Page 1

СОВЕТСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

ТУГПТСТГТГ


У Д К 551.7+550.93

Ю. А. К ОСЫ ГИ Н, Ю. С. СА Л И Н (Ин-т тектоники и геофизики Д В Н Ц АН СССР)

Стратиграфия и геологическое время Стратиграфию можно считать фундаментом геологии. Действительно, исходный фактический материал геологи получают в виде р азр озн ен ­ ного набора точек наблюдений, разрезов и профилей, а оперируют во ьсса сьиил построениях непрерывными телами — свитами, блоками,


8

Косыгин Ю. А., Салин Ю. С.

складкам и и т. д. Построить непрерывное, полноопределенное геологи­ ческое тело по фрагм ентарным , неполным данны м позволяют за к о н о ­ мерности слоистой структуры. Н еслоистые тела изучаются у ж е с п о­ мощью к а р каса, полученного на м а тери ал е слоистой структуры. Первой в цепи передачи научного продукта и важ нейш ей дисциплиной, о б ъ ек­ том изучения которой с л у ж а т слоистые геологические тела, является стратиграфия. Поэтому любые попытки ан ал и за и соверш енствования геологии в целом неизбежно долж ны зат р а ги в ат ь и стратиграфию. Т ак оно и по­ лучается. Р езко усиливш аяся за последнее время тенденция к логикоматематическому совершенствованию геологии и упорядочению д е я ­ тельности геологических служ б привела к появлению огромного коли­ чества работ по общим вопросам стратиграфии. Книг и брошюр по о б ­ щей стратиграфии за последние 5— 6 лет выпущено почти столько же, сколько за предыдущие 50—60 лет [3, 10, 19, 21, 24, 28, 31,' 33, 39, 42, 43, 48]. Именно сейчас необходимо разо б р ать ся в состоянии этой кл ю ­ чевой геологической дисциплины, наметить пути ее дальнейш его р а з ­ вития. Цели и средства стратиграфии. В процессе организационного и теоретического оформления стратиграфии, а т а к ж е обособления ка к самостоятельной науки от исторической геологии, в основных ф у н д а­ ментальных ее вопросах вы кристаллизовалось единое направление, н аи ­ более четко отраж енное в работе «С тратиграф ическая классиф икация и терминология» [40]. О днако в последнее время созрела оппозиция, котор ая резко активизировалась после публикации полемической бес­ компромиссной статьи Ф. Г. Гурари и Л. Л . Х алф и н а [7]. Сейчас страсти как-будто улеглись, геологи примирились с существованием двух направлений в стратиграфии — классического и рационального [30—32] или, иными словами, европейского и американского [5, 8]. Д а ж е в официальных документах М ежведомственного стратиграф иче­ ского комитета [42] мож но усмотреть явные следы уступок оппозиции. М ож но ли считать это достижением, той самой истиной, которая р о ж ­ д ается в спорах? П ро анали зи руем ход дискуссии и основные пункты разногласий. «Принципы и критерии выделения д ля всех стратиграфических под­ разделений едины» [40, с. 19] — таков основной тезис сторонников «еди­ ной» стратиграфии. Д ругим и словами, подразделения любых страти ­ графических ш кал — от местных, локальных, прослеж иваем ы х к а к в пределах крупномасш табного съемочного планшета, т а к и небольшого разведочного участка, до планетарны х — д олж ны выделяться на основе одной и той ж е процедуры. С точки зрения противников «единой» стратиграфии « . . . м е ж д у н а ­ род ная ш к ал а является биологической по своей природе и, представляя собой особую систему счисления геологического времени, служ ит ин­ струментом корреляции региональных схем и их подразделений. Р еги о ­ нальные схемы являю тся геологическими по своей природе и пред став­ л яю т собой средство познания геологической истории региона» [7, с. 8]. Все другие разн о гл аси я следуют из этого исходного, ф ундаментального положения. Одни исследователи считают, что «Всякое стратигр,афическое под­ разделение является одновременно и «хроностратиграфическим» [40, с. 7], а название «хроностратиграфия» — плеоназм, ибо лю бая страти ­ г р аф и я зак л ю ч ает в себе понятие времени [35, 48]. Д р угие ж е «хроностратиграфические подразделения», «хроностратиграфическую ш к а ­ лу» рассматриваю т к а к «излишние звенья в цепи исследований страти граф а» [32, с. 159]. Следовательно, с одной стороны, стратиграф ия —


Стратиграфия и геологическое врем я

9

наука о геологическом времени, а с другой — н аука о прослеж ивании реальных геологических тел. Н о есть ли здесь противоречие? В ряд ли молено в о зр а ж а ть против утверждения, что конечной целью стратиграфии, сферой ее практиче­ ского применения является геологическое картирование, где на долю стратиграфии к а к раз и приходится прослеж ивание геологических тел (пластов, свит, пачек) от р азр е за к разрезу. Сторонники классического, геохронологического направления, считая время основным научным продуктом стратиграфии, реш аю т внутреннюю ее задачу. П е р в а я ж е попытка использовать результат решения внутренней зад ач и за пре­ делами стратиграфии сводится к тому ж е картированию, против чего, кстати, не в о з р а ж а ю т и сторонники «европейского» подхода [12, 40— 42]. Т а к что сторонники «американского» подхода к стратиграфии безусловно правы, подчеркивая картировочную цель стратиграфии. Но каковы средства достижения этой цели? Ещ е в 1873 г. К. Циттель [47] писал: «Если вы ш еуказанны й ф ак т мы формулируем в сл е­ дующем положении, что одинаковые окаменелости д оказы в аю т одина­ ковую древность двух пластов, то приобретем безошибочное основание к распознаванию в изолированных клочках одного непрерывного слоя и соединим таким образом р азбросанны е элементы в стройный последоват д а М ? Ы С- Ш ^ д а $ еЛ ш в ан и е ™ ас™ в ка к установление их непр^ fefDnb S -M^KCTtreS -дреизтед м ю сь еще Р. Мурчисоном, Г. Спен­ сером [36] и общепринято в американской стратиграфии [22, 51]. К о­ нечно, использование «одинаковой древности», одновременности геологического времени для прослеж ивания и установления непреры в­ ности н ачалось не с К. Циттеля, не на нем и закончилось. Н а ч ал о использования понятия геологического времени для просле­ ж и ван ия тел совпадает с первой постановкой задачи прослеж ивания и с конструированием именно для решения этой задачи. В ремя в качестве единственного средства, инструмента д ля корреляции, верой и правдой служ ит геологии до сих пор. Просто в современных работах намного труднее найти формулировку, подтверж даю щ ую это. Таким образом, и сторонники «классического» «европейского», н а ­ правления совершенно правы, утв ерж д ая , что без времени нет страти ­ графии. Противоречие устраняется: стратиграф ия — наука, целью ко­ торой является стратиграф ическая корреляция (прослеживание, у с т а ­ новление непрерывности) слоистых геологических тел, а единственным инструментом, средством корреляции — временные понятия и конструк­ ции. К близкому выводу пришел Г. П. Леонов [21, т. I]: «Если при этом вообще отбросить термин «стратиграфия», а оперировать лишь поня­ тиями «местная стратиграфия» и «биостратиграфия», то тогда взгляды представителей разны х направлений (картировочного и геохронологи­ ческого.— Ю. К-, Ю. С.) о каж утся, к а к это нетрудно видеть, почти т о ж ­ дественными» (с. 74). Понятие времени в стратиграфии. П рактически все существующие возраж ени я и недоразумения связаны с разночтением, неопределен­ ностью, расплывчатостью имеющихся представлений о геологическом времени. Обычно признается, что геологические временные характеристики существуют сами по себе, независимо от методов их определения и це­ лей, что" любые установленные нами границы могут скользить относи­ тельно «истинной изохроны». Н о к а к в таком случае определяется та одновременность, относительно которой могут скользить лю бые г р а ­ ницы? Откуда вообще могло появиться мнение об ее существовании?


10

Косыгин Ю. А., Салин Ю. С.

Во времена Нью тона то ж е допускалось, что любые реальны е ф изи­ ческие процессы могут лишь верно или неверно о т р а ж а т ь время, сущ е­ ствующее независимо ни от процессов, ни от чего-либо «внешнего». Н о у ж е Лейбниц, современник Ньютона, пришел к выводу, что время — это порядок событий и любой способ измерения времени на основании наблю даем ы х событий мож ет быть принят за определение времени, тогда истинны одновременность и разновременность, установленные этим эталонны м способом. Повсеместно используемыми и прошедшими проверку столетиями в геологической п ракти ке являю тся методы, которые позволяю т разн о ­ временность у станавл и вать на основе зак он а Стено (выше — значит м ол ож е), а одновременность — по зак ону Смита (палеонтологическое сходство истолковывается к а к геологическая одновременность). Но д а ж е если сопоставляемы е отлож ения совсем не со д ерж ат окам ене­ лостей, геолог все равно вы деляет и п рослеж и вает от р а зр е за к р а з р е ­ зу одновозрастные группы слоев, толщи, свиты. В этом случае он руко ­ водствуется литологическим сходством. Установление одновозрастности по сходству лйтологических п ризнаков обычно связы ваю т с именем A. Г. В ернера, н азы в а я этот способ «предположением В ернера [36] или «положением В ернера» [9]. Однако и в такой простейшей аксиоматической системе, с о д е р ж а ­ щей в качестве исходных посылок лишь д ва зак он а — Стено и Смита — Вернера — возникают внутренние противоречия. П редставим себе очень ^распространенную ситуацию: в одном из р азр езов призн ак А (литологи­ ческий или палеонтологический) встречен один раз, а в другом разрезе д важ д ы . О ба слоя с признаком А во втором р азр е зе одновозрастны по закону С м и та— В ернера, они порознь эквивалентны третьему, но по закону Стено не могут быть одновозрастными, т а к к а к один из них з а ­ легает выше, а значит, молож е другого. Чтобы ликвидировать проти­ воречия, ограничим действие законов только такой последователь­ ностью признаков, при которой лю бая п ар а (А или В ) удовлетворяет требованию: в к а ж д о м разрезе, где встречены к а к признак А, т а к и п ризн ак В, либо А всегда выше В, либо наоборот [18, 33]. Близкие требования п р ед ъявл ял и к «отличительным п ризн акам » Г. Брони [49], к зональным видам — В. И. Бодылевский [1] и Г. Харрингтон [51]. В построенной таким образом последовательности мож но однознач­ но ввести отношения возрастной последовательности и эквивалентности на основе законов Стено и С м и та— Вернера. В последовательности А, B, С, D, Е, например, точку, об ладаю щ у ю признаком С, мож но считать одновозрастной любой другой точке с признаком С; более молодой, чем все точки с п ризн акам и А и В, и более древней, чем точки с п ризнакам и О днако принятых ограничений недостаточно. П о лю бому фиксиро­ ванному н абору послойно описанных разрезов, в которых изучено р а с ­ пределение всех обнаруженных здесь признаков, мож но построить много внутренне непротиворечивых последовательностей, но возрастные отношения, выявленные с помощью одной из них, будут противоречить отношениям, установленным с помощью другой. Необходимо вы брать из них одну, наилучшую, и определяемые этой последовательностью од­ новременность и разновременность считать истинными, э т а л о ш г ^ г и ^ Н а и л у ч ш ая д ля картирован и я,— позволяю щ ая произвЬ?жтБ^7фТ)бное расчленение и на наиболее дал екое расстояние п рослеж и вать вы ­ деленные подразделения,— последовательность ортохронологических, архистратиграфических или руководящих форм, что по существу одно и то ж е [13, 26, 44, 46, 48, 50]. Ничем иным ка к последовательностью


Стратиграфия и геологическое время

II

руководящ их форм являю тся очень популярны е в настоящ ее время зо­ нальные последовательности [14, 21, 25, 27, 29, 37, 38]. Н а этой ж е ос­ нове базируется и способ непосредственного проведения биохронологических границ — например, границы силура и девона по подошве зоны M o n o g r a p tu s u niform is — типичного руководящ его вида. По мне­ нию некоторых исследователей [15, 16, 23], руководящ ими могут быть не только виды, но и другие, например литологические, признаки. Н аиб олее часто к руководящ им п р и зн ак ам п р е д ъ я в л я к э д ^ ^ е д л у о щие требования: последовательности, иметь /гео­ графическое и рграншшнДб-з стратиграфическое распро стран ен ие^ М ^ ^ ^ принимаем у к а з а ы н ш ^ ^ е б р м н и я , но с одним уточнением: все эти д р азшжЦ д олж ны ир д е у т ет ео в а ! ^ на данном фиксируемом материале. Н а ­ пример, если коррелирую тся разрезы пятидесятитысячного планшета, в д ш н тТ]1 ЦД1ш 1ш ш »>гоыть членами последотатёльНостггуп широкое среди всех остальных представленных в данном материале географическое распространение в п ределах п лан ш ета и наименьшее стратиграфическое распространение. Точно так и е ж е требования необ­ ходимо п р ед ъ яв л ять к отбору наилучших (руководящ их) признаков, если коррелирую тся р азр езы крупного региона, континента, планеты в целом. Всем эти м -тр еб ов ан и я м и понятиям д а н а однозначная м а т е м а ­ тическая формулировка, на их использовании построена строгая про­ ц едура логического вывода всех временных геологических понятий, р еали зов ан н ая в качестве алгоритма и программы д ля ЭВ М [3, 6, 34]. Алгоритмы и п рограммы апробированы на м атери але корреляции нео­ геновых разрезов У сть-Камчатского и Олюторского районов Камчатки. Т ак к а к с помощью найденной наилучшей последовательности у с­ тан авл и ваю тся возрастные отношения, назовем ее геохронологической ш калой, а ее подразделения — геохронологическими подразделениями. Д л я построения ш калы всегда привлекаю тся все фиксированные в опи­ санных р а зр е за х признаки — литологические, палеонтологические, гео­ химические, геофизические и др. П ро ц ед у ра построения не меняется в зависимости от разм ер а исследуемой территории — ш к ал а д ля неболь­ шого нефтеразведочного участка строится т а к же, к а к и планетарная. Д л я небольших участков руководящ ими ч ащ е будут литологические признаки. П ри расширении изучаемой территории они перестают у д о в ­ летворять предъявленны м требованиям и постепенно выбы ваю т из игры. Геохронологические ш калы д ля больших регионов строятся обычно на основе только палеонтологических признаков. Чтобы не ограничиваться использованием единичных руководящих признаков, а привлечь к корреляции весь комплекс имеющихся п ри зн а­ ков, введем понятие возрастного д иапазона. Если какой-то признак К находится выше второго и ниж е четвертого членов ш к ал ы а его в о зр аст­ ной д иапазон охваты вает третье геохронологическое подразделение. Если ж е призн ак М расположен выше первого, но ниж е пятого членов шкалы, то его возрастной д иапазон охваты вает второе, третье и четвер­ тое геохронологические подразделения. В каком-либо слое могут быть встречены, например, д ва призн ака с д и ап азо н ам и (3— 7) и (7— 11). Тогда его возраст, т. е. положение в геохронологической шкале, у с т а ­ навливается к а к область пересечения возрастны х диапазонов всех ф и к­ сированных здесь признаков, в данном случае (7). Следовательно, стратиграфическое подразделение объединяет все слои любых разрезов, получивших одинаковые возрастны е индексы. В результате могут быть сопоставлены, отнесены к одному и тому ж е стратиграфическому подразделению не только одинаковые, но и р азл и ч ­ ные по литологий фации, свиты, толщ и,— разны е геологические тела.


12

Косы гин Ю. А., Салин Ю. С.

Таким образом и получается «полный скоррелированны й с в о д . . . под­ разделений (свит, серий, горизонтов) любого региона»-— его «страти­ граф и ческая схема» [351 или «сводная стратиграф ическая ш к ал а» [43]. П р е д л о ж е н н ая процедура построения определений временных гео­ логических понятий пом ож ет р азо б рать ся во многих дискуссионных вопросах стратиграфии. Ш кала-модель и шкала-инструмент. П р е ж д е всего попробуем в ы ­ яснить смысл противопоставления м еж дународной стратиграфической ш калы (М С Ш ) к а к системы счисления геологического времени и ка к инструмента д ля корреляции региональным стратиграфическим схемам, геологическим по своей природе [7, 44, 45]. О двух типах ш к ал (или схем) в стратиграфии говорили многие исследователи. П о Ч. Б. Б о р у к а ев у [2], надо р азл и ч а ть ш к ал ы sencu stricto, играю щ ие роль инструмента д л я упорядочения полож ения тел, и ш к ал ы se n su lato, в и деал е яв л яю щ и еся «высшим стратиграфическим синтезом» (с. 4). По мнению Ю. А. Воронина и др. [4], а т а к ж е ав то ­ ров работы « С трати гр аф и я и м а тем ати к а» {43 ], сущ ествуют сводные ш калы признаков и сводные ш к ал ы геологических тел. М ож но придать этим определениям единую трактовку: ш к а л а первого типа (sensu s tric ­ to, ш к а л а признаков) — геохронологическая в нашем понимании, она к а к раз и представляет собой последовательность признаков, п р е д н а з­ наченных д ля использования в качестве инструмента корреляции. М ожно н азв ать ее шкалой-инструментом. Ш к а л а второго типа является просто результатом корреляции, это ш к а л а геологических тел,— «пол­ ный скоррелированный свод свит, серий, горизонтов любого региона». М ожно назвать ее в соответствии с определением Б. С. Соколова [35] шкалой-моделью. Н е л ь зя считать, к а к п ред лагаю т Ф. Г. Г урари и Л. Л. Халфин [7], шкалой-инструментом только М СШ . К акую бы область геологического пространства мы ни изучали, мы всегда строим сн ач ал а геохронологи­ ческую ш к ал у по м атер и ал ам , полученным в данной области, а затем используем ее к а к инструмент д ля корреляции геологических тел имен­ но этой области. Если изучаемый объем пространства охваты вает круп­ ные регионы, континенты или планету в целом, если мы зан и м аем ся обобщениями, строим карты именно д ля них, то и д ля построения гео­ хронологических ш к ал привлекаю тся м атери алы соответственно по ре­ гиону, континенту, планете в целом. П роцедуры ж е построения геохро­ нологических шкал, корреляции и составления стратиграфических ш калмоделей едины и не зави сят от разм еров изучаемой территории. Геологическое время о траж ен о не только в М СШ . Геохронологи­ ческая ш к а л а любой части геологического пространства х арактер и зует собственное время этого пространства. Соотношение этого времени с общ епланетным такое же, к а к соотношение локального времени в ф и ­ зике с мировым временем. «Принципы и критерии выделения для всех стратиграфических под­ разделений едины» — тезис СКТ [40, с. 19], и отступление от него в последующих официальных документах М ежведомственного стр а ти гр а­ фического комитета можно считать ш агом назад, а не вперед. Уточним интерпретацию этого тезиса: региональные стр а ти гр а ф и ­ ческие подразделения долж ны выделяться с помощью региональных геохронологических ш кал, полученных на м атер и ал е региона по тем ж е принципам и критериям, что и общ епланетные подразделения — с по­ мощью М С Ш на общепланетном материале. Т акое уточнение необходи­ мо, потому что бы товала практика выделения региональных ст р а ти гр а­ фических подразделений с помощью М СШ , т. е. п ракти ка подгонки


Стратиграфия и геологическое врем я

13

региональных схем под меж дународную геохронологическую ш калу, что пред ставл яет собой явное наруш ение принятой основной посылки. Борьбу оппозиции против выделения в региональных схемах еди­ ниц М С Ш [7, 30— 32, 44, 45] можно считать направленной не против основных ее принципов, а против отступлений от них. Биохронология и литостратиграфия. С уществует много в ы с к а зы в а ­ ний о том, что д ля построения временных геологических конструкций и проведения изохронных границ палеонтологические признаки обладаю т несравнимы ми преимущ ествами перед литологическими и любыми иными. П оэтому только среди них ведется ц еленаправленны й отбор н аи ­ лучших признаков, фиксирующих изохронные границы. Но если действительно палеонтологические признаки лучш е всех остальных, н уж д аю тся ли они в привилегии по сравнению с другими, не правильнее ли п р ед ъяв л ять одни и те ж е требования ко всем п р и зн а­ кам? Л учш ие вы явятся сами собой без всякого предварительного п ред­ почтения, кстати, п редварительное предпочтение все равно не реш ает проблемы. Хорошо, мы вы брали именно палеонтологические признаки, но ведь этого недостаточно д ля однозначного решения. Р а зн ы е палеонтологические признаки д аю т разн ы е границы, а в качестве изохронной можно принять лишь одну. И д а ж е если мы р а з ­ били всю фауну на' группы (остатков донных и пелагических ор ган и з­ мов) и отдали предпочтение второй, все равно среди пелагических п ри ­ дется выбирать так ие виды или роды, которые д аю т изохронные г р а ­ ницы, отб раковы вая от них менее надежны е, парахронологические признаки. Ф ормулировки критериев выбора и зб е ж ать не удается. П о к а ­ зательно, что д а ж е такой сторонник биохронологии, к а к О. Шиндев ольф [48], следуя давним традициям , приводит перечень вполне ф о р­ мальны х требований к отбору ортохронологических признаков: они д о л ж н ы быть членами последовательности исторически уникального эволюционного процесса, легко р аспознаваться, о б л а д а ть широким р е­ гиональным распространением и обеспечивать наиболее д етальн ое р а с ­ членение (с. 41, 55). Нетрудно видеть, что эти требования практически совпадаю т с п ри ­ нятыми нами д л я руководящ их признаков. П р и н яв их, мы и збавляем ся о т необходимости предварительной разбраковки. Априорное предпочтение палеонтологических признаков мало того что не реш ает проблему, но еще и оставляет за бортом стратиграфии немые слоистые толщи. Л и тострати гр аф и я — это простратиграфия, или, буквально, достратиграфия. Таково мнение сторонников биохронологии. О д н а к о и противники этого нап р авл ен ия считают, что немые толщи р а с ­ членяются и коррелирую тся по литологическим п р изнакам , а не по временным характеристикам. Все эти противоречия устраняю тся, если принять предлож енны е н ами критерии выбора руководящих, ортохронологических признаков среди в с е х имеющихся (литологических, палеонтологических и любых д ругих). Тогда и биохронология, и литостратиграф ия становятся ч аст­ ными случаями стратиграфии. Д а л ь н я я , м еж реги онал ьн ая корреля­ ц и я — это область безраздельного господства биохронологии, а мест­ н ая, л о к ал ь н ая — мож ет в основном обеспечиваться литологическими м а р к ам и времени, это у ж е сфера литохронологии, хотя и здесь воз­ мож но сохранение роли некоторых палеонтологических признаков — скорее всего количественных палеонтологических, палеоэкологических, комплексных литолого-палеонтологических. П редставлять литостратиграфию к а к науку, обходящ ую ся без по­ нятия времени, неверно и по другой причине. Мы можем расчленить разр е зы по литологическим пр изн акам на одномерные тела, но как, не


14

Косы гин Ю. А., Салин Ю. С.

используя понятия времени, скоррелировать их в разны х р азрезах, построить трехмерные, объемные тела? Всегда будет возникать вопрос, с какой из десяти песчаных п ачек сравниваемого р а зр е за сопоставить данную песчаную пачку данного р азр е за? Геохронологическая ш к ал а сразу д ает ответ — с той, которая имеет тот ж е возраст. П ри этом не­ важно, литологическими или палеонтологическими м ар кам и о п ределя­ ется само время. Т ак что и л итострати граф и я становится хронострати­ графией, или просто стратиграфией. Стратиграфия и геологическое картирование. П рактически все ис­ следователи основным методом геологического картирован и я признают стратиграфию . Тем не менее, некоторые из них говорят и о геологиче­ ской съемке к а к о методе стратиграф ии [21, 31]. Н ет ли здесь логиче­ ского круга, каковы функциональные связи м еж д у этими важ нейш ими видами геологических исследований? Д л я построения своих объектов и определения своих понятий с т р а ­ тиграф ия не н уж д ается в существовании двух- или трехмерных геоло­ гических тел. Ее единственный исходный м атери ал — точки н аб лю д е­ ния, которые могут группироваться в виде отрезков линий, фрагм ентов обнаж енных поверхностей, но и это не обязательно. Ф ундаментальное стратиграфическое отношение «выше— ниже» определяется на точечных объектах. Р а зр е з (страти граф и ческая колонка) понимается к а к вертикаль, на которой отсчет точек ведется снизу вверх. Если две точки а и Ъ н ах о­ дятся в одном и том ж е разрезе, то они имеют стратиграфические от­ ношения, при этом, если а следует на р азр езе за Ъ, то а выше b, а Ь ниже а. Если большими буквами А и В обозначить какие-либо п ри зн а­ ки, а маленькими а и b — точки, обладаю щ и е этими признаками, то от­ ношения м еж д у п ризн акам и А и В определяю тся через отношение м еж д у точками а и Ь: если во всех р азрезах , где есть и точки а, и точки Ь, все а выше любой Ь, то п ризн ак А выше В, а В н иж е А [34]. Д а л е е в процедуре логического вывода определяю тся понятия пос­ ледовательности признаков, геохронологической ш калы к а к наилучшей среди всех имеющихся последовательностей, и возраста слоя — его места в геохронологической шкале. З а тем в одну непрерывную область геологического пространства (в стратиграфическое подразделение) объединяю тся все слои лю бы х разрезов, имеющие один и тот ж е возраст. В результате получаем стратиграфическую схему данного региона, по вы ражению Б. С. Соколова [35], своеобразную модель, о т р а ж а ю ­ щую положение изученных тел в пространстве. Своеобразие модели з а ­ клю чается в том, что в ней учтены только такие геометрические свой­ ства построенных объектов, к а к непрерывность и последовательность, т. е. их топологические свойства. Поэтому стратиграфическую схему можно н азв ать топологической моделью полноопределенного геологи­ ческого пространства. Это предельно бедная в информационном отношении конструкция. Построение геологической карты по стратиграфической схеме мож но представить к а к пополнение топологической основы информацией о дифференциальных, проективных, аффинных и метрических свойствах выделенных стратиграфических подразделений — о соотношениях м о щ ­ ностей, плавности или резкости границ, их параллельности или н еп а­ раллельное™ , р азм ерах и точном географическом положении тел. М а ­ тем атическая постановка и построение цепи всех зад ач — дело д а л ь ­ нейших исследований, здесь лишь заметим, что перечисленные задачи реш аю тся после создания стратиграфической схемы и что в конечном итоге получается метрическая модель полноопределенного геологиче­ ского пространства — геологическая карта.


Стратиграфия и геологическое врем я

15

В связи с этим использование геологического картирован и я ка к средства стратиграфии н ельзя истолковать иначе, чем использование средств взаймы у будущих результатов. Геологическая к а рта д ает м атери ал д ля решения следующих з а ­ д а ч — реконструкции физико-географических условий осадконакопления в пределах ка ж д о го стратиграфического подразделения, восстанов­ ления истории развития органического и неорганического мира, выде­ ления этапов развития. Т ак к а к все эти зад ач и реш аю тся после страти ­ графической корреляции и построения геологической карты, их р езу л ь ­ таты не могут учиты ваться при решении стратиграфических и картировочных задач; противоположный подход приводит к логическому кругу. Конечно, это не исклю чает того, что в результате проведения геологи­ ческой съемки или картографических построений различны х видов мо­ гут быть получены новые факты, существенно влияю щие на стр а ти гр а­ фические модели. Отметим, что палеогеографические и историко-геологические ре­ конструкции могут производиться не только по м а т ер и ал ам геологиче­ ских карт, но и на основе построенной региональной стратиграф ич е­ ской схемы, т. е. не только в метрическом, но и в топологическом пол­ ноопределенном пространстве. В ыделение «этапостратиграфических» подразделений возмож но до восстановления истории и ее этапов — в стратиграфической схеме легко выявляю тся рубежи наиболее резкой смены признаков; на геологиче­ ской карте т а к ж е мож но п оказать не границы отдельных ст рати гр аф и ­ ческих подразделений, а только поверхности — рубежи. Тогда выделен­ ные на схеме и карте геологические тела будут отвечать требованию «этапности», вклю чаемому некоторыми исследователями и авторами официальных документов в определение самого понятия «стратиграф и ­ ческое подразделение» [12, 25, 40— 42]. З а д а ч и выделения таких с т р а ­ тиграфических подразделений (этапостратиграфических, по В. А. Зубакову [11], геостратиграфических, по Г. П. Л еонову [21]) решаются после корреляции и проведения границ стратиграфических (хроностратиграфических) подразделений в принятом здесь определении. Геохронология и хроностратиграфия. Н а ч и н а я со II сессии М е ж д у ­ народного геологического конгресса, хронологические подразделения рассм атр иваю тся к а к производные от стратиграфических [21]; не под­ вергается сомнению, что «геохронологическая ш к а л а основывается на стратиграфической» [40, с. 10]. М ожно, конечно, н ад ел ять геохроно­ логические понятия какими-то дополнительными х арактери сти кам и сверх необходимых и достаточных, полученных в процессе построения и ан ал и за н аблю даем ы х данных. М ож но говорить о «течении времени» вместо временной последовательности, писать, что « . .. л ю б о е п о д р а зд е­ ление времени в истории Зем ли мож ет быть распознано в любой точке земной поверхности, всюду оно оставило свой след» [20, с. 21], очень образно представлять непрерывность, необратимость, направленность времени, не включенные в само понятие времени строгими форм ули­ ровками. В результате приходим к многогранному, д а ж е противоречи­ вому представлению о времени, которое у ж е мож но мыслить к а к об ъ ек­ тивно существующее, определяющ ее ход и р езультат процессов. П о д ­ разделения такого «времени» в самом деле первичны по отношению к стратиграфическим подразделениям. Н о ведь само это представление и есть мысленное время идеалиста А. Бергсона, это скорее образ, чем н а ­ учное понятие, оно не построено однозначно на основании «позитивных документов региональной истории Зем ли» [35, с. 158]. Если ж е говорить о геологическом времени к а к о теоретической конструкции, выводимой из наблюдений, то становится ясно, что любые


16

Косы гин Ю. А., Салин Ю. С.

геохронологические понятия предшествуют в последовательности пост­ роения стратиграфическим п одразделен иям и схемам. Последние стро­ ятся с их помощью и потому производим от геохронологических. Чтобы в о зр а ж а ть против предлож енной интерпретации геохроноло­ гической ш калы к а к последовательности ортохронологических руково­ дящ и х признаков и ее значения д ля стратиграфической корреляции, нуж но ответить на вопрос: а к а к ж е тогда строятся стратиграфические подразделения? П опы тка представить корреляцию, не использующую понятия времени, л и ш ает стратиграфию всякой методической основы. Закон Уилера — Бислея и закон Циттеля. Установление во зр аст­ ного скольж ения геологических границ было неприятным открытием для геологов. В ыявленны е факты, дополненные умозрительными сооб­ раж ениями, привели некоторых исследователей к формулировке всеоб­ щего закона, которому А. М. С ады ков [31] присвоил имея У и л ер а— Бислея: граничным поверхностям геологических тел присуще с к о л ь ж е­ ние во времени. Н етрудно видеть, что закон У илера— Бислея сводится к утверждению, что геологические и хроностратиграфические границы пересекаются. П р я м о противоположное утверж дение следует из у ж е приведенного выше вы сказы ван ия К. Циттеля. С праведливым ж е мож ет быть только один из двух законов. При зн ан ие истинности зак он а Уилера-—Бислея лиш ило бы страти ­ графию ее единственного инструмента. В самом деле, если границы л и ­ тологических тел пересекаю т возрастные, то мы не мож ем соединять одновозрастные пласты р азны х разрезов в единое непрерывное тело [17, 33]. За ко н У илера— Бислея, по существу, лишь негативная ф орм у­ л ировка. Он говорит только о том, чего мы не мож ем делать, но совсем не о т р аж ает то, что мы можем. З а к о н Ц иттеля в этом смысле д и а м ет­ рально противоположен. Однако имеем ли мы право, пы таясь сохранить столь необходимый инструмент, н астаивать на истинности формулировки о пересечении границ, тогда к а к сторонники «скольжения» приводят довольно много­ численные и бесспорные факты пересечения? Попробуем оценить соот­ ношение количества этих и противоположных фактов. З а д а ч а корреляции-— прослеж ивание реальных геологических тел— имеет проверяемое решение. П риводя геологическую границу от с к в а ­ жины к скважине, от м арш ру та к маршруту, можно пробурить д л я про­ верки третью, дополнительную скважину, пройти промежуточный м а р ш ­ рут. Н аблю дение подтвердит или опровергнет результат корреляции. Тяк-яя пппдеркг осуществляется--1йногзнр€н?дс--5ри-любой ге 0 л 0 1 ичсск.ий работе. И то, что возрастные конструкции не были отброшены к а к не­ годные, а применяю тся до сих пор, служ и т лучшим подтверж дением э ф ­ фективности используемых инструментов. Подсчитать число всех ф а к ­ тов, подтверж даю щ их закон Циттеля, просто невозможно. Пересечения ж е геологических и возрастных границ следует р а с ­ см атри вать к а к исключение из общего правила. Н и ка ки х искаж ений в используемые средства эти исключения не вносят. Та ж е геохронологи­ ческая ш к а л а и построенная с ее помощью система изохронных границ на карте позволит установить пространственные закономерности «воз­ растного скольжения», что и будет затем использовано д л я п р осл еж и ­ вания тела. Единая и многоаспектная стратиграфия. П ри разведочны х и экс­ плуатационных работах, среднемасш табной геологической съемке, ког­ д а надо знать поведение конкретного тела, п одлеж ащ его оконтуриванию и разработке, геохронологические шкалы и стратиграфические схемы нужны для прослеживания, установления непрерывности этого тела. При расширении изучаемой территории число отдельных геологи­


Стратиграфия и геологическое врем я

17

ческих тел быстро в озрастает и возникает необходимость найти зак о н о ­ мерности их р азм ещ ения в пространстве. Чтобы р азоб рать ся в хаосе бесчисленных свит, пачек, слоев, линз,, фаций, блоков, на них н аб р асы в аю т временную координатную сетку. Все геологические объекты упорядочиваю тся п реж д е всего по главной координатной оси — по их возрасту или положению в геохронологиче­ ской шкале. Упорядочение по л атерал ьн ы м координатам производится после — при построении палеогеографических карт, ф ац и альны х схем, л атеральн ы х рядов формаций, на которые наносятся только объекты одного и того ж е возраста. В ыявленные таким образом пространствен­ ные закономерности используются д ля прогноза. Д л я надеж ного обос­ нованного п редсказан ия необходимо учесть данны е о распределении геологических объектов на больших территориях, в идеале на всем земном шаре, т. е. нужно упорядочение по всей планете с помощью еди­ ной временной координатной системы. Т а к оно и д елается в настоящ ее время. Некоторы е исследователи п ред лагаю т производить геологические построения, в том числе расчленение и корреляцию разрезов, геологиче­ ское картирование по ка ж д о м у списку свойств отдельно [17]. Однако такие операции очень трудоемки, их о каж ется невозможны м р еа л и зо ­ вать д ля сколько-нибудь значительных территорий. То ж е самое можноск азать и о многочисленных проектах фацио-, био-, климато-, петро-, эко-, ритмо-, тектоно- и радиостратиграфии, а т а к ж е о других в о зм о ж ­ ных стратиграфиях. Если упорядочить в разны х координатных системах большие объемы региональной информации невозможно (м алы е об ъе­ мы не даю т достаточного м атери ал а д ля прогнозирования), то все эти проекты в значительной мере теряю т смысл. М аксимум, на что хвати т сил и средств,— выяснить закономерности пространственного поведения всех геологических объектов в единой (временной) координатной систе­ ме. И незачем гоняться за многими зай ц ам и сразу. Л учш е довести до совершенства, математической однозначности и строгости доставшееся нам бесценное наследство — единую временную стратиграфию. С П И СО К

Л И Т Е РА Т У РЫ

1. Б оды левский В. И. О стратиграфической зоне. — В кн.: Общие проблемы стратигр. и биостратигр. палеогеона Тургая и Средней Азии. Л., Н едра, 1964, с. 25—32. 2. Борукаев Ч. Б. Проблема общей геохронологической шкалы докембрия. — Геоло­ гия и геофизика, 19,72, № 1, с. 3— 14. 3. В арнавский В. Г. и др. Расчленение и корреляция осадочных толщ. М., Н аука. 1978. 4. Воронин 10. А. и др. Совершенствование теоретических построений стратиграфии с помощью моделирования на ЭВМ. — В кн.: Применение математич. методов и ЭВМ при поиске полезных ископ. Новосибирск, Н аука, 1972, с. 45—79. 5. В оронин Ю. А., Е ганов Э. А. Методологические вопросы применения математиче­ ских методов в геологии. Новосибирск, Н аука, 1974, 86 с. 6. Гончарова Е. И., С алин 10. С., Солдатов О. Б. Алгоритм построения сводных стр а­ тиграфических ш кал и корреляция разрезов. — В кн.: Принципы тектонического ан а­ лиза. Владивосток, 1977, с. 34—41. 7. Г урари Ф. Г., Х алф ин JI. JI. Реф орма правил стратиграфической классификации необходима. — Геология и геофизика, 1966, № 4, с. 3— 14. 8. Ж амойда А. И., М еннер В. В. Д ве основные тенденции разработки стратиграфиче­ ской классификации. В кн.: Пробл. геол. и полезн. ископ. на XXIV сессии М еждунар. геол. конгр. М., Н аука, 1974, с. 144— 151. 9. Ж иж ченко Б. П. Методы стратиграфических исследований нефтегазоносных обла­ стей. М., Н едра, 1969. 10. Жижченко Б. П. Теоретические основы стратиграфии и палеогеографии. М., Н едра, 1979. 11. Зуб а ков В. А. О стратиграфической систематике новейших отложении. — Мат-лы к симпозиуму. «Периодиз. и геохронол. плейстоцена». Л., Н едра, 1970, с. 35—39. 12. Зуб кович М. Е. М етоды палеонтолого-стратиграфических исследований. Основы био­ стратиграфии. М., Высшая ш кола, 1968. 13. Кваш а Г. И. К раткий словарь геологических терминов. — В кн.: И. Вальтер «И сто­ рия Земли и жизни». СПб, 1911, с. 21—29. 2 С оветская геологи я № 11 — 1979


18

Косы гин Ю. А., С алин Ю. С.

14. К еллер Б. М. Стратиграфические подразделения. — Изв. АН СССР. Сер. геол., 1950, № 6, с. 3—25. 15. К еллер Б. М. Рифейские отложения краевы х прогибов Русской платформы. М., И зд-во АН СССР, 1952. 16. К оровин М. К. Историческая геология. М., Госгеолиздат, 1941. 17. Косыгин Ю. А. Основы тектоники. М., Н едра, 1974. 18. Косыгин Ю. А., Салин Ю. С., С оловьев В. А. Философские проблемы геологиче­ ского времени. — Вопросы философии, 1974; № 2, с. 96— 104. 19. К расилов В. А. Эволюция и биостратиграфия. М., Н аука, 1977. 20. Кры мгольц Г . Я- О значении некоторых понятий в стратиграфии. В кн.: Общие проблемы стратигр. и биостратигр. палеогена Тургая и Средней Азии. Л ., Н едра, 1964, с. 20—34. 21. Л еонов Г. П. Основы стратиграфии. Т. 1—2. М., И зд-во МГУ, т. 1, 1973; т, 2, 1974. 22. Л оум ен С. Выступления в дискуссии на сессии Американского геологического общ е­ с т в а .— В кн.: Осадочные фации в геол. истории. М., И зд-во иностр. лит., 1953, с. 205—214. 23. М акедонов А. В. Принципы и методы региональной стратиграфии угольных бас­ сейнов, корреляции разрезов и синонимики угольных пластов. —• В кн.: Методы корреляции угленосных толщ и синонимики угольных пластов. М., Н аука 1969 с. 10—50. 24. М ейен С. В. Введение в теорию стратиграфии. М., В ИН ИТИ , 1974, деп. № 1749—74. 25. М еннер В. В. Биостратиграфические основы сопоставления морских, лагунных и континентальных свит. М., И зд-во АН СССР, 1962. 26. М ирчинк Г. Ф. И сторическая геология, ч. 1. Приемы и методы. М.—Л., ОНТИ, 1935. 27. Ог Э. Геология. М.—Л., ГОНТИ, 1938. 28. Проект стратиграфического кодекса СССР. Л., 1970, 35 с. Второй вариант. Л., 1974, 40 с. 29. Раузер-Ч ерноусова Д . М . Зоны фузулинид и их соотношение с другими стратигра­ фическими подразделениями.— Бюл. М О ИП . Отд. геол., т. 30, № 4, 1955, с. 67 70. 30.С а д ы к о в А. М. Система универсальной стратиграфической классификации.— Изв. АН К азС С Р. Сер. геол., 1969, № 1, с. 19—28. 31. Садыков А. М. Идеи рациональной стратиграфии (на примере Ц ентрального К а ­ захстан а). Алма-Ата, Н аука, 1974. 32. Садыков А. М. О двух направлениях в стратиграфии и некоторых терминах. — Сов. геология, 1978, № 8, с. 153— 160. 33. Салин Ю. С .'С тр ати гр аф и ческая корреляция на ЭВМ. — В кн.: Вопросы общей и теорет. тектоники. Х абаровск, 1974, с. 48—67. 34. С алин Ю. С. К онструктивная стратиграф ия. М., Н аука, 1979. 35. С околов Б. С. Биохронология и стратиграфические границы. — В кн.: Проблемы общей и регион, геологии. Новосибирск, Н аука, 1971, с. 155— 178. 36. Спенсер Г. Н елогическая геология. Научные, политические, философские труды, т. III. СПб, 1866, с. 277—335. 37. Степанов Д . Л . М етодика стратиграфических исследований. — В кн.: Спутник по­ левого геолога-нефтяника, т. 2. Л., Гостоптехиздат, 1954, с. 3—26. 38. Степанов Д . Л . Принципы и методы стратиграфических исследований. Л., Гостоп­ техиздат, 1958, 180 с. 39. Степанов Д . Л., Месеж ников М. С. Общ ая стратиграф ия (принципы и методы стр а­ тиграфических исследований). М., Н едра, 1979. 40. Стратиграфическая классификация и терминология. М., Госгеолтехиздат, 1956, 28 с.; 1960, 59 с. 41. Стратиграфическая классификация, терминология и номенклатура. Л., Н едра, 1965, 70 с. 42. Стратиграфический кодекс СССР. Л., Н едра, 1977, 79 с. 43. Стратиграфия и математика. Х абаровск, 1974, 2Q7 с. 44. Х алф ин Л . Л . О тектоно-стратиграфическом направлении в геологии и о принци­ пах стратиграфии. — В кн.: Осн. идеи М. А. Усова в геологии. Алма-Ата, И зд-во АН К азС С Р, 1960, с. 381—394. 45. Х алф ин Л . Л . Принципы Никитина — Чернышева — теоретическая основа страти­ графической классификации. — В кн.: Проблемы стратиграфии. Новосибирск, Н аука, 1969, с. 7—42. 46. Х алф ин Л . Л . О методических основах стратиграфической классификации. — В кн.: Проблемы стратиграфии. Новосибирск, Н аука, 1973, с. 3—21. 47. Циттель К ■ Первобытный мир. СПб, 1873, 391 с. 48. Ш индевольф О. Стратиграф ия и стратотип. М., Мир, 1975, 136 с. 49. Э йхвальд Э. И. П алеонтология России. Древний период. СПб, 1854, 245 с. 50. Я к о влев С. А. Учебник геологии. Л., Горгеонефтеиздат, 1933, 280 с. 51. H arrington Н. J. Space th in g s tim e and events an essay on stra tig ra p h y . — B Amer. Assoc. P etro l, u eo l., v. 49, N 10, 1965, p. 1601— 1646.

Стратиграфия и геологическое время  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you