Команда
Контакти
Про нас

    Головна сторінка


Геологічна історія Землі в докембрії





Скачати 24.39 Kb.
Дата конвертації08.09.2018
Розмір24.39 Kb.
Типреферат

реферат

Геологічна історія Землі в докембрії


1. Докембрій як найдавніший етап геологічного розвитку

Геологічна історія Землі, що починається з архейської ери надзвичайно тривала і складна. Про більш ранній догеологической історії Землі вчені висловлюють тільки гіпотези. Припускають, що до архейської існували принаймні дві ери: початкова і рання. Початкова ера була ерою космічного життя Землі. За сучасними поглядами, наша планета була газово-пилові хмари і не мала ще кори. У наступну еру виникла тонка і нетривка первинна земна кора, що складається з вулканічних порід. Цю еру раннього існування земної кори часто називають «місячної», так як вона характеризувалася грандіозним розвитком вулканічних процесів, сліди яких в застиглому вигляді збереглися на Місяці у вигляді кратерів, величезних лавових потоків і інших вулканічних форм. У «місячну» еру виникла первинна атмосфера, сильно відрізнялася від сучасної. Рубежі «місячної» ери досить чіткі: її початок пов'язують з утворенням первинної земної кори, а кінець - з виникненням гідросфери.

Архейської ера є найдавнішою з власне геологічних ер. На її початку виникли перші водойми, в яких почали накопичуватися опади, з них утворилися найдавніші осадові породи. Поки невідомо, коли з'явилися перші осадові породи, адже навіть самі найдавніші з них, знайдені людиною, утворилися за рахунок руйнування якихось ще більш древніх гірських порід. Тому початок архейської ери, а отже, і всієї геологічної історії Землі приймають умовно - за віком найбільш древніх осадових порід, відомих в даний час на Землі. Такими є гірські породи Південно-Західної Гренландії, вік яких оцінюється в 3,76-3,98 млрд. Років (встановлено стронцієвих методом).

Геологічна історія Землі, яка налічує понад 4 млрд. Років, ділиться на два нерівних етапи. Перший з них - докембрийский, що охоплює архейскую і протерозойскую ери, тривав приблизно 3,5 млрд. Років. Другий етап, що включає Палеозойську, мезозойську і кайнозойську ери, тривав 570 млн. Років. Геологічна історія Землі відновлена ​​для першого, докембрийского етапу набагато гірше, ніж для другого. Тому опису архейської і протерозойської ер відведено значно менше місця, ніж палеозойської, мезозойської і кайнозойської ери.

Геологічна історія Землі відновлена ​​в достатній мірі тільки для території сучасних материків. Для океанічних западин за допомогою наявних методів історико-геологічних досліджень відновити геологічну історію поки неможливо; є лише припущення, висловлені в загальних рисах. Тому опис геологічної історії Землі буде проведено для територій сучасних материків.

Докембрієм називають найдавніший етап геологічного розвитку Землі, що охоплює архейскую і протерозойскую ери. Протягом цього етапу утворилися всі породи, що залягають нижче кембрійських відкладень, тому його і називають докембрієм. Докембрійський етап сильно відрізняється від всіх пізніших етапів - палеозойського, мезозойського і кайнозойського. Головними особливостями докембрію є наступні:

1. Дуже велика тривалість. Раніше вже було зазначено, що тривалість архейської ери оцінюється приблизно в 1,5 млрд. Років, а протерозойської перевищує 2 млрд. Років. Тривалість докембрію в 6 разів більше всієї подальшої історії Землі (від початку палеозойської ери до наших днів пройшло 570 млн. Років). За це величезне за тривалістю час на Землі, безсумнівно, сталося дуже багато важливих подій, які настільки віддалені від нашого часу, що їх важко розшифрувати сучасними методами історичної геології.

2. Органічний світ докембрію дуже скупо представлений палеонтологічними рештками. В архейську еру органічний світ тільки зароджувався, і ми не маємо про нього навіть приблизного уявлення. У протерозойскую еру (особливо в її кінці) органічний світ був уже порівняно багатий і різноманітний, але копалини органічні залишки в породах протерозою зустрічаються дуже рідко. Це пов'язано з тим, що в докембрії мешкали м'якотілі бесскелетние організми, що не утворювали скам'янілостей, і дуже рідко зустрічаються у викопному стані, та й то лише у вигляді відбитків. Тому для докембрію не можна застосувати ні палеонтологічні методи визначення відносного віку гірських порід, ні біономіческій аналіз для відновлення фізико-географічних умов (крім порід верхнього протерозою).

3. Переважна більшість докембрійських гірських порід в тій чи іншій мірі змінені, метаморфізовани. Як правило, чим давніший порода, тим сильніше вона метаморфізовани. Особливо сильно метаморфізовани стародавні архейськие і ніжнепротерозойськие породи. В процесі метаморфізму багато докембрийские відкладення були настільки сильно змінені, що відновити умови їх первісного освіти вкрай важко. Як і всі молодші, докембрийские відкладення за своїм походженням складаються з осадових і магматичних гірських порід, метаморфизованних після свого формування. Тільки вивчення цих метаморфічних порід під мікроскопом дозволяє встановити, чи були вони спочатку осадовими або магматичними. Осадові породи перетворені в гнейси, кристалічні сланці, мармур, кварцити. Гнейси і кристалічні сланці відбулися за рахунок глибокого метаморфізму різних глинистих, піщано-глинистих і вулканічних гірських порід; мармури - за рахунок метаморфізму карбонатних порід - вапняків і доломіту; кварцити - за рахунок метаморфізму різних за складом пісковиків. Магматичні гірські породи в процесі метаморфізму були перетворені в різні за складом гнейси і кристалічні сланці. Наприклад, граніти стали гранітогнейсамі, придбали смугасту структуру, властиву всім метаморфічних порід. Гнейси, що відбулися за рахунок магматичних порід, називають ортогнейси, за рахунок осадових - парагнейси.

4. Більшість докембрійських гірських порід зім'яте в дуже складні складки. Це стосується головним чином до найбільш стародавнім, архейської і нижнепротерозойскими, породам, які зазнали багато разів повторювалися процеси складкоутворення. Тому умови залягання докембрійських порід дуже складні, вони інтенсивно перемятих і передроблени. Все це сильно ускладнює відновлення тектонічних рухів в докембрії.

5. Фізико-географічна обстановка в докембрії відрізнялася не тільки від сучасної, але і від тієї, яка існувала в мезозої і палеозої. В архейську еру вже існувала гідросфера і йшли процеси осадкообразованія, але атмосфера Землі ще не мала кисню, його накопичення було пов'язано з життєдіяльністю водоростей, які тільки в протерозої завойовували все більші й більші простору океанічного дна, поступово збагачуючи атмосферу киснем. Процеси накопичення опадів знаходяться в прямій залежності від фізико-географічних умов; в докембрії ці умови мали свої специфічні риси, багато в чому відмінні від сучасних. Так, наприклад, серед докембрійських гірських порід часто зустрічаються залізисті кварцити, крем'янисті породи, марганцеві руди і, навпаки, зовсім відсутні фосфорити, боксити, соленосних, вугленосні і деякі інші осадові відкладення.

Всі зазначені особливості докембрію сильно ускладнюють відновлення його геологічної історії. Значні труднощі виникають і при визначенні віку гірських порід. Для цієї мети використовують непалеонтологіческіе методи визначення відносного віку гірських порід і методи визначення їх абсолютного віку.

Виключне значення для встановлення віку докембрійських гірських порід мають радіометричні методи визначення абсолютного віку. Особливо широко їх стали застосовувати в останні 15-20 років, що дозволило провести перегляд стратиграфії докембрію. Давно використовують непалеонтологіческіе методи визначення відносного віку гірських порід: стратиграфічний, мінералого-петрографічний і тектонічний. Палеонтологічні методи стали застосовувати тільки в останні роки для наймолодших, верхнепротерозойских відкладень. Для цих відкладень застосовують і фаціальні аналіз.

Для докембрію не вироблені ще єдині міжнародні Геохронологічна і стратиграфічні підрозділи. Прийнято виділяти дві ери (групи) - архейскую і протерозойскую, кордон між якими найчастіше провести нелегко. За допомогою радіометричних методів встановлено, що ця межа проходить на рубежі 2600 млн. Років. Протерозойскую еру (групу) зазвичай поділяють на 2 подери (підгрупи), більш дрібні підрозділи є місцевими регіональними.

Прийнято наступний розподіл докембрію

Ери (групи) підрозділи протерозою Основні кордону
Протерозойская PR (більше 2 млрд. Років) Пізній (верхній) протерозой, або рифей, PR 2 (1030 млн. Років)

Венд V

Пізній (верхній) рифей R 3

Середній рифей R 2

Ранній рифей (нижній) R 1

Кінець 570 млн.

років

1600 млн. Років

Ранній (нижній) протерозой, або Карелії, PR 1 (1000 млн. Років) 2600 млн. Років початок понад 4000 млн. Років
Архейська AR (приблизно 1,5 млрд. Років) Загальноприйнятих підрозділів немає, нижня межа не встановлена

2. Органічний світ

У докембрії існували організми, позбавлені скелетних утворень. Більшість з цих м'якотілих організмів не збереглося в викопному стані, що не дозволяє палеонтологам відновити органічний світ докембрію. За рідкісним знахідкам безперечно встановлено, що в археї вже існували найпростіші одноклітинні рослинні організми, а в кінці протерозою мешкали представники більшості типів тварин. Це свідчить про тривалий і складний процес еволюції органічного світу в докембрії, який вчені поки що не в змозі простежити.

Останні дані, отримані при вивченні архейских порід під мікроскопом, показали, що «кордон життя» опустився майже до 3,5 млрд. Років. Вкрай нечисленні палеонтологічні знахідки з архейських порід, які поки ще важко розшифрувати, відомі з Африки, Північної Америки, Австралії та європейської частини Росії. Найбільш древні з них (3,2-3,4 млрд. Років) відбуваються з Південної Африки, де виявлено дрібні кулясті тільця, що належать, мабуть, найпростішим одноклітинним рослинним організмам. У більш молодих архейских породах Південної Африки (3 млрд. Років) знайдені у вигляді вапняних корок найдавніші строматоліти - продукти життєдіяльності синьо-зелених водоростей. У найдавніших породах на Україні (3,1 млрд. Років), виявлені мікроскопічні округлі освіти, можливо, органічного походження. Життя зародилося в археї ще в умовах безкисневому атмосфери.

У ранньому протерозої (2,6-1,6 млрд. Років) продовжували свій розвиток найпростіші одноклітинні тварини і синьо-зелені водорості. Органічних залишків з відкладень цього часу відомо небагато. Органічні залишки з добре збереженими клітинною будовою відомі з нижнепротерозойских відкладень, але все клітини ще були без'ядерні.

Органічний світ досяг різноманітності в пізньому протерозої і особливо в його кінці - венде. Верхньопротерозойських вапняки містять в масовій кількості різноманітні строматоліти, за допомогою яких розробляється стратиграфія рифея і венда.

Найбільш багаті палеонтологічними рештками відкладення венда (680-570 млн.років). У них виявлені не тільки численні одноклітинні організми, а й безперечні відбитки м'якотілих багатоклітинних: кишковопорожнинних - медуз, черв'яків, членистоногих, голкошкірих і ін. Їх знахідки відомі з вендских відкладень Росії, України Англії, США, Африки, Австралії.

Дуже цікаві знахідки багатоклітинних з Південної Австралії (Едіакарій, хребет Фліндерс). Тут в вендских відкладеннях знайдено більше 1500 відбитків різноманітних морських медуз, черв'яків, членистоногих і інших бесскелетних тварин доброму стані.

Мабуть, вони жили в мілководних лагунах, де і були поховані. Медузи запливали на мілководді. Потрапляючи на пісок, вони гинули і залишали чіткі зліпки. Очевидно, ще були відсутні хижаки: у тварин не було зубів і ні у одного організму не знайдені сліди укусів. На березі Білого моря в вендских відкладеннях виявлено численні відбитки різноманітних м'якотілих тварин і сліди їх життєдіяльності (норки, сліди повзання, харчування і т. Д.).

Венд являє собою важливий початковий етап в еволюції безхребетних багатоклітинних тварин.

3. Історія геологічного розвитку древніх платформ

Докембрийские метаморфічні гірські породи оголюються на окремих ділянках, які зазнали тривалий підняття. Найбільш великими площами докембрійських порід є щити - місця виходу на поверхню складчастого підстави - фундаменту древніх платформ. В межах щитів в основному і проводять вивчення докембрійських порід, розробляючи стратиграфию докембрію.

Докембрийские породи і докембрийская історія добре вивчені на Східно-Європейській і Північно-Американської древніх платформах, в межах Балтійського і Канадського щитів. Тут породи докембрію оголені на великих площах. Величезні льодовики, що покривали ці території під час недавнього четвертинного заледеніння, при своєму русі на південь зняли з поверхні докембрійських порід потужну кору вивітрювання, яка широко розвинена на всіх щитах інших древніх платформ і сильно перешкоджає вивченню докембрію.

3.1 Східно-Європейська древня платформа

Східно-Європейська платформа охоплює європейську частину Росії і України (без Криму, Кавказу і Карпат), а також більшу частину Польщі, східну частину Німеччини і країни Скандинавського півострова. На платформі виділяють Балтійський та Український щити, між якими знаходиться велика Російська плита.

Балтійський щит займає значну північно-західну частину платформи. У Росії в його склад входять Карелія і Кольський півострів, за межами - Фінляндія, Швеція і невелика південна частина Норвегії.

Весь Балтійський щит складний архейскими і протерозойскими породами, які місцями перекриті четвертинними льодовиковими і іншими континентальними відкладеннями.

Архейська група складається з двох комплексів: Кольського і біломорського, складених глибоко метаморфизованними породами. Найдавніший Кольський комплекс зберігся на дуже невеликих ділянках. Це гнейси, що відбулися за рахунок глибокого метаморфізму (ультраметаморфізма) вулканічних порід основного складу. Вік порід Кольського комплексу більш 3000 млн. Років.

Біломорський комплекс поширений ширше, породи оголюються на берегах Білого моря і утворюють архейський Біломорський масив. Це різні гнейси і кристалічні сланці, що відбулися за рахунок глибокого метаморфізму як магматичних, так і осадових порід. Серед них зустрічаються також мармури. Всі породи дуже сильно перемятих в складні складки, їх потужність становить кілька кілометрів. Вік порід біломорського комплексу визначено в інтервалі 2900-2600 млн. Років.

Породи біломорського комплексу залягають в порівняно просто побудованих сплощених западинах, що відрізняються від справжніх геосінкліналей. Тому їх називають «протогеосінкліналямі» (т. Е. Попередниками геосінкліналей). В результаті біломорською складчастості, яка проявилася в кінці архейської ери, протогеосінкліналі перетворилися в архейськие складчасті масиви.

Протерозойские породи поширені ширше архейских, вони утворюють складчасті системи північно-західного напрямку. У складі протерозою на Балтійському щиті виділені три комплексу: ніжнекарельскій, верхнекарельскій і ятулійскій.

Ніжнекарельскій комплекс складається з різних кристалічних сланців, кварцитів, мармурів і гнейсів потужністю в Карелії 2000-3500 м, а в Фінляндії - до 8000-12000 м. Більшість цих порід мало морське походження; спочатку вони представляли собою глинисті, піщані та карбонатні опади, які чергувалися з продуктами підводного вулканізму - лавами, туфами. Пізніше всі вони зазнали метаморфизму і перетворилися в зазначені метаморфічні породи. Ніжнекарельскій комплекс прорваний різними интрузиями (граніти, габро та ін), все породи зім'яті в складні лінійні складки. Склад, потужність і умови залягання порід ніжнекарельского комплексу свідчать про те, що вони формувалися вже в справжніх геосинклінальних умовах. Вік ніжнекарельского комплексу відповідає більшій частині раннього протерозою (породи формувалися в інтервалі 2600-1900 млн. Років) і в кінці цього рубежу все породи були охоплені карельської складчатостью.

Верхнекарельскій комплекс сильно відрізняється від ніжнекарельского як за складом, так і за умовами залягання порід. Він складається в основному з уламкових порід - метаморфизованних конгломератів, кварцитів, кварцитовидних пісковиків з прошарками вулканічних утворень. Всі ці породи мають меншу потужність, слабкіше метаморфізовани і утворюють більш прості складчасті структури, ніж ніжнекарельскіе. За своїм характером вони нагадують молассового формацію, яка утворюється на орогенов, заключному етапі геосинклінального розвитку. Верхнекарельскій комплекс формувався в інтервалі 1900-1800 млн. Років.

Ятулійскій комплекс представлений слабометаморфізованниє осадовими породами: кварцитовидних пісковиками, глинистими і кременистими сланцями, мармуризованими доломитами, що залягають майже горизонтально і мають потужність до 700-1200 м. Рідко зустрічаються вулканічні породи. По складу відкладень, потужності і умов залягання ятулійскій комплекс відповідає вже платформенному етапу розвитку. Вік ятулійского комплексу - кінець раннього протерозою (інтервал 1800-1650 млн. Років); в цей час почав формуватися платформний чохол Східно-Європейської платформи.

Після утворення ятулійского комплексу відбулося впровадження своєрідних гранітів рапаківі (по-фінськи означає «гнилий камінь»). Ці темно-червоні граніти мають дуже великі кристали польового шпату, вони впроваджувалися і застигали в платформних умовах і не зазнали подальшої деформації і метаморфизму. У Карелії, Фінляндії та Швеції цими гранітами складені великі масиви, вони давно розробляються як цінний будівельний матеріал. У Санкт-Петербурзі з цих гранітів були викарбувані Олександрійська колона і колони Ісаакіївського собору.

Докембрій Українського щита відрізняється за складом і будовою порід. Майже весь щит складний архейскими гнейсами і гранито-гнейсами. Ніжнепротерозойськие породи заповнюють вузькі меридионально витягнуті западини, що протягуються на північ за межі Українського щита в Курську і Воронезьку області. До цих порід і приурочені родовища багатих за змістом заліза руд Кривого Рогу та колосальні по запасах родовища Курської магнітної аномалії. У Кривому Розі ніжнепротерозойськие відкладення входять до складу криворізького комплексу, що складається з чергування тонких шарів глинистих сланців і залізистих кварцитів. Останні являють собою дрібнозернисті кварцити з прошарками окису заліза - гематиту. Протяжність цих тонких шарів на великі відстані свідчить про те, що залізисті кварцити формувалися в морських умовах. Криворізький комплекс має потужність більше 4000 м і за віком відповідає більшій частині раннього протерозою (радиометрическими методами визначено інтервал її освіти - 2600-1900 млн. Років). Протягом пізнього протерозою Балтійський та Український щити представляли собою підняті ділянки - ділянки знесення. Уламкові породи платформного чохла накопичувалися між ними на великій території Російської плити. У глибоких прогибах - авлакогеном - залягають ріфейськие грубообломочниє породи, а вендские піщані і глинисті відклади поширені більш широко, вони залягають в підставі платформного чохла Східно-Європейської платформи.

3.2 Інші древні платформи

На інших древніх платформах будова докембрію і докембрийская історія в загальних рисах виявляють схожість з Східно-Європейською платформою. У ранньому археї на всіх древніх платформах відмічено утворення вулканічних порід базальтового складу і незначної кількості осадових порід, а в пізньому археї в протогеосінклінальних прогибах накопичувалися досить потужні осадові і вулканічні формації. На відміну від Східно-Європейської платформи в ранньому протерозої на територіях Сибірської, Північно-Американської та Південно-Африканської платформ йшло формування як геосинклінальних, так і платформних відкладень. На відміну від платформних відкладень чохла древніх платформ ці найдавніші ніжнепротерозойськие платформні відкладення називають протоплатформенного. На Сибірській платформі протоплатформенного відкладення найдавнішого нижньопротерозойського чохла відомі в Забайкаллі в західній частині Алданского щита, на північ від Станового хребта. Тут у великому прогині залягають дуже полого потужні осадові відкладення (до 10-12 км), що складаються з слабометаморфізованниє пісковиків і глинистих сланців. Найбільш потужні відкладення найдавнішого протоплатформенного чохла є на півдні Афрікано-Аравійської платформи. У Трансваалі на значній площі оголюються слабометаморфізованниє уламкові і вулканічні породи, що досягають колосальної потужності - 20 км. До конгломератам приурочені родовища золота і урану. На всіх древніх платформах, як і на Східно-Європейській, у другій половині раннього протерозою проявилися інтенсивні складкообразовательние процеси, в результаті яких в кінці раннього протерозою сформувався складчастий фундамент древніх платформ і почалося накопичення осадових порід платформного чохла. Процес накопичення порід чохла особливо інтенсивно відбувався в пізньому протерозої.


4. Історія геологічного розвитку геосинклінальних поясів

Геосинклінальні пояса виникли в протерозойскую еру. Малі пояса - Внутріафріканскій і Бразильський - існували з початку протерозойської ери і закінчили своє геосинклинальное розвиток в її кінці. Їх будова і геологічна історія вельми слабо вивчені. Великі пояса почали своє геосинклинальное розвиток з пізнього протерозою. Верхньопротерозойських породи в них поширені широко, але на поверхню виходять тільки в окремих ділянках, які зазнали тривалий здіймання. Всюди ці породи метаморфізовани в тій чи іншій мірі і мають величезні потужності. До сих пір верхнепротерозойськие породи в різних поясах вивчені вкрай нерівномірно. Більш докладно вони вивчені в межах Урало-Монгольського пояса.

4.1 Урало-Монгольський геосинклінальний пояс

Цей пояс охоплює величезну територію, розташовану між Східно-Європейської, Сибірської, Таримской і Китайсько-Корейської древніми платформами. Він має складну геологічну будову, вивчення якого (крім території Уралу) почалося практично в роки радянської влади.

Верхньопротерозойських породи поширені дуже широко в межах пояса, але добре вивчені вони на Уралі, в Казахстані, на Алтаї, в Тянь-Шані і в Байкальської складчастої області.

На західному схилі Уралу є повний розріз рифейских і вендских відкладень великої потужності (до 15 км). Тут радянськими геологами вперше були виділені ріфейськие відкладення. Весь розріз розділений на 4 комплекси, які складаються з зім'ятих в складки метаморфічних морських осадових відкладень: пісковиків, глинистих сланців і вапняків з рідкісними прошарками вулканічних порід. У вапняках зустрічаються різні строматоліти, за якими розроблена стратиграфія рифея.

На схід від, в Казахстані, на Тянь-Шані і в Алтаї-Саянське гірської області різко збільшується роль вулканічних порід серед верхнепротерозойских відкладень.У деяких ділянках ці відкладення досягають колосальної потужності - понад 20 км. Всі породи інтенсивно перемятих і сильно метаморфізовани.

Великі площі складені верхнепротерозойскими породами в Прибайкалля і Забайкалля, де вони утворюють складно побудовану складчасту область. Особливо широко тут поширені дуже потужні, зім'яті в складні складки і сильно метаморфізовані ріфейськие морські осадові і вулканічні формації, які утворилися, безсумнівно, на головному геосинклінальному етапі. Всі ці ріфейськие відкладення прорвані численними гранітними інтрузіями. На рифейских складчастих породах залягають грубоуламкові породи венда (до 6 км), формування яких відбувалося на орогенов етапі.

Вивчення верхнепротерозойских відкладень в Байкальської складчастої області дозволило радянським геологам встановити найбільшу в докембрії епоху горотворення, яка проявилася в кінці протерозою в усіх геосинклінальних поясах і отримала назву байкальської складчастості.


література

1.Вологдін А.Г. Земля і життя. - М., 1996

2.Гаврілов В.П. Подорож в минуле Землі. - М., 1996

3.Новіков Е.А. Скарби Землі. - М., 1971

4.Тарлінг Д., Тарлінг М. Рухомі материки. - му, 2003


  • Прийнято наступний розподіл докембрію
  • 2. Органічний світ
  • 3. Історія геологічного розвитку древніх платформ
  • 3.1 Східно-Європейська древня платформа
  • 3.2 Інші древні платформи
  • 4. Історія геологічного розвитку геосинклінальних поясів
  • 4.1 Урало-Монгольський геосинклінальний пояс