ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ В ДОКЕМБРИИ 

Термин "докембрий" очень удобен тем, что охватывает весь период геологической истории Земли с тех пор, когда на ней начали происходить геологические процессы, и до начала кембрия.

Докембрийский промежуток времени составляет 7/8 истории Земли. В это время зародилась жизнь, радикально преобразовалась земная кора и заложились ее главные структуры, образовалась большая часть (свыше 60%) минеральных ресурсов. Однако изучен докембрий относительно слабо и тому есть объективные причины. Дело прежде всего в сильной дислоцированности до-кембрийских пород и высокой степени их метаморфизма.

Главный вид метаморфизма в докембрии - региональный, происходящий при высоких температурах и давлении. В большинстве случаев соблюдается следующая закономерность: чем старше породы, тем сильнее они метаморфизованы. Древнейшие породы настолько сильно метаморфизо-ваны, что бывает весьма трудно, а порой и невозможно определить, за счет каких пород - осадочных или изверженных - они возникли.

Другая отличительная особенность докембрийских пород - сильная их дислоцированность, наличие сложных складок многих порядков. Среди докембрийских образований по характеру тектоники можно выделить ряд структурных этажей, свидетельствующих о проявлении в докембрии целого ряда эпох складчатости. Исследователям приходится мириться с приблизительностью и неточностью расчленения и корреляции докембрийских образований по степени метаморфизма, глубине магматической и тектонической переработки, петрографическим особенностям пород, поскольку к докембрию невозможно в полной мере применить биостратиграфический метод. Ра-

диалогические методы также имеют большие ограничения, связанные с сильным искажением датировок под влиянием упомянутых выше вторичных изменений, "омолаживающих" древнейшие породы. Наиболее подходящим для расчленения докембрия является геоисторический метод, при-'

меняемый совместно с радиогеохронологическим.

Своеобразие условий в докембрии привело к формированию пород, характерных только для этого времени. Примером могут служить джеспилиты - железистые кварциты, состоящие из полосок, сложенных преимущественно кварцитом и гематитом (либо магнетитом). Джеспилиты в основном приурочены к протерозойским толщам; образовались они при участии микроорганизмов.

Докембрий расчленен на крупные стратиграфические единицы, границы между которыми совпадают с проявлениями диастрофизма. Наиболее общее подразделение докембрия было осуще- . ствлено в конце XIX в. Американский геолог Дж.Дэна назвал в 1872 г. самые древние образования архейскими (греч.

Эти подразделения долгое время существовали в ранге эр (групп), но после того, как выявилась их значительно большая продолжительность (около 2 млрд. лет каждое) по сравнению с эрами фанерозоя, потребовалось ввести новые, более крупные геохроны (стратоны). В ныне действующем стратиграфическом кодексе (1992) архей и протерозой имеют ранг акронов (акротем), делящихся каждый на два зона - ранний и поздний, которые в стратиграфической шкале соответствуют эонотемам - нижней и верхней (табл. 1, цв. вкл.). Нижне- и верхнеархейская эонотемы не имеют более дробных подразделений в международной стратиграфической шкале, а нижний протерозой делится на две эратемы - нижнюю и верхнюю. В России их называют нижний карелий и верхний карелий, поскольку наиболее представительные и хорошо изученные разрезы протерозоя находятся в Карелии. Верхний протерозой подразделяется на рифей и венд. Ранг рифея не совсем ясен, а венд - это период (система). Рифей делится на три эратемы (эры): нижнерифейскую, сред-нерифейскую и верхнерифейскую (табл. 1, цв. вкл.).

Жизнь зародилась в раннем архее и была первоначально представлена прокариотами - одноклеточными организмами, не имеющими ядра. К ним относятся бактерии и цианобионты (сине-зеленые водоросли). Последние сыграли решающую роль в формировании кислородной атмосферы. Как указывает М.Руттен (1973), содержание кислорода, продуцируемого неорганическим путем, не может подняться-выше 0,001 епГсовременного содержания в атмосфере. Это так называемый "уровень Юри". Фотосинтез содержащих хлорофилл цианобионтов примерно 3 млрд. лет назад стал настолько распространенным, что содержание кислорода в атмосфере росло быстрее, чем его потери при окислении минералов земной коры.

В продолжение архейского акрона земная кора была повсеместно весьма подвижной и проницаемой. Дифференциация на платформы и геосинклинали отсутствовала. Лишь в конце раннего архея режим приблизился к геосинклинальному. Для пород архея с возрастом древнее 2,8 млрд. лет характерны основной и ультраосновной вулканизм и гранитизация. В это время земная кора повсеместно находилась в эвгеосинклинальных условиях (пангеосинклинальная стадия, по В.В.Белоусову). Архейские толщи часто образуют гранитогнейсовые купола - округлые или удлиненные в плане структуры, сложенные в ядре гранитами, а по периферии гранитогнейсами, мигматитами и кристаллическими сланцами. Формирование таких структур связывается с пластическим течением вещества.

В докембрии выделяется несколько крупных этапов геологического развития, разделенных глобальными диастрофическими циклами (эпохами складчатости, тектогенеза) первого порядка, которые имели место 3750-3500 (саамский), 2800-2600 (кеноранский, или беломорский), 2000-1900 (карельский), -1000 (гренвиллский) и 680-650 (катангский, или байкальский) млн.

В результате саамского тектогенеза сформировались обширные складчатые овалы, сложенные комплексами "серых гнейсов", т.е. в большинстве своем плагиогнейсов тоналитового, трондьеми-тового и гранодиоритового состава, подстилающих породы зеленокаменных архейских поясов.

Кеноранская складчатость, проявившаяся 2,8 млрд. лет назад в Южной Африке, привела к образованию здесь самого древнего на планете относительно жесткого участка - протоплатфор-мы. Беломорская складчатость, проявившаяся примерно в это же время, также обусловила отмирание протогеосинклинального режима на отдельных участках и превращение их в протоплатфор-мы (Анабарский массив, Алданский щит и др.). Более поздние эпохи тектогенеза привели к увеличению площади протоплатформ. Таким образом, начиная с конца архея (2,8 млрд. лет назад) можно говорить о протоплатформенной стадии развития земной коры. Между протоплатформами существовали протогеосинклинали (предшествующие геосинклиналям), где господствовали хе же условия, что и в пангеосинклиналях.

Карельская складчатость в конце раннего протерозоя завершила новый цикл геосинклинального осадконакопления. Одним из ее следствий явилось отмирание геосинклинального режима на обширных площадях, образование первых крупных стабильных блоков - эпикарельских платформ, которые получились при слиянии протоплатформ после консолидации находившихся между ними протогеосинклиналей. В пределах этих территорий началось формирование типичного ллатформенного чехла.

Таким образом, к концу раннего протерозоя (завершение карельской складчатости) на значительной части Восточной и Северной Европы образовалась Восточно-Европейская платформа, на большей части Средней Сибири - Сибирская платформа, на севере Китая и Корейском полуострове - Китайско-Корейская и Таримская платформы, на юге Китая - Южно-Китайская платформа, на большей части полуострова Индостан - Индийская платформа, в центральной и западной частях Австралии - Австралийская платформа (рис.

Произошедшая в конце рифея и в венде байкальская складчатость привела к окончательной консолидации древних платформ. С докембрия существуют Северо-Американская, Восточно-Европейская, Сибирская, Китайская, Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индийская, Австралийская, Антарктическая платформы. Предполагают, что последние пять южных платформ в палеозое составляли суперплатформу Гондвана.

Взаимоотношение толщ архея и протерозоя в районе Сегозера, Карелия (М.В.Муратов, 1974): 1,2-ятулий (серии: 1 - средняя, 2 - нижняя); 3 - тунгуд-ско-надвоицкая серия; 4 - породы архея

Разрез протоплатформенного чехла в Трансваале (заимствовано у Г.И.Немкова и др., 1986): 1 - древние граниты; 2 - кварциты и сланцы серий Доминион-Риф и Витватерсранд (нижний протерозой); 3 - кислые лавы серии Вентерсдорп; 4-7 - серия Трансвааль (4 -кварциты, 5 - доломиты, б - железистые кварциты, 7 - сланцы); 8-9 - серия Ватерберг (верхний протерозой): 8 - кварциты, 9 - песчаники; 10 - разлом (поверхность надвига)

Докембрий района оз. Верхнее (Северная Америка), по Ч.Стоквеллу и Ф.Кингу: 1 - архей; 2 - надсерия Гурон; 3 -граниты; 4 - серия Кивино; 5 - ультраосновная интрузия

Рис. 37. Схема эпикарельских платформ и геосинклиналей. Области складчатостей: а - позднекарельской и более древних; б - позднепротерозойских, в том числе байкальской; в - геосинклинали и геосинклинальные пояса. 1-ХШ - платформы: / - Восточно-Европейская, // - Сибирская, /// - Китайско-Корейская, IV - Таримская, V - Южно-Китайская, VI - Северо-Американская, VII - Южно-Американская, VIII - Северо-Африканская, IX - Южно-Африканская, X -Аравийская, XI- Индийская, XII- Австралийская, XIII- Антарктическая; 1-7 - геосинклинальные пояса и геосинклинали: / - Урало-Монгольский, 2 - Грампианская, 3 - Аппалачская, 4 - Иннуитская, 5, 6 - Тихоокеанский, 7 - Средиземноморский (заимствовано у Е.В.Владимирской и др., 1985)

Все время после байкальской складчатости можно назвать временем платформ и геосинклиналей. Геосинклинальные условия господствовали в пределах следующих участков. Между Восточно-Европейской, Сибирской и Китайской платформами располагался Урало-Монгольский подвижный (геосинклинальный) пояс. Между Северо-Американской и Восточно-Европейской платформами прослеживается Грампианская геосинклинальная область Северо-Атлантического подвижного пояса, Северо-Американскую платформу окаймляли с севера Иннуитская геосинклинальная область, с юго-востока Аппалачская геосинклиналь этого же пояса. Вокруг всей береговой части Тихого океана располагался громадный Тихоокеанский подвижный пояс с двумя ветвями - Западно- и Восточно-Тихоокеанской геосинклинальными областями. Между Гондваной и платформами Северного полушария располагался субширотный Средиземноморский подвижный пояс.

Среди докембрийских образований выделяются литолого-стратиграфические комплексы -ассоциации горных пород, отличающиеся литологическим своеобразием, отвечающие крупному этапу геологического развития территории и занимающие определенное стратиграфическое положение, отделяясь от смежных по разрезу комплексов структурным или значительным стратиграфическим несогласием. Комплекс - наиболее крупная единица местной стратиграфической шкалы; он объединяет ряд серий или свит и имеет собственное название, образованное от названия стратотипической местности, либо наиболее типичной серии, входящей в его состав. С помощью комплексов крупные стратиграфические подразделения докембрия в ранге эонотем и эратем получают более дробное расчленение.

В нижнем архее, согласно данным Л.И.Салопа (1982), выделяются следующие литолого-стратиграфические комплексы (снизу вверх): иенгрский, унгринский, федоровский, сутамский, слюдянский, исуанский (серия Исуа). В верхнем архее различают комплексы: коматиитовый, кива-тинский, тимискамингский, Модис.

В составе нижнекарельской эратемы выделяются шесть литостратиграфических комплексов (снизу вверх): доминион-рифский (тунгудско-надвоицкий), Витватерсранд, нижнеятулийский, вер-хнеятулийский (анимикийский), ладожский (трансваальский), вепский. В верхнекарельской эрате-ме, как и в более молодых образованиях, литостратиграфические комплексы не выделяются.

Докембрийские образования чрезвычайно богаты полезными ископаемыми. В докембрии со-*, средоточено свыше 70 % запасов железа и хрома; 70 % золота, урана, никеля; свыше 60 % меди и марганца; 100 % добычи мусковита и флогопита. Это обстоятельство определяет важное практическое значение изучения докембрия.

АРХЕЙСКИЙ АКРОН (АРХЕЙСКАЯ АКРОТЁМА) - AR

Архейский акрон продолжался свыше 1,5 млрд. лет, хотя точно длительность его неизвестна и нижняя граница не установлена. Она определяется условно возрастом наиболее древних пород и может понизиться по мере получения новых данных, хотя вряд ли этот возраст, приближающийся сейчас к 4,2 млрд. лет, значительно изменится. Породы архея прослежены на щитах древних платформ. Возраст пород серии Исуа в Гренландии оценивается в 3.760-4.000 млн. лет (магнетитовые кварциты, тоналиты). Гранулито-гнейсы и чарнокиты канского комплекса Южно-Енисейского поднятия Сибирской платформы имеют возраст 4.100 млн. лет. По сообщению австралийских геологов на Международном геологическом конгрессе в Москве в 1984 г., гнейсы щита Йилгарн. Австралийской платформы имеют возраст 4.100-4.200 млрд. лет. Верхняя возрастная граница архейского акрона проводится на уровне 2.500-2.600 млн. лет.

По принятой в России стратиграфической шкале докембрия (табл. 1, цв. вкл.) архей делите» на две части в ранге эонотем - нижний и верхний архей, которым соответствуют ранне- и поздне-архейские зоны.