Методи четвертинної геології. Метод виявлення віку генетичних типів четвертинних відкладів України

Міністерство освіти і науки
України

Київський національний
університет імені Тараса Шевченка

Геологічний факультет

Кафедра гідрогеології та
інженерної геології

Заочна форма навчання

Контрольна робота

з навчальної дисципліни

Геоморфологія

на тему

Методи четвертинної геології.
Метод виявлення віку генетичних типів четвертинних відкладів України

Київ 2011

Для розчленування
четвертинних відкладів за віком використовуються дві групи методів, що
виявляють відносний та абсолютний вік. В даній контрольній роботі більша увага
приділена методам визначення відносного віку генетичних типів четвертинних
відкладів. Методи визначення відносного віку четвертинних відкладів дають змогу
встановити послідовність осадконакопичення і відносну тривалість подій. Вони
засновані на вивченні літологічного складу відкладів і виявленні ритмів
осадконакопичення, пов’язаних з кліматичними змінами (кліматостратиграфічні
методи), залишками вимерлих тварин і рослин (палеонтологічні методи), а також
древньої людини (археологічний метод), взаємозв’язком відкладів і порівняльним
аналізом форм рельєфу, які вони складають (геоморфологічний метод). Майже всі
ці методи дозволяють визначити не лише відносний вік відкладів, але й
кліматичні умови і обставини їх формування.

Класифікації рельєфу
дуже різноманітні. Вони можуть бути засновані на різних принципах, головним з
яких є генетичний. Під генезисом рельєфу розуміють його утворення в результаті
прояву якогось провідного рельєфоутворюючого процесу. Складність
рельєфоутворення заклечається в сукупності дій багатьох процесів, що утворюють
ту чи іншу форму рельєфу, а також у тому, що роль різних рельєфоутворюючих
процесів змінюється в часі. Тому форми рельєфу часто бувають генетично
неоднорідними. Найважливішою задачею геоморфології являється виявлення
головного рельєфоутворюючого процесу. При утворенні рельєфу під дією ряду
рівноцінних процесів виділяють форми комплексного походження. Визначну роль в
утворенні деяких форм рельєфу відіграє геологічна будова, що також враховується
в генетичній класифікації.

В аналізі рельєфу
особливе значення має розділення на групи денудаційних і акумулятивних форм.

Під віком рельєфу
розуміється відносний геологічний час його утворення. Вік сучасних форм може
бути датований і в історичній шкалі. Із застосуванням радіологічних чи
палеомагнітних датувань встановлюють також абсолютний вік рельєфу. Найважливішими
способами визначення віку являються методи вікових меж і корелятивних
відкладів. Метод вікових меж застосовується так, як і в геології:
встановлюється вік наймолодших порід, що складають форму рельєфу, і
найдревніших порід, перекриваючих чи суміжних до них. Метод корелятивних
відкладів дає більш точні дані. Так, наприклад, вік річкової долини
визначається віком пов'язаного з нею алювія. Вік акумулятивних форм
встановлюється за віком складаючи їх відкладів. Вік корелятивних молас визначає
найбільш точний вік гороутворення, тобто датує тектонічні форми рельєфу.

Поняття
про вік форм рельєфу дуже складне, оскільки вони сильно перетворюються за час
свого існування. В своєму розвитку форми рельєфу проходять ряд стадій. У
зв'язку з цим можна говорити про відносний геоморфологічний вік рельєфу, маючи
на увазі стадії юності, зрілості і старіння у розвитку його форм. Це ж поняття
має інший аспект, що відображає наявність більш древніх форм рельєфу,
ускладнених пізніше утвореними. Прикладом можуть бути моренні гряди минулих
зледенінь, перетворені річними долинами і ярами.

Розвиток
рельєфу і утворення континентальних відкладів тісно пов'язані між собою.
Історія формування рельєфу і його генезис не можуть бути зрозумілі поза
історією континентального осадко накопичення, що визначає необхідність
одночасного розгляду генезису як форм рельєфу, так і відповідних їм генетичних
типів відкладів.

Поняття
про генетичний тип відкладів має особливе значення для геоморфології, так як
при цьому осадко накопичення розглядається у тісному зв'язку з утворенням
рельєфу. Під генетичним типом відкладів розуміють відклади, що виникли в
результаті дії якогось зовнішнього фізико-геологічного процесу. Генетичні типи
відкладів розрізняються між собою не лише за літологічним складом, що всередині
кожного типу може сильно коливатись, а й здебільшого за формами поверхні і
формам залягання.

Генетична
класифікація четвертинних відкладів України:

·  Елювіальний ряд

o Елювій

o Ґрунт

·  Фітогенний ряд

o Торф'яники

·  Колювіальний ряд

o Колювій

o Соліфлюкційний тип

o Делювій

·  Аквальний ряд

o Алювій

o Пролювій

o Лімнічний тип

·  Субтеральний ряд

o Печерні відклади

o Фонтанальні відклади

·  Гляціальний ряд

o Гляціальні

o Флювіогляціальні

o Лімногляціалні

·  Еоловий ряд

o Еолові відклади

·  Субарерально-морський ряд

o Дельтові відклади

o Естуарні

o Лагунні

o Припливно-відпливі

o Гляціально-морські

·  Морський ряд

o Гідрогенні відклади

o Гравітаційні

o Айсбергові

o Біогенні

o Хемогенні

o Гідротермальні

o Підводно-елювіальні

·  Вулканогенний ряд

o Екструзивні відклади

o Ефузивні

o Грязевулканічні

o Лахарові

·  Техногенний ряд

·  Техногенні відклади

Літологічно-генетичний
метод
являється одним з основних при розчленуванні четвертинних відкладів за віком.
Він заснований на зміні в розрізах відкладів льодовикових (холодних) і
міжльодовикових (теплих) епох. До перших відносяться морени, флювіо- та
лімно-гляціальні відклади, леси. Міжльодовикові відклади включають болотні,
озерні осадки, ґрунти. Алювіальні і морські відклади формуються як в холодні,
так і в теплі епохи, але при цьому мають деякі літологічні відмінності.

Інші генетичні
типи відкладів також свідчать про палеокліматичні умови. Так, соліфлюкційні
відклади вказують на наявність багаторічної мерзлоти, що розвивається в холодні
льодовикові епохи. Еолові піски свідчать про арідний клімат. Пористість і
висока карбонатність лесів говорять про посушливі умови осадконакопичення.
Широке розповсюдження і велика потужність делювія характерні для семиарідних
умов. Червоноколірні кори вивітрювання свідчать про вологий тропічний чи
субтропічний клімат. Для умов сухого жаркого клімату типовим є уламковий,
дресвяно-щебнистий елювій.

Таким
чином зміна генетичних типів відкладів у розрізах, а також їх літологічні
особливості дозволяють виділити горизонти, що відповідають холодним і теплим
епохам.

Кліматостратиграфічні
методи. Ця
група методів заснована на характерній для четвертинного періоду кліматичній
ритмічності з чергуванням теплих і холодних епох. Це відображається у літології
відкладів, складі включених в них залишків флори і фауни, а також інших
особливостях.

Палеокріологічний
метод вивчає
сліди викопної мерзлоти. Вони свідчать про холодний клімат і виражені у вигляді
різних кріогенних форм у відкладах. До них відносяться морозобійні тріщини,
морозні клини, льодові жили, що після танення льоду зазвичай заповнені рихлим
матеріалом. Зустрічаються різноманітні деформації осадків – кріотурбації,
пов’язані з потоком відталих мерзлих ґрунтів. До останніх належать, так звані,
киплячі ґрунти або кипуни. Вони уявляють собою ділянки ґрунта зі слідами
інтенсивного потоку речовини. У розрізах четвертинних відкладів північних
районів зустрічаються крупні лінзи осадків, що утворилися в термокарстових
древніх воронках.

антропоген
хроностратиграфічний четвертинний відклад

Морозні клини Сліди
соліфлюкційного потоку

1-ґрунти,
2-лесовидний суглинок, (кріотурбації) в лесовидних

3-глини, 4-піски
з галькою суглинках (С.К.Горєлов)

1-ґрунти,
2-глини, 3-піски згалькою

Палеопедологічний
метод. Цінні
результати для кліматостратиграфії дає вивчення захоронених ґрунтів.
Захороненні ґрунти про кліматичні обставини часу їх утворення, сприятливих для
розвитку рослинності, тому в ґрунтах часто зберігаються різноманітні залишки
рослин. Добре розвинений ґрунтовий покрив утворюється лише при достатньо
теплому і вологому кліматі. Крім того, ґрунти мають важливе значення для
стратиграфії ще й тому, що часто простежуються на великі відстані. Це дає змогу
проводити кореляцію віддалених розрізів монотонних товщ. До таких товщ належать
леси, стратиграфічне розділення в яких в основному і проводиться за захороненими
ґрунтами.

Знаючи умови
формування різних типів сучасних ґрунтів, можна достатньо точно визначити
фізико-географічні умови формування древніх захоронених ґрунтів. Так,
червоноколірні ґрунти вказують на жаркий вологий клімат, чорноземи – на теплий
вологий, підзолисті – на більш помірний клімат. Захороненні ґрунти у випадку
залягання серед відкладів холодних епох відображають корінні зміни
фізико-географічної обстановки і найчастіше являються свідченням теплих міжльодовикових
епох.

Палеонтологічні
методи. Ця
група включає палеофауністичні і палеофлористичні методи.

Палеофауністичні
методи, що є провідними в стратиграфії древніх відкладів, при розчленуванні
четвертинної системи використовують обмежено. Це пов’язано з тим, що мала
тривалість четвертинної системи не дозволяє виявити істотні зміни в еволюції
органічного світу, що були б типовими для невеликих відрізків часу і привели до
появи панівних форм. Крім того, в континентальних четвертинних відкладах
взагалі рідко зустрічаються залишки викопних тварин, що пов’язано з малою
щільністю їх заселення і поганими умовами захоронення. Тим не менш, серед
наземних ссавців деякі родини: слони, носороги, бізони, коні та ін. –
еволюціонували швидко, що дозволяє їх використовувати для вікового
розчленування.

Моря і гірські
утворення перешкоджали широкому розселенню багатьох родів та видів фауни. Разом
з неоднаковими кліматичними умовами це призводило до появи своєрідних спільнот
видів тварин, чи фауністичних комплексів, характерних для окремих територій і
визначених відрізків часу. Зі змінами клімату на протязі четвертинного періоду
фауністичні комплекси змінювали свій склад: одні тварини вимирали, інші широко
розповсюджувались.

Найбільш древніми
являються молдавський і хапровський (Хапри в Приазов’ї) комплекси, що мають
пізньопліоценовий вік (1,8-2,5млн.р). Фауна ссавців цих комплексів характеризує
сухі субтропічні, степові і лісостепові ландшафти. Вона включала трьохпалих
коней (гіпаріонів), предків сучасних коней, і з цієї причини цю фауну назівають
гіпаріоновою. Для неї також характерні мастодонти – пращури сучасних слонів,
широко розселених на величезних просторах, шаблезубі тигри, носороги, верблюди
та ін.

Для інтервалу
1,8-0,8млн.р, що виділяється в еоплейстоцен В.І. Громов виділив одеський і
таманський комплекси. У зв’язку з похолоданням клімату ці комплекси сильно
збіднілі на фауну. Поруч із південними слонами, носорогами в них з’являються
більш холодолюбиві види слонів, бізони, вовки, а також дрібні ссавці –
некорнезубі полівки.

Приблизно
з’являється фауна тираспольського комплексу, віднесена до раннього плейстоцену.
Для неї типові древні слони, етруський носоріг, бізони, коні, що характеризують
лісостепові ландшафти.

Наступний, більш
молодий сингильський комплекс, охоплює період часу 380-280тис.р. і відповідає
початку середнього плейстоцену (лихвинському міжльодовиков’ю). В нього входять
древній лісовий слон, носоріг Мерка, гігантський олень та ін.

Хазарський
комплекс має вік 280-225тис.р. Характерними представниками є шерстистий
носоріг, еласмотерій сибірський, хазарський кінь, довгоногий бізон, верблюд
Кноблоха, сайгак та ін. Цей комплекс свідчить про відкриті простори з різким
континентальним кліматом і відповідає зледенінню першої половини середнього
плейстоцену.

Наступний
верхньопалеолітичний чи мамонтовий комплекс охоплює великий інтервал часу від
одинцовськго міжльодовиков’я від 225до 10тис.р. Його типовими представниками є
тварини, пристосовані до суворих умов існування – мамонти, олені, лосі,
вівцебики, зубри, коні, шерстисті носороги, печерні леви. З дрібних ссавців
характерні лемінги, степові сурки, пеструшки та ін. Характерне періодичне
змішення видів степової, лісової та тундрової фаун викликане коливанням клімату
в міжльодовиков’я та зледеніння.

Сучасний фауністичний
комплекс склався на протязі останніх 10тис.р після вимирання мамонтів і
шерстистих носорогів і розселення сучасних видів тварин по ландшафтним зонам.

Палеофлористичні
методи включають карпологічний, палінологічний (спорово-пилковий) методи і
діатомітовий аналіз. Ці методи являються основними джерелами інформації про
зміну палеоклімату і рослинності в четвертинному періоді.

Карпологічний
метод вивчає викопні плоди і насіння рослин. Він дозволяє дуже чітко визначати
видовий склад рослинності. Але застосування методу обмежене рідкістю зустрічі
плодів і насіння; вони добре зберігаються, головним чином, у викопних
торфянниках.

Палінологічний
метод вивчає пилок і спори рослин, що широко розповсюдженні, не розчиняються у
ґрунтових водах і значно краще зберігаються у викопному стані, ніж листя,
стебла і деревина, і зустрічаються майже у всіх генетичних типах відкладів.

Діатомітовий
аналіз заснований на вивченні кременистих залишків діатомітовий водоростей,
застосовується для переважно озерних осадків.

Геоморфологічний
метод для
стратиграфічного розчленування четвертинних відкладів широко застосовується у
всіх районах, де відклади бідні викопною фауною чи флорою і їх вік не може бути
визначений будь-якими іншими методами. Геоморфологічний метод заснований на тісному
зв'язку генетичних типів четвертинних відкладів з відповідними формами рельєфу.
Він дозволяє за формами рельєфу, їх морфологією і співвідношенням (накладанню,
дотичності) говорити про відносний вік відкладів, що складає ці форми. Чим
більш зруйновані форми рельєфу, тим древніший вік відповідних ім. відкладів.
Крім того на основі геоморфологічного методу виділяються різновікові комплекси
спільних чи дотичних форм рельєфу і відповідних відкладів. У межах кожного
крупного регіону, рівнинного чи гірського, на основі геоморфологічної кореляції
можуть бути виділені 5-6 різновікових комплексів форм рельєфу чи складаючи їх
відкладів від найдревніших і до сучасних. Вік таких комплексів визначається за
рідкісними палеонтологічними і археологічними знахідками чи за віком морських
відкладів, зазвичай надійно датованих фауною морських молюсків.

Археологічний
метод.
Викопні рештки існування древньої людини широко поширені на Україні. Вони
приурочені до різних за віком і генетичними типами четвертинних відкладів і формам
рельєфу і тому можуть використовуватися для стратиграфії четвертинних
відкладів. Особливо важливе значення мають кісні рештки самої людини, оскільки
еволюція наклала відбиток на деякі їх особливості.

Методи визначення
абсолютного віку четвертинних відкладів дозволяють датувати відклади роками,
сотнями і тисячами років. Вони засновані на підрахунку рокових ритмів осадко
накопичення, природної радіоактивності і перетворення хімічних елементів у
фізико-хімічних процесах, що проходять в деяких мінералах, що є у четвертинних
відкладах.

Список
використаної літератури:

1.  Макарова Н.В. Четвертичная геология.
– М.: МГУ, 2002. – 234 с.

2.  Кизельватер Д.С., Раскатов Г.И.,
Рыжова А.А. Геоморфология и четвертичная геология.- М.: Недра, 1981.-215с.

3.  Кизельватер Д.С., Рыжова А.А. Основы
четвертичной геологии.- М.: Недра, 1985.-174 с.