История стратиграфии (XIX век)

Размещено на http://www.allbest.ru/

история стратиграфии (XIX век)

биостратиграфический метод геологический разрез

На рубеже XVIII и XIX вв. почти одновременно В. Смит (Smith, 1769 --1839) в Англии и Ж. Кювье (Cuvier, 1769-1832) и Ал. Броньяр (Brongniart, 1770-1847) во Франции независимо друг от друга создали биостратиграфический метод. В. Смит в 1796 г., наблюдая геологическое строение в окрестностях г. Бата, обратил внимание «на тот удивительный порядок и закономерность, с которой природа расположила эти необычные произведения (органические остатки), предоставив каждому их классу определенный слой». Позже, обнаружив единообразную последовательность в различных частях Великобритании, В. Смит сформулировал свой закон, или принцип: «одни и те же слои всегда находятся в одном и том же порядке последовательности и содержат одинаковые ископаемые органические остатки».

Иными словами, породы, содержащие одинаковые руководящие формы, одновозрастны. (Понятие «руководящие формы» также принадлежит В. Смиту.) На основании различных биофоссилий в разрезе (юры и нижнего мела) Юго-востока Англии В. Смиту удалось выделить 40 формаций, изображение которых на плане образовало первую геологическую карту, построенную подобным способом. Несколько позже, в 1817 г., В. Смит опубликовал свою знаменитую таблицу (Smith, 1817), впервые употребив термин «стратиграфия».

Ж. Кювье и Ал. Броньяр в окрестностях Парижа установили девять формаций, различающихся составом окаменелостей и вмещающих горных пород. Однако если В.Смит лишь констатировал наличие обнаруженного им порядка, не пытаясь объяснить причину подобного явления, то Ж. Кювье и Ал. Броньяр, напротив, стремились его объяснить. Именно это обстоятельство позволяет первого считать родоначальником биостратиграфии, а двух других -- палеонтологии.

Следует отметить, что подобное методическое различие сохранилось до наших дней, хотя и не в столь очевидной форме. Значение сделанного открытия трудно переоценить. До сих пор именно биостратиграфический метод остается основным в стратиграфии. И это было оценено его современниками. Недаром В. Смит получил почетное прозвище Страта-Смит и в 1831 г. был награжден 1-й Волластоновской медалью Британской Академии наук. Этот метод является «палеобиологическими часами», конструкцию которых совершенствуют до сих пор. Именно он лег в основу создания общей стратиграфической шкалы (ОСШ) фанерозоя, созданной в течение «золотого двадцатилетия» геологии -- с 1822 по 1841 гг.

Тем не менее, предполагая обязательную универсальность метода, его авторы недоучитывали географических закономерностей распространения органических остатков и фациального влияния, в результате чего делалось много, часто крупных, ошибок.

В 1850 г. французский ученый А. д'Орбиньи (d'Orbigny, 1800-1857) предложил разделять системы на ярусы: «Полный ярус должен объединять совокупность наземных и морских организмов, развивавшихся подобно тому, как это имеет место в настоящее время, и представляющих собой целую эпоху» (цит. по: Симаков, 1995). Ярус становится важнейшим стратиграфическим понятием. Однако, устанавливая ярусы, А. д'Орбиньи исходил из катастрофических представлений, полагая, что каждый ярус формируется в течение спокойного состояния планеты. Этот этап прерывается эпохами глобальных катастроф, одновременно и мгновенно проявляющихся во Вселенной: «...двадцать семь раз отдельные акты творения последовательно заселяли Землю новыми растениями и животными вслед за каждым геологическим переворотом, который уничтожал все в живой природе. Таков факт, факт несомненный, но непостижимый, который мы устанавливаем, не пытаясь проникнуть в сверхчеловеческую тайну, его окружающую» (d'Orbigny, 1852; цит. по: Симаков, 1995, с. 46).

Соответственно, интервалы разреза, выражающие ярус, одинаковы в любой части земной коры. Подобные утверждения привели к определению стратиграфического положения любой толщи в земной коре через сравнение со стратотипами, которые признавались эталонами каждого яруса. С другой стороны, формулировка А. д'Орбиньи до сих пор позволяет рассматривать ярус прежде всего как биостратиграфическое подразделение, определяемое через набор типичных биофоссилий, и ставит знак равенства между интервалом разреза и временем его формирования (или между ярусом и веком).

Помимо понятия «ярус» А. д'Орбиньи ввел в обиход еще один важный термин -- «зона». Он считал, что это хронологическое подразделение, характеризующееся определенным видом ископаемых, выбранным из наиболее часто встречающихся в данном ярусе из-за его широкого географического и фациального распространения и стратиграфически приуроченного к определенному ярусу или его части (Степанов, Месежников, 1979). Таким образом, между понятиями «ярус» и «зона» в толковании А. д'Орбиньи практически не было разницы, и они могли служить синонимами. Несколько позже, в 1856-- 1858 гг., немецкий палеонтолог А. Оппель (Oppel, 1831-1865) развил и конкретизировал термин «зона», сделав его одним из важнейших в стратиграфии. Это наиболее дробная стратиграфическая единица, выделяемая и прослеживаемая на достаточно обширной территории на основе палеонтологических данных. Это также горизонт, который маркируется некоторым числом постоянных для него видов. Разрез юрской системы Западной Европы был разделен А. Оппелем на 29 зон. А. Оппель, к сожалению, недостаточно определенно сформулировал само понятие. В результате зона некоторыми исследователями используется как стратиграфическое подразделение (т.е. как породы, содержащие представителей зонального комплекса), другими же -- как хронологическое (соответствующее времени существования зональных таксонов). В дальнейшем это обстоятельство послужило основанием для ожесточенных дискуссий, продолжающихся и в настоящее время.

Тем не менее, результаты деятельности А. д'Орбиньи и А. Оппеля показали огромные возможности биостратиграфического метода в дробном расчленении геологического разреза и широком прослеживании его по площади. Подобные исследования существенно детализировали варианты ОСШ фанерозоя, предлагавшиеся У. Конибиром (Conybeare, 1787-1857) и Ф. Филлипсом (Phillips, 1800-1874), (1822), А. д'Омалиусом д'Аллуа (d'Omalius d'Hallua, 1783--1875), (1831) и др.

Последние предопределили успех трудов Ч.Дарвина (Darwin, 1809-1882) и его знаменитого труда «Происхождение видов» (1859), который подвел теоретическую базу под биостратиграфический метод. Успехи, достигнутые в разработке теории стратиграфии к середине XIX в., все же не обеспечивали наличие общепризнанной понятийной ее базы. Стратиграфическая классификация создавалась стихийно, по-разному различными авторами. Поэтому и сама терминология, и содержание стратиграфических единиц, а также критерии их фиксации и обоснования границ понимались неоднозначно, вызывая оживленные дискуссии и потому непонимание одних предложений другими специалистами. Расширение же геологических исследований и начало проведения геологической съемки на обширных территориях требовали выработки общего языка.

Данное обстоятельство выразилось в том, что уже первый Международный геологический конгресс (МГК), собравшийся в 1878 г. в Париже, создал комиссию для разработки проекта унификации стратиграфической и геохронологической терминологии во главе с М. Эбером (Hebert) (Франция) и секретарем Ж. Девальком (Dewalque) (Бельгия). Комиссия состояла из 12 членов, каждый из которых возглавлял свою национальную подкомиссию. Россия делегировала в комиссию члена-корреспондента Петербургской Академии наук заведующего кафедрой геологии Петербургского университета А. А. Иностранцева (1843--1919), а в его подкомиссию входили Ф.Ф.Шмидт, В. А. Мёллер, А.П.Карпинский, И.И.Антонович, И. В. Мушкетов, В. В.Докучаев.

Второму МГК (Болонья, 1881) разные подкомиссии представили семь проектов классификаций. Одобрение получило российское предложение. В результате второй МГК утвердил следующие термины: «минеральные массы» -- элементы, слагающие земную кору; среди них -- «горные породы» (в отношении их состава) и «формации» (с генетической точки зрения). Специально было оговорено, что формации не должны включать понятие о возрасте и их стратиграфическом положении. Геохронологические и стратиграфические понятия были приняты в виде рангово-соподчиненных систем, причем каждой единице одной из них соответствует одноранговое подразделение другой: период - система; эпоха - отдел; век - ярус.

Несколько раньше, вслед за Г.Ф. Фюкселем, подобную двойную номенклатуру разработал швейцарец Э. Реневье (Renevier, 1831-1906).

Принятая вторым МГК стратиграфическая классификация отражала точку зрения полного соответствия стратиграфических и геохронологических подразделений, выражающих естественные этапы геологической истории, и потому стратоны могли обосновываться комплексно (совпадающими палеонтологическими, седиментационными, палеогеографическими и тектоническими особенностями). В стратиграфии эта позиция, разработанная преимущественно трудами специалистов из стран Европы, стала называться европейской стратиграфической школой, или концепцией единства стратиграфии (Жамойда, 1996). Почти одновременно появилось альтернативное направление в стратиграфии. Основоположником его стал американец Г.С. Вильямс (Williams), который в 1894 г. писал о категорическом несоответствии глобальных временных подразделений и многочисленных местных или региональных стратонов. Первые имеют изохронные границы, основаны на сравнении со специально избранными стратотипами и выражают эволюцию органического мира. Вторые диахронны, соответствуют конкретным породным последовательностям и «может существовать столько формаций, сколько существует изученных разрезов стратифицированных пород» (цит. по: К.В.Симаков, 1995). Так появилась «американская стратиграфическая школа» с основным стратиграфическим понятием «формация», или концепция «множественных стратиграфии» (А. И.Жамойда, 1996), активно дискутирующая с европейской школой до настоящего времени.

Э. Реневье возглавил новую комиссию по унификации стратиграфической терминологии и номенклатуре, избранную седьмым МГК (Петербург, 1897). Она состояла из восьми основных членов, в число которых от России вошел Ф. Н.Чернышев (1856-- 1914), и 22 консультативных членов, в которые от нашей страны были включены А. П. Карпинский и С. Н. Никитин (1851 -- 1909). По инициативе Ф. Н. Чернышева и А. П. Карпинского российская комиссия, обсудив вновь стратиграфические решения второго МГК, вынесла предстоящему МГК резолюции, основными среди которых были: 1) необходимость сохранения «исторического подхода» (принцип приоритета, устанавливаемый по дате публикации) и одновременного продолжения поисков перехода от него к все более естественному делению; 2) необходимость четкого и всестороннего обоснования новых стратиграфических терминов, основанных на определенной плошали, а не на одном разрезе, и сохранения первичных названий; 3) недопустимость использования названий, применимых к понятию (объекту) в определенном смысле, в другом смысле; 4) подчеркивалось преимущество палеонтологических признаков для малых подразделений.

Размещено на Allbest.ru