История развития Земли имеет непрерывно-прерывистый характер и представляет собой периоды относительно стабильных условий, сменяющихся эпизодами быстрых изменений. Эти изменения могут быть периодическими, связанными с воздействиями Солнечной системы, либо экстраординарными или эпизодическими событиями.
Событие (event — случай, результат, происшествие) определяется как кратковременное, часто катастрофическое прекращение непрерывности какого-либо геологического процесса. Временной интервал события значительно короче предшествовавшего и последующего периодов относительно стабильного развития или медленных изменений литосферы, атмосферы, гидросферы и биосферы. По своей природе различаются абиотические и биотические события, по пространственному проявлению — глобальные и региональные. Глобальные события важны для понимания истории Земли и планетарной корреляции, тогда как региональные используются в расчленении осадочных толщ и их корреляции на конкретных территориях.
Событийная стратиграфия (event stratigraphy), или стратиграфия по событиям, имеет своей целью изучение событий, документируемых в разрезах, и их использование в качестве опорных хронологических рубежей для совершенствования временной корреляции осадочных толщ. В строгом смысле слова она не является самостоятельной «стратиграфией», так как в ее задачи не входит выяснение пространственно-временных соотношений толщ пород. Она представляет собой метод мультидисциплинарных стратиграфических исследований осадочных и вулканогенно-осадочных комплексов верхнего докембрия и фанерозоя, направленных на изучение свойств пород, характера строения толщ, состава и разнообразия биоты на рубежах критических изменений или в событийных интервалах. Однако понятие «глобальная событийная стратиграфия», а чаще просто «событийная стратиграфия», широко вошло в литературу и используется в международной геологической практике. Событийная стратиграфия основана на концепции существования глобальных синхронных событий. Многие из этих событий приурочены к границам подразделений общей стратиграфической шкалы, и с начала ее становления были распознаны как крупные региональные перестройки.
Выявление последовательности событийно-стратиграфических уровней для геологического региона или палеобассейна в целом опирается на весь комплекс литологических, седиментологических и биостратиграфических методов. Практическая ценность событийного подхода при расчленении и корреляции региональных и местных стратонов очевидна. Последовательность событийных уровней представляет собой опорный каркас любых геологических построений и служит основой для определения и ранжирования переломных рубежей в истории геологического развития изучаемой территории.
Глобальные события.
Глобальное событие в отличие от процесса — это всегда глубокое и относительно кратковременное изменение. Термин «глобальное» используется в том случае, если событие (абиотическое или биотическое) проявляется синхронно на разных палеоконтинентах (в сравнимых палеогеографических обстановках) и прослеживается в пределах биостратиграфической зоны (Walliser / ed., 1995). Среди множества событий и явлений выбираются те, которые в силу своей кратковременности и значительности ярко выделяются в разрезах при полевых наблюдениях и подтверждаются в результате последующих лабораторных исследований. Одно и то же событие может распознаваться по резким изменениям разных признаков: литологических, седиментологических, биотических, химических и др. Такие события или выделяемые по ним событийные уровни служат основными реперами межконтинентальных корреляций и распознавания большинства границ отделов и многих ярусов общей стратиграфической шкалы.
К настоящему времени хронологическая последовательность в фанерозое включает около 60 глобальных событий различной значимости, которые в качестве хорошо датированных уровней могут быть использованы для точной корреляции. Среди них наиболее крупные или великие, как их часто называют, — события в конце докембрия, томмотского века кембрия, ордовика, франского века, девона, перми, триаса и мела, к которым приурочены массовые вымирания биоты. Эти события классифицируют как события первого порядка. Всего же по степени значимости событий условно выделяется пять категорий или порядков.
Последовательность глобальных событийных уровней фанерозоя часто называют событийно-стратиграфической шкалой. В формальном смысле она таковой не является, поскольку не имеет собственных событийно-стратиграфических подразделений. В этом плане ее можно сравнить с магнитостратиграфической шкалой, основанной на событиях смены магнитной полярности. Различаются две основные группы событий: абиотические и биотические.
Глобальные абиотические события фиксируются в стратиграфических разрезах по изменениям вещественного состава, структуры, текстуры, химических, физических и других седиментологических характеристик пород, по содержанию изотопов кислорода, углерода и серы, по проявлению продуктов эксплозивной вулканической деятельности. Иногда внезапные и резкие абиотические изменения, связанные с процессами, происходящими в земной коре, называются геологическими событиями.
К основным причинам абиотических событий относят особо значительные изменения уровня Мирового океана и климата, с которыми тесно связаны химические и физические свойства морской воды, поверхности Земли и атмосферы, приводящие к изменениям характера седиментации, биопродуктивности и эволюции биоты. Причинно-следственные взаимоотношения глобальных абиотических процессов и результирующих событий чрезвычайно сложны (рис. 10.1). Их последовательное или одновременное проявление воздействует на биоту и часто приводит к массовым вымираниям фауны и флоры.
Эвстатические изменения уровня Мирового океана, обусловленные климатическими изменениями, глубинными тектоническими процессами и другими причинами, приводят к глобальным регрессиям и трансгрессиям. В настоящее время на основе изучения разрезов крупных кратонов кривые изменения уровня моря реконструированы с большей или меньшей степенью достоверности практически для всех периодов фанерозоя. Седиментоло-гические маркеры этих событий фиксируются в шельфовых и реже в пелагических фациях в виде перерывов, внезапных и отчетливых изменений литофаций (тип и состав пород, окраска и другие признаки).
Примеры. Крупные регрессивные события в среднем карбоне (поздний серпухов) и в конце перми.
Климатические события обычно являются следствием длительных, наложенных друг на друга процессов: эвстатических колебаний, образования срединно-океанических хребтов, перестроек систем океанических течений, изменения физико-химических свойств и глобального понижения температуры морской воды. В свою очередь они вызывают изменения таких океанографических параметров, как стратификация вод, колебания уровня бескислородного слоя, вертикальные конвекции и системы океанических течений, формирующих и меняющих вещественный состав и «органическое наполнение» осадочных толщ. Наиболее ярко выражены крупные гляциоэвстатические события, когда понижение глобальных температур приводит к крупным материковым оледенениям.
Пример. Глобальное гляциоэвстатическое событие и крупная регрессия в конце ордовика (поздний ашгилл).
Геохимические события выражаются в накоплении повышенных концентраций иридия, смене позитивных и негативных содержаний δ13С, δ18О, δ34S и 87S/86S. С ними связаны океанические бескислородные события и изменения океанической биопродуктивности. В фанерозое устанавливается более 60 глобальных уровней резких изотопных изменений, которые позволяют осуществлять удаленные корреляции (Holzer et al. in Walliser / ed., 1995).
Пример. Маломощный глинистый горизонт на границе мела и палеогена, в котором установлены изотопные аномалии иридия, углерода и кислорода во многих разрезах морских и континентальных толщ на разных континентах и в океанах (Веймарн и др., 1998).
Океанографические события связаны с нарушением океанической циркуляции и колебаниями уровня бескислородного слоя в толще воды. Они приводят к кратковременному, но глобально распознаваемому формированию прослоев черного сланца или темноцветных известняков в ассоциации с черным сланцем (мощность первые десятки сантиметров) среди более светлых карбонатных пород. Обычно их присутствие распознается в гемипелагических фациях, реже в более мелководных шельфовых обстановках. В этих прослоях фиксируются аномальные содержания стабильных изотопов углерода, кислорода и серы.
Примеры. Событие otomari в конце эйфеля, характеризующееся внезапным распространением черносланцевой седиментации на шельфы, и кратковременное черносланцевое событие Кельвассер на границе франа и фамена, выраженное в виде глобально распознаваемого маломощного прослоя черного сланца в неритовых и пелагических фациях.
К глобальным биологическим или биотическим событиям относятся все внезапные или катастрофические события, затрагивающие биоту в границах определенного таксона (класса, отряда, семейства и др.), одной или нескольких групп организмов, а также палеоэкосистем в целом или их крупных частей. Биологическими обычно называются события, связанные с изменением таксономического состава организмов, к которым относятся события вымирания, появления морфологических структур и радиации. Перестройки в составе и структуре палеоэкосистем чаще классифицируются как биотические события. Однако такое разграничение терминов, особенно в западной литературе, по событийной стратиграфии не всегда соблюдается. Очень часто используется обобщенный термин «биособытие» (bioevent), смысл которого ясен только в определенном контексте.