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.


 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 476; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.013 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь