Вычленение литологии, фациального анализа, палеогеографии

Развитие биостратиграфического метода стало стимулом к возникновению ряда научных дисциплин, прежде всего, литологии и палеогеографии. Дисциплина, изучающая условия образования осадочных пород и их изменение в ходе геологической истории получила название литология. Лишь после того, как научились расчленять осадочные породы по возрасту, и возникла необходимость устанавливать, как образовались породы, слагающие разрез.

Первым направлением стало учение о фациях, т.е.конкретных физико-географических обстановках, создавших разнообразные осадочные и вулканогенно-осадочные породы. Значительным шагом в развитии фациального анализа послужила трехтомная монография И. Вальтера, где был приведен первый систематический обзор фациальных обстановок на поверхности Земли.

Вторым направлением стала палеогеография, т.е. оценка на основании геологического разреза физико-географических условий далекого прошлого.. Первые палеогеографические карты появились в 50-е г.г. 19 в., в России чуть позже – в 70-е г.г. (А.П Карпинский, С.Н. Никитин).

Первым необходимым шагом при палеогеографических реконструкциях были:

1. разработка метода палеофациального анализа; А. Вернер развивал представления о неоднократном наступлении моря и выделил 9 горных серий, которые предложил назвать формациями (латинское слово - образование).

2. попытки восстановления климатических условий прошлого, по результатам изучения фаунистических сообществ и вещественного состава пород.

Палеогеографические реконструкции в плане (на карте) возможны лишь тогда, когда для анализируемой территории создана геологическая карта. Ю.Я. Соловьев (1966) восстановил историю палеогеографических реконструкций на территории Европейской России. В своей книге он приводит первую, изданную в России, палеогеографическую карту Г.А. Траутшольда (1863), на которой показано распределение суши и моря в юрское время.

В 1878 г. палеогеографические реконструкции для европейской России в течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя опубликовал А.А. Штукенберг. Он впервые показал, что в начале палеозоя Россия была покрыта водами единого бассейна, в котором на северо-западе, востоке и юге возвышались отдельные поднятия. Им подробно рассмотрена эволюция морских бассейнов в пределах горного пояса юга России и Западной Европы.

В начале 80-х г.г. палеогеография европейской России, сопровождаемая серией карт, была рассмотрена А.А, Иностранцевым (1884).

Десятилетие спустя (1887 г.) палеогеография европейской России рассматривается А.П. Карпинским. Новым в его реконструкциях было то, что он использовал палеогеологические данные для реконструкции тектонического строения.

Таким образом, к концу 19 в. палеогеографические реконструкции стали использоваться для: расшифровки экологических условий в разные эпохи, восстановления климата, определения границ суши и моря, расшифровки геологической истории.

В становлении литологии, как науки, существенную роль сыграли океанологические исследования, прежде всего, кругосветная экспедиция судна «Челленджер» (1872-1876 г.г.). Были обследованы Атлантический, Индийский и Тихий океаны, подняты 372 пробы осадков океанического дна. Обработка материалов экспедиции заняла около 15 лет. Основная роль принадлежала Дж. Мерею и бельгийскому профессору А. Ренару, занимавшемуся минералогическим анализом.

Одной из основных идей, сформулированных ими, было представление о принципиальном генетическом различии осадков, покрывающих шельф и континентальный склон, с одной стороны, и океаническое дно – с другой. Они показали, что первые представляют собой терригенные отложения, возникшие вследствие разрушения континента и выноса материала в открытое море; вторые (пелагические осадки) образовались за счет вулканического пепла, который был обработан водой и превратился в глубоководную красную глину. Другим важным компонентом накопления пелагических осадков служили биогенные накопления карбонатов кальция и кремнезема, образующие коралловые, диатомовые, радиоляриевые илы.

Второй кардинальной идеей было представление о химическом преобразовании веществ после их отложений на морском дне. Ими введено понятие о верхней окислительной зоне осадков, где железо и марганец находятся в форме оксидов, и о более глубоко расположенной восстановительной зоне, откуда они мигрируют наверх, образуя железо-марганцевые стяжения.

Главное же внимание русских ученых этого периода уделялось изучению внутриконтинентальных водоемов. Главными объектами исследований в конце 19-начале 20 века стали южные моря (Черное, Каспийское, Аральское) и озера севера европейской России. Наибольший вклад в их изучение внесли Л.С. Берг, Н.И. Андрусов. Крупным достижением было открытие в Черном море огромных масс сероводорода.

Существенным фактом, установленным русскими геологами, было обнаружение того, что в озерах северной (умеренно влажной) и южной (засушливой) зон новообразования разные. НА севере – это накопление железа, марганца и полное отсутствие карбонатов кальция, магния, таких растворимых солей, как NaCl. На юге же обратная картина.