Лекция 3.
Принципы и схемы стратиграфического расчленения четвертичных отложений. Принципы четвертичной стратиграфии. Общая стратиграфическая схема
Принципы четвертичной стратиграфии.
Стратиграфическое подразделение четвертичной системы представляет собой очень сложную проблему. Особенности антропогена (плейстоцена) затрудняют применение обычных методов биостратиграфии, особенно палеонтологии, применяемых в древних комплексах. Связано это с тем, что подразделение четвертичной системы строится на разрезах континентальных отложений, а не морских, как это делается для более древних систем. Ценность палеонтологического метода основана на быстрой эволюции и широком распространении руководящих форм. Для четвертичного периода с его малой продолжительностью значение имеет лишь ископаемая фауна наземных млекопитающих, которые эволюционировали быстро. Отрицательную роль играет также малое количество остатков, связанное также с малой плотностью заселения и неблагоприятными условиями захоронения. Все это ограничивает возможности палеонтологического метода. Поэтому, принципиальными основами четвертичной стратиграфии являются палеоклиматический и биостратиграфический принципы.
Главное значение для расчленения четвертичного периода имеет свойственная ему климатическая периодичность, благодаря которой производится расчленение отложений на ледниковые и межледниковые генетические ряды, и холодолюбивые и теплолюбивые виды ископаемой флоры и фауны, на ход и проявление процессов выветривания и рельефообразования. Основой этой методики является палеоклиматическая интерпретация палеонтологических, геоморфологических, литологических особенностей напластований, сменяющих друг друга в разрезе. В ряде случаев помогают геоморфологический и ритмостратиграфический методы, связанные с проявлением неотектонических движений. Однако, только комплекс методов дает надежный результат.
Для континентальных отложений важнейшее значение имеет палеофлористический анализ, основанный на палинологическом и карпологическом методах. Растения чрезвычайно чутко реагируют на климатические колебания (температуры и влажности), меняя свой состав и плотность расселения, что позволяет проследить не только процесс потепления и похолодания, но даже климатические катаклизмы, т. е. эпизоды наиболее благоприятного климата. Важным результатом изучения растительности служит выявление смещения растительных зон в связи с изменением климатических условий. Эти смещения являются надежным свидетельством изменений климата. Для озерных отложений важное значение имеет метод диатомового анализа, в результате выделения комплекса холодолюбивых и теплолюбивых диатомей можно судить об изменениях климата. Изменение состава диатомовых происходит также в связи с изменением химизма вод. Палеофаунистические данные позволяют уверенно истолковать климатические условия существования наземных моллюсков, что особенно успешно применяется при исследовании лессов. Многие виды наземных млекопитающих быстро приспосабливаются к климатическим изменениям. Многие животные, ныне обитающие в разных зонах (тундровые – северный олень, лемминг, песец, и степные – лошадь, сайга) в ледниковые эпохи жили совместно. Четвертичное похолодание привело к вымиранию в северных широтах многих южных форм.
В морских прибрежных отложениях существенные данные дают смены моллюсков. Для глубоководных отложений отчетливо проявляются смены теплолюбивых и холодолюбивых фораминифер (простейшие из класса саркодовых с известковой кремневой раковиной). Важным вспомогательным признаком для установления палеотемператур является анализ соотношения чистого кислорода изотопов О18/О16 в карбонате раковин планктонных фораминифер. Если О18>О16 – холодно, О16> О18 – тепло. Немалую роль при палеоклиматических реконструкциях имеют литологические особенности осадков и история рельефообразования. Главное – установление генетического типа отложений. Чередование в разрезе ледникового ряда: морена – флювиогляциальные отложения – озерные – морские осадки дает возможность выделить ледниковые и межледниковые этапы. Палеоклиматическое значение имеют другие генетические типы отложений. Солифлюкционные отложения свидетельстуют о существовании вечной мерзлоты; широкое распространение элювия и делювия – свидетельство теплого сухого климата; эоловые пески – аридного климата пустынь. Важную роль играют особенности выветривания горных пород. Наиболее ценные результаты дают исследования погребенных почв. Глинистый красноцветный элювий – влажный и жаркий климат, древесно-щебнистый элювий – сухой и холодный. В отложениях хорошо сохраняются следы многолетней мерзлоты – всевозможные криогенные текстуры: псевдоморфозы, криотурбации и т.д.
Положение биостратиграфического принципа в стратиграфии антропогена значительно сложнее. Как уже отмечалось, особенности применения палеонтологического метода для четвертичной стратиграфии связаны с господством на суше континентальных отложений. Подразделение этой системы строится на разрезах континентальных, а не морских отложений, как это делается для более древних систем.
Ценность палеонтологического метода основана на быстроте эволюции и широком, мировом распространении руководящих форм. Для подразделения четвертичного периода с его малой продолжительностью эволюция морских организмов протекала слишком медленно. Так, все океанические отложения, отвечающие четвертичному периоду (по фораминиферам) попадают в одну биостратиграфическую зону. Подразделение антропогена основано на разработанном В.И. Громовым методе выявления руководящих фаунистических комплексов. Для отдельных районов (Каспий) стратиграфия может строиться на эволюции солоноватоводных моллюсков и остракод. (Но это местная страт-я.). В условиях суши крайне малое количество ископаемых останков животных, что связано с плохими условиями захоронения. Все это ограничивает возможности палеонтологического метода. Тем не менее, биостратиграфический принцип сохраняет свои важнейшие преимущества, основанные на необратимости развития органического мира и возможности межрегиональной корреляции.
Развитие материальной культуры человека позволяет дополнить этот принцип археологическими данными. Таким образом, основами четвертичной стратиграфии являются палеоклиматический (климатостратиграфический) и биостратиграфический принципы.
Вспомогательное значение имеет тектонический принцип, основанный на тесной связи между рельефом и колебательными движениями земной коры. В подвижных зонах применяют ритмостратиграфические и геоморфологические методы расчленение осадков. Геоморфологическим методом устанавливаются на склонах долин серии врезанных террас, указывающих на чередование эпох поднятия и опускания земной коры. Эпохам восходящих движений отвечают накопленные в прогибах крупнообломочные отложения, а эпохам стабилизации соответствует тонкий материал (рис.4 пленка). Значительное преимущество у геохронометрических методов определения абсолютного возраста: С14, палеомагнетизм, которые дают подтверждения всем другим методам. Стратиграфическое расчленение плейстоцена возможно только при комплексном подходе.