загрузка...

ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ В ДОКЕМБРИИ 


Термин "докембрий" очень удобен тем, что охватывает весь период геологической истории Земли с тех пор, когда на ней начали происходить геологические процессы, и до начала кембрия. Этот отрезок времени в разных источниках оценивается по-разному, но расхождения небольшие. Начало докембрия - примерно 4,0 млрд. лет, окончание - 570 млн. лет. Иногда докембрий называли азоем ("безжизненный"), криптозоем ("скрытая жизнь"), подчеркивая этими названиями отсутствие жизни или развитие лишь простейших форм организмов в докембрийские эры. В настоящее время установлено, что оба эти названия оказываются неверными, поскольку низшие биологические формы появились практически одновременно с древнейшими проявлениями осадконакопле-ния, а в позднем докембрии кроме низших существовали сравнительно высокоорганизованные формы. К рифейским и вендским отложениям в принципе можно применить биостратиграфический метод (при более совершенной его разработке). Этому способствовали многочисленные находки строматолитов в рифейских отложениях и бесскелетной фауны эдиакарского типа в венде. Таким образом, поздний протерозой нельзя уже относить и к криптозою, поскольку жизнь там существовала в явной, а не скрытой, микроскопической, форме.
Докембрийский промежуток времени составляет 7/8 истории Земли. В это время зародилась жизнь, радикально преобразовалась земная кора и заложились ее главные структуры, образовалась большая часть (свыше 60%) минеральных ресурсов. Однако изучен докембрий относительно слабо и тому есть объективные причины. Дело прежде всего в сильной дислоцированности до-кембрийских пород и высокой степени их метаморфизма.
Главный вид метаморфизма в докембрии - региональный, происходящий при высоких температурах и давлении. В большинстве случаев соблюдается следующая закономерность: чем старше породы, тем сильнее они метаморфизованы. Древнейшие породы настолько сильно метаморфизо-ваны, что бывает весьма трудно, а порой и невозможно определить, за счет каких пород - осадочных или изверженных - они возникли. Широко распространенные в докембрийских образованиях процессы метасоматоза, гранитизации привели к формированию мигматитов - своеобразных пород полосчатой текстуры, а то и к полной метасоматической переработке исходных пород и превращению их в граниты. Эти процессы шли, как правило, с интенсивным привносом и выносом элементов и соединений горячими паро-водными растворами. Мигматиты и граниты слагают обширные гранитогнейсовые поля.
Другая отличительная особенность докембрийских пород - сильная их дислоцированность, наличие сложных складок многих порядков. Среди докембрийских образований по характеру тектоники можно выделить ряд структурных этажей, свидетельствующих о проявлении в докембрии целого ряда эпох складчатости. Исследователям приходится мириться с приблизительностью и неточностью расчленения и корреляции докембрийских образований по степени метаморфизма, глубине магматической и тектонической переработки, петрографическим особенностям пород, поскольку к докембрию невозможно в полной мере применить биостратиграфический метод. Ра-

диалогические методы также имеют большие ограничения, связанные с сильным искажением датировок под влиянием упомянутых выше вторичных изменений, "омолаживающих" древнейшие породы. Наиболее подходящим для расчленения докембрия является геоисторический метод, при-'
меняемый совместно с радиогеохронологическим.
Своеобразие условий в докембрии привело к формированию пород, характерных только для этого времени. Примером могут служить джеспилиты - железистые кварциты, состоящие из полосок, сложенных преимущественно кварцитом и гематитом (либо магнетитом). Джеспилиты в основном приурочены к протерозойским толщам; образовались они при участии микроорганизмов.
Докембрий расчленен на крупные стратиграфические единицы, границы между которыми совпадают с проявлениями диастрофизма. Наиболее общее подразделение докембрия было осуще- . ствлено в конце XIX в. Американский геолог Дж.Дэна назвал в 1872 г. самые древние образования архейскими (греч. архэос - древний). Но с находками остатков бактерий и цианобионтов ар-хей можно называть также археозой (греч. архэос - древний, зоэ - жизнь). Последний термин тоже принадлежит Дж.Дэну. Э.Эммонс и Д.Уолкотт в 1888 г. выделили верхнюю часть этих древнейших толщ, содержавшую остатки: жизнедеятельности организмов, под именем протерозойских (греч. протерос - первичный, зоэ - жизнь).
Эти подразделения долгое время существовали в ранге эр (групп), но после того, как выявилась их значительно большая продолжительность (около 2 млрд. лет каждое) по сравнению с эрами фанерозоя, потребовалось ввести новые, более крупные геохроны (стратоны). В ныне действующем стратиграфическом кодексе (1992) архей и протерозой имеют ранг акронов (акротем), делящихся каждый на два зона - ранний и поздний, которые в стратиграфической шкале соответствуют эонотемам - нижней и верхней (табл. 1, цв. вкл.). Нижне- и верхнеархейская эонотемы не имеют более дробных подразделений в международной стратиграфической шкале, а нижний протерозой делится на две эратемы - нижнюю и верхнюю. В России их называют нижний карелий и верхний карелий, поскольку наиболее представительные и хорошо изученные разрезы протерозоя находятся в Карелии. Верхний протерозой подразделяется на рифей и венд. Ранг рифея не совсем ясен, а венд - это период (система). Рифей делится на три эратемы (эры): нижнерифейскую, сред-нерифейскую и верхнерифейскую (табл. 1, цв. вкл.).
Жизнь зародилась в раннем архее и была первоначально представлена прокариотами - одноклеточными организмами, не имеющими ядра. К ним относятся бактерии и цианобионты (сине-зеленые водоросли). Последние сыграли решающую роль в формировании кислородной атмосферы. Как указывает М.Руттен (1973), содержание кислорода, продуцируемого неорганическим путем, не может подняться-выше 0,001 епГсовременного содержания в атмосфере. Это так называемый "уровень Юри". Фотосинтез содержащих хлорофилл цианобионтов примерно 3 млрд. лет назад стал настолько распространенным, что содержание кислорода в атмосфере росло быстрее, чем его потери при окислении минералов земной коры. Таким образом уровень Юри был преодолен. Но такая атмосфера считается еще бескислородной. Кислородная атмосфера должна содержать не менее 0,01 от современного уровня кислорода, принятого за 1 (или не менее 1%). Это - "уровень Пастера". Этот уровень был превзойден тогда, когда интенсивность органического фотосинтеза увеличилась до такой степени, что производство кислорода превысило его затраты не только на окисление минералов, но и на дыхание тгрг анйзмов: Такой переход от первичной бескислородной к современной'^и^лороднбй атмосфере произошел--1,8-1,4 млрд. лет назад. Приблизительно в это время (начало рифея) массовое развитие приобретают структурные биолиты (строматолиты), ак-ритархи, фитопланктон. К среднему рифею (1,3 млрд. лет назад) возникают первые грибы и водоросли (рис. 35). В начале позднего рифея (около 1 млрд. лет назад) появляются в весьма заметном1 количестве эукариоты - одно- и многоклеточные организмы, клетки которых содержат ядро. Вендский период - это время массового появления бесскелетных животных - своеобразной фауны эдиакарского типа (рис. 36).


В продолжение архейского акрона земная кора была повсеместно весьма подвижной и проницаемой. Дифференциация на платформы и геосинклинали отсутствовала. Лишь в конце раннего архея режим приблизился к геосинклинальному. Для пород архея с возрастом древнее 2,8 млрд. лет характерны основной и ультраосновной вулканизм и гранитизация. В это время земная кора повсеместно находилась в эвгеосинклинальных условиях (пангеосинклинальная стадия, по В.В.Белоусову). Архейские толщи часто образуют гранитогнейсовые купола - округлые или удлиненные в плане структуры, сложенные в ядре гранитами, а по периферии гранитогнейсами, мигматитами и кристаллическими сланцами. Формирование таких структур связывается с пластическим течением вещества.
В докембрии выделяется несколько крупных этапов геологического развития, разделенных глобальными диастрофическими циклами (эпохами складчатости, тектогенеза) первого порядка, которые имели место 3750-3500 (саамский), 2800-2600 (кеноранский, или беломорский), 2000-1900 (карельский), -1000 (гренвиллский) и 680-650 (катангский, или байкальский) млн. лет тому назад. Кроме того,, выделяются диастрофические циклы второго и более низких порядков, о которых будет сказано ниже.
В результате саамского тектогенеза сформировались обширные складчатые овалы, сложенные комплексами "серых гнейсов", т.е.
в большинстве своем плагиогнейсов тоналитового, трондьеми-тового и гранодиоритового состава, подстилающих породы зеленокаменных архейских поясов.
Кеноранская складчатость, проявившаяся 2,8 млрд. лет назад в Южной Африке, привела к образованию здесь самого древнего на планете относительно жесткого участка - протоплатфор-мы. Беломорская складчатость, проявившаяся примерно в это же время, также обусловила отмирание протогеосинклинального режима на отдельных участках и превращение их в протоплатфор-мы (Анабарский массив, Алданский щит и др.). Более поздние эпохи тектогенеза привели к увеличению площади протоплатформ. Таким образом, начиная с конца архея (2,8 млрд. лет назад) можно говорить о протоплатформенной стадии развития земной коры. Между протоплатформами существовали протогеосинклинали (предшествующие геосинклиналям), где господствовали хе же условия, что и в пангеосинклиналях.
Карельская складчатость в конце раннего протерозоя завершила новый цикл геосинклинального осадконакопления. Одним из ее следствий явилось отмирание геосинклинального режима на обширных площадях, образование первых крупных стабильных блоков - эпикарельских платформ, которые получились при слиянии протоплатформ после консолидации находившихся между ними протогеосинклиналей. В пределах этих территорий началось формирование типичного ллатформенного чехла.
Таким образом, к концу раннего протерозоя (завершение карельской складчатости) на значительной части Восточной и Северной Европы образовалась Восточно-Европейская платформа, на большей части Средней Сибири - Сибирская платформа, на севере Китая и Корейском полуострове - Китайско-Корейская и Таримская платформы, на юге Китая - Южно-Китайская платформа, на большей части полуострова Индостан - Индийская платформа, в центральной и западной частях Австралии - Австралийская платформа (рис. 37). В Африке и на Аравийском полуострове выделяются Северо-Африканская, Южно-Африканская и Аравийская платформы, на большей части Северной Америки - Северо-Американская платформа. Две платформы намечаются на большей части Южной Америки. Почти всю Антарктиду, за исключением ее западной части, занимает Антарктическая платформа. Наряду с платформами существовали геосинклинали и геосинклинальные пояса, отделявшие эпикарельские платформы друг от друга и отличавшиеся от протогеосинклиналей линейными структурами.
Произошедшая в конце рифея и в венде байкальская складчатость привела к окончательной консолидации древних платформ. С докембрия существуют Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская, Антарктическая платформы. Предполагают, что последние пять южных платформ в палеозое составляли суперплатформу Гондвана.





Взаимоотношение толщ архея и протерозоя в районе Сегозера, Карелия



Взаимоотношение толщ архея и протерозоя в районе Сегозера, Карелия (М.В.Муратов, 1974): 1,2-ятулий (серии: 1 - средняя, 2 - нижняя); 3 - тунгуд-ско-надвоицкая серия; 4 - породы архея




Разрез протоплатформенного чехла в Трансваале

Разрез протоплатформенного чехла в Трансваале (заимствовано у Г.И.Немкова и др., 1986): 1 - древние граниты; 2 - кварциты и сланцы серий Доминион-Риф и Витватерсранд (нижний протерозой); 3 - кислые лавы серии Вентерсдорп; 4-7 - серия Трансвааль (4 -кварциты, 5 - доломиты, б - железистые кварциты, 7 - сланцы); 8-9 - серия Ватерберг (верхний протерозой): 8 - кварциты, 9 - песчаники; 10 - разлом (поверхность надвига)

Рис. 37. Схема эпикарельских платформ и геосинклиналей.Докембрий района оз. Верхнее (Северная Америка), по Ч.Стоквеллу и Ф.Кингу: 1 - архей; 2 - надсерия Гурон; 3 -граниты; 4 - серия Кивино; 5 - ультраосновная интрузия

Рис. 37. Схема эпикарельских платформ и геосинклиналей. Области складчатостей: а - позднекарельской и более древних; б - позднепротерозойских, в том числе байкальской; в - геосинклинали и геосинклинальные пояса. 1-ХШ - платформы: / - Восточно-Европейская, // - Сибирская, /// - Китайско-Корейская, IV - Таримская, V - Южно-Китайская, VI - Северо-Американская, VII - Южно-Американская, VIII - Северо-Африканская, IX - Южно-Африканская, X -Аравийская, XI- Индийская, XII- Австралийская, XIII- Антарктическая; 1-7 - геосинклинальные пояса и геосинклинали: / - Урало-Монгольский, 2 - Грампианская, 3 - Аппалачская, 4 - Иннуитская, 5, 6 - Тихоокеанский, 7 - Средиземноморский (заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

Все время после байкальской складчатости можно назвать временем платформ и геосинклиналей. Геосинклинальные условия господствовали в пределах следующих участков. Между Восточно-Европейской, Сибирской и Китайской платформами располагался Урало-Монгольский подвижный (геосинклинальный) пояс. Между Северо-Американской и Восточно-Европейской платформами прослеживается Грампианская геосинклинальная область Северо-Атлантического подвижного пояса, Северо-Американскую платформу окаймляли с севера Иннуитская геосинклинальная область, с юго-востока Аппалачская геосинклиналь этого же пояса. Вокруг всей береговой части Тихого океана располагался громадный Тихоокеанский подвижный пояс с двумя ветвями - Западно- и Восточно-Тихоокеанской геосинклинальными областями. Между Гондваной и платформами Северного полушария располагался субширотный Средиземноморский подвижный пояс.
Среди докембрийских образований выделяются литолого-стратиграфические комплексы -ассоциации горных пород, отличающиеся литологическим своеобразием, отвечающие крупному этапу геологического развития территории и занимающие определенное стратиграфическое положение, отделяясь от смежных по разрезу комплексов структурным или значительным стратиграфическим несогласием. Комплекс - наиболее крупная единица местной стратиграфической шкалы; он объединяет ряд серий или свит и имеет собственное название, образованное от названия стратотипической местности, либо наиболее типичной серии, входящей в его состав. С помощью комплексов крупные стратиграфические подразделения докембрия в ранге эонотем и эратем получают более дробное расчленение.
В нижнем архее, согласно данным Л.И.Салопа (1982), выделяются следующие литолого-стратиграфические комплексы (снизу вверх): иенгрский, унгринский, федоровский, сутамский, слюдянский, исуанский (серия Исуа). В верхнем архее различают комплексы: коматиитовый, кива-тинский, тимискамингский, Модис.
В составе нижнекарельской эратемы выделяются шесть литостратиграфических комплексов (снизу вверх): доминион-рифский (тунгудско-надвоицкий), Витватерсранд, нижнеятулийский, вер-хнеятулийский (анимикийский), ладожский (трансваальский), вепский. В верхнекарельской эрате-ме, как и в более молодых образованиях, литостратиграфические комплексы не выделяются.
Докембрийские образования чрезвычайно богаты полезными ископаемыми. В докембрии со-*, средоточено свыше 70 % запасов железа и хрома; 70 % золота, урана, никеля; свыше 60 % меди и марганца; 100 % добычи мусковита и флогопита. Это обстоятельство определяет важное практическое значение изучения докембрия.



АРХЕЙСКИЙ АКРОН (АРХЕЙСКАЯ АКРОТЁМА) - AR



Архейский акрон продолжался свыше 1,5 млрд. лет, хотя точно длительность его неизвестна и нижняя граница не установлена. Она определяется условно возрастом наиболее древних пород и может понизиться по мере получения новых данных, хотя вряд ли этот возраст, приближающийся сейчас к 4,2 млрд. лет, значительно изменится. Породы архея прослежены на щитах древних платформ. Возраст пород серии Исуа в Гренландии оценивается в 3.760-4.000 млн. лет (магнетитовые кварциты, тоналиты). Гранулито-гнейсы и чарнокиты канского комплекса Южно-Енисейского поднятия Сибирской платформы имеют возраст 4.100 млн. лет. По сообщению австралийских геологов на Международном геологическом конгрессе в Москве в 1984 г., гнейсы щита Йилгарн. Австралийской платформы имеют возраст 4.100-4.200 млрд. лет. Верхняя возрастная граница архейского акрона проводится на уровне 2.500-2.600 млн. лет.
По принятой в России стратиграфической шкале докембрия (табл. 1, цв. вкл.) архей делите» на две части в ранге эонотем - нижний и верхний архей, которым соответствуют ранне- и поздне-архейские зоны.

  
<< | >>
Источник: В.М.Подобина, С.А.Родыгин. ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ. 2000

Еще по теме ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ В ДОКЕМБРИИ :

  1. Комиссаров В. С.. Российское уголовное право. Особенная часть: Учебник для вузов., 2008
  2. Гальперин М. В.. Экологические основы природопользования, 2003
  3. Куликова Т. А.. Семейная педагогика и домашнее воспитание, 2000
  4. Ишимова О.А.. Логопедическая работа в школе: пособие для учителей и методистов., 2010
  5. Вергелес Г. И., Матвеева Л. А., Раев А. И.. Младший школьник: Помоги ему учиться: Книга для учителей и родителей, 2000
  6. Суриков И. Е.. Очерки об историописании в классической Греции, 2011
  7. О.П. Бибикова, к.э.н. Н.Н. Цветкова. Страны Востока в контексте современных мировых процессов: социально-политические, экономические, этноконфес- сиональные и социокультурные проблемы., 2013
  8. А. С. Михлин. Уголовно-исполнительное право, 2008
  9. Момджян К.Х.. Введение в социальную философию, 1997
  10. А.С. Панарин. Философия истории, 1999
  11. В. Т. Харчева. Основы социологии / Москва , «Логос», 2001
  12. Тощенко Ж.Т.. Социология. Общий курс. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Прометей: Юрайт-М,. – 511 с., 2001
  13. Е. М. ШТАЕРМАН. МОРАЛЬ И РЕЛИГИЯ, 1961
  14. Ницше Ф., Фрейд З., Фромм Э., Камю А., Сартр Ж.П.. Сумерки богов, 1989
  15. И.В. Волкова, Н.К. Волкова. Политология, 2009
  16. Ши пни Питер. Нубийцы. Могущественная цивилизация древней Африки, 2004