Поздний протерозой

Контрольная работа по геологии

"Поздний протерозой"

1. СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ И СТРАТОТИПЫ

Интервал геологического времени продолжительностью около I млрд. лет, начавшийся с карельской тектономагматической эпохи (ТМЭ) (1650+50 млн. лет назад) и продолжавшийся до байкальской ТМЭ (650+20 млн. лет назад), носит название рифея. Рубежами готской ТМЭ (1350+20 млн. лет назад) и гренвильской ТМЭ (1000+ 50 млн. лет назад) рифей делится на три части -- ранний, средний и верхний.

Название "рифей" происходит от древнего наименования Урала (Ripheus) и впервые было предложено Н. С. Шатским для мощного комплекса позднедокембрийских отложений, развитых на Урале.

Подразделения верхнепротерозойской эонотемы, принятые в России, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Общее стратиграфическое подразделение верхнего протерозоя

За рубежом нижний и средний рифей принято рассматривать совместно в качестве среднего протерозоя, а под верхним протерозоем понимают верхний рифей и венд. Венд в нашей стране официально включается в состав верхнего протерозоя и им заканчивают докембрийский отрезок истории. Однако по содержащимся в нем органическим остаткам, вполне отвечающим понятию фанерозоя как времени существования "явной" жизни, так и в тектоническом отношении венд все-таки больше тяготеет к фанерозою и поэтому будет рассмотрен нами в составе последнего.

Стратотипы. Стратотипом рифея является разрез Башкирского антиклинория Южного Урала, а гипостратотипом -- разрез Учуро-Майского региона Сибири. Три серии стратотипа рифея, отражающие последовательные стадии развития доуралид, разделяются геологическими событиями того или иного масштаба и охарактеризованы специфичными комплексами микрофоссилий, строматолитов и микрофитолитов. Эти три серии, традиционно служившие моделью для разработки схем общего расчленения рифея, являются типами подчиненных рифею хроностратиграфических единиц -- нижнего рифея (бурзяния), среднего рифея (юрматиния) и верхнего рифея (каратавия).

Бурзянская серия залегает несогласно на архейских гнейсах и делится на три свиты: айскую, саткинскую и бакальскую. Нижняя, айская, свита обладает сложным строением и слагается полимиктовыми и аркозовыми песчаниками, частично туфогенными, кварцитопесчаниками, конгломератами с галькой гранитов, джеспилитов, основных и кислых вулканитов, щелочными базальтоидами. В верхней части располагаются кварцслюдистые и филлитовые сланцы, и доломиты (1700--2000 м). Саткинская свита слагается доломитами, отчасти известняками с прослоями сланцев (до 2400 м), а бакальская свита -- филлитовидными сланцами с прослоями доломитов и известняков (1300 м).

Среди микрофоссилий доминируют обладающие широким вертикальным распространением наиболее просто устроенные мелкие сфероморфиты, колониальные коккоидные и нитчатые остатки водорослей. Наряду с ними появляются неизвестные в более древних отложениях органостенные сфероморфиты -- Satka favosa Jank,. S. undosa Jank, Eomerginata atria'ta Jank, Germinosphaera tadasii A. Weiss. Среди бурзянских строматолитов, кроме эндемичных таксонов и некоторых транзитных групп, в саткинской свите присутствуют разнообразные постройки и известные далеко за пределами Урала Kussiella kussiensis Kryl., Conophyton garganicus Kor., Gongylina differentiate Kom., Stratifera omachtella Semikh. В бакальской свите известны Gaya irkutskanica Kryll и поднимающиеся в средний рифей Conophyton cyllndricus Mask, Con. lituns Masl. Микрофитолиты представлены Osagia pulla Z. Zhur., Vesicularites rotundus Z. Zhur., Glebosites magnus Nar., Nelcunella (Stellaria).

Нижняя граница среднего рифея в уральском стратотипе проводится по основанию машакской свиты юрматинской серии, которая несогласно залегает на бурзянской. Изотопный возраст границы определяется в 1350+20 млн. лет. В стратотипическом разрезе машакская свита слагается преимущественно субаэральшми основными и кислыми вулканитами и их туфами, затем кварцитопесчаниками (иногда красноцветными), конгломератами и филлитами. Общая ее мощность достигает 2300 м. Залегающая выше зигальгинская свита (200--1100 м) представлена серыми кварцитопесчаниками и кварцитами с прослоями филлитизированных алевролитов. В зигазинокомаровской свите (800--1600 м) преобладают различные филлитовидные сланцы. Наряду с ними присутствуют алевролиты, доломиты и известняки. В верхней части располагаются пластовые сидериты. Авзянская свита (1100-- 1650 м) сложена доломитами, известняками и в меньшей мере песчано-глинистыми породами.

Микрофоссилии среднего рифея известны из зигазино-комаровской и авзянской свит. Они обладают почти полной преемственностью состава от бурзянских. Исключения составляют встреченные в нижней части авзянской свиты окремненные стебельковые цианобактерии Polybessurus и появляющиеся в кровле свиты относительно крупные сфероморфные Leiosphaeridia jacutica (Tim.), эллипсоидальные Eosynechococcus tiulmesis Jank. et Kozl., близкие к формам Valeria и довольно разнообразные нитчатые микроостатки Caiyptothrix. Строматолиты юрматинской серий известны в авзянской свите. Они представлены в нижней части Baicalia aborigena Snap., Svetliella avzianica Кот, а в верхней -- рядом эндемичных форм Baicalia nova Kryl., Thesaurus macrotomus Vlas. и формами широкого распространения Conophyton metula Kir., С. cylindricus Masl., Jacutophyton sp., Stratifera flexurata Кот. Среди микрофитолитов здесь обычны Osagia tenuilamellata Reitl., Vesicularites flexuosus Reitl., V. marginulatus Z. Zhur.

Нижняя граница верхнего рифея проводится по основанию зильмердакской свиты каратавской серии, отделенной крупным несогласием от юрматинской. Предкаратавский рубеж характеризуется широким развитием кор химического выветривания. Условно изотопный возраст границы принят в 1000+50 млн. лет. В составе каратавской серии выделяется шесть свит: 1) зильмердакская (1000--3000 м) -- аркозовые и кварцевые песчаники, часто красноцветные с линзами мелкогалечных конгломератов и гравелитов, а также с подчиненными прослоями алевролитов и аргиллитов; 2) катавская свита (250--600 м) -- пестроцветные известняки и мергели; 3) инзерская (150--800 м) -- алевролиты, сланцы, песчаники с глауконитом; 4) миньярская (400--800 м) -- доломиты, реже известняки, в верхней части прослои и линзы кремней; 5) укская (400--600 м) -- известняки онколитовые, пелитоморфные и обломочные, кварцевые песчаники и алевролиты; 6) криволукская свита (250--400 м) -- алевролиты и глинистые сланцы с горизонтом кварцитопесчаников. Микробиота типовых разрезов верхнего рифея помимо транзитных таксонов заключает во всех группах своеобразные формы, среди которых акритархи, крупные сфероморфиты и микрофитолиты. Строматолиты каратавской серии отличаются от юрматинских резким обновлением систематического состава и образуют шесть последовательных ассоциаций: 1) Inzeria tjomusi Kryl., Jurasania cylindrica Kryl. (нижнекатавские отложения); 2) Malginella zipondica Kom,, M. sp. (среднекатавские отложения); 3) Conophyton garganicus var. ikeni Raab. et Kom., Gon. reticulatus Kom., Colonnella ulakia Kom. (верхнекатавские отложения); 4) Gymnosolen ramsayi Steinm., Katavia karatavica Kryl., Inzeria djejimi Raab., Parmitas me. ridionalis Raab. (миньярские отложения), 5) Conophyton miloradovici var. krylovi Raab., Minjaria uralica Kryl., Tungussia perforata Raab. et Kom., Sacculia turukhanica Kam.; 6) Liinella ukka Kryl., L. simica Kryl., Tungussia bassa Kryl. (укские отложения).

Общая мощность рифейских отложений в стратотипической местности составляет 14--15 км. Отложения смяты в складки, слабо мегаморфизованы. На рифее с размывом и несогласием залегает толща полимиктовых песчаников, конгломератов и алевролитов, относимая к ашинской серии вендского возраста.

2. ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР

Важнейший этап в развитии органического мира докембрия совпадает с началом позднего протерозоя, когда широкое распространение получили эукариоты -- организмы, клетки которых имели обособленные ядра. Эукариоты стали частично переходить к кислородному дыханию или могли чередовать кислородное дыхание с брожением. Это зависело от частоты и продолжительности смены условий среды обитания. В позднем протерозое появились первые планктонные организмы.

Второй важнейший рубеж развития органического мира совпадает с началом среднего рифея. В это время появились и расселились примитивные многоклеточные организмы среди растений и животных. В составе последних уже были не только бентоносные формы, прикрепленные к дну, но и подвижные илоеды. Предполагают, что следами жизнедеятельности илоедов являются катаграфии, впервые встречающиеся в отложениях, имеющих возраст 1200 млн. лет. В среднем рифее появляются акритархи. 3fH образования по внешнему виду напоминали споры растений, но в действительности представляли остатки фито- и зоопланктона. В среднем рифее особенно пышное развитие получили, синезеленые водоросли, остатки жизнедеятельности которых -- строматолиты -- имеют важное значение для стратиграфии (рис. 1). По остаткам этих водорослевых построек производится расчленение рифея и сопоставление выделенных горизонтов.

Рис. 1. Строматолиты рифея Урала и некоторых районов России (по Б. М. Келлеру): 1, 2, 4--6, 8--16 -- общий вид построек; 3, 7, 17 -- продольное сечение столбиков; 1--3 -- Kussiella; 4--7 -- Baicalia; 5--10 -- Tungussia; 11--13 -- Minjaria; 14--17 -- Gymnosolen

Вероятно, этап развития органического мира, начавшийся в среднем рифее, связан с достижением точки Пастера, когда содержание кислорода в атмосфере достигло величины 0,1% от современного. Это обеспечивало защиту организмов от ультрафиолетового излучения и благодаря этому животные, перейдя к кислородному дыханию, смогли подниматься к самой поверхности воды и заселять обширные мелководья.

3. ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ

УСЛОВИЯ

Ранний и средний рифей. В цикле раннедокембрийского развития к началу позднего протерозоя было сформировано, по разным оценкам, от половины до трех четвертей современного объема континентальной коры (рис. 2).

Рис. 2. Палеогеографические элементы раннего и среднего рифея на современной географической основе: / -- суша платформенная и орогенная, низкая и возвышенная; 2 -- области континентального осадконакопления, 3 -- эпиконтинентальные моря; 4 -- островная суша; 5 -- моря шельфовые и континентального склона; 6 -- дрезние глубоководные области или районы, не охарактеризованные Фактическим материалом; 7 -- эвапориты; 5 -- турбидиты; 9 -- островодужные вулканиты преимущественно известково-щелочного состава; 10 -- окраинно-контннентальные вулканические пояса

Существуют серьезные основания думать, что в результате отмирания и замыкания раннепротерозойских глубоководных бассейнов эта кора в раннем рифее была стянута в единый суперконтинент, получивший название Пангея I, или Мегагея, в отличие от позднепалеозойскораннемезозойской Пангеи II, впервые выделенной А. Вегенером. На единство этого суперконтинента указывают, прежде всего, палеомагнитные данные--; сходство кривых кажущейся миграции магнитных полюсов, определенных для позднего докембрия разных континентов.

Лишь немногие подвижные зоны геосинклинального типа были унаследованы раннерифейской структурой коры от раннего протерозоя. Это Муйская зона на юге Сибири, в Прибайкалье, зона Майомбе в Экваториальной Африке и Маунт-Айза в Австралии. И только одна из этих зон -- Маунт-Айза -- закончила свое развитие в конце раннего рифея складчатостью, метаморфизмом и гранитизацией. Другой тип раннерифейских структур, унаследованных от раннего протерозоя или возникших в раннем же рифее, -- гранулито-гнейсовые пояса -- Восточно-Гатский в Индии, Олбэни-Фрейзер-Масгрейв в Австралии. Эти структуры на данном этапе развивались в обстановке интенсивного сжатия, сопровождаемого метаморфизмом до гранулитовой ступени включительно, образованием гранитных плутонов и полей пегматитов. Можно предполагать, что они представляют как бы рубцы на месте столкнувшихся в конце раннего протерозоя протоконтинентов.

Некоторая часть раннерифейских подвижных зон геосинклинального типа была новообразованной, несогласно наложенной на сложившуюся к началу раннего рифея структуру. К ним относятся Делийская система в Индостане, Кибарская в Экваториальной Африке и Центральнобразильская в Южной Америке. Образование всех трех систем, несомненно, происходило в условиях растяжения, но только в Делийской и, возможно, в Центральнобразильской оно могло привести к полному разрыву континентальной коры и ее замещению корой океанского типа. Делийская система с некоторым смещением частично наследует Араваллийскую систему раннего протерозоя.

Остальная значительно большая площадь континентальной коры развивалась в условиях преобладания умеренных поднятий. На этом фоне в ряде регионов -- в Северной Америке в широкой полосе от Техаса до Лабрадора, в основном к югу от Канадского щита, в Южной Америке на западных склонах Гвианского и Центральнобразильского щитов, тогда составлявших единый Амазонский кратон, в северо-западной Африке, в Европе на западе Балтийского щита, в Скандинавии, в Азии, Центральном Казахстане -- мощно проявлялся кислый, с щелочным уклоном наземный вулканизм и формировались крупные плутоны гранитов рапакиви, нередко с габброанортозитами в нижней части плутонов. Этот магматизм наследует аналогичный магматизм конца раннего протерозоя и является свидетельством еще достаточно высокого теплового потока, так как в нем кроме мантийных дериватов участвуют и продукты плавления сиалической коры. Знаменательно также, что области его проявления тяготеют к периферии щитов древних платформ.

Некоторые участки стабильных областей континентов были заняты плоскими впадинами типа синеклиз, заполнявшимися обломочными или карбонатными (строматолитовые биостромы) осадками озерно-аллювиального или мелководно-морского происхождения значительной (до 5--6 км) мощности. Наиболее крупными из них были Атабаска в Северной Америке, Виндийская и Куддапахская в Индии (они, вероятно, составляли единый бассейн), Мак-Артур в северной Австралии. Кроме того, особенно в конце раннего рифея на ряде платформ возникла сеть рифтов -- будущих авлажогенов. Это относится к Восточно-Европейской, Сибирской, Китайско-Корейской (Яншаньский авлакоген), Австралийской (авлакоген Баттен в пределах синеклизы Мак-Артур), Отчасти Северо-Американской платформам. Максимальная мощность осадков в них вдвое превышает соответствующее значение для синеклиз. Как в синеклизах, так и особенно в авлакогенах наблюдаются проявления траппового, местами бимодального магматизма.

Примечательно, что и в Северной Америке (Белт-Перселл в Скалистых горах), и в Восточной Европе (в частности, на западном склоне Урала), и в Сибири (Юдомо-Майский авлакоген на юго-востоке) наиболее глубокие и широкие авлакогены приурочены к периферии современных древних платформ -- кратонов, намечая собой их будущие ограничения. Что же касается суперконтинента (Пангеи I) в целом, то существование его окраины вырисовывается лишь в Юго-Восточной Азии (Южный Китай, Вьетнам), где даже имеются указания на присутствие офиолитов раннерифейского возраста, впрочем, нуждающиеся в подтверждении.

Таким образом, Пангея I уже в раннем рифеё отнюдь не была монолитным суперконтинентом. В ней существовали довольно многочисленные зоны растяжения, очевидно утонения и даже переработки слагавшей ее сиалической коры, однако, за редким исключением (в Индостане и Центральной Бразилии, например), дело еще не доходило до полного разрыва этой коры и до новообразования коры океанского типа. Последняя могла быть развита, как отмечалось выше, лишь на периферии суперконтинента.

Конец раннего рифея местами отмечен складчатыми деформациями, обычно слабыми, повторным метаморфизмом, внедрением гранитных плутонов. Эти события известны в Северной Америке под названием эльсонского (Лабрадор) или мазатцальского (Аризона), в южной части Скандинавии готского диастрофизма; на западном склоне Урала им отвечает несогласное залегание среднерифейской юрматинской серии на нижнерифейской бурзянской. Однако, за исключением складчатой системы Маунт-Айза в Австралии, нигде в это время не происходило ничего подобного заключительному, орогенному, этапу развития "нормальных" геосинклинальных систем. Можно говорить лишь о некоторой тектономагматической активизации.

С наступлением среднего рифея процессы деструкции суперконтинента Пангея I заметно усилились. Выразилось это в появлении многочисленных новых авлакогенов в Северной Америке, Восточной Европе, Сибири, наряду с активизацией развития раннерифейских структур этого типа. Особенно впечатляет авлакоген Мидконтинента (т. е. середины континента) в Северной Америке -- 2500 км в длину, 100--200 км в ширину и 15 км глубиной, причем половина этой мощности сложена базальтами. Активизируется и развитие внутрикратонных подвижных систем геосинклинального типа, например Кибарид в Экваториальной Африке, причем в некоторых из них--на Урале, Таймыре, в Енисейском кряже, Прибайкалье, в хребте Циньлин в Китае, в системе Наталь в Южной Африке, возможно в Центральной Бразилии, -- появляются офиолиты, свидетельствующие о смене рифтогенеза спредингом, хотя, вероятно, и ограниченного масштаба. При этом если в раннем рифее рифтогенез проявлялся в наибольшей мере по периферии будущих древних платформ, то теперь он затрагивает и их внутренние области, что особенно заметно на примере Восточно-Европейского кратона. Но периферические рифты авлакогены все же испытывали более интенсивное растяжение и погружение. На Урале, Таймыре, Енисейском кряже, в Прибайкалье раздвиг мог перейти в спрединг, который продолжался и в первой половине позднего рифея или даже ограничивался этим временем.

В среднем рифее продолжали развиваться заложенные ранее гранулито-гнейсовые коллизионные пояса -- Восточно-Гатский в Индии, Олбэни-Фрейзер в Австралии и некоторые другие. Теперь к ним добавился крупнейший Гренвильский пояс Северной Америки, пересекающий этот континент от Техаса или даже от Южной Мексики до Лабрадора. Условия заложения этого пояса остаются неясными; несомненно, они связаны с растяжением, но его масштаб и характер точно не известны. Восточное продолжение пояса обнаруживается на крайнем юге Гренландии, севере Британских островов, юго-западе Скандинавии и западе Шпицбергена.

Развитие Гренвильского пояса закончилось двумя импульсами интенсивного сжатия, высокоградиентного метаморфизма, внедрения плутонов гранитоидов и анортозитов на рубежах 1100 и 950 млн. лет. Эта эпоха тектогенеза (на уровне около 1,0 млрд. лет) получила название гренвильской, и это название широко применяется на всех континентах наряду с местными названиями. Появление последних связано с тем, что деформации, магматизм, метаморфизм, тектонотермальная переработка более древних комплексов в данную эпоху широко проявлены практически повсеместно. Гренвильским тектогенезом закончилось развитие Кибарокой системы в Экваториальной Африке с ее ответвлениями (кибарский орогенез), Делийской системы в Индостане. Эта эпоха имела большое значение в эволюции Центральнобразильской системы ("уруаеанский орогенез"). Заметную роль гренвильский тектогенез сыграл и в Урало-Охотском поясе, в частности в Енисейском кряже, Центральном Казахстане ("исседонский орогенез"), Прибайкалье, Монголии, а также на Таймыре. Он завершил становление фундамента Северо-Американской, Австралийской, Индостанской и Восточно-Европейской древних платформ.

В авлакогенах среднему рифею отвечает самостоятельный осадочный цикл, а границе среднего и позднего рифея -- проявление интрузивного магматизма, основного в Восточной Европе, щелочно-основного в Средней Сибири. Авлакогены Северного Китая испытали в конце среднего-- начале позднего рифея складчатость.

В среднем рифее продолжалось развитие некоторых платформенных впадин-- синеклиз, в основном в Индостане и Австралии, где размеры их, однако, уменьшаются.

Заметно сокращается и распространение кислых вулканоплутонических ассоциаций; они известны в тех же районах, что и в раннем рифее -- на западе Амазонского кратона, в южной части Скандинавии, в Центральном Казахстане, в Антарктиде, причем в их составе возрастает относительное значение интрузий и убывает роль вулканитов.

Активная окраина Пангеи I, как и в раннем рифее, намечается только на юго-востоке Азиатского континента (Южный Китай, Вьетнам).

В общем, средний рифей характеризуется, с одной стороны, усилением деструктивных процессов, а с другой стороны, его окончание знаменуется новой консолидацией значительных площадей Пангеи I.

Поздний рифей. Поздний рифей, особенно его вторая половина, начиная с. рубежа 850 млн. лет назад, -- одна из критических эпох в истории Земли, эпоха распада Пангеи I и начала раскрытия палеозойских океанов. С возникновением подвижного пояса Прототетиса, документируемым верхнерифейскими офиолитами Антиатласа (Марокко) на юге и обрамления Богемского (Чешского) массива на севере, Пангея I оказалась расколотой на две части -- Лавразию на севере и Гондвану на юге. Но и эти две континентальные массы вскоре, если не одновременно, также подверглись расколу. Между Северной Америкой и Европой сначала заложилась континентальная рифтовая система с накоплением мощных обломочных толщ на Ньюфаундленде, в Восточной Гренландии, Шотландии, Скандинавии и на Шпицбергене, а затем произошло относительно кратковременное раскрытие Кельтского океана (Протояпетуса -- см. ниже), реликты коры которого сохранились на о. Англси у побережья Уэльса. Процессы деструкции возобновились в Урало-Охотском поясе, в частности в Восточном Саяне и Забайкалье, в то время как на Таймыре и в Енисейском кряже уже на уровне 850 млн. лет протекали деформации сжатия и поднятия, сопровождавшиеся накоплением моласс.

Деструктивные процессы проявились и в пределах Гондваны. Наиболее крупномасштабным был раскол между Западной (Южная Америка -- Африка) и Восточной (Индостан -- Австралия -- Антарктида) Гондваной, приведший к образованию Аравийско-Мозамбикского подвижного пояса, состоявшего из нескольких глубоководных бассейнов, разделенных микроконтинентами, или вулканическими дугами. Ширина пояса и число бассейнов с корой океанского типа убывают к югу, и, напротив, возрастают к северу, где данный пояс сливается с Прототетисом. К концу рифея начинается общее перемещение масс к западу, в сторону Центральноафриканского континента со столкновением островных дуг и микроконтинентов, выжиманием и обдукцией офиолитов.

В Западной Гондване возникли и другие зоны деструкции и новообразования океанской коры. Одна из них -- Транссахарская -- протянулась между Центральноафриканским и Западно-Африканским кратонами от Антиатласа до Гвинейского залива. И эта подвижная система расширялась к северу, вливаясь в Прототетис, и сужалась к югу, выклиниваясь в северо-восточной Бразилии. Подобно Аравийско-Мозамбикскому поясу в конце рифея развитие Транссахарской системы вступило в завершающую фазу.

Западнее, по другую сторону Западно-Африканского континента, в позднем рифее активно развивалась Мавритано-Сенегальская система; ее южное продолжение, уже в пределах современной Южной Америки, составляла Центральнобразильская система. Здесь повторно проявляется деструкция после гренвильской консолидации и наступает орогенный этап развития в конце рифея -- начале венда. Однако на долю позднего рифея в основном выпали повторные надвигово-сдвиговые деформации более древних толщ.

Еще одна позднерифейская подвижная система в теле будущей Западной Гондваны, также наследующая после перерыва гренвильекую (здесь кибарскую), прослеживается вдоль африканской окраины Южной Атлантики и частично по другую, бразильскую, ее сторону. Осевая зона этой системы так же, как и предыдущие, испытала полный раздвиг континентальной коры и новообразование океанской. Однако здесь это "зияние" выклинивается не в южном, а в северном направлении, упираясь в континентальный блок, элементы которого сохранились по обе стороны Экваториальной Атлантики. Южно-Атлантическая система давала слепое Дамаро-Катангское ответвление в глубь Африки, наследовавшее Кибарскую систему раннего-среднего рифея, но более узкое, менее протяженное и на своем северо-восточном окончании целиком подстилавшееся континентальной корой. Эта система закончила свое развитие двумя импульсами сжатия; первый, главный, завершился на уровне 750 млн. лет ("катангский орогенез"), второй -- 500 млн. лет, т. е. в кембрии ("дамарский орогенез"). Закрытие глубоководного бассейна произошло уже в катангскую эпоху; на долю дамарской выпало образование надвигов и сдвигов.

Таким образом, будущая Западная Гондвана фактически состояла в позднем рифее из нескольких континентальных блоков -- платформ, разделенных узкими глубоководными бассейнами с океанской или утоненной и глубоко переработанной континентальной корой в осевых зонах. Континентальные блоки имели порядка тысячи, подвижные системы -- первые сотни километров в поперечнике. Последняя оценка определяется тем, что расстояния между противолежащими континентальными блоками не улавливаются палеомагнитными методами (их точность 500--1000 км).

В противоположность Западной Восточная Гондвана оставалась в позднем рифее относительно монолитной. В конце рифея -- начале венда, в тектоническую эпоху, именуемую в России байкальской, в Африке -- панафриканской, в Южной Америке -- бразильской, произошло' слияние континентальных блоков Западной Гондваны и причленение к ней Восточной Гондваны вдоль Мозамбикокого пояса, что и привело, в конечном счете, к формированию нового суперконтинента, просуществовавшего почти до середины мезозоя.

Окраины как лавразийских, так и гондванских материков, обращенных к Протопацифику (древнему Тихому океану), Прототетису и Палеоазиатскому океану (будущий Урало-Охотский пояс), за некоторым исключением, были пассивными. Это доказывается на ряде их участков, где установлено развитие комплексов шельфа и/или континентального склона, в частности в Северо-Американских Кордильерах (с 850 млн. лет), в Андах, в Трансантарктических горах, в Южной Австралии, вдоль юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы, южных и восточных окраин Сибирской платформы. Переход к океанским условиям доказывается присутствием офиолитов на западе о. Тасмания, на юге Австралии, в Восточном Саяне, Прибайкалье и Забайкалье. Режим активных окраин по-прежнему характеризует юго-восток Азиатского континента, а также Аравию.

Здесь надо отметить, что в последние годы появились новые работы, кардинально меняющие сложившиеся ранее представления о палеотектоники рифея и о происхождении Тихого океана. Основываясь на большом сходстве рифейских разрезов западной окраины Северной Америки, с одной стороны, и восточной окраины Австралии--Антарктиды -- с другой, в особенности ледниковых образований, некоторые исследователи пришли к выводу, что до определенного времени в позднем рифее (750--700 млн. лет, по уточненным данным) Северная Америка (Лаврентия) и Восточная Гондвана (Австралия -- Антарктида -- Индостан) составляли единый суперконтинент, который в середине позднего рифея (850-- 800 млн. лет назад) начал испытывать континентальный рифтогенез, переросший затем в спрединг, приведший к образованию прообраза современного Тихого океана (рис. 3). В самом конце рифея и венде произошло крупномасштабное перемещение Восточной Гондваны, которая, обогнув Западную Гондвану, примкнула к ней с восточной стороны, что и привело к замыканию Мозамбикского" океана примерно 600 млн. лет назад (рис. 4).

Рис. 3. Схематическая карта времени возникновения Тихого океана (по

К- Пауэллу и др.)

Рис. 4. Реконструкции положений материков в рифейское время: Балт. -- Балтия, Ю. Ам -- Южная Америка, Аф -- Африка, С. Ам -- Северная Америка, Ан -- Антарктида, Сб -- Сибирь, Ин -- Индия, Ав -- Австралия. / -- тиллиты, 2 -- морские бассейны

Эти новые представления довольно скоро получили подтверждение в палеомагнитных данных. Из них следует принципиально весьма важное заключение, что Тихий океан не является столь уже древним и не может рассматриваться как прямой наследник гипотетической Панталассы. Кроме того, поздний рифей и венд, выступают в качестве времени радикальной перестройки структурного плана Земли.

Роль гранулито-гнейсовых поясов или областей тектонотермической переработки среди структурных элементов позднерифейской коры была значительно более скромной, чем в раннем-среднем рифее. К ним относятся Восточно-Гатский, Сатпурский и Раджестанский пояса в Индостане, северная часть пояса Кибарид, в Африке, не вошедшая в состав позднерифейской Дамаро-Катангской подвижной системы, южная часть Мозамбикского пояса, северо-восточный выступ Бразилии и немногие другие.

Система рифтов-авлакогенов, осложнявших строение континентальных платформ, претерпела в позднем рифее определенную перестройку. Закончила свое развитие рифтовая система Мидконтинента Северной Америки, превратившись в слабодеформированные грабенсинклинали, часть авлакогенов Восточной Европы и Сибири; другая большая их часть продолжила свое развитие. Новая генерация авлакогенов возникла в Австралии и Центральной Африке.

Среди позднерифейских платформенных впадин -- синеклиз -- также обнаруживаются унаследованные от среднего и даже раннего рифея, как, например, в Индостане, и новообразованные -- Сан-Франсиску в Южной Америке, Таудени и Конго в Африке.

Некоторые участки более древних континентальных глыб -- кратонов, прилегающие к подвижным поясам и системам, претерпели в конце рифея -- начале венда тектонотермальную переработку, нашедшую наиболее яркое выражение в "омоложении" радиометрических датировок. Это особенно характерно для Африки, откуда и выражение "панафриканский" термотектогенез (активизация), отчасти для Южной Америки, Индостана и Восточной Антарктиды.

4. КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ

Установление климата рифейского времени представляет трудную задачу, так как из орбиты исследований исключаются такие важнейшие индикаторы климата, как растительные ассоциации и фаунистические комплексы. Особенности климата рифейского времени определяются в основном по распространенности осадочных пород -- индикаторов климата и продуктов переотложения древнейших кор выветривания, а также по данным палеотермометрии. Широкое распространение в раннем и среднем рифее больших объемов шельфовых высокомагнезиальных известняков и доломитов и хемогенного кремнеобразования свидетельствует о существовании мягкого морского и очень теплого климата. По изотопам кислорода и водорода в сингенетических кремнях, заключенных в карбонатных породах, установлено, что средние температуры земной поверхности 1,3--1,2 млрд. лет назад колебались в пределах 40--50 °С. Подобные температуры и насыщенность атмосферы углекислым газом способствовали образованию строматолитов и микрофитолитов, максимальное развитие которых за всю докембрийскую историю приходится на средний рифей. Помимо карбонатов в среднем рифее значительно развиты красноцветные терригенные толщи и эвапориты, что позволяет полагать, что наряду с влажным климатом существовали территории с аридным типом климата.

В конце среднего рифея произошло понижение температуры земной поверхности, что выразилось в сокращении карбонатонакопления, исчезновении хемогенного кремнеобразования, несмотря на увеличение интенсивности вулканизма. Широким распространением пользовались терригенные толщи, среди которых ведущая роль стала принадлежать полимиктовым разностям. Снижается число строматолитовых построек. Все меньше встречается остатков протяженных биогермных тел. На смену однообразному в температурном отношении азональному жаркому климату с определенной дифференциацией по степени увлажнения в позднем рифее пришел климат с резкой термической зональностью. Стали обособляться области с нивальным (холодным) и экваториальным климатами.

Наиболее яркая особенность верхнего рифея -- присутствие среди осадочных толщ ледниковых отложений. Тиллиты известны на двух стратиграфических уровнях и в соответствии с их положениями выделяют нижний и верхний тиллитовые горизонты. Нижний горизонт относится к уровню 750--720 млн. лет, а верхний -- 680-- 650 млн. лет, т. е. уже к началу вендского периода.

К толще тиллитов и фациально-связанных с ними морских осадков (акваморены, айсберговые образования) приурочены железорудные залежи, что является одним из главных корреляционных признаков нижних тиллитов. Нередко мощный горизонт нижних тиллитов представлен двумя уровнями тиллитов с разделяющим их межледниковым горизонтом. Горизонт нижних тиллитов известен как среди интракратонных образований Северо-Американской, Южно-Американской, Африканской и Австралийской платформ, так и в чехле микроконтинентов и среди шельфовых образований периферии подвижных поясов (Тянь-Шаньский, Транссахарский, Восточно-Гренландский и Аделаидокий). Развитие тиллитов и образований ледниковоморского происхождения (мариногляциальных отложений) дает основание не только предполагать широкое распространение холодных климатических условий, но и оконтурить области с нивальным климатом.

5. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Ранний рифей достаточно обилен полезными ископаемыми. Это пластовые сидеритгематитовые железные руды оолитовой формации, залежи магнезита, сформировавшиеся за счет вторичного обогащения высокомагнезиальных доломитов, пластовые залежи фосфоритов, месторождения медных и полиметаллических руд.

Железные руды большим развитием пользуются на Урале в саткинской и бакальской свитах бурзянской серии. На Южном Урале в доломитах бурзянской серии имеются залежи магнезита. Аналогичные руды распространены в свите Саданьу серии Санвон в Северной Корее. Типичные пластовые залежи фосфоритов имеются в удерейской и погорюйской свитах сухпитской серии Енисейского кряжа. Такие руды известны в одновозрастных отложениях Монголии и Индии.

Примером раннерифейских меднополиметаллических руд может служить месторождение Маунт-Айза в Австралии, приуроченное к полосе дробления в филлитах. Халькопирит, пирит и пирротиновое оруденение связаны с крупными кремнистодоломитовыми линзами. Среднее содержание меди в руде составляет 3%, цинка 7--8%, свинца 7--9%. Другое крупное сульфидно-полиметаллическое месторождение находится также в Австралии -- это Брокен-Хилл в блоке Уилльяма в Новом Южном Уэльсе. В залежах свинцово-цинковых руд, приуроченных к осадочно-метаморфическим толщам, имеются серебро, медь, кадмий, золото, кобальт, бериллий, танталониобаты и др.

Одним из наиболее знаменитых металлоносных плутонов раннего рифея является норитовый лополит Седбери в Канаде. К внешней его зоне приурочены месторождения сульфидных медноникелевых руд.

В Канаде имеются магматогенные месторождения урана. Это жильные месторождения урановой смолки в песчаниках серии Атабаска и в гнейсах серии. Это - Бей в районе Большого Медвежьего озера. В Австралии известны магматогенное урановое месторождение Радиум-Хилл в западной части блока Кэтлин и контактово-метасоматическое месторождение Мэри-Кэтлин в породах Корелла пояса Маунт-Айза.

В среднем рифее известны железные руды. Это пластовые сидеритгематитовые руды оолитовой формации в юрматинскдй серии Урала. Аналогичные руды известны на Енисейском кряже и в Китае.

Существует много месторождений меди, связанных как с базальтовым вулканизмом траппового типа в областях тектонического растяжения (сульфидная и самородная медь), так и с концентрацией меди в терригенных и терригенно-карбонатных породах. Они известны в зоне Букоба-Уха в Танзании, в серии Цумис в Намибии и надсерии Белт в Северной Америке.

В Канаде в районе Большого Медвежьего озера в серии Коппермайн имеется значительное медное оруденение. Пластообразные залежи самородной меди встречаются в серии Средний Кивино в провинции Сьюпириор и в серии Силл-Лейк в провинции Нейн.

Из полиметаллических месторождений среднего рифея надо отметить гидротермальные месторождения Северной Америки в надсерии Белт в Северных Скалистых горах в рудном районе Кёрд Ален в штате Айдахо. Они содержат уран, свинец, цинк, серебро, золото, вольфрам и медь. На продолжении этого района в провинции Британская Колумбия (Канада) находится богатейшее свинцовое оруденение.

Следует упомянуть титановые месторождения -- линзы и дайкообразные тела ильменит-магнетитовых, ильменит-гематитовых и ильменитрутиловых руд, распространенных в габброанортозитовом плутоне Дулут на северном берегу оз. Верхнего. Кроме того, в среднерифейских гранитах на Западно-Бразильском щите имеются оловянные залежи, а в Нигерийско-Ливийском поясе в Африке -- марганцевые руды.

Хотя в толщах верхнего рифея имеются линзо- и пластообразные залежи железа, промышленное значение они имеют только во впадине Вольта и в Дамарском поясе в Африке, в Австралии,, в Кордильерах Северной Америки, на Южном и Среднем Урале.

Полиметаллические месторождения с ванадием, свинцом, цинком и сульфидной медью известны в Дамарском поясе Африки. На юге Заира и в сопредельных районах Замбии крупные месторождения меди известны в так называемом Медном поясе. Его ширина составляет 50--65 км, а длина более 300 км в Заире и более 200 км в Замбии.

В Заире присутствуют окисленные медные руды (с малахитом, хризоколлой, купритом и самородной (медью). Там же находятся промышленные залежи кобальта. В Замбии кроме кобальта присутствуют цинк, кадмий, уран, ванадий, германий, золото.

К Медному поясу Шабы (Катанги) в Заире относится и крупнейшее урановое месторождение мира Шинколобве, приуроченное к доломитам серии Роан, имеющее осадочный генезис с последующим наложением гидротермальных процессов.

С поздним рифеем связаны кобальтовые месторождения Бу-Аззер и Эль-Граара в Антиатласе, оловоносные пегматиты в Катанге, медное оруденение на щите Хоггар, медно-свинцовые и цинковые руды Африки, золоторудные жилы на северо-востоке Аравийского полуострова, бариты Африки и Австралии, алмазоносные конгломераты Индии, фосфориты Индии и Казахстана.

В последние годы крупные залежи нефти и газа открыты в рифейских карбонатных толщах Восточной Сибири, в восточной части древней Сибирской платформы.