Построение геохронологической шкалы

Построение современной шкалы абсолютной геохронологии истории Земли связано в первую очередь с решением двух основных задач: определения с максимальной точностью абсолютного возраста минералов и горных пород и установления относительного геологического возраста исследованных минеральных образований. Иначе говоря, наиболее достоверные даты возраста должны быть хорошо увязаны с обычными геологостратиграфическими единицами, ранее установленными по результатам полевых геологических исследований.

Как известно, создание шкалы абсолютной геохронологии связано главным образом с именем А. Холмса. Его метод построения шкалы по существу заключался в комбинировании радиологических данных с геологическими, относящимися к максимальной мощности различных стратиграфических единиц.

Если задача построения шкалы для посткембрия состояла преимущественно в увязке установленных дат абсолютного возраста с известными подразделениями шкалы стратиграфической, то при построении докембрийской шкалы, охватывающей время в 8 раз более длительное, чем весь палеомезо-кайнозой, необходимо по радиологическим данным установить относительную возрастную последовательность всех известных докембрийских комплексов различных материков. Таким образом, если установление посткембрийской шкалы абсолютного летоисчисления представляет собой прямую задачу геохронологии, то построение шкалы докембрия - это обратная задача геохронологии. Для докембрия относительной шкалы геохронологии нет, поэтому задача существенно усложняется.

За последние несколько лет в лабораториях разных стран был получен исключительно важный и достоверный материал, позволяющий расширить докембрийскую шкалу геохронологии и сделать предварительную попытку ее нового построения.

Полученные данные позволяют выбрать в качестве калибровочных точек для построения шкалы наиболее оптимальные результаты возрастных определений. Более достоверными являются возрастные даты, полученные свинцово-изотопным методом. Преимущества этого связаны со следующим.

1. Постоянные радиоактивного распада трех тяжелых радиоактивных изотопов (особенно U²³⁸ и U²³⁵) определены с максимальной степенью точности по сравнению с другими природными радиоизотопами.

2. Возраст радиоактивных урано-ториевых минералов устанавливается независимо по трем радиогенным изотопам свинца, которые являются конечными продуктами трех процессов распада - радиоактивных рядов урана, актино-урана, тория.

3. Сходимость возрастных значений по трем (четырем) изотопным отношениям: Pb²⁰⁶/U²³⁸; Pb²⁰⁷/U²³⁵; Pb²⁰⁷/Pb²⁰⁶; Pb²⁰⁸/Th²³² либо совпадение значений возраста нескольких одновременно образовавшихся минералов по изотопному отношению Pb²⁰⁷/Рb²⁰⁶ служат основным критерием надежности и достоверности абсолютного возраста по свинцово-изотопному методу.

На этом основании мы отдаем предпочтение наиболее оптимальным данным свинцового метода при выборе соответствующих калибровочных точек докембрийской шкалы. Однако свинцово-изотопным методом можно установить в первую очередь магматогенные эпохи в истории Земли, и лишь в отдельных случаях - оценить время седиментации осадков, обогащенных ураном. Два других метода - аргоновый и стронциевый - позволяют главным образом установить эпохи регионального метаморфизма либо эпохи седиментации.

При таком комплексном применении радиологические методы позволяют разделить все докембрийское время на определенные геохронологические интервалы, границы между которыми отмечаются крупными проявлениями магматизма и метаморфизма на разных материках. Эти границы, несмотря на их в общем грубо приближенный характер, по сравнению с геохронологией посткембрия отражают вполне определенные естественноисторические этапы в развитии земной коры в докембрийское время. Эти этапы соответствуют эпохам: гренвильского магматизма (1000-1100 млн. лет назад), карельско-свекофенско-беломорского (1800-2000 млн. лет), шам-ваянско-лаврентьевского (2600-2700 млн. лет). На основании этих данных мы можем весь докембрий разделить на три крупнейшие единицы:

Очевидно, что поздний (1230 млн. лет), средний (850 млн. лет) и ранний докембрий (900 млн. лет) значительно превышают длительность палеозойской эры (320-350 млн. лет), поэтому они не могут быть отнесены к рангам геологических эр, а скорее соответствуют геохронам в понимании А. Н. Мазаровича.

Поскольку получены также новые данные по возрасту глауконитов осадочных докембрийских толщ, что характерно преимущественно для верхнего докембрия, имеется возможность для построения общей геохронологической докембрийской шкалы. Межведомственным стратиграфическим комитетом в 1963 г. и Комиссией по определению абсолютного возраста геологических формаций АН СССР было принято решение о следующем подразделении докембрийской шкалы:

При этом в решении Комиссии подчеркивалось важное планетарное значение тектоно-магматической эпохи 1100 млн. лет, разделяющей, согласно Б. М. Келлеру и др., верхний и средний рифей. Однако обозначение как протерозой всего практически изучаемого докембрия с интервалом 570-2600 млн. лет назад едва ли можно считать оправданным. В качестве первого приближения данная рабочая схема, по-видимому, соответствует современным знаниям абсолютного возраста докембрийских формаций. В развернутом виде геохронологическая шкала, принятая указанной выше Комиссией, представлена в табл. 13.

Таблица 13. Развернутая геохронологическая шкала Комиссии по определению абсолютного возраста геологических формаций АН СССР (1964 г.)