 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
Архей (AR)
|
|
Архейский акрон (акротема) подразделяется на ранний (нижний) и поздний (верхний).
Физико-географические условия архея коренным образом отличались от современных. Климат архея был значительно жарче современного, хотя количество поступающей на Землю солнечной радиации, по мнению астрофизиков, было меньшим. Недостаток солнечной радиации в балансе теплообеспеченности Земли с избытком компенсировался наличием более плотной атмосферы, уменьшавшей теплоотдачу. Состав примитивной архейской атмосферы соответствовал составу газовых продуктов вулканических извержений (водяной пар, углекислота, азот, пары кислот HCl, HF, H2S, аммиак, метан). Преобладала углекислота ≈ 99%, а свободный кислород практически отсутствовал. Теплообеспеченность планеты увеличивалась также в результате выделения тепла при падении метеоритов. Среднегодовая температура на поверхности Земли в архее по данным Л.И. Салопа приближалась к 100º С (в настоящее время близка к 15º С). Столь высокая температура не препятствовала существованию жизни, поскольку многие простейшие организмы успешно развиваются при температурах выше 100º С. Вероятно, в архее уже сформировались основные оболочки Земного шара: литосфера, атмосфера и гидросфера, а также возникла биосфера, представленная простейшими организмами.
Рис. 97. Физико-географические условия архея
5.2.1.1. Ранний архей (AR1)
Раннеархейский эон архейского акрона представлен комплексом сильно дислоцированных отложений, высоких степеней метаморфизма, описанных в геологической литературе в качестве «серых гнейсов». По химизму они отвечают магматическим породам среднекислого состава, но, по-видимому, имеют осадочное происхождение. В настоящее время эти породы обнаружены на щитах всех древних платформ.
Распространение пород раннего архея (AR1). Наиболее изучен комплекс «серых гнейсов» на Северо-Американском континенте в пределах Канадского щита: в районе озера Верхнее, на полуострове Лабрадор, в провинции Слайв (район Большого Невольничьего озера), на юго-западе Гренландии (серия Исуа). Нижнеархейские породы провинции Слайв и серии (формации) Исуа считаются древнейшими породами планеты (возраст около 4,1 млрд. лет). На Восточно-Европейской платформе нижнеархейские породы комплекса «серых гнейсов» известны на Балтийском и Украинском щитах. На Балтийском щите они распространены в Карелии и Восточной Финляндии, а также в районе г. Мурманск. На Украинском щите, входившем в состав Южнорусского щита, «серые гнейсы» известны в бассейне среднего течения р. Днепра. На Сибирской платформе к «серым гнейсам» отнесена алданская серия (мощность до 15 км), распространенная в центральной части Алданского щита. Предполагается наличие этих пород и на Анабарском щите. Породы комплекса «серых гнейсов» обнаружены также на Китайско-Корейской платформе и на материках Южного полушария (Африке, Австралии, Антарктиде, Южной Америке), рассматриваемых как «обломки» Гондваны (рис. 98).
«Серые гнейсы», по-видимому, представляют собой реликты древнейшей земной коры континентального (сиалического) типа, выходящей в настоящее время на поверхность в разных районах Земного шара. Действительные границы раннеархейского континента (или континентов) и окружающих океанических впадин остаются неясными, вследствие многократных последующих перемещений литосферных плит. Образование «серых гнейсов», по-видимому, произошло в результате частичной гранитизации еще более древней земной коры океанического типа в ходе саамской складчатости. Таким образом, различия в строении твердой оболочки Земли, возможно, проявлялись уже в раннеархейское время.
Существование в раннем архее гидросферы обосновывается водным происхождением железистых кварцитов (джеспилитов) серии Исуа. Наличие гидросферы подтверждает существование первичной (более плотной, чем в настоящее время) атмосферы, о составе которой имеются разные точки зрения. И.А. Резанов считает, что она, в основном, состояла из водорода. По мнению других ученых в первичной атмосфере преобладали углекислый газ и, возможно, азот, а в качестве примесей присутствовали аммиак, сероводород, пары воды.
Наличие в породах серии Исуа графита, характеризующегося близким к современному соотношением изотопов 13С/12С указывает на его биогенное происхождение, то есть на существование жизни. Присутствие в формации Исуа джеспилитов, формирующихся при чередовании окислительной и восстановительной обстановок, подтверждает это предположение, поскольку в архее свободный кислород образовывался только за счет жизнедеятельности цианоидей. По мнению В.И. Вернадского, возникновение жизни на Земле следует рассматривать как процесс формирования единой системы – биосферы, характеризующейся более или менее равновесным состоянием отдельных её элементов (продуцентов, консументов и редуцентов). В этой связи можно предполагать, что жизнь является одной из форм существования материи и извечно существует во Вселенной (гипотеза панспермии). Согласно этой гипотезе, жизнь на Земле появилась, когда возникли более или менее благоприятные условия. В настоящее время достоверные следы жизни в космосе не обнаружены, и гипотеза панспермии не подтверждена фактическим материалом.
5.2.2.2. Поздний архей (AR2)
В позднеархейское время (3,5-2,5 млрд. лет), по-видимому, произошло растяжение (спрединг) и последующее дробление раннеархейской земной коры континентального (сиалического) типа, представленной «серыми гнейсами». Образовались впадины с океанической (симатической) земной корой. В них накапливались вулканиты базальтового состава и метаосадочные породы, в том числе, железистые кварциты. В дальнейшем в результате метаморфизма и интенсивных дислокаций этих пород образовались зеленокаменные пояса, пронизанные плутонами гранитов. Зеленокаменные пояса достигают в длину 1000 км при ширине до 200 км, причем их современные границы существенно отличаются от первоначальных. Позднеархейские зеленокаменные пояса распространены на всех щитах древних платформ, занимая вместе с массивами «серых гнейсов» значительную часть их территории (рис. 98).
Рис. 98. Распределение пород архея и раннего протерозоя в составе континентальной земной коры
В Южном полушарии (юг Африки, королевство Свазиленд) наиболее изучен зеленокаменный пояс Барбертон. Суммарная мощность зеленокаменных отложений, объединяемых в надсерию Свазиленд (стратотип среднего и верхнего архея), близка к 15 км. В силу высокой дислоцированности надсерии, эта цифра является приблизительной. Основание надсерии сложено вулканитами основного и ультраосновного состава. Подушечная отдельность лав, вероятно, образовавшихся из вещества мантии, говорит о подводном характере вулканизма. Стратиграфически выше залегает толща вулканитов разного состава (от базальтов до риолитов), содержащая горизонты кремнистых пород. Она согласно перекрывается слабометаморфизованной толщей туфов, сланцев, железистых кварцитов. Еще выше, несогласно, с конгломератами в основании, залегает грубообломочная терригенная толща, описанная в качестве надгруппы Модис. Эти отложения, уже являются протоплатформенным образованием. Зеленокаменные породы позднеархейского возраста известны также на западе Австралийского континента (блоки Иилгарн и Пилбара), на территории Индостана и Антарктиды.
Значительное распространение они имеют и на щитах платформ Северного полушария. На Балтийском щите Восточно-Европейской платформы зеленокаменные средне-верхнеархейские породы описаны в качестве лопия (мощность 3-5 км). Они обнажаются между Ладожским и Онежским озерами, протягиваясь на север до Белого моря, известны на территории Карелии и Финляндии. Преобладают осадочные породы: песчаники с горизонтами конгломератов, кремнистые и графитистые сланцы, мраморизованные доломиты, железистые кварциты (железорудное месторождение Костомукша). Породы сильно дислоцированы и подверглись метаморфизму амфиболитовой стадии. Граниты, прорывающие лопий, имеют возраст 2,7 млрд. лет. В последнее время к позднему архею относят и вышележащие отложения, описанные в качестве сумия. Это – слабодислоцированная вулканогенно-осадочная толща (мощность 2-4 км) несогласно, с конгломератами в основании, перекрывающая лопий. Метаморфизм пород не превышает зеленосланцевой стадии. Накопление сумия произошло в условиях протоплатформенного режима.
На Украинском щите, по-видимому, входившем в состав Южнорусского щита, средне-верхнеархейские зеленокаменные толщи развиты в пределах Среднеприднепровского блока, где они перекрывают «серые гнейсы». В низах разреза преобладают вулканиты, в верхах – метаморфизованные осадочные породы. Общая мощность средне-верхнеархейских толщ близка к 7 км.
На Алданском щите Сибирской платформы средне-верхнеархейские толщи описаны в качестве субганского комплекса (мощность около 7 км), перекрывающего «серые гнейсы». Низы его сложены основными вулканитами, средняя часть – мраморизованными доломитами. Верхи, представленные удоканской серией, сложены железистыми кварцитами и терригенными породами широкого гранулометрического спектра. Они принадлежат к отложениям протоплатформенного этапа.
На Канадском щите Северо-Американской платформы наиболее крупный пояс зеленокаменных пород (Абитиби) развит в районе озера Верхнего. Еще несколько зеленокаменных поясов располагается в районе Большого Невольничьего озера (провинция Слайв). Мощность слагающих их отложений варьирует от 0,5 до 12 км.
Анализ разрезов верхнеархейских отложений Южного и Северного полушарий показывает, что низы отложений этого хроностратиграфического интервала сложены породами «базальтового» слоя, а верхи – осадочного, причем и те и другие прорваны массивами гранитов. Такая же последовательность перекрывающих отложений характерна для современной геосинклинальной (переходной) зоны. Верхнеархейские породы отличаются от собственно геосинклинальных отложений большей степенью метаморфизма, но в целом аналогия сохраняется. Некоторые исследователи отождествляют низы разреза зеленокаменных поясов с офиолитами.
Органический мир позднего архея был представлен прокариотами – бактериями и цианобионтами (рис. 1. Часть I), следами жизнедеятельности которых являются остатки хлорофилла, достоверно доказанные в породах этого возраста. К полезным ископаемым среднего и позднего архея, кроме железистых кварцитов, принадлежат месторождения лития, бериллия, золота, хрома, никеля и кобальта.
Дата публикования: 2014-10-25; Прочитано: 3637 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!
