4. Эволюция палеогеографических условий в протогее. Отражение этого в эволюции осадконакопления.

Палеогеография протогея. B формации серых гнейсов помимо ортогнейсов есть парагнейсы и мраморы. Их очень немного, но они имеют огромное палеогеографическое значение. Их наличие свидетельствует о том, что на этапе формирования протоплатформенных областей на Земле была и атмосфера, и гидросфера. Существовали реки, существовали некие водные бассейны – аккумуляторы осадков. Водные бассейны располагались на месте зеленокаменных прогибав – это были моря. Глубина была порядочной, не меньше 2000 м. В раннем протерозое протоплатформенные области были сушей (об этом свидетельствуют следы оледенения), а протогеосинклинали —морем.

Атмосфера и гидросфера изменялись в протогее, и это можно реконструировать.

Гидросфера. Минеральный состав морских бассейнов, судя по характеру отложений, резко отличался от современного. Состав был кислый, ибо в растворённом виде там были сильные кислоты: НСl, НF, Н2S. Также было много углекислого газа и углеводородов.

На протяжении протогея всё время существовали области суши, на которых происходило выветривание тамошних гп. Это сносилось в морские бассейны водными потоками, и это были, в основном, карбонаты: К2СОЗ, Na2CO3, СаСO3, MgCO3. Они вступали в реакцию c кислотами и успешно их ослабляли: вместо кислот соляной и плавиковой получались хлориды (NаCl и КСl) и слабенькая угольная кислота.

Карбонаты продолжали поступать в воду. Когда сильные кислоты кончились, они стали сами накапливаться, и вода стала не хлоридной, а карбонатной. На каком-то этапе их стало столько, что раствор оказался пересыщенным, и они должны были выпасть в осадок, что они незамедлительно и сделали. Однако СаСO₃ не мог вы падать в осадок, поскольку в воде было очень много СО2, и образовывался гидрокарбонат. Из морской воды вместо него выпадали доломиты CaMg(СОЗ)2 и магнезиты MgCO3.

Как это отразилось на характере отложений? В архее отложений толком и не было, а вот в раннем протерозое (в серии анимики, скажем) появляются горизонты карбонатных пород.

Атмосфера. Была влажной, содержала много аммиака, углекислого и угарного газов, сероводорода, метана и прочих углеводородов. Кислорода не было начисто, азота было весьма немного.

На протяжении протогея состав атмосферы существенно менялся. В атмосфере появлялся кислород. Он появился за счёт жизнедеятельности прокариотных организмов (фотосинтезирующие сине-зелёные водоросли из одной молекулы углекислого газа и одной молекулы воды выделяли целую молекулу кислорода). Свободный азот также постепенно появлялся - за счёт окисления аммиака кислородом.

Как о6 этом узнают: отложения старше 2 млрд. лет выветрелые, и у них закисный химический профиль (скажем, были конгломераты с неокисленными зёрнами ураниита и пирита), что говорит о полном отсутствии кислорода в атмосфере.

K этапу от 2 до 1,8 млрд. лет приурочены все месторождения джесперитов. Их очень много. А вот выше они заканчиваются полностью. Можно представить себе это следующим образом. На пpотяжении истории Земли до возраста 2 млрд. лет происходило выветривание магматитов, в результате чего образовывались коры выветривания, выносимые реками в водные бассейны .Так образовывались закисные соединения железа. Одновременно с этим, в этих же водных бассейнах происходила генерация кислорода. Сначала его было мало, железо окислялось и выпадало в осадок. Так образовывались небольшие количества джесперитов.

Позже количество кислорода увеличилось, и джесперитов стало образовываться много больше (к ним приурочено 85% месторождений железа). Это продолжалось примерно 200 млн. лет, до конца протогея. Позже вода попросту очистилась от закисных соединений железа, они выпали в осадок, и кислород начал из морской воды выходить в атмосферу, и процесс образования закисных соединений переместился на сушу. Отсюда на поверхности Земли появились красноцветные образования (вроде вепсия).