Историческая геология это комплексная наука, занимающаяся изучением развития планеты и земной коры и последовательности геологических событий.
Исследования в дисциплинах геологического цикла производится в историческом контексте. Каждая из наук рассматривает развитие и последовательность изучаемых предметов и явлений. К тому же в геологии существует ряд дисциплин, занимающихся исследованием общей геологической истории. К ним относится историческая геология.
История
Знания о геологической истории Земли накапливались с древних времен в рамках единого геологического направления. Однако предпосылки формирования исторической геологии возникли лишь к XIX в., когда Ж. Кювье, У. Смит, А. Броньяр получили выводы о последовательности смены горизонтов с органическими остатками. Это послужило основой для палеонтологического метода , одного из главных в данной дисциплине.
Становление ее в качестве самостоятельной науки происходило в XIX в. и включало два этапа, выделяемых на основе используемых теоретических положений. Так, в первой половине столетия развитие данной дисциплины шло под влиянием разработанной А. д"Орбиньи и Ж. Кювье теории катастроф, а во второй половине ее сменили идеи эволюционного развития Ч. Дарвина, Ж. Ламарка и Ч. Лайеля.
Кроме того, в соответствии с порядком становления близких дисциплин, преобладающих в развитии исторической геологии, данный процесс до середины XX в. подразделяют на три этапа: стратиграфический, палеогеографический, тектонический. В начале века сформировалась стратиграфия: создали структуру стратиграфической шкалы, разработали шкалу для Европы, хронологически систематизировали геологический материал. В середине столетия началось становление палеогеографии благодаря реконструкциям физико-географических условий Дж. Дана и В.О. Ковалевского и введению А. Грессли понятия «фация». Немного позже начало зарождаться учение о геосинклиналях, а к концу столетия — учение о платформах, составляющие основу тектоники. Затем начался современный этап.
Сама историческая геология оформилась во второй половине XIX в. Тогда же были сформулированы основные направления исследований.
Историческая геология внесла значительный вклад в развитие геологических знаний. Так, в рамках данной науки были выяснены законы развития геологических процессов (формирования материков, возникновения и преобразования платформ и геосинклиналей, изменения характера магматизма и т. д.), спрогнозирована общая направленность эволюции планеты и земной коры.
Современная наука
Сейчас историческая геология включает два направления:
- Исследование геологической истории в контексте тектоники, палеогеографии, стратиграфии
- Создание общей историко-геологической картины с установлением закономерностей и их взаимосвязей.
Таким образом, данная наука включает геохронологию, палеотектонику, палеогеографию, стратиграфию .
В настоящее время сфера исследования исторической геологии включает несколько предметов. К ним относится возраст пород (хронологическая последовательность их формирования и положение в разрезе, а также органические остатки, история развития организмов), физико-географические условия (положение суши и океана, климат, рельеф в различные периоды геологической истории), тектоническая обстановка и магматизм (развитие земной коры, формирование и развитие дислокаций: поднятий, складок, прогибов, разрывных нарушений и др.), взаимосвязь геологических процессов, закономерная приуроченность месторождений к магматическим телам, геологическим комплексам и структурам.
Таким образом, основная цель исторической геологии состоит в воссоздании последовательности геологических процессов в недрах и на поверхности планеты.
Совместно с прочими геологическими дисциплинами историческая геология составляет основу общей геологии, изучая законы развития Земли. К тому же данная наука имеет прикладное значение, которое состоит в применении ее данных для создания научных основ поисков и разведки полезных ископаемых путем выяснения условий их генезиса и законов расположения месторождений.
Данная дисциплина связана со всеми геологическими науками, так как рассмотрение предметов изучения в этой сфере происходит в историческом контексте. К тому же историческая геология использует данные, выводы и методы многих из них: стратиграфии , литологии , палеонтологии , петрологии , тектоники, геохимии, региональной геологии , палеогеографии, геофизики . Наиболее близка историческая геология к прочим историко-геологическим дисциплинам, таким как стратиграфия и палеонтология. Более того, первую из них иногда считают разделом исторической геологии. Стратиграфия, в том числе биостратиграфия, составляет основу рассматриваемой науки, устанавливая последовательность формирования пород, и разрабатывая геохронологическую систему, что обеспечивает взаимодействие с геохронологией. Посредством биостратиграфии образуется связь исторической геологии с палеонтологией. Воссоздание физико-географических условий на основе полученных данных относится к палеогеографии. Изучение развития земной коры и последовательности происходящих в ней процессов входит в сферу тектоники. Исследование истории процессов магматизма, метаморфизма, вулканизма связывает историческую геологию с петрографией.
Предмет, задачи, методы
Предметом исторической геологии являются породы и органические остатки, на основе которых выясняют последовательность геологических процессов.
К задачам данной науки относятся реконструкция и систематизация этапов развития земной коры и биосферы, выяснение законов и движущих сил этих процессов. Это подразумевает вычисление возраста пород, воссоздание тектонических структур и движений, вулканизма, метаморфизма, плутонизма, физико-географических условий прошлого.
Для выяснения продолжительности и последовательности геологических процессов служит стратиграфия. Фациальные обстановки восстанавливают в основном путем исследования пород и органических остатков в рамках петрологии и палеонтологии. Выяснением последовательности тектонических движений занимается тектоника, используя несогласия, перерывы в осадконакоплении, дизъюнктивы, пликативные деформации. Для установления законов строения и эволюции земной коры используют данные геотектоники, геофизики, региональной геологии.
Историческая геология, как было сказано выше, применяет методы прочих геологических дисциплин:
- Биостратиграфии (эволюционный, руководящих ископаемых, палеоэкологические, количественные методы корреляции),
- Геологические (литологический, минералого-петрографический, структурный, экостратиграфический, ритмостратиграфический, климатостратиграфический),
- Геофизические (магнитостратиграфический, сейсмостратиграфический),
- Абсолютной геохронологии (урано-ториево-свинцовый, свинцовый, рубидий-стронциевый, калий-аргоновый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный, треков осколочного деления),
- Историко-геологический (фациальный, формационный анализы).
Помимо названных прикладных методов, в данной науке применяют общетеоретические, такие как диалектический и актуалистический.
Образование и работа
Историческую геологию изучают в рамках геологических специальностей, так как она составляет основу данной сферы знаний. В качестве отдельной специальности она встречается редко.
Трудовая сфера определяется направленностью специальности и выбором выпускника, так как многие из геологических специальностей позволяют работать по нескольким профессиям. В основном такие специалисты трудятся в производстве и научно-образовательной сфере. Что касается людей, специализированных именно на исторической геологии, они работают в основном в науке и образовании.
Заключение
Историческая геология — одна из основных дисциплин геологического цикла . Она взаимосвязана с прочими науками посредством использования их данных и методов и формирования историко-геологической основы для их исследований. К тому же применяется для поисков месторождений. Несмотря на отсутствие такой профессии, знания в данной сфере используются во всех отраслях геологии.
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ, наука, изучающая историю и закономерности геологического развития Земли с момента её формирования. Глобальными задачами исторической геологии являются выделение и систематизация естественных этапов развития земной коры, Земли в целом и органического мира геологического прошлого, выяснение общих закономерностей геологического развития Земли и преобразующих её процессов. Среди частных задач: определение возраста горных пород, реконструкция физико-географических (ландшафтно-климатических) условий земной поверхности прошлого, палеотектонической и палеогеодинамической обстановки, исследование истории геологических процессов (вулканизма, плутонизма и метаморфизма), тектонических движений и деформаций, закономерностей развития структуры земной коры и литосферы в целом. Для решения этих задач используются данные и методы стратиграфии и геохронологии, палеогеографии, исторической геотектоники и исторической геодинамики. Кроме того, историческая геология также связана с региональной геологией, палеонтологией, литологией, минералогией, петрологией, геохимией, геофизикой и другими науками и использует их методы. В числе основных: методы определения относительного и изотопного (абсолютного) геологического возраста горных пород, актуалистический метод в сочетании с фациальным анализом, методы анализа фаций, мощностей и объёма отложений, формационных и литодинамических комплексов, перерывов и несогласий; палеомагнитный, сейсмостратиграфический и др.
Как комплексная наука, охватывающая все аспекты геологической истории Земли, историческая геология развивалась в процессе становления стратиграфии, палеогеографии, геотектоники и геологии в целом (смотри исторические очерки соответствующих статей). Современная историческая геология, наряду с решением ретроспективных задач восстановления геологического прошлого Земли, ставит задачу прогноза её будущих изменений. Прикладное значение исторической геологии определяется использованием установленных закономерностей в истории формирования земной коры для создания теоретической основы рационального поиска заключённых в ней месторождений полезных ископаемых.
Важнейшие проблемы исторической геологии регулярно обсуждаются на сессиях Международного геологического конгресса, в России - на ежегодных тектонических, стратиграфических и литологических совещаниях.
Лит.: Леонов Г. П. Историческая геология: Основы и методы: Докембрий. М., 1980; Рид Г., Уотсон Дж. История Земли. Л., 1981. [Т. 1-2]; Windley В. F. The evolving continents. 3rd ed. Chichester; N. Y., 1995; Kopoновский Н. В., Хаин В. Е., Ясаманов Н. А. Историческая геология. 2-е изд. М., 2006.
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Реферат «Историческая геология»
Раздел. 1 Докембрий
1.1 Органический мир
1.2 Платформы
1.3 Геосинклинали
1.4 Эпохи складчатости
1.6 Полезные ископаемые
Раздел 2. Палеозойская эра
2.2.1 Органический мир
2.2.2 Платформы
2.2.3 Геосинклинальные пояса
2.2.4 Эпохи складчатости
2.2.6 Полезные ископаемые
Раздел 3. Поздний палеозой
3.1 Органический мир
3.2 Платформы
3.3 Геосинклинальные пояса
3.4 Эпохи складчатости
3.5 Физико-географические условия
3.6 Полезные ископаемые
Раздел 4. Мезозойская эра
4.1 Органический мир
4.2 Платформы
4.3 Геосинклинальные пояса
4.4 Эпохи складчатости
4.5 Физико-географические условия
4.6 Полезные ископаемые
5.1 Органический мир
5.2 Платформы
5.3 Геосинклинальные пояса
5.6 Полезные ископаемые
Список используемой литературы
Глава 1. Историческая геология - как наука
докембрий палеозойский ископаемый геосинклинальный
Историческая геология включает в себя ряд разделов. Стратиграфия занимается изучением состава, места и времени образования пластов горных пород и их корреляцию. Палеогеография рассматривает климат, рельеф, развитие древних морей, рек, озер и т.д. в прошлые геологические эпохи. Определением времени, характера, величины тектонических движений занимается геотектоника. Время и условия образования магматических пород восстанавливает петрология. Таким образом, историческая геология тесно связана практически со всеми областями геологического знания.
Одной из важнейших проблем геологии является проблема определения геологического времени формаирования осадочных пород. Формирование геологических пород в фанерозое сопровождалось все усиливающейся биологической активностью, поэтому палеобиология имеет большое значение в геологических исследованиях. Для геологов важным моментом является то, что эволюционные изменения в организмах и появление новых видов происходит в определенный промежуток геологического времени. Принцип финальной сукцессии постулирует, что в одно и тоже время в океане распространены одни и те же организмы. Из этого следует, что геолог, определив набор ископаемых остатков в породе, может найти одновременно образовавшиеся породы.
Границы эволюционных преобразований - границы геологического времени образования осадочных горизонтов. Чем быстрее или короче этот промежуток, тем больше возможностей для более дробных стратиграфических делений толщ. Таким образом, решается задача определения возраста осадочных толщ. Другая важная задача - определение условий обитания. Поэтому так важно определить те изменения, которые на организмы наложила среда обитания, зная которые мы можем определить условия формирования осадков.
Глава 2. Геологическая история Земли
Раздел. 1 Докембрий
Докембрием называют древнейший этап геологического развития Земли, охватывающий архейскую и протерозойскую эры. В течение этого этапа образовались все породы, залегающие ниже кембрийских отложений, поэтому его и называют докембрием. Докембрийский этап сильно отличается от всех более поздних этапов -- палеозойского, мезозойского и кайнозойского. Главными особенностями докембрия являются следующие:
1.1 Органический мир
В докембрии существовали организмы, лишенные скелетных образований. Большинство из этих мягкотелых организмов не сохранилось в ископаемом состоянии, что не позволяет палеонтологам восстановить органический мир докембрия. По редким находкам бесспорно установлено, что в архее уже существовали простейшие одноклеточные растительные организмы, а в конце протерозоя обитали представители большинства типов животных. Это свидетельствует о длительном и сложном процессе эволюции органического мира в докембрии, который ученые пока еще не в состоянии проследить.
Последние данные, полученные при изучении архейских пород под микроскопом, показали, что «рубеж жизни» опустился почти до 3,5 млрд. лет. Крайне немногочисленные палеонтологические находки из архейских пород, которые пока еще трудно расшифровать, известны из Африки, Северной Америки, Австралии и европейской части России. Наиболее древние из них (3,2--3,4 млрд. лет) происходят из Южной Африки, где обнаружены мельчайшие шаровидные тельца, принадлежащие, по-видимому, простейшим одноклеточным растительным организмам. В более молодых архейских породах Южной Африки (3 млрд. лет) найдены в виде известковых корок самые древние строматолиты -- продукты жизнедеятельности сине-зеленых водорослей. В древнейших породах на Украине (3,1 млрд. лет), обнаружены микроскопические округлые образования, возможно, органического происхождения. Жизнь зародилась в архее еще в условиях бескислородной атмосферы.
В раннем протерозое (2,6--1,6 млрд. лет) продолжали свое развитие простейшие одноклеточные животные и сине-зеленые водоросли. Органических остатков из отложений этого времени известно немного. Органические остатки с хорошо сохранившимся клеточным строением известны из нижнепротерозойских отложений, но все клетки еще были безъядерные.
Органический мир достиг разнообразия в позднем протерозое и особенно в его конце -- венде. Верхнепротерозойские известняки содержат в массовом количестве разнообразные строматолиты, при помощи которых разрабатывается стратиграфия рифея и венда.
Наиболее богаты палеонтологическими остатками отложения венда (680--570 млн. лет). В них обнаружены не только многочисленные одноклеточные организмы, но и бесспорные отпечатки мягкотелых многоклеточных: кишечнополостных -- медуз, червей, членистоногих, иглокожих и др. Их находки известны из вендских отложений России, Украины Англии, США, Африки, Австралии.
Очень интересны находки многоклеточных из Южной Австралии (Эдиакара, хребет Флиндерс). Здесь в вендских отложениях найдено более 1500 отпечатков разнообразных морских медуз, червей, членистоногих и других бесскелетных животных хорошей сохранности.
По-видимому, они жили в мелководных лагунах, где и были погребены. Медузы заплывали на мелководье. Попадая на песок, они гибли и оставляли четкие слепки. Очевидно, еще отсутствовали хищники: у животных не было зубов и ни у одного организма не найдены следы укусов. На берегу Белого моря в вендских отложениях обнаружены многочисленные отпечатки разнообразных мягкотелых животных и следы их жизнедеятельности (норки, следы ползания, питания и т. д.).
Венд представляет собой важный начальный этап в эволюции беспозвоночных многоклеточных животных.
1.2 Платформы
Докембрийские метаморфические горные породы обнажаются на отдельных участках, испытавших длительное поднятие. Наиболее обширными площадями докембрийских пород являются щиты -- места выхода на поверхность складчатого основания -- фундамента древних платформ. В пределах щитов в основном и проводят изучение докембрийских пород, разрабатывая стратиграфию докембрия.
Докембрийские породы и докембрийская история хорошо изучены на Восточно-Европейской и Северо-Американской древних платформах, в пределах Балтийского и Канадского щитов. Здесь породы докембрия обнажены на больших площадях. Огромные ледники, покрывавшие эти территории во время недавнего четвертичного оледенения, при своем движении к югу сняли с поверхности докембрийских пород мощную кору выветривания, которая широко развита на всех щитах других древних платформ и сильно препятствует изучению докембрия.
Восточно-Европейская платформа охватывает европейскую часть России и Украины (без Крыма, Кавказа и Карпат), а также большую часть Польши, восточную часть Германии и страны Скандинавского полуострова. На платформе выделяют Балтийский и Украинский щиты, между которыми находится обширная Русская плита.
Балтийский щит занимает значительную северо-западную часть платформы. В России в его состав входят Карелия и Кольский полуостров, за пределами -- Финляндия, Швеция и небольшая южная часть Норвегии.
Весь Балтийский щит сложен архейскими и протерозойскими породами, которые местами перекрыты четвертичными ледниковыми и другими континентальными отложениями.
Архейская группа состоит из двух комплексов: Кольского и беломорского, сложенных глубоко метаморфизованными породами. Древнейший кольский комплекс сохранился на очень небольших участках. Это гнейсы, происшедшие за счет глубокого метаморфизма (ультраметаморфизма) вулканических пород основного состава. Возраст пород Кольского комплекса более 3000 млн. лет.
Беломорский комплекс распространен шире, породы обнажаются по берегам Белого моря и образуют архейский Беломорский массив. Это различные гнейсы и кристаллические сланцы, происшедшие за счет глубокого метаморфизма как магматических, так и осадочных пород. Среди них встречаются также мраморы. Все породы очень сильно перемяты в сложные складки, их мощность составляет несколько километров. Возраст пород беломорского комплекса определен в интервале 2900--2600 млн. лет.
Породы беломорского комплекса залегают в сравнительно просто построенных уплощенных впадинах, отличающихся от настоящих геосинклиналей. Поэтому их называют «протогеосинклиналями» (т. е. предшественниками геосинклиналей). В результате беломорской складчатости, которая проявилась в конце архейской эры, протогеосинклинали превратились в архейские складчатые массивы.
Протерозойские породы распространены шире архейских, они образуют складчатые системы северо-западного направления. В составе протерозоя на Балтийском щите выделены три комплекса: нижнекарельский, верхнекарельский и ятулийский.
Нижнекарельский комплекс состоит из разных кристаллических сланцев, кварцитов, мраморов и гнейсов мощностью в Карелии 2000--3500 м, а в Финляндии -- до 8000--12000 м. Большинство этих пород имело морское происхождение; первоначально они представляли собой глинистые, песчаные и карбонатные осадки, которые чередовались с продуктами подводного вулканизма -- лавами, туфами. Позже все они подверглись метаморфизму и превратились в указанные метаморфические породы. Нижнекарельский комплекс прорван различными интрузиями (граниты, габбро и др), все породы смяты в сложные линейные складки. Состав, мощность и условия залегания пород нижнекарельского комплекса свидетельствуют о том, что они формировались уже в настоящих геосинклинальных условиях. Возраст нижнекарельского комплекса отвечает большей части раннего протерозоя (породы формировались в интервале 2600--1900 млн. лет) и в конце этого рубежа все породы были охвачены карельской складчатостью.
Верхнекарельский комплекс сильно отличается от нижнекарельского как по составу, так и по условиям залегания пород. Он состоит в основном из обломочных пород -- метаморфизованных конгломератов, кварцитов, кварцитовидных песчаников с прослоями вулканических образований. Все эти породы имеют меньшую мощность, слабее метаморфизованы и образуют более простые складчатые структуры, чем нижнекарельские. По своему характеру они напоминают молассовую формацию, которая образуется на орогенном, заключительном этапе геосинклинального развития. Верхнекарельский комплекс формировался в интервале 1900--1800 млн. лет.
Ятулийский комплекс представлен слабометаморфизованными осадочными породами: кварцитовидными песчаниками, глинистыми и кремнистыми сланцами, мраморизованными доломитами, залегающими почти горизонтально и имеющими мощность до 700--1200 м. Редко встречаются вулканические породы. По составу отложений, мощности и условиям залегания ятулийский комплекс отвечает уже платформенному этапу развития. Возраст ятулийского комплекса -- конец раннего протерозоя (интервал 1800--1650 млн. лет); в это время начал формироваться платформенный чехол Восточно-Европейской платформы.
После образования ятулийского комплекса произошло внедрение своеобразных гранитов рапакиви (по-фински означает «гнилой камень»). Эти темно-красные граниты имеют очень крупные кристаллы полевых шпатов, они внедрялись и застывали в платформенных условиях и не подверглись дальнейшей деформации и метаморфизму. В Карелии, Финляндии и Швеции этими гранитами сложены крупные массивы, они давно разрабатываются как ценный строительный материал. В Санкт-Петербурге из этих гранитов были высечены Александрийская колонна и колонны Исаакиевского собора.
Докембрий Украинского щита отличается по составу и строению пород. Почти весь щит сложен архейскими гнейсами и гранито-гнейсами. Нижнепротерозойские породы заполняют узкие меридионально вытянутые впадины, протягивающиеся на север за пределы Украинского щита в Курскую и Воронежскую области. К этим породам и приурочены месторождения богатых по содержанию железа руд Кривого Рога и колоссальные по запасам месторождения Курской магнитной аномалии. В Кривом Роге нижнепротерозойские отложения входят в состав криворожского комплекса, состоящего из чередования тонких слоев глинистых сланцев и железистых кварцитов. Последние представляют собой мелкозернистые кварциты с прослоями окиси железа -- гематита. Протяженность этих тонких слоев на большие расстояния свидетельствует о том, что железистые кварциты формировались в морских условиях. Криворожский комплекс имеет мощность более 4000 м и по возрасту отвечает большей части раннего протерозоя (радиометрическими методами определен интервал ее образования -- 2600--1900 млн. лет). В течение позднего протерозоя Балтийский и Украинский щиты представляли собой поднятые участки -- участки сноса. Обломочные породы платформенного чехла накапливались между ними на обширной территории Русской плиты. В глубоких прогибах -- авлакогенах -- залегают рифейские грубообломочные породы, а вендские песчаные и глинистые отложения распространены более широко, они залегают в основании платформенного чехла Восточно-Европейской платформы.
Другие древние платформы
На других древних платформах строение докембрия и докембрийская история в общих чертах обнаруживают сходство с Восточно-Европейской платформой. В раннем архее на всех древних платформах отмечено образование вулканических пород базальтового состава и незначительного количества осадочных пород, а в позднем архее в протогеосинклинальных прогибах накапливались достаточно мощные осадочные и вулканические формации. В отличие от Восточно-Европейской платформы в раннем протерозое на территориях Сибирской, Северо-Американской и Южно-Африканской платформ шло формирование как геосинклинальных, так и платформенных отложений. В отличие от платформенных отложений чехла древних платформ эти древнейшие нижнепротерозойские платформенные отложения называют протоплатформенными. На Сибирской платформе протоплатформенные отложения древнейшего нижнепротерозойского чехла известны в Забайкалье в западной части Алданского щита, к северу от Станового хребта. Здесь в крупном прогибе залегают очень полого мощные осадочные отложения (до 10--12 км), состоящие из слабометаморфизованных песчаников и глинистых сланцев. Наиболее мощные отложения древнейшего протоплатформенного чехла имеются на юге Африкано-Аравийской платформы. В Трансваале на значительной площади обнажаются слабометаморфизованные обломочные и вулканические породы, достигающие колоссальной мощности -- 20 км. К конгломератам приурочены месторождения золота и урана. На всех древних платформах, как и на Восточно-Европейской, во второй половине раннего протерозоя проявились интенсивные складкообразовательные процессы, в результате которых в конце раннего протерозоя сформировался складчатый фундамент древних платформ и началось накопление осадочных пород платформенного чехла. Процесс накопления пород чехла особенно интенсивно происходил в позднем протерозое.
1.3 Геосинклинали
Геосинклинальные пояса возникли в протерозойскую эру. Малые пояса -- Внутриафриканский и Бразильский -- существовали с начала протерозойской эры и закончили свое геосинклинальное развитие в ее конце. Их строение и геологическая история весьма слабо изучены. Большие пояса начали свое геосинклинальное развитие с позднего протерозоя. Верхнепротерозойские породы в них распространены широко, но на поверхность выходят только в отдельных участках, испытавших длительное воздымание. Повсюду эти породы метаморфизованы в той или иной степени и имеют огромные мощности. До сих пор верхнепротерозойские породы в разных поясах изучены крайне неравномерно. Более подробно они изучены в пределах Урало-Монгольского пояса.
Этот пояс охватывает огромную территорию, расположенную между Восточно-Европейской, Сибирской, Таримской и Китайско-Корейской древними платформами. Он имеет сложное геологическое строение, изучение которого (кроме территории Урала) началось практически в годы советской власти.
Верхнепротерозойские породы распространены очень широко в пределах пояса, но хорошо изучены они на Урале, в Казахстане, на Алтае, в Тянь-Шане и в Байкальской складчатой области.
На западном склоне Урала имеется полный разрез рифейских и вендских отложений большой мощности (до 15 км). Здесь советскими геологами впервые были выделены рифейские отложения. Весь разрез разделен на 4 комплекса, которые состоят из смятых в складки метаморфических морских осадочных отложений: песчаников, глинистых сланцев и известняков с редкими прослоями вулканических пород. В известняках встречаются различные строматолиты, по которым разработана стратиграфия рифея.
Восточнее, в Казахстане, на Тянь-Шане и в Алтае-Саянской горной области резко увеличивается роль вулканических пород среди верхнепротерозойских отложений. В некоторых участках эти отложения достигают колоссальной мощности -- свыше 20 км. Все породы интенсивно перемяты и сильно метаморфизованы.
Обширные площади сложены верхнепротерозойскими породами в Прибайкалье и Забайкалье, где они образуют сложно построенную складчатую область. Особенно широко здесь распространены очень мощные, смятые в сложные складки и сильно метаморфизованные рифейские морские осадочные и вулканические формации, которые образовались, несомненно, на главном геосинклинальном этапе. Все эти рифейские отложения прорваны многочисленными гранитными интрузиями. На рифейских складчатых породах залегают грубообломочные породы венда (до 6 км), формирование которых происходило на орогенном этапе.
Изучение верхнепротерозойских отложений в Байкальской складчатой области позволило советским геологам установить крупнейшую в докембрии эпоху горообразования, которая проявилась в конце протерозоя во всех геосинклинальных поясах и получила название байкальской складчатости.
1.4 Эпохи складчатости
Докембрийские эпохи складчатости, эпохи повышенной тектоно-магматической активности, проявившиеся в течение докембрийской истории Земли. Охватывали интервал времени от 570 до 3500 млн. лет назад. Устанавливаются на основании ряда геологических данных -- изменения структурного плана, проявления перерывов и несогласий в напластовании пород, резких изменений в степени метаморфизма. Абсолютный возраст Д. э. с. и их межрегиональная корреляция устанавливаются на основе определения времени метаморфизма и возраста магматических пород с помощью радиологических методов. Методы определения возраста древних пород допускают возможность ошибок (порядка 50 млн. лет для позднего и 100 млн. лет для раннего докембрия). Поэтому установление времени Д. э. с. значительно менее определённо, чем датировка эпох складчатости фанерозоя. Данные радиометрических определений свидетельствуют о существовании в докембрии ряда эпох тектоно-магматической активности, проявлявшихся приблизительно одновременно на всём земном шаре. На разных континентах Д. э. с. получили разные наименования.
Наиболее древняя из них -- кольская (саамская; Балтийский щит), или трансваальская (Южная Африка), проявилась на рубеже около 3000 млн. лет назад и выразилась формированием древнейших ядер континентов. Реликты этих ядер встречены на всех древних платформах (пока кроме Китайско-Корейской и Южно-Китайской). Ещё более широко распространены проявления следующей эпохи, именующейся на Балтийском щите беломорской, на Канадском -- кеноранской и в Африке -- родезийской; она проявилась 2500 млн. лет назад, с ней связано образование крупных ядер щитов древних платформ. Большое значение имела раннекарельская (Балтийский щит), или эбурнейская (Западная Африка), эпоха (около 2000 млн. лет назад), которая вместе с последующей позднекарельской эпохой (гудзонской для Канадского щита и майомбской для Африки), протекавшей около 1700 млн. лет назад, сыграла решающую роль в формировании фундаментов всех древних платформ. Тектоно-магматические эпохи в интервале 1700--1400 млн. лет (например, лаксфордская в Шотландии -- около 1550 млн. лет) установлены лишь на отдельных континентах.
Планетарное значение имеет готская (Балтийский щит), или эльсонская (Канадский щит), эпоха -- около 1400 млн. лет назад, но она выразилась не столько в складчатости геосинклинальных образований, сколько в повторном метаморфизме и гранитизации отдельных зон в пределах фундамента древних платформ. Следующая эпоха -- дальсландская (Балтийский щит), гренвильская (Канадский щит), или сатпурская (Индостан), протекавшая около 1000 млн. лет назад, явилась первой крупной эпохой складчатости геосинклинальных поясов неогея. Заключительная из Д. э. с. -- байкальская (ассинтская в Шотландии, кадомская в Нормандии и катангская в Африке) -- очень широко проявилась на всех континентах, включая Антарктиду, и привела к консолидации значительных площадей в пределах геосинклинальных поясов неогея. Байкальские движения начались около 800 млн. лет назад, основной их импульс происходил около 680 млн. лет назад (перед отложением вендского комплекса), заключительный -- в начале или в середине кембрия.
К числу байкальских складчатых систем на территории СССР относятся системы Тимана, Енисейского кряжа, части Восточного Саяна, Патомского нагорья; байкальские складчатые системы этого возраста широко распространены в Африке (Катангиды, Западные Конголиды, Атакорская и Мавритано-Сенегальская зоны и др.), в Южной Америке (Бразилиды), в Антарктиде, Австралии и на др. континентах. Общая черта Д. э. с. -- значительное развитие регионального метаморфизма и гранитизации, по интенсивности убывающих от древних эпох к более поздним; напротив, масштабы горообразования и самой складчатости, видимо, были слабее фанерозойских; характерными структурными формами, особенно для раннего докембрия, являлись гранитогнейсовые купола.
1.5 Физико-географические условия
Физико-географическая обстановка в докембрии отличалась не только от современной, но и от той, которая существовала в мезозое и палеозое. В архейскую эру уже существовала гидросфера и шли процессы осадкообразования, но атмосфера Земли еще не имела кислорода, его накопление было связано с жизнедеятельностью водорослей, которые только в протерозое завоевывали все большие и большие пространства океанического дна, постепенно обогащая атмосферу кислородом. Процессы осадконакопления находятся в прямой зависимости от физико-географических условий; в докембрии эти условия имели свои специфические черты, во многом отличные от современных. Так, например, среди докембрийских горных пород часто встречаются железистые кварциты, кремнистые породы, марганцевые руды и, наоборот, совершенно отсутствуют фосфориты, бокситы, соленосные, угленосные и некоторые другие осадочные отложения.
Все указанные особенности докембрия сильно затрудняют восстановление его геологической истории. Значительные трудности возникают и при определении возраста горных пород. Для этой цели используют непалеонтологические методы определения относительного возраста горных пород и методы определения их абсолютного возраста.
Для докембрия не выработаны еще единые международные геохронологические и стратиграфические подразделения. Принято выделять две эры (группы) -- архейскую и протерозойскую, границу между которыми зачастую провести нелегко. При помощи радиометрических методов установлено, что эта граница проходит на рубеже 2600 млн. лет. Протерозойскую эру (группу) обычно подразделяют на 2 подэры (подгруппы), более мелкие подразделения являются местными региональными.
Принято следующее деление докембрия
|
Эры (группы) |
Подразделения протерозоя |
Основные границы |
||
|
Протерозойская PR (более 2 млрд. лет) |
Поздний (верхний) протерозой, или рифей, PR2 (1030 млн. лет) |
Поздний (верхний) рифей R3 Средний рифей R2 Ранний рифей (нижний) R1 |
Конец 570 млн. 1600 млн. лет |
|
|
Ранний (нижний) протерозой, или карелий, PR1 (1000 млн. лет) |
2600 млн. лет начало более 4000 млн. лет |
|||
|
Архейская AR (примерно 1,5 млрд. лет) |
Общепринятых подразделений не имеется, нижняя граница не установлена |
1.6 Полезные ископаемые
С докембрийскими толщами связан разнообразный комплекс полезных ископаемых: свыше 70% запасов железных руд, 63% -- марганцевых, 73% -- хромовых, 61% -- медных, 72% -- сульфидных никелевых, 93% -- кобальтовых, 66% -- урановых руд. В докембрии содержатся богатейшие залежи железных руд -- железистых кварцитов и джеспилитов (Курская магнитная аномалия, Карсакпайское месторождение Казахстана и др.). С докембрием связаны также месторождения алюминиевого сырья (кианит и силлиманит, бокситы, например Боксонское месторождение в России), марганца (многочисленные месторождения Индии). Конгломераты докембрия Витватерсранда заключают крупнейшие месторождения урана и золота, а многочисленные интрузии основных и ультраосновных пород во многих областях мира -- месторождения руд меди, никеля и кобальта. К карбонатным породам докембрия приурочены свинцово-цинковые месторождения, а с самыми верхами докембрия восточной Сибири связаны месторождения нефти (Марковское месторождение в Иркутской области).
Раздел 2. Палеозойская эра
Палеозомйская эмра, Палеозомй, PZ (греч. р?лбйьт -- древний, греч. жщЮ -- жизнь) -- геологическая эра древней жизни планеты Земля. Самая древняя эра в фанерозойском эоне, следует за неопротерозойской эрой, после неё идет мезозойская эра. Палеозой начался 542 миллиона лет назад и продолжался около 290 миллионов лет. Состоит из кембрийского, ордовикского, силурийского, девонского, карбонского и пермского периодов. Палеозойскую группу впервые выделил в 1837 году английский геолог Адам Седжвик. В начале эры южные материки были объединены в единый суперконтинент Гондвану, а к концу к нему присоединились другие континенты и образовался суперконтинент Пангея. Началась эра с Кембрийского взрыва таксономического разнообразия живых организмов, а закончилась массовым Пермским вымиранием.
2.1 Органический мир
В кембрийском периоде основная жизнь была сосредоточена в морях. Организмы заселили все разнообразие доступных мест обитания, вплоть до прибрежного мелководья и, возможно, пресных водоёмов. Водная флора была представлена большим разнообразием водорослей, основные группы которых возникли ещё в протерозойскую эру. Начиная спозднего кембрия постепенно сокращается распространение строматолитов. Это связано с возможным появлением растительноядных животных (возможно, какие-то формы червей) поедающих строматолитообразующие водоросли.
Донная фауна неглубоких тёплых морей, прибрежных отмелей, заливов и лагун была представлена разнообразными прикреплёнными животными: губками, археоциатами, кишечнополостными (различными группами полипов),стебельчатыми иглокожими (морские лилии), плеченогими (лингула) и другими. Большинство из них питалось различными микроорганизмами (простейшие, одноклеточные водоросли и так далее), которых они отцеживали из воды. Некоторые колониальные организмы (строматопоры, табуляты, мшанки, археоциаты), обладающие известковым скелетом, возводили на дне моря рифы, подобно современным коралловым полипам. К роющей жизни в толще донных осадков приспособились различные черви, в том числе полухордовые. По морскому дну среди водорослей и кораллов ползали малоподвижные иглокожие (морские звёзды, офиуры, голотурии и другие) и моллюски с раковинками. В кембрии появляется первое свободно плавающий головоногий моллюск -- наутилоидей или кораблик. В девоне появились более совершенные группы головоногих (аммониты), а в нижнем карбоне возникли первые представители высших головоногих (белемниты), у которых раковина постепенноредуцировалась и оказалась заключённой мягких тканей тела. В толще и на поверхности воды в морях обитали животные, дрейфующие по течению и удерживающиеся на поверхности с помощью специальных плавательных пузырей или «поплавков», заполненных газом (кишечнополостные сифонофоры, полухордовые граптолиты). В кембрийских морях обитали и высокоорганизованные животные -- членистоногие: жабродышащие, хелицеровые и трилобиты. Трилобиты достигли расцвета в раннем кембрии, составляя в это время до 60 % всей фауны, и окончательно вымерли в пермском периоде. В это же время появляются первые крупные (до 2-х метров в длину) хищные членистоногие эвриптериды, достигшие наибольшего расцвета в силуре и первой половине девона и исчезнувшие в ранней перми, когда их вытеснили хищные рыбы.
Начиная с нижнего ордовика в морях появляются первые позвоночные. Древнейшие позвоночные были рыбообразными животными, лишенными челюстей, с телом, защищённым панцирем (панцирные бесчелюстные). В верхнесилурийских и девонских отложениях начинают встречаться остатки древнейшие остракодермы, лишённые тяжёлого костного панциря, но покрытие чешуйками. Древнейшие представители рыб появились в морях и пресных водоёмах раннего и среднего девона и были одеты в более менее сильно развитый костный панцирь (панцирные рыбы). К концу девона панцирные беспозвоночные вымирают, вытесненные более прогрессивными группами челюсторотых. В первой половине девона уже существовали разнообразные группы всех классов рыб (лучепёрые, двоякодышащие и кистепёрые), имеющие развитую челюсть, настоящие парные конечности и усовершенствованный жаберный аппарат. Подгруппа лучепёрых рыб в палеозое были малочисленна. «Золотым веком» двух других подгрупп пришёлся на девон и первую половину карбона. Они сформировались во внутриконтинентальных пресных водоёмах, хорошо прогреваемых солнцем, обильно заросших водной растительностью и отчасти заболоченных. В таких условиях недостатка кислорода в воде возник дополнительный орган дыхания (лёгкие), позволяющий использовать кислород из воздуха.
2.2.2 Платформы
Геологическое развитие древних платформ протекало в более спокойных условиях, чем развитие геосинклинальных поясов. В начале раннего палеозоя платформы северного полушария испытывали опускания и на больших площадях были покрыты морскими водами. Опускания сменились медленными поднятиями, которые в конце раннего палеозоя привели к почти полному осушению всех древних платформ. Существовавший в южном полушарии огромный платформенный массив Гондвана был приподнят и только отдельные краевые его части периодически покрывались небольшими мелководными морями.
Восточно-Европейская древняя платформа
Большая часть территории этой платформы в течение раннего палеозоя представляла собой сушу. К югу от Балтийского щита находился обширный морской залив, который располагался в так называемом Балтийском прогибе. Море заходило в этот прогиб с запада и в раннем кембрии достигало границы платформы у гористой области тимано-печорских байкалид. В мелководном морском бассейне в кембрии накапливались пески и глины небольшой мощности. В Санкт-Петербурге мощность кембрийских отложений достигает 140 м, наибольшая мощность наблюдается в бассейне Северной Двины-- более 500 м. По сравнению с мощностями в геосинклинальных областях эти мощности кажутся небольшими.
В ордовике площадь морского бассейна сократилась. В его прибрежных частях накапливались пески, а на большей площади -- карбонатные илы, из которых в дальнейшем образовались известняки и мергели. Глинистые осадки формировались на крайнем западе. Среди ордовикских известняков встречаются горючие сланцы, которые образовались из сине-зеленых водорослей. Их давно разрабатывают в ряде месторождений на территории Эстонии. Наибольшую мощность отложения ордовика имеют на западе, где прогибания были более интенсивными; в окрестностях Осло мощность достигает 350--500 м, а в России в районе Вологды она несколько превышает 250 м.
В силуре площадь морского бассейна продолжала сокращаться, но отложения по своему составу и мощности мало отличались от ордовикских; среди них преобладают известняки и глины, а горючие сланцы отсутствуют. Регрессия моря продолжалась в течение всего силура, она привела сначала к установлению лагунных условий, а в конце периода -- к полному осушению платформы.
Сибирская древняя платформа
В течение раннего палеозоя на Сибирской платформе господствовали морские условия и ее геологическая история отличалась от истории Восточно-Европейской платформы. Особенно сильные опускания происходили в кембрийском периоде, когда почти вся территория платформы (кроме Алданского и Анабарского щитов) была покрыта морем. Среди кембрийских пород резко преобладают известняки и доломиты, они формировались почти повсеместно. Только в начале периода на юге в лагунных условиях шло накопление соленосных отложений -- гипсов, ангидритов и каменной соли вместе с карбонатными и обломочными. Мощность кембрийских пород на Сибирской платформе значительно больше, чем на Восточно-Европейской, она достигает 2,5--3 км, а на юго-западе даже превышает 5 км.
В ордовике площадь морского бассейна сократилась. В нем продолжали накапливаться карбонатные осадки, а по мере движения на юго-запад возрастала роль обломочного материала.
Мощность ордовикских отложений меньше кембрийских, она не превышает 2 км и обычно равна 500--700 м.
В силуре морской бассейн продолжал сокращаться и в начале периода он занимал примерно половину платформы. Это был огромный морской залив, располагавшийся в северо-западной части платформы, в котором продолжали накапливаться карбонатные осадки. Только на юго-западе этого бассейна, как и в ордовике, формировались конгломераты, песчаники и глины. В конце силура регрессия моря достигла своего апогея и почти вся территория Сибирской платформы превратилась в низменную сушу. Мощность силурийских отложений меньше ордовикских, она не превышает 500 м.
Гондвана
Начиная с кембрийского периода Гондвана представляла собой огромный платформенный массив, который в течение всего раннего палеозоя находился в континентальных условиях и лишь краевые части его были покрыты мелководными морями. На территории Гондваны протекали процессы размыва, кое-где во впадинах накапливались континентальные осадки.
2.2.3 Геосинклинальные пояса
В течение раннего палеозоя на обширных площадях всех геосинклинальных поясов господствовал геосинклинальный режим. Исключение составляют те участки поясов, которые превратились в байкалиды; они развивались как молодые платформы.
Раннепалеозойская геологическая история геосинклинальных поясов сложна и изучена неравномерно в разных поясах. Более полно она восстановлена в Атлантическом и Урало-Монгольском поясах.
Атлантический геосинклинальный пояс
Этот пояс охватывает прибрежные участки Европы и Северной Америки. В Европе в состав пояса входят ее северо-западная часть и небольшой участок северо-востока Гренландии, в Северной Америке -- узкая полоса восточного побережья Канады, США и Мексики. Центральная часть пояса в настоящее время занята северной впадиной Атлантического океана, которой в палеозое еще не существовало. В качестве примера рассмотрим раннепалеозойскую историю Северо-Западной Европы, где располагалась Грампианская геосинклинальная система.
Грампианская геосинклинальная система охватывает Ирландию, Англию и Норвегию. В ее состав входят породы нижнего палеозоя, смятые в сложные складки, вытянутые в северо-восточном направлении. В западной части Англии -- Уэльсе -- находятся полные и хорошо изученные разрезы кембрия, ордовика и силура; здесь еще в 30-х годах прошлого столетия были выделены соответствующие системы.
Разрез Уэльса начинается кембрийскими отложениями, состоящими преимущественно из песчаников и глинистых сланцев большой мощности (до 4,5 км). Эти морские отложения накапливались в глубоких геосинклинальных прогибах, разделенных геоантиклинальными поднятиями -основными источниками сноса. Геосинклинальные прогибы продолжали интенсивно опускаться в ордовике, в течение этого периода сформировалась мощная толща (5 км) глинистых и вулканических пород основного состава. Присутствие мощных эффузивных пород свидетельствует о том, что в ордовикский период сильные погружения в геосинклинальных прогибах и воздымания в геоантиклиналях привели к возникновению глубинных разломов, по которым изливался магматический материал на поверхность морского дна. Близкие условия существовали в начале силурийского периода, но вулканическая деятельность прекратилась, поэтому накапливались глинистые и песчаные осадки. Вверх по разрезу силурийских отложений увеличивается роль обломочного материала, он становится все более грубым. Глинистые породы встречаются все реже и реже, а песчаники и конгломераты резко преобладают. Такое изменение пород в разрезе свидетельствует о процессе общего воздымания в силуре, который привел к увеличению сноса с суши и поступлению в прогибы массы обломочного материала. К концу периода все геосинклинальные прогибы Уэльса были заполнены грубообломочными осадками, достигающими в некоторых участках очень большой мощности (до 7 км). Нижнепалеозойские отложения в конце силурийского периода оказались интенсивно перемятыми и поднятыми выше уровня моря. Геосинклинальные прогибы прекратили свое существование.
Анализ геологического разреза Уэльса позволяет построить палеогеографическую кривую, которая отображает тектонические движения в раннем палеозое на рассматриваемом участке Грампианской геосинклинальной системы. Максимум прогибания и проявления вулканической деятельности приходился на первую половину ордовика. Затем начались воздымания, которые непрерывно увеличивались и привели к всеобщему поднятию. Характерно, что и другие участки этой системы испытали подобное развитие в раннем палеозое. Горообразовательные процессы, охватившие Грампианскую систему и приведшие к всеобщему воздыманию, получили название каледонской складчатости (от старого названия Шотландии -- Каледония), а возникшие структуры называются каледонидами. В результате этой складчатости в конце раннего палеозоя в Грампианской системе завершился главный геосинклинальный этап развития. Вместо системы геосинклинальных прогибов и геоантиклинальных поднятий возникла горная складчатая система. Завершение главного геосинклинального этапа сопровождалось интрузивной деятельностью -- внедрением магмы гранитного состава. Рассмотренная геологическая история Уэльса в раннем палеозое типична для развития геосинклинальных областей на главном геосинклинальном этапе.
Каледонская складчатость проявилась и в других геосинклинальных системах Атлантического пояса, но не всюду она привела к завершению главного геосинклинального этапа и созданию складчатых систем каледонид. Каледониды возникли на северо-востоке Гренландии, на Шпицбергене, на Ньюфаундленде и в северной части Аппалачских гор. Что касается Южных Аппалачей и побережья Мексиканского залива, то в этих участках Атлантического пояса главный геосинклинальный этап продолжался и в позднем палеозое.
Урало-Монгольский геосинклинальный пояс
Огромная территория этого пояса имеет сложное строение. В его современной структуре выделяется несколько областей разной по возрасту складчатости. Байкалиды располагаются по краям древних платформ (Тимано-Печорская и Байкало-Енисейская области байкалид); каледониды -- в центре пояса (Кокчетавско - Киргизская область) и южнее сибирских байкалид (Алтае - Саянская область); герциниды охватывают большую часть пояса (Урало-Тянь-Шаньская и Казахстано-Монгольская области). В раннем палеозое указанные области развивались по-разному. Области байкальской складчатости завершили геосинклинальное развитие, все остальные находились на главном геосинклинальном этапе.
Алтае-Саянская геосинклинальная область. Эта область охватывает Горный и Монгольский Алтай, Западный Саян, хребет Танну-Ола и Центральную Монголию. Ее раннепалеозойская история была сходна с историей Грампианской системы -- здесь также проявилась каледонская складчатость, сформировались каледониды и в конце силура завершился главный геосинклинальный этап. Широким распространением пользуются породы вулканогенно-осадочной, терригенной и карбонатной формаций. В отличие от Грампианской системы мощности нижнепалеозойских отложений здесь значительно больше (кембрий -- 8--14 км, ордовик -- до 8 км, силур -- 4,5--7,5 км).
Кокчетавско-Киргизская геосинклинальная область. Эта область, расположенная в средней части Урало-Монгольского пояса, протягивается широкой дугообразной полосой от Центрального Казахстана в Северный Тянь-Шань. Здесь широко распространены мощные (до 15 км) морские кембрийские и ордовикские отложения, а силурийские развиты незначительно и представлены красноцветными континентальными породами молассовой формации.
Анализ состава пород и их распространения свидетельствует, что горообразовательные процессы в Кокчетавско-Киргизской области проявились в конце ордовика. На рубеже ордовика и силура завершился главный геосинклинальный этап, а в силуре начался орогенный.
Урало-Тянь-Шаньская геосинклинальная область. Внутри этой области, расположенной в западной части Урало-Монгольского пояса, выделяются две геосинклинальные системы: Уральская и Южно-Тянь-Шаньская. Хорошо изучены геологическое строение и геологическая история Уральской системы.
В состав Уральской геосинклинальной системы входят Урал и Новая Земля. Будучи естественной кладовой огромных минеральных богатств, Урал до сих пор является основным горнорудным районом нашей страны. В его недрах хранятся большие запасы самых разнообразных полезных ископаемых.
Кембрийские породы в Уральской системе распространены незначительно на юге, на крайнем севере Урала и на Новой Земле. Небольшая площадь распространения и преобладание обломочных пород свидетельствуют о том, что в кембрии Урал представлял собой горную страну, возникшую в результате байкальской складчатости. Море существовало только на юге и севере.
Байкальская складчатость, проявившаяся на Урале, не привела к завершению геосинклинального режима, как это произошло в расположенной рядом Тимано-Печорской области. Процессы прогибания, начавшиеся в конце кембрия, охватили в ордовике всю территорию Урала и привели к возникновению Уральской геосинклинальной системы -- ряда меридиональных геосинклинальных прогибов, разделенных геоантиклинальными поднятиями. Об этом свидетельствует широкое распространение мощных ордовикских отложений. В центральной части Уральской системы в ордовике возникло геоантиклинальное поднятие Уралтау, которое было выражено в рельефе цепочкой меридионально вытянутых островов. Это поднятие делило Урал на две части -- западную и восточную, развитие которых шло по-разному. В западных прогибах в ордовике накапливались песчано-глинистые и карбонатные отложения, а в восточных - мощные вулканогенно-осадочные породы. Такое же распределение отложений сохранилось в силуре, когда процессы прогибания шли особенно интенсивно, о чем свидетельствует большая мощность отложений. На востоке породы силура достигают 5 км, а на западе не превышают 2 км. Большая мощность отложений и присутствие вулканических пород на востоке являются доказательством более сильного прогибания и резких дифференцированных движений восточной части Уральской геосинклинальной системы. Образование глубинных разломов сопровождалось подводным вулканизмом. На западе осадконакопление происходило в более спокойных условиях.
Отмеченная закономерность развития геосинклинальных прогибов присуща и другим геосинклинальным системам: прогибы, расположенные вблизи платформ, испытывали более плавное опускание, чем прогибы, расположенные вдали от платформ. Этим объясняются меньшая мощность отложений и отсутствие вулканического материала в околоплатформенных прогибах.
Основным отличием раннепалеозойской истории Уральской геосинклинальной системы от Грампианской является отсутствие следов каледонского орогенеза на Урале. Известняки верхнего силура сменяются известняками нижнего девона без всяких следов перерыва и отличаются друг от друга только по составу ископаемой морской фауны. Каледонская складчатость на Урале не проявилась, главный геосинклинальный этап продолжался в позднем палеозое.
Даже краткое рассмотрение раннепалеозойской истории трех геосинклинальных областей Урало-Монгольского пояса показывает, что они развивались по-разному. Каледонская складчатость проявилась в Алтае-Саянской и Кокчетавско-Киргизской областях, но в разное время. В Кокчетавско-Киргизской области она завершилась на границе ордовика и силура, а в Алтае-Саянской -- в конце силура. Поэтому заключительный этап геосинклинального развития в этих областях начался в разное время. В Урало-Тянь-Шаньской области каледонская складчатость не проявлялась и главный геосинклинальный этап продолжался в позднем палеозое.
Проявившиеся в течение раннего палеозоя отдельные фазы каледонской складчатости заметно влияли на палеогеографию, что хорошо отображают палеогеографические карты.
2.2.4 Эпохи складчатости
Тектонические движения, магматизм и осадконакопление. В течение раннего палеозоя земная кора испытала сильные тектонические движения, получившие название каледонской складчатости. Эти движения проявились в геосинклинальных поясах не одновременно и достигли своего максимума в конце силурийского периода. Наиболее широко каледонская складчатость проявилась в Атлантическом поясе, большая северная часть которого превратилась в складчатую область каледонид. Каледонский орогенез сопровождался внедрением различных интрузий.
В тектонических движениях раннего палеозоя наблюдается определенная закономерность: в кембрии и начале ордовика преобладали процессы опускания, а в конце ордовика и в силуре -- процессы воздымания. Эти процессы в первой половине раннего палеозоя вызвали интенсивное осадконакопление в геосинклинальных поясах и на древних платформах, а затем привели к созданию горных цепей каледонид в ряде участков геосинклинальных поясов и к общей регрессии моря с территории древних платформ.
Основными областями осадконакопления были геосинклинальные пояса, где шло накопление очень мощных, многокилометровых вулканогенно-осадочных, терригенных и карбонатных формаций. На древних платформах северного полушария шло образование карбонатных и терригенных осадков. Обширные площади осадконакопления располагались на Сибирской и Китайско-Корейской платформах, а на Восточно-Европейской и Северо-Американской осадконакопление происходило на ограниченных участках. Гондвана была преимущественно областью размыва, и морское осадконакопление происходило на незначительных краевых участках.
2.2.5 Физико-географические условия
Согласно теории тектоники литосферных плит положение и очертания материков и океанов в палеозое отличались от современного. К началу эры и в течение всего кембрия древние платформы (Южно-Американская, Африканская, Аравийская, Австралийская, Антарктическая, Индостанская), повернутые на 180°, были объединены в единый суперконтинент, называемый Гондваной. Этот суперконтинент располагался главным образом в южном полушарии, от южного полюса до экватора, и занимал общую площадь более 100 миллионов кмІ. В Гондване находились разнообразные возвышенные и низменные равнины и горные массивы. Море периодически вторгалось лишь в окраинные части суперконтинента. Остальные меньшие по размерам материки находились в основном в экваториальной зоне: Северо-Американский, Восточно-Европейский и Сибирский.
Там же находились микроконтиненты:
Среднеевропейский, Казахстанский и другие. В окраинных морях располагались многочисленные острова, окаймлённые низменными побережьями с большим числом лагун и дельт рек. Между Гондваной и другими материками был океан, в центральной части которого находились срединно-океанические хребты. В кембрии существовали две наиболее крупные плиты: целиком океаническая Прото-Кула и преимущественно материковая Гондванская плита.
В ордовике Гондвана двигаясь на юг, вышла в район Южного географического полюса (сейчас это северо-западная часть Африки). Происходило поддвигание океанической литосферной плиты Прото-Фараллон (и вероятно Прото-Тихоокеанской плиты) под северную окраину Гондванской плиты. Началось сокращение Прото-Атлантической впадины, расположенной между Балтийским щитом, с одной стороны, и единым Канадо-Грендландским щитом -- с другой стороны, а также сокращение океанического пространства. В течение всего ордовика происходит сокращение океанических пространств и закрытие краевых морей между материковыми фрагментами: Сибирским, Прото-Казахстанским и Китайским. В палеозое (вплоть до силура--начала девона) продолжалась Каледонская складчатость. Типичные каледониды сохранились на Британских островах, Скандинавии, Северной и Восточной Гренландии, в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Юго-Восточном Китае, в Восточной Австралии, в Кордильерах, Южной Америке, Северных Аппалачах, Срединном Тянь-Шане и других областях. В результате рельеф земной поверхности в конце силурийского периода стал возвышенным и контрастным, особенно на континентах, расположенных в северном полушарии. В раннем девоне происходит закрытие Прото-Атлантической впадины и образования Еврамериканского материка, в результате столкновения Про-Европейского материка с Про-Северо-Американским в районе нынешней Скандинавии и Западной Гренландии. В девоне смещение Гондваны продолжается, в результате Южный полюс оказывается в южной области современной Африки, а возможно и нынешней Южной Америки. В этот период сформировалась впадина океана Тетис между Гондваной и материками вдоль экваториальной зоны, образовались три целиком океанические плиты: Кула, Фараллон и Тихоокеанская (которая погружалась под Австрало-Антарктическую окраину Гондваны).
В среднем карбоне произошло столкновение Гондваны и Евроамерики. Западный край нынешнего Северо-Американского материка столкнулся с северо-восточной окраиной Южно-Американского, а северо-западный край Африки -- с южным краем нынешней Центральной и Восточной Европы. В результате образовался новый суперконтинент Пангея. В позднем карбоне -- ранней перми произошло столкновение Евроамериканского материака с Сибирским, а Сибирского материка с Казахстанским континентом. В конце девона началась грандиозная эпоха Герцинской складчатости с наиболее интенсивным проявлением при формировании горных систем Альп в Европе, сопровождавшихся интенсивной магматической деятельностью. В местах столкновения платформ возникли горные системы (с высотой до 2000--3000 м), некоторые из них просуществовали и до нашего времени, к примеру Урал илиАппалачи. Вне Пангеи находилась только Китайская глыба. К концу Палеозоя в персмком периоде Пангея протягивалась от южного полюса до Северного. Южный географический полюс в это время находился в пределах современной Восточной Антарктиды. Входивший в состав Пангеи Сибирский материк, являвшийся северной окраиной, приближался к Северному географическому полюсу, не доходя до него 10--15° по широте. Северный полюс в течение всего палеозоя находился в океане. В это же время образовался единый океанический бассейн с главной Прото-Тихоокеанской впадиной и единая с ней впадина океана Тетис.
Подобные документы
Периоды позднего палеозоя. Характеристика органического мира исследуемой эры и ее периодов. Структура земной коры и палеогеография в начале позднего палеозоя. Позднепалеозойская история геологического развития геосинклинальных поясов и древних платформ.
реферат , добавлен 26.05.2010
Общая характеристика и основные черты раннепалеозойского этапа развития земной коры. Органический мир раннего палеозоя. Структура земной коры и палеогеография в начале эры. История геологического развития геосинклинальных поясов и древних платформ.
реферат , добавлен 24.05.2010
Неогеновая система: общая характеристика, органический мир, полезные ископаемые. Многообразие млекопитающих в миоцене, приспособление к травяному корму. Распространение степей и постепенное исчезновение лесов в миоцене. Экосистема миоценовой эпохи.
реферат , добавлен 16.09.2012
Палеогеновый, неогеновый (третичный) период кайнозойской эры. Особенности четвертичного периода. Органический мир моря и суши. Структура земной коры и палеогеография в начале эры. История геологического развития геосинклинальных поясов и древних платформ.
реферат , добавлен 28.05.2010
Полезные ископаемые как фактор экономического состояния территории. Классификация и сравнительная характеристика полезных ископаемых на территории Еврейской Автономной Области, их геологическое развитие, история освоения, разведка, использование и добыча.
курсовая работа , добавлен 11.05.2009
Палеозой - геологическая эра древней жизни планеты Земля. Периоды: кембрий, ордовик, силур, девон, карбон, пермь. Физико-географические условия: тектоническая обстановка, климат. Представители флоры и фауны морей, пресных водоёмов, суши; ископаемые.
презентация , добавлен 16.12.2015
Определение понятие "полезные ископаемые" и их генетическая классификация. Магматогенные, магматические, пегматитовые, постмагматические и гидротермальные месторождения. Экзогенные (выветривания) и осадочные месторождения. Горючие полезные ископаемые.
реферат , добавлен 03.12.2010
Триасовый, юрский и меловой периоды мезозойской эры. Органический мир этих периодов. Структура земной коры и палеогеография в начале эры. История геологического развития геосинклинальных поясов и древних платформ (Восточно-Европейской и Сибирской).
реферат , добавлен 28.05.2010
Геология - система знаний о вещественном составе, строении, происхождения и эволюции геологических тел и размещении полезных ископаемых. Связь геологии с другими науками. Геологическая съемка - изучение естественных и искусственных обнажений горных пород.
лекция , добавлен 03.06.2010
Орографическая, гидрографическая и экономо-географическая характеристика, стратиграфия и литология района Жарык. Анализ магматического и тектонического комплекса. История геологического развития территории. Полезные ископаемые. Типы складчатости.
Историческая геология фокусируется на геологических процессах, которые изменяют поверхность Земли и ее облик. В ней используется стратиграфия, структурная геология и палеонтология, чтобы определить последовательность этих событий. Она также фокусируется на эволюции растений и животных в разные периоды времени в геологическом масштабе. Открытие радиоактивности и разработка нескольких радиометрических методов датирования в первой половине 20-го века обеспечили средство получения абсолютного и относительного возраста геологической истории.
Экономическая геология, поиск и добыча топлива и сырья в значительной степени зависят от понимания истории конкретной области. Экологическая геология, в том числе определение геологической опасности землетрясений и извержений вулканов, также должна включать подробное знание геологической истории.
Ученые-основатели
Николай Стено, также известный как Нильс Стенсен, первым наблюдал и предлагал некоторые из основных концепций исторической геологии. Одна из этих концепций заключалась в том, что ископаемые первоначально происходили из живых организмов.
Джеймс Хаттон и Чарльз Лайел также внесли свой вклад в раннее понимание истории Земли. Хаттон впервые предложил теорию униформитаризма, которая сейчас является основным принципом во всех областях геологии. Хаттон также поддержал идею о том, что Земля является довольно древней, в отличие от преобладающей концепции того времени, в которой говорилось, что Земля насчитывала всего лишь несколько тысячелетий своего существования. Униформатизм описывает Землю, созданную теми же природными явлениями, что действуют и сегодня.
История дисциплины
Преобладающей концепцией XVIII века на Западе была вера в то, что в очень короткой истории Земли преобладали различные катастрофические события. Эта точка зрения была решительно поддержана приверженцами авраамических религий, основанных на в значительной степени буквальной интерпретации религиозных библейских текстов. Концепция униформитаризма встретила значительное сопротивление и привела к спорам и дискуссиям на протяжении всего 19-го века. Множество открытий в 20-ом столетии дало достаточно доказательств того, что история Земли является продуктом как постепенных инкрементных процессов, так и внезапных катаклизмов. Сейчас эти убеждения являются основами исторической геологии. Катастрофические события, такие как падания метеоритов и крупные вулканические взрывы, формируют поверхность Земли наряду с постепенными процессами, такими как выветривание, эрозия и осаждение. Настоящее является ключом к прошлому и включает в себя как катастрофические, так и постепенные процессы, что дает нам понять инженерная геология исторических территорий.
Геологическая шкала времени
Представляет собой систему хронологического датирования, которая связывает геологические слои (стратиграфия) с конкретными временными промежутками. Без базового представления об этой шкале человек едва ли поймет, что изучает историческая геология. Эта шкала используется геологами, палеонтологами и другими учеными для определения и описания различных периодов и событий в истории Земли. В сущности, на ней и основана современная историческая геология. Таблица геологических временных интервалов, представленных на шкале, согласуется с номенклатурой, датами и стандартными цветовыми кодами, установленными Международной комиссией по стратиграфии.
Первичными и самыми большими единицами деления времени являются эоны, последовательно идущие друг за другом: Хадеан, Архей, Протерозой и Фанерозой. Эоны делятся на эры, которые, в свою очередь, делятся на периоды, а периоды - на эпохи.
В соответствии с эонами, эрами, периодами и эпохами термины «эноним», «эратем», «система», «серия», «стадия» используются для обозначения слоев породы, которые принадлежат к этим участкам геологического времени в истории Земли.
Геологи квалифицируют эти единицы как «ранние», «средние» и «поздние», когда речь идет о времени, и «нижние», «средние» и «верхние», когда речь идет о соответствующих камнях. Например, нижние юрские отложения в хроностратиграфии соответствуют ранней юрской эпохе в геохронологии.
История и возраст Земли
Данные радиометрического датирования указывают на то, что Земле около 4,54 миллиарда лет. Различные промежутки времени на геологической шкале времени обычно отмечаются соответствующими изменениями в составе пластов, которые указывают на основные геологические или палеонтологические события, такие как массовые вымирания. Например, граница между меловым периодом и палеогенным периодом определяется мел-палеогенным вымиранием, которое ознаменовало гибель динозавров и многих других групп жизни.
Геологические единицы из того же времени, но в разных частях мира часто выглядят по-разному и содержат разные окаменелости, поэтому отложениям, принадлежащим одному и тому же периоду времени, исторически давались разные названия в разных местах.
Историческая геология с основами палеонтологии и астрономии
Некоторые другие планеты и спутники Солнечной системы имеют достаточно жесткие структуры, чтобы сохранить записи своих собственных историй, например, Венера, Марс и Луна. Доминирующие планеты, такие как газовые гиганты, не сохраняют свою историю сопоставимым образом. Кроме массивных бомбардировок метеоритами, события на других планетах, вероятно, мало влияли на Землю, и события на Земле соответственно мало влияли на эти планеты. Таким образом, построение шкалы времени, которая связывает планеты, имеет лишь ограниченное значение для шкалы времени Земли, за исключением контекста Солнечной системы. Перспективы исторической геологии других планет - астропалеогеологии - все еще обсуждаются учеными.
Открытие Николая Стено
В конце XVII века Николай Стено (1638-1686) сформулировал принципы геологической истории Земли. Стено утверждал, что слои пород (или страты) были заложены последовательно, и каждый из них представляет собой «срез» времени. Он также сформулировал закон суперпозиции, в котором говорится, что любой отдельно взятый слой, вероятно, старше тех, что выше него, и моложе тех, что ниже него. Хотя принципы Стено были просты, их применение оказалось сложным. Идеи Стено также привели к открытию других важных понятий, которые используют даже современные геологи. В течение 18-го века геологи поняли, что:
- Последовательности слоев часто подвергаются эрозии, искажениям, наклонам или даже инверсии.
- Страты, заложенные в то же время в разных областях, могут иметь совершенно разную структуру.
- Страты любой области представляют собой лишь часть долгой истории Земли.
Джеймс Хаттон и плутонизм
Теории нептунистов, популярные в это время (изложены Авраамом Вернером (1749-1817) в конце 18 века), сводились к тому, что все камни и породы ведут свое происхождение от некого огромного наводнения. Большой сдвиг в мышлении произошел, когда Джеймс Хаттон представил свою теорию перед Королевским обществом Эдинбурга в марте и апреле 1785 года. Джон Макфи позже утверждал, что Джеймс Хаттон в тот самый день стал основателем современной геологии. Хаттон предположил, что внутри Земли очень жарко, и что это тепло было двигателем, который побуждал к созданию новых камней и пород. Затем Земля была остужена воздухом и водой, осевшими в виде морей - что, к примеру, отчасти подтверждает историческая геология моря над Уралом. Эта теория, известная как «Плутонизм», сильно отличалась от «нептунистской» теории, основанной на изучении водных потоков.
Открытие других основ исторической геологии
Первые серьезные попытки сформулировать геологическую шкалу времени, которая может быть применена в любой точке Земли, были сделаны в конце 18 века. Наиболее удачные из тех ранних попыток (в том числе и Вернера) разделили породы земной коры на четыре типа: первичный, вторичный, третичный и четвертичный. Каждый тип скалы, согласно теории, сформировался в течение определенного периода в истории Земли. Таким образом, можно было говорить о «третичном периоде», а также о «третичных породах». Действительно, термин «третичный» (в настоящее время - палеоген и неоген) по-прежнему часто используется в качестве названия геологического периода, наступившего после вымирания динозавров, а термин «четвертичный» остается формальным названием текущего периода. Практические задачи по исторической геологии были предоставлены кабинетным теоретикам очень быстро, ведь все, до чего они додумались сами, нужно было доказать на практике - как правило, путем долгих раскопок.
Идентификация страт по содержащимся в них ископаемым, впервые предложенная Уильямом Смитом, Жоржем Кювье, Жаном д"Амалиусом д"Аллахом и Александром Бронняртом в начале 19 века, позволила геологам более точно разделить историю Земли. Это также позволило им сопоставить слои по национальным (или даже континентальным) границам. Если две страты содержали одни и те же окаменелости, значит они были заложены одновременно. Историческая и региональная геология оказали непосильную помощь в совершении этого открытия.
Названия геологических периодов
В ранних работах по разработке геологической шкалы времени доминировали британские геологи, и названия геологических периодов отражают это доминирование. «Кембрий» (классическое название для Уэльса), «ордовик» и «силур», названные в честь древних валлийских племен, были периодами, определенными с использованием стратиграфических последовательностей из Уэльса. «Девон» был назван в честь английского графства Девоншир, а «Карбон» был назван в честь устаревших угольных мер, используемых британскими геологами 19 века. Пермский период назвали в честь российского города Перми, потому что он был определен с использованием страт в этом регионе шотландским геологом Родериком Мерчисоном.
Однако некоторые периоды были определены геологами из других стран. Триасовый период был назван в 1834 году немецким геологом Фридрихом Фон Альберти из трех различных слоев (trias по-латыни "триада"). Юрский период был назван французским геологом Александром Бронньяртом в честь обширных морских известняковых пород Юрских гор. Меловой период (от латинского creta, что переводится как «мел») впервые был выделен бельгийским геологом Жаном д"Омалиусом д"Халлоем в 1822 году после изучения меловых отложений (карбонат кальция, осажденный раковинами морских беспозвоночных), обнаруженных в Западной Европе.
Разделение эпох
Британские геологи также впервые ввели сортировку периодов и их разделение на эпохи. В 1841 году Джон Филлипс опубликовал первую глобальную геологическую шкалу времени, основанную на типах окаменелостей, обнаруженных в каждую эпоху. Шкала Филлипса помогла стандартизировать использование таких терминов, как палеозойский («старая жизнь»), который он распространил на более длительный период, чем в предыдущем употреблении, и мезозойский («средняя жизнь»), который он самостоятельно изобрел. Тем, кому все еще интересно узнать об этой чудесной науке, изучающей историю земли, но нет времени читать Филлипса, Стено и Хаттона, можно посоветовать "Историческую геологию" Короновского.
- (a. historic geology; н. historische Geologie; ф. geologie historique; и. geologia histуrica) наука, изучающая историю и закономерности геол. развития Земли. Задачами И. г. являются реконструкция и систематизация естеств. этапов развития… … Геологическая энциклопедия
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ Большой Энциклопедический словарь
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ Современная энциклопедия
историческая геология - — Тематики нефтегазовая промышленность EN historical geology … Справочник технического переводчика
историческая геология - Раздел геологии, изучающий историю развития Земли с момента образования земной коры до современного ее состояния … Словарь по географии
Историческая геология - ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ, изучает историю и закономерности развития Земли с момента образования земной коры до современного ее состояния. Основной раздел исторической геологии стратиграфия. Задачи исторической геологии восстановление эволюции лика… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Историческая геология - отрасль геологии, изучающая историю и закономерности развития земной коры и Земли в целом. Главные её задачи восстановление и теоретическое истолкование эволюции лика земной поверхности и населяющего её органического мира, а также… … Большая советская энциклопедия
историческая геология - раздел геологии, изучающий историю и закономерности развития земной коры и Земли в целом. Основная отрасль исторической геологии стратиграфия. Задачи исторической геологии восстановление и теоретическое истолкование эволюции лика земной… … Энциклопедический словарь
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ - раздел геологии, изучающий историю и закономерности развития земной коры и Земли в целом. Осн. отрасль И. г. стратиграфия. Задачи И. г. восстановление и теоретич. истолкование эволюции лика земной поверхности и органич. мира, а также выяснение… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ГЕОЛОГИЯ - (греч., от ge земля, и logos слово). Наука о составе и строении земного шара и о происходивших и происходящих в нем изменениях. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ГЕОЛОГИЯ греч., от ge, земля, и logos … Словарь иностранных слов русского языка
Книги
- Историческая геология , Н. В. Короновский , В. Е. Хаин , Н. А. Ясаманов , Учебник создан в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом по направлению подготовки Геология (квалификация бакалавр). В учебникеизложены современные… Категория: Учебники для ВУЗов Серия: Высшее профессиональное образование. Бакалавриат Издатель: Академия , Производитель: Академия , Купить за 1230 грн (только Украина)
- Историческая геология , Д. И. Панов , Е. В. Яковишина , И. В. Шалимов , Л. Ф. Копаевич , Руководство к практическим занятиям предназначено для студентов геологических специальностей вузов, изучающих дисциплину `Историческая геология`. Данное пособиесостоит из двух частей. Первая… Категория: Разное Издатель:
Загрузка...
