Соотношение литологических и возрастных границ и границ, устанавливаемых по органическим остаткам

Мощные серии осадков, образующихся в крупных геосинклиналях, подразделяются на ряд отдельных свит (formations). Вообще в свиты выделяют комплексы слоев достаточной мощности с тем, чтобы их было удобно картировать. Границы, отделяющие одну свиту от другой, в большинстве случаев проводятся по литологическим признакам, однако в основу выделения овит могут быть положены также данные и об ископаемых организмах. Обычно данные литологии используются везде, где это возможно, а палеонтология применяется там, где трудно провести границы по литологическим признакам. Если какая-либо свита обладает значительной протяженностью, то при этом, как правило, обнаруживаются изменения в литологии. Несомненно, эти изменения гораздо быстрее происходят в направлении, перпендикулярном к береговой линии того моря, в котором отлагались осадки (если они морские), чем в направлении, параллельном этой линии. В осадках континентального происхождения характер литологии сильнее меняется по направлению к источнику сноса и слабее — в других направлениях. Это изменение в литологическом характере отлагающихся одновременно осадков известно как изменение фаций.

Для малых площадей не будет большой ошибкой рассматривать осадки одной свиты как одновременные образования и считать, что границы между свитами являются действительными границами во времени [синхронными]. Что же касается обширных регионов, то здесь подобная концепция может привести к крупным ошибкам, так как характер осадков, отлагавшихся в одно и то же время в разных местах, различен. Так, если море медленно наступает на сушу, то осадки в каком-либо одном месте могут состоять из морского песка в основании, за которым следуют по мере увеличения глубины воды, морские глины, сменяющиеся, в свою очередь, к кровле морским известняком. При таких обстоятельствах, вероятно, образование известняка вдали от берега и отложение песка вблизи него, а также глин между ними происходило в одно и то же время. Ясно, что в этом случае все три свиты: морской базальный песок, глины и известняк, являясь отчетливо выраженными постоянными литологическими единицами, не будут синхроничными образованиями.

Благодаря тому, что корреляция обычно производится по ископаемым остаткам организмов, можно было бы предположить, что палеонтологическое изучение этих трех свит показало бы, что на разных площадях отложение каждой из них происходило в разное время.

Так как типы существующих организмов определялись окружающей средой, то в песчаных породах можно было бы обнаружить одну группу ископаемых, в глинах — другую, а в известняке — третью. В результате создалось бы неверное представление, заключающееся в том, что данные литологические единицы являются разновременными образованиями, и границы между ними соответствуют границам между отдельными отрезками геологического времени. С другой стороны, если какое-либо растение или животное, остатки которого содержатся в песке, глине и известняке, вымерло одновременно во всех трех зонах, то самое высокое залегание этого ископаемого можно было использовать как возрастную границу.

Совершенно очевидно, что литологические зоны и зоны ископаемых органических остатков не всегда совпадают с возрастными зонами. Поверхность или кровля осадков в любой данный момент, несомненно, является и точной временной границей, а так как слои породы отлагаются на этой поверхности, то они, следовательно, параллельны возрастным границам. Отдельные слои, если их нельзя проследить на значительное расстояние, не могут быть использованы в качестве возрастных границ, но иногда отдельный слой может распространяться на большой площади и быть параллельным возрастным границам. Это обычно имеет место, когда внезапные изменения в окружающей среде, такие как например, колебания температуры или изменения солености воды приводят к гибели огромного количества организмов, в результате чего их остатки образуют заметный слой на дне моря. Выпавший вулканический пепел, избежавший эрозии, может также являться возрастной границей, которую можно проследить на большие расстояния.

Рис. 15-13 показывает связь между литологическими единицами, зонами ископаемых органических остатков и возрастными границами при отступании моря. Береговая линия во время образования свит отодвигалась от материка, образуя регрессивное прилегание осадков. Линии DD, ЕЕ FE, GG, HH, II обозначают последовательно существовавшие поверхности осадков. Таким образом, они являются возрастными границами, причем все осадки вдоль каждой линии отлагались одновременно. Слоистость пород, параллельная этим линиям, и представляет истинное падение пластов.

Предположим, что остатки морского ископаемого организма содержатся во всех изображенных морских свитах. Тогда верхняя граница распространения остатков этого организма будет обнаружена в точках Л, В и С в скважинах О, P и Q. При корреляции разрезов скважин по литологическим и палеонтологическим данным можно будет установить, что точки Л, В и С расположены в одном и том же горизонте; однако истинное падение по возрастным границам имеет направление, обратное тому, которое вытекает из корреляции.

Если какой-либо морокой организм вымер на границе, представленной линией KL то самое высокое залегание остатков этого организма в морских пластах будет возрастной границей; но в указанных трех скважинах верхняя граница распространения этих остатков будет находиться в точках Л, В и С. Следовательно, использование данных о распространении остатков этого организма поможет убедиться в том, что проведенная корреляция является ошибочной. Если другой морской организм вымер в отрезок времени, соответствующий линии LM, то самое высокое залегание остатков этого организма покажет истинное падение между скважинами P и О, но эта же граница между скважинами О и P не будет соответствовать истинному залеганию слоев. При проведении корреляции в подобных условиях следует осторожно пользоваться данными литологии и палеонтологии.