74578

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЛЕТОИСЧИСЛЕНИЕ (ГЕОХРОНОЛОГИЯ)

Лекция

География, геология и геодезия

В первом случае определяют относительный возраст пород т. Во втором случае определяют абсолютный возраст пород который выражается в годах. Относительное летоисчисление При определении относительного возраста пород используют несколько методов.

Русский

2015-01-04

3.1 MB

8 чел.

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ЛЕТОИСЧИСЛЕНИЕ (ГЕОХРОНОЛОГИЯ)

при определении возраста горных пород существуют два подхода. В первом случае определяют относительный возраст пород, т.е. выясняют что было раньше, а что – позже (что древнее, а что – моложе). Во втором случае определяют абсолютный возраст пород, который выражается в годах.

2.1. Относительное летоисчисление

При определении относительного возраста пород используют несколько методов.

По взаимоотношению геологических тел.

При этом методе возраст осадочных горных пород определяется очень просто: те пласты, которые расположены ниже в разрезе толщ являются более древними, а те, которые выше – более молодые. Такой способ определения относительного возраста получил название стратиграфического метода (рис. 56).

При определении относительного возраста горных пород широко применяется палеонтологический метод, использующий остатки ранее живших организмов. (окаменелостей). Если слои осадочных горных пород содержат один и тот же комплекс окаменелостей фауны и флоры, то такие слои одновозрастные. Для более точного определения относительного возраста палеонтологическим методом используются руководящие формы организмов, т.е. организмы, которые жили очень короткий отрезок времени, но были широко распространены на Земле (рис. 57).

В случае интрузивных тел относительный возраст их определяется по простому правилу: интрузивные тела моложе тех пород, которые они прорывают и метаморфизуют и древнее пород, которые перекрывают интрузивные тела (рис. 58). Шток гранитов моложе толщи I и древнее толщи II и дайки диабазов. Дайка диабазов моложе толщи I и II, моложе штока гранитов и древнее толщи III.

2.2. Абсолютное летоисчисление

При абсолютном летоисчислении возраст горных пород определяется в годах. При этом используются две группы методов:

1. По скорости осадконакопления, как например, в случае ленточных глин – пара слойков – 1 год. Подсчитав количество пар слойков можно определить то время за которое образовалась толща глин.

2. По скорости радиоактивного распада элементов. При этом используются главным образом радиоактивные изотопы урана, тория, рубидия, калия, углерода и водорода – 238U, 235U, 232U, 87Rb, 40K, 14C, 3H. Для некоторых специальных целей применяются также многие другие изотопы.

Измерение изотопного возраста минералов и горных пород основано преимущественно на использовании явления радиоактивности. Для коротких диапазонов времени используются тритий (ЗН) и радиоуглерод (14С); для длительных диапазонов - методы уран-свинцовый (238U/206Pb и 235U/207Pb), свинцово-свинцовый (207Pb/ 206Pb), торий-свинцовый (232Th/208Pb), калий-аргоновый (40K/40Ar) и рубидий-стронциевый (87Rb/87Sr). Может быть использован также подсчет следов распада (треков) с дополнительной специальной бомбардировкой образца нейтронами.

Тритий образуется при столкновении атомов водорода 1Н с нейтронами. Его период полураспада равен всего 12,5 года, поэтому его применение ограничено такими задачами, как установление характера движения подземных вод и перемешивания морской воды или определение возраста снега в снежных полях.

Радиоуглерод, образующийся из азота в верхних слоях атмосферы, распадается с периодом полураспада 5570 лет. Он используется преимущественно для определения возраста древесины, древесного угля, торфа и углеродсодержащих организмов.

14C®14N+b                          T=5730 ± 40 лет

Область применения уран-торий-свинцовых методов, первоначально ограниченная уранинитом и урановой смолкой, была расширена за счет других минералов, прежде всего циркона с очень небольшим содержанием урана и ассоциирующегося с ним тория. Атомы 238U, 235U и 232 Th распадаются с разными скоростями до изотопов соответственно 206Pb, 207Pb, 208Pb. Разделение этих изотопов производится на масс-спектрометре. Отношения обеспечивают определение геологического возраста. При этом используются графики конкордии.

238U ® 206Pb + 8He4                 T = 4.468 млрд. лет

235U ® 207Pb + 7 He4             Т = 0.7038 млрд. лет

232 Th ® 208Pb + 6He4            Т = 14.008 млрд.лет

Один из изотопов калия переходит в аргон со скоростью, которая подходит для определения возраста по отдельным калиевым минералам или по валовой пробе. Главная проблема заключается в утечке радиогенного аргона или загрязнении атмосферным аргоном.

40K ® 40Ar + e                     Т = 1.3×109 лет

Рубидий-стронциевый метод основан на распаде рубидия до стабильного стронция с периодом полураспада около 50 млн. лет. Отношение 87Rb/87Sr измеренное по валовой пробе, должно быть нанесено на график для определения изохрон.   

 87Rb ® 87Sr + b             Т = 4.99 млрд. лет

Современная шкала геологического времени включает эры, периоды, эпохи, расположенные в их естественной последовательности и привязанные к временным подразделениям, определенным радиометрическими методами.

Древнейшие из известных на Земле породы имеют возраст почти 3,8 млрд. лет; это меньше, чем возраст некоторых метеоритов (4,7 млрд. лет) и некоторых лунных пород (до 4,7 млрд. лет). Соответственно возраст Солнечной системы оценивается величиной порядка 5 млрд. лет.

2.3. Геохронологическая шкала

Изучение относительного возраста горных пород позволило европейским геологам уже в XV в. расположить выделенные подразделения в виде шкалы с наиболее древними подразделениями в основании и последовательно все более молодыми подразделениями выше в том порядке, который теперь называют стратиграфической колонкой. Ранние классификации включали три главных подразделения: первичную, вторичную и третичную эры; много позже к ним была добавлена четвертичная эра. Однако породы, названные первичными и вторичными, в действительности не были ни первыми, ни вторыми, поэтому эти названия были отброшены, но термины «третичная» и «четвертичная» продолжали использоваться.

Упраздненные термины были заменены понятиями «палеозойская эра» (древняя жизнь) и «мезозойская эра» (средняя жизнь), взамен термина «третичная эра» был предложен термин «кайнозойская эра», или «кайнозой» (современная жизнь). Позже были выделены археозойская (начало жизни) и протерозойская (протожизнь) эры для времени формирования допалеозойских пород, условно объединяемых под названием докембрия (рис. 59,60).

Перечисленные эры стали подразделяться на периоды, периоды на эпохи и более мелкие возрастные единицы. Подразделения докембрия – в основном местные или провинциальные, тогда как более молодые единицы, за небольшими исключениями, имеют общемировое применение.

Системой названа естественная толща горных пород с определенными верхней и нижней границами, обычно отмеченными отчетливой сменой литологии или резкими изменениями фауны, а иногда перерывами и несогласиями. Время, соответствующее системе, носит название периода. Все системы получили свои названия либо от местностей, где они были выделены, либо по характерным литологическим особенностям. Например, девонская система и период названы по графству Девоншир в Англии, пермская система - по городу Пермь в Предуралье, СССР; меловая система получила свое название по типичной для нее породе-мелу. Большая часть палеозойских и более молодых систем была выделена в Западной Европе в первой половине XIX в., так что стратиграфическая геология – наука относительно молодая.

Принципиальным добавлением к шкале геологического времени в последние десятилетия было введение неравномерно распределенных по ней возрастных реперов, полученных радиоактивными геохронологическими методами. Так как определения возраста выполнены основном для магматических пород, границы которых по большей части, к сожалению, не совпадают с границами геологических периодов, но они требуют известной корректировки с учетом относительной мощности осадков и других критериев. Следовательно, возраст выделенных подразделений не точен.


Рис. 57. Расчленение и сопоставление разрезов скважин с помощью палеонтологического метода:

а – в условиях постоянного литологического состава; б – при резких изменениях состава одновозрастных толщ; в – при сравнении с эталоном. 1 – пески; 2 – известняки; 3 – глины; 4 – башенкообразные спиральные раковины; 5 – плоские спиральные раковины; 6 – растительные остатки; 7 – членистоногие; 8 – двустворчатые раковины; 9 – кораллы; 10 – остатки рыб; 11 – пальцеобразные известковые палочки. Возраст пород: S – силур, D – девон, C – карбон, P – пермь, T - триас

Рис. 56. Пример использования стратиграфического метода определения относительного возраста пластов горных пород. Реконструкция пластов в пределах речной долины в условиях: а – пологого залегания пластов; б – интенсивной складчатости; в – дизъюнктивной тектоники. 1 – известняки; 2 – глины; 3 – пески;

4 – разлом; 5 – поверхность земли; 6 – границы пластов IIV; 7 – современные аллювиальные осадки

Рис. 58. Определение относительного возраста

интрузивных тел

Рис. 59. Геохронологическая шкала

фанерозоя

Рис. 60. Шкала докембрия


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

32564. Центральная память ПЛК 60.65 KB
  Очень часто особенно в простых микроконтроллерах типа SIMTIC S7200 их центральная память бывает организована в виде стековой памяти. Стековая память Пример реализации логической функции управления c использованием стековой памяти На рис. 35 показан последовательный механизм программной реализации логической функции управления Y с использованием стековой памяти ПЛК.
32565. Память ПЛК SIMATIC S7-220 51.19 KB
  В сегменте памяти программы хранится программа пользователя и содержится список команд которые должны выполняться в CPU для реализации разработанного решения по системе управления. Память данных содержит область временных данных программы и область памяти объектов. В этом же сегменте памяти хранятся результаты вычислений промежуточные данные и константы а также таймеры счетчики высокоскоростные счетчики и аналоговые входы выходы. К конфигурируемым параметрам относятся такие элементы как уровень защиты пароль адрес станции и...
32566. Модули ввода/вывода (МВв/МВыв) 36.68 KB
  Модули выпускают в различном исполнении: входные выходные или комбинированные ввода вывода дискретные логические аналоговые и специальные в обычном или безопасном исполнении и пр. Модуль ввода вывода дискретных сигналов. 36 показан возможный вариант модуля ввода вывода логических сигналов для 8разрядного микроконтроллера.
32567. Аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи 38.92 KB
  Для этой цели в модулях ввода вывода аналоговых сигналов используются аналогоцифровые АЦП и цифроаналоговые ЦАП преобразователи. Основной характеристикой ЦАП и АЦП является их разрядность определяемая длиной двоичного кода применяемого для представления аналогового сигнала. В схеме использован 8разрядный АЦП выходы которого соединены с входами регистра порта ввода. Для согласования уровня входного сигнала АЦП используется усилитель входного сигнала.
32568. Программаторы 43.12 KB
  Программаторы – это устройства, предназначенные для ввода управляющих программ, их редактирования и отладки, параметрирования системы
32569. Программно-математическое обеспечение (ПМО) контроллеров 248.4 KB
  Алгоритм программы Монитор Прикладное промышленное программное обеспечение Прикладное программное обеспечение рассмотрим на примере SIMTIC Soft фирмы Siemens это система тесно связанных инструментальных средств для программирования и обслуживания систем автоматизации SIMTIC S7 C7 а также систем компьютерного управления SIMTIC WinC. Интегрирование всех пакетов программ в единый интерфейс позволяет существенно повысить эффективность использования промышленного программного обеспечения SIMTIC и использовать однородные операции на всех...
32570. АСУ ТП на базе промышленных сетей 218.52 KB
  В условиях бурно растущего производства микропроцессорных устройств альтернативным решением стали цифровые промышленные сети Fieldbus состоящие из многих узлов обмен между которыми производится цифровым способом. Использование промышленной сети позволяет расположить узлы в качестве которых выступают контроллеры и интеллектуальные устройства вводавывода максимально приближенно к оконечным устройствам датчикам и исполнительным механизмам благодаря чему длина аналоговых линий сокращается до минимума. Каждый узел промышленной сети...
32571. Общие сведения о ТСА. Основные понятия и определения 15.82 KB
  Основные понятия и определения Целью курса Технические средства автоматизации ТСА является изучение элементной базы систем автоматического управления технологическими процессами. Элемент устройство конструктивно законченное техническое изделие предназначенное для выполнения определённых функций в системах автоматизации измерение передача сигнала хранение информации ее обработка выработка команд управления и т. Система автоматического управления САУ совокупность технических устройств и программнотехнических средств...
32572. Тенденции развития ТСА 29.04 KB
  Увеличение функциональных возможностей ТСА: в функции управлении от простейшего пуска останова и автоматического реверса к цикловому и числовому программному и адаптивному управлению; в функции сигнализации от простейших лампочек до текстовых и графических дисплеев; в функции диагностики от индикации обрыва цепи до программного тестирования всей системы автоматики; в функции связи с другими системами от проводной связи до сетевых промышленных средств.