Вопрос №28.

Трапповый магматизм в геологической истории Земли.

Наиболее широко распространенной на платформах магматической ассоциацией является трапповая ассоциация. Она состоит из занимающих огромные площади (нередко более 1 млн км²) покровов толеитовых платобазальтов, извержения которых носили в основном линейный характер с отдельными вулканическими центрами вдоль разломов. Континентальные толеитовые базальты отличаются от срединно-океанских несколько повышенным содержанием щелочей, особенно К₂О, связанным с ассимиляцией континентальной коры.

Встречаются также покровы ультраосновных (пикриты) и субщелочных пород. Интрузивная трапповая формация состоит из силлов и даек долеритов, габбро-долеритов и габбро-диабазов, из которых первые достигают мощности 200—300 м. В Тунгусской синеклизе дайковые комплексы отчасти напоминают офиолитовые комплексы даек, отличаясь менее регулярным строением. Следовательно, здесь» шел процесс рассредоточенного растяжения, в известной мере аналогичный рассеянному спредингу задуговых бассейнов.

В Тунгусской синеклизе дайки одного простирания часто под прямым углом пересекаются дайками другого простирания, что свидетельствует об общем, всестороннем растяжении этой впадины. Мощность прослоенных вулканитами с силлами осадочных толщ может достигать очень больших значений — более 3 км на северо-западе Тунгусской синеклизы. Здесь особенно интересны дифференцированные интрузии норильского типа — расслоенные тела, изменяющие свой состав снизу вверх от троктолитов через оливиновые и безоливиновые габбро до габбро-диоритов. С более основными разностями связаны медно-никелевые руды. Распространение трапповой ассоциации во времени совпадает с периодами начала распада суперконтинентов — во-первых, с рифеем и вендом и, во-вторых, с поздним палеозоем и мезозоем. Во втором периоде трапповая ассоциация обнаруживает наибольшую связь с распадом Гондваны; она проявлена в поздней перми восточных Гималаев и юго-запада Южно-Китайской платформы, в позднем триасе — ранней юре Южной Африки, Антарктиды и Тасмании, в поздней юре — раннем мелу Южной Америки, Южной Африки и Индостана, в верхах мела — низах палеогена западного Индостана, Йемена и Эфиопии. Почти все эти траппы в настоящее время обнаруживаются по разные стороны молодых океанов — Атлантического, Индийского, хотя первоначально их выходы составляли сплошные ареалы. В Северном по- лушарии крупнейшим является трапповое поле Тунгусской синеклизы и южного Таймыра в основном раннетриасового возраста; кроме того, нижнемеловые траппы довольно широко распространены в Африке, а близкие к траппам вулканиты конца мела — начала палеогена — на край- нем севере Атлантики (Брито-Арктическая провинция). Эти проявления траппового магматизма менее непосредственно связаны с процессом распада Пангеи, но их геодинамический смысл, в принципе, тот же самый. Сибирские траппы связаны с «неудавшейся океанизацией» Западной Сибири, где по палеомагнитным данным вырисовывается недолго просуществовавший

«Обский палеоокеан». Отдельные, более поздние, проявления траппового магматизма (ранний мел) предвосхищают раскрытие Норвежско-Гренландского бассейна и Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана. Примечательно, что, по новейшим радиометрическим данным, накопление траппов происходило исключительно быстро, в течение первых миллионов лет. Это установлено для тунгусских траппов, для траппов Декана и Параны.

Вопрос№30.

Материковые оледенения в истории Земли

Раннепротерозойская эра (2,5—2,0 млрд л.н ). Предполагается, что в конце архея образовался суперконтинент Пангея. Отдельные протоокеаны стали сливаться в единый Мировой океан, понизилась температура земной поверхности. Во второй половине раннего протерозоя суперконтинент распался на ряд малых литосферных плит, а затем в конце раннего протерозоя произошло воссоздание Пангеи, которая продолжала существо­вать в первую половину среднего протерозоя .

Для этой эры выделяют оледенения в периоды 2,5—2,3 и 2,2— 2,0 млрд л.н. Тиллиты первого раннепротерозойского оледенения лучше всего изучены в области северо-американских Великих озер, где они формируют три ледниковых горизонта- Гауганда, Брюс и Рамзай-Лейк. Вероятные аналоги этих ледниковых пород отмечены и в других районах Канады и США. Предполагаемые континентальные оледенения наступали неоднократно и занимали огромные территории суши Канадско-Гренландского щита.

В это же время происходило оледенение на Балтийском щите. Следы такого же по возрасту оледенения обнаружены в Южной Африке и Индии .

Следы второго раннепротерозойского оледенения (2,2—2,0 млрд л.н.) известны в Южной Африке, в Европе на Балтийском щите, предположительно на Украинском, а также Бразильском щите Южной Америки и в Австралии.

Позднепротерозойская эра (900—630 млн л.н). Поздний докембрий характеризуется завершением раскола Пангеи за счет формирования океана Прототетиса между Африкой и Северной Америкой с Европой, в результате чего образовались два континента — Гондвана и Лавразия В пределах позднепротерозойской эры выделено три периода: конголезский, стертский и лапландский.

Оледенение конголезского периода (900—800 млн л. н.) выделено по тиллитам, изученным как на древних кратонах Африканской, Австралийской, Южно-Американской и Северо-Американской платформ, так и на массивах, расположенных внутри складчатых областей.

Породы стертского периода (780—720 млн л.н.) распространены в Экваториальной и Юго-Западной Африке, в Австралии и, возможно, в Китае.

Лапландский период (670—630 млн л.н.) является наиболее изученным, так как одноименный ледниковый горизонт венчает разрез пород верхнего протерозоя (венда) широко среди них распространен. Тиллиты этого горизонта обнаружены в Европе (в древних впа­динах Восточно-Европейской платформы и краевых частях кале­донской и уральской складчатых зон, в Северной Норвегии, в Швеции, в Южной Норвегии, в Шотландии и Ирландии, на Шпицбергене и, возможно, в Нормандии), Азии (Казахстане, Средней Азии, Китае). Западной Африке, Гренландии, Австра­лии и, возможно, Южной Америке.

На основе реконструкции палеоконтинентов можно сделать выводы о площадном распространении в их пределах ледниковых покровов и мерзлых пород. Ледниковые по­кровы в Восточной Европе и Западной Африке сравнимы между собой: их возможные минимальные размеры достигали 4—7 млн км², центры оледенения находились на окраине континентов. При такой площади средняя толщина ледниковых покровов могла достигать 2—2,5 км. Возможно, временами Европейский и Африканский ледниковые покровы сливались, и в высоких широтах существовал единый ледниковый покров.

Палеозойская эра (460—230 млн л.н.). К началу этой эры произошло слияние гондванских глыб в массив и полное разобщение лавразийских континентов. Дрейф Гондваны к Южному полюсу и более высокий гипсометрический уровень Гондваны способствовал понижению глобальной температуры Земли во второй половине ордовика. В конце карбона—ранней Пер­ми произошло общее воздымание Гондваны и начался рифтогенез, затронувший главным образом южную половину Африки и Индостан. В Лавразии происходит агломерация отдельных конти­нентов в единый суперконтинент Пангею II. Палеозойскую ледниково-криогенную эру можно подразделить на три ледниково-криогенных периода: позднеордовикский—раннесилурийский, позднедевонский и карбон-пермский.

В позднеордовакском—раннесилурийском периоде (460—420 млн л. н.) выделяется три эпохи. Последовательная смена этих эпох могла быть связана с постепенным перемещени­ем в высокие широты с позднего ордовика до раннего силура соответствующих областей Гондваны.

Континентальное оледенение началось в позднем ордовике на севере Африки и распространялось к северу Гондваны, достигая Западной Европы. В максимальную фазу развития ледниковый покров зани­мал весь север Африки, северную часть Аравийского полуострова и север Южной Америки. Позднее (в раннем силуре) оледенение формировалось в восточной и центральной частях Южной Амери­ки, захватывая южную и юго-западную части Африки.

Область развития оледенения была приурочена к океа­нической части Гондваны, где существовали оптимальные усло­вия для питания континентальных ледниковых покровов, и ее площадь составляла около 24 млн км². Самый крупный Сахарский ледниковый щит при площади 6—8 млн км² имел толщину около 3 км.

Раннесилурийское оледенение было приурочено к 70—40° юж­ной палеошироты и к приокеанической части Гондваны, его пло­щадь составляла около 14 млн км² .

Логично предположить, что на территории Центральной и Восточной Африки, расположенной в континентальной части Гондваны, где отсутствовали ледниковые покровы, могли фор­мироваться многолетнемерзлые породы. Промерзание горных по­род началось, вероятно, в Центральной Африке в позднем ордо­вике, позднее (в раннем силуре) промерзали породы и на восто­ке Африки.

Позднедевонский период (около 370— 355 млн л.н.). Южный полюс в позднем девоне находился в центре Гондваны в Центральной Африке. Доказательства оледенения (тиллиты) установлены в Бразилии, его сле­ды существуют и в Африке. Лед­никовые области протягиваются от границы Перу с Бразилией к северу Нигера, диаметр района более 3500—5000 км. Мерзлые по­роды повсеместно развивались в Африке и могли существовать даже в северо-западной части Южной Америки

Карбон-пермский период (350—230 млн л н ) Из­менение положения материков Гондваны относительно Южного полюса привело к различию на­чала и конца оледенения на разных материках. С этим связана об­ширность территории, охваченная карбон-пермским оледенени­ем, что является результатом наложения нескольких разновозрастных ледниковых покровов меньшего размера.

В течение карбона происходило постепенное похолодание климата, достиг­шее кульминации около 300 млн л.н Глобальному похолоданию способствовали сосредоточение большой площади суши (Пангея) в Южном полушарии, образование крупных горных цепей в ре­зультате герцинской складчатости, изменение океанических тече­ний.

В Южном полушарии в конце карбона — ранней перми про­изошло общее воздымание Гондваны, и покровное оледенение распространилось на большую часть этого суперконтинента. Ог­ромная территория Гондваны подверглась оледенению не одно­временно, а по мере перемещения ее отдельных частей в высокие широты.

По расчетам, в карбоне—перми ледниковые покровы занима­ли площадь не менее 35 млн км² (а возможно, и 50 млн км²). Уда­ленность от источников влаги и высокая степень альбедо поверх­ности привели к сильному выхолаживанию континентальной ча­сти Гондваны и снижению температур в низких широтах.

В Северном полушарии верхнепалеозойские ледниково-морские отложения обнаружены на северо-востоке России: в верхнем те­чении Колымы и Омолона, на Юдоме и Мае и от западного Верхоянья до бассейна Пенжины. Основным центром оледенения яв­лялся район Охотского моря, который находился около Северно­го полюса. Таким образом, в позднем палеозое северо-восточная часть России (Ангарида) являлась северной полярной областью Земли.

Кайнозойская эра, как установлено исследователями, харак­теризовалась постепенным похолоданием вплоть до развития мак­симального оледенения в плейстоцене. Изменения климата для Северного полушария, отражающие в основном тренды и колеба­ния общего глобального характера в кайнозое, рассмотрены на примере температурной кривой для Восточно- Европейской равнины . Отмечается высокий термичес­кий уровень в начале кайнозоя (палеоцен, первая половина эоцена). На конец этого интервала (конец раннего — начало среднего эоце­на) приходится главный термический оптимум кайнозоя. Он явился рубежом, после которого наметился отчетливый общий тренд к понижению теплообеспеченности, а с конца эоцена начался лед­никовый этап в кайнозойской истории Земли.

Во второй половине третичного времени на рубеже эоцена— олигоцена (около 38 млн л.н.) завершилось формирование глав­ных черт современных структур в рельефе Земли и началось гло­бальное похолодание климата. В Северном полушарии похолода­нию способствовали увеличение площади материков в высоких широтах и альпийский орогенез, поднявший огромные массы суши в высокие слои атмосферы, что усилило различие природных ландшафтно-климатических зон. В Южном полушарии с меньшей пло­щадью суши и значительной ее равнинностью климат низких широт оказался более теплым, чем на соответствующих широтах Север­ного полушария.

Наиболее благоприятные условия для промерзания пород в конце неогена создались в Северном полушарии, где большие материки Евразии и Северной Америки расположились в холод­ных высоких широтах, а внутренние районы Азии высоко подня­лись над уровнем моря. Материки Южного полушария, распола­гаясь в низких и средних широтах, имели менее благоприятные условия для многолетнего промерзания (кроме высокогорных хреб­тов Антарктиды).