ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
------------------------- —-------------------------------------------------------------- |
173. |
коры, надо выяснить картину движения земной поверхности в целом,
вчастности горизонтальные движения каждого ее участка, каждой
ееточки. В настоящее время площади, покрытые повторными три ангуляциями, ничтожно малы. Работа же по сплошной повторной триангуляции всей поверхности земного шара слишком трудоемка. В решении этой задачи можно надеяться на искусственные спутники: Земли при усовершенствовании и повышении их точности.
Ретроспективные системы
Типы ретроспективных реконструкций
В качестве ретроспективных систем (моделей) рассматриваются ретроспективные реконструкции различного типа. Прежде всего это — реконструкции геологического времени и последовательности геологических событий. Эти реконструкции представляют собой основу (канву) геологической истории. Далее следуют ретроспектив ные реконструкции генетического типа, т. е. реконструкции обста новки и процессов геологического прошлого. Наконец, синтезом реконструкций первых двух типов являются историко-геологические реконструкции, к которым принадлежат реконструкции эволюции геологических процессов и реконструкции тектонических движений.
Геологическое время
В основе ретроспективных реконструкций геологического времени
.лежит истолкование последовательности геологических тел, как последовательности событий. Реконструирование событий и их соотношений является основой определения геологического (логи ческого) времени.
Если физическое время устанавливается путем непосредственных наблюдений при помощи некоторого периодического процесса — колебаний маятника, вращения Земли вокруг своей оси и обращения ее вокруг Солнца, то в ретроспективных системах этот подход яв ляется нереализуемым. Геологическое время приходится восстанав ливать логическим путем. Восстановление временной последова тельности по результатам геологических событий прошлого превра щается в построение сложнейшей логической реконструкции.
За основу построения геологического времени могут быть при няты различные геологические тела, свойства, отношения, рассма триваемые как свидетельства некоторых событий. Наиболее распро странены реконструкции времени, основанные на литологических и ■биостратиграфических свойствах, на телах, выделяемых по этим свойствам, и на отношениях этих тел. Характерной чертой таких реконструкций является раздельный подход к восстановлению раз новременности и одновременности геологических событий. Для вос становления разновременности выбираются одни наблюдаемые отно шения геологических объектов и аксиомы, для восстановления одно временности — другие отношения и аксиомы. При радиологических
175
реконструкциях геологического времени принимают за исходный материал цифры соотношений материнского и дочернего радиоактив ных изотопов, интерпретируемые при помощи некоторой совокуп ности аксиом как цифры «абсолютного» возраста. Цифры «абсолют ного» возраста позволяют восстанавливать сразу оба временных отношения.
Литологическая реконструкция. Необходимый исходный материал: вертикальная стратиграфическая последова тельность пластов или слоистых толщ, латеральная литологическая непрерывность каждого пласта или каждой слоистой толщи. На осно вании закона Стено устанавливается отношение разновозрастное™: в серии нормально залегающих пластов вышележащий пласт моложе нижележащего. Аналогичный закон (мы предложили бы сформули ровать его так:, все точки одной и той же литологической границы одновозрастны), позволяющий переводить отношение латеральной литологической непрерывности в отношение одновозрастности, не сформулирован в явном виде, однако совершенно очевидно, что по добный перевод может осуществляться только на основании этого закона. Хотя, когда речь шла о слоистой структуре, говорилось, что литологические границы пересекают изохронные поверхности. При реконструкциях времени по литологическим признакам един ственно возможным допущением является представление об одно возрастности литологических границ; если же не учитывать послед него, то реконструкция геологического времени в пространстве литологической специализации становится невозможной.
Биостратиграфическая реконструкция. Не обходимый исходный материал: вертикальная последовательность распределения в стратиграфических разрезах видов, родов, других таксонов, или последовательность в тех же разрезах комплексов органических остатков. Стратиграфические отношения «выше» для этих объектов, так же как и в предыдущем случае, интерпретируются как возрастные отношения «моложе», а отношения сходства по ука занным признакам — как отношения одновозрастности. Основанием перевода отношения палеонтологического сходства в отношении гео логической одновозрастности служит закон Смита [172]. Утвержде ние о более молодом возрасте фаун и флор, залегающих выше, можно рассматривать как следствие закона Стено, или как частный случай этого закона.
Радиологическая реконструкция. Необходи мый исходный материал: количественные соотношения материнского изотопа радиоактивного элемента с большим периодом полураспада и дочернего изотопа этого элемента. В качестве основания перевода этих соотношений в цифры «абсолютного» геологического возраста обычно рассматривается физический закон, утверждающий постоян ство скорости радиоактивного распада во времени. Не в столь явной форме вводится допущение, что к датируемому моменту присутство вал только материнский изотоп, а содержание дочернего изотопа равнялось нулю и что за весь отрезок времени, вплоть до момента
176
анализа, не происходило ни привноса, ни выноса ни дочернего, ни материнского изотопов.
Одновременное использование нескольких реконструкций вре мени для восстановления возрастных отношений одних и тех же объ ектов зачастую приводит к противоречиям.
Особенно многочисленны противоречивые примеры в восстановле нии возраста радиологическим методом, с одной стороны, и палеон тологическим и литологическим методами — с другой. Так, для стра тиграфических единиц, залегающих выше, часто были получены цифры «абсолютного» возраста большие, чем для нижележащих единиц. Лавы древних (около 100 лет) излияний камчатских вулка нов были датированы 7 млн. лет.
Более того, даже при использовании разных признаков в преде лах одной и той же реконструкции обнаружилось множество противо речий. Так, неоднократно отмечались случаи обратной последова тельности в разных разрезах одних и тех же видов или комплексов органических остатков, случаи совместного нахождения в одном пласте видов или комплексов фауны и флоры, в других местонахо ждениях располагающихся один выше другого.
Согласно X. Хедбергу [191], все границы, которые могут быть приведены по наблюдаемым признакам, находятся в произвольных соотношениях с «истинным» временем, из чего следует, что это «истин ное» время неустановимо на основе наблюдений. Было предложено различать понятия «идеальная хроностратиграфическая единица» и «операционная хроностратиграфическая единица» [196]. Если пер вое понятие определялось как комплекс отложений, сформировав шийся за некоторый промежуток времени, то второе — как реальное тело, выделяемое по наблюдаемым и измеряемым признакам (в част ности, по литологическим, палеонтологическим или радиологиче ским), которое может быть принято за наибольшее возможное при ближение к «идеальной» единице. Конструкцию, соответствующую такому приближению, можно назвать эталонной.
При выборе эталонной конструкции будем руководствоваться пригодностью полученного логического времени для тектонических, структурных построений. При радиологическом определении времени мы вынуждены были бы считать геологические объекты, имеющие большие цифры «абсолютного» возраста, более древними, даже если бы они занимали в нормальной стратиграфической последовательности пластов более высокое положение. «Изохроны» при таком подходе имели бы прихотливые очертания и находились бы в сложных отно шениях со стратиграфической последовательностью и структурой геологического пространства. Эталонная конструкция должна соот ветствовать требованию операционной определенности, кроме того, она должна быть непротиворечивой. Требованию операционной определенности отвечает биохронологическая конструкция [146], однако она, как это можно было видеть, не свободна от противоречий. Видимо, следует ограничить множество признаков, используемых при ее построении, только непротиворечивыми системами. Если при
177
этом окажется, что сформулированным требованиям непротиворечия отвечают и литологические признаки, их тоже можно включить в ис ходное множество. Такая литолого-палеонтологическая реконструк ция времени будет универсальной и единой для любого геологи ческого пространства литологических и биостратиграфических спе циализаций.
Остановимся на соотношении временных представлений с прин ципом специализации. Может показаться, что предложение о единой временной шкале находится в определенном противоречии с этим принципом, согласно которому разбиение пространства и упорядо чение его структуры должно проводиться по каждому списку свойств раздельно. Единая временная координатная ось никоим образом не отменяет специализированные тектонические построения, напротив, она позволяет производить их сравнение, нахождение инварианта, или, наоборот, различий. Еще более значимо понятие универсального времени, не связанного с определенной узкой специализацией, в ретроспективных геологических системах, где, по какому бы списку литологических или палеонтологических свойств пространство ни расчленялось, всегда необходимо построение «хроностратиграфического ПОЛЯ».
Определив понятие времени в геологии, можно переходить к его использованию, к синхронизации и построению «хроностратиграфического поля». Хронологическая корреляция или синхронизация сводится к двум операциям ■— выбору системы опорных точек, для которых возраст вещества определен, и интерполяции (экстра поляции) изохронных поверхностей, что обычно проводится на основе прослеживания стратиграфических уровней.
Использование стратиграфических разрезов при стратиграфиче ской корреляции и при синхронизации обладает своими особенно стями. Так, при стратиграфической корреляции задача сводится к прослеживанию слоев, выделяемых по вещественным признакам; эти слои необязательно синхронны навеем их протяжении, и хроно стратиграфическая датировка их необязательна. При этом границы, выделяемые в разрезе по какому-либо признаку, не могут быть уточнены по другим признакам. Например, границы выделяемого по петрографическому признаку песчаникового пласта не могут быть уточнены в данном разрезе по находкам фауны или по измерениям физических свойств. Эти несобственные признаки могут быть исполь зованы при наличии соответствующих корреляционных связей C основ ным признаком пласта только при его прослеживании в сторону от данного опорного стратиграфического разреза.
Иначе дело обстоит при синхронизации. Здесь задача сводится к прослеживанию изохронных горизонтов, которые не обязательно на всем протяжении имеют одинаковый вещественный состав, по каким признакам он ни был бы определен. Для изохронных горизонтов обя зательна хроностратиграфическая датировка, которая, конечно, может иметь весьма различную точность. Хроностратиграфические горизонты не могут пересекаться.
12 Ю. А. Косыгин
178
Совокупность точек геологического пространства, для которых определен геологический возраст пород, и изохронных поверхностей можно представить как «поле геологических возрастов горных пород» или как «хроностратиграфическое поле». В последнем в принципе можно провести любое количество изохронных поверхностей. По строенные таким образом изохронные поверхности могут в деталях не соответствовать тем подлинным изохронным поверхностям, кото рые мы могли бы построить, если бы были свидетелями процессов осадконакопления и породообразования в геологическом прошлом и могли бы непосредственно измерять скорости этих процессов.
Вместе с тем хроностратиграфическое поле такое, каким мы можем себе его представить сейчас, является хотя и очень приблизитель ной моделью осадочной оболочки, но необходимой для всех палео географических и историко-геологических построений.
Реконструкции генетического типа
Выше речь шла о реконструкциях последовательности событий и геологического времени. Особое место среди ретроспективных систем занимают реконструкции (модели) генетического типа. Они включают реконструкции фациальных условий, т. е. условий образования или преобразования минералов, горных пород и полезных ископаемых, палеогеографические реконструкции и реконструкции геологиче ских процессов. Все эти модели строятся без учета течения геологи ческого времени. При реконструкции фаций, палеогеографии, гео логических процессов прошлого и т. д. мы отвлекаемся от длитель ности геологического времени и последовательности событий, отме чаемых на хроностратиграфической шкале, а рассматриваем рекон струируемые явления так, как будто они приурочены к какомулибо одному «моменту» геологического времени. Подразумевается, что эти явления и процессы протекали не мгновенно, что они имели некоторую длительность, занимали некоторый отрезок «физического» времени, но к течению геологического времени не имели явного от ношения. Время, к которому мы приурочиваем ретроспективные реконструкции генетического типа, назовем фиксирован ным геологическим временем.
Необходимо сделать общие замечания относительно использо вания причинно-следственных связей и применения метода аналогии в ретроспективной реконструкции генетического типа. При исследо вании динамических систем мы прослеживаем определенные причин но-следственные связи между условиями, в которых протекает про цесс, и результатами этого процесса. Наблюдая же в толще горных пород результаты некоторых процессов геологического прошлого, мы не можем использовать установленные при изучении динамиче ских систем причинно-следственной связи для реконструкции по этим результатам тех обстановок, в которых протекал процесс. Однако, если справедливо прямое утверждение (данные условия при-