Глава 08. ДРЕЙФ КОНТИНЕНТОВ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ ЗЕМЛИ (1119270), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Связано это стем, что после жаркого климата в архее, приблизительно 2,4 млрд лет назад, произошлорезкое похолодание и за короткое время (около 150 млн лет) средняя температура земнойповерхности снизилась приблизительно с +50…+60 до +7…+8 °С (для сравнения: средняяповерхностная температура современной Земли +14,8 °С). Причины такого радикальногоизменения глобального климата Земли на рубеже архея и протерозоя косвенно также былисвязаны с процессом выделения земного ядра, но проявились они через особенностиразвития в это время океанов и атмосферы. Действительно, в архее существовал сильныйпарниковый эффект, связанный с возникновением плотной углекислотной атмосферы сдавлением до 6 бар. В начале раннего протерозоя, после образования серпентинитовогослоя океанической коры и развития активных реакций связывания CO2 в карбонатах,земная атмосфера стала существенно азотной с давлением около 1 бара (см.
раздел 10.5).Соответственно этому уменьшился парниковый эффект и резко снизилась средняятемпература земной поверхности.Таким образом, только сочетание высокого стояния континента с холоднымклиматом раннего протерозоя могло привести в то время к развитию на обширныхпросторах Моногеи высокогорного покровного оледенения даже на низких широтах.Среднюю высоту стояния континентов над поверхностью Мирового океана можноопределить по условию изостатического равновесия континентальных литосферных плитс учетом эволюционных изменений высоты стояния уровня океана (см. раздел 9.2), еслиудастся оценить мощность континентальной коры и подкоровой литосферы того времени.Средняя мощность континентальной коры в архее должна была быть не меньше среднеймощности коры у современных архейских щитов, т.е.
не меньше 40 км. С другой стороны,234теоретические оценки, учитывающие перегрев верхней мантии в архее и возможныетепловые потоки через континентальную кору, показывают, что мощность подкоровойлитосферы в раннем архее менялась в пределах 15–23 км. В середине архея, во времяснижения тектонической активности Земли, она увеличивалась до 46 км, но в позднемархее вновь снизилась до 7–8 км. Высота стояния континентальных щитов над уровнемокеанов в течение почти всего архея была близкой к 6,5 км.
Этим определяется и высокийбазис эрозии практически всех архейских щитов.В раннем протерозое в связи с остыванием верхней мантии и резким снижениемглубинных тепловых потоков мощность подкоровой литосферы стала быстроувеличиваться (рис. 8.1). Судя по возрастам и глубинам образования алмазов (см. раздел11.4), можно заключить, что во время формирования расплавов алмазоносных пород,около 2 млрд лет назад, толщина континентальной литосферы под архейскими щитамиуже достигала 200 км. Это привело к постепенному снижению уровня стоянияконтинентов того времени. Тем не менее средняя высота их поверхности в первойполовине раннего протерозоя еще оставалась достаточно высокой – от 4,5 до 2,5–3 км.
Вдальнейшем толщина континентальных плит уже менялась мало, а все последующиеизменения среднего уровня стояния континентов (по отношению к поверхности океанов)происходили только благодаря изменениям уровня самих океанов. Оценка среднейвысоты стояния над уровнем океана архейских и постархейских континентов приведенана рис. 10.17.Рис.8.1. Эволюция строения континентальных плит: I – континентальная кора; II – континентальнаялитосфера; III – подлитосферная (горячая) мантия; IV – коровая астеносфера (нижняя кора); 1 – поверхностьконтинентов; 2 – подошва континентальной коры (граница Мохоровичича); 3 – подошва континентальнойлитосферы; 4 – кровля коровой астеносферыК сожалению, все палеомагнитные данные, относящиеся к докембрию и, вчастности, к раннему протерозою, пока еще мало надежны, а их привязка к возрастнымгоризонтам оставляет желать много лучшего.
Поэтому для реконструкции положениядокембрийских суперконтинентов и в их пределах отдельных континентальных массивови материков мы принципиально не пользовались палеомагнитными данными, считая, чтоони могли исказить такие реконструкции до неузнаваемости. Все же реконструкции мыстроили только по геологическим и палеоклиматическим данным, совмещая друг с другомодновозрастные и однотипные геологические структуры, формации и климатическиепровинции.
При этом использовались геологические данные, приводимые в специальнойлитературе по геологии раннего докембрия (Докембрий континентов, 1976, 1977; Кратц идр., 1981; Конди, 1983; Борукаев, 1985; Хаин, Божко, 1988).В частности, для проведения реконструкции Моногеи мы воспользовалисьданными о распространении тиллитов и тиллоидов на раннепротерозойских континентах(Чумаков, 1978). При этом был использован критерий компактного расположения235известных местонахождений раннепротерозойских тиллитов с учетом возможнойунаследованности расположения континентов на поверхности Земли в последующиегеологические эпохи. В такой реконструкции “центр тяжести” географических положенийвыявленных тиллитов и тиллоидов приблизительно определяет собой и центр тяжестисамого суперконтинента. Кроме того, учитывалось распространение и простирание поясовкеноранской и одновозрастной ей орогений (~2,6 млрд лет назад), а также то, что в раннемпротерозое восточная часть Южной Америки (Бразильский кратон) еще составляла единоецелое с Центральной и, возможно, Южной Африкой, но была отделена от западной частиЮжно-Американской (Амазонской) платформы.
Кроме того, Западная Африка тогдаскорее всего, еще примыкала к Гвианскому щиту Южной Америки. По-видимому, нарубеже архея и протерозоя и другие древние платформы были разбиты на части, а ихфрагменты – архейские щиты – могли занимать тогда иное расположение, чем теперь.Однако сейчас нет достоверных геологических данных о возможных смещениях другихщитов в конце архея. Поэтому на построенной нами реконструкции Моногеи (рис. 8.2)другие платформы условно показаны в современных конфигурациях с такими же, как и внастоящее время, взаимными расположениями входящих в них архейских щитов.Рис. 8.2.
Реконструкция Моногеи на время около 2,5–2,4 млрд лет назад в проекции Ламберта: 1 – тиллиты итиллоиды; 2 – консолидированная континентальная кора; стрелками на Канадском щите показанывыявленные направления ледниковай штриховки; белым цветом – область покровного оледенения. Ав –Австралия; САм и ЮАм – Северная и Южная Америка; Ан – Антарктида; ЗАф,– Западная Африка; Аф –Африка; Ев – Европа; Ин – Индия; К – Северный и Южный Китай; Сб – Сибирь8.3. Распад Моногеи и формирование Мегагеи в конце раннего протерозояВозникшее после сформирования земного ядра на рубеже архея и протерозояасимметричное распределение плотности вещества в мантии (см.
рис. 4.3, г) должно былопривести к столь же сильной асимметрии действия процесса бародиффузионнойдифференциации мантийного вещества на поверхности вновь образованного ядра. В связис тем что первичное вещество было богато железом (около 13%) и его окислами (около24%), наиболее интенсивная дифференциация тогда должна была протекать под“плотным” полушарием с образованием там мощных нисходящих конвективных потоков.В противоположность этому в “легком” полушарии под Моногеей должен был возникнутьстоль же мощный восходящий конвективный поток, приведший в конце концов к расколусуперконтинента.Первые импульсы растяжения, вероятно, проявились уже около 2,4 млрд лет назад,о чем говорит возраст Великой Дайки в Зимбабве.
Но главная фаза дроблениясуперконтинента произошла несколько позже, около 2,3 млрд лет назад. После эпохи236архейского перегрева мантии континентальные литосферные плиты оставались ещесравнительно тонкими (не более 100–150 км) и менее прочными, чем плиты современныхконтинентов, мощность которых вместе с земной корой под архейскими щитамидостигает 250 км. Поэтому есть основания полагать, что на фоне еще сравнительнобольшой тектонической активности раннего протерозоя раскол Моногеи происходил намелкие блоки – кратоны и в основном по старым швам, спаявшим в кеноранскую эпохудиастрофизма архейские щиты в единый суперконтинент. В результате в серединераннего протерозоя многие из щитов вновь обособились и стали дрейфовать вцентробежных направлениях в стороны от бывшей Моногеи (рис.
8.3).Рис. 8.3. Распад Моногеи около 2,2 млрд лет назад: Кз – Казахстан; ЮАф – Южная Африка; Цаф –Центральная Африка; Кт – Китай, остальные обозначения см. рис. 8.2Восстановить обособившиеся в раннем протерозое континентальные кратоны(осколки бывшей Моногеи) можно по распространению поясов Карельской(Сфекофеннской) и одновозрастной ей орогении, вновь спаявшей эти кратоны около 1,9–1,8 млрд лет назад в новый суперконтинент Мегагея. Для проведения описываемой здесьреконструкции мы воспользовались достаточно полным обобщением В.Е. Хаина и Н.А.Божко (1988) по докембрийской тектонике континентов, а также использовалидополнительные критерии определения краевых зон архейских щитов и протоплатформ враннем протерозое.
Например, мы учитывали, что кимберлитовые и родственные имрасплавы формировались только над зонами поддвига плит карельского возраста(Сорохтин, Митрофанов, Сорохтин, 1996) и что наиболее крупные железорудныеместорождения этого же возраста формировались скорее всего на пассивных окраинахконтинентальных блоков в зонах апвеллингов того времени.По геологическим данным (Хаин, Божко, 1988), в пределах Северо-Американскойплатформы архейские кратоны Вайоминг, Черчилл, Каминак и Слейв с одной стороны икратоны Сьюпириор и Северо-Атлантический (Южно-Гренландский) со второй и третьейсторон разделены Транс-Гудзонским и Лабрадорским орогеном с возрастом складчатости1,9–1,8 млрд лет.
С учетом этого Северо-Американская платформа нараннепротерозойской реконструкция (см. рис. 8.3) показана разбитой на три части:восточную, западную и Гренландию с провинциями Баффиновой Земли иНьюфаундленда.Аналогично этому Европейская платформа показана разбитой на три кратона:Кольско-Карельский, Центрально-Русский, включающий Юго-Западную Фенноскандию,Воронежский массив, Приднепровский и Приазовский блоки Украинского щита, и третий,237включающий Кировоградский и Белозерский блоки Украинского щита, фундаментыБелоруссии и Прибалтики.Сибирская платформа условно показана разбитой на две части: Анабарский иАлданский щиты с прилегающими к ним территориями, хотя таких фрагментовСибирской платформы могло быть и больше.Австралия показана разбитой на три кратона: блоки Йилгарн и Пилбара сприлегающими территориями, а также группу блоков на севере континента (Пайн-Крик,Кимберли и др.).Африка показана разбитой на четыре кратона: южный щит Калахари,протоплатформу Конго в Экваториальной Африке, Центрально-Африканскуюпротоплатформу, возможно объединяющую несколько самостоятельных щитов, ипротоплатформу Западная Африка.Южная Америка представлена разбитой на две протоплатформы: Гвианский щит сАмазонским кратоном и Восточно-Бразильский кратон, включающий ряд более мелкихблоков с архейской корой в основании.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
