Геохронологическая шкала - шкала относительного геологического времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геологической истории Земли и развитие жизни на ней. Она отражает естественные этапы в истории развития Земли в восходящем порядке (от древнейших к новейшим). Различают абсолютную геохронологическую шкалу (ее еще иногда называют изотопной) и относительную шкалу. Измерять время событиями, последовательность которых ясна, очень удобно. Такой способ относительной хронологии широко применяется в палеонтологии. Во-первых, запомнить название временного отрезка гораздо легче, чем цифры, особенно когда этих цифр много. Во-вторых, относительная хронология может быть гораздо точнее, чем абсолютная. Например, Фанерозойский эон, мезозойская эра, ранний мел, аптский ярус, зона развернутых аммонитов, выше слои уже будут с другими ископаемыми организмами и датировками. Вот почему в геологии относительная шкала времени является основной, а абсолютная (изотопная) только вспомогательной
Разрез осадочных отложений Ульяновской области приводится в таблице.
авторы: Суфиярова С.Т., Сараев Ю.П. Симбирская геологоразведочная экспедиция.
Из геохронологической таблицы видно, что, несмотря на значительную мощность осадочного чехла, некоторые части его подразделений отсутствуют. Это говорит о том, что в разные периоды Русская платформа то погружалась и затапливалась морями, и тогда на ней образовывались многометровые толщи из глин, песков, известняка, то, наоборот, поднималась, и в это время на ней господствовали континентальные условия, создавались речные и озерно-болотные отложения. Чередование этапов господства континентальных и морских условий было закономерным процессом развития земной коры, в котором геологи выделяют три крупных горообразовательных цикла. Это Каледонский цикл (нижний палеозой), Герцинский цикл (средний и верхний палеозой), Альпийский цикл (половина мезозоя и кайнозой)
Каледонский цикл в Ульяновской области проявился слабо. В течение этого горообразовательного цикла на всей территории нашего края господствовали континентальные условия, в связи с чем отложения кембрия, силура и нижнего девона отсутствуют.
Герцинский цикл: в первой половине господствует морской и лагунный режим (верхний девон, карбон, нижняя пермь, казанский век), который затем сменяется режимом континентального осадконакопления (татарский век) и континентального размыва (триас, нижняя юра).
Альпийский цикл: русская платформа в середине юры начинает погружаться, морской режим господствует в течение верхней юры, мела и большей части палеогена. В конце палеогена происходит поднятие горных систем альпийской зоны, поднимается и Русская платформа, море покидает пределы Ульяновской области и устанавливаются континентальные условия. Альпийский цикл продолжается и в наше время.
Самые древние слои на территории области были вскрыты с помощью буровых скважин, геологи относят их к докембрию, они состоят из гранитогнейсов, кристаллических сланцев. Палеозойские отложения на территории области вскрыты в трех местах: на станции Охотничья на глубине 1960 м, на Борлинской площади на глубине 1930 м, на Барановском поднятии на глубинах 1860-2160 м. Нас же будут интересовать отложения, которые выходят на дневную поверхность - мезозойские и кайнозойские.
Если мы посмотрим на геологическую карту нашего края, то увидим, что в отдельных частях на дневную поверхность выходят различные породы. Заволжье сложено почти исключительно неогеновыми и четвертичными породами. Предволжье сложено породами от верхнеюрских до палеогеновых включительно. Это объясняется залеганием пластов и характером современного рельефа. Широкое развитие неоген-четвертичных отложений выполняет в Заволжье огромную древнюю долину Волги, эти отложения развиты и в Предволжье, однако здесь они занимают небольшие площади, основное место в Предволжье принадлежит более древним породам юры, мела и палеогена. Мезозойские и палеогеновые породы, слагающие Предволжье, образуют обширный, но сравнительно неглубокий тектонический прогиб. Этот прогиб, называемый Ульяновско-Саратовским, вытянут в меридиональном направлении. Центральная часть прогиба сложена наиболее молодыми коренными породами палеогена. На краях прогиба выходят на поверхность пласты более древних пород меловой и юрской систем. Ось прогиба лежит близ западной границы области, и поэтому большая часть Предволжья располагается на восточном крае прогиба. Однако, поскольку эта ось наклонена в южном направлении, то в Предволжье преобладает юго-западное падение пластов осадочных пород. Такое положение обуславливает на поверхности смену направлений пород более древних породами более молодыми. Самые древние верхнеюрские породы выходят на северо-востоке Предволжья в районе сел Ундоры - Городищи, где в юго-западном направлении они сменяются сначала нижнемеловыми, а затем верхнемеловыми породами; на самом юге области в Барышском, Николаевском районах поверхность слагается самыми молодыми коренными породами палеоцена и эоцена.
Закономерная смена древних пород более молодыми нарушается в ряде мест наличием платформенных структур типа валов, куполов и брахиантиклиналей, осложняющих края Ульяновско-Саратовского прогиба. Эти образования вызывают появление пород более древних среди относительно молодых напластований. На дневную поверхность на территории области выходят отложения мезозойской и кайнозойской эр, в которых и встречаются основные минералы и горные породы, с удивительными свойствами которых мы познакомимся.
Древнейшими отложениями в Ульяновской области являются верхнеюрские. Они представлены пластами келловейского, оксфордского, кимериджского, нижневолжского и верхневолжского ярусов, которые выходят у санатория Дубки и сел малые Ундоры и Городищи. С продвижением на юг они сменяются нижнемеловыми, а затем верхнемеловыми породами и вновь появляются на поверхности на юге области в Новоспасском районе по балкам и оврагам, выходящим в долину реки Сызранка, в окрестностях села Марьевка, на реке Кубре у села Васильевка.
Юрские отложения на севере области отличаются от южных мощностью и литологическим составом отдельных пластов. Так, на Городищенском разрезе практически полностью отсутствуют верхние горизонты верхневолжского яруса, которые хорошо представлены на юге области в Новоспасском районе. Морские осадки Ульяновского Поволжья в юрское время отлагались в сравнительно мелководном бассейне с нормально- соленым режимом. В отдельные отрезки времени колебания морского дна совершались более часто. Об этом свидетельствует многократное образование пластов горючего сланца в нижневолжском ярусе. Горючий сланец образовывался на мелководных участках моря, где были хорошие условия для развития морских водорослей и морских беспозвоночных организмов, которые после смерти опускались на дно, смешиваясь с глинистыми частицами и образовывая отложения горючих сланцев. Отложения юры на территории нашей области сложены в основном глинами с различными примесями песчаника, богатыми кристаллами пирита, гипса и мергелисто-сидеритовых конкреций.
За юрскими отложениями следует меловая система, которая делится на два отдела: нижний мел, представленный в области валанжинским К1V, готеривским К1H, барремским К1Br, аптским К1A, альбским К1Al, и верхний мел, состоящий из сеноманского К2С, туронского К2Т, коньякского К2СN, сантонского К2S, кампанского К2CP, маастрихтского К2M ярусов.
Нижнемеловые отложения имеют большое распространение на территории Ульяновской области, преимущественно в северной половине, где они выходят на дневную поверхность почти повсеместно. Состоят они в основном из темно-серых, черных глин с прослоями конкреций различных размеров от 5-6 см до 4 метров в диаметре. Конкреции состоят из глинистого сидерита, доломита, с прослоями жильного кальцита, гипса и других минералов, которые образовывались на дне меловых морей.
У поселка Поливна в верхнесимбирскитовых глинах готеривского яруса встречаются известково-глинистые конкреции, "разбитые" кальцитовыми перегородками на ячейки - септы, - поэтому их иногда называют септариями. По своей форме и внешнему виду они напоминают исполинских вымерших черепах, которые выползли на берег, да так и застыли в ожидании прилива. За это члены детского палеонтологического клуба "Симбирскит" дали этому участку меткое название "Берег черепах". В этих же глинах встречаются конкреции серного колчедана, натечной, оолитовой формы, а также метаморфозы пирита по ископаемым организмам: аммонитам, белемнитам, окаменевшей древесине. На оползневых нижнемеловых склонах встречаются кристаллы гипса исключительной геометрической формы и прозрачности.
Верхний мел представлен известковыми породами, светло-серыми мергелями, иногда сильно окремнелыми, белым писчим мелом, фосфоритовой галькой. В верхнемеловое время земная кора испытывала частые колебания. Из-за этого верхнемеловое море постоянно претерпевало различные изменения: происходило периодическое углубление бассейна, сменявшееся обмелением, а временами и кратким перерывом в морском осадкообразовании. Об этом свидетельствуют следы размыва, неоднородность литологического состава.
За мезозойской наступила эра новой жизни - Кайнозойская эра. В истории развития Земли она продолжается до настоящего времени. Подразделяется она на две системы - третичную и четвертичную. Третичная система представлена двумя подсистемами: палеогеном и неогеном. В начале палеогенового времени в область среднего Поволжья проникает море, положившее начало образованию мощных толщ кремнисто-глинистых и песчаных образований. В области палеогеновые отложения широко распространены в ее южной и центральной части. Представлены они преимущественно нижним отделом - палеоценом, который подразделяется на сызранский ярус (нижнесызранский, верхнесызранский, саратовскую) и камышинскую свиту. Отложения эоцена (царицынского яруса) в области имеют небольшое распространение и отмечаются местами лишь в южных районах.
Характерными для нижнесызранской свиты породами являются опоки и диатомиты. Это кремнистые тонкодисперсные легкие породы от светло-серых до желто-серых. Представлены они двумя компонентами: опаловым кремнеземом (рентгеноморфным опалом, l-кристобалитом) и глинистым материалом, в качестве примеси присутствует песчано-алевритовый, кварцево-глауконитовый материал. В Инзенском, Вешкаймском, Барышском, Сенгилеевском районах в сложении нижнесызранских отложений, наряду с опоками, широкое участие принимают диатомиты - кремнистые породы, сложенные раковинками водорослей диатомей.
Нижнесызранские опоки в верхней части разреза обогащаются песчаным материалом и постепенно переходят в песчаные опоки и опоковидные песчаники верхнесызранской свиты, переслаивающиеся иногда со слабо сцементированными глинистыми песками. Окраска этих пород в связи с большим присутствием глинисто-глауконитового материала обычно зеленовато-бурая. На дневную поверхность эти породы выходят в верховьях рек Барыша, Инзы, Свияги, Сызрани, но залегают они на более высоких отметках, чем нижнесызранские. Местами в толще опок и диатомитов появляются мощные прослои кварцевых песков и песчаников. Впервые они были изучены и описаны Е.В. Милановским в окрестности села Сосновка, поэтому такой тип залегания назван им "сосновским". Мощность песков "сосновского" типа достигает 60-70 м. В районе сел Ясашная Ташла, Артюшкино над опоками и опоковидными песчаниками, имеющими мощность 25-30 м, прослеживается толща кварцевых песков мощностью до 50-60 м. Эти пески характеризуются большой чистотой состава (до 99,77% кремнезема). В них встречаются прослои и линзы сливных песчаников. Песчаники обладают большой прочностью и разрабатываются для строительных целей.
Верхнесызранские породы переходят в отложения Саратовской свиты, переход этот обычно постепенный и граница между ними проводится условно. Сложена свита на значительной территории мощной (50-55 м) толщей однородных кварцевых песков, содержащей прослои сливных песчаников. Характерными для песков и песчаников Саратовской свиты являются включения окаменелых обломков древесины и даже целых стволов (например, окаменевший ствол у села Баево, Кузоватовский район).
После накопления мелководных песчаных образований саратовской свиты вновь происходит углубление палеогенового бассейна и начинается новый цикл в осадконакоплении, положивший начало отложению камышинской свиты кварцево-глауконитовых, опоковидных, зеленовато-серых песчаников, имеющих мощность от 0,2 до 2 м. Выше залегает опоковая пачка, представленная опоками, песчаными и трепеловидными песчанистыми глинами. В центральных районах Ульяновской области отложения камышинской свиты сохранились лишь в наиболее высоких водораздельных участках, широко распространены эти отложения в южных и юго-западных районах области.
Эоценовые отложения в Ульяновской области встречаются лишь на водораздельных участках в юго-западных районах в верховьях рек Бекшанки, Канадейки, Избалыка, Елань-Кадады. Они представлены толщей песков и песчаников, содержащих прослои песчанистых фосфоритов. Пески мелко- и среднезернистые, содержащие глауконит, мощность царицынских отложений достигает 12-16 м.
Неогеновые отложения на территории области слагают главным образом низкие равнины Заволжья. Неоген принято подразделять на два отдела: миоцен и плиоцен. Миоценовые отложения в нашей области отсутствуют, так как в это время на всей ее территории господствовали процессы континентального размыва. Плиоценовые отложения слагают древнюю долину реки Волга в левобережье Заволжья, кроме того, в древних долинах правобережья Сызранки, Свияги, Сельди и других рек. По своему происхождению это главным образом континентальные (речные и озерные) осадки. Отделить плиоценовые отложения от четвертичных не всегда легко, и во многих случаях граница между ними проводится более или менее условно.
Антропогеновый, или четвертичный период - самый короткий из всех периодов геохронологической шкалы, его продолжительность - около 1миллиона лет. Одним из важнейших событий этого периода было крупнейшее оледенение Северного полушария. Вторым, не менее крупным событием явилось появление человека, первые останки которого известны уже в начале антропогена, возможно, в конце неогена.
Накопление четвертичных отложений Ульяновской области происходило в континентальных условиях и было связано с процессами формирования современного рельефа. Возрастное расчленение четвертичных отложений вследствие их континентального характера затрудняется по причине сильной фациальной и литологической изменчивости, прерывистости распространения, изменения мощности, редкой встречаемости, а иногда даже полного отсутствия ископаемых остатков животных и растений. Поэтому изучены четвертичные отложения на территории области значительно слабее. Наиболее общепринято деление четвертичной системы (периода) на 3 отдела (эпохи). Это разделение основано на неоднократном оледенении Русской равнины, хотя вопрос о количестве оледенений еще окончательно не решен.