Рифей (R)

В качестве эталона рифея принят разрез в миогеосинклинальном прогибе на западном склоне Южного Урала (Башкирский антиклинорий). Толщи миогеосинклинальных прогибов, в отличие от эвгеосинклинальных, характеризуются сравнительно слабым метаморфизмом и господствующей ролью осадочных пород. Несмотря на значительную дислоцированность, эти отложения вполне доступны для фациального анализа. В отличие от платформенных отложений, в них наблюдается значительная полнота и непрерывность разреза. Поэтому миогеосинклинальные отложения обычно используются в качестве эталонов стратиграфических подразделений.

В составе эталонного разреза рифея снизу вверх выделено три серии: бурзянская (R₁), юрматинская (R₂) и каратавская (R₃) общей мощностью 14-15 км. Время их накопления составляет 300, 350 и 350 млн. лет, что более или менее соответствует продолжительности палеозойской эры (около 290 млн. лет). Серии рассматриваются как эратемы, а время их накопления – как геологические эры. В составе серий встречаются вулканогенные образования, но господствуют осадочные породы, накопившиеся в мелководных морских водоемах в условиях жаркого климата. На рифее несогласно залегают отложения венда, соответствующие байкальской складчатости.

К началу рифея на Земном шаре четко выделялись платформы и разделявшие их подвижные пояса – геосинклинали, располагавшиеся в зонах сочленения земной коры континентального и океанического типов. Платформами Северного полушария в предрифейское время были Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Северо-Африканская. В Южном полушарии выделялись Австралийская, Южно-Американская, Антарктическая, Южно-Африканская платформы. Они разделялись геосинклиналями и геосинклинальными поясами. Вследствие последующих перемещений литосферных плит, географическое положение платформ и геосинклинальных (складчатых) поясов существенно отличается от современного.

Органический мир рифея характеризовался появлением эукариот (рис. 1, часть I), обладавших кислородным типом дыхания. Значительная часть эукариот принадлежала к планктону. Массовое развитие фитопланктона явилось одной из характерных особенностей рифея. Развитию планктона способствовало повышение содержания кислорода в атмосфере до точки Пастера (1% от современного содержания) и формирование озонового слоя, защищавшего организмы от губительного космического излучения. Стало возможным обитание организмов в наиболее благоприятном для жизни приповерхностном слое толщиной около 10 м, который ранее выполнял роль экрана.

Доминирующая роль по-прежнему принадлежала прокариотам, главным образом – цианобионтам. Продукты их жизнедеятельности – строматолиты – представляли собой карбонатные постройки, образовывавшиеся на дне мелководных водоемов (рис. 2. Часть I). Они имели выпуклую неровную поверхность и сложную внутреннюю слоистость. Строматолиты появились в архее, в конце раннего протерозоя пережили эпоху упадка, а рифей явился временем их расцвета, апогей которого пришелся на начало позднего рифея. Советские ученые разработали методику изучения строматолитов, на основе которой удалось расчленить рифей на три подразделения. Каждое из них охарактеризовано специфичной группой строматолитов.

Многие ученые считают, что в рифее появились первые представители подвижного бентоса – червеобразные илоеды. Окаменелости, возможно являющиеся их остатками, обнаружены в Китае и на Тимане в отложениях, возраст которых оценивается 700-840 млн. лет. Проявлениями жизнедеятельности илоедов, возможно являются катаграфии – карбонатные микростяжения разнообразной формы, впервые встреченные в отложениях возрастом 1200 млн. лет. В среднем рифее появились акритархи, напоминающие споры растений, но в действительности являющиеся остатками фито- и зоопланктона.

Структура земной коры, тектоническая деятельность, осадконакопление. Характерной особенностью рифея является широкое распространение красноцветных отложений. Это объясняется отсутствием на континентах растительного покрова, вследствие чего захороненные окисные соединения не восстанавливались в закисные. По характеру осадконакопления в рифейское время контрастно дифференцировались платформы и геосинклинали.

На платформах преобладали восходящие движения, а областями осадконакопления являлись авлакогены. На Восточно-Европейской платформе рифейские отложения (мощность 1-1,5 км), в основном, развиты в авлакогенах, где перекрыты толщей более молодых пород. На поверхность они выходят на периферии Балтийского и Украинского щитов.На западе платформы рифейские отложения представлены континентальными, преимущественно грубообломочными толщами. Морские терригенные отложения рифея преобладают на Китайско-Корейской и Южно-Китайской платформах. На Сибирской платформе около половины объема рифейских осадков приходится на карбонатные породы.

Крупнейшими геосинклинальными поясами были Тихоокеанский и Средиземноморский, ориентированные, соответственно, субмеридионально и субширотно. Третий геосинклинальный пояс – Урало-Монгольский (Урало-Охотский) – в западной части имел меридиональную ориентировку, а в восточной – субширотную. Наиболее изученными геосинклиналями Северного полушария были Грампианская, Аппалачская и Иннуитская.

Конец рифея ознаменовался байкальской складчатостью, завершившейся в венде. В результате этой складчатости многие геосинклинали были консолидированы. В большинстве случаев консолидация носила временный характер, и позднее на этих территориях возобновился геосинклинальный режим. Однако на некоторых территориях эта складчатость имела необратимый характер, изменив ранее существовавший структурный план. В частности, к Восточно-Европейской платформе присоединились Тиманская антеклиза и Печорская синеклиза. К Сибирской платформе причленились байкалиды Прибайкалья, Забайкалья, Енисейского и Туруханского кряжей. В результате байкальской складчатости Китайско-Корейская, Южно-Китайская и Таримская платформы соединились в единую Китайскую платформу.

Предполагается, что в раннем рифее в результате конвергентных движений континентальных литосферных плит сформировалась Родиния (Пангея-1). В её пределах выделялись многочисленные зоны растяжения, однако обычно глубина разлома не доходила до границы гранитного слоя, и офиолиты не образовывались (рис.100). В начале среднего рифея деструкция (распад) Родинии значительно усилилась: в Северной Америке, Восточной Европе, Сибири сформировались авлакогены, нередко характеризовавшиеся появлением офиолитов.

В позднем рифее Родиния распалась на два континента: Лавразию на севере и Гондвану на юге (см. «зона шва» рис.100). Эти континенты, в свою очередь, подвергались дроблению. В пределах Лавразии офиолиты отмечены у побережья полуострова Уэллс (юго-запад Британии). Гондвана разделилась на Западную и Восточную. Западная Гондвана в позднем рифее состояла из нескольких континентальных блоков (платформ), разделенных узкими глубокими бассейнами, возможно имевшими кору океанического типа. Восточная Гондвана в позднем рифее оставалась относительно монолитным блоком. В результате байкальской (панафриканской, бразильской) складчатости Западно- и Восточно-Гондванский блоки образовали единый континент Гондвану.

Рис. 100. Образование Родинии (Пангеи-1), 600 млн лет назад

Климат. Широкое распространение в раннем и среднем рифее высокомагнезиальных известняков и хемогенного кремнеобразования указывает на мягкий и очень теплый климат. По оценкам американских геологов, среднегодовая температура в течение рифея составляла 40-50ºС. В конце среднего рифея произошло понижение температуры земной поверхности, фиксированное сокращением накопления карбонатов и прекращением хемогенного кремненакопления. В позднем рифее произошла дифференциация климата: в экваториальной зоне он остался теплым или даже жарким, а в приполярных зонах стал нивальным. Подтверждением являются горизонты тиллитов, указывающие на покровное оледенение в Северном и Южном полушариях. В подвижных (горно-складчатых) поясах сформировалось горно-долинное оледенение.

Полезные ископаемые рифея представлены месторождениями железа, меди, урана, полиметаллов, а также нефтегазоносными толщами. Осадочные месторождения железных руд известны на Южном Урале, Енисейском кряже, Северной Корее, Австралии, Центральной Африке. Месторождения медных и медно-никелевых руд магматогенного происхождения известны в Канаде, США, Центральной и Южной Африке. Крупные месторождения урана обнаружены в Канаде, Австралии, Центральной Африке. Месторождения полиметаллов гидротермального происхождения найдены в США и Канаде. На Урале за счет вторичного обогащения высокомагнезиальных доломитов образовались залежи магнезита. В рифейских отложениях Сибирской платформы обнаружены крупные запасы нефти и газа.