Геологічна історія Землі в докембрії

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

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 ранньої догеологической історії Землі вчені висловлюють лише гіпотези. Припускають, що до архейської існували принаймні дві ери: початкова і рання. Початкова ера була ерою космічного життя Землі. За сучасними поглядами, наша планета представляла собою 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 та 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.

Архейська 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 у 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 - докембрійський, що охоплює архейську і протерозойських 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, докембрійського етапу набагато гірше, ніж для другого. Тому опису архейської і протерозойський ер відведено значно менше місця, ніж палеозойської, мезозойської та кайнозойської ери.

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

Докембрій називають найдавніший етап геологічного розвитку Землі, що охоплює архейську і протерозойських ери. Протягом цього етапу утворилися всі породи, що залягають нижче кембрійських відкладень, тому його і називають докембрію. Докембрійський етап сильно відрізняється від усіх більш пізніх 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 протерозойський 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 залишками. У архейську еру органічний світ тільки зароджувався, і ми не маємо про нього навіть приблизного уявлення. У протерозойських еру (особливо в її кінці) органічний світ був вже 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, які 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, метаморфізовані. Як правило, чим давніший порода, тим сильніше вона метаморфізовани. Особливо сильно метаморфізовані стародавні архейські і нижньопротерозойський породи. У процесі метаморфізму багато докембрійські відклади були настільки сильно змінені, що відновити умови їх первісного освіти вкрай важко. Як і всі молодші, докембрійські відклади за своїм походженням складаються з осадових і магматичних гірських порід, метаморфізованних 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, мармури, 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 доломітів; 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 полосчата структуру, властиву всім метаморфічних порід. Гнейси, що відбулися за рахунок магматичних порід, називають ортогнейсамі, за рахунок осадових - парагнейсамі.

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

5. Фізико-географічна обстановка в докембрії відрізнялася не тільки від сучасної, але й від тієї, яка існувала в мезозої і палеозої. У 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 і більші простори океанічного дна, поступово збагачуючи атмосферу киснем. Процеси осадконакопичення перебувають у 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, кременисті породи, марганцеві руди і, навпаки, зовсім відсутні фосфорити, боксити, соленосні, вугленосні і деякі інші осадкові 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 почали застосовувати тільки в останні роки для наймолодших, верхньопротерозойських відкладень. Для цих відкладень застосовують і фаціального аналізу.

Для докембрію не вироблені ще єдині міжнародні геохронологічних і стратиграфічні підрозділи. Прийнято виділяти дві ери (групи) - архейську і протерозойських, кордон між якими найчастіше провести нелегко. За допомогою радіометричних методів встановлено, що цей кордон проходить на межі 2600 млн. років. Протерозойських еру (групу) зазвичай підрозділяють на 2 подери (підгрупи), більш дрібні підрозділи є місцевими регіональними.

Прийнято наступний розподіл докембрію

Ери (групи)

Підрозділи протерозою

Основні кордону

Протерозойська PR (більше 2 млрд. років)

Пізній (верхній) протерозою, або ріфей, PR 2 (1030 млн. років)

Венд V

Пізній (верхній) ріфей R 3

Середній ріфей R 2

Ранній ріфей (нижній) R 1

Кінець 570 млн.

років

1600 млн. років


Ранній (нижній) протерозою, або Карелії, PR 1 (1000 млн. років)

2600 млн. років початок понад 4000 млн. років

Архейська AR (приблизно 1,5 млрд. років)

Загальноприйнятих підрозділів не є, нижня межа не встановлена


  1. Органічний світ

У докембрії існували організми, позбавлені скелетних утворень. Більшість з цих м'якотілих організмів не збереглося у 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 учені поки що не в змозі простежити.

Останні дані, отримані при вивченні архейських 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) походять з Південної Африки, де виявлено дрібні кулясті тільця, що належать, мабуть, найпростішим одноклітинним рослинним організмам. У більш молодих архейських породах Південної Африки (3 млрд. років) знайдено у вигляді вапняних кірок найдавніші строматоліти - продукти життєдіяльності синьо-зелених водоростей. У найдавніших породах на Україну (3,1 млрд. років), виявлені мікроскопічні округлі утворення, можливо, органічного походження. Життя зародилося в археї ще в умовах безкисневої 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 збереженим клітинною будовою відомі з нижньопротерозойських відкладень, але всі клітини ще були без'ядерні.

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

Найбільш багаті палеонтологічними залишками 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, Україні Англії, США, Африки, Австралії.

Дуже цікаві знахідки багатоклітинних з Південної Австралії (Едіакарій, хребет Фліндерс). Тут у вендских відкладах 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 в одного організму не знайдені сліди укусів. На березі Білого моря в вендских відкладах виявлені 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.

  1. Історія геологічного розвитку древніх платформ

Докембрійські метаморфічні гірські породи оголюються на окремих ділянках, які зазнали тривалий підняття. Найбільш великими площами докембрійських порід є щити - місця виходу на поверхню складчастої основи - фундаменту древніх платформ. У межах щитів в основному і проводять вивчення докембрійських порід, розробляючи стратиграфію докембрію.

Докембрійські породи і докембрийская історія добре вивчені на Східно-Європейської та 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 зледеніння, 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.

    1. Східно-Європейська древня платформа

Східно-Європейська платформа охоплює європейську частину Росії і Україні (без Криму, Кавказу і Карпат), а також велику 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 архейськими і протерозойськими породами, які місцями перекриті четвертинними льодовиковими та іншими континентальними відкладеннями.

Архейська група складається з двох комплексів: Кольського і біломорського, складених глибоко метаморфізованими 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 більше 3000 млн. років.

Біломорський комплекс поширений ширше, породи оголюються по 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 перемяти в складні складки, їх потужність становить кілька кілометрів. Вік порід біломорського комплексу визначено в інтервалі 2900-2600 млн. років.

Породи біломорського комплексу залягають у порівняно просто побудованих сплощені западинах, що відрізняються від справжніх геосинкліналей. Тому їх називають «протогеосінкліналямі» (тобто попередниками геосинкліналей). У результаті біломорської складчастості, яка проявилася в кінці архейської ери, протогеосінкліналі перетворилися на архейські складчасті масиви.

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

Ніжнекарельскій комплекс складається з різних кристалічних сланців, кварцитів, мармурів і гнейсів потужністю в Карелії 2000-3500 м, а у Фінляндії - до 8000-12000 м. Більшість цих порід мало морське походження; спочатку вони представляли собою глинисті, піщані і карбонатні опади, які чергувалися з продуктами підводного вулканізму - лавами, туфами. Пізніше всі вони були метаморфізму і перетворилися на зазначені метаморфічні породи. Ніжнекарельскій комплекс прорваний різними інтрузіями (граніти, габро та ін), всі 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 більшої частини раннього протерозою (породи формувалися в інтервалі 2600-1900 млн. років) і в кінці цього кордону все породи були охоплені карельської складчастістю.

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

Ятулійскій комплекс представлений слабометаморфізованнимі осадовими породами: кварцітовіднимі пісковиками, глинистими і крем'янистими сланцями, мармуризованими доломітами, залягають майже горизонтально і мають потужність до 700-1200 м. Рідко зустрічаються вулканічні породи. За складом відкладень, потужності і умовами залягання ятулійскій комплекс відповідає вже платформенному етапу розвитку. Вік ятулійского комплексу - кінець раннього протерозою (інтервал 1800-1650 млн. років), у 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 польових шпатів, вони впроваджувалися і застигали в платформних умовах і не піддалися подальшої деформації і метаморфізму. У Карелії, Фінляндії та Швеції цими гранітами складені великі масиви, вони давно розробляються як цінний будівельний матеріал. У Санкт-Петербурзі з цих гранітів були висічені Олександрійська колона і колони Ісаакіївського собору.

Докембрій Українського щита відрізняється за складом і будовою порід. Майже весь щит складний архейськими гнейсами і граніто-гнейсами. Нижньопротерозойський породи заповнюють вузькі меридіонально 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 і колосальні за запасами родовища Курської магнітної аномалії. У Кривому Розі нижньопротерозойський 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 понад 4000 м і за віком відповідає більшої частини раннього протерозою (радіометричними методами визначено інтервал її освіти - 2600-1900 млн. років). Протягом пізнього протерозою Балтійський та Український щити представляли собою підняті ділянки - ділянки зносу. Уламкові породи платформного чохла накопичувалися між ними на великій території Російської плити. У глибоких прогинах - авлакогене - залягають Ріфейскіе грубоуламкові породи, а вендські піщані і глинисті відклади поширені більш широко, вони залягають в основі платформного чохла Східно-Європейської платформи.

    1. Інші стародавні 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 прогинах 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 нижньопротерозойський платформні відкладення називають протоплатформеннимі. На Сибірській платформі протоплатформенние 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 слабометаморфізованних пісковиків і глинистих сланців. Найбільш потужні відкладення найдавнішого протоплатформенного чохла є на півдні Африкано-Аравійської платформи. У Трансваалі на значній площі оголюються слабометаморфізованние 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-Європейської, 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.

  1. Історія геологічного розвитку геосинклінальних поясів

Геосинклінальниє пояса виникли в протерозойських еру. Малі пояса - Внутріафріканскій і Бразильський - існували з початку протерозойський ери і закінчили своє геосинклінального розвитку в її кінці. Їх будова і геологічна історія досить слабко вивчені. Великі пояси почали своє геосинклінального розвитку з пізнього протерозою. Верхньопротерозойських породи в них поширені широко, але на поверхню виходять тільки в окремих ділянках, які зазнали тривалий здіймання. Всюди ці породи метаморфізовані в тій чи іншій мірі і мають величезні потужності. До цих пір верхньопротерозойських 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, Таримської 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 поясу, 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 Ріфейскіе 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 розроблено стратиграфія ріфея.

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

Великі площі складені верхньопротерозойських 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 Ріфейскіе морські осадові і вулканічні формації, які утворилися, безсумнівно, на головному геосинклінальний етап. Всі ці Ріфейскіе відкладення прорвані численними гранітними інтрузіями. На рифейских складчастих породах залягають грубоуламкові породи венда (до 6 км), формування яких відбувалося на орогенним етапі.

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

Література

1.Вологдін А.Г. Земля 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. - М, 2003

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Реферат
64.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Геологічна історія Землі в кайнозойську еру
Геологічна історія Землі в пізньому палеозої
Періодизація та історія Землі
Історія розвитку Землі
Історія і культура народів Вогненної Землі
Історія Землі Доісторичні тварини динозаври
Плата за землі сільськогосподарського призначення землі міст та інших населених пунктів
Будова Землі Вулканізм та землетрусу Тектоніка материків Атмосфера Землі клімат і погода
Плата за землі сільськогосподарського призначення землі міст і іни
© Усі права захищені
написати до нас