ЧАСТЬ I ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ
В. Е.ХАИН, Н. В. КОРОНОВСКИЙ, Н.А. ЯСАМАНОВ
ИСТОРИЧЕСКАЯ
ГЕОЛОГИЯ
Рекомендовано Министерством общего и
профессионального образования Российской
Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению и специальности
«Геология»
ИЗДАТЕЛЬСТВО МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
ББК 26.323 Х12 УДК 551.7
Рецензенты:
кафедра исторической геологии Санкт-Петербургского университета:
доктор геолого-минералогических наук,
профессор В. П. Гаврилов
Хаин В. Е., Короновский Н. В., Ясаманов Н. А.
Х12 Историческая геология: Учебник. — М.: Изд-во МГУ,
1997. - 448с.: ил.
ISBN 5—211—03504—6
Учебник составлен в соответствии с вузовской программой одноименного курса. Излагаются современные представления о длительнейшей
(в 4,6 млрд лет) истории Земли — об эволюции ее оболочек, происхождении и развитии атмосферы, гидросферы, образовании и эволюции
океанической и континентальной земной коры. Рассмотрены особенности
геологических периодов начиная с вендского, методы исторической геологии, стратиграфии и палеогеографии. Изложены становление и развитие органического мира, указаны принципы стратиграфического расчленения и дана характеристика стратотипов. Особое внимание уделено
данным об образовании и распаде суперконтинентов и движении континентальных плит, истории климата.
Для студентов геологических специальностей университетов, горных
и нефтяных академий.
ББК 26.323.
ISBN 5—211—03504—6 © Хаин В.Е., Короновский Н.В.,
Ясаманов Н.А., 1997
ПРЕДИСЛОВИЕ
Научная революция в геология 60-х годов настоящего столетия, выразившаяся в победе мобилизма и появлении тектоники
литосферных плит как ведущей геологической теории (парадигмы), вызвала насущную необходимость перестройки всего высшего геологического образования на ее основе. В нашей стране
этот процесс проявился со значительным опозданием по сравнению
с западными развитыми странами. Это выразилось, в частности, в
серьезной задержке с выпуском новых учебников, написанных на
мобилистской основе. В особенности запоздал выпуск современного учебника по такой ведущей геологической дисциплине, как
историческая геология. К сожалению, два наиболее поздних по
времени издания учебника — «Историческая геология» коллектива
преподавателей Московского геологоразведочного института под
редакцией профессора Г. И. Немкова (1986) и «Историческая геология с-основами палеонтологии» коллектива преподавателей
Санкт-Петербургского горного института под редакцией профессора А. X. Кагарманова (1985) — не удовлетворяют современным требованиям, особенно первый. Во втором учебнике уже присутствуют элементы мобилизма, но в очень робкой и непоследовательной форме. Это и побудило авторов настоящей книги предпринять составление учебника, полностью отвечающего в идейном
смысле современным взглядам в области теоретической геологии.
Помимо учета принципов тектоники литосферных плит было
необходимо отразить новейшие успехи в изучении геологии докембрия, которому в существующих учебниках отводилось явно недостаточное место. Авторы стремились также избежать перекоса
в направлении преимущественного освещения одной из компонент
исторической геологии — стратиграфии, палеогеографии, палеотектоники и тем более региональной геологии, чем так страдали
предшествующие отечественные руководства. В частности, следовало преодолеть ту недооценку стратиграфии как основы исторической геологии, которой отличались книги наших предшественников. В какой мере нам удалось гармонично сочетать все, эти стороны историко-геологической науки, судить читателям нашей книги, но мы сознательно к этому стремились.
Остается отметить, что главы 1, 2 и 3 предлагаемой книги
написаны профессором Н. А. Ясамановым, главы 4, 5 и 6 — профессором Н. В. Короновским. В остальных главах (с 7 по 20 включительно) основной текст принадлежит Н. А. Ясаманову, а разделы, касающиеся палеотектонических и палеогеографических условий, — академику В. Е. Хаину. Им же написано заключение и
осуществлена общая редакция книги.
3.
ВВЕДЕНИЕ
Историческая геология — одна из основных дисциплин геологического цикла высшего образования. Как показывает ее название,
она рассматривает историю развития нашей Земли, в первую очередь ее внешних оболочек, в их взаимодействии. Преподавание
исторической геологии опирается на знания, полученные студентами в курсах общей геологии, структурной геологии и палеонтологии. В свою очередь историческая геология служит основой для
курсов региональной геологии (геология России, геология зарубежных стран) и геотектоники.
Историческая геология — комплексная, синтетическая дисциплина. Она включает четыре главных элемента: геохронологию, стратиграфию, палеогеографию и палеотектонику — в их тесной, органической связи. Геохронология — это календарь геологических
событий, абсолютная шкала геологического времени, охватывающего 4,6 млрд лет. Шкала эта основана на использовании радиометрических датировок горных пород по соотношению заключенных в них естественно-радиоактивных элементов, их изотопов и продуктов распада, происходящего с постоянной скоростью. Стратиграфия изучает последовательность напластования осадочных и
вулканогенных пород, устанавливая их относительный возраст и
проводя их сопоставление (корреляцию) по заключенным в них
органическим остаткам. Последнее составляет наиболее .традиционную ветвь стратиграфии — биостратиграфию, но к настоящему
времени приобрели самостоятельное и существенное значение ветви стратиграфии, использующие физические методы, в частности
магнитостратиграфия и сейсмостратиграфия.
Третья составляющая исторической геологии — палеогеография — занимается восстановлением физико-географических условий геологического прошлого — распределения суши и моря, их
высот и глубин, а также климатической зональности, — которые
испытывали в течение геологической истории и даже в современную эпоху существенные изменения. Оба этих направления — палеогеоморфология, включающая палеоокеанологию, и палеоклиматология — к настоящему времени приобрели самостоятельное.
значение, но их основные выводы используются исторической геологией для восстановления общей картины лика Земли в минувшие геологические эпохи.
Четвертая составляющая исторической геологии — палеотектоника — изучает историю движений и деформаций земной коры,
приводящих к формированию складчатых (складчато-покровных)
горных сооружений и последующему образованию на их месте
устойчивых глыб континентальной коры — платформ (кратонов)
и разрушению этой коры с возникновением новых океанских впадин. Сегодня не осталось сомнений в том, что земная кора и вся
литосфера были постоянно разделены на отдельные крупные и более мелкие плиты, которые испытывали значительные горизонтальные перемещения относительно Друг друга. Поэтому восстановление, в основном по палеомагнитным данным, былого положения континентальных блоков и конфигурации разделявших их океанов составляет главную задачу палеогеографии и палеотектоники.
А изучением характера взаимодействия литосферных плит в отдельные геологические эпохи занимается новая наука — палеогеодинамика, примыкающая к палеотектонике. Другая наука, производная от палеогеографии и палеотектоники с палеогеодинамикой, — палеовулканология — восстанавливает историю вулканической и вообще магматической деятельности.
Все эти частные дисциплины и научные направления имеют
своей целью воссоздание отдельных аспектов обстановок прошлых
геологических эпох, а объединение их данных в общую картину
составляет задачу исторической геологии в целом.
Если вплоть до самого недавнего времени все усилия исследователей в области исторической геологии были направлены на ретроспективу — восстановление условий геологического прошлого,
то в последние годы со все большей определенностью выступает
новый аспект рассматриваемой науки — на основе анализа развития поверхности Земли, ее. географической ободочки в прошлом
попытаться дать прогноз изменений в ближайшем будущем, столь
важный для оценки возможного характера и масштаба изменений
окружающей нас природной среды. Приведем поясняющий эту
мысль пример. В последние два десятилетия происходит повышение
уровня Каспийского моря, превысившее уже 2 м и приведшее к
затоплению десятков населенных пунктов на его побережье. Происходит и глобальное потепление климата, таяние льдов и повышение уровня Мирового океана. Анализ данных исторической геологии показывает, что подобные изменения .имели место и в геологическом прошлом и что они носили колебательный, циклический характер, хотя в последнее, время на них наложился еще дополнительный и все нарастающий эффект человеческой деятельности.
Тем не менее историко-геологический материал позволяет с определенной долей приближения оценить возможный диапазон подобных колебаний. В приведенном примере с Каспийским морем
можно прийти к заключению, что амплитуда колебаний его уровня вряд ли превысит 2—3 м, но с этой величиной необходимо считаться в будущем.
Таков лишь один из практических аспектов исторической геологии. Другой заключается в общеизвестном факте преимущественной приуроченности определенных видов полезных ископаемых
к тем или иным стратиграфическим подразделениям докембрия и
фанерозоя, например основных запасов железных руд к нижнему
протерозою, нефти и газа — к мезозою и кайнозою и т. д. Наконец, лишь глубинный анализ геологической истории в масштабе
всей планеты позволяет установить основные закономерности ее
развития и тем самым приблизиться к пониманию механизма этого
развития, который составляет уже предмет геодинамики.
ЧАСТЬ I ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ИСТОРИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ