Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Основные этапы и общие закономерности развития Земли и земной коры.
17.1. Основные этапы развития земной коры. Образование планеты Земля и наиболее ранний, «догеологический», этап ее развития (4,6—4,0 млрд лет назад) В настоящее время почти единодушно признается, что наша планета вместе с Солнцем и другими планетами образовалась из газопылевого облака, включавшего и довольно крупные обломки, под влиянием импульса, связанного со вспышкой Сверхновой звезды: в составе тел Солнечной системы есть тяжелые элементы, которые не могли синтезироваться в термодинамических условиях самой Солнечной системы и появились благодаря нуклеосинтезу во время вспышки Сверхновой. Кроме того, эта вспышка должна была породить гравитационную волну, которая непосредственно способствовала сжатию газопылевого облака и началу конденсации составлявшего его рассеянного материала. Как бы то ни было, в эпоху 3,5 млрд лет назад внешнее ядро Земли уже должно было существовать и было расплавленным, ибо с этого времени породы земной коры обнаруживают остаточную намагниченность. Вместе с тем имеются серьезные основания полагать, что рост внутреннего ядра за счет внешнего также продолжался в дальнейшем, особенно начиная с границы архей — протерозой. Важным фактором развития Земли на рассматриваемом этапе и несколько позднее, в интервале 4,2—>3,8 млрд лет — в основном по аналогии с Луной и ее морями, должна была быть еще метеоритная бомбардировка. Если расплавленный слой находился на некоторой глубине под твердым слоем, наиболее крупные метеориты (астероиды) при падении могли пробивать этот слой и образовывать кратеры, заполнявшиеся базальтовой лавой. Некоторые исследователи предполагают, что такие кратеры могли ' в унаследованном виде сохраниться в современной структуре коры. Уже на данном этапе могла начать формироваться атмосфера Земли, что подтверждается изотопией благородных газов. Предполагают, что начало этому процессу положило выделение газов при соударении планетезималей. Но гидросферы еще не существовало, так как поверхность Земли если и не была расплавленной, то во всяком случае обладала достаточно высокой температурой. Итак, уже на самом раннем этапе развития началось расслоение Земли на оболочки — ядро, внутреннее и, возможно, внешнее, мантию, кору и атмосферу. Раннеархейский этап. Формирование протоконтинентальной коры (4,0—3,5 млрд лет). Этот этап уже документирован породами «соответствующего возраста, обнаруженными хотя и в отдельных небольших участках, но практически на всех континентах и на всех древних кратонах, в частности на Балтийском, Украинском и .Алданском щитах. Породы этого возраста, относимые у нас к катархею, а за рубежом к нижнему архею, представлены в основном гранитогнейсами тоналитового состава, нередко именуемыми просто «серыми гнейсами» и отличающимися преобладанием в составе щелочей натрия над калием. Однако встречены и основные породы данного возраста и даже осадочные, образовавшиеся в водной среде, — таковы ставшие знаменитыми породы серии TIcya в юго-западной Гренландии с возрастом 3,8 млрд лет. Таким образом, на втором этапе своего развития Земля обогатилась еще двумя оболочками — протоконтинентальной корой и гидросферой. Более того, обнаружение следов жизни в серии Исуа свидетельствует и о появлении биосферы. Приповерхностный расплавленный слой заместился лишь частично подплавленной астеносферой, которая начиналась непосредственно под тонкой и еще пластичной корой. Средне- и позднеархейский этап. Возникновение собственно континентальной коры и становление первой Пангеи (3,5— 2,5 млрд лет). На этом этапе широкое развитие получили зелено-каменные пояса. В течение архея сменилось несколько генераций подобных поясов, которые закладывались по крайней мере в среднем архее предпочтительно на утоненной протоконтинентальной коре. Последняя испытывала при этом дальнейшее утонение (пластичный рифтинг) и насыщалась основными и ультраосновными магматитами, что способствовало ее утяжелению и погружению. Появление в позднем архее известково-щелочных вулканитов и нормальных гранитов свидетельствует о начале субдукции этой субокеанской коры под протоконтинентальную, т. е., по существу, о начале плитнотекто-нического мегаэтапа развития нашей планеты Ч Зеленокаменные пояса последовательно причленялись к ядрам протоконтинентальной коры, которая на значительных площадях подверглась переплавлению с образованием уже калиевых гранитоидов. В конечном счете этот процесс привел к созданию обширных гранит-зеле-нокаменных областей с настоящей континентальной корой, которые составили основу фундамента будущих древних платформ — кратонов. Судя по тому, что низы этой коры испытывали метамор-физм гранулитовой фации, требующий не только высоких температур, но и высоких давлений, мощность коры достигла уже нормальных для современной континентальной коры значений порядка 30—35 км. По некоторым подсчетам, площадь, занимаемат архейской корой, составляет не менее 70% от общей площади современной континентальной коры. Главным итогом развития Земли в архее являлось, несомненно, становление зрелой континентальной коры с ее разделением на верхнюю и нижнюю разного состава, степени метаморфизма и разных реологических свойств. Конвекция в мантии, судя по расположению зеленокаменных поясов, их отношению к серогнейсо-вым ядрам и последовательности развития, приняла более упорядочению форму по сравнению с предыдущими этапами, когда она была скорее хаотической. Раннепротерозойский этап. Распад первой Пангеи, обособление платформ и подвижных поясов. Дальнейшее разрастание континентальной коры (2,5—1,7 млрд лет). К концу архея вследствие снижения теплового потока и охлаждения кора, по крайней мере в своей верхней части, стала достаточно жесткой и хрупкой для образования устойчивой сети трещин и разломов. Среди осадочного чехла протоплатформ встречаются покровы платобазальтов и реже более кислых вулканитов. Чехол этот нередко обнаруживает некоторый метаморфизм, близ разломов и интрузий он может достигать амфиболитовой фации. В него местами внедрены гранитогнейсовые купола, образованные за счет ремобитизации архейского кристаллического фундамента.. С ними и с дайками связаны руды хрома, никеля, кобальта, платины, меди, золота и др. Дислокации протоплатформенного чехла выражены пологими складками и сбросами. Развитие подавляющего числа раннепротерозойских подвижных поясов, за очень редким исключением, завершилось в концу рассматриваемого этапа, что привело к сращиванию ранее разделенных ими континентальных блоков, их наращиванию новообразованной континентальной корой и тем самым к восстановлению единства Пангеи, вероятно превосходившей по площади первую, эпиархейскую. Среднепротерозойский этап. Частичный распад и восстановление единства второй Пангеи (1,7—1,0 млрд лет). Характер развития земной коры на данном этапе остается не вполне ясным вследствие ограниченной распространенности отложений нижнего и среднего рифея. Это особенно касается нижнего рифея и позволяет предполагать, что в раннем рифее образованная в конце раннего протерозоя вторая Пангея в основном сохраняла свою сплошность, подвергаясь лишь некоторому раскалыванию с образованием континентальных рифтов, в дальнейшем превращавшихся либо в интракратонные внутриплитные складчатые системы, либо в авлакогены. В среднем рифее деструкция Пангеи заметно прогрессировала, о чем свидетельствует появление офиолитов, но к концу этой эры большая часть подвижных систем завершила свое развитие, снова спаяв обособившиеся части Пангеи в единый суперконтинент. Позднепротерозойско-раннепалеозойский этап. Деструкция протерозойской Пангеи, заложение и начало развития подвижных поясов неогея (1,0—0,4 млрд лет). В позднем рифее, особенно во второй его половине, деструкция Пангеи приводит к полной ее дезинтеграции с обособлением древних платформ — кратонов, ядер современных материков, — и заложением широких подвижных поясов на начальной стадии палеоокеанов, которые затем эволюционируют на протяжении фанерозоя. Это такие океаны,, как Япетус, прото-, а затем палео-Тетис, палео-Азиатский и палео-Арктический океаны. Из них только Япетус закончил свое развитие уже в концу данного этапа, что привело к объединению Северной Америки и Восточной Европы в Лавруссию, остальные продолжили его на следующем этапе. Тектоника плит с позднего рифея приобрела свой современный характер и сопровождалась всеми своими атрибутами — офиоли-тами, островодужными вулканитами и гранитными батолитами, метаморфнтами высокого давления — низкой температуры и др. Установилась, очевидно, и близкая к современной картина конвективных течений в мантии, с обособлением двух главных систем, отдельно в нижней и верхней мантии. Позднепалеозойско-раннемезозойский этап. Возрождение Пангеи (0,4—0,2 млрд лет). На этом этапе межконтинентальные подвижные пояса, образовавшиеся за счет распада позднепротеро-зойской Пангеи, — палео-Азиатский, Тетис (Средиземноморский), а отчасти и палео-Арктический — стали испытывать нарастающее сжатие, охватываться складчато-надвиговыми деформациями, гранитизацией, региональным метаморфизмом и перерождаться в складчатые горные пояса. Этот процесс резко усилился в середине карбона и достиг своей кульминации в середине триаса. Он привел сперва к замыканию северной части палео-Азиатского океана и к объединению Лавруссии с Сибирью в суперконтинент Лавразия, а затем к смыканию Лавразии с Гондваной за счет западной части Тетиса; последний сохранился лишь в виде залива на востоке. В итоге все континентальные массивы вновь оказались объединенными в суперконтинент, ту самую Пангею. Развитие самой Пангеи далеко не было спокойным. Первоначально оно выразилось в образовании в ее гондванской части в конце карбона — начале перми мощного покровного оледенения, вызвавшего резкое эвстатическое понижение уровня Мирового океана. Позднемезозойско-кайнозойский этап. Распад Пангеи и образование молодых океанов. Формирование современной структуры и рельефа Земли (0,2—0 млрд лет). Главным событием последнего крупного этапа истории Земли и развития земной коры был распад Пангеи, начавшийся, как только что указывалось, в конце средней юры, в бате — келловее, и продолжающийся до наших дней. Тихий океан вследствие раскрытия молодых океанов должен был испытать сокращение, а его активные окраины сомкнулись, образовав почти сплошной Круготихоокеанский подвижный пояс ■— «Тихоокеанское кольцо». Несколько по-другому протекало развитие восточной половины Тихоокеанского подвижного кольца. На окраине Северной Америки активно шел процесс ее наращивания различными террейнами, пока она не превратилась в окраину андского типа, но затем в олигоцене началось столкновение с ней Восточнс-Тихоокеанского поднятия, значительный его отрезок ушел под континент и североамериканская окраина на калифорнийском участке превратилась в трансформную. Рубеж эоцен—олигоцен явился важным переломным моментом в рамках рассматриваемого этапа. На э'том рубеже, по существу, завершилось формирование главных черт современных структуры и рельефа Земли — распределение континентов и океанов, платформ и подвижных поясов, включая срединно-океанские хребты, и началось образование подавляющего большинства современных горных сооружений. В Позднемезозойско-кайнозойский этап в истории Земли известен много лучше предыдущих благодаря большей полноте геологических данных и, в первую очередь, той огромной информации, которая заключена в океанской литосфере.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 476; Нарушение авторского права страницы