Содержание

1.     Методика построения сводного стратиграфического разреза.

1.2 Предмет и методы исследования Стратиграфии:

1.3 Стратиграфические подразделения и шкалы.

2.     Гранулометрический состав горных пород

3.     Кора выветривания

4.     Библиография

1. Методика построения сводного стратиграфического разреза.

Стратиграфия (от лат. stratum — настил, слой и . . . графия), раздел геологии, изучающий последовательность формирования геологических 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 геологических эпох. Основное значение для установления одновозрастности изученных отложений имеет состав ископаемых организмов, находимых в осадочных толщах, отражающих необратимое развитие органического мира Земли . Поэтому Стратиграфия тесно связана с палеонтологией, а также с геохронологией — учением о хронологической последовательности формирования и возрасте горных пород, слагающих земную кору. Возникновение Стратиграфии связано со становлением геологии как науки; она послужила основой создания геологических карт и  геохронологической шкалы.

1.1 Предмет и методы исследования Стратиграфии:

Основным положением в Стратиграфии 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 тектонических деформаций первичное залегание пластов нарушается, и они могут оказаться перевёрнутыми. Пласты горных пород, отлагавшиеся в бассейнах прошлых геологических периодов, залегают в определённой последовательности, изучая которую можно составить стратеграфическую колонку . При сопоставлении этих колонок применяются различные методы, из них наиболее распространённым и надёжным является палеонтологический метод, основанный на необратимом прогрессивном развитии органического мира Земли. Палеонтологический метод может применяться только с учётом данных палеоэкологии.

По существу все группы ископаемых организмов могут быть использованы для целей стратиграфической 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 споровопыльцевого анализа, который используется для определения возраста осадочных толщ всех подразделений фанерозоя . Палеонтологический метод имеет широкое применение во всей фанерозойской истории Земли. В более древних отложениях докембрия остатки животных встречаются крайне редко; в массовом количестве встречаются следы жизнедеятельности синезелёных водорослей, которые в 1960-е гг. начали с успехом использоваться для расчленения и корреляции карбонатных толщ верхнего докембрия; в более древних отложениях палеонтологический 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 магматических горных пород . 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; основная трудность заключается в том, чтобы привязать эти точные цифры к стратиграфической 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 и электрокаротажных определений, которые применяются для сопоставления разрезов буровых скважин на разведочных площадях.

1.2 Стратиграфические подразделения и шкалы.

Применение всех методов корреляции дало возможность составить для всего земного шара общий сводный стратиграфический разрез, на основе которого установлена строгая иерархия стратиграфических подразделений. Такая система стратиграфических подразделений, или стратиграфическая шкала, была впервые утверждена на Международном геологическом конгрессе в Болонье в 1881. В середине 20 в. она была дополнена введением эонотемы — наиболее крупного подразделения стратиграфической шкалы, сформировавшегося в течение эона; применявшийся ранее термин «группа», обозначавший отложения, сформировавшиеся в течение эры, заменяется термином «эратема». С этими дополнениями и изменениями соподчинённость принятых подразделений имеет следующий вид (справа указаны соответствующие им геохронологическис подразделения):

Общие стратиграфические подразделения	Геохронологические подразделения
Эонотема	Эон
Эратема (группа)	Эра
Система	Период
Отдел	Эпоха
Ярус	Век
Зона (хронозона)	Время

Каждое из указанных стратиграфических подразделений отвечает естественному этапу развития Земли и её органического мира; они распознаются на всех материках и, как показало бурение, проведённое в 1970-х гг. , и в океанических впадинах. По мнению некоторых 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 которых развивалась обособленно и не была связана с Мировым океаном (например, неогеновые отложения Черноморско-Каспийского бассейна). Если за стратотип ярусов и зон берутся разрезы открытых океанических бассейнов, эти подразделения могут быть прослежены практически по всему земному шару.

Отделы, ярусы и зоны единой или общей стратиграфической шкалы не везде распознаются с желаемой точностью и не отражают местные особенности строения разрезов. Поэтому основой стратиграфической классификации во многих районах являются так называемые местные стратиграфические подразделения; если они имеют палеонтологическое обоснование и включают отложения, значительно изменяющие свой состав по простиранию, то выделяют горизонты. (примерно отвечающие по объёму ярусу или подъярусу) и лоны (локальные зоны). Наоборот, если ведущими при выделении местного подразделения являются особенности литологического состава горных пород, то в этом случае принимается особая система литостратиграфических подразделений; их соподчинение, принятое в России, следующее (справа указаны эквивалентные им подразделения, принятые в США):

Россия	США
Серия	Группа (group)
Свита	Формация (formation)
Пачка	Член (member)

Местные подразделения по своему объёму могут не отвечать подразделениям общей шкалы.

Основная проблема, стоящая перед современной Стратеграфией, — 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 стратиграфических схем, а также построение детальных местных стратиграфических шкал и увязка их с общей шкалой.

Практическое применение. Стратеграфия является основой при регионально-геологических 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. ), которые строго приурочены к определённым стратиграфическим уровням. Без детального изучения стратиграфического разреза не могут быть составлены геологические карты и проведены различные инженерно-геологические работы.

2. Гранулометрический состав горных пород

Гранулометрический состав, содержание в горной породе, почве или искусственном продукте зерен различной крупности, выраженное в процентах от массы или количества зерен исследованного образца. Г. с. является важным показателем физических свойств и структуры естественного или искусственного материала. В зависимости от цели исследования Г. с. может быть определен с различной степенью детальности. Общепринятой классификации по данным Г. с. не существует, что связано с различием целей и объектов, для которых производится определение Г. с. В геологии (литологии), грунтоведении, почвоведении, геологии моря и в технике (абразивы, обогащение полезных ископаемых) имеются свои классификации и наименования гранулометрических фракций. Так, в осадочных горных породах различают: валуны крупные свыше 500 мм, средние 500—250 мм, мелкие 250—100 мм, галька 100—10 мм, гравий крупный 10—5 мм, мелкий 5—2 мм, грубый песок 2—1 мм, крупный песок 1—0,5 мм, средний песок 0,5— 0,25 мм, мелкий песок 0,25–0,10 мм, алеврит 0,10–0,05 мм, пыль 0,05–0,005 мм, глина — менее 0,005 мм. Г. с. определяется при помощи гранулометрического анализа (см. Гранулометрия). Определение Г. с. обломочных горных пород нужно для оценки их коллекторских свойств и для расшифровки условий их образования. Г. с. грунтов дает возможность судить об их технических свойствах для строительных целей. Г. с. почв (см. Механический состав почвы) позволяет определять их структурные особенности, от которых в известной мере зависит их плодородие.
3. Кора выветривания

Внешняя часть литосферы, сложенная продуктами выветривания, называется корой выветривания. За нижнюю границу выветривания следует принимать уровень грунтовых вод в данной местности. Выше уровня грунтовых вод имеются благоприятные условия для развития процессов выветривания – горные породы здесь периодически смачиваются атмосферными осадками, а в порах и пустотах пород циркулирует воздух.

   Мощность коры выветривания колеблется обычно от единиц до нескольких десятков метров, а в тропиках – иногда и до 100-200 м.

   Формирование коры выветривания происходило и в отдалённые геологические эпохи. Местами она сохранилась до настоящего времени и в отличие от современной называется ископаемой корой выветривания.

Понятие о гипергенезе (выветривании)

   На поверхности континентов горные породы попадают в обстановку, которая более или менее от условий их образования.

   Дневная поверхность, как геологи называют границу земной коры и атмосферы, характеризуется небольшими величинами давления и температуры - в сотни и тысячи раз меньше тех величин, при которых возникают магматогенные или метаморфогенные минералы. Давление и особенно температура на поверхности суши испытывают значительные колебания в течении суток и года. Мощным фактором воздействия является жидкая вода, содержащая растворённые химически активные соединения. На горные породы здесь также действует целая серия сложных процессов, связанных с развитием живых организмов и почвообразованием. Всё это обуславливает неустойчивость минералов, возникших в иных условиях, и возникновение новых минералов.

   Выветриванием называется сумма физических, химических и физико-химических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов на поверхности суши под влиянием факторов и условий географической среды. Не следует думать, что выветривание связано с деятельностью ветра. Ветровая деятельность имеет весьма отдалённое отношение к процессам выветривания. Чтобы избежать этой неясности смыслового и буквального значения термина ”выветривание”, А.Е.Ферсман в 1922г предложил процессы преобразования горных пород и минералов на поверхности обозначить термином “гипергенез” (от греч hyper – сверху, над).

   Процесс выветривания очень сложен и включает многочисленные частные процессы и явления – механические, физико-химические, химические, биогеохимические.

   Чисто физические (механические) явления приводят к дезинтеграции  горных пород: к механическому их измельчению без изменения минералогического и, следовательно, химического состава. Механическая дезинтеграция пород происходит в результате неодинакового объёма и линейного расширения породообразующих минералов под влиянием сезонного  и суточного колебания температуры. Порода рассекается густой сетью тонких и тончайших трещин. В эти трещины поступает вода , вследствие чего в них возникает капиллярное давление. Его величина достигает значительной величины. Например, в трещины шириной 0,001мм капиллярное давление составляет около 1,5кг/см (при обычной температуре), а в трещинах толщиной в тысячу раз более тонких(1*10мм)- около1500кг/см. При расширении трещин начинают действовать явления замерзания -размерзания воды с изменением объёма.

   В итоге массивная кристаллическая порода, сохраняя свой исходный состав, теряет монолитность и начинает разрушаться. В первую очередь проявляются скрытые напряжение , возникшие при образовании разрушающейся породы, и проявляются отдельности – участки породы, ограниченные трещинами и обладающие определённой формой. Особенно эффективно проявляются округлые концентрически-скорлуповатые отдельности, образующиеся при выветривании некоторых эффузивных и гипабиссальных пород.

   Механическая дезинтеграция плотных горных пород приводит к образованию обширных развалов, глыб и россыпей щебня (курумов), коллювиальных скоплений (от лат colluvio-скопление) щебня у подножия обрывов, протяжённых каменных потоков по склонам. Это типично для полярных, пустынных и высокогорных ландшафтов.

   Дезинтеграция плотных горных пород, обрзование в них системы трещин и микрощелей обуславливает, с одной стороны, их хорошую водопроницае- мость, а с другой – резко увеличивает реакционную поверхность выветривающихся пород. Это создаёт условия для активизации разнообразных физико-химических, химических и биогеохимических реакций. Осуществление этих реакций возможно только при наличии свободной жидкой воды.

   В зависимости от состава растворённых в них соединений почвенные и грунтовые воды оказывают растворяющее действие на минералы горных пород. При этом в результате химических реакций обмена возникают новые минералы. Примером является метасамотическое образование смитсонита при взаимодействии вод, содержащих хорошо растворимый сульфат цинка, с известняками.

   Под воздействием воды происходит гидратация минералов, т.е. закрепление молекул воды на поверхности отдельных участков кристаллохимический структуры минерала. В результате образуется гидратированные разновидности. Например, гётит переходит в гидрогётит:

   Весьма важное значение имеют реакции гидролиза, т.е. полного разрушения кристаллохимической структуры минерала под воздействием молекул воды. При этом также образуются новые минералы. Так, серпентин в результате гидролиза распадается на оксиды магния и кремния. Частично эти соединения удаляются грунтовыми водами, но в значительном количестве остаются на месте. Оксиды кремния входят в состав аморфного апала, а магний при наличии в воде углекислоты образует магнезит:

   Гидролиз силикатов со сложной кристаллохимической структурой сопровождается не полным её разрушением, а распадом на отдельные блоки, из которых затем возникают новые минералы. Часто этот процесс протекает стадийно с последовательным возникновением нескольких минералов. Так. При гипергенном преобразовании полевых шпатов возникают гидрослюды, которые затем преврвщаются в минералы группы каолинита или галлуазита:

   Механизм этих реакций во многом ещё неясен. В их осуществлении наряду с чисто химическими принимают участие биологические процессы. Особенно важное значение имеет непосредственное воздействие  животных и растительных организмов на минералы, а действие продуктов их жизнедеятельности. Состав и растворяющие свойства почвенно-грунтовых вод в значительной мере обусловлены этими продуктами. Ещё более зависит от жизнедеятельности состав газов (кислорода, сероводорода, углекислого газа и д.р.) происходят окислительно-восстановительные реакции и возникают крупные скопления оксидов железа и марганца, сульфидов железа и других металлов.

   Все перечисленные процессы действуют на исходные породы вместе и одновременно, так что действие одного из них невозможно отделить от действия остальных. Поэтому неправильно расчленять сложный, но единый процесс выветривания на химическое , физическое выветривание и т.п. Можно лишь говорить о химических, физических и других частных процессах, происходящих при выветривании, и о преобладании одних из них в конкретных условиях тех или иных участков земной поверхности.

   Разные минералы обладают неодинаковой устойчивостью при выветривании. Степень гипергенной устойчивости наиболее распространенных магматических минералов обратна последовательности их кристаллизации из магматического расплава и в значительной мере обусловлена их кристаллохимической структурой. Наиболее легко разрушаются силикаты с изолированными кремнекислордными тетраэдрами (оливин). Более устойчивы минералы, имеющие цепочечную или ленточную структуру (амфиболы и пироксены). Довольно легко происходит гипергнное преобразование железомагнезиальных слюд. Устойчивость полевых шпатов зависит от их состава: кальциевые плагиоклазы выветриваются так же легко, как пироксены, а натриевые и калиевые полевые шпаты выветриваются с трудом. Наиболее устойчив кварц, структура которого состоит исключительно из кремнекислородных тетраэдров. Как следует из приведённых данных, состав продуктов выветривания в значительной мере обусловлен минералогическим составом исходных горных пород.

   При выветривании происходит не только разрушение первичных минералов, но и возникновение ещё более многочисленных новых, гипергенных. Большая часть глинистых минералов, многочисленные сульфаты, карбонаты, минералы оксидов железа, алюминия, марганца, титана и многие другие имеют гипергенное происхождение. Следовательно, выветривание нельзя рассматривать только как процесс разрушения горных пород. Это одновременно и созидательный процесс, в результате которого формируется особые образования – коры выветривания.
4. Библиография

1.                 Глаголев А. А.. Железисто-кремнистые формации докембрия // Горная энциклопедия. - М., 1979.

2.                 Курс месторождений неметаллических полезных ископаемых, под ред. П. М. Татаринова, М., 1969.

3.                 Заварицкий А.Н.. Изверженные горные породы. Изд. Академии наук СССР, Москва, 1955.

4.                 Общий курс строительных материалов / Под редакцией И.А. Рыбьева. - М: Высшая школа, 1987. - С. 173.

5.                 Перчук Л.Л., Фельдман В.И.. Метаморфические горные породы.

6.                 Справочное руководство по петрографии осадочных пород. Том 2. Осадочные породы \ Под ред. Л.Б. Рухина. - Государственное научно-техническое издательство нефтяной и гор-но-топливной литературы: Ленинград, 1958. - 520 с.

7.                 Холодов В.Н. Физико-химическая наследственность процессов осадочного породообразования в свете современных данных //  Электронный научно-информационный журнал "ВЕСТНИК ОГГГГН РАН" № 1 (3) 1997.

8.                 Холодов В.Н. О природе грязевых вулканов. Природа № 11, 2001.

9.                 Шейкин А.Е. Строительные материалы. - М: Стройиздат, 1978. - С. 39.

10.            Якушева А.Ф., Хаин В.Е., Славин В.И. Общая геология. МГУ, 1988 г.