|
Методические рекомендации
Современными научными
методами изучения древних климатов являются микрофлористический,
изотопный и магнезиальный методы анализа [2, 6, 7].
Большой вклад в изучение
климата вносит микрофлористический спорово-пыльцевой метод.
Объектами изучения этого метода являются зерна цветочной пыльцы
наземных растений. Пыльца и споры растений рассеиваются, в
почве и воде сохраняются и переходят в ископаемое состояние в
породах. Ископаемую пыльцу можно обнаружить в породе под
микроскопом. Состав спорово-пыльцевых спектров
отражает качественный состав растительности природных зон. Состав
спектра и процентное соотношение компонентов дают информацию о
климате. Разработаны математические методы обработки спектра с
целью расчета средних температур по сезонам года и среднегодовой
суммы осадков. При применении спорово-пыльцевого метода выделяются
растения различных зон увлажнения, подсчитываются коэффициенты
термофильности и ксерофильности, определяются ландшафты и
климатические пояса.
Часто применяется изотопный
палеотемпературный метод, поскольку соотношение изотопов кислорода
О18/О16 в кальците раковин прямо зависит от температуры.
Используется магнезиальный
палеотемпературный метод, так как величина соотношения
кальция к магнию в карбонате раковин головоногих моллюсков обратно
пропорциональна температуре. Большой вклад вносит изучение
растений. Отпечатки вечнозеленых растений свидетельствуют о
тропическом влажном климате, листопадной флоры − об умеренном
климате. Уменьшение влажности и понижение температуры
приводят к обеднению видового состава флоры и исчезновению
отпечатков растений.
Лучшие результаты по
количественным параметрам дает сочетание методов
спорово-пыльцевого, диатомового, изотопно-кислородного и метода
ядерной геохронологии. Разрабатываются новые подходы: моделирование
направлений ветров и общей картины циркуляции ветров, изучаются
высоко расположенные области сноса по палеогеографическим данным.
Применяется моделирование общей атмосферной циркуляции на основе
созданной модели континентов по палеомагнитным данным.
В учебном процессе наиболее
доступно применение литологического и палеонтологического методов
фациального анализа. Для определения климата изучаются породы,
окаменелости, различные включения и окраска породы. Изучение
окраски породы, отражающей влияние среды, формирующейся при
определенных климатических особенностях, позволит сделать
предположения о климате. Белая и другие осветленные и пестроцветные
окраски характерны для аридного климата. Для гумидных климатов
характерно потемнение окрасок, появление коричневых и
темно-желтых оттенков. Определяя тип и класс беспозвоночных
животных, можно восстановить климат их обитания.
Применение
литологического метода также существенно для определения
климата. Силикатный состав осадочной породы указывает на умеренный
и холодный климат в континентальных фациях, в морских фациях для
определения климата изучается цемент песчаников и алевролитов.
Известковый цемент укажет на влияние сухого теплого климата,
кремнистый – холодного климата, железистый – влажного теплого
климата.
Ниже рассматриваются
особенности разных фаций при различных типах климата.
Тропический влажный
климат способствует накоплению
глин. В высоких местах кор выветривания образуются кварцевые
пески и каолиновые глины, в низких местах – красные глины с
лимонитом (латериты) и бокситы, бурые железняки и марганцевые руды;
скопления опала и халцедона образуют псевдоморфозы по
стволам деревьев. В озерных фациях образуются желваки фосфорита, в
пресно-лагунной фации идет накопление каустобиолитов и угленосных
толщ. Для прибрежной фации характерны биогенные известняки из типа
Губки и Археоцеаты, а также переотложенные осадочные руды
бобовой текстуры – марганцевые, бокситы, бурые железняки. В
мелководной фации наблюдается широкое развитие светло-серых
биогенных известняков – коралловых, брахиоподовых, граптолитовых,
форамениферовых, ракушечников из остатков двустворчатых и
брюхоногих моллюсков. Часто образуются залежи мела из остатков рода
Глобигерина и золотистых водорослей. В умеренно глубоководной фации
наблюдаются белые хемогенные известняки с остатками классов
одиночных Кораллов, Головоногих моллюсков и Иглокожих. В
глубоководной фации накапливаются известковые илы до глубины
4,5 км. Глубже отлагаются красные хемогенные глины с
остатками Радиолярий и Диатомей. Из минералов глин присутствуют
каолинит и монтмориллонит. Для весьма глубоководной фации
характерны хемогенные кремнистые осадки.
Выводы об
экваториальном климатическом
поясе часто основаны на
наблюдениях за рифовыми известняками, которые образуются вблизи
экватора.
Тропический сухой климат
отражается
в континентальных фациях известковистостью отложений и
пестроцветностью пород, широким развитием эоловых фаций. В
экстрааридном климате наблюдаются сульфатно-карбонатные отложения
из гипса, ангидрита, магнезита (рис.). В аридном климате
образуются силицитные коры выветривания – красноцветные или пестрые
кварц-полевошпатовые пески, с включениями халцедона и опала. В
пресноозерной фации – залежи горючих сланцев из остатков
фитобентоса и фитопланктона. В прибрежной фации – оолитовые
известняки. В мелководной зоне – пески и биогенные карбонаты белой
окраски, белые доломиты и магнезиты. Умеренно-глубоководная фация
представлена пластовыми фосфоритами, глубоководная фация –
алеврито-пелитовыми породами. Весьма глубоководная фация –
кремнистые породы и конкреции фосфоритов, полиметаллов. Уровень
перехода от накопления карбонатных пород к кремнистым глубже
в тропическом климате (рис. ).
В умеренном влажном
климате фация коры выветривания
представлена мелкообломочными породами – полимиктовыми
песками, алевритами, глинами пестрой окраски. В пресно-озерных и
пресно-лагунных фациях – песчано-глинистые породы с фауной из
классов Двустворчатых и Брюхоногих моллюсков, типа Плеченогих,
остатков скелетов рыб, иногда горючие сланцы,
известняки-ракушечники из классов Двустворчатых и Брюхоногих
моллюсков. В соленолагунной фации - оолитовые известняки. Фация
береговых приморских болот представлена торфом и мощными
угленосными толщами. В морской мелководной фации –
песчано-алевритовые породы с хлоритом, зеленые алевролиты и
песчаники. В мелководной зоне на глубине 150-200 м проходит граница
окислительной и восстановительной сред, поэтому на этой
глубине наблюдаются глауконитовые пески
голубовато-зеленоватой окраски. В умеренной зоне на глубине 500 м
накапливаются пластовые фосфориты в восстановительной среде, глубже
– хемогенные известняки. В глубоководных фациях – радиоляриевые
кремнистые илы и радиоляриты, диатомовые илы и диатомиты.
Отсутствуют красные глубоководные глины.
В приполярном холодном
климате на континенте преобладают
ледниковые фации: моренные серые отложения и тонкослоистые
алеврито-глинистые водно-ледниковые отложения. Моренная фация
представлена тиллитами (ледниковыми конгломератами), где крупные
валуны имеют ледниковую штриховку. Есть включения глыб и щебня
темносерой окраски. В речной фации преобладают суглинки, супеси с
включениями валунов, гальки и гравия. В прибрежной фации
наблюдаются ледово-морские отложения серой окраски: смесь алевритов
и илов с включениями морской фауны, валунов, гальки и щебня. В
прибрежной фации – грубообломочные отложения серой окраски (среда
слабо восстановительная). В мелководной фации – пески и алевриты
серой окраски. В умеренной, глубоководной и весьма глубоководной
фациях образуются кремнистые осадочные породы: опоки, радиоляриты,
диатомиты, содержащие иглы кремнистых губок или псевдоморфозы
песчано-глинистых пород по форме губок.
Используя методические
рекомендации к этой теме, в коллекции подберите образцы
горных пород и окаменелостей, характеризующие различные фации
определенного климата. Выполните описание пород по всем
литологическим показателям.
|
