развития палеосистем и биосферы. Геологи и стратиграфы не просто хотят выделять стратоны, они желают понимать, что именно приводит к выделению таких подразделений. В связи с этим не случайно, что особенностью стратиграфических исследований конца ХХ - начала XXI века являлось постепенное внедрение системного анализа в стратиграфию.

В последнее время развиваются дисциплины на стыке двух наук, в частности в последние 20 лет развитие получили исследования, которые объединены понятием «экостратиграфия». В России это направление было особенно популярным в связи с распространением среди российских геологов давних идей В.И. Вернадского (1926) о биосфере и «былых биосферах».

На данный момент можно выделить четыре основных направления развития стратиграфии:

1) создание стратиграфических шкал нового поколения, более детальных и обоснованных

2) разработка теоретических и практических основ дробного расчленения древних толщ.

3) определение естественной периодизации истории Земли и ее частей.

4) использование стратиграфических данных для выявления определенных временных уровней местоположений полезных ископаемых (в частности, нефти, газа, угля, фосфоритов и пр.)

IX. Список используемой литературы

1. БСЭ. (Большая советская энциклопедия ). – М., 1975.

2. Геологический словарь. – М. : Недра, 1973. – Т. 2. – 456 с.

3. Леонов Г. П. Основы стратиграфии : в 2 т. / Г. П. Леонов. – М. : Изд-во МГУ, 1973. – Т. 1. – 530 с.; Т. 2. – 486 с.

4. mining-enc.ru/s/stratigrafiya/

5. ru.wikipedia.org/

6. Прозоровский В. А. Начала стратиграфии : учебник / В. А. Прозоровский. – СПб. : Изд-во СПбУ, 2003. – 228 с.

7. Стратиграфия в начале XXI века – тенденции и новые идеи. М.: Геокарт, ГЕОС, 2013. 220 с.; (Роснедра, ГИН РАН, Геокарт)