Горные породы. Магматические, осадочные и метаморфиче­ские горные породы. Геологическое время и возраст горных пород, страница 4

3. Геологическое время и возраст горных пород

Для определения возраста горных пород в геологии пользуют­ся шкалой относительного и абсолютного времени. В основе шкалы относительного времени лежит принцип последовательности накоп­ления толщ осадочных горных пород, что является предметом иссле­дования отросли геологии - стратиграфии с привлечением данных палеонтологии.

Осадочные горные породы, слагающие земную кору, располо­жены слоями один над другим; чем глубже залегает пласт, тем он древнее. Изучая окаменелые остатки животных и растений, ученные установили, что каждому пласту горной породы или их группе соот­ветствуют определенные окаменелости. Оба эти метода позволили определить, в какой последовательности во времени возникли раз­личные горные породы, какие из них являются более молодыми, а какие более древними. Но эти методы дали возможность определить лишь относительный возраст горных пород.

Абсолютный возраст горных пород определяется посредством изучения процессов радиоактивного распада некоторых элементов (уран, торий, калий, углерод).

Методы определения абсолютного возраста горных пород:

1.  Свинцовый - Минерал уранит (закись урана) в процессе радиоактивного распада превращается в гелий и свинец; гелий в значи­тельной мере улетучивается, а нерадиоактивный свинец накапливает­ся. Скорость образования свинца из урана известна; произведя хими­ческий анализ уранита и установив в нем содержание урана и свинца,
по соотношению количества совместно находящегося исходного урана и свинца определяют возраст вмещающей их пород.

2. Аргоновый - основан на том, что изотоп калия с атомным весом 40 в результате радиоактивного распада переходит в газ аргон с тем же атомным весом. Определяя содержание изотопа аргона и калия, устанавливают возраст горной породы, включающей калиевые минералы.

3. Углеродный метод - в атмосфере имеются радиоактивные изотопы углерода, образующиеся под воздействием космических лу­чей. Растения в процессе своей жизнедеятельности поглощают из ат­мосферы вместе с углекислотой и радиоактивный углерод. По соот­ношению в ископаемых растительных остатках количества радиоак­тивного и неактивного углерода определяется время отмирания рас­тений, а следовательно и возраст горной породы.

Геологическая история Земли разделяется на ряд отрезков времени, для каждого из которых характерно образование опреде­ленных комплексов пород. Это и позволило составить геохронологи­ческую и стратиграфическую шкалу, с которой подробнее мы озна­комимся на практических занятиях.

Возраст земной коры (литосферы) определяется 3-4 млрд. лет. Земля же как планета имеет возраст порядка 5-7 млрд. лет. Данная шкала уточняется. Цифры абсолютного возраста помогают достовер­нее составлять геологические карты и более обоснованно устанавли­вать закономерности развития земной коры, что в свою очередь дает возможность точнее определять закономерности распространения полезных ископаемых.

Определение возраста горных пород при инженерно-геологических исследованиях имеет существенное значение. Породы, образовавшиеся в одно и то же время и в одинаковых условиях, обычно обладают и одинаковыми строительными свойствами. Сведе­ния об условиях строительства и эксплуатации каких-либо сооруже­ний, в основании которых залегают породы определенного возраста и состава можно использовать при проектировании и строительстве новых объектов в других районах, где залегают породы того же воз­раста и состава, не проводя всего комплекса инженерно-геологических исследования.