Absolute duration of Precambrian and reliably known ancient crustal
Russian
На жаль, цей запис доступний тільки на
Russian.
К сожалению, эта запись доступна только на
Russian.
For the sake of viewer convenience, the content is shown below in the alternative language. You may click the link to switch the active language.
В абсолютной геохронологии докембрия нас интересуют три даты: дата начала докембрийской эпохи, совпадающая, очевидно, с моментом оформления Земли, как планеты; дата момента, от которого до нас дошли первые докембрийские породы, и дата конца докембрия.
Определение начала докембрийской эпохи возможно, конечно, непрямым, а лишь косвенным путем на основании более или менее вероятных гипотез. Так, астроном Джеффрис, руководствуясь своими космогоническими представлениями, отнес момент образования Земли, как планеты, на 4000X106 лет от настоящего времени. Геохимик Панет, считая, что метеориты, падающие на Землю, планетарного происхождения и возникли одновременно с рождением Земли, нашел для их возраста цифру 2900X106 лет (гелиевым методом). Ряд других геохимиков и физиков (Гевеши, Старик, Хольмс, Резерфорд), исходя из совершенно других химических соотношений [одни — из среднего содержания U, Th и Pb в земной коре, другие — из соотношения изотопов свинца (AcD/RaG) в обыкновенном свинце], нашли цифры в большинстве случаев от 3 000 до 4 000Х106 лет. Таким образом, со значительной долей вероятия можно принять, что Земля, как планета родилась около 3000— 4000X106 лет тому назад.
Возраст древнейших доступных нам пород докембрия определяется уже на основании анализа каменного материала. Из таблицы, приведенной в главе II, видно, что наиболее древние породы находятся в области Фенноскандинавского щита и отстоят от нас на 1600X106 лет. Этот материал происходит из пегматитовых жил, прорезающих граниты и гнейсы на побережье Белого моря. Надо иметь в виду, однако, что изученные пегматитовые жилы, по единодушному мнению геологов, являются наиболее молодыми среди пород так называемой беломорской свиты, относящейся к основанию доступного нам разреза докембрия. Следовательно, реальные древнейшие породы, прорезаемые пегматитовыми жилами, еще древнее, и их возраст может быть порядка 1,8—2,0 млрд. лет.
Что касается конца докембрия и начала палеозоя, то по согласному мнению геохимиков, определявших эту временную границу радиоактивными методами, она отстоит примерно на 500 млн. лет от нашего времени.
Итак, то, что мы называем кратким термином «докембрий», отвечает колоссальному промежутку времени, примерно в 2,5—3,5 млрд. лет, и обнимает 84—88% всего вообще времени существования Земли, как планеты. Иными словами, докембрий — это основная, главная часть жизненного пути Земли. Так называемый же «исторический период» (палеозой, мезозой, кайнозой) охватывает всего 0,5 млрд. лет и представляет лишь заключительные этапы ее истории. С другой стороны, из всего длиннейшего докембрийского периода лишь вторая половина в какой-то мере документирована каменными документами — породами и тектоническими структурами — и может по ним изучаться объективно. От первой же половины (до 1,8—2,0 млрд. лет тому назад) никаких вообще прямых геологических документов не дошло.
При таких условиях исключительный интерес приобретает допрос о состоянии земной коры, зафиксированном древнейшими, доступными нам, породами ее. Какими литологическими особенностями отличалась она тогда? Насколько похожа (или непохожа) на современную была физико-географическая обстановка на ее поверхности и тектоническая структура самой коры?
Для ответа на эти вопросы необходимо разобрать условия образования древнейших дошедших до нас докембрийских пород, развитых, как мы знаем, на Фенноскандинавском щите. Они выделяются здесь под названием лептитовой или свионийской формации и слагаются в основу ном лептитами, т. е. тонкозернистыми гнейсами. По вопросу о природе этих древних гнейсов и гранито-гнейсов решение было получено не сразу. Среди исследователей XIX века было широко распространено убеждение, что древнейшие гнейсы и гранито-гнейсы не похожи на аналогичные образования более поздних периодов и представляют собой не нормальные метаморфические породы, но остатки «первичной коры охлаждения», возникшей при постепенном переходе поверхностных частей Земли из жидкого состояния в твердое. В популярных книгах эти взгляды удерживаются иногда и до сих пор. Однако, благодаря тщательным работам главным образом шведских петрографов (Седерхольм и др.), в настоящее время установлено, что такой взгляд неверен и что в действительности древнейшие доступные нам гнейсы Финляндии, Швеции и других мест представляют собой нормальные орто- и парагнейсы, происшедшие путем метаморфизма вулканических и осадочных образований. Эти выводы основываются в первую очередь на находках так называемых реликтовых структур, т. е. таких участков, на которых в силу местного ослабления метаморфизма можно обнаружить строение (сложение) исходных, начальных пород, давших современные сланцы, гнейсы и пр. В частности, например, среди древнейших гнейсов Финляндии и Швеции местами были обнаружены разности с отчетливо сохранившейся конгломератовой структурой, указывающей, что в данном случае гнейс произошел за счет метаморфизации крупнозернистых пластических пород, т. е. представляет собой парасланец. Подобным же образом в глубокометаморфизованных докембрийских сланцах были вскрыты реликты эффузивных пород как основного, так и кислого ряда.
Эти выводы подтверждаются полевыми наблюдениями над фациальными изменениями гнейсов. Удалось подметить, что в некоторых случаях гнейсы переходят по простиранию в кварцитовидные или мраморовидные породы, либо в слюдяные сланцы. Так как названные породы произошли вследствие метаморфизма несомненных осадочных отложений (кварциты из песчаников, мраморы из известняков), то естественно, что и гнейсы, в которые они переходят по простиранию, имеют также осадочный генезис. В других случаях найден такой же переход гнейсов в более или менее метаморфизованные вулканические образования (граниты, эффузивные породы и т. д.), что свидетельствует о вулканическом генезисе исходного материала.
Таким образом, к тому моменту, от которого до нас доходят древнейшие доступные нам породы, земная кора по своей природе уже далеко ушла от первичной коры остывания. В составе ее имелись нормальные осадочные и изверженные породы и самые типы их близко напоминали современные.
Эти факты имеют огромное значение для правильного понимания того состояния, в котором мы застаем Землю в древнейший, документально зафиксированный, момент ее истории.
В настоящее время Земля состоит из ряда оболочек, последовательно облекающих одна другую. Это — атмосфера, гидросфера и литосфера или твердая оболочка неопределенной толщины; она покрывает земное ядро, о физическом состоянии которого точных данных нет, но которое отличается свойствами вязкого твердого тела. По минералого-геохимическому составу вся твердая масса Земли расчленяется в свою очередь на ряд «сфер»: сиаль, или гранитную оболочку (мощность 50—60 км), сима, или базальтово-перидститовую оболочку (1200 км), сульфидно-окисную оболочку (1700 км) и металлическое ядро (3 700 км). В сиалической оболочке, которая ныне не покрывает всей поверхности 3?мли сплошь, а занимает лишь часть ее, различают два структурных члена. Верхняя ее часть (неопределенной, но большой мощности) сложена слоистыми осадочными формациями и образовавшимися из них метаморфическими сланцами; она получила название стратисферы; нижняя — образована только породами магматическими, ее именуют магмосферой.
Так как древнейшие доступные нам на Земле породы относятся к осадочным формациям, то, следовательно, в те времена стратисфера уже оформлялась, либо даже в какой-то степени оформилась. Но возникновение осадочных свит невозможно без наличия водоема, куда сносится обломочный и растворенный материал, и без работы агентов, осуществляющих самый перенос, т. е. без воды и ветра; таким образом, в древнейшие нам доступные времена должны были существовать уже и атмосфера и гидросфера. Весьма вероятно, что и та и другая были уже заселены «живым веществом»-—органическим миром. В пользу этого говорит нередкое наличие рассеянного в гнейсах графитового материала, представляющего собой, по-видимому, метаморфизованное органическое вещество материнских осадочных пород, а также тот факт, что в молодых докембрийских породах находятся достоверные остатки фауны, причем принадлежат они уже весьма высокоорганизованным группам, как трилобиты, гастроподы, двустворки и т. д. Зарождение жизни, естественно, произошло много раньше, и вполне вероятно, что к моменту формирования древнейших осадков она уже существовала.
Существен вопрос: что же представляла собой чисто структурно, тектонически, земная кора в тот древнейший момент, который мы ловим по самым древним породам, до нас дошедшим? Была ли это сплошь область геосинклиналей или же среди них уже зародились какие-то жесткие ядра?
Все древнейшие архейские породы, выходящие на щитах платформ, интенсивно складчато-дислоцированы. Это доказывает, что в доступ-ном нам докембрии здесь существовали . геосинклинальные условия. Невольно хочется распространить этот вывод на всю площадь современных материков и считать, что Земля находилась тогда вообще в геосинклинальной стадии. Но, к сожалению, щиты представляют собой слишком ограниченные участки материков, чтобы экстраполяция от них на всю площадь континентов была бы безупречна. Не исключено, что где-то внутри континентов (например в прогибах платформ) в древнейшем докембрии уже существовали ограниченные по размерам складчатые участки платформенного типа. При неясности положения следует принять, что древнейшее, доступное геологическому анализу, состояние земной коры относится либо к конечным моментам первичной геосинклинальной стадии ее развития, либо к первым моментам дифференциации на жесткие (платформенного типа) и пластические (геосинклинальные) участки, что нам кажется вероятней.
Итак, с какой бы точки зрения ни оценивать состояние земной коры в эпоху около 1,8 млрд. лет тому назад (от которой до нас дошли первые реальные геологические документы), мы констатируем одно и то же. Земля, как целое, в ее внешних зонах к этому времени успела пройти уже достаточно далеко в своем развитии. Разделение на атмосферу, гидросферу и литосферу осуществилось. В составе литосферы были уже не только изверженные, но и осадочные породы (стратисфера). Круг геологических процессов, протекавших на поверхности литосферы, принципиально напоминал современный. Органический мир существовал в примитивных формах. В литосфере, по-видимому, уже существовало расчленение на платформы и геосинклинали, хотя, конечно, последние резко преобладали над первыми.
Отсюда сами собой встают два кардинальных вопроса изучения истории докембрия. Во-первых, надлежит проследить процесс постепенного роста стратисферы, как целого, и формирования в ней платформ, с которыми мы познакомились в предыдущей главе. Во-вторых, надлежит выяснить особенности физико-географической обстановки и осадконакопления в эти древние времена сравнительно с последующими эпохами.
Решение первой из этих задач сильно осложняется характером того материала, каким располагает геолог, изучающий докембрий. Все толщи докембрия метаморфизованы и палеонтологически немы, за редчайшими исключениями. Таким образом, палеонтологический метод здесь не применим и точная хронологическая корреляция далеко относящих друг от друга разрезов пока не осуществима. В отличие от последующих эр, здесь нет общепризнанных широких стратиграфических схем, но существуют лишь бесчисленные чисто локальные подразделения. С другой стороны, докембрийские складчатые структуры обычно глубоко денудированы, порою настолько, что от них остаются только «корни складок», плавающие среди огромных внедренных в них батолитов гранитных пород. Исследователю приходится здесь в еще большей мере, чем где-либо, собирать и воссоздавать «по кусочкам» былые структуры и ход их формирования. При таких условиях нам кажется уместным не придерживаться крайне условного подразделения докембрия на архей и протерозой (альгонк) и не описывать отдельно две эти эры докембрия, но проследить на двух-трех примерах самую сущность процессов, вызвавших формирование важнейших и наиболее изученных платформ.
В качестве исходной целесообразно взять Русскую платформу.