Как определяют возраст горных пород кратко

Обновлено: 07.07.2024

дает учёным информацию как об их абсолютном возрасте (т.е. получен конкретный возраст образования пород, численно выраженный в тысячах, миллионах и миллиардах лет), так и об относительном (т.е. в отсутствие возможности определить конкретный возраст, полученные данные свидетельствуют о том, моложе или древнее изучаемые породы относительно тех, для которых абсолютный возраст уже получен).

Абсолютный возраст горных пород может быть получен благодаря исполь-

зованию комплекса методов радиоизотопного датирования, которые основаны на явлении распада радиоактивных элементов в специфических минералах, слагающих породу. Среди основных стоит выделить U-Pb (уран-свинцовый), Rb-Sr (рубидий-стронциевый), Ar-Ar (аргон-аргоновый), Sm-Nd (самарий-неодимовый), 14С (радиоуглеродный). Все методы основаны на сравнении концентрации природного радиоактивного изотопа в минерале с концентрацией продуктов его распада, которые образуются с известной постоянной скоростью, которая называется периодом полураспада. Выбор того или иного метода обусловлен, во-первых, наличием в изучаемом разрезе (последовательность геологических тел, выходящая на дневную поверхность или вскрытая скважиной, и доступная к непосредственному изучению) тех или иных пород, содержащих в своем минеральном составе указанные выше элементы, а во-вторых – предполагаемым возрастом изучаемых толщ.

Так, радиоуглеродный метод, основанный на анализе распада изотопа 14С,

период полураспада которого составляет 5750 лет, может использоваться только для определения возраста осадков не древнее 60-80 тыс. лет.

Относительный геологический возраст, который характеризует возрасты

горных пород относительно друг друга, может быть определён с использованием целого комплекса методов: стратиграфического, палеонтологического, геофизических, палеомагнитного и других методов.

Стратиграфический метод основан на изучении взаимоотношений сло-

Палеонтологический метод основан на теории необратимой и непрерыв-

ной эволюции органического мира, которую впервые сформулировал Дарвин в своем учении об эволюции. Исходя из этого закона, совокупность ископаемых организмов, встречающаяся в том или ином слое, отражает определенный и неповторимый этап развития органического мира. При этом, одновозрастные осадки, несмотря на различия в условиях образования, могут содержать одни и те же или близкие остатки ископаемых организмов. Наибольшую важность для определения относительного возраста играют руководящие ископаемые – вымершие организмы, жившие короткий отрезок времени, однако встречающиеся в большом количестве, хорошо сохраняющиеся в ископаемой летописи и имевшие широкое распространение. Примерами руководящих ископаемых являются археоци

аты, встречавшиеся в раннем кембрии; трилобиты в кембрии, ордовике и силуре; белемниты в юрском и меловом периодах.

Геофизические методы основаны на изучении и сравнении физических

свойств горных пород. Наиболее часто они применяются при изучении отложений, не обнажённых на поверхности Земли, а находящихся на глубине. Они применяются для определения состава толщ, выделения геологических тел, отличающихся по своим физическим характеристикам, и их корреляции (сопоставления) между собой и с разрезами, для которых возраст установлен другими методами.

Палеомагнитный метод позволяет реконструировать историю магнитного

поля Земли. Он основан на способности горных пород в момент образования приобретать намагниченность, по направлению и величине соответствующую магнитному полю Земли. Благодаря этому методу было установлено, что в геологической истории Земли ее магнитное поле не было постоянным: наряду с продолжительными эпохами стабильности магнитного поля, имели место многочисленные инверсии - смены магнитных полюсов Земли местами. Запечатленные в магматических породах океанического дна, магнитные инверсии имеют вид полос с прямой и обратной намагниченностью, линейно-вытянутые вдоль зон образования новой океанической коры – срединных океанических хребтов. Анализируя после-

довательность этих полос (т.н. полосовых магнитных аномалий), появляется воз-можность установить возраст пород дна океанов и оценить скорость роста океанической коры. Таким образом, изучение намагниченности позволяет сравнивать породы, расположенные на больших расстояниях, определять их относительный возраст и даже географическое положение изучаемого блока земной коры в данный период геологической истории.

Восстановление физико-географических условий и тектоники прошло-

го Земли Всестороннее изучение пород и их последовательностей, восстановление облика ископаемых животных и растений, позволяет проследить последовательность геологических событий, реконструировать климат, и даже определить глубину и площадное распространение древних морей и океанов.

Анализ осадочных горных пород заключается в диагностике типа и состава

породы, определении степени окисленности железа Fe2+/Fe3+ в глинистых и карбонатных породах и в поиске индикаторной ископаемой флоры и фауны. Важное значение имеют взаимное расположение пластов пород, их мощность, характер слоистости. Так, например, обломочные породы могут быть характерны как для континентального, так и для морского осадконакопления, в то время как извест-няки и другие биогенно-осадочные породы характерны исключительно для мор-ских обстановок. Определение условий образования и взаимного расположения морских и континентальных отложений позволяет установить контуры морских бассейнов, а по некоторым характерным литологическим признакам осадочных

толщ можно даже сделать выводы об общей геодинамической обстановке, имевшей место в данном регионе многие миллионы лет назад.

Особенности строения ископаемых организмов зачастую позволяют сде-

лать важные выводы об условиях среды их обитания и образе жизни. Каждая

группа организмов в процессе эволюционного развития вырабатывает специфические адаптивные механизмы, защищающие их от воздействия окружающей среды и отражающиеся в анатомическом строении. Например, тело трилобитов было устроено так, чтобы они могли вести придонный образ жизни. Свидетельством этого являлись мощный панцирь, уплощённое туловище, сложные глаза на верхней стороне тела, расположение рта и ног на брюшной стороне тела. Таким образом, находки трилобитов в осадочных породах позволяют говорить об обстановках, в которых происходило осадконакопление. Исследование особенностей органических ископаемых остатков позволяет также судить о температуре, солёности, газовом режиме.

Реконструкции формирования и история перемещений блоков земной коры (палеотектонические реконструкции) производятся при помощи, как уже упоми-налось выше, палеомагнитного метода, основанного на анализе вектора остаточной намагниченности горных пород, и целой серии других методов, среди которых немаловажным является и палеонтологический. При его использовании исследователями изучаются и сравниваются ассоциации одновозрастных остатков в разрезах разных регионов. В некоторых случаях по имеющимся общим формам, например – сухопутной фауны, можно сделать вывод о единстве ареала их распространения в пределах крупного палеоконтинента, на территориально-удалённых в настоящее время фрагментах которого эти остатки были обнаружены.

Примеры решений задач по астрономии: Фокусное расстояние объектива телескопа составляет 900 мм, а фокусное .

2. ВОЗРАСТ ЗЕМЛИ И ГЕОХРОНОЛОГИЯ. МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ПРОШЛОГО ЗЕМЛИ

2.1.Изучение геохронологической и стратиграфической шкал

Задание. 1. Изучить и зарисовать в тетради геохронологическую и стратиграфическую шкалы.

Теоретическая часть

Одной из важных задач геологической науки является воссоздание истории развития Земли и ее отдельных регионов. Все геологические события развиваются во времени, в течение которого формируются различные горные породы. Определив возраст горной породы, одновременно выясняют время протекания того или иного геологического процесса, в результате которого сформировалась эта порода. Определением возраста горных пород и последовательности их образования, геологического времени и геологических событий занимаются науки геохронология и стратиграфия.

Основным методом определения относительного возраста осадочных пород является палеонтологический. В основе этого метода лежит закон о необратимости эволюции органического мира, согласно которому в толщах горных пород последовательно сменяют друг друга неповторяющиеся комплексы ископаемых организмов. Зародившись на самых ранних этапах геологической истории, органическая жизнь на Земле с течением времени развивалась и изменялась. Для различных отрезков истории характерны свои формы органической жизни, отличные от предшествующих и последующих. Важную роль в этом методе играют те группы организмов, которые существовали в течение короткого времени и были распространены во всех морях и океанах или на многих континентах. Такие роды и виды организмов оказались своеобразными реперами в геологической истории и получили название руководящих ископаемых. Руководящими формами ископаемых организмов в континентальных отложениях являются скелеты динозавров или их фрагменты, скелеты птиц, хоботных, приматов, лошадей и следы их жизнедеятельности, а также остатки растений. Среди морских организмов руководящими являются граптолиты, трилобиты, брахиоподы и др.

В настоящее время широко используется палеомагнитный метод корреляции отложений, основанный на том, что все горные породы, как магматические, так и осадочные, в момент своего образования приобретают намагниченность, отвечающую по направлению и по силе магнитному полю данного времени. Эта намагниченность сохраняется в породе, поэтому и называется остаточной намагниченностью, разрушить которую может лишь нагревание до высоких температур, выше точки Кюри, ниже которой магматические породы приобретают намагниченность, или, например, удар молнии. В истории Земли неоднократно происходила смена полярности магнитного поля, когда Северный и Южный полюса менялись местами, а горные породы приобретали прямую (положительную, как в современную эпоху) или обратную (отрицательную) намагниченность. Сейчас разработана подробная шкала смены полярности для всего фанерозоя, особенно для мезозоя, успешно применяемая для корреляции базальтов и осадков океанического дна.

Существуют и другие методы корреляции отложений, например метод непрерывного сейсмического профилирования, электрокаротажные методы и др.

Абсолютное летоисчисление устанавливает возраст горных пород в астрономических единицах (годах). Главными методами абсолютной геохронологии являются радиогеохронологические методы, основанные на явлении радиоактивного распада элементов, находящихся в горных породах или минералах. Радиоактивные изотопы в малых количествах входят в кристаллическую решетку многих минералов. С момента образования минерала в нем начинают накапливаться продукты самопроизвольного распада изотопов. Никакие внешние факторы не могут ни ускорить, ни замедлить этот процесс. При распаде материнских изотопов образуются новые дочерние изотопы. В зависимости от того, по изотопам какого радиоактивного элемента и соответствующего ему продукту распада производится определение возраста, в изотопной геохронологии различают несколько методов: уран-свинцовый, калий-аргоновый, рубидий-стронциевый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный и др. (табл.6).

Изотопы, используемые для определения радиогеохронологического возраста

Я думаю, многие слышали о том, что можно определить возраст тех или иных горных пород. С детства мы знаем, что у дерева определить возраст можно по количеству колец в разрезе. Но как быть с горными породами? Как определить их возраст?


Объяснение понятия

Массу нескольких или, может быть, одного вида минеральных веществ или других веществ органического происхождения, которые можно считать настоящими продуктами многолетних процессов природы, называют горной породой. Можно разделить породы на два вида: плотные, с более плотным составом, и рыхлые. В зависимости от того, какие геологические преобразования совершались с породой, можно узнать условия, в которых они залегают.


Разделение на виды

Горные породы разделяют на следующие виды:

Небольшая часть из всего большого множества приведена выше. Но, помимо объединения под один термин горных месторождений, все эти виды также классифицируются по группам:

  • осадочные;
  • метаморфические;
  • магматические.

То есть, классификация пород очень большая.

Как определяют возраст горных пород

При рассмотрении данного вопроса, сразу на ум приходят люди, которые именуются геологами. Ведь кто, если не они, должен еще заниматься подобными вопросами? Но не все так просто. Есть специальная наука, которая называется палеонтология, и именно она занимается разбором и изучением развития природы с течением большого количества времени.


Чтобы понять, как долго та или иная порода находится на просторах нашей планеты, выведено такое понятие, как возраст геологический. То есть, он определяется с учетом остатков животных или любых растений из какой-либо эры. Но таким образом ученые могут установить только приблизительный возраст породы. Для точного значения используется физика, причем, атомная. С учетом радиоактивных свойств различных веществ и их изменения со временем, ученые могут с точностью сказать, сколько миллионов, а то и миллиардов лет данному местонахождению породы.

Абс. возраст выражается в годах, т. е. определяется, сколько лет прошло с момента образования породы. Для этой цели применяют радиоактивные методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые находятся в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в млн. лет, другие дают возможность определять более короткие отрезки времени. Так, например, зная какое количество свинца образуется из одного грамма урана в год, определяя их совместное содержание в данном минерале, можно вычислить абс. возраст минерала и той горной породы, в которой он находится. Это позволяет определить возраст в миллионах лет.
Относ. возраст позволяет определить возраст пород относительно друг друга, т. е. устанавливать, какие породы древне, какие моложе. Для определения относ. возраста используют два метода: стратиграфический и палеонтологический.
Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие.
Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на разных участках.

1)относительный возраст-позволяет определить какая горная порода страше, а какая младше
2) по отпечаткам и окаменелостям
3)радиоактивный метод (абсолютный)

Читайте также: