u_lectures

211

Еще одной сборной группой являются катаграфии – мелкие, обычно микроскопические образования в виде комочков или оболочек, вероятно остатки жизнедеятельности животных (копролиты), оболочки или бесструктурные скопления водорослей. Первые представители этой группы известны с 1200 млн. лет.

В позднем протерозое появились первые планктонные животные. Пышное развитие получили цианобионты, остатки жизнедеятельности

которых – строматолиты – имеют важное значение для стратиграфии рифея.

Вэто же время появляются представители группы невландиевой проблематики. Это крупные колониальные бентосные (прикрепленные) организмы, часть которых являются предковыми для книдарий, в том числе эдиакарской фауны.

Вероятно, этап развития органического мира, начавшийся в среднем рифее, связан со значительным увеличением содержания кислорода в атмосфере. Это обеспечило защиту организмов от ультрафиолетового излучения, благодаря чему животные, перейдя к кислородному дыханию, стали подниматься к самой поверхности и заселять обширные мелководья.

Ввенде продолжают встречаться те же группы организмов, а также появились новые.

Этот период можно рассматривать как третий важнейший этап развития органического мира докембрия – этап становления основных типов животного мира и, прежде всего, многоклеточных.

Ввенде наряду с мелкими водорослями появились крупные бурые водоросли – вендотениды.

Сообщество вендских животных состояло из кишечнополостных (медуз, полипов, морских перьев), организмов близких к червям и членистоногим, сабелледитид (предки погонофор). Практически все они (кроме сабеллидитид) были мягкотелыми и сохранились в ископаемом состоянии в виде отпечатков. Сабелледитиды сохранились в породе в виде одиночных тонких и длинных трубок, состоящих из хитиноподобного вещества.

Продолжает существовать невландиевая проблематика. В отличие от эдиакарской фауны это были хоть и бесскелетные формы, но в ископаемом состоянии сохранялись в виде объемных тел, а не отпечатков.

Во второй половине венда (раньше сабелледитид) появились первые скелетные формы – трубки Cloudina, к концу венда количество и разнообразие скелетных организмов увеличилось. Эти мелкие скелетные организмы объединили в группу, которую называют «мелкораковинной фауной» (SSF –small shelly fossils).

Стратотипы. Стратотип рифея – комплекс докембрийских отложений Башкирского антиклинория Южного Урала. Общая мощность отложений около 14 км.

212

Отложения стратотипа формировались в условиях миогеосинклинали и разделены на три эратемы (в местной шкале - серии): бурзянскую, юрматинскую и каратавскую, соответственно - нижний, средний и верхний рифей.

Отложения эратем отличаются ритмичностью. Ритмы начинаются базальными конгломератами и песчаниками, выше глинистые сланцы, филлиты, еще выше – карбонатные породы (известняки и доломиты).

Такая ритмичность является характерной чертой разрезов рифея во многих районах мира. Строение каждого ритма указывает на наступление моря. Затем этот процесс прерывается кратковременной регрессией. В бурзянской и юрматинской эратемах иногда наблюдаются покровы эффузивов. Каждая серия содержит своеобразные комплексы фитолитов, в том числе строматолитов. В породах серии пользуются широким распространением микрофоссилии.

Эратемы разделены крупными несогласиями и перерывами. В конце каждой из них проявились складчатость и внедрение интрузий. Граница нижнего и среднего рифея в стратотипе составляет 1350 млн. лет, а среднего

иверхнего рифея – 1000 млн. лет.

Вбурзянии имеются пачки кристаллического магнезита (Саткинское месторождение), а также сидерита и бурого железняка (Бакальское месторождение). В юрматинии встречаются пластообразные залежи бурых железняков. В конце каратавия проявилась завершающая байкальская складчатость. На этом закончился собственно геосинклинальный цикл развития этой территории.

На рифее с размывом залегает также смятая в складки толща полимиктовых песчаников, конгломератов и алевролитов - ашинская серия. Она относится к венду и представляет собой молассовую формацию, соответствующую орогенному этапу байкальской эпохи тектогенеза.

Стратотип венда – валдайская серия Восточно-Европейской платформы. Серия выделена Б.С.Соколовым в 1950-52 г.г. как гдовские и ламинаритовые слои. Автор выделения венда – он же. Серия залегает плащеобразно несогласно на более древних образованиях. Типовой разрез – в осевой части Московской синеклизы. В нижней части серия сложена конгломератами, гравелитами и аргиллитами, образующими базальные слои для серии. Выше залегают туффиты, песчаники, алевролиты, аргиллиты, в том числе красноцветные. В породах имеется эдиакарская фауна, вендотениевые водоросли и другие остатки.

Валдайская серия не представляет весь венд. Она образует так называемый верхний венд. К нижнему венду относятся вильчанская серия (тиллиты, гравелиты, песчаники, 50 м) и перекрывающая ее волынская серия (грубозернистые песчаники и гравелиты – базальные слои, выше – базальты,

213

дациты, липариты и их туфы, нередко пестроцветные, 500 м). Иногда вильчанская серия отсутствует.

Породообразование. В рифее терригенные породы представлены псефитами, псаммитами, глинистыми породами, нередко красноцветными. Наблюдаются признаки мелководья. В позднем рифее часты медистые песчаники.

Карбонатные породы создают мощные мелководно-морские платформенные и геосинклинальные отложения, содержащие часто строматолиты.

Вулканизм в рифее продолжался, но в меньших масштабах, чем в позднем карелии. Вулканиты преимущественно кислого состава, основные породы имеют подчиненное распространение, среди них часты толеитовые базальты.

Ввенде в миогеосинклиналях преобладают песчано-сланцевые толщи. Часто (и в миогеосинклиналях и на платформах) встречаются красноцветные породы.

Вскладчатых областях развиты терригенные формации орогенного типа (конгломерато-песчаные толщи и др.). Тиллиты тяготеют к низам нижнего венда. Для всех отложений венда характерно трансгрессивное строение. Мощности на платформах – десятки-сотни метров, редко 1 км, в миогеосинклиналях – до нескольких км.

Метаморфизм на платформах отсутствует, залегание горизонтальное (кроме приразломных дислокаций). В геосинклинальных областях метаморфизм зональный, не выше зеленосланцевой фации.

Тектоника. К началу позднего протерозоя был сформирован фундамент древних платформ и началось формирование их чехла.

Враннем рифее начался интенсивный процесс формирования крупных платформ в границах, близких современным, а также процесс заложения новых геосинклинальных систем, многие из которых продолжали развиваться на протяжении всего позднего докембрия и фанерозоя.

Вверхнем протерозое проявилось несколько фаз складчатости. Так, готская проявилась на рубеже раннего и среднего рифея, гренвильская – на рубеже среднего и позднего рифея и байкальская – в конце рифея – начале венда.

Вбайкальскую эпоху произошли крупные орогенические движения, в результате которых обширные геосинклинальные области превратились в крупные складчатые системы, а затем в платформы, т.е. перешли в новые геотектонические условия своего развития. В завершающую фазу байкальской эпохи тектогенеза в одних случаях произошло наращивание созданных ранее платформ, в других – слияние отдельных платформ друг с другом. На некоторых участках земной коры, где диастрофические движения

214

были менее сильными, впоследствии возобновилось геосинклинальное осадконакопление.

Восточно-Европейская платформа приобрела очертания, близкие современным. К ней присоединились складчатые структуры Тимана, Большеземельской тундры, полуострова Канин, Рыбачий, Варангер.

Сибирская платформа по размерам превосходила современную. К ней присоединились байкалиды Западного Забайкалья, Патомского нагорья, Северо-востока Восточного Саяна, Енисейского и Туруханского кряжей.

Индийская платформа почти не изменилась.

Китайская платформа образовалась в результате слияния КитайскоКорейской, Южно-Китайской и Таримской платформ.

ВАфрике слились четыре крупные платформы, которые вместе с Аравийской платформой образовали единую Африкано-Аравийскую платформу.

ВАвстралии образовалась одна большая платформа.

ВСеверной Америке вместо небольших протоплатформ возникла огромная Северо-Американская платформа.

ВЮжной Америке в рифее существовали две платформы, которые в результате байкальской складчатости объединились в большую Южно-

Американскую платформу.

Итак, в результате байкальской складчатости окончательно сформировались девять платформ: Северо-Американская, ВосточноЕвропейская, Сибирская, Китайская, Южно-Американская, АфриканоАравийская, Индийская, Австралийская, Антарктическая. Последние пять южных платформ (Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская, Антарктическая) объединяются в единый стабильный блок

земной коры – суперплатформу – Гондвану. О том, что это было единое образование, свидетельствует общность геологической истории этих платформ в палеозое.

Среди геосинклинальных комплексов выделяют собственно геосинклинальные, миогеосинклинальные и молассовые. Последние связаны

сорогенным этапом позднепротерозойских складчатых систем (венд).

Внижнем и среднем рифее на платформах осадконакопление происходило в основном в авлакогенах (рифтовые зоны платформ, грабенообразные впадины). Верхнерифейские и вендские комплексы покрывают широкие площади в виде настоящего платформенного чехла.

Всоответствии с другой точкой зрения тектоническая история этого времени проходила следующим образом. Как сказано выше, есть предположение, что к концу раннего протерозоя в результате отмирания и замыкания раннепротерозойских глубоководных бассейнов континентальная кора была стянута в единый суперконтинент Пангея-1 (Мегагея, Родиния). На единство этого суперконтинента указывают, прежде всего,

215

палеомагнитные данные – сходство кривых кажущейся миграции магнитных полюсов, определенных для позднего докембрия разных континентов.

Однако Пангея 1 в раннем рифее не была монолитным суперконтинентом. В ней существовали довольно многочисленные зоны растяжения, утонения слагавшей ее сиалической (континентальной) коры, однако за редким исключением (например, в Индостане и Центральной Бразилии) дело не доходило до полного разрыва этой коры и до образования коры океанского типа. Часть подвижных зон были унаследованы раннерифейской структурой коры от раннего протерозоя, часть образовалась в раннем рифее. Причем последние были несогласно наложены на сложившуюся к началу раннего рифея структуру.

Остальная значительная часть континентальной коры развивалась в условиях преобладания умеренных поднятий. На этом фоне в ряде регионов проявлялся мощный кислый с щелочным уклоном наземный вулканизм и формировались крупные плутоны гранитов рапакиви, нередко с габброанортозитами в нижней части плутонов. Этот магматизм наследует аналогичный магматизм конца раннего протерозоя.

Некоторые участки платформ были заняты плоскими впадинами типа синеклиз. Широко развиты авлакогены, из них наиболее широкие и глубокие приурочены к периферии современных древних платформ.

Конец раннего рифея местами отмечен слабыми складчатыми деформациями, метаморфизмом, внедрением гранитных плутонов (готский диастрофизм).

В среднем рифее процессы деструкции суперконтинента Пангея-1 заметно усилились. Выразилось это в появлении многочисленных авлакогенов в Северной Америке, Восточной Европе, Сибири. В это же время активизируется развитие раннерифейских структур этого типа, а также внутрикратонных подвижных систем.

На рубеже среднего и верхнего рифея широко проявился гренвильский тектогенез, который завершил становление фундамента СевероАмериканской, Австралийской, Индостанской и Восточно-Европейской древних платформ.

Окончание среднего рифея характеризуется консолидацией значительных площадей Пангеи-1.

Поздний рифей, особенно его вторая половина – эпоха распада Пангеи- 1 и начала раскрытия палеозойских океанов: Протояпетуса, Прототетиса, Палеоазиатского океана (будущий Урало-Охотский подвижный пояс), Протопацифика (Тихий океан). С возникновением подвижного пояса Прототетиса Пангея-1 оказалась расколотой на две части – Лавразию на севере и Гондвану – на юге. Но и эти континенты вскоре подверглись расколу. Так, Гондвана разделилась на две части: Восточную (Австралия, Антарктида, Индостан) и Западную (Южная Америка и Африка) Гондваны.

216

Западная Гондвана вскоре распалась на несколько блоков. В конце рифея – начале венда в байкальскую эпоху происходило замыкание океанических бассейнов и произошло слияние континентальных блоков Западной Гондваны и причленение к ним Восточной Гондваны. Сформировался новый континент - Гондвана.

Впозднем венде большинство авлакогенов прекратили свое развитие, и на платформах началось образование синеклиз.

Полезные ископаемые. Ранний рифей обилен полезными ископаемыми. Это пластовые сидерит-гематитовые железные руды оолитовой формации (бурзянская серия Урала), залежи магнезита (там же), сформировавшиеся за счет вторичного обогащения высокомагнезиальных доломитов, пластовые залежи фосфоритов (удерейская и погорюйская свиты сухопитской серии Енисейского кряжа), месторождения медных и полиметаллических руд (месторождение Маунт-Айза в Австралии), урановые месторождения (песчаники серии Атабаска Канады).

Всреднем рифее известны железные руды (юрматинская серия Урала), медь и полиметаллы (надсерия Белт Северной Америки), титан (габброанортозитовый Плутон Дулут на северном берегу оз.Верхнее), уран (крупнейшее в мире урановое месторождение Шинколобве в Заире) и др.

Впозднем рифее встречены месторожения кобальта (Бу-Аззер в антиатласе), олова (Катанга), меди и свинца (Африка), золото (золоторудные жилы Аравийского полуострова), бариты (Африка и Австралия), алмазы (алмазоносные конгломераты Индии), фосфориты (Индия и Казахстан).

Отложения венда в целом не богаты полезными ископаемыми. Вендкембрийский возраст имеют нефтеносные горизонты Иркутского амфитеатра

иПрибалтики.

Крупные залежи нефти и газа открыты в рифейских и вендских толщах на Сибирской платформе.

4.2 ФАНЕРОЗОЙСКИЙ ЭОН (ЭОНОТЕМА) – FZ

Фанерозой объединяет палеозойскую, мезозойскую, кайнозойскую эратемы. Термин «палеозой» (палеозойская серия) был предложен в 1838 г. английским геологом А.Седжвиком, а «фанерозой» - в 1830 г. С.Чедвиком. Ведущим методом расчленения и корреляции фанерозойских отложений, а также определения их возраста является палеонтологический метод. Для четвертичных отложений, завершающих фанерозой, важное значение приобретает климатостратиграфический метод.

217

4.2.1 Палеозойская эра (эратема) – PZ

Палеозойская эра (эра древней жизни) – наиболее продолжительная эра фанерозоя, длившаяся более 300 млн. лет. (от 535 до 251 млн.лет). В ее состав входят шесть периодов (кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь). Палеозой делится на две части – нижний и верхний: по три системы каждый.

Четкое различие палеозоя от докембрия – быстрое развитие животных с твердым скелетом. Конечно, первые скелетные появились еще в венде, но их было немного, они были мелкими и однообразными. В кембрии появляется почти сразу (в масштабах геологического времени) множество самых разнообразных скелетных организмов – представителей разных типов и классов, причем как мелких, так и сравнительно крупных.

Полагают, что способность строить скелет появилась у разных представителей животного мира почти одновременно. Объясняют это явление по разному. Однако все согласны, что к концу докембрия возник какой-то новый фактор среды. Причины массового появления скелетов могли иметь и космическое происхождение, и земное. Например, есть точка зрения, что на появление скелетов повлияли два фактора: временное снижение содержания углекислого газа (облегчается биохимическое образование фосфатов и карбонатов) и общее повышение содержания кислорода. Есть и другие гипотезы.

Однако скелет появился у животных вряд ли потому, что на них что-то «подействовало» и «заставило» это сделать. Значит, скелет просто стал необходим (для защиты от врагов, поддержания тела и т.д.). И при благоприятных условиях среды животные его стали формировать. Причем совсем не мгновенно, как это представляют. Первые скелетные (небольших размеров) появились в верхнем венде, и их было немного. К концу венда количество организмов (причем разных классов и типов) значительно увеличилось и увеличивалось далее постепенно. На границе докембрия и кембрия среди мелкораковинной фауны не произошло каких-либо существенных изменений. Просто к известным формам присоединились новые. Далее одни вымирали, другие появлялись. Археоциаты появились в томмотском веке раннего кембрия. Скелет у трилобитов сформировался позже – в атдабанском веке, т.е. через почти 5 млн. лет. От момента появления первых скелетных организмов до трилобитов прошло около 30 млн лет.

В конце кембрия уже известны представители всех основных типов беспозвоночных животных и единичные хордовые.

Среди растений на рубеже докембрия и кембрия не произошло существенных изменений. В кембрии, как и в докембрии, широко

218

представлены цианобионты и водоросли, однако они становятся более разнообразными. Можно отметить, что у цианобионтов и водорослей тоже были свои своеобразные «скелеты», которые имелись уже в докембрии и сохранились благодаря способности их представителей отлагать минеральное вещество в процессе своей жизнедеятельности.

Втечение палеозоя в органическом мире произошло несколько знаменательных событий, среди которых наиболее примечательное – «выход» растений и животных на сушу. Первые беспозвоночные и высшие растения появились на суше в силуре, позвоночные – в девоне.

Впалеозое произошли важные тектонические события - салаирский, каледонский и герцинский циклы тектогенеза, в результате которых изменились структуры земной коры, климат Земли, по иному становится распределение суши и моря, что в целом оказало сильное влияние на развитие органического мира.

Впалеозое (и в последующие эры) эпохи значительного распространения суши называют геократическими, а морей – талассократическими. Во время первых преобладают регрессии, а вторых – трансгрессии.

К палеозойскому времени на нашей планете были сформированы древние платформы (кратоны): Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Северо-Американская – в Северном полушарии и суперплатформа Гондвана – в южном полушарии, которая представляла собой спаянные блоки: Африку, Аравию, Индостан, Австралию, Южную Америку, Антарктиду. Между платформами располагались геосинклинальные пояса: Тихоокеанский, Средиземноморский, Атлантический, Урало-Монгольский, Арктический.

4.2.1.1 Кембрийский период (система) – €

Расчленение. Кембрийская система установлена в 1835 году английским геологом А.Седжвиком. Она получила название от древнего наименования Уэльса – Cambria. Им же предложено деление системы на три отдела: нижний, средний и верхний. В отделах выделяются ярусы, а в нижнем кембрии – надъярусы. Продолжительность кембрия – 45 млн. лет. (от

535 до 490 млн. лет).

Стратотип кембрия находится в юго-западной Англии (в Уэльсе). Стратотипы ярусов нижнего и среднего кембрия избраны в Сибири, а верхнего кембрия – в Казахстане.

Органический мир. В отложениях кембрия обнаружены представители всех типов беспозвоночных животных. В начале кембрия появляются низшие хордовые - конодонтоморфы, в конце кембрия - первые высшие хордовые – рыбообразные бесчелюстные. С начала кембрия – расцвет скелетных организмов.

Фауна архаична – организмы представлены примитивными формами (брахиоподы – беззамковые, моллюски разные, но нередко с прямой раковиной, археоциаты – организмы низкой организации). Основная масса кембрийских организмов – трилобиты, археоциаты, весьма разнообразная мелкораковинная фауна, включающая представителей разных типов мелких размеров, в том числе брахиопод, гастропод, губок и пр., водоросли и цианобионты.

Из других групп встречаются фораминиферы, радиолярии, книдарии, черви, ракообразные, иглокожие, граптолиты. Широкого распространения они в кембрии не получили.

Палеогеография и климат. Климат в кембрии был сухим и жарким (соленосные отложения, фосфориты) или теплым влажным, близким к тропическому (марганцевые руды, бокситы, мощные толщи известняков). Полагают, что материки концентрировались преимущественно вблизи экватора, что и способствовало установлению на них теплого климата.

Фации. Фации представлены в основном морскими органогенными известняками (археоциатовыми, строматолитовыми), «синими» (с глауконитом) глинами, терригенными отложениями, известняками с трилобитами. Значительны также лагунно-континентальные красноцветные и гипсосоленосные отложения – эвапориты, получившие наибольшее распространение в нижнем и начале верхнего кембрия на Сибирской и Китайской платформах.

Геосинклиналтьный магматизм обусловливает накопление вулканических образований (Казахстан, юг Сибири, Монголия, Новая Зеландия и пр.).

Тектонические движения. Тектонические движения в пределах геосинклиналей и платформ, сформированных в позднем протерозое, были различны.