Используемые исторической геологией методы многочисленны и весьма разнообразны, так как предполагают установление и изучение самых разнородных процессов, явлений и событий геологического прошлого. Принципиальным отличием историко-геологических методов от соответствующих геотектонических, литологических, петрологических, структурно-геологических и других следует считать рассмотрение их во времени: именно возраст и продолжительность тех или иных проявлений остается главной чертой рассматриваемых методов. А также необходимость изучения взаимодействия разных факторов и сторон историко-геологического процесса, их взаимосвязанность и взаимообусловленность в эволюционном развитии земной коры.
1. Методы определения относительного возраста
Данное направление исследований является основным предметом стратиграфии. Методы определения относительного возраста, или последовательности образования и залегания геологических тел, могут быть объединены в две основные группы – литостратиграфические, основанные на последовательности залегания разных по составу слоев или тел, и биостратиграфические, датированные по палеонтологическим остаткам.
Среди литостратографических методов различают литологический (собственно литостратиграфический, или минералого-петрографический), структурно-геологический, или тектонический, геофизический и палеомагнитный. Все они базируются на принципе последовательности напластования (принципе Н. Стенона), гласящем, что «при ненарушенном залегании каждый нижележащий слой древнее перекрывающего слоя». __
Суть литостратиграфического метода заключается в расчленении разреза на отдельные слои и пачки, отличающиеся по вещественному составу, окраске, структурно-текстурным особенностям. Взаимоотношения их в конкретных обнажениях и разрезах позволяет устанавливать стратиграфическую последовательность, решать вопрос, что моложе и что древнее. Метод этот, являющийся главным или универсальным в геологическом картировании, лежит в основе установления возрастных взаимоотношений. Следует, однако, помнить, что данный метод стратиграфии применим лишь для изучения и корреляции местных разрезов, и лишь с некоторыми поправками в региональном масштабе. В глобальном масштабе, где одновозрастные отложения подвержены резким фациальным (вещественным) площадным изменениям, он непригоден.
Структурно-тектонические методы основаны на представлениях о региональном характере проявления структурно-геологических изменений и перестроек, а также об одновозрастности их в разных районах Земли. Проявлениями такого тектогенеза могут быть седиметационные перерывы (параллельное стратиграфическое несогласие), угловые или структурные несогласия, а также степень дислоцированности соответствующих толщ. Поверхности несогласий являются в этом случае границами или реперами, позволяющими относить разделяемые ими отложения на более молодые и более древние. Одним из направлений таких структурно-геологических исследований является метод выделения структурных этажей, который специально рассматривается в курсе структурной геологии и лежит в основе составления тектонических карт. Он является ведущим при стратиграфическом расчленении докембрийских образований.
Ритмостратиграфические и циклостратиграфические методы являются разновидностью литостратиграфических и заключаются в изучении характера чередования различных пород или фаций в разрезах и прослеживании отложений с однотипным переслаиванием – наборами ритмов различного порядка. Ритмичность и цикличность строения типична для угленосных, соленосных, флишевых и некоторых других образований. Применимость таких методов ограничена, но в ряде случаев, например, при изучении флиша, они могут быть главными. Некоторые исследователи предполагают, что часть циклов отражает общие седиментационно-палеогеографические процессы на Земле, и они могут быть синхронными в глобальном масштабе. Все это определяет активное изучение данных вопросов, которые даже оформляются в самостоятельное направление – литмологию.
Геофизические методы расчленения и корреляции разрезов достаточно многообразны; они основаны на изменении характеристик соответствующих пород и отложений. Наиболее широко при этом используются электрометрические и ядерные методы геофизики (электро- и гаммакаротаж) – определение удельного электросопротивления или естественной радиоактивности пород. Различные виды геофизического каротажа являются главными при изучении стратиграфических разрезов глубоких скважин. Учитывая специфический рисунок каротажных кривых и объективный характер их составления, данные геофизические методы выделения, прослеживания или даже датировки являются в ряде случаев более обоснованными, чем непосредственные литостратиграфические наблюдения.
Палеомагнитный метод стал использоваться в стратиграфии сравнительно недавно, однако с ним связывают большие перспективы. Базируется он на существовании многократных магнитных изменений или инверсий в истории Земли, когда прямая полярность (ныне существующее положение, при котором северный полюс расположен на севере) и обратная полярность меняются на 1800. Поскольку та и другая полярности находят отражение в соответствующей ориентировке ферромагнитных частиц некоторых пород («магнитная память», «окаменевший магнетизм») их определение в стратиграфическом разрезе позволяет построить эталонную палеомагнитную шкалу прошлого, фиксирующую такую изменчивость. Эпохи определенной намагниченности и ориентировки полюсов, а также магнитные инверсии являются глобальным явлением. По характеру изменения «ископаемой намагниченности», сопоставлению ее с эталонной шкалой, можно привязывать соответствующие образования к общей (единой) геохронологической шкале. Общее представление о такой шкале дает ниже приводимый ее рисунок.
-Рис. __ Палеомагнитная шкала /найти и привести!/
Сложность использования палеомагнитного метода заключается в неполноте многих стратиграфических разрезов, приуроченности ископаемой намагниченности лишь к определенным породам, главным образом к плохо датированным континентальным и вулканогенным, а также трудоемкости получения соответствующих параметров. Палеомагнитный метод и шкала могут использоваться как вспомогательные исследования, уточняющие стратиграфическое положение изучаемых образований, так и выступать в качестве независимой меры измерений относительного возраста со своими магнитными палеохронами (гиперзонами, суперзонами и т.д.). Примером успешного использования палеомагнитного метода является установление границы перми и триаса: в татарском ярусе верхней перми известна очень выразительная палеомагнитная инверсия на границе магнитных зон Киама и Иллавара, которая по точности определения не уступает биостратиграфии.
Биостратиграфические или палеонтологические методы определения относительного возраста базируется на принципе У. Смита, который в начале XIX века сформулировал положение, что одновозрастные слои содержат исходные ископаемые, то есть, могут датироваться и сопоставляться по заключенным в них органическим остаткам. Пока это основной метод современной стратиграфии фанерозоя, дающий сравнительно легко наиболее высокую точность определения – датировки и корреляции.
Существуют несколько самостоятельных биостратиграфических методов определения возраста: 1) метод руководящих форм – выявление палеонтологических остатков с очень небольшой вертикальной распространенностью по разрезу, но расселенной на большой территории; 2) метод комплексного анализа фаунистических и флористических остатков, преимуществом которого является то, что при таких исследованиях снижается вероятность ошибки, и он может находить применение при отсутствии руководящих форм или в комплексе с ним; 3) эволюционно-филогенетический метод, основанный на определении относительного возраста по уровню эволюционного развития выбранной группы организмов – родов и семейств; 4) процентно-статистический метод, устанавливающий количественные соотношения определенных палеонтологических остатков в изучаемых отложениях.
Кроме того, в зависимости от используемых для датировки организмов среди палеонтологических методов выделяются палеофаунистические, палеофлористические, микропалеонтологические (обычно по фузулинидам, радиоляриям, конодонтам и другим группам), палинологические или спорово-пыльцевые. Достоверность и точность каждого из них различны; в целом они хорошо дополняют друг друга. Биостратиграфические методы, в отличие от литостратиграфических, ориентированы на привязку соответствующих отложений к глобальной (общей, единой, международной) стратиграфической геохронологической шкале. Естественно, что био- и литостратиграфические исследования должны проводится в комплексе.
Интенсивные стратиграфические исследования в 1820-40-е годы позволили в разных регионах земного шара установить практически все известные системы общей стратиграфической шкалы, что завершило оформление учения об относительном возрасте. В 1881году на Втором Международном геологическом конгрессе была принята унифицированная стратиграфическая шкала, которая с какими-то уточнениями сохраняется и поныне. И она же лежит в основе геохронологической шкалы, дополненной данными об абсолютном возрасте основных стратиграфических подразделений. Упрощенная шкала, на которой не показаны ярусы фанерозоя, приведена ниже (рис. __).
Рис. __ Стратиграфическая и геохронологическая шкала
Определение относительного возраста магматических образований производится, главным образом, по соотношению их с вмещающими осадочными. Если вулканические породы переслаиваются с осадочными, они датируются по принципу «выше – ниже», «моложе – древнее» и чаще всего может устанавливаться лишь нижний или верхний их возрастной предел. Сложнее бывает установление их возраста в случае прислонения (причленения) к более древним геологическим телам, когда более молодые вулканиты располагаются гипсометрически ниже (например, при заполнении лавами долин) или прорывают осадочные, образуя межпластовые залежи, или силлы. Возраст интрузивных тел определяется как диапазон между прорываемыми и перекрываемыми вмещающимися образованиями.
Относительный возраст метаморфических образований определяется также как осадочных или магматических. Зачастую определяющим здесь является не литологический, а структурно-геологический (учитывая сложную их дислоцированность). В этом случае, если толщи метаморфических пород разграничены тектоническим или магматическим контактом (разрывное нарушение или внедрение по разлому интрузии), об относительном их возрасте с какой-то долей условности можно судить по степени их метаморфизма. Более древними образованиями принято считать те, степень или стадия метаморфизма которых более высокая.
2. Методы абсолютной геохронологии
Методы определения абсолютного возраста принципиально отличаются от относительного: их целью является определение возраста того или иного геологического тела и события, выраженное в единицах астрономического времени, обычно в миллионах лет, начало или окончание какого-то процесса или его продолжительность. Попытка разрабатывать их предпринималась уже с ХVIII века. Качественно новое их развитие началось в ХХ ст. после открытия явления радиоактивности. Все методы абсолютной геохронологии условно можно разделить на две основные группы – литолого-палеогеографические и изотопные.
Среди литолого-палеогеографических методов наибольшую известность получил метод ленточных глин, или варв, предложенный в 1940 г. Де-Геером. Основан он на подсчете количества годовых пар слоев в приледниковых отложениях: песчано-алевритовых, формирующихся в летнее время, и глинистых – в зимнее. Данный метод имеет ограниченное применение, однако, является весьма наглядным и достоверным, позволяющим определять продолжительность ледникового процесса – его таяния и отступления.
В числе более ранних методов абсолютной геохронологии необходимо назвать попытки определения возраста Мирового океана по подсчету его солености, или длительности поступления солей, а также времени остывания Земли (он основан на представлениях, что планета была расплавленным телом). Наконец, делались и делаются попытки определения продолжительности скорости осадконакопления по мощностям накопившихся отложений, изучению их ритмичности («седиментационный метод песочных часов»).
Наиболее важны в абсолютной геохронологии изотопные методы, основанные на определении времени полураспада ядер атомов радиоактивных элементов, протекающих в земной коре с одинаковой скоростью. Эти методы определения изотопного возраста (ядерной геохронологии, радиометрии, радиогеохронологии) постоянно совершенствуются. Среди наиболее распространенных необходимо упомянуть свинцовый, аргоновый, стронциевый и радиоуглеродный методы.
Свинцовый метод основан на определении изотопов свинца и гелия, являющихся конечными продуктами распада урана и тория. Он надежен и хорошо разработан; удовлетворительные результаты получаются для датировки докембрийских образований. Основным ограничением его применения является редкая сохранность используемых для анализа природных минералов (обычно монацит, уранинит, ортит).
Аргоновый, или калиево-аргоновый метод разработан в нашей стране З.К. Герлингом и является сейчас наиболее распространенным. Основан он на превращении изотопа 40К в аргон. Определение возраста производится по отношению 40Аг/40К в таких распространенных минералах и горных породах как слюды, калиевые полевые шпаты, роговые обманки, пироксены, глауконит, некоторые соли. Следовательно, он пригоден для датировки большинства изверженных пород и некоторых осадочных (глауконитосодержащих, соленосных и др.). Ограничение его использования связано с чувствительностью к последующим воздействиям, различного рода «омоложениями» в результате выветривания или метаморфогенно-метасоматическими процессами.
Стронциевый, или рубидиево-стронциевый метод основан на распаде 87Rb и превращении его в изотоп 87Sr, который обычно присутствует в калиевых минералах, чаще всего в слюдах. Наиболее широко используют для контроля аргоновых определений. Радиоуглеродный метод основан на определениях радиоактивного изотопа углерода 14С, который образуется в атмосфере, а затем усваивается растениями. Используется он для датировки отложений, время образования которых не превышает 50-70 тыс. лет. Поэтому он применим в археологии, антропологии и при расшифровке геологической истории последнего этапа четвертичного периода.
На основе методов изотопной геохронологии разработана геохронологическая шкала, которая постоянно уточняется. Существует несколько вариантов таких шкал. В них датированы не только периоды и эпохи (начало, окончание, продолжительность), но и века и даже некоторые палеонтологические зоны для мезо-кайнозоя. Поскольку точность радиохронологических методов составляет в среднем 3-5%, определение возраста раннепалеозойских и докембрийских отложений геологических тел и событий производится иногда со значительным искажением, или, без столь же высокой достоверности, которая характерна для более молодой истории. Результаты абсолютной геохронологии наиболее важны для установления возраста магматических образований, особенно интрузивных. В целом они не только дополняют или уточняют определения относительного возраста, но и вносят в датировку новый элемент информации о времени, дают исходный материал для ряда количественных исследований. Хотя полностью определение абсолютного возраста пока не в состоянии заменить относительный возраст.
3. Методы восстановления физико-географических обстановок
Данное направление исследований принято считать одним из основных в исторической геологии. Предполагается, что оно изучает развитие и взаимодействие главных оболочек Земли в прошлом: атмосферы, гидросферы и земной поверхности. Это главный предмет палеогеографии, который включает изучение следующих основных крупных вопросов: фациальный анализ, характер распределения суши и моря в геологическом прошлом и палеоклиматические реконструкции. Данные методы разработаны наиболее полно и обычно детально описаны в большинстве учебников.
На базе анализа физико-географических (палеогеографических, геологических) процессов и обстановок прошлого были разработаны и сформулированы основные принципы исторической геологии. Среди них необходимо назвать принцип униформизма, сформулированный в 1833 году английским исследователем Ч. Лайелем, который предполагал, что изучение современных природных явлений есть ключ к познанию прошлого. Его взгляды, предполагавшие неизменность во времени геологических процессов и отрицавшие направленность развития Земли, подверглись впоследствии уточнениям. Униформизм был заменен понятием актуализма, при котором расшифровка геологического прошлого идет от изучения современных процессов, но с поправкой на эволюционную изменчивость их во времени. Актуализм ведет свое начало от И. Вальтера (1893), но наиболее полно развивался в русской и советской геологии А.Д. Архангельским и Н.М. /М.М./ Страховым. В последних трактовках это не только принцип или мировоззрение, но и самостоятельная группа методов исследований, учитывающая необратимость геологической истории.
При всех достоинствах и возможностях актуалистического метода необходимо помнить о его ограниченности. Его нужно с большой осторожностью применять для решения процессов докембрийской истории, физико-географические условия которой существенно отличаются от фанерозойских и современных. Он с большими ограничениями может применяться к тектоническим процессам, которые являются более продолжительными, чем это фиксируют современные наблюдения. Наконец, он непригоден для расшифровки интрузивного процесса и тех явлений, которые невозможно наблюдать непосредственно. Следовательно, актуализм должен учитывать разный диапазон времени по данным современных наблюдений и сравнения их с конденсированной информацией о геологическом прошлом, невозможность зачастую датировать события прошлого с требуемой возрастной точностью.
Фациальный анализ как основа воссоздания геологического прошлого получил в исторической геологии и палеогеографии наиболее широкое распространение. Понятие о фации введено А. Грессли (1839), который понимал под нею синхронные отложения сходного литологического состава и с одинаковыми палеонтологическими остатками. Позднее Н.А. /М.О./ Головкинский (1869) ввел это понятие в русскую геологическую литературу, трактуя его как единицу физико-географической обстановки для определенного интервала времени. Такое двойное понимание сущности фации – литологическое и как элемент ландшафта – сохраняется и поныне. Естественно, что основу фациального анализа составляют представления о современных их взаимоотношениях, то есть актуалистический подход их изучения. Благодаря работам Д.В. Наливкина (1934, 1956) и других исследователей фациальный анализ превратился в крупное направление и самостоятельное учение, развивающейся на стыке палеогеографии, исторической геологии, литологии.
Среди методов фациального анализа необходимо отметить две основные их группы: составление фациальных карт и расшифровка фациальных обстановок геологического прошлого в отдельных районах по данным стратиграфических разрезов. Фациальные карты составляются обычно для одновозрастных отложений, литологический состав которых изменяется по площади. Такие карты дают хорошее представление о палеогеографических обстановках отдельных периодов, веков, эпох или других интервалов времени, которые могут быть использованы для прогнозирования определенных полезных ископаемых – углей, россыпей, различных строительных материалов. Составление фациальных карт и разрезов базируется на: 1) пространственно-временном выделении минералов и пород-индикаторов, фиксирующих соответствующие палеогеографические обстановки, – соли, угли, глауконит, фосфориты, гипс, карбонаты и др.; 2) биономическом анализе – восстановлении палеогеографических и фациальных обстановок по данным распределения в соответствующих отложениях палеонтологических остатков; 3) литологическом анализе отложений, учитывающем цвет пород – красноцветные, сероцветные, пестроцветные и др., а также их структурно-текстурные признаки, характер переслаивания, изменчивость этих признаков по площади и в разрезе. По этим данным может производиться восстановление глубины, солености и формы бассейнов, температур того времени и ряд других характеристик палеогеографического прошлого. Дальнейшим предметом фациального анализа становится их идентификация с современными аналогами, а также группирование в определенные типы, группы, виды.
Вторым важным направлением палеогеографических реконструкций является изучение характера распределения суши и моря в геологической истории. Среди исследователей, активно занимавшихся этими вопросами, необходимо назвать А.П. Карпинского, С. Бубнова, Б.Л. Личкова, Г.Ф. Лунгерсгаузена, Пэйтона, Э. Хеллема, Д.П. Найдина, Ю.М. Малиновского, А.Л. /О.Л./ Яншина. Основными методами данных исследований были составление и анализ палеогеографических карт, а также построение и корреляция региональных палеогеографических кривых.
Палеогеографические карты несут большую информацию о физико-географических обстановках каких-то интервалов геологического прошлого. Данные анализа таких карт в глобальном или региональном масштабе позволяют фиксировать периодическое разрастание или сокращение морских и континентальных площадей, а также разного рода их перераспределения. Соответствующие методы сводятся к количественным подсчетам соотношения таких площадей, что позволяет выделять гео- и талассократические периоды и эпохи (этапы), время преобладания континентальных или морских условий на площадях нынешних материков, сравнивать полученные параметры с современными. Характер колебания таких соотношений в региональном и глобальном масштабе отражается путем построения различного рода палеогеографических кривых.
Еще одна группа методов и направление исследований сводится к выявлению в частных или региональных разрезах отдельных трансгрессий или регрессий. Примером подобных исследований может быть составление палеогеографической (эпейрогенической) кривой по данным геологической карты. Если мы составим ряд таких палеогеографических кривых для отдельных регионов (крупных тектонических структур), то их сопоставление позволить фиксировать какие-то общие трансгрессии или регрессии, которые мы можем сопоставлять с теми, что выделены по данным анализа палеогеографических карт. Наряду с этим, такие сопоставления позволяют иногда устанавливать явления, при котором трансгрессиям в одних регионах соответствуют регрессии в других; в этом случае мы можем говорить о палеогеографических перераспределениях: морские бассейны из одних площадей перемещаются в другие.
Палеоклиматические исследования получили большое распространение в последнее время. Климат как один из основных параметров физико-географических условий определяется следующими основными факторами: 1) соотношением морских и континентальных площадей и взаимным их расположением; 2) степенью орографической расчлененности рельефа; 3) величиной солнечного излучения, которое вероятно могло изменяться во времени; 4) концентрацией CO2 в атмосфере, при которой ее повышение может вызвать потепление. Обычно региональные и глобальные изменения климатов определяются комбинацией этих факторов. Важнейшей особенностью климатов Земли является поясная климатическая зональность – существование полярных, экваториальных зон и поясов умеренного климата. В зависимости от соотношения величины выпадения и испарения осадков выделяют два типа климатов – аридные и гумидные.
Среди основных направлений палеоклиматических исследований необходимо назвать выделение эпох аридизации или гумидизации климатов, потепления или похолодания на изучаемых площадях, выявление причин нарушения климатической зональности и работы по палеогеографическому районированию. Методы таких исследований могут быть самыми различными; среди них преобладают литолого-формационные (изучение климата по составу сформировавшихся отложений) и палеонтологические, когда о климате можно судить по характеру существовавшего органического мира. Полученные результаты отражают на различных таблицах, графиках, палеоклиматических кривых.
Нарушение поясной климатической зональности может быть обусловлено как особенностями размещения морских и континентальных площадей и рельефов, так и последующим ее нарушением за счет дрейфа материков. Нередко именно палеоклиматические данные вместе с палеомагнитными и другими ложатся в основу соответствующих представлений мобилизма. Например, позднепалеозойское гондванское оледенение, следы которого известны на разных материках, в том числе приэкваториальных регионах, трактуется как результат дальнейшего разноса площадей со сформировавшимися ледниковыми отложениями – тиллитами. Отсюда разработка методов палеогеографического районирования, восстановления миграции полюсов, палинспастических реконструкций (восстановление былого размещения регионов и материков) является составной частью палеогеографического исследований.
Итогом воссоздания физико-географических обстановок прошлого является составление палеогеографических карт. Методика их построения хорошо известна и разработана. На таких картах показываются морские и континентальные площади с соответствующей их характеристикой (глубины бассейнов, орографические параметры континентальных и морских площадей, предполагаемая гидрография); нередко палеогеографическую обстановку совмещают с данными об осадконакоплении – такие карты называют литолого-палеогеографическими; они составляются для отдельных периодов, эпох, веков или каких-то произвольно выбранных этапов. Палеогеографические карты, как уже неоднократно подчеркивалось, это не только итог изучения физико-географических условий прошлого, но и материал для дальнейших исследований.
4. Тектонические движения и методы их изучения
Под тектоническими движениями принято понимать преимущественно механические перемещения в земной коре, верхней мантии и приповерхностных зонах, обусловливающие изменения земной поверхности и структуры геологических тел. Это составная часть геологической формы движения материи, которую следует отличать как от планетарной, совершаемой Землей, так и различного рода геохимических, минералого-петрологических, физико-географических (денудационно-аккумулятивных) процессов, в результате которых формируется рельеф. Учение о тектонических движениях лежит в основе геотектоники; в исторической геологии они важны для правильного и более глубокого понимания прошлого, так как именно тектогенез обусловливает формирование рельефа, преобладающую часть седиментационно-палеогеографического и магматических проявлений.
В основе наиболее распространенной схемы классифицирования тектонических движений лежит традиционное разделение их на два основных типа: колебательные и дислокационные, или деформационные, которые заменили ранее выделявшиеся эпейрогенические и орогенические (складкообразовательные). Принятое деление подразумевает выявление тектогенеза, обусловливающего деформации и без таковых, когда о соответствующих перемещениях судят главным образом по условиям осадконакопления (мощностям сформировавшихся отложений, глубине их накопления). Естественно, что такое деление является формальным и упрощенным, отражающим лишь одну сторону явления; зачастую проявление колебательных и деформационных тектонических движений может быть единым процессом, обусловленным общими глубинными процессами, эндогенными причинами.
Одним из важнейших вопросов исторической геологии является обоснование такого понятия как тектонический режим и его смена. Под тектоническим режимом понимается преобладающий тип перемещений и деформаций на определенных площадях в течение изучаемого времени; это природное состояние того или иного участка земной коры. Режимом в этом случае считается некоторый суммированный характер перемещений, обычно вертикальных, который может осложняться импульсами обратных движений (например, седиментационные перерывы в пределах прогибающихся бассейнов). Основными показателями тектонического режима является определенная его устойчивость, единая направленность перемещения (преобладающие опускания или воздымания), а также их темп; для определения скоростей опускания пользуются данными о мощностях накопившихся отложений и представлениями о глубине бассейна, где они формировались. О восходящих движениях мы можем судить лишь по глубине денудационного среза.
Смена тектонического режима может определяться изменением направленности перемещений (длительные опускания сменяются воздыманиями) участка, а также разными скоростями опускания. В первом случае говорят об инверсиях, или обращении тектонического режима, а во втором – активизации или затухании подвижности. Смены режимов бывают постепенными или резкими, скачкообразными. Обычно смена тектонических режимов сопровождается активизацией складкообразования, сменой структурного плана площадей прогибания и воздымания и другими явлениями; в таком случае говорят о проявлении тектонических фаз, структурно-геологических перестройках.
Методы изучения тектонических движений весьма разнообразны; наиболее полно разработано изучение колебательных тектонических движений, среди которых ряд методов получил большое распространение. Метод изопахит, или метод площадного изменения мощностей, который сводится к построению линий с разными мощностями одновозрастных отложений. Это один из наиболее простых и достаточно наглядных способов выявления участков прогибания земной поверхности в определенный интервал времени. Обычно применим для сравнительно небольших площадей с хорошо изученными мощностями отложений. Построение карт изопахит для нескольких разновозрастных осадочных толщ позволяет фиксировать миграцию зон максимального прогибания определенного времени.
Метод фациального анализа позволяет восстанавливать физико-географические условия в определенные интервалы времени и по ним судить о характере соответствующих колебательных тектонических движений. Фациальный анализ используется не только для построения палеогеографических карт, но и для изучения тектогенеза. В сочетании с методами изопахит он позволяет выделить площади прогибаний и воздыманий, а также пограничные зоны, глубоководные и мелководные участки седиментационного бассейна. Метод является весьма информативным для больших площадей с хорошо изученными стратиграфическими разрезами.
Метод изучения мощностей позволяет фиксировать разный темп проявления колебательных тектонических движений во времени. Основой для таких исследований является стратиграфическая колонка; поэтому в отличие от метода изопахит анализируется не площадной характер тектогенеза, а хронологический. В ряде случаев изучаются не мощности, а скорости осадконакопления (мощность делится на длительность времени накопления соответствующих толщ в миллионах лет), которые более точно характеризуют темп прогибания. Такие данные изображают графически в виде палеотектонических, или эпейрогенических кривых. Если имеется материал по нескольким площадям или регионам, то можно сравнивать характер одновозрастных колебательных тектонических движений, фиксировать интервалы времени, в течение которых средние скорости прогибания могут затухать или возрастать.
Анализируя данные о мощностях и скоростях осадконакопления и соответствующего прогибания, нужно помнить об условности таких представлений: малые мощности могут иногда формироваться в условиях больших глубин и, следовательно, высоких темпов прогибания и наоборот, мелководные отложения могут иметь очень большие мощности. Выходом из такого положения может быть использование метода комплексного анализа стратиграфического разреза, который предусматривает построение для изучаемых площадей седиментационной диаграммы, палеогеографической и палеотектонической (эпейрогенической) кривых, на которых отражается глубина седиментационного бассейна, мощности или темпы накопившихся отложений и седиментационные перерывы, знаменующие воздымания, которые позволяют наглядно представить характер колебательных тектонических движений на изучаемой площади в течение всего анализируемого диапазона времени.
Метод изучения стратиграфических (седиментационных) перерывов предполагает выделение их на каких-то участках, площадное прослеживание и межрегиональное сопоставление этого своеобразного историко-геологического явления, обусловленного проявлением колебательных тектонических движений. Геологическая природа и конкретные условия проявления седиментационных перерывов могут быть самыми различными. Это может быть результатом обширных воздыманий или снижения уровня Мирового океана, изменением конфигурации океанических впадин и многих других причин. Изучение возрастных уровней таких перерывов и является предметом соответствующих историко-геологических исследований. В частности, устанавливается их приуроченность к границам большинства периодов, а также существование эпох частого их проявления.
Методы изучения деформационных (складкообразовательных) тектонических движений достаточно разнообразны, однако для исторической геологии имеет важное значение лишь два основных. Анализ уголовных несогласий предполагает выделение, площадное прослеживание и межрегиональную корреляцию одновозрастных складчатых деформаций. По своей сущности и характеру исследований данный метод близок к изучению седиментационных перерывов, но здесь анализируется проявление не колебательных тектонических движений, а складкообразовательных. Такие исследования впервые в большом объеме выполнил Г. Штилле (1924); и хотя многие его представления подверглись впоследствии резкой критике, сам метод имеет много последователей. И действительно, на определенных возрастных уровнях (в позднем визе, в середине турона или артинского века и др.) во многих районах Земли фиксируются резко выраженные региональные проявления складчатости. Природа этого явления пока недостаточно полно расшифрована, но сам факт его существования заслуживает изучения. Могут анализироваться как характер размещения угловых несогласий в разрезе, так и прослеживание «главной складчатости» в пределах складчатой области или пояса, закономерности пространственно-временной ее миграции.
Метод составления тектонических карт, основанный на выделении площадей и структур с разновозрастной складчатостью, остается, по всей видимости, основным в изучении деформационного тектогенеза. Такие карты могут составляться как для небольших площадей, в том числе планшетов средне- и крупномасштабной съемки, так и в региональном или даже глобальном масштабе. Основная суть такой карты – показ площадей с разновозрастными деформациям. Так, на региональных тектонических картах могут быть выделены области и зоны с байкальской, каледонской, герцинской, мезозойской или альпийской складчатостью – площади, где активное складкообразование приурочено к определенным интервалам времени.
Методы изучения горизонтальных перемещений приобретают в последнее время важное значение для исторической геологии. При изучении современных тектонических движений активно использова