Теория Земля-снежокВ результате естественной эволюции Солнце давало все больше света в архее и протерозое, светимость Солнца повышается на 6 % каждый миллиард лет. В результате Земля стала получать больше тепла от Солнца в протерозое. Тем не менее, Земля не нагревается. Вместо этого геологические записи показывают, что в начале протерозоя Земля значительно охлаждается. Ледниковые отложения, найденные в Южной Африке, датируются 2,2 млрд лет, а данные палеомагнитных измерений указывают на их положение в районе экватора. Таким образом, оледенение, известное как Гуронское оледенение, возможно, было глобальным. Некоторые ученые предполагают, что это и последующие протерозойские ледниковые периоды были настолько серьёзными, что планета была полностью заморожена от полюсов до экватора. Эта гипотеза называется Земля-снежок. Ледниковый период около 2,3 млрд лет назад мог быть непосредственно вызван увеличением концентрации кислорода в атмосфере, что привело к уменьшению содержания метана (CH4). Метан является сильным парниковым газом, но с кислородом реагирует с образованием CO2 - менее эффективного парникового газа. Когда свободный кислород появился в атмосфере, концентрация метана могла резко снизиться, что привело к уменьшению парникового эффекта и похолоданию. Проблема происхождения оледенений охватывающих всю планету не решена до сих пор. Дело в том, что древние оледенения — палеозойские и в особенности докембрийские — имели место в весьма неблагоприятных для них условиях, когда климат планеты был очень жарким и азональным (или слабо зональным). Ледниковые образования часто непосредственно граничат с отложениями жаркого климата, часто содержащими эвапориты, каолиновые песчаники и даже бокситы и фитолиты, а как известно, современные фитолиты образуются только в теплых минерализованных водах на морских побережьях или в лагунах исключительно в тропической зоне (или же в горячих источниках). Кроме того, явственные следы рифейских оледенений отмечаются в самых различных районах на всевозможном удалении от полюсов, где бы последние в прошлом не находились.
Палеозой, его границы, хроностратиграфическое подразделение. Руководящие группы ископаемых организмов. Абсолютная продолжительность палеозойской эры и ее подразделение. Основные структурные элементы земной коры в палеозое. Палеозойская эра, палеозой — геологическая эра в истории Земли, известная как эра древней жизни. Первая эра фанерозойского эона. Следует за неопротерозойской эрой и предшествует мезозойской. Началась 541,0 ± 1,0 миллиона лет назад и закончилась 252,17 ± 0,06 млн. лет назад. Таким образом, она продолжалась около 289 млн. лет. Делится на 6 периодов: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон и пермь. В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к её концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым пермским вымиранием.
Органический мир представлен морскими беспозвоночными и водорослями. В раннем палеозое широко развиты трилобиты, брахиоподы, кораллы, граптолиты, археоциаты и др. В конце силура появляются позвоночные - панцирные рыбы и наземные растения - псилофиты. В позднем палеозое среди беспозвоночных животных широкое развитие - фораминиферы, замковые брахиоподы, головоногие моллюски. Позвоночные представлены хрящевыми и костными рыбами, в конце карбона появляются первые пресмыкающие. Среди растений к концу девона исчезают псилофиты, появляются плауновые, папоротниковые и голосеменные. К концу палеозоя вымирает большинство представителей беспозвоночных, у растений древовидные споровые вытесняются голосеменными. Формируются основные группы древнего органического мира, с середины палеозоя жизнь из моря выходит на сушу - возникают огромные массивы растительности, которые дают начало формированию крупных поясов угленакопления. Конец Палеозоя сопровождается резким обновлением органического мира - вымирают древние беспозвоночные животные, а господствующее положение завоевывают зарождающиеся позвоночные.
Развитие Земной коры. В палеозое земная кора формировалась в два тектонических этапа - Каледонский и Герцинский, которые по времени соотносятся с ранним и поздним палеозоем. Каледонский этап складчатости в геосинклинальных поясах проявился не повсеместно. В Атлантическом поясе завершение геосинклинального цикла произошло в северной его части. Здесь сформировалась Грампианская горно-складчатая система, с образованием которой произошло объединение Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ в единый материк - Лаврентий. В Палеоазиатском поясе Каледонский тектонический этап охватывал участки южного обрамления Сибирской платформы (территория Казахстана, Саян, Алтая). Обособилась Уральская геосинклиналь, в которой Каледонская складчатость проявилась слабо и не привела к образованию горноскладчатой области. Древние платформы в раннем палеозое испытывали колебательные движения и формирование осадочного чехла. При этом: Гондвана испытывала поднятия и представляла собой сушу со смещенным полюсом; Восточно-Европейская платформа в начале этапа испытала максимальную трансгрессию, а к концу его представляла приподнятую сушу; Сибирская платформа опускалась незначительно - здесь преобладало мелководное море, а в силуре произошел подъем платформы. В герцинский этап завершение складчатости и орогенез происходили: · в Атлантическом поясе к югу от Грампианской складчатой области - Аппалачах; · в Уральской геосинклинали (в результате чего, объединились Сибирская и восточная окраина Восточно-Европейской платформы, и тем самым произошло объединение северных платформ в одну под названием Лавразия); · в Палеотетисе (или Средиземноморском поясе) складчатость и горообразование происходили в его западной части. В результате этого южная часть Европейской и северная часть Африканской платформ соединились. Таким образом, северные платформы объединились с Гондваной, и образовался суперконтинент – Пангея 2. Герцинский тектонический этап на платформах проявился в активизации магматической деятельности - на многих из них в девоне формировались траппы, а в Пермо-Триасовый периоды - образовались трубки взрыва (Сибирская и юг Африканской платформы).
Палеогеография. В раннем палеозое северные платформы в кембрии покрывало мелководное море, а Гондвана была сушей, с участками оледенения. В ордовике происходит одна из крупнейших трансгрессий моря, охватившая все северные платформы и за счет этого здесь происходит увлажнение климата. На Гондване трансгрессия захватила лишь северо-восточную часть Австралии и район реки Амазонки. Рельеф на платформах был равнинным, на что указывает преобладание в осадках карбонатных пород. Широко распространены лагунные фации, происходило накопление горючих сланцев, нефти и газа. Существовала климатическая зональность, т.е. участки с аридным, тропическим и нивальным климатом. Расположение же этих зон отличалось от современных. В позднем палеозое в девоне и карбоне на Гондване сохранялся режим континентального развития, а в карбоне здесь-ледниковый период. На северных платформах участки, примыкающие к геосинклинальным поясам, подвергались трансгрессии моря, остальные участки платформ - суша. В карбоне, в связи с герцинским этапом складчатости, возникают горные сооружения Урала, Западной Европы, Северной Америки. На платформах наступает регрессия моря, лишь отдельные их участки погружены и покрыты морем. Климат девона и карбона в основном аридный и влажный тропический. В девоне формируются коры выветривания бокситов, а в карбоне на континентах формируется угленосная толща континентального типа. В пермский период расчлененность рельефа и сокращение морских площадей вызывает аридизацию климата - это один из самых жарких и сухих периодов Палеозоя. В Каледонский этап - основная часть полезных ископаемых формировалась с осадочным чехлом платформ. Выделяют эпохи: · накопления фосфоритов в раннем кембрии (Ср. Азия, Китай, Прибалтика, Вьетнам), · накопления солей - Иркутская обл., Мичиган (США), · формирование газо-нефтеносных горизонтов (м-е Хасси-Мессауд в Алжирской Сахаре, штаты Канзас и Оклахома), · горючих сланцев - Прибалтика, · оолитовых Fe руд - США и Канады. В складчатых областях с интрузиями ультраосновного состава связаны месторождения хромита (Ю.Урал), асбеста (Тува, Канада), а с интрузиями кислого состава - золоторудные месторождения Сев. Казахстана и Кузнецкого Алатау. В Герцинский этап - формируются наиболее разнообразные по генезису и полезным компонентам полезные ископаемые. Появляются новые группы - коры выветривания и ископаемые угли. Самые древние (Девонские) месторождения угля - о. Медвежий. Наиболее мощное угленакопление в краевых прогибах и на платформах происходило в Карбоне и Перми с образованием Печерского, Таймырского, Тунгусского бассейнов, в Китае, Индии и Австралии. Нефтеносные горизонты формируются в Волго-Уральской провинции, на Тимане, в США, Канаде, Иране. Пермский период - это эпоха соленакопления - месторождения Верхнекамское, Германия, США. На платформах формируются месторождения бокситов - Тихвинское, Сев. Онежское, Китай. С раннегеосинклинальным вулканизмом связано образование месторождений медноколчеданных руд на Урале, в Аппалачах; а с периодом завершающего этапа складчатости и образованием магматических тел среднего и кислого составов связано образование гидротермальных месторождений золота на Урале, олова - Корнуолл (Англия), железо - и меднорудных скарновых месторождений (г. Магнитная, Высокая, Краснотурьинские и др.).
Палеозойские образования и геологическое развитие в палеозое межконтинентальных складчатых поясов: Северо-Атлантического, Урало-Монгольского, Средиземноморского. Раскрытие и расширение палеоокеанических бассейнов: Япетуса, Палеоуральского, Палеоазиатского, Палеотетиса. Обособление их пассивных (миогеосинклинальные зоны) и активных (эвгеосинклинальные зоны) окраин. Последовательное сокращение и закрытие этих бассейнов: проявление салаирской, каледонской и герцинской складчатости; завершение геосинклинального развития; формирование коллизионных складчатых поясов. Воссоздание суперконтинентальных массивов Лавруссия, Лавразия и к концу палеозоя – Пангея. Северо-Атлантический пояс. Тянется вдоль восточной части Северной Америки на северо-восток. Прерывается Атлантическим океаном, после чего проходит по северо-западному краю Европы. На юге соединяется со Средиземноморским поясом, на севере — с Арктическим и Урало-Монгольским. Разделяет Северо-Американский и Восточно-Европейский кратон. Его норвежская часть известна как Феннмаркский пояс, Шотландская с Ирландской — Грампианский, а американская — Ньюфаундлендо-Аппалачский. В Северо-Атлантическом поясе наблюдаются такие эпохи складчатости: · Каледонские — Норвегия, Шотландия, Ирландия, восточная часть Гренландии, Северные Аппалачи и Ньюфауленд · Герцинские — Южные Аппалачи · Альпийские — Исландия Урало-Монгольский или Урало-Охотский пояс. Тянется примерно от Новой Земли вдоль Урала на юг. Дойдя до Казахстана, сворачивает на восток, после чего простирается через Китай, Монголию и Россию примерно до Сахалина. Его северо-западная часть (идущая с севера на юг) называется Урало-Сибирским поясом, а юго-восточная (идущая с запада на восток) — Центрально-Азиатским. Своей северной частью соединяется с Северо-Атлантическим поясом, восточной — с Западно-Тихоокеанским, а серединой — со Средиземноморским. Урало-Монгольский пояс окаймляет Сибирскую платформу, отделяя её от Восточно-Европейской, Таримской и Китайско-Корейской. В Урало-Монгольском поясе наблюдаются эпохи складчатости: • Байкальские — вокруг озера Байкал, Тимано-Печорская область, Северный Таймыр, Енисейский кряж • Каледонские — центральная часть Казахстана и по реке Иртыш • Герцинские — Урал с Новой Землей, Южный Тянь-Шань (Согдиана), от озера Балхаш до Северо-Западного Китай • Салаирские — восточная часть Алтае-Саянской обл., Сев. Монголия В Урало-Монгольском поясе имеются эпигерцинские плиты: • Западно-Сибирская • Туранская (Северная и центральная часть) • Таймырская (Северо-Сибирская) Средиземноморский пояс (Альпийско-Гималайский). Начинается в Карибском море (где смыкается с Восточно-Тихоокеанским поясом). Прерывается Атлантическим океаном, после чего тянется на восток по странам Средиземноморья, Ирану, Афганистану и Пакистану. В районе Тянь-Шаня почти соединяется с Урало-Монгольским поясом. Далее проходит к северу от Индии через страны Юго-Восточной Азии и кончается в Индонезии, где граничит с Западно-Тихоокеанским поясом. К югу от Средиземноморского пояса лежат обломки сверхконтинента Гондваны, а к северу — ряд других платформ: Северо-Американская, Восточно-Европейская, Таримская и Китайско-Корейская.
Япетус — этот океан является прообразом современного Атлантического океана и прямым наследником суперокеана Протояпетуса. Возраст океана — 570—420 млн лет. По международной стратиграфической шкале, а также по шкале Северной Евразии (Россия, Казахстан) этот промежуток соответствует промежутку от кембрийского до силурийского периода палеозойской эры. Палеотетис — этот океан является прообразом Тетиса в Кайнозойской эре и прямым наследником океана Прототетиса. Возраст океана — 570—205 млн лет. По международной стратиграфической шкале, а также по шкале Северной Евразии (Россия, Казахстан) этот промежуток соответствует палеозойской эре и мезозойское эре — от кембрия до позднего триаса. Палеоазиатский — этот суперокеан отделил Восточно-Европейскую платформу от Сибирской платформы, а последнюю — от Таримской и Синокорейской платформы. Образовался после распада Мировии и Родинии. Возраст океана — 850—320 млн лет. По международной стратиграфической шкале этот промежуток соответствует периоду от неопротерозойской эры до палеозойской эры, соответственно от криогенийского периода до раннего карбона. Если по шкале Северной Евразии (Россия, Казахстан) то периоду от позднего рифея до раннего карбона. Уже в позднем карбоне он стал Монголо-Охотским океаном. В позднем карбоне распался на океаны Туркестанский, Новоземельский, Монголо-Охотский и Солонкер-Гиринский. Монголо-Охотский — этот океан является частью Палеоазиатского океана, но выделился в самостоятельный океан в среднем карбоне. Возраст океана — 325—155 млн лет. По международной стратиграфической шкале и шкале Северной Евразии этот промежуток соответствует периоду от среднего карбона до среднего триаса. Туркестанский — этот океан является частью Палеоазиатского океана, но иногда его выделяют как самостоятельный океан либо объединяют с Уральским океаном. Возраст океана — 540—320 млн лет. По международной стратиграфической шкале и шкале Северной Евразии этот промежуток соответствует периоду от среднего кембрия до среднего карбона. Уральский — этот океан является южной частью Палеоазиатского океана, но иногда его выделяют как самостоятельный океан. Возраст океана — 540—320 млн лет. По международной стратиграфической шкале и шкале Северной Евразии этот промежуток соответствует периоду от среднего кембрия до среднего карбона.
Согласно теории тектоники литосферных плит положение и очертания материков и океанов в палеозое отличались от современного. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы (Южно-Американская, Африканская, Аравийская, Австралийская, Антарктическая, Индостанская), повернутые на 180°, были объединены в единый суперконтинент, называемый Гондваной. Этот суперконтинент располагался главным образом в южном полушарии, от южного полюса до экватора, и занимал общую площадь более 100 миллионов км². В Гондване находились разнообразные возвышенные и низменные равнины и горные массивы. Море периодически вторгалось лишь в окраинные части суперконтинента. Остальные меньшие по размерам материки находились в основном в экваториальной зоне: Лаврентия, Балтика и Сибирия. Там же находились микроконтиненты: Авалония, Казахстанский и другие. В окраинных морях располагались многочисленные острова, окаймлённые низменными побережьями с большим числом лагун и дельт рек. Между Гондваной и другими материками был океан, в центральной части которого находились срединно-океанические хребты. В кембрии существовали две наиболее крупные плиты: целиком океаническая Прото-Кула и преимущественно материковая Гондванская плита. В ордовике Гондвана, двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса (сейчас это северо-западная часть Африки). Происходило поддвигание океанической литосферной плиты Прото-Фараллон (и вероятно Прото-Тихоокеанской плиты) под северную окраину Гондванской плиты. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины (Япетус), расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом — с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В течение всего ордовика происходит сокращение океанических пространств и закрытие краевых морей между материковыми фрагментами: Сибирским, Прото-Казахстанским и Китайским. В палеозое (вплоть до силура — начала девона) продолжалась Каледонская складчатость. Типичные каледониды сохранились на Британских островах, Скандинавии, Северной и Восточной Гренландии, в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Юго-Восточном Китае, в Восточной Австралии, в Кордильерах, Южной Америке, Северных Аппалачах, Срединном Тянь-Шане и других областях. В результате рельеф земной поверхности в конце силурийского периода стал возвышенным и контрастным, особенно на континентах, расположенных в северном полушарии. В раннем девоне происходит закрытие Прото-Атлантической впадины и образования Евро-Американского материка, в результате столкновения Про-Европейского материка с Про-Северо-Американским в районе нынешней Скандинавии и Западной Гренландии. В девоне смещение Гондваны продолжается, в результате Южный полюс оказывается в южной области современной Африки, а возможно и нынешней Южной Америки. В этот период сформировалась впадина океана Тетис между Гондваной и материками вдоль экваториальной зоны, образовались три целиком океанические плиты: Кула, Фараллон и Тихоокеанская (которая погружалась под Австрало-Антарктическую окраину Гондваны). В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евро-Америки. Западный край нынешнего Северо-Американского материка столкнулся с северо-восточной окраиной Южно-Американского, а северо-западный край Африки — с южным краем нынешней Центральной и Восточной Европы. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В позднем карбоне — ранней перми произошло столкновение Евро-Американского материка с Сибирским, а Сибирского материка с Казахстанским континентом. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости с наиболее интенсивным проявлением при формировании горных систем Альп в Европе, сопровождавшихся интенсивной магматической деятельностью. В местах столкновения платформ возникли горные системы (с высотой до 2000—3000 м), некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру Урал или Аппалачи. Вне Пангеи находилась только Китайская глыба. К концу палеозоя, в пермском периоде, Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся её северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10—15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане. В это же время образовался единый океанический бассейн с главной Прото-Тихоокеанской впадиной и единая с ней впадина океана Тетис.
20. Палеозойские образования и геологическое развитие в палеозое окраинно-континентальных геосинклинальных поясов Тихоокеанского кольца. Непрерывное геосинклинальное развитие на активных, реже пассивных окраинах Тихоокеанской впадины. Проявление салаирской, каледонской и герцинской складчатости на окраинах южной части Тихого океана и формирование Восточно-Австралийского и Андийского аккреционных складчатых поясов. (см. 19) ТИХООКЕАНСКИЙ ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫЙ ПОЯС — комплекс разновозрастных складчатых сооружений и современных геосинклинальных областей земной коры, окружающих Тихий океан. От ложа океана пояс отделяется глубоководными желобами. Границами пояса служат, с одной стороны, обращенные к океану края древних материковых платформ, а с другой — ложе океана. Протяженнность около 56 000 км. Ширина пояса от сотен до 3 — 5 тысяч километров. Характерны интенсивные тектонические движения, современная сейсмичность и вулканизм. Чем ближе к ложу океана, тем тектонические зоны моложе. Тихоокеанский геосинклинальный пояс иногда подразделяют на две части: Восточно-Тихоокеанский (Кордильерский) геосинклинальный пояс и Западно-Тихоокеанский геосинклинальный пояс. Западно-Тихоокеанский геосинклинальный пояс, преобладают складчатые области мезозойского (на З.) и кайнозойского (на В.) возраста, но в Китае и Австралии складчатые области этого пояса являются более древними. Восточно-Тихоокеанский (Кордильерский) геосинклинальный пояс - геосинклинальные прогибы начали закладываться в позднем докембрии (в Андах — в триасе). Складчатые сооружения возникали в конце палеозоя, в мезозое и кайнозое. Палеозойская складчатая система - Пуны Боливии и Аргентины. Складчатые структуры обрамляют срединные и внутренние массивы, сложенные породами докембрийского и палеозойского возрастов. Палеозойские структуры представлены крупными складками и надвигами.
В пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса выделяются две структурно различные части: одна из них, тыловая, характеризуется материковым строением земной коры и образована геосинклинальными складчатыми сооружениями позднего докембрия (Австралия), палеозоя (Ю.-В. Китая, Восточная Австралия), мезозоя (Верхояно-Чукотская область, Сихотэ-Алинь и Кордильеры Северной Америки) и кайнозоя (Анды и Антарктида); др. часть, фронтальная, непосредственно окаймляющая ложе океана, образована структурными зонами, в которых материковая кора ещё не сформировалась: островные дуги, желоба глубоководные океанические, большинство краевых морей, а также крупные острова и краевые части материков, охваченные позднекайнозойской складчатостью (Сахалин, Тайвань, северные районы Калимантана и Новой Гвинеи, Калифорния, юг Аляски и др.). Чем ближе к ложу океана, тем тектонические зоны моложе; соответственно происходит наращивание материковых областей. Однако вследствие высокой тектонической подвижности этот процесс протекает сложно, сопровождаясь разрушениями и перемещениями тектонических структур по разным направлениям, а также изменениями глубинного строения земной коры. В материковых частях Тихоокеанского геосинклинального пояса распространены месторождения руд золота, серебра, олова, вольфрама, полиметаллов, а в приокеанических — меди, железа, хромитов, никеля, платины и золота. С вулканическими поясами связаны месторождения ртути. К Тихоокеанскому геосинклинальному поясу приурочены также крупные месторождения нефти и газа.
В современном виде Тихоокеанский геосинклинальный пояс сложился к началу кайнозоя. К наиболее ранней генерации складчатых систем Тихоокеанского геосинклинального пояса относятся Аделаидская система Австралии, её продолжение на западе — остров Тасмания и в Трансантарктических горах (т.н. Россиды); они закончили своё формирование к ордовику. Следующие по возрасту — складчатые системы Юго-восточного Китая — Катазиатская, сформированная к девону, и Лахланская в восточной Австралии — к позднему девону. Позднепалеозойский или раннемезозойский возраст имеют внутренние зоны Японских островов, Новой Гвинеи и Новой Зеландии, Новоанглийская система восточной Австралии, восточные зоны Центральных Анд, складчатость Антарктического полуострова. Заключительные деформации внутренних зон Северо-Американских Кордильер относятся к концу юры — началу мела; эта эпоха деформаций проявилась также на Японских островах, в Новой Гвинее и Новой Зеландии. Позднемеловой возраст имеет складчато-надвиговая структура Сихотэ-Алиня и Пенжинско-Анадырской зоны Корякии, ранне-палеогеновый — остальной Корякии, западной Камчатки, восточного Сахалина, западных Филиппин, восточных зон Северо-Американских Кордильер и Анд. Древние океаны: Протопасифик — этот океан является прообразом современного Тихого океана. Образовался в результате слияния Западной и Восточной Гондваны в единый континент. Возраст океана по международной стратиграфической шкале соответствует неопротерозойской эре — криогенийскому и эдиакарийскому периоду. Палеопасифик — этот океан является прообразом современного Тихого океана и прямым наследником суперокеана Протопасифика. Возраст океана — 570—240 млн лет. По международной стратиграфической шкале этот промежуток соответствует палеозойской эре. Уже в мезозойской эре он стал океаном Панталасса-2. Основные этапы развития органического мира в палеозое и связь их с эволюцией палеографической обстановки. Биогеографические провинции. Граница палеозой-мезозой для разных групп органического мира. Мезозой и кайнозой их границы, хроностратиграфическое расчленение. Руководящие группы ископаемых организмов. Абсолютная продолжительность подразделений мезозоя и кайнозоя.
|
