Геодезия и геология — Бурение скважин

Основные этапы развития исторической геологии

Историческая геология, как и палеонтология, оформилась в начале 19 века, хотя основы этой науки были заложены значительно раньше трудами многих ученых. В частности, очень многие мысли об историческом развитии земной коры были высказаны еще в 18 веке М. В. Ломоносовым в его работах «О слоях земных», «Слово о рождении металлов от трясения Земли» и др.
М. В. Ломоносов первый утверждал, что на Земле происходят бесконечные превращения и изменения. Он говорил, что слоистые породы образовались путем осаждения из водных бассейнов, на что указывают наличие в этих породах ископаемых моллюсков, литологи-ческий состав и наблюдения над современными отложениями. Он также заметил, что в земной коре чередуются слои, содержащие раковины морских животных, и слои с остаткаи наземных растений, и? объяснил это сменой различных периодов жизни Земли, чередованием трансгрессий и регрессий. М. В. Ломоносов первый высказал мысль о геологическом времени и утверждал, что геологическая история Земли имеет очень большую продолжительность, значительно превышающую по масштабам историю развития человеческого общества. Несколькими десятками лет позднее подобные идеи высказывались другими учеными. К числу этих ученых относятся А. Вернер, Д. Геттон, У. Смит, Ж. Кювье, А. Броньяр. Много интересных мыслей высказывали и ученые, жившие еще раньше М. В. Ломоносова (15—17 вв.). К их числу относятся Леонардо да Винчи, Н. Стено и др.

Тип членистоногие (arthropoda)

Этот тип насчитывает более 1 млн. видов и является наиболее многочисленным типом животных.
Членистоногие (различные насекомые, раки, крабы, трилобиты, мечехвосты и многие другие) чрезвычайно разнообразны по своему строению и образу жизни. Они живут в морях, в пресных водах, в почве и в воздухе самых различных климатических зон. Появились членистоногие еще в докембрии. Уже в кембрийских отложениях они представлены разнообразно и очень широко. Происхождение членистоногих неясно. По целому ряду признаков они ближе всего стоят к кольчатым червям, и поэтому последние предположительно считаются предками членистоногих.
Членистоногие—высокоорганизованные животные. У них есть рот, желудок, пищеварительный канал, нервная (даже головной мозг) и кровеносная системы, хорошо развитые глаза, органы дыхания (легкие, трахеи или жабры — в завсимости от среды обитания).
Тип членистоногих объединяет 4 подтипа, каждый из которых делится на несколько классов. В геологическом отношении интересен класс трилобитов и в меньшей степени — класс ракообразных.

Тип полухордовые (hemichordata)

Полухордовые занимают промежуточное положение между бесхордовыми и хордовыми. Они, как и хордовые, имеют спинной нервный тяж и жаберные щели, но у них отсутствует настоящая спинная струна. До недавнего времени их относили к кишечнополостным или, реже, к мшанкам.
Полухордовые, жившие в палеозое, представляют большой геологический интерес и объединяются в подтип граптолиты (Graptolitina).
Граптолиты (рис. 51)—морские колониальные организмы с хитиновым скелетом, ведущие планктонный и псевдопланктонный образ жизни. Колония обычно состояла из иеточек с ячейками, в которых размещались особи колонии размером в несколько миллиметров.
Род диктионема (Dictionema). Колонии кустистой формы, состоящие из многочисленных веточек, соединенных перемычками.
Распространение: верхний кембрий — ниний карбон.

Семянные растения

Семянные растения появились в девоне и в конце палеозоя заняли господствующее положение. Размножение семенами явилось очень важным приспособлением в борьбе за жизнь. Семя, по сравнению со спорой, значительно более совершенно: оно имеет запас питательных веществ, которые использует молодое растение, и крепкую скорлупу, предохраняющую семя, вследствие чего оно может долго сохраняться, пока не наступят условия, благоприятные для прорастания.
Класс голосемянные (Gymnospermae). К голосемянным относятся хвойные, гинкговые, цикадовые, саговиковые и другие. Семена у них развиваются из голой семяпочки при отсутствии цветка. Семяпочки располагаются или на спороносных листьях или собраны в особые образования — шишки. Голосемянные появились в девоне, были очень хорошо представлены в позднем палеозое, к концу палеозоя вытеснили споровые растения в мезозое заняли господствующее положение. Многие голосемянные сохранились и живут до сих пор (около 600 видов).
Самые примитивные голосемянные — семянные папоротники, глос-соптеридовые и некоторые другие похожи на папоротники, но их листья несли семязачатки. Листья семянных папоротников, если они встречаются без других органов, совершенно неотличимы от листьев настоящих папоротников.

Осадочные формации

Советские геологи вслед за Н. С. Шатским, основоположником учения о формациях, определяют формацию как совокупность парагене-тически связанных горных пород и отложений, возникающих в разной физико-географической обстановке, но объединенных одинаковыми тектоническими условиями их образования.
По особенностям тектонической обстановки выделяют: 1) формации геосинклинальных областей, 2) формации краевых прогибов и 3) формации платформ.
В пределах этих больших групп выделение формаций производится по целому ряду признаков: по преобладанию тех или иных пород (глинисто-сланцевая), по полезному ископаемому (угленосная, соленосная, нефтематеринская), по особенностям строения толщи (флишевая) и другим признакам.
Геосинклинальные формации. Для этих формаций характерны: 1) очень большая мощность отложений (многие сотни и тыся
чи метров;; 2) преооладание ооломочных и вуканогенных пород; 3) сложное складчатое залегание, осложненное многочисленными разрывными нарушениями; 4) наличие большого количества крупных интрузивных тел; 5) значительный метаморфизм; 6) полнота стратиграфического разреза; 7) вытянутые в виде широких полос площади распространения.
В геосинклинальных прогибах накапливаются: глинисто-сланцевая, флишевая, молассовая, кремнисто-вулканогенная, джеспилитовая и другие формации.

Геосинклинальные пояса

Типичными палеозойскими геосинклинальными поясами являются Урало-Сибирский и Северо-Атлантический.
Урало-Сибирский геосинклинальный пояс. В кембрийское время в различных областях этого пояса события развивались неодинаково. На юго-востоке — в Северном Тянь-Шане, Центральном Казахстане, в Кузнецко-Саянской области (рис. 78) и в Горном Алтае происходят значительные складкообразовательные движения и формируются горные сооружения (Восточный Саян, Кузнецкий Ала-тау и некоторые другие). Здесь очень широко развиваются и подводные эффузивные процессы, в результате чего образуются мощные толщи эффузивных пород, главным образом основного состава, а также туфокон-гломераты и туфобрекчии. Кроме них здесь накапливаются карбонатные и терригенные отложения. Общая мощность всех этих отложений местами составяет 25 км.
В других областях этого пояса — на Урале, в Южном Тянь-Шане и других местах — преобладали процессы прогибания, развивались трансгрессии и накапливались различные отложения: карбонатные, эффузивные и другие образования, впоследствии превратившиеся в мраморы и зеленокаменные породы.

Геосинклинальные пояса

В Урало-Сибирском поясе уже в среднем карбоне в восточной зоне Урала, в Зауралье, Рудном Алтае, на юго-востоке Казахстана и в некоторых других областях поднимаются складчатые горные сооружения. Поэтому здесь распространены только нижний и средний карбон.
В восточной зоне Урала (рис. 86) нижний карбон сложен песчаниками и сланцами и лишь в некоторых местах преобладают известняки. Средний — представлен мощными толщами обломочных пород. В основании — это тонкозернистые морские отложения. Выше по разрезу они сменяются все более грубсобломочными породами, вплоть до появления конгломератов с растительными остатками. Такая смена отложений обусловлена поднятием горных хребтов и вытеснением моря. В это же время формируются огромные гранитные интрузии, широко распространенные по всей восточной зоне Урала, едкие сиенитовые и некоторые другие малые интрузии. С интрузиями связаны месторождения железа, золота, драгоценных камней и других полезных ископаемых.
В западной зоне Урала развиты все три отдела карбона. Они представлены мощными слоистыми и массивными известняками. И только в верхнем карбоне, в восточной части западной зоны, располагавшейся рядом с поднявшимися горными сооружениями восточной зоны Урала, очень широко распространены песчанико-сланцевые толщи.

Движения земной коры, палеогеография, осадконакопление

В меловом периоде (рис. 92) складкообразовательные движения были еще весьма значительными, особенно на границе между нижним и верхним мелом и в конце верхнего мела. По-прежнему особенно активно эти движения развиваются по берегам Тихого океана. Здесь они окончательно ликвидируют геосинклинальный режим и формируют современные складчатые сооружения.
Значительные преобразования происходят и на платформах: продолжается их распад и образование плит и океанических впадин. Появляются Индийский и Атлантический океаны и Северо-Американский. Евразийский, Бразильский, Афрпкано-Аравийский, Индийский, Австралийский и Восточно-Антарктический материки. В верхнемеловое время на материках развивается широчайшая, самая большая за всю историю Земли, трансгрессия. Только Сибирская, Китайская и Бразильская платформы остаются выше уровня моря.
Таким образом, киммериски тектогенез, закончившийся поднятием складчатых поясов по берегам Тихого океана, не приводит к общему поднятию платформ, как это обычно имело место в конце каждого из предшествующих тектонических этапов. Некоторые геологи связывают эту особенность киммерийского тектогенеза с образованием Индийского и Атлантического океанов. Очевидно погружение земной коры в этих областях вовлекло в прогибание и другие части Лавразии и Гондваны.

Эволюция палеогеографической обстановки и осадконакопления

Для эпох активного развития тектонических движений и эпох, следующих за ними, характерны возвышенный сильно расчлененный рельеф, значительное сокращение площадей, занятых морскими бассейнами, господство суши и резко выраженная климатическая зональность. В такие эпохи накапливались главным образом обломочные и грубообломочные отложения. Химические и органогенные осадки в это время отлагались в небольших количествах. Из химических осадков только соли накапливались в озерах и лагунах, оставшихся от морских бассейнов.
Такие эпохи получили название теократических.
С течением времени рельеф выравнивался, поверхность материков все больше превращалась в полуравнину со слегка неровным рельефом. Климат становился более ровным, теплым, влажным, так как широко развивающиеся трансгрессии создавали на платформах большие мелковоные, легко прогреваемые солнцем, моря. Такая обстановка благоприятствовала широкому развитию химических процессов. В морях и на континентах в это время накапливались часто почти чистые химические и органогенные осадки. Такие эпохи — эпохи широких трансгрессий и господства моря — называют талассократическими.

Полезные ископаемые русской платформы, особенности их размещения

Все полезные ископаемые Русской платформы делятся на две большие группы: полезные ископаемые, сформировавшиеся в доплатфор-менную стадию развития, и полезные ископаемые, образовавшиеся в платформенную стадию развития.
Первые связаны с процессами магматическими и метаморфическими или имеют вулканогенно-осадочное происхождение. Эти полезные ископаемые залегают в основном в фундаменте платформы. Среди них особенно большое значение имеют железные руды вулканогенно-оса-дочного происхождения, связанные с джеспилитами и магнетитовыми сланцами древнейших складчатых сооружений — саамид. Месторождения этого типа широко распространены в пределах Украинского щита (Криворожское, Кременчугское и др.), на Кольском полуострове и в пределах Воронежской антеклизы (Курская магнитная аномалия). В области Балтийского щита есть также месторождения сульфидных медно-никелевых руд (Мончегорское, Печенгское и др.)- Они приурочены к интрузиям норитов и перидотитов карельского цикла.
С докембрийской историей Русской платформы связано образование и нерудных полезных ископаемых. Из них особенно большое значение имеют первосортные строительные материалы: граниты, габбро-диабазы, шокшинские песчаники, лабрадориты Украины, мраморы и другие, а также месторождения графита, -гранатов, кианита. На Украине добываются драгоценные камни. С пегматитами и аплитами Карелии, образовавшимися в заключительные этапы беломорского магматического цикла, связаны месторождения полевого шпата, слюды, кварца.