Печать
Категория: Историческая геология
Просмотров: 3310

Докембрий охватывает около 85% обшей длительности геологической истории Земли. В докембрии на планете возникли атмосфера и гидросфера. зародилась жизнь. Выходы пород докембрия занимают около 20% площади суши Земли, в них сосредоточено свыше 60% минеральных ресурсов: железные руды, уран золото, никель, стройматериалы. Однако геологическая история Земли в докембрии изучена слабо: схема расчленения докембрия по сравнению с соответствующей схемой фанерозоя выглядит весьма примитивно. Слабая изученность докембрийской истории Земли связана с особенностями докембрий с них пород, обычно отличающихся высокой степенью метаморфизма.
Условно выделено три стадии (фации) регионального метаморфизма: зеленосланцевая (характерные минералы - хлорит, эпидот), амфидолитовая, представленная гнейсами и кристаллическими сланцами, и гранулитовая, представленная гранатовыми и гиперстеновыми гнейсами (гранулнты н чарнокиты). В отдельных случаях в результате глубокого изменения метаморфических порол они превращаются в граниты.
Выявить первоначальный облик глубоко метаморфнзованных докембрийских пород бывает очень трудно, а зачастую - невозможно. Большая часть докембрийских пород недоступна для фациального анализа. Высокая степень дислоцирования докембрийских толщ делает практически невозможным использование стратиграфического метода относительной геохронологии. Слабо применим палеонтологический метод, поскольку в докембрийских толщах органические остатки редки и имеют плохую сохранность. В последние годы широко применяются радиоактивные методы абсолютной геохронологии, но в силу глубокого метаморфизма докембрийских пород данные абсолютной геохронологии часто оказываются ненадежными. Сравнительно широко при изучении докембрийских толщ используется формационный анализ. К настоящему времени сравнительно подробно описаны рифейские и особенно вендские толщи: представления об архейском осадконакоплении напротив весьма схематичны и. по-видимому, малодостоверны.Верхний докембрий вместе с фанерозоем рассматривается как платформенный этап развития земной коры - неоген: предшествующая часть геологической стадии истории Земли рассматривается как доплатформенный этап - протогеи.
ОБЩЕЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ ДОКЕМБРИЯ
Американский геолог Дж. Дэна в 1872 г. наиболее древние метаморфические образования назвал архейскими (греч. «археос» —древний). Вслед за ним В. Эммонс в 1888 г. выделил верхнюю»часть древнейших толщ под названием протерозой (греч. «протерос» — первичный, «зоэ» — жизнь). В том же году Международный геологический конгресс узаконил такое разделение докембрийских отложений на архейские и протерозойские. В 1889 г. Ч. Уолкоттом в верхней части протерозоя был выделен альгонк. Следует отметить, что в это время для фанерозойеких отложений уже была разработана шкала, очень близкая к современной. В1894 г. Э. Реневье опубликовал эту шкалу в так называемом хронографе. Необходимо-помнить, что докембрий охватывает 3,5 млрд летисторий Земли, если не считать «догеологическую» стадию ее развития от момента образования планеты 4,6 млрд лет назад до 4,0 млрд лет, о которой практически ничего не известно. Сложность расчленения докембрия заключается в том, что в этот огромный промежуток времени не существовало таких групп организмов, которые испытывали бы быстрое развитие, что является непременным условием зональной стратиграфической шкалы —основы расчленения отложений фанерозоя.
Поэтому для расчленения докембрия, как показал М. А. Семихатов, используются три различных подхода: 1) структурно-вещественный, использовавшийся в основном на ранних стадиях изучения докембрийских отложений; 2) хронометрический, основанный, по существу, на примате времени как такового; 3) хроностратиграфический, наиболее обычный и традиционный для расчленения фанерозойеких отложений, когда выделяются стратотипы, учитывающие особенности напластования, последовательность, соотношения слоев и анализ органических остатков. Последние, как известно, в до'кембрии распространены слабо, а главное, они не подвержены быстрой изменчивости.
Исходя из сказанного, наиболее перспективным методом расчленения докембрийских отложений, по мнению М. А. Семихатова, является историко-геологический с обязательным использованием изотопной геохронологии, значение которой особенно возрастает в архее. Данные радиометрического возраста помогают не только установить пределы границ того или иного подразделения, но и проследить их на площади. Необходимо подчеркнуть, что при использовании структурно-вещественного подхода к расчленению докембрия мы сталкиваемся с введением в шкалу явно диахронных подразделений, а не изохронных, что, конечно, предпочтительней.
В настоящее время известны, по существу, две шкалы расчленения докембрийских отложений, используемых в практической" работе. С одной стороны, это стратиграфическая шкала докембрия Северной Евразии, принятая на совещании по общим вопросам расчленения докембрия в Уфе в 1990 г., с другой — шкала докембрийского времени, одобренная Международной стратиграфической комиссией и Международным союзом геологических наук и предложенная Международной подкомиссией по стратиграфии докембрия в 1988 г. Сравнительный анализ этих шкал показывает, что в Международной шкале архейский зон не предусматривает подчиненных подразделений, а протерозойский зон разделяется на три эры. В нашей шкале архейская акротема разделена на две эонотемы, а протерозойская акротема на две эонотемы, нижняя из которых подразделяется, в свою очередь, на две эратемы. В 1991 г. Международная подкомиссия по стратиграфии докембрия рекомендовала разделить архей на 4 эры эо- палеомезо- и неоархей с рубежами 3,6; 3,2 и 2,8 млрд лет.
Описывая события 7/8 истории Земли, следует помнить о некоторой условности и спорности расчленения докембрийских образовании. Учитывая все сказанное выше, а также важнейшие события происходящие в докембрийское время, мы рассматриваем архей разделяя его на три подразделения: ранний (4,0-3,5 млрд лет) средний (3,5-3,0) и поздний (3,0-2,5 млрд лет). В протерозойской акротеме предпочтительнее выделение трех эонотем нижней средней и верхней, причем нижний рубеж последней 1,0 млрд лет а средней — 1,9—2,0 млрд лет.
Нижний архей – средний протерозой (3,9 – 0,62 млрд л. н.)

Тектоника. На протяжении архея (3,9 – 2,5 млрд л. н.) произошло структурное разделение литосферы – обособились участки с земной корой океанического и континентального типа. В начале архея активно протекал интрузивный магматизм, и начались процессы метаморфизма. В результате возникли гранитоидные купола, т. е. кора материкового типа. Эти купола позднее стали ядрами древних платформ. Размеры и высота суши были невелики. Океанические участки представляли собой мелководные бассейны с пологими бортами. В нижнем архее начались процессы складкообразования, сопровождавшиеся региональным метаморфизмом. На протяжении архея и раннего протерозоя протекали доплатформенный и доплитный этапы развития древних платформ. В результате, к середине протерозоя закончилось формированием кристаллических фундаментов древних платформ. Примерно 2,9 – 2,7 млрд лет назад произошло первое покровное оледенение. В океанах существовали примитивные формы жизни, деятельность которых обусловила накопление осадочных пород органогенного типа.Органический мир архея (3,9 – 2,5 млрд л. н.). Древнейшими свидетельствами жизни служат следы углерода, накопленного фотосинтезирующими бактериями. Они найдены в морских отложениях формации Исуа (возраст 3,7 млрд лет) на западе Гренландии.
В мелководных архейских морях возникли древнейшие строматолиты – карбонатные постройки органогенного происхождения, внешне напоминающие коралловые. Строматолиты явились продуктом деятельности одноклеточных безъядерных организмов – прокариот, представленных архебактериями и эубактериями, в том числе – сине-зелеными водорослями, распространившимися не менее чем 3,5 млрд лет назад. Изобилие бактерий 2,5 млрд лет назад привело к появлению свободного кислорода в атмосфере.
Современными свидетельствами возможности жизни при экстремальных условиях (высоких температур или мороза, в растворах кислот или щелочей, в темноте и отсутствии кислорода) служит следующие факты. В гипертермальных водах (85 ºС) гейзеров Йеллоустонского парка обнаружены питающиеся растворами солей термофильные бактерии; одноклеточные микроорганизмы представлены также в кипящих (100 ºС), насыщенных кислотами выбросах черных курильщиков дна океана.
Поздний протерозой (рифей)
Рифей соответствует большей части верхнего протерозоя, за исключением наиболее поздней части последнего, выделяемой в качестве венда, Продолжительность рифея близка к 1 млрд лет (1650 - 600 млн лет). Строение земной коры в риф ее характеризовалось чёткой дифференциацией плат¬форм и геосинклиналей, Как уже отмечалось выше, в рифее начался платформенный этап развития литосферы. Из геосинклиналей рифея следует отметить Грампианскую, Аппалачскую, Иннунтскую; Урало-Монгольский, Тихоокеанский. Средиземноморский геосинклинальные пояса: геосинклинали Южной Америки и Африки.
В позднем рифее проявилась байкальская складчатость. В результате этой складчатости, значительная часть риф ейских геосинклиналей была консолидирована. На большей части этих геоструктур в последующие геологические периоды вновь возобновились геосинктинальные условия, В отличие от толщ пр от о гея. изученных в основном на щитах древних платформ, риф ейские отложения достаточно детально изучены в геосинклинальных зонах, в пределах которых в это время формировались в основном терригенные толщи. В пределах России эталонным разрезом рифея является разрез на западном склоне Южного Урала, где общая мощность рифейских толщ достигает 14 км. Рифейские толщи разделены здесь на три серии, каждая из которых соответствует определённому тектоническому циклу.В основаниях серий господствуют грубообломочные породы, а иногда и вулканиты, что указывает на высокую активность тектонических процессов. Верхние горизонты серий сложены глинистыми породами и карбонатами, характерными для эпох стабилизации.
Эти породы интенсивно дислоцированы, но в силу сравнительно слабого метаморфизма, вполне доступны для фациального анализа. Установлено, что их накопление происходило в мелководном морском бассейне в условиях жаркого климата. Напряжённость тектонического режима Южного Урала в риф ее была значительно меньше, чем в типичных геосинклиналях - этот тип режима выделен в качестве миогеосинклинального, Типично геосинклинальный - эвгео синклинальный режим - в это время существовал в некоторых районах Тихоокеанского и Урало-Монгольского поясов, где наблюдался мощный вулканизм.
На территории платформ в рифейское время зонами интенсивного прогибания являлись приразломные прогибы линейного типа - авлакогены. Остальная территория характеризовалась отсутствием значительных вертикальных перемещений. О садко накопление там либо имело весьма малую интенсивность, либо вообще отсутствовало. Широкое распространение имели в риф ее красно цветные толщи, указывающие на кислородный характер атмосферы. (В результате отсутствия растительного покрова, окисное железо при захоронении осадка не переходило в закисну ю форму). На территории Русской плиты риф ейские авлакогены окаймляли с юго-востока Балтийский шит, нижнерифейские толщи здесь характеризуются наличием грубо обломочных порол и вулканитов, в верхнем рифее преобладают мелкотонкообломочные породы и карбонаты.
Тектоническая жизнь рифея характеризовалась широким распространением байкальской складчатости и образованием 6аикалид. На некоторых территориях, вошедших позднее в состав платформ, консолидация носила окончательный характер, Это. в частности, северо-восточная окраина Восточно-Европейской платформы. Прибайкалье и Забайкалье - окраины Сибирской платформы, значительные территории в пределах современного Китая. Африканского и Южно-Американского континентов, В результате байкальской складчатости кое-где сформировались зоны высокогорного рельефа, характеризовавшиеся развитием оледенения. Постбайкатьское оледенение наибольшее распространение получило в пределах Гондваны.
Органический мир рифея характеризовался широким развитием синезеленых водорослей цианобионт. следами ил о ел о в н копр о литами многоклеточных, Результаты жизнедеятельности этих организмов - тонкофигурнослоистые образования строматолиты - часто встречаются в рифейских известняках и доломитах. На основе строматолитов производится расчленение и корреляция рифейских толщ. хотя, по мнению многих учёных, полученные таким образом данные имеют малую степень надежности.

Венд (620 – 545 млн л. н.).

Тектоника. Вся суша располагалась в Западном полушарии (на месте современного Тихого океана). Океан Панталасса занимал Восточное полушарие. Суша была представлена тремя массивами. Из них своими размерами выделялись два главных: Северная Гондвана и Южная Гондвана. Северная Гондвана включала три платформы: Индостанскую, Австралийскую и Антарктическую. Южная Гондвана объединяла платформы Африканскую, Северо- и Южно-Американскую, Восточно- и Южно-Китайскую. Отдельно от них на юге размещалась Сибирская платформа. Около 580 млн. л. н. массивы суши столкнулись, что привело к началу байкальской складчатости, и на несколько миллионов лет возник единый суперконтинент Паннотия. Во второй половине венда южная часть Паннотии оказалась в полярных широтах, из-за чего развилось покровное оледенение Южной Гондваны – тиллиты венда найдены на территории Китая.
Органический мир протерозоя (2, 5 – 0,545 млрд л. н.). В начале протерозоя в морской среде возникли эукариоты – организмы с обособленным ядром и хромосомным аппаратом. В породах возрастом 2 млрд. лет в Южной Африке и Австралии обнаружены следы нефти, являющейся наследием микрофлоры. Примерно 1 млрд лет назад началось половое размножение организмов. Более 605 млн лет назад, на рубеже рифея и венда, произошел первый биологический взрыв – распространение получила эдиакарская фауна (вендобионты). Ее останки найдены в слоях морских отложений, слагающих Эдиакарские холмы (близ гор Флиндерс в Южной Австралии) – здесь был обнаружен лагерштетт (захоронение отпечатков мягкотелых животных). Эдиакарская биота представлена древнейшими многоклеточными мягкотелыми (студенистыми, не имевшими твердых частей тела). Среди них известны крупные формы, достигавшие длины 1 м: диски перидонии и птеридинии (диаметром до 60 см); членистые отпечатки сприггины (существа, похожего на трилобита). Возможно, эдиакарские обитатели являлись не фауной и не флорой, а совершенно особой ветвью органического мира.
Распространение вендобионтов совпало по времени с резким увеличением доли кислорода в атмосфере – от 0,2 % до 17 %. В конце венда произошло первое массовое вымирание – исчезли практически все многоклеточные животные. В течение протерозоя имели место четыре ледниковых этапа: 2,3; 0,9; 0,8 и 0,6 млрд лет назад.
Докембрий очень богат полезными ископаемыми. К нему приурочены грандиозные месторождения железных руд (железистые кварциты и джеспилиты), алюминиевого сырья (кианит и силлиманит) и марганцевых руд; с конгломератами С докембрием связаны крупнейшие месторождения золотых и урановых руд; с основными и ультраосновными породами — крупные месторождения руд меди, никеля и кобальта; с карбонатными породами — свинцово-цинковые месторождения. Пегматиты докембрия являются главным источником слюды (мусковита), керамического сырья и редких металлов. С самыми верхними образованиями докембрия связаны древнейшие месторождения нефти (Иркутская область).