В. Е. ХАИН, Н. В. КОРОНОВСКИЙ, Н. А. ЯСАМАНОВ

ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ

Рекомендовано Министерством общего и профессионального образования Российской Федерации в качестве учебника для сту­дентов высших учебных заведений, обуча­ющихся по направлению и специальности «Геология»

Издательство московского университета

1997

ББК 26.323

Х12 УДК 551.7

Рецензенты:

кафедра исторической геологии Санкт-Петербургского университета: доктор геолого-минералогических наук, профессор В. П. Гаврилов

Хаин В. Е., Короновский Н. В., Ясаманов Н. А.

Х12 Историческая геология: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1997. - 448 с: ил.

ISBN 5—211—03504—6

Учебник составлен в соответствии с вузовской программой одно­именного курса. Излагаются современные представления о длительнейшей (в 4,6 млрд лет) истории Земли—об эволюции ее оболочек, происхож­дении и развитии атмосферы, гидросферы, образовании и эволюции океанической и континентальной земной коры. Рассмотрены особенности геологических периодов начиная с вендского, методы исторической гео­логии, стратиграфии и палеогеографии. Изложены становление и раз­витие органического мира, указаны принципы стратиграфического рас­членения и дана характеристика стратотишж Особое внимание уделено данным об образовании и распаде суперконтинентов и движении конти­нентальных плит, истории климата.

Для студентов геологических специальностей университетов, горных и нефтяных академий.

ББК 26.323

ISBN 5—211—03504—6

© Хаин В. Е., Короновский Н. В., Ясаманов Н. А., 1997

ПРЕДИСЛОВИЕ

Научная революция в геологии 60-х годов настоящего столе­тия, выразившаяся в победе мобилизма и появлении тектоники литосферных плит как ведущей геологической теории (парадиг­мы), вызвала насущную необходимость перестройки всего выс­шего геологического образования на ее основе. В нашей стране этот процесс проявился со значительным опозданием по сравнению с западными развитыми странами. Это выразилось, в частности, в серьезной задержке с выпуском новых учебников, написанных на мобилистской основе. В особенности запоздал выпуск современ­ного учебника по такой ведущей геологической дисциплине, как историческая геология. К сожалению, два наиболее поздних по -времени издания учебника — «Историческая геология» коллектива преподавателей Московского геологоразведочного института под редакцией профессора Г. И. Немкова (1986) и «Историческая гео­логия с-основами палеонтологии» коллектива преподавателей Санкт-Петербургского горного института под редакцией профес­сора А. X. Кагарманова (1985) — не удовлетворяют современ­ным требованиям, особенно первый. Во втором учебнике уже при­сутствуют элементы мобилизма, но в очень робкой и непоследо­вательной форме. Это и побудило авторов настоя щей книги пред­принять составление учебника, полностью отвечающего в идейном смысле современным взглядам в области теоретической геологии.

Помимо учета принципов тектоники литосферных плит было необходимо отразить новейшие успехи в изучении геологии докем­брия, которому в существующих учебниках отводилось явно не­достаточное место. Авторы стремились также избежать перекоса в направлении преимущественного освещения одной из компонент исторической геологии — стратиграфии, палеогеографии, палео-тектоники и тем более региональной геологии, чем так страдали предшествующие отечественные руководства. В частности, следо­вало преодолеть ту недооценку стратиграфии как основы истори­ческой геологии, которой отличались книги наших предшественни­ков. В какой мере нам удалось гармонично сочетать все, эти сто­роны историко-геологической науки, судить читателям нашей кни­ги, но мы сознательно к этому стремились.

Остается отметить, что главы 1, 2 и 3 предлагаемой книги написаны профессором Н. А. Ясамановым, главы 4, 5 и 6 — про­фессором Н. В. Крроновеким. В остальных главах (с 7 по 20 вклю­чительно) основной текст принадлежит Н. А. Ясаманову, а раз­делы, касающиеся палеотектонических и палеогеографических ус­ловий, — академику В. Е. Хаину. Им же написано заключение и осуществлена общая редакция книги.

ВВЕДЕНИЕ

Историческая геология — одна из основных дисциплин геологи­ческого цикла высшего образования. Как показывает ее название, она рассматривает историю развития нашей Земли, в первую оче­редь ее внешних оболочек, в их взаимодействии. Преподавание исторической геологии опирается на знания, полученные студента­ми в курсах общей геологии, структурной геологии и палеонтоло­гии. В свою очередь историческая геология служит основой для курсов региональной геологии (геология России, геология зару­бежных стран) и геотектоники.

Историческая геология — комплексная, синтетическая дисцип­лина. Она включает четыре главных элемента: геохронологию, стра­тиграфию, палеогеографию и палеотектонику — в их тесной, орга­нической связи. Геохронология — это календарь геологических событий, абсолютная шкала геологического времени, охватываю­щего 4,6 млрд лет. Шкала эта основана на использовании радио­метрических датировок горных пород по соотношению заключен­ных в них естественно-радиоактивных элементов, их изотопов и продуктов распада, происходящего с постоянной скоростью. Стра­тиграфия изучает последовательность напластования осадочных и вулканогенных пород, устанавливая их относительный возраст и проводя их сопоставление (корреляцию) по заключенным в них органическим остаткам. Последнее составляет наиболее .традици­онную ветвь стратиграфии — биостратиграфию, но к настоящему времени приобрели самостоятельное и существенное значение вет­ви стратиграфии, использующие физические методы, в частности магнитостратиграфия и сейсмостратиграфия.

Третья составляющая исторической геологии — палеогеогра­фия — занимается восстановлением физико-географических усло­вий геологического прошлого — распределения суши и моря, их высот и глубин, а также климатической зональности, — которые испытывали в течение геологической истории и даже в современ­ную эпоху существенные изменения. Оба этих направления — па-леогеоморфология, включающая палеоокеанологию, и палеокли­матология — к настоящему времени приобрели самостоятельное, значение, но их основные выводы используются исторической гео­логией для восстановления общей картины лика Земли в минув­шие геологические эпохи.

Четвертая составляющая исторической геологии — палеотекто-ника — изучает историю движений и деформаций земной коры, приводящих к формированию складчатых (складчато-покровных) горных сооружений и последующему образованию на их месте устойчивых глыб континентальной коры — платформ (кратонов)

и разрушению этой коры с возникновением новых океанских впа­дин. Сегодня не осталось сомнений в том, что земная кора и вся литосфера были постоянно разделены на отдельные крупные и бо­лее мелкие плиты, которые испытывали значительные горизон­тальные перемещения относительно Друг друга. Поэтому восста­новление, в основном по палеомагнитным данным, былого положе­ния континентальных блоков и конфигурации разделявших их оке­анов составляет главную задачу палеогеографии и палеотектоники. А изучением характера взаимодействия литосферных плит в от­дельные геологические эпохи занимается новая наука — палеогео-динамика, примыкающая к палеотектонике. Другая наука, произ­водная от палеогеографии и палеотектоники с палеогеодинами-кой, — палеовулканология — восстанавливает историю вулкани­ческой и вообще магматической деятельности.

Все эти частные дисциплины и научные направления имеют своей целью воссоздание отдельных аспектов обстановок прошлых геологических эпох, а объединение их данных в общую картину составляет задачу исторической геологии в целом.

Если вплоть до самого недавнего времени все усилия исследо­вателей в области исторической геологии были направлены на рет­роспективу — восстановление условий геологического прошлого, то в последние годы со все большей определенностью выступает новый аспект рассматриваемой науки — на основе анализа разви­тия поверхности Земли, ее. географической оболочки в прошлом попытаться дать прогноз изменений в ближайшем будущем, столь важный для оценки возможного характера и масштаба изменений окружающей нас природной среды. Приведем поясняющий эту мысль пример. В последние два десятилетия происходит повышение уровня Каспийского моря, превысившее уже 2 м и приведшее к затоплению десятков населенных пунктов на его побережье. Про­исходит и глобальное потепление климата, таяние льдов и повы­шение уровня Мирового океана. Анализ данных исторической гео­логии показывает, что подобные изменения имели место и в гео­логическом прошлом и что они носили колебательный, циклический характер, хотя в последнее, время на них наложился еще допол­нительный и все нарастающий эффект человеческой деятельности. Тем не менее историко-геологический материал позволяет с опре­деленной долей приближения оценить возможный диапазон по­добных колебаний. В приведенном примере с Каспийским морем можно прийти к заключению, что амплитуда колебаний его уров­ня вряд ли превысит 2—3 м, но с этой величиной необходимо счи­таться в будущем.

Таков лишь один из практических аспектов исторической гео­логии. Другой заключается в общеизвестном факте преимущест­венной приуроченности определенных видов полезных ископаемых к тем или иным стратиграфическим подразделениям докембрия и фанерозоя, например основных запасов железных руд к нижнему протерозою, нефти и газа — к мезозою и кайнозою и т. д. Нако­нец, лишь глубинный анализ геологической истории в масштабе всей планеты позволяет установить основные закономерности ее развития и тем самым приблизиться к пониманию механизма этого развития, который составляет уже предмет геодинамики.