О структуре стратиграфической классификации

ГЕОЛОГИЯ

УДК 551.7 А. В. Попов

О СТРУКТУРЕ СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ

Современный уровень развития стратиграфии приводит к выводу о том, что стратиграфические шкалы и стратоны уже не могут корректно исполнять роль измерительных инструментов и одновременно отражать эволюцию организмов и развитие геологических событий во времени и пространстве. Сложная дифференциация во времени и пространстве геологического движения материи принципиально исключает возможность адекватного соответствия стратиграфических шкал и схем с их изохронными границами структуре времени-пространства геологического процесса. Не могут они также быть и слепком особенностей эволюции биосферы или крупных филогенетических групп [1, 2].

Зона — наименьшая и в то же время наиболее реальная и наиболее обоснованная единица времени, опирающаяся на голотип вида. Именно зона может служить основой для хроностратиграфического измерения времени. В стратиграфии (биостратиграфии) роль структуры абсолютной синхронности наилучшим образом выполняет время-пространство скоррелированных зональных шкал, основанных на независимом развитии различных групп фауны и флоры. Это полихронное пространство автономно и независимо по отношению к геологическому процессу и эволюции организмов. Для описанного времени-пространства зональных шкал характерна независимость (автономность) временных реперов как друг от друга, так и от измеряемого ими геологического процесса. В зональном времени-пространстве, опираясь на принцип Передачи Корреляционной Функции (ПКФ), можно создать дробную градацию (линейку) условных временных рубежей, которые по своим свойствам в наибольшей степени приближаются к особенностям абсолютной синхронности, т. е. к идеальной изохронной границе, или, точнее, изохронной поверхности [1, 2]. Параллельные зональные шкалы по разным группам фауны и флоры, скоррелированные между собой, образуют временное поле — биостратиграфическое время, которое является основой хроностратиграфии. Объемы исторически сложившихся стратонов более высокого ранга и их границы должны определяться суммой зон и опираться на право приоритета. Стратоны не могут выделяться на основе геологических и биологических этапов, которые не имеют изохронных границ и строгого научного определения. Выделение стратонов по этапам

© А. В. Попов, 2009

вызывает дестабилизацию стратиграфических шкал и схем и порождает поток новых названий с новыми интервалами взамен уже существующих. Частая неоправданная смена названий стратонов и их объемов весьма затрудняет составление и использование геологических карт, которые являются конечным и главным результатом геологических исследований. Стабильности номенклатуры должно способствовать четкое применение принципа приоритета [2, 3].

Существующая в стратиграфических кодексах структура классификации стратонов недостаточно логично отражает задачи стратиграфических исследований. Так в структуре стратиграфической классификации Стратиграфического кодекса России [4] последовательный ряд стратонов основных категорий, принадлежащих к основной (главной) группе, образует три следующих столбца стратонов: общие, региональные и местные (табл. 1).

Таблица 1

Общие стратиграфические подразделения

Общие Региональные Местные

Акротема Эонотема Эратема Система Отдел Ярус Хронозона Горизонт Слои с географическим названием Комплекс Серия Свита Пачка

Специальные стратиграфические подразделения

Морфолитостратиграфические: органогенные массивы, олистостромы (гравитационные), клиноформы, стратогены.

Биостратиграфические: биостратиграфические зоны различных видов, ареальные зоны, вспомогательные подразделения (слои с фауной или флорой).

Климатостратиграфические: климатолит, стадиал.

Магнитостратиграфические: магнитозоны различного ранга.

Сейсмостратиграфические: сейсмокомплексы.

Отмеченное ранжирование стратонов ставит местные подразделения, представленные литостратонами, как бы в подчиненное положение, отводя им более второстепенное положение в сравнении с первыми двумя. Это положение «местных» стратонов совершенно не соответствует их действительной роли в стратиграфических исследованиях. На самом деле литостратоны— «местные», по кодексу, — представляют собой конкретные результаты геологического процесса. Именно они являются объектами стратиграфических исследований, задачей которых является восстановление последовательности геологических событий, или точнее, восстановление структуры времени—пространства геологического процесса, отраженного в геологической карте.

Принципиально важно, что расчленение так называемых «местных» литостратонов основывается на совершенно другом принципе — эндохронометрии, которая опирается на особенности самого геологического процесса. Именно эти особенности определяют собой геологическое время. Общие и региональные стратоны выделяются по принципу экзохронометрии, т. е. на основе инструмента внешнего измерения, роль которого играет зональная стратиграфия.

Необходимость инструмента внешнего отсчета была установлена Н. А. Головкин-

ским и разработана А. П. Карпинским и Д. Л. Степановым в виде хроноподразделений. Выдающимся достижением Н. А. Головкинского явилось то, что он впервые показал необходимость применения в стратиграфии корректного измерения геологического времени. В 1868 г. он установил, что хронологические горизонты косвенно пересекают все другие: стратиграфические, петрографические и палеонтологические. Это положение по существу предписывает необходимость применения в стратиграфических исследованиях системы внешнего отсчета [2]. В 1874 г. А. П. Карпинский [2] дал первое определение хроностратиграфическим подразделениям: «За словом “формация” необходимо удерживать строгий хронологический смысл, подразумевая под этим выражением группу осадков, образовавшуюся в известную эпоху, характеризующуюся существованием определенной фауны и флоры. Главнейшее значение такой классификации будет заключаться лишь в том, чтобы помочь нам разобраться в массе имеющегося фактического материала при помощи сопоставления осадков, близких по времени их образования». Современное определение сформулировано Д. Л. Степановым: «... хроностратиграфические единицы являются подразделениями разреза, которые охватывают все отложения, образовавшиеся в течение определенного промежутка времени. Основным принципом выделения и разграничения хроностратиграфических единиц является их соответствие определенному интервалу времени, независимо от физических свойств отложений. Теоретически границы хроностратиграфических подразделений должны повсеместно представлять изохронные поверхности, независящие от литологического состава отложений и их палеонтологической характеристики» [2].

Геологическая карта, опираясь на возрастные характеристики геологических тел, отражает структуру времени—пространства геологического процесса. Геологические границы на геологической карте секут границы геологических тел, позволяя восстановить пространственные особенности геологического процесса.

Структура хроностратиграфических подразделений не зависит от геологического процесса, как и требуют правила корректной измерительной процедуры. Однако в стратиграфических кодексах и в стратиграфической литературе сплошь и рядом понятие геологического времени и понятие стратиграфического времени смешиваются, что совершенно недопустимо. Стратиграфическое время нельзя смешивать с этапностью и особенностями эволюционного процесса (табл. 2).

Таблица 2

Структура стратиграфической классификации

Основные стратиграфические подразделения

Подразделения ЭКЗОХРОНОМЕТРИИ Подразделения ЭНДОХРОНОМЕТРИИ

Биохронометрии Радиохронометрии Лито- стратиграфии Лито-и тектоно-стратиграфии

Общая шкала Региональные Местные Региональные

Зона Лона (базовый (базовый филохрон) филохрон) В млн лет Свита Свита, серия

Ярус, отдел, система Горизонт (условные (условные подразделения) подразделения) Комплекс, рубежи тектоно- стратиграфии

Исключительная дифференциация геологического процесса во времени и пространстве создает большие трудности для непосредственного применения Международной

и Общей шкал. Поэтому приходится обращаться к созданию промежуточных региональных схем, использующих местные биостратиграфические ресурсы и региональные особенности геологического процесса. Стратоны общей шкалы по существу представляют собой идеализированные подразделения, утратившие всякую связь с геологическим процессом. Их объем определяется условным интервалом времени, в течение которого образовались породы, а не наоборот. Для региональных подразделений характерно то, что они в значительной мере отражают особенности регионального геологического процесса. Однако по принципам выделения они не отличаются от хроноподразделений как Общей, так и Международной шкалы. Региональные стратиграфические шкалы и схемы, построенные по принципу экзохронометрии, решают задачи геологического картирования конкретных регионов, устанавливая изохронные границы, которые секут границы литостратонов и выявляют подробности геологического процесса.

Следовательно, структура стратиграфической классификации должна определяться функциональными задачами стратиграфических исследований, которые выражаются в выявлении структуры времени — пространства геологического процесса, отраженного в геологической карте. Три основных вида стратиграфических подразделений, образующих структуру классификации — общая шкала, региональные подразделения, местные подразделения — отвечают трем фундаментальным, тесно взаимосвязанным, но самостоятельным и специфическим видам стратиграфических исследований. Эти подразделения нельзя выстраивать в единую иерархическую линию соподчиненных членов, потому что они обслуживают различные виды стратиграфических исследований.

1. Общая шкала представляет собой идеализированный внешний инструмент измерения глобального геологического времени, открывающий возможность корреляции региональных стратиграфических схем и изучения общих закономерностей развития земной коры.

2. На основе региональных подразделений создаются региональные стратиграфические схемы, отражающие временную структуру геологического процесса конкретного региона и являющиеся фундаментом для создания геологических карт этого региона. Региональная стратиграфическая схема, отражающая временную структуру геологического процесса данного региона, позволяет использовать региональные био-стратиграфические ресурсы, содержащиеся в литостратонах, для сопоставления с Общей шкалой.

3. Иерархия лито- и тектоно-стратиграфических подразделений по существу представляет собой конкретные следы геологического процесса, которые являются объектом восстановления особенностей структуры времени — пространства геологического процесса того или иного региона или Земли в целом. Региональная стратиграфическая схема является основой стратиграфических исследований, позволяющих выявить не только региональные особенности геологического процесса, но и перейти к более широким глобальным геологическим обобщениям.

Для успешного создания геологических карт, отражающих основные особенности геологического процесса, совершенно необходима стабильность трех следующих параметров стратонов: их возрастных интервалов, границ и названий, которые должны обеспечиваться правом приоритета [3]. Однако введение принципа «золотого гвоздя», призванного облегчить совершенствование стратиграфических шкал и схем, привело по существу к отмене права приоритета и к дестабилизации названных выше параметров. В связи с этим необходимо ввести принцип стабилизации стратонов, ограничивающий возможности применения «золотого гвоздя», что обеспечит сохране-

ние названий, объемов и разумное уточнение границ стратонов. Следует разработать принцип устойчивости стратиграфических границ. В основу его необходимо положить правило неизменности первоначально принятой границы в стратотипе. Эта граница должна служить тем ограничителем, от которого не могут существенно удаляться рубежи, принимаемые по различным группам фауны. Всякое дальнейшее уточнение этих рубежей следует принимать в сторону приближения к границе стратотипа [3].

Таким образом, структура стратиграфической классификации должна отражать фундаментальные отношения стратиграфических исследований, как корректной измерительной процедуры. Подразделения эндохронометрии являются результатом геологического процесса, а подразделения экзохронометрии играют роль независимого инструмента измерения этого процесса с помощью шкал и схем хроностратиграфи-ческих подразделений. Стратиграфические измерения находят отражение в геологической карте, представляющей собой структуру времени-пространства геологического процесса.

Summary

Popov A. V. On the structure of stratigraphic classification.

The structure of stratigraphic classification must reflect fundamental attitude stratigraphic studies, as a correct measurements of the procedure. Stratigraphic units endochronometryare from the geological process, but stratigraphic units exochronometry play a role of the independent instrument of the measurement of this process. Stratigraphic of the measurement find a reflection in the geological map, representing itself structure of the time-spaces of the geological process.

Keywords: structure of stratigraphic classification, litostraton, exochronometry, endochronometry, geological process.

Литература

1. Попов А.В. Принципы стратиграфии: Учеб. пособие. СПб., 1993.

2. Попов А. В. Измерение геологического времени: Принципы стратиграфии и закономерности эволюции: Учеб. пособие. СПб., 2003.

3. Попов А. В. Биостратиграфия каменноугольных отложений на основе изучения аммоноидей // Стратиграфия фанерозоя СССР. Сборник научных статей. ВСЕГЕИ, Труды нов. сер., т.322. Л., 1983.

4. Стратиграфический кодекс России. Издание третье. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2006.