Файл: Вопросы общей и теоретической тектоники [сборник]..pdf

тектонисту всегда необходимо осознавать с какими с в о й с т ­ ва м и и от ноше н и я м и и в рамках к а к о й г е о м е т р и и он имеет дело. Если наша статья хотя бы наталкивает читате­ ля на размышления в этом направлении, то свою задачу мы считаем выполненной.

тематических методов и ЭВМ в геологии. «Геол. п геофизика», 1967, Л» 10.

ний на ЭВМ. «Математнч. пробл. геофизики», вып. II. Новосибирск, 1971. В о р о н и й К) .А., Б о р о в и к о в А. М., С а л и н Ю. С., С о л о в ь- е в В. А., Т и т о в А. А. Совершенствование теоретических построений

стратиграфии с помощью моделирования на ЭВМ. «Применение математич. методов и ЭВМ прп поисках полозп. некой.». Новосибирск, 1972.

ская классификация залежей нефти и газа и ее применение для описа­ ния месторождений Тюменской области. М., «Недра», 1970.

Г р и ш к и н Р. П., Л е о н о в В. Л. О принципах структурной симмет­ рии и их применении. В сб. «Проблемы региональной геологпп п петро­ графии Сибири и методы геохимических и геофизических исследований».

Д м и т р к е в Г. А. Гравитация как основпой фактор слоеобразовашгя «Геол. и геохимия», сб. 3. Л., 19806.

К о о ы г и н Ю. А., С а л и н Ю. С., С о л о в ь е в В. А. Определение тек­ тоники. «Геотектоника», 1973, № 4.

сер. геол.», 1969, № 6.

Л е д л н Р. С., Л а с т о д Л. Б. Объективные основания диагноза. «Кпбернетич. сб. 2», М., ИЛ, 1961.

С о к о л о в Б. С. Биохронология и геологические границы. «Пробле­ мы общей и региональной геологпп». Новосибирск, «Наука», 1971.

Стратиграфия и математика. Хабаровск, Хабаровск' кишки, изд-во, 1974.

Ш а ф р а н о в е кий И. И. Симметрия в природе Л., «Недра», 1968.

73

ВОПРОСЫ ОБЩЕЙ й ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ТЕКТОНИКИ

У Д К — 55.001

Ч. Б. БОРУКАЕВ

ЗНАЧЕНИЕ И РОЛЬ ЭТАЛОНОВ

ВГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

Вгеологической литературе последних лет все чаще встре­ чается термин «эталон». Вероятно, это связано с проникнове­ нием в геологию логико-математических методов, трактующих­ ся некоторыми исследователями как введение в иссле­ дования «меры и числа». При этом предполагается, что пред­ ставление (предъявление) эталона является не только необ­ ходимой процедурой, но и важнейшей частью научного иссле­ дования. Иногда считают даже, что представление эталона бо­

лее предпочтительно, нежели формулировка соответствующего понятия, ибо материальность, вещественность объекта имеет преимущества перед абстрактным характером понятия. Одна­ ко значение и роль эталонов в геологических исследованиях с методологических позиций еще не обсуждались. Попытка та­ кого обсуждения предпринята в настоящей статье.

Предварительно условимся различать в любом исследова­ нии эмпирическую и теоретическую стадии. На эмпирической (опытной) стадии исследователь получает некоторый объем информации, который позже, на теоретической стадии орга­ низуется в систему (теорию). Собственно научной является лишь теоретическая стадия, на которой только и появляются формализованный язык науки и моделирование в качестве ап­ парата исследования. На эмпирической стадии исследователь удовлетворяется бытовым языком, а аппарат состоит из на­ бора готовых (традиционных) алгоритмов. Такое разделение в известной мере условно, однако будет полезным для опреде­ ления значения эталонов.

74

Понятие «эталон»

Понятие «эталон» пришло в науку из техники, где этало­ ном называется «образцовая мера (или измерительный при­ бор), служащая для воспроизведения, хранения и передачи единиц измерения с наивысшей ... точностью» (Словарь ..., 1964). В качестве примеров обычно приводят эталоны меры длины — метр, веса — килограмм, силы тока — ампер и т. п. В переносном значении эталон определяется как «мерило, об­ разец для сравнения с чем-либо» (Словарь .. ., 1964). Сущест­ венно отметить три важных момента:

1.Эталон имеет четкое целевое назначение. Он символи­ зирует единицу измерения в специализированном признако­ вом пространстве (Косыгин, Воронин, 1965). Так, метрами из­ меряется только длина, а килограммами — только вес. Много­ численные признаки физического тела, принятого за эталон, ■не входящие в подсписок, по которому данное пространство специализировано, никакой роли в конкретном исследовании не играют. Известно, например, что эталон метра изготовлен из платиново-иридиевого сплава, имеет температуру 0°С, хра­ нится в Париже и т. и., но эти сведения имеют чисто справоч­ ный характер. Значение единицы длины передается от эта­ лона через образцовые меры к рабочим. Последние могут быть изготовлены из любого металла, дерева, пластмассы, иметь любую температуру и т. д., но мера длины остается по­ стоянной. В этом смысле мера длины — скорее понятие, не­ жели вещественный объект.

2.Процедура сравнения с эталоном строго определена. На­ пример, сравнение с мерой веса заключается во взвешивании. Шкалы измерений могут быть метрическими (километр—метр

—сантиметр) или неметрическими (миля—фут—дюйм), но строго фиксированы. Определение процедуры сравнения об­ условлено целевым назначением эталона.

3.Эталон выбирается условно, вне зависимости от точности процедур измерений. В этом отношении показательна история выбора метра в качестве эталона меры длины и, в частности, решение Международной метрической комиссии 1870—1872 гг. об отказе от «естественных» эталонов (Большая Сов. Энцик­ лопедия, 1954).

Эталоны широко применяются в отраслях геологии, связан­ ных с физическими и химическими методами. Так, для изме­ рения радиоактивности горных пород используется единица кюри, которая «по аналогии с другими эталонами, широко

75

применяемыми в настоящее время, ... условно сделана неза­ висимой от точности определения радиоактивных постоянных Ra» (Баранов, 1955, стр. 63). Для оценки радиоактивности используется метрическая шкала. Из приведенной цитаты яс­ но, что применение эталона в описанном случае вполне кор­ ректно и относится к эмпирической стадии исследования.

Каковы же значение и роль эталонов в отраслях геологии, связанных с традиционым.и геологическими методами — па­ леонтологии, стратиграфии, тектонике? Рассмотрим этот воп­ рос на примере трех понятий — голотип, стратотип и тектонотип. Как показывает анализ литературы, именно эти понятия наиболее определенно связывают с понятием эталона.

Голотип

Голотип — это «единственный экземпляр, выделенный или указанный в качестве «типа» номинального таксона видовой группы при первоначальном опубликовании» (Палеонтологи­ ческий словарь, 1965). Сходный смысл имеют термины лектотип и неотип, отличия которых от голотипа заключаются в да­ те выделения (указания). Все три термина объединяет термин «типовой экземпляр». Голотип выбирается из типовой серии условно, из числа экземпляров хорошей сохранности с усло­ вием, чтобы он представлял «по возможности, все признаки нового вида ... в наиболее характерном развитии» (по Б. К- Лихареву, 1956, стр. 351). Анализ понятия существенно облег­ чается, если вспомнить о развернутой вокруг него полемике, полно отраженной Б. К. Лихаревым.

Наиболее определенно высказывание Б. П. Марковского который называет голотипом «эталонный образец» вида, на ос­ нове тождества которому устанавливается принадлежность к данному виду» (по Б. К. Лихареву, 1956, стр. 350). По-види- мому, именно с таким пониманием целевого назначения голотппа сталкивается палеонтолог в своей определительской ра­ боте.

Таким образом, голотип выбирается условно (из типовой серии) и как будто имеет определенное целевое назначение. Однако нигде и никогда не определялось специализированное формальное пространство, в котором голотип должен исполь­ зоваться в качестве эталона. Исходя из концепции «естествен­ ности» вида, высказывают пожелания, «чтобы голотип был на­ иболее полно изучен со стороны как внешних, так и внутрен­ них признаков» (Лихарев, 1956, стр. 353). Следовательно,

76

множество признаков вида признается открытым. При этом любое последующее описание голотипа может быть проведено с большей точностью, чем предыдущее, за счет учета дополни­ тельных признаков. В этом смысле голотип как «мера» вида незафиксирован, а следовательно, эталоном не является.

В практике имеющийся материал обычно приходится срав­ нивать не с голотипом, а с его описанием. Можно было бы по­ лагать, что именно описание голотипа, в котором зафиксиро­ вано конечное число признаков, символизирует собой вид. По сути, описание — уже понятие, вырабатывающееся на теоре­ тической стадии исследования. Однако существующие описа­ ния формально несовершенны (Тесаков, 1968), что также яв­ ляется следствием концепции «естественности» вида. В силу этого процедура сравнения конкретной особи с голотипом со­ вершенно неопределенна. Если даже временно отвлечься от это­ го наиболее важного обстоятельства, выясняется, что и списа­ ние голотипа эталонным признано быть не может, ибо понятие о виде «дает только серия возрастных образцов, а иногда так­ же серия образцов, взятых из различных условий существова­ ния» (Комаров, 1944, стр. 67). Элементарной основой вида является не голотип, а дем неонтологов или локальная иско­ паемая популяция (Захаров, 1969) палеонтологов. Иными сло­ вами, любой голотип это фенотип, а не генотип.

Отсюда следует, что ни голотип, ни его описание не явля­ ются эталонами вида. Голотип оказывается излишним на те­ оретической стадии исследования, а на эмпирической не име­ ет преимуществ в отношении «всех признаков вида» перед другими экезмплярами типовой серии, кроме хорошей сохран­ ности, к науке никакого отношения не имеющей. По-видпмому, стремление «эталонизации» вида в голотипе — одно из следст­ вий неясности понятия «вид», на что указывал еще Ч. Дарвин. Достаточно сказать, что в объемистом исследовании Э. Майра (1968), специально посвященном виду, отсутствует удовлетво­ рительное определение этого понятия.

По справедливому замечанию Б. К. Лихарева (1956, стр. 352), «единственное назначение выбора голотипа заклю­

чается в том, чтобы закрепить новое видовое название за ка­ кой-то конкретной особью вида». Б. К- Лихарев видит в этом «скромную, но полезную в смысле охраны приоритета роль», но этот вопрос относится уже к области этики, а не науки.

77

Стратотип

«Стратотипом называется такой конкретный разрез отло­ жений какой-либо стратиграфической единицы (яруса, свиты и др.), который исследователем, впервые выделившим эту еди­ ницу, указывается и описывается в качестве типового ее раз­ реза. Он служит эталоном для последующего сравнения с ним соответствующих по геологическому возрасту отложений друих районов» (Задачи..., 1968, стр. 8). При вычленении под­ разделения «единой стратиграфической шкалы» выдвигается требование описания следующих характеристик стратотипа: а) ранг, б) объяснение названия, в) точное местоположение, г) прежние названия и история вопроса, д) точное изображе­ ние (с рисунками, фотографиями), е) характеристика подсти­ лающих и перекрывающих отложений, ж) послойное литоло­ гическое описание, з) послойная биостратиграфическая харак­ теристика, и) краткий анализ стратиграфического, биогеографического и фациального значения комплексов фауны и фло­ ры, к) выводы о возрасте, л) параллелизация с известными подразделениями, близкими по возрасту, м) обоснование са­ мостоятельности. Несколько менее жесткие требования предъ­ являются к описанию «вспомогательных» регионально-стра­ тиграфических подразделений.

Нетрудно заметить, что определение стратотипа несет на себе явный отпечаток определения голотипа, сформулирован­ ного раньше. Поэтому к стратотипу вполне применимы выво­ ды, полученные в отношении голотипа. Требования, предъяв­ ляемые к описанию стратотипа, по сути не отличаются от тре­ бований к описанию любого разреза, за исключением, пожа­ луй, пожелания повышенной «точности», степень которой ни­ как не определена.

В определении стратотипа особое внимание привлекает формулировка его целевого назначения как «эталона для по­ следующего сравнения». В этой формулировке много неясно­ стей. Если, как указывается, сравниваются эталон и «соответ­ ствующие по геологическому возрасту отложения других рай­ онов», то с какой же целью и по каким характеристикам про­ водится сравнение? Если же сравнение проводится с целью выяснения возраста отложений «других районов», как это на­ блюдается в геологической практике, то какое отношение к этому имеет большинство физических характеристик страто­ типа? Ни целевое назначение стратотипа, ни процедуру срав­ нения с ним нельзя признать определенными.

78

Причина этого кроется в концепции «единой стратиграфи­ ческой шкалы», в которой не разделяются лито-, био- и хроностратиграфические характеристики осадочной оболочки. Обстоятельная и глубокая критика концепции (Косыгин, 1964; Гурари, Халфин, 1966; Леонов, 1973 и др.) показала, что раз­ личать эти характеристики необходимо, поскольку выделен­ ные по ним геологические тела в общем случае пересекаются. Более того, операции, проводимые в специализированных стратиграфических пространствах, иногда существенно раз­ личаются в силу специфики пространств. Так, биостратиграфическое пространство может описываться лишь логическими функциями, тогда как лито- и хроностратиграфическое, наряду с этим,— и арифметическими (численными). Поэтому оце­ ним значение и роль «типов» в каждом из названных специа­ лизированных пространств.

В литостратиграфии стратотип должен символизировать собой свиту (серию, пачку и т. д.). Но поскольку главным ус­ ловием выделения свиты является постоянство состава и стро­ ения на всей площади распространения, «типовой» разрез не

имеет преимуществ перед любым другим, а следовательно, претендовать на роль «типа» не может.

В биостратиграфическом пространстве телами являются зо­ ны (зоны Оппеля, но не так называемые оппельзоны!). Фор­

пород, вмещающих ископаемые остатки. Выделение зон про­ водится только на основании эволюционных изменений орга­ низмов, являющихся следствием арогенеза. Поэтому понятие о зоне формируется лишь на основании изучения многочислен­ ных разрезов в полифациальной области. Границы зон пред­ почтительно намечать в монофациальных разрезах (Соколов, 1970), чтобы избежать влияния фациального фактора. Ясно, что о стратотипе как символе зоны не может быть и речи, по­ скольку зональное расчленение конкретного разреза прово­ дится не на базе сравнения с тем или иным разрезом, а на ос­ новании сравнения с некоторой последовательностью зон. Именно зональная шкала может рассматриваться в биостратиграфических исследованиях в качестве эталона. Сравнение с ней проводится не по физическим характеристикам конкрет­ ных разрезов, а по их палеонтологической «начинке». Созда­ ние эталонной зональной шкалы может быть целью теоре­ тической стадии исследования. Однако при наличии готовой

79

шкалы она начинает играть вспомогательную роль на эмпири­ ческой стадии последующих исследований.

В хроностратиграфии объект исследования — геологическое время. Ясно, что толща пород явиться мерилом времени не может. Хотя любой толще в принципе можно приписать адекватный интервал времени накопления, процедура непос­ редственен) сравнения таких интервалов не ясна. Во всяком случае, она не может быть основана на вещественных харак­ теристиках толщ.

Сравнение интервалов времени накопления толщ прово­ дится опосредованно, с помощью геохронологических шкал. Наиболее широкое распросртанение получила неметрическая шкала «относительного» геологического времени (Междуна­ родная стратиграфическая шкала — МСШ). Развитие ради)> геохронологии позволяет перейти к метрическим шкалам, од­ нако данные ее используются ныне в основном для датировки рубежей МСШ. Связано это с тем, что ряд геологов отстаи­ вает «естественный» характер МСШ. Анализируя этот воп­ рос, Г. П. Леонов (1973) превосходно показал, что такое мне­ ние ошибочно. Хотя представления о единицах МСШ вырабо­ таны на базе изучения конкретных разрезов, шкала имеет ус­ ловный, или «искусственный» (Никитин, Чернышев, 1889) ха­ рактер.

Только МСШ (или аналогичная ей другая условная шкала) может быть признана в хроностратиграфии эталоном. Целе­ вое назначение ее — измерение времени накопления конкрет­ ных толщ и определение положения этого интервала в общей хронологической последовательности. Процедура сравнения со шкалой более или менее определена. Для сравнения ис­ пользуются радиометрические и биостратиграфические (в предположении изохронности границ зон) данные.

Таким образом, понятие «стратотип» является неопреде­ ленным и в стратиграфических построениях излишним. Эта­ лонами могут быть признаны только шкалы— биостратигра­ фические (зональные) и геохронологические. По аналогии с ними в литостратиграфии эталонами являются не конкретные «типовые» разрезы толщ, а шкалы последовательности толщ (региональные, местные и т. и.). Эталоны в стратиграфии сим­ волизируют не геологические тела, а типы их отношений.

Показательно, что ряд крупных стратиграфов в последнее время высказывается против выбора стратотипов. Такова, в частности, точка зрения членов Комитета по силурийско-де­ вонской границе и стратиграфии О. Валлизера и Г. Флюгеля.

80