121 Вопрос - Протерозойский акрон (акротема) - pr

Протерозойские комплексы образовались в основном из осадочных отложений и менее метаморфизованы по сравнению с архейскими породами. За границу между археем и протерозоем принят рубеж в 2.5 млрд. лет. Протерозойские отложения расчленяются на две эонотемы: нижнепротерозойскую (карельскую (PR₁ или KR) и верхнепротерозойскую (PR₂) с границей между ними в 1.65 млрд. лет.

Раннепротерозойский эон (эонотема) – PR₁

Общая характеристика подразделения. Раннепротерозойский эон охватывает события от конца кеноранского (беломорского) диастрофизма (2.5 млрд.лет) до конца позднекарельского (выборгского) диастрофизма (1.65 млрд. лет). Этот отрезок времени называют еще карельским эоном, поскольку наиболее характерные разрезы его находятся в Карелии. Событием карельской складчатости 1 порядка этот эон делится на ранний и поздний карелий. В Канаде ранний протерозой называют афебием.

Стратотип нижнекарельской эратемы – карельская надсерия (комплекс), широко развитая в восточной части Балтийского щита (Карелия).

Стратотип верхнекарельской эратемы – акитканская серия хр.Акиткан (район Байкальской складчатой области и Сибирской платформы.

Физико-географические условия. Средняя температура мелководных морей в середине раннего протерозоя составляла 60^о. Широкое развитие карбонатных пород свидетельствует о снижении содержания углекислого газа в атмосфере и, как следствие, о снижении парникового эффекта. Среди карбонатных пород преобладают доломиты, легче выпадавшие в осадок по сравнению с кальцитом при сравнительно высоком содержании углекислого газа в атмосфере и воде.

В раннем карелии имели место четыре глобальных оледенения. Похолодания были резкими и кратковременными, т.е. вызывались скорее всего космическими причинами.

Для самых древних образований нижнего карелия – комплекс Доминион-Риф - характерны, с одной стороны, очень зрелые породы (кварциты), с другой – граувакки, полимиктовые конгломераты. Это указывает на сочетание равнинных и относительно пересеченных участков. Основные лавы верхней части комплекса изливались в мелководных условиях, кислые - на суше.

В середине раннего протерозоя впервые появляются красноцветные и окисленные железорудные породы. Это свидетельствует о том, что в атмосфере появилось достаточное количество кислорода для окисления пород. Появление кислородной атмосферы связано с массовым распространением цианобионтов, обладавших фотосинтезом. Полагают, что к концу раннего протерозоя количество кислорода в атмосфере приблизилось современному.

Наличие эвапоритов (галит, гипс) в некоторых сланцево-карбонатных отложениях (например, в удоканской надсерии) указывает на то, что имелись бассейны с повышенной минерализацией воды. Обогащенные фосфором песчано-карбонатные породы – признак биогенных процессов. Углеродистые сланцы с вкрапленностью сульфидов (черносланцевая формация) – следствие сероводородного заражения бассейнов.

Органический мир. В нижнепротерозойских образованиях часто встречаются микроскопические прокариоты и продукты их жизнедеятельности – фитолиты (строматолиты и микрофитолиты). В это время появляются первые эукариоты.

Основные типы пород и особенности осадконакопления. В нижнем карелии встречаются различные формационные типы отложений: эвгеосинклинальные, миогеосинклинальные, платформенные, а также отложения различных палеогеографических обстановок: морские, дельтовые, континентальные, ледниковые и др.

Особенно широко представлены миогеосинклинальные и платформенные отложения, которые в архее отсутствовали.

Эвгеосинклинальные отложения представлены толеитовыми базальтами, спилитами, риолитами. Коматииты (высокомагнезиальные вулканические ультрамафитовые породы) редки.

В миогеосинклинальных условиях формируются железорудные формации и золото-ураноносные конгломераты. Вулканизм основного и среднего состава. Миогеосинклинальные отложения отличаются большой мощностью, интенсивной складчатостью, сильным метаморфизмом (до амфиболитовой стадии), наличием в верхних частях разрезов миогеосинклиналей ритмично-слоистой граувакко-сланцевой толщи флишоидного типа.

Платформенные отложения представлены кварцитами с косой слоистостью и знаками ряби, конгломератами, аркозами, граувакками, доломитами (строматолитовыми), графитовыми сланцами, шунгитами, эвапоритами. Платформенные отложения характеризуются небольшой мощностью, простой складчатостью (часто приразломного типа), слабым метаморфизмом (зеленосланцевая фация), наличием большого числа перерывов, широким распространением зрелых осадочных пород.

Во многих районах на нескольких стратигрфических уровнях установлены тиллиты, что является следствием оледенений.

Метаморфизм в основном зеленосланцевый, есть и амфиболитовой фации.

Возраст гранитов, рвущих нижнекарельские образования – 2000-1900 млн. лет.

Для верхнего карелия характерны континентальные осадочно-вулканогенные толщи, иногда фациально замещаемые или перекрываемые континентальными и прибрежно-морскими осадочными толщами с подчиненным количеством вулканитов. Эти толщи однообразны на всех континентах и представляют собой чередование вулканитов, преимущественно кислого состава, туфов, туффитов и обломочных терригенных пород. Мощности могут быть значительными – до 10 км.

Все эти толщи лежат резко несогласно на различных более древних породах и перекрываются также несогласно рифеем.

Среди вулканитов доминируют кислые эффузивы и их туфы, основные эффузивы встречаются в подчиненном количестве.

Осадочные породы представлены преимущественно грубозернистыми разностями: конгломератами, гравелитами, полимиктовыми и кварцевыми песчаниками. Широко развиты алевролиты, аргиллиты. Песчники красноцветные. Терригенные породы иногда содержат прослои железных руд, но джеспилиты отсутствуют.

Для верхнего карелия характерен колоссальный по масштабам кислый вулканизм и комагматичные гранитоиды. Встречаются также анортозиты, габброиды. Исключительно характерны граниты рапакиви.

Для этой эратемы характерны низкие и средние ступени зеленосланцевой фации метаморфизма.

Тектонический режим. Дальнейшее развитие протоплатформ

и протогеосинклиналей. Появление платформ и геосинклиналей. Карельская складчатость. К началу протерозоя были сформированы первые протоплатформы и протогеосинклинали. В последних господствовали условия как в пангеосинклиналях.

На протяжении раннего протерозоя в процессе неоднократных складчатостей происходило постепенное отмирание геосинклинального режима на обширных площадях и образование первых крупных стабильных блоков – эпикарельских платформ, которые получились в результате слияния протоплатформ после консолидации (закрытия) находившихся между ними протогеосинклиналей. В пределах этих территорий началось формирование типично платформенного чехла.

За этот промежуток времени проявились два существенных цикла диастрофизма – карельский I порядка – в конце раннего карелия, собственно карельский – в конце позднего карелия, а также несколько более мелких.

Таким образом, к концу раннего протерозоя после завершения 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.

В Африке и на Аравийском полуострове выделяются Северо-Африканская, Южно-Африканская и Аравийская платформы, на большей части Северной Америки – Северо-Американская платформа. Две платформы намечаются на большей части Южной Америки. Почти всю Антарктиду, за исключением ее западной части, занимает Антарктическая платформа.

Эти платформы получили название эпикарельских, т.е. послекарельских.

Наряду с эпикарельскими платформами к концу раннего протерозоя существовали вновь заложившиеся геосинклинали и геосинклинальные пояса, отделявшие платформы друг от друга.

Ученые, поддерживающие гипотезу о существовании к началу раннего протерозоя единого материка Пангеи-0, описывают это время следующим образом.

Сформировавшийся гигантский материк Пангея-0 (после почти 300 млн. лет существования) в начале раннего протерозоя подвергся раздроблению, в результате которого обособились изометричные, относительно стабильные блоки земной коры – протоплатформы, а между ними – подвижные пояса длиной многие сотни и даже тысячи километров и шириной первые сотни километров. Учитывая характер разрезов наиболее древних подвижных поясов, предполагают, что большая их часть первоначально возникла на континентальной коре.

Иными словами, начало раздробления Пангеи-0 ознаменовалось, по-видимому, заложением рифтогенных структур, которые в дальнейшем, эволюционируя, превращались в более широкие, зонально построенные подвижные пояса. Свидетельством раздробления архейской коры являются широко распространенные рои даек основного состава.

Во второй половине раннего протерозоя подвижные пояса заканчивают свое развитие, раздавливаясь между сходящимися протоплатформами, и коллизионные процессы приводят к образованию гранулит-гнейсовых поясов сильной тектонотермальной переработки.

В конце раннего протерозоя возникла Пангея-1 (Родиния) – новый гигантский материк, практически полностью вышедший из-под уровня моря. Образование единого материка предполагает, что на другой половине Земли сосредоточилась водная масса, вытесненная из складчатых поясов (океан Панталасса).

Полезные ископаемые. Ранний протерозой был выдающейся эпохой железорудного накопления. Важное промышленное значение имеют осадочные железные руды. Это джеспилитовые полосчатые руды относительно глубоководного происхождения, железосланцевые и железокарбонатные руды и оолитовые прибрежно-морские железные руды (Кривой Рог, Курская магнитная аномалия, бассейн р.Амазонки, в Западной Австралии и др.).

Встречаются руды металлов группы железа – марганца в Бразилии и Африке, кобальта, сульфидов меди и никеля – в Канаде, медноколчеданных руд - в Финляндии, титана и хрома – в Южной Африке, ванадия – в Нанибии.

Обильное раннепротерозойское золото находится в золото-урано-пиритовых конгломератах юга Африки и в кварцевых жилах также в Африке. Подобные конгломераты являются главными протерозойскими урановыми рудами.

Основными раннепротерозойскими медными рудами являются медистые песчаники, распространенные в Восточной Сибири (Удокан). Промышленное значение имеют медноколчеданные руды в Финляндии.

Россыпи с алмазами и золотом в Гайане и Гане являются нижнепротерозойскими.