Геологічна історія Землі. Історія розвитку Землі в докембрії і палеозої

1.Подразделенія докембрію.

Архейсько-протерозойський, або кріптозойскій, етап охоплює історію Землі протяжністю 4 млрд. Років. Він тривав майже в 7 разів довше фанерозойського. За цей час сфоорміровалісь всі існуючі зовнішні оболонки - літосфера, гідросфера та атмосфера.

2.История розвитку Землі в докембрії.

Докембрій, що охоплює переважну частину геологічної історії Землі (понад 80%), залишається разом з тим найменш вивченим відрізком часу. Через високий ступінь метаморфізму товщ докембрію, відсутності викопних решток, слабка оголеність докембрійських порід і т.д.

На думку ряду вчених, є початковим етапом геологічного розвитку Землі був ще бесплатформенной і безгеосінклінальним. На цьому етапі розвитку первинна земна кора мала основний склад і формувалася за рахунок базальтових виливів з верхній мантії. Одночасно з цим в первинній земній корі вже виникали численні куполоподібні підняття до 50-60 км в поперечнику, в яких починали зароджуватися перші гранітізірованнимі ділянки земної кори. Весь цей етап розвитку отримав назву нуклеарні етапу; він тривав до кінця архейської ери.

Наступний етап тектонічного розвитку земної кори настає з кінця архею, коли на нуклеарні земній корі закладаються глибокі лінійні прогини, названі протогеосінкліналямі. У них накопичувався уламковий матеріал, зноситься з ділянок найдавнішої гранитизации і виступаючих частин первинної базальтової земної кори.

Під впливом найдавніших епох тектогенеза - саамська і біломорської - наприкінці архею - початку протерозою сформувалися перші платформні освіти - протоплатформи, розділені геосинклінальними прогибами.

Наймолодші протогеосінкліналі припинили своє існування на початку середнього протерозою. З їх зникненням припинилося освіту ряду типових для цього етапу розвитку комплексів і формацій порід - лептитів, мігматитів, чарнокітів і джеспілітів.

Наступна епоха тектогенеза - карельська, проявилася в кінці середнього протерозою.

Із закінченням карельської складчастості виникли великі платформи, між якими свій розвиток продовжували геосинклінальні прогини; в яких накопичувалися породи нового типу (водоростеві вапняки і доломіт, вуглисті і графітістие сланці).

У Північній півкулі в інтервалі між карельської і Байкальської епохами тектогенеза інтенсивних тектонічних рухів не відбувалося на відміну від Південної півкулі.

Байкальська епоха тектогенеза проявилася в кінці рифея - початку кембрійського періоду. Її структури утворюють Тимано-Печорський район, західне, південно-західне і південне обрамлення Сибірської платформи, які виникли в окраїнних зонах Урало-Монгольського геосинклінального пояса.

До кінця рифі Байкальського тектогенеза відзначається закладення ряду геосинклінальних прогинів - прояв нової епохи тектогенеза - каледонского, які виникли, зокрема, в тому ж Урало-Монгольському геосинклінальному поясі в межах Саян та Алтаю.

Існує уявлення, що до кінця протерозойської ери всі південні древні платформи - Південно-Американська, Африканська, Індостанська, Австралійська і Східно-Антарктична - були ╚спаяни╩ в один великий материк, який описується під назвою Гондвани. До його складу входили також території, зайняті нині западинами Індійського і південній частині Атлантичного океанів.

3.Органіческіе світ і корисні копалини докембрію.

Архейські породи не містять органічних залишків. Найдавніші залишки організмів відомі тільки з верхнепротерозойских, або рифейских, відкладень.

Є підстави вважати, що органічний світ на Землі виник задовго до рифея - в археї.

Вважають, що в археї були широко розвинені одноклітинні мікроскопічні організми, а можливо, і багатоклітинні, але без мінерального скелета. Численні знахідки різноманітних строматолитов синьо-зелених водоростей в рифейских відкладеннях дозволяють розчленувати ріфеі на чотири комплекси.

Породи докембрію, крім залізних руд, які утворюють великі родовища не тільки в Росії (Курська магнітна аномалія, Кольський півострів і Карелія, Алданский щит і ін.), Але і у всьому світі, містять і інші рудні копалини: корінні родовища золота на Алданском щиті і Енісейськом мегантиклинорія, мідні руди, рідкісні елементи і ін. З нерудних копалин - родовища слюди на Алданском щиті. Широке застосування в якості будівельних матеріалів мають граніти, лабрадорити, мармури.

4.Історія розвитку Землі в ранньому палеозої.

Кембрійський період.

На початку кембрійського періоду в зв'язку з повним закінченням байкальської тектогенеза остаточно визначилися контури древніх і епібайкальськие платформ.

На всіх древніх платформах до початку палеозойської ери чітко визначилися щити і плити.

Так, на Східно-Європейській платформі закладається велика Московська синеклиза. На Сибірській платформі до того ж часу відноситься закладення дуже великої Тунгуської синеклізи. Процес закладення синеклиз на древніх платформах супроводжується виникненням в тілі платформи глибоких розломів фундаменту.

Виділилися до кінця докембрію древні платформи відділялися одна від одної геосинклінальними поясами. Між Східно-Європейської та Південно-Китайської платформами з одного боку і Гондваною - з іншого розташовувався великий Середземноморський геосинклінальний пояс. Між Східно-Європейської та Сибірської платформами і між Сибірської і Північно-Китайської платформами простягався коленообразно згинається великий Урало-Монгольський геосинклінальний пояс. Північно-Американська і Східно-Європейська платформи поділялися Атлантичним геосинклінальним поясом. На північ від Північно-Американської платформи простягався Арктичний геосинклінальний пояс. Два геосинклінальних пояса величезної довжини (як і в сучасну епоху) облямовували западину Тихого океану: Східно-Тихоокеанський - уздовж Американського узбережжя Тихого океану і Західно-Тихоокеанський - уздовж Азіатського узбережжя; їх часто розглядають як єдиний тихоокеанський геосинклінальний пояс.

Однією з головних особливостей палеографії кембрійського періоду є досить широкий розвиток морського режиму на платформах Північної півкулі, в той час як гондванская материк в переважній своїй частині характеризувався континентальним режимом.

У геосинклінальних поясах енергійно відбувалися підводний і надводний вулканізм, а також і інтрузивний магматизм, представлений ультраосновнимі і Оновная породами, а на наступних етапах магматизму - гранитоидами.

Ордовикский період.

У ордовикском періоді існували ті ж платформи і геосинклінальні пояса, що і в кінці кембрійського періоду.

До кінця періоду в деяких геосинклінальних прогинах власне геосинклінальна стадія розвитку прийшла до кінця і змінилася орогенной стадією (в Північному Тянь-Шані і інших структурах Урало-Монгольського геосинклінального пояса, Аппалачской і Грампіанських геосинклінальних областях в Атлантичному геосинклінальному поясі).

У стуктуре платформ протягом ордовика відзначається подальше поглиблення древніх синеклиз, формування нових западин.

До кінця періоду в зв'язку з горотворенням в ряді геосинклінальних систем відбувається скорочення геосинклінальних і епіконтінентальних морів.

Магматична діяльність в рухливих, геосинклінальних зонах проявляється активно. Відзначається присутність ультраосновних порід, а також гранитоидних интрузий.

Силурийский період.

Силурийский період - заключний період прояви каледонского тектонічного етапу розвитку земної кори.

В областях каледонской консолідації так звані успадковані прогини і накладені западини, в яких протягом девону - пермі накопичувалися своєрідні формації порід, і лише після цього в них починався платформний етап розвитку.

Області каледонских консолідованих структур найвиразніше позначилися в Атлантичному геосинклінальному поясі, особливо в межах Грампіанських геосинклінальної області (Скандинавські гори, північна частина великобританським островів західна частина островів Шпіцберген, східний край Гренландії), частково в Аппалачской геосинклінальної області, у вигляді широких територій - в Урало- монгольському геосинклінальному поясі (Саяни, Центральний Казахстан, Північний Тянь-Шань, Північна Земля) і в Західно-Тихоокеанському геосінкліна льоном поясі (Катазіатская геосинклінальна область - на схід від Південно-Китайської платформи, австралійським геосинклінальна область - на захід від дуги австралійським Кордильєр).

Освіта великих консолідованих площ в Грампіанських геосинклінальної області викликало возз'єднання Східно-Європейської та Північно-Американської платформ в один великий материк, названий Північно-Атлантичним.

Під впливом каледонского тектогенеза в фундаменті ряду платформ виникають глибокі розломи, триває поглиблення синеклиз і закладення западин.

На початку силурійського періоду після порівняно невеликий ордовикской регресії знову відбувається трансгресія моря, за своїми масштабами майже рівна ордовикской, і приблизно в тих же районах. Проте в другій половині періоду в зв'язку з завершенням каледонского етапу розвитку відбуваються великі підняття як в геосинклінальних поясах, так і на платформах. В результаті розвиваються регресії, і багато територій платформ не тільки осушуються, але надовго, на цілі періоди, набувають континентальний режим розвитку.

5.Історія розвитку Землі в пізньому палеозої.

Девонський період.

Девонський період на відміну від інших періодів палеозою характеризується порівняно малим масштабом великих структурних перетворень земної кори.

Початок періоду характеризується завершенням каледонского тектогенеза; подекуди закінчується формування горноскладчатих структур. Однак стабілізувати каледонские структури не переходять до платформенному етапу розвитку, а в них в межах каледонских структур формуються так звані накладені западини або успадковані прогини.

Із завершенням каледонской епохи тектогенеза починає розвиватися нова епоха тектогенеза - герцинская.

Переважна частина герцинских геосинклінальних прогинів, як, втім, і шотландських, виникла на байкальському складчатом підставі.

Герцинський тектогенез охопив все геосинклінальні пояса, відомі з початку палеозою.

На платформах триває подальша диференціація на синеклизи, западини, виступи, виникають великі і глибокі розломи.

Важливою подією девонського періоду є закладення на півдні Східно-Європейської платформи вузького глибокого прогину - Дніпровсько-Донецького авлакогена. Початок розвитку цього прогину супроводжувалося утворенням уздовж його крайових частин потужних розколів і скидів.

В результаті цього велике підняття фундаменту на півдні Східно-Європейської платформи розділилося і з нього виділилися Український щит і Воронезька антеклиза.

У раннедевонского епоху древні платформи майже всюди були підняті над рівнем моря. Континентальний режим завжди встановлюється після закінчення тектонічного етапу розвитку, в даному випадку каледонского.

У середньодевонські епоху наступила нова трансгресія, яка найбільш сильно проявилася на Східно-Європейській платформі.

На інших платформах середньо-позднедевонская трансгресія моря або виявлялася на порівняно невеликих площах, або взагалі була відсутня.

В кінці девонського періоду знову сталося підняття платформ і як наслідок деяка регресія моря.

Магматизм в девонського періоду протікав досить інтенсивно. У геосинклінальних прогинах герцинского етапу розвитку широко проявився підводний вулканізм, а в межах зон каледонской консолідації - надводний вулканізм.

Кам'яновугільний період.

Тектонічний розвиток земної кори протягом кам'яновугільного періоду проявляється особливо інтенсивно.

Найбільш інтенсивно горотворення проявлялося в Середземноморському, Атлантичному і Урало-Монгольському геосинклінальної поясах.

До кінця кам'яновугільного періоду в зв'язку з великими підняттями морської режим зник в більшій частині геосинклінальних прогинів.

Регресія на платформах і заповнення геосинклінальних і інших прогинів потужними товщами уламкового матеріалу, що зноситься з піднімаються гір, теплий і вологий клімат, який панував на величезних площах Північної півкулі, сприяли виникненню обмілілих басейнів або заболочених ділянок суші, де рясно розвивалися рослинність і відбувалося вугленагромадження.

Починаючи з кам'яновугільного періоду характер кліматичної зональності помітно змінюється в порівнянні з більш давніми періодами палеозою. Припускають, що площину екватора займала положення, ближче до сучасного його стану і була спрямована до нульового меридіану під меншим кутом, ніж раніше. Південний полюс знаходиться трохи південніше південного краю Африки, а північний - в районі розташування Алеутських островів.

Кам'яновугільний магматизм мав переважно гранітоїдная характер. На Уралі впроваджувалися ультраосновних і основна магми майже на всьому протязі уральської системи. Підводний вулканізм проявлявся слабкіше. У міжгірських прогину могли проявлятися наземні виливу.

У рухливих, геосинклінальних зонах на початку періоду накопичуються морські моласси, ефузиви (кислі, середні). Пізніше осадконакопление локалізується в передгірних і міжгірських прогину, де відкладаються потужні молассовие товщі (вугленосні або соленосних). Потужні вугленосний-теригенні формації утворюються також в западинах і прогинах. Вугілля Приморський і лімніческіе.

Пермський період.

У пермському періоді більша частина геосинклінальних систем і областей закінчують своє тектонічне розвиток, формуються крайові і міжгірські прогини і западини.

Середземноморський, Атлантичний (і, очевидно, Арктичний) геосинклінальні пояса до початку мезозойської ери вже не існували, закінчив свій розвиток Урало-Монгольський геосинклінальний пояс.

Із закінченням герцинской епохи тектогенеза герцинские і каледонские горноскладчатие структури переходять до платформенному етапу розвитку, і в земній корі з початку мезозою виникає новий тип молодих платформ - епіпалеозойской платформи.

У Північній півкулі все області палеозойської складчастості, Забайкальського та древні платформи об'єдналися в єдиний материк, який отримав назву Ангаріду. Помітно розширився південний материк - Гондвана за рахунок приєдналися до нього герцинских структур (Східна Австралія, південні дуги Атласу і ін.)

В кінці пермі в межах Гондвани виник глибокий прогин в районі Мозамбікського протоки, який був зайнятий морем і з якого почалося поділ Гондвани на окремі частини.

Поряд зі складчастістю в геосинклінальних областях виявлялася дуже активна магматическая діяльність, внаслідок чого впровадити багато великих інтрузій. Н а платформах по численних тріщинах і розломах відбувалися великі впровадження і виливу основної магми. На Сибірській платформі вони охопили площу понад 1,5 млн. Км2 переважно в межах Тунгуської синеклізи.

Завершення герцинського етапу розвитку на древніх платформах полягало у виникненні нових платформних структур, подальший розвиток раніше утворених структур, в загальному піднятті платформ і регресії моря, найбільшою за весь палеозой.

До кінця пермі платформи майже повсюдно стали сушею і лише на окремих невеликих ділянках зберігалися морські умови. Пермський період - це період найбільшого розвитку континентальних умов за всю Палеозойську еру.

6.Органіческій світ і корисні копалини палеозою.

Органічний світ.

Рослинний світ кембрію був широко представлений різними морськими водоростями. Наземні або напівназемні рослини були в болотистих місцях.

Тваринний світ кембрію досить різноманітний і представлений найбільш древніми, архаїчними групами всіх типів безхребетних. Все це - водні і майже виключно морські форми. З хребетних тільки останнім часом стали відомі поодинокі знахідки представників рибообразних біґосів, що належать нижчого класу.

Найбільший розвиток серед безхребетних кембрію отримали трилобіти, плеченогие і археоцитов.

Викопний органічний світ ордовика більш багатий і різноманітний, ніж кембрію. У рослинному світі широке поширення мали водорості. З наземних рослин відомі лише дуже примітивні форми, близькі до псіліфітовим, які вели напівводний спосіб життя.

Найважливіші групи морських тварин - трилобіти і плеченогие в ордовикском періоді розвинулися ще більше.

Почалося розвиток кишковопорожнинних - табулят і чотирипромінних коралів. До цього ж часу відноситься розвиток голкошкірих, особливо древніх класів. Важливе місце займають молюски. У розквіті перебували граптоліти.

У силурийском періоді тривало подальше ускладнення і вдосконалення органічного світу, особливо тваринного. З рослин в морях були широко представлені водорості, а в прибережних ділянках - псилофітовиє.

Серед безхребетних настав розквіт замкових плеченогих.

Значного розквіту досягли колоніальні коралові поліпи - табуляти і особливо чотирипромінні корали. Настав розквіт гігантських раків, а в мілководних басейнах з'явилися остракоди. Вперше на суші виникли наземні членистоногі - скорпіони і багатоніжки., Стали широко розвиватися морські лілії і морські їжаки, тривав розквіт наутилоидей (головоногі). В кінці періоду з'явилися перші гоніатитам. З хребетних продовжували існувати безщелепні, з'явилися хрящові риби.

Органічний світ в девоні продовжував ускладнюватися.

Ряд типових представників раннепалеозойских груп тварин до початку девонського періоду майже повністю зник з земної поверхні.

На початку і середині періоду псилофітовиє флора перебувала в розквіті, однак до кінця його вона повністю зникла. В середньому девоні стали розвиватися плауновидні, членістостебельние і папортніковідние. В кінці девону з'явилися перші примітивні представники голонасінних рослин.

Еволюція флори на пртяжении девону йшла в напрямку кращого пристосування до наземних умов існування.

З кишковопорожнинних значно скоротилося число пологів табулят, але тривав розквіт чотирипроменеві коралів.

Провідне місце в морській фауні безхребетних зайняли плеченогие і головоногі.

Плеченогие в девонського періоду перебували в розквіті, найбільшому за весь палеозой.

Головоногі молюски представлені головним чином гоніатитам (аммоноидеи). З членистоногих з'явилися комахи.

У D1 вимирають останні граптоліти. Протягом девонського періоду тривала подальша еволюція хребетних. У розквіті перебували панцирні, акуловиє і Дводишні риби. З'явилися кістеперие риби, з яких вже в кінці періоду виникли перші наземні хребетні тварини - земноводні.

У кам'яновугільному періоді широко розвивається наземний рослинний світ. Він представлений різними групами спорових рослин: членістостебельнимі, плауновідних і папортніковіднимі. Значно поширюються голонасінні.

Великий розвиток в кам'яновугільному періоді отримали деревовидні форми, і суша на великих просторах була покрита справжніми лісами.

У прісноводних басейнах були широко розвинені зелені водорості.

У кам'яновугільному періоді триває розквіт багатьох груп морських безхребетних: особливо брахіопод, коралів, гоніатитам. Розвинулися деякі пологи коралів.

Протягом періоду тривала подальша еволюція хребетних. У розквіті перебували акулоподобние риби і справжні акули, пластінокожіе риби вже були відсутні. Настав розквіт земноводних, які широко заселили сушу. Вони представлені примітивною і своєрідною групою - панцірноголовим. З'явилися перші плазуни.

У пермському періоді значні зміни зазнав рослинний, а потім і тваринний світ суші.

Широкий розвиток отримали папороті (прості і насіннєві) і членістостебельние. Продовжувалося розвиток голонасінних, серед яких в ранній пермі з'явилися перші хвойні, цикадові і гінкгові. На початку пізньої пермі голонасінні досягли розквіту, особливо представники древніх хвойних і гінкгові, спорові рослини прийшли в занепад і до кінця періоду здебільшого вимерли.

Поява новий рослин було обумовлено зміною клімату (континентальний, більш сухий клімат).

Безхребетні тварини пермі зберегли набагато більша схожість з тваринним світом попереднього періоду. Як і раніше важлива керівна роль належала плеченогих. У морській фауні велику роль продовжували грати великі форамініфери.

Рифоутворюючі організмами в приміських морях стали мшанки.

Значні зміни відбулися в складі фауни хребетних. Кількість акулових риб зменшилась, подальший розвиток отримали кісткові риби. З наземних хребетних в розквіті перебували земноводні. Плазуни досягли розквіту.

До кінця пермського періоду остаточно вимерли багато типові для палеозою групи тварин і з'явилися більш високоорганізовані групи.

Корисні копалини.

Серед кембрійських відкладень виявлені солі (південь Сибірської платформи, Індостанська платформа). Стали накопичуватися перші нафтоносні товщі (південно-західна частина Сибірської платформи).

У ордовике серед платформних морських відкладень місцями накопичувалися горючі сланці - кукерсіти (в Естонії і Ленінградської області). У ряді районів ордовикские відкладення нафтоносних (на Північно-Американської платформи, на південному заході Сибірської платформи).

З більш древніми (кембрій - ордовік) интрузиями пов'язані багато корисні копалини (хром, нікель, золото, поліметали, рідкісні метали та ін.).

Між р. Волгою і Уральськими горами виявлена ​​одна з найбільших в світі Волго-Уральська нафтогазоносна палеозойська провінція, де нафту зібралася у відкладеннях девонського, кам'яновугільного і пермського віку (в Татарії, Башкирії, в Пермській області, на Самарської Луці, на півдні Тиманского кряжа і в інших місцях ).

З лагунно-соленосних формацією Східно-Європейської платформи пов'язані промислові родовища калійної солі на півдні Білорусії і кам'яної солі на півночі України.

Вугленагромадження - одне з найбільш чудових рис породоутворення кам'яновугільного періоду. Воно було властиво не тільки геосинклінальним структурам, а й багатьом ділянкам древніх платформ. Правда, по своїй суті, якості і кількості вугленосних пластів платформні вугленосні формації все ж поступаються вугленосних формацій крайових і міжгірських прогинів. Платформні вугілля - бурі. Кам'яновугільні платформні вугільні родовища відомі на Східно-європейка платформі (Підмосковний буровугільний басейн), Сибірської (Тунгуський вугільний басейн - нижня частина вугленосної формації; верхня належить до пермському періоду), Північної і Південно-Китайської платформах.

Осторонь стоїть Донецький вугільний басейн, який, хоча і знаходиться на території Східно-Європейської платформи, але наближається до басейнів геосинклінального типу.Пояснюється це тим, що він виник в межах авлакогена - дуже рухомий зони, де накопичилася 10-12-кілометрова вугленосна формація, відкладення якої виявилися до кінця періоду змитими в складки і метаморфізованих; тому вугілля басейну за всіма своїми ознаками (якістю, кількістю, площі розвитку) зближуються з відкладеннями крайових прогинів. У Донбасі є вугілля всіх марок, в тому числі антрацитові і коксівне.

У пермі на особливу увагу заслуговують лагунні формації - вугленосні і соленосних; з котрими пов'язані найбільші в світі соленосних, в тому числі калійні, родовища. Пермські соленосних товщі у вигляді смуги простягаються уздовж всієї східної окраїни Східно-Європейської платформи і в Уральському герцинського крайовому прогині, утворюючи найбільше в світі Солікамськоє і інші родовища калійної і кам'яної солі. Велике родовище пермської кам'яної солі, гіпсу та ангідриду розташовується на північному заході Донецького басейну, калійної і кам'яної солі - в НДР (Стратсфурдское), в Польщі та інших місцях.

На сибірської платформі вельми цікавим є континентальна теригенно-еффузівная вугленосна каменноугольно-ніжнетріасових товща (Тунгуський вугільний басейн). У басейні р. Курейки високоякісний графіт утворює великі промислові скупчення.