Ранний протерозой

Контрольная работа по геологии

"Ранний протерозой"

1. ГЛОБАЛЬНАЯ И РЕГИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Конец архея -- начало протерозоя на уровне 2,6-2,5 млрд лет является хорошо выраженным рубежом в пределах всех континентов, к которому приурочены процессы гранитоидного магматизма и регионального метаморфизма. Только в раннем протерозое во всем объеме начинают проявляться новые структурные элементы -- протоплатформы и настоящие подвижные пояса, хотя их прообразы существовали, по-видимому, и в позднем архее. В течение 1 млрд лет, вплоть до начала позднего протерозоя (позднего рифея), развитие основных структурных элементов земной коры шло довольно медленно и скорости осадконакопления были невелики.

Нижнепротерозойск'ие образования известны не только на всех *платформах, в пределах щитов и в фундаменте плит,:но и во многих складчатых поясах, например Урало-Охотском, разделяющем Восточно-Европейскую и Сибирскую платформы, в Средиземноморском поясе и ряде других. Не имея возможности рассмотреть все образования нижнего протерозоя, остановимся на нескольких наиболее представительных примерах, являющихся тектонотипами для этого временного интервала. Главная особенность начала раннего протерозоя -- это расчленение или деструкция многих позднеархейских стабильных областей, хотя часть из них сохранила монолитность, превратившись в древнейшие платформы. Они обладали уже фундаментом и чехлом, но последний еще отличался от типичного фанерозойского платформенного чехла.

На Африканском континенте крупнейших протоплатформ было две--Калахари и Конго. В первой из них в пределах Трановаальского пологого прогиба, напоминающего синеклизу, развит очень мощный, непрерывный и прекрасно изученный комплекс отложений. Фундамент этой протоплатформы образован «серыми гнейсами» и гранит-зеленокаменными толщами архея. Залегающие несогласно на этом фундаменте нижнепротерозойские образования подразделяются на три группы общей мощностью до 35 км. Нижняя из них Витватерсранд, в свою очередь, состоит из трех весьма мощных серий (надгрупп, по местной терминологии): Доминион-Риф, собственно Витватерсранд и Вентерсдорп. Первая' из них сложена в низах разреза кислыми вулканитами, реже более основными, подстилаемыми кварцитами и глинистыми сланцами, с прослоями знаменитых золотоносных конгломератов. Возраст вулканических пород Доминион-Рифа дает цифры 2,8--2,7 млрд лет. Вулканиты в целом составляют не более 10%, а 90% принадлежит обломочным породам.

Вторая серия слагается многократно чередующимися пачками глинистых сланцев и кварцитов, окрашенных в разные цвета (зеленоватые, серые, желтые, бурые и т. д.), причем кварциты слагают верхи разреза. Встречаются также маломощные прослои доломитов и известняков, базальтов, золото- и ураноносных конгломератов. Одному из нижних горизонтов конгломератов приписывается ледниковое происхождение.

Перед отложением третьей серии произошел перерыв в осадко-накоплении. Серия слагается в нижней части толеитовыми базальтами, их туфами; в средней -- валунными конгломератами, кварцитами, сменяющимися дацитами, риолитами, туфами, пеп-лами, а выше толщей туфов среднего состава и андезитовыми лава/ми. Общая мощность Витватерсрандской надгруппы составляет 18 км.

В настоящее время, по уточненным данным, определено, что» «Витватерсрандская триада» образовалась в интервале 3060--2700 млн лет. Это означает, что она относится не к нижнему протерозою, а к верхнему архею и что платформенный режим на крайнем юге Африки установился уже в¹ начале позднего архея.

После формирования вентерсдорпской серии тектонические движения лишь незначительно деформировали эти древнейшие протоплатформенные отложения, в которых образовались сбросы,, флексуры и очень пологие складки. На размытой поверхности этих толщ в эпиконтинентальном морском бассейне начали формироваться отложения, выделяемые в надгруппу Трансвааль,. общей мощностью до 12 км. Временной интервал образования этих протоплатформенкых отложений по радиометрическим данным оценивается в 2,35--2,05 млрд лет. В нижней части разреза надгруппы Трансвааль залегают глинистые сланцы, кварциты, базальтовые и риолитовые лавы и туфы, сменяющиеся.тонкими клас-тическими морскими толщами, переходящими вверх по разрезу в мощную (до 2 км) толщу доломитовых известняков с прослоями и линзами кремней и в верхах пачкой джеспилитов, с которыми связаны железорудные месторождения.

На рубеже около 2 млрд лет назад в Трансваальском прото-платформенном прогибе произошло формирование гигантского расслоенного лополита -- Бушвельдского интрузивного массива площадью около 70 тыс. км², детально изучаемого уже более 70 лет. Интрузив обладает воронковидной формой и сложным внутренним строением, характеризующимся наличием ряда зон и? закаленной внешней оторочки, сложенной мелкозернистыми нори-тами мощностью до 150 м. Нижняя часть интрузива сложена габбро-норитами, габбро и лейкогаббро с прослоями анортозитов-и хромититов, а верхняя -- габбро, оливиновыми диоритами и ти-таномагнетитовыми слоями. Интрузив обладает ритмичной слоистостью. Выше располагаются так называемые «красные граниты» мощностью 3,5 км и с возрастом 1,9 млрд лет, сформировавшиеся за счет плавления гранитно-метаморфической коры, тогда как основные породы воронкообразного лополита -- результат плавления верхней мантии. Радиометрический возраст нижней части интрузива по Rb--Sr методу составляет 2,09, а верхней -- 1,92 млрд лет.

Последовавший за становлением интрузива длительный перерыв, подъем территории и денудация, которая вывела интрузивные породы на поверхность, сменились накоплением в' континентальных условиях мощных толщ красноцветных песчаников и кварцитов группы Ватерберг мощностью до 5 км, с прослоями гравелитов, конгломератов и глинистых сланцев. В других районах <синеклиз1ы Трансвааль обстановки были иными и континентальные храсноцветы замещались базальтовыми вулканитами или морскими терригенными породами с прослоями карбонатов.

Таким образом, мощнейшие формации протоплатформы Калахари формировались в течение почти 1 млрд лет на земной коре сиалического типа.

На протоплатформе Конго в раннем протерозое формировались красноцветные обломочные отложения с доломитами и кислыми туфами, характеризующиеся урано- и марганценосностью. Эта франсвильская группа отложений практически не метаморфи-зована и несогласно перекрывает позднеархейские толщи с радиометрическим возрастом 2,70 млрд лет.

Вторым главным структурным элементом Африканского континента, наряду с протоплатформами, были подвижные пояса. Тек-тонотипом таких структур является Бирримский (Эбюрнейский) пояс, расположенный на побережье Гвинейского залива в пределах Ганы и Буркина-Фасо. Подвижный пояс сложен чередующимися толщами грауваккового флиша, песчаников, туфогенных осадков, кремнистых марганценосных прослоев и линз конгломератов. Вторая часть разреза состоит из толеитовых базальтов и последовательно дифференцированной базальт-андезит-риолитовой серии известково-щелочного типа. Общая мощность отложений превышает 7 км. В целом последовательность бирримских образований напоминает таковую зеленокаменных поясов архея, и все эти толщи смяты в сложные сжатые и изоклинальные складки с надвигами и даже шарьяжами. Вместе с бирримскими образованиями *смяты в складки и несогласно залегающие на них золотоносные молассовые отложения Тарква, состоящие из конгломератов, гравелитов, песчаников, кварцитов, аргиллитов, прорванных дайками и силлами основных пород и развитых на юге Ганы. Золотоносность этого района и дала ему название «Золотой Берег» в XIX в. Раздробление архейского сиалического фундамента и отсутствие офиолитов свидетельствуют в пользу рифтового происхождения Бирримского подвижного пояса, имеющего северное и южное продолжение и характеризующегося радиометрическим возрастом диастрофизма от 2,13 до 2,04 млрд лет.

Канадский щит Северо-Американской платформы является регионом распространения классических разрезов раннепротерозой-ских подвижных зон, таких, как Уопмей, Трансгудзонская, Пено-кийская, Лабрадорская, окружающих крупные стабильные протоплатформы-- Сьюпириор, Слейв и др. Рассмотрим наиболее представительные из подвижных поясов.

Пенокийский пояс простирается в широтном направлении, обрамляя с юга архейскую гранит-зеленокаменную область Сьюпириор. Стратотипом нижнепротерозойских образований является разрез северного побережья оз. Гурон, где в 1888 г. протерозой и был впервые выделен В. Эммонсом.

Гуронские образования с несогласием залегают здесь на архейских толщах, отделяясь от них горизонтом выветрелых пород, сформировавшихся в предпротерозойский континентальный перерыв. Гуронские отложения, выделяемые в надгруппу, подразделяются на 4 группы общей мощностью более 10 км, обладающие цикличностью, повторяющейся в каждой из групп. Наиболее характерная особенность всего разреза --- терригенный состав отложений континентального и (мелководно-морского генезиса с присутствием мощных (до 1000--1500 м) толщ кварцитов. Каждая группа начинается с конгломератов, нередко ураноносных, сменяющихся выше по разрезу алевролитами, карбонатными породами со строматолитами и венчающими разрез кварцитами. В основании нижней группы -- Эллиот-Лейк -- развиты базальты и риолиты. Средние группы -- Хаук-Лейк и Куэрк-Лейк -- начинаются с базальных конгломератов и заканчиваются толщами кварцитов и алевролитов. В нижней части верхней группы Кобальт залегают валунные конгломераты Гоугащда, которые рассматриваются как тиллиты -- древние морены. Отличие трех нижних и верхней групп дает основание для выделения нижнего и верхнего гурона, тем более, что отложения группы Кобальт трансгрессивно перекрывают нижележащие толщи.

Гуронские отложения в южном направлении претерпевают'зна-чительные фациальные и структурные изменения, так как за крупным разломом Меррей, с амплитудой более 10 км, появляются более глубоководные флишевые отложения, увеличивается их мощность, относительно пологая складчатость сменяется очень напряженной, складки осложняются взбросами, надвигами, а метаморфизм усиливается до амфиболитовой стадии.

Гуронские образования прорываются гранитами, дайкаМи и силлами диабазов с возрастом от 2,3 до 2,1 млрд лет. Складчатость устанавливается в интервале 1,9--1,8 млрд лет. Несколько позже в гуронские образования внедрился никеленосный лополит Сёдбери мощностью 3 км и размером 65X25 км, сложенный авгитгиперстеновыми амфиболсодержащими норитами и микропегматитами с радиометрическим возрастом 1,7 млрд лет.

Раннепротерозойские образования, очень похожие на гуронские, распространены в районе оз. Верхнего, где они выделяются в надгруппу Анимики. Так же, как и надгруппа Гурон, Лнимики состоят из четырех групп, разрезы которых обладают повторяющейся цикличностью. Наиболее характерной чертой разреза Анимики является присутствие толщ железистых кварцитов -- джеспилитов, имевших в прошлом большое экономическое значение. Кроме того, присутствуют базальтовые пиллоу-лавы и риолиты, а также толща доломитов в верхней части разреза первой группы. Породы остальной части разреза представлены аргиллитами, кварцитами, алевролитами, граувакками, глинистыми сланцами и горизонтами базальных конгломератов. Так же, как и в гуронских отложениях, в Анимики известны горизонты тиллитов, приуроченные к нижней группе.

В прослоях кремней формации Ганфлинт обнаружены продукты жизнедеятельности синезеленых водорослей. Радиометрический возраст надгруппы Анимики определяется в интервале 2,0-- 1,9 млрд лет, что несколько моложе надгруппы Гурон (2,3--2,1 млрд лет).

На юго-западном продолжении полосы развития надгруппы Анимики, в южном обрамлении архейского блока Вайоминг, несогласно на нем залегает мощная (более 13 км) надгруппа Сноуи-Пасс, сложенная слабометаморфизованными, в основном континентальными гравелитами, песчаниками, алевролитами, аргиллитами, сменяющимися после некоторого перерыва толщей мелководных доломитов, известняков и аргиллитов. Радиометрический возраст даек и силлов базальтов, прорывающих нижнюю часть разреза, определен в 2 млрд лет. Эти терригенные отложения к югу замещаются вулканогенной толщей базальтоидов, дацитов и риолитов, метаморфизованных вплоть до амфиболитовой фации и обладающих возрастом около 1,7 млрд лет.

Рассматривая другие районы распространения нижнепротерозойских образований в пределах Канадского щита, на востоке -- районы Лабрадора, Кейп-Смит; на западе -- районы Белчер, Вол-ластон--Гурвин, Ла-Ронж, на северо-западе -- Уопмей и другие, можно видеть, что общей закономерностью строения подвижных поясов является их четко выраженный зональный характер. Выделяются внешние зоны, образованные континентальными, при-брежно-морскими, шельфовыми, карбонатно-терригенными отложениями, сменяющимися по направлению к внутренним зонам флишевыми, т. е. более глубоководными, образованиями и зонами: развития вулканогенных бимодальных серий пород, т. е. вулканитов основного и кислого состава, без промежуточных пород анде-зитового ряда. В направлении от внешних зон к внутренним нарастает степень деформированности и метаморфизма пород. В районе Кейп-Смит очень примечательно присутствие офиолитов.

Так же, как и на Канадском щите,, на Балтийском широко развиты нижнепротерозойские образования, слагающие различные структурные элементы -- протоплатформы, подвижные пояса и рифты (авлакогены).

В Карельском мегаблоке нижнепротерозойские образования подразделяются на четыре комплекса: сумий, сариолий, ятулий и суйсарий. Первый из них сейчас относится к позднему архею и перекрывает лопий с корой выветривания в основании разреза и сложен вулканогенно-осадочными породами, метаморфизованными сравнительно слабо, редко выше зеленосланцевой фации. Сумий начинается с базальных конгломератов и кварцитов, сменяющихся кислыми вулканитами и их туфами, хотя существуют горизонты и более основных вулканитов. В сариолий, при сохранении общего фона терригенных пород, вулканизм становится более дифференцированным, появляются базальты, андезитобазальты, а в ятулий широко развиты толеитовые базальты, пронизанные силлами и дайками ультрабазитов, местами встречаются коматиитовые лавы. Мощность вулканогенных образований превышает несколько километров.

В залегающем выше суйсарском комплексе развиты мощные базальтовые толщи, пронизанные силлами и дайками таких же по составу и более основных пород. Сосуществование грубооб-ломочных отложений и платобазальтов свидетельствует о наличии расчлененного рельефа. В различных местах Балтийского щита, в Карелии и восточной Финляндии, известны расслоенные ультра-базитовые интрузивы с возрастом 2,4 млрд лет и более молодые мигматиты и граниты -- 2,2--2,0 млрд лет.

Сумийский и сариолийский комплексы довольно слабо деформированы, а ятулий залегает на них с несогласием. Помимо вулканогенных и обломочных пород кварцевого состава в ятулий присутствуют доломиты с хорошо сохранившимися строматолитами. Характерны также шунгиты -- высокоуглеродистые сланцы. Суйсарский комплекс распространен спорадически и представлен базальтами, пикритами, основными туфами и туфобрекчиями, реже кремнистыми породами и шунгитовыми сланцами, прорванными дайками и силлами ультрабазитов и габброидов.

На ятулийских и суйсарских образованиях с несогласием залегает толща вепсия мощностью до 1 км, выполняющая очень пологую изометричную впадину к юго-западу от Онежского озера. Вепсий -- это кварциты и кварцитовидные песчаники, малинового, красного, оранжевого и желтого цветов, с прослоями конгломератов,'покровами базальтов, дайками и силлами диабазов и габбро-диабазов с возрастом 1,9--1,7 млрд лет.

На рубеже 1,7--1,65 млрд лет произошло внедрение больших плутонов гранитов рапакиви.

Рассмотренные образования нижнего протерозоя, залегающие на древнем архейском консолидированном фундаменте, накапливались в грабенообразных впадинах рифтогенного типа, возможно связанных со сдвиговыми перемещениями (сдвиго-раздвиговые впадины). Верхние части разреза нижнего протерозоя, суйсарий и особенно вепсий характеризуются уже вполне платформенным обликом, отсутствием метаморфизма и деформированности.

На Кольском полуострове образования нижнего протерозоя выполняют узкие (до 40 км) и протяженные (до 700 км) Иман-дра-Варзугский и продолжающий его на запад Печенгский прогибы -- протоавлакогены, сложенные мощной (до 20 км) осадочно-вулканогенной толщей, состоящей из нескольких крупных циклов. Последние начинаются осадочными и вулканогенно-осадочными породами --* аркозовыми и граувакковыми песчаниками, алевролитами, глинистыми сланцами, кремнистыми горизонтами, туфами, реже доломитами с хорошо сохранившимися строматолитами. Верхние части ритмов представлены вулканитами, но в целом вторая, более молодая половина разреза циклов образована последовательно дифференцированной толщей базальт-андезит-дацитов и. риолитов, сменяющихся субщелочными базальт-андезитами, с подчиненными горизонтами пикритов, коматиитов и, редко, риолитов. Самые верхи разреза сложены туфами и лавами базальтов, а до их формирования произошло внедрение базит-ультрабазитовых интрузивов, с которыми связано медно-никелевое оруденение в районе Печ^нги. Радиометрический возраст этих рифтогенных образований оценивается в интервале 2,3--1,9 млрд лет.

В западной части Балтийского щита нижнепротерозойские толщи образуют Свекофеннскую подвижную систему, сложенную, с одной стороны, терригенными породами -- граувакками, глинистыми сланцами, песчаниками, а с другой -- вулканитами от базальтов до риолитов. Метаморфизованные кислые туфы и игним-бриты, широко развитые в разрезе, называются лептитами, и эта формация очень характерна для свекофеннид. Кроме того, в восточной части Финляндии установлены офиолиты. Все образования сильно дислоцированы, осложнены надвигами и прорваны гранитами с возрастом 1,8--1,7 млрд лет. Рубеж в 1,7--1,6 млрд лет ознаменовался внедрением гранитных плутонов типа рапакиви.

В пределах Балтийского щита выделяются также зоны тектоно-термальной раннепротерозойской переработки, в которых архейские метаморфические толщи подверглись повторному, ретроградному метаморфизму, внедрению даек основного состава и главным образом различных гранитоидов -- от среднекислых до настоящих калиевых гранитов. Тектоническая переработка выражалась в образовании надвиговых зон, существенно осложнивших общую структуру.

Таким образом, в раннепротерозойское время на территории нынешнего Балтийского щита формирование вулканогенных и осадочных образований происходило в различных тектонических обстановках: протоплатформенных, рифтогенных, подвижных зон, тектонотермальной переработки. Земная кора к этому времени на востоке была уже вполне зрелой и обладала мощностью порядка 40--45 км.

На Украинском щите в раннепротерозойское время происходило тектонотермальное преобразование древних гранитогнейсовых блоков коры с многократным внедрением разнообразных гранитоидов и метаморфическими процессами. Метаморфизм по отношению к архейским породам был ретроградным, приводил к понижению ступени метаморфических изменений. Формировались поля мигматитов в сводах архейских куполов. В интервале 1,75-- 1,65 млрд лет произошло, так же как и на Балтийском щите, внедрение гранитов рапакиви (Корсунь-Новомиргородский массив) и подчиненных им щелочных сиенитов, лабрадоритов и габбро.

В сравнительно узкой меридиональной полосе на Украинском щите и Воронежском массиве известны мощные нижнепротерозойские отложения Курско-Криворожской подвижной системы, образующие асимметричный синклинорный прогиб. Сложен он двумя сериями пород: криворожской и ингулецкой. Первая с угловым несогласием и корой выветривания в основании налегает на архейские метабазиты и представлена терригенными породами -- конгломератами, песчаниками, филлитами, а вверху -- толщей железистых кварцитов -- джеспилитов, образующей крупный железорудный бассейн, прослеженный по магнитным аномалиям далеко на север и отчасти на юг. Мощность серии около 2,5 км. Перекрывающая ее ингулецкая серия (3 км) залегает с перерывом на криворожской и образована терригенно-карбонатными и терри-генными породами с прослоями джеспилитов, которые в целом образуют ритмичную толщу. Очень тонкие прослойки магнетита и гематита чередуются с такими же по мощности прослойками кварцевого состава.

В свите присутствуют отдельные прослои железистых кварцитов. Радиометрический возраст криворожской серии от 2,6 до 2,3 млрд лет, а граниты, прорывающие ее, имеют возраст 2,0--1,8 млрд лет.

В пределах Воронежского массива криворожской серии соответствует такая же по составу курская серия, перекрываемая толщей кислых и основных вулканитов, и комплекс гранитов с возрастом около 2 млрд лет. К западу и востоку от Криворожской зоны на Украинском щите известны останцы таких же раннепро-терозойских толщ, однако железистых кварцитов в них меньше, но также есть граниты, датируемые 2,2--2,0 млрд лет. Образования криворожской серии и ее аналогов сильно дислоцированы в узкие, сжатые складки, осложненные надвигами.

Судя по данным бурения и геофизических исследований, нижнепротерозойские образования характерны для западной части фундамента Восточно-Европейской платформы, тогда как восточная часть в раннепротерозойское время была стабильной областью.

Рассмотрим еще один район развития нижнепротерозойских образований в пределах Северной Евразии -- Сибирскую платформу. В ее структуре, так же как и ее юго-восточном обрамлении, известны различные типы толщ этого возраста. Так, на западе Алданского щита располагается обширная и пологая впадина, сложенная протоплатформенными, слабодислоцированными континентальными и прибрежно-морскими, в основном терригенными отложениями -- песчаниками, алевролитами, аргиллитами с прослоями карбонатных пород -- мощностью до 10--12 км, метамор-физованными в пределах амфиболитовой фации и выделяемыми в удоканскую серию. Она знаменита толщей медистых песчаников (до 300 м), располагающейся в средней части этой серии, прерываемой крупным Кодаро-Кеменским гранитным лополигом с возрастом 2,0--1,8 млрд лет. Пестроцветные отложения удокан-ской серии несогласно перекрываются красноцьетными песчаниками и алевролитами с риолитами.

Аналоги протоплатформенных нижнепротерозойских образований типа удоканской серии известны и в других местах Алданского щита, а также в фундаменте Среднесибирской плиты, где они наложены на древнейшие комплексы «серых гнейсов» и гра-нит-зеленокаменные комплексы архея.

Вдоль северного побережья Байкала простирается мощный вулканогенный Акитканский пояс, прорванный комплексом ирель-ских гранитов с возрастом 1,7 млрд лет. Для пояса характерны известково-щелочные и субщелочные дифференцированные, почти неметаморфизованные вулканиты.

Не имея возможности останавливаться более подробно на строении нижнепротерозойских образований других платформ -- Южно-Американской, Индостанской, Китайско-Корейской, Австралийской, Антарктической и целого ряда складчатых областей, отметим, что в- раннем протерозое в условиях созданной к концу позднего архея континентальной коры развивались различные типы структур, представленные с разной полнотой на всех платформах. С одной стороны, это были крупные стабильные блоки архейской коры, перекрытые слабодислоцированным чехлом, -- протоплатформы. В одних местах чехол слагал подобие будущих синеклиз -- пологие, изометричные впадины типа Удоканской, Транс-ваальской; в других -- грабенообразные линейные прогибы типа Печенгско-Варзугского на Кольском полуострове -- прообразы будущих авлакогенов. Наиболее характерным членом разреза про-топлатформенных чехлов были пестроцветные, континентальные и прибрежно-морские, мелководные толщи терригенных осадков, реже доломитов, углеродистых сланцев (шунгитов в Карелии), отличающихся золотоносностью, меденосностью и ураноносностью. В карбонатных отложениях много разнообразных строматолитов. Широко распространенные красноцветные терригенные отложения свидетельствуют о наличии в атмосфере свободного кислорода, но достигало ли его содержание современного уровня, остается неясным.

Характерным членом разреза чехла протоплатформ являются мощные толщи континентальных толеитовых базальтов, реже да-цитов и риолитов. Типичны также крупные расслоенные интрузивные массивы типа лополитов, такие, как Сёдбери, Кодаро-Кемен-ский, Бушвельдский и другие, а также плутоны гранитов типа рапакиви.

Метаморфизм протоплатформенного чехла неравномерный -- от почти неизмененных пород до амфиболитовой фации.

Грабенообразные прогибы -- протоавлакогены -- развиты не очень широко и выполнены осадочно-вулканогенными толщами, реже чисто осадочными, а вулканиты представлены базальтоида-ми, нередко субщелочными (Печенгско-Варзугский).

Практически на всех платформах имеются раннепротерозой-ские складчатые системы, возникшие на месте подвижных поясов, заложившихся в результате деструкции позднеархейской Пангеи -- гигантского материка. Прослеживаясь на многие сотни и тысячи километров, эти пояса образованы в низах толщами основных вулканитов либо бимодальными (базальты -- риолиты) сериями пород, сменяющимися выше кварцитами и песчаниками аркозового состава, т. е. образованными за счет размыва гранитно-метаморфических архейских образований. Во многих поясах развиты фли-шеподобные толщи, сформировавшиеся из турбидных потоков в относительно глубоководных условиях континентального склона и его подножия. Толщи известняков, а чаще доломитов со строматолитами, так же как и джеспилиты -- железистые кварциты, типичны для раннепротерозойских подвижных зон, особенно их окраин. Верхние части разрезов нередко слагаются грубообломоч-ными толщами с кислыми вулканитами, напоминающими типичную орогенную молассу. Комплексы, сравнимые с настоящими офиоли-товыми, выявлены в ряде подвижных систем, например в Свеко-феннской на Балтийском щите, Трансгудзонской (Кейп-Смит) на Канадском щите. Присутствие офиолитов свидетельствует о полном разрыве континентальной коры, однако масштабы этого раздвига неизвестны; палеомагнитные данные (Канадский щит) свидетельствуют, что они могли быть значительными.

Среди подвижных поясов, особенно на Канадском щите, известны такие, как Пенокийский или Уопмей, в которых отчетливо выражена зональность строения -- от краевых шельфовых зон, заложенных на древних стабильных блоках, до осевых, с океанскими толеитовыми базальтами. Впоследствии такие подвижные пояса подвергались интенсивному сжатию, складчатости и часто гранитизации.

В раннепротерозойское время продолжали формироваться области и зоны тектонотермальной переработки, в которых архейские образования подвергались ретроградному, метаморфизму, т. е.- метаморфизму более низких ступеней, и гранитизации, происходившим в условиях тектонического сжатия и увеличения теплового потока, о чем свидетельствует развитие надвигов во многих районах подобной переработки.

Наибольшей степени тектонотермальная переработка достигала в гранулит-гнейсовых поясах. Такие пояса возникали в зонах столкновения, коллизии древних континентальных блоков. Мощность коры в них могла достигать 60 км и более, и ее низы испытывали метаморфизм гранулитовой ступени. Структура отличается исключительной сложностью. Наиболее древним из подобных поясов является пояс Лимпопо в Южной Африке, разделяющий Каапваальский блок и блок Зимбабве; он имеет возраст конца архея -- начала протерозоя. В конце раннего протерозоя закончилось формирование Лапландско-Беломорского пояса в северовосточной части Балтийского щита. Этот пояс возник при столкновении архейских Кольского и Карельского блоков. Гранулит-гнейсовые пояса пронизаны разнообразными интрузиями, от ультраосновных -- основных, включая габбро-анортозиты, до кислых -- различных гранитоидов.

Подводя итоги рассмотрению раннего протерозоя, можно констатировать, что кора к началу протерозоя, т.е. к рубежу 2,5 млрд лет, по своим параметрам была уже близка к современной, т. е. была достаточно прочной, несмотря на более высокий, чем сейчас, тепловой поток. Сформировавшийся гигантский единый материк Пангея 0 в начале раннего протерозоя подвергся раздроблению, в результате которого обособились изометричные, относительно стабильные блоки земной коры -- протоплатформы, а между ними -- подвижные пояса длиной во многие сотни, даже тысячи, и шириной в первые сотни километров. Учитывая описанный выше характер разрезов наиболее древних подвижных поясов, следует предположить, что большая их часть первоначально возникла на континентальной коре. Иными словами, начало раздробления Пангеи О ознаменовалось, по-видимому, заложением рифтогенных структур,, которые в дальнейшем, эволюционируя, превращались в более широкие, зонально построенные подвижные пояса. Свидетельством раздробления архейской коры являются широко распространенные рои даек основного состава.

«Работал» ли в это время механизм тектоники литосферных плит, столь характерный для позднего докембрия и фанерозоя? Присутствие местами офиолитов и наличие протяженных вулкано-плутонических поясов, типа Акитканского в Сибири, Трансскандинавского в Европе, на северо-западе Канадского щита и в других местах, может свидетельствовать в пользу проявления спредингз и существования палеозой Беньофа и процесса субдукции. Сильная деформированность нижнепротерозойских образований подвижных поясов с формированием надвигов и указывает на энергичное тангенциальное сжатие со стороны протоплатформенных блоков. К сожалению, палеомагнитные данные для раннего протерозоя пока скудны и еще не дают достоверной картины перемещения блоков (плит) земной коры.

Во второй половине раннего протерозоя, примерно с рубежа в 2,0--1,9 млрд лет, подвижные пояса заканчивают свое развитие, раздавливаясь между сходящимися протоплатформами, и коллизионные процессы приводят к образованию гранулит-гнейсовых поясов сильной тектонотермальной переработки, включающей метаморфизм, гранитизацию и интенсивные деформации.

В конце раннего протерозоя возникла Пангея I -- новый гигантский материк, практически полностью вышедший из-под уровня моря. Образование материка предполагает, что на другой половине Земли сосредоточилась водная масса, вытесненная из подвижных поясов. Таким образом, именно с этого времени мы можем говорить не только о Пангее, но и о Панталассе -- гигантском: океане как антиподе не менее гигантского материка.

Вопрос о составе раннепротерозойской атмосферы все еще остается дискуссионным. По одним данным, уже на рубеже архея. и протерозоя количество кислорода в атмосфере приблизилось к современному, по другим -- это произошло лишь к середине раннего протерозоя к рубежу в 2,0 млрд лет. Увеличению содержания свободного кислорода должна была способствовать деятельность фотосинтезирующих бактерий и синезеленых водорослей, следы жизнедеятельности которых -- разнообразные строматолиты --* широко распространены в нижнепротерозойских отложениях. Не исключено, что выделяющийся кислород, реагируя с растворенным в воде железом, способствовал осаждению окислов железа, в результате чего сформировались толщи полосчатых железистых кварцитов -- джеспилитов. Этот процесс мог замедлить поступление кислорода в атмосферу. Прокариотные организмы -- бактерии -- эволюционировали очень медленно. Существовали ли в раннем протерозое эукариотические организмы, т. е. организмы, клетки которых содержат ядро и обладают хромосомами и сложной внутренней структурой, остается пока неясным. На эволюцию состава морской воды в раннепротерозойское время указывает появление растворенных в ней карбонатов.

2. СРЕДА ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

Интенсивный рост оксидно-железного ядра Земли, превышение уровня вод океана гребней срединно-океанских хребтов и быстрый рост фотосинтезирующих водорослей привели в раннем протерозое к радикальным геохимическим изменениям. Наиболее существенными были три процесса. 1. Обогащение мантии кремнеземом,, а следовательно, обогащение кремнеземом и литофильными элементами, выплавляющимися из мантии плутонических и вулканических пород. 2. Выделение в океан при гидратации океанской коры кремнезема и карбонатов и в связи с этим широкое распространение осадочных кварцитов и карбонатов. 3. Появление в результате фотосинтезирующей деятельности водорослей свободного кислорода в океане и атмосфере. Последнее обусловило переход от восстановительных условий к окислительным. Это, в частности, прервало формирование золото-урано-пиритовых конгломератов и способствовало осаждению джеспилитов и образованию красноцветов.

В связи с существенным изменением обстановки осадконакоп-ления кварциты встречаются практически во всех осадочных толщах нижнего протерозоя. Особенно много железистых кварцитов -- джеспилитов, выпадавших из водной взвеси вследствие резкого-понижения подвижности железа из-за окисления его и перехода из двухвалентной формы в трехвалентную. Джеспилиты распространены на Бразильском щите, на Африканской и Австралийской платформах, Канадском, Балтийском, Украинском, Алданском щитах, на Таримской и Китайско-Корейской платформах. В этих же регионах большим распространением стали пользоваться и карбонатные породы. Многие из них содержат остатки водорослей и катаграфий.

Для раннего протерозоя характерно наличие не только разнообразных морских осадков, но и следов их усыхания. Свидетельством засушливости и высокого уровня солености служит появление эвапоритов. Это включения каменной соли и гипса в породах надсерии Гурон, гипсов в мраморах надсерии Грейт-Слейв на Канадском щите и метаэвапоритов в алевролитах лагунной бутунской свиты удоканской серии Алданского щита.

Пользующиеся значительным распространением тиллиты и тил-лоиды -- конгломераты ледниково-морского происхождения -- свидетельствуют о появлении покровных ледников. Их очень много на. юге Африки, в Индостане, Австралии, на Канадском щите. На Балтийском щите они встречаются в двух горизонтах: в низах сариолийской серии и в низах ладожской серии. Имеются свидетельства о присутствии тиллоидов на п-ове Таймыр, на оз. Байкал и в Юго-Восточной Азии.

Процессы тектонического сжатия, вулканизма и плутонизма в раннем протерозое привели к консолидации ряда щитов. Окончательно объединились Гвианский и Западно-Бразильский щиты. Между ними и Восточно-Бразильским щитом существовал довольно широкий прогиб. Соединились Регибатский и Эбюрнейский щиты в Западной Африке, тогда как Хоггар еще не сконсолидировал-*ся. Щиты Центральноафриканский, Танганьикский и Бангвеулу образовали единую платформу, которая по складчатому поясу Ирумид начала соединяться с щитами Каапваальским и Зимбабве и по поясу Убанги--Бурунди -- с щитом Касаи. Начали консолидироваться блоки севера Австралии, большей части Канадского щита, а также Восточно-Европейской платформы. Закончилась консолидация фундамента Сибирской и Китайско-Корейской платформы.

Преимущественно в наземной обстановке на сблизившихся континентах, образовавших Пангею I, сформировались осадочные отложения. Они состояли из терригенных грубообломочных неотсортированных пород -- конгломератов, гравелитов, аркозов и песчаников, иногда с примесью пиролластического материала. Как кислые вулканиты, так и континентальные осадочные образования окрашены в красные цвета, свидетельствующие о присутствии трехвалентного железа, а значит о наличии в атмосфере свободного кислорода.

Среди осадочных пород морского генезиса распространены различные прибрежно-морские, шельфовые, а также относительно глубоководные отложения.

3. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Ранний протерозой был выдающейся эпохой железорудного накопления. Важное промышленное значение имеют осадочные железные руды. Это джеспилитовые полосчатые руды относительно глубоководного происхождения, железосланцевые и железокарбонатные руды и оолитовые прибрежно-морские железные руды. Такого типа железные руды распространены в Кривом Роге и КМА, в бассейне р. Амазонки (кряж Каражос), в Западной Австралии, в системе Трансвааль на юге Африки, в сериях Минас и Итаколуми в Бразилии, на Канадском щите.

Встречаются руды металлов группы железа -- марганца в Бразилии и Африке, кобальта, сульфидез меди и никеля -- в Канаде, медноколчеданных руд -- в Финляндии, титана и хрома в Южной Африке, ванадия -- в Намибии и штате Минас-Жерайс в Бразилии.

Обильное раннепротерозойское золото находится в золото-урано-пиритовых конгломератах юга Африки и в кварцевых жилах также в Африке. Подобные конгломераты являются главными протерозойскими урановыми рудами.

Основными раннепротерозойскими медными рудами являются медистые песчаники, распространенные в Восточной Сибири. Промышленное значение имеют медноколчеданные руды в Финляндии.

Нижнепротерозойскими являются россыпи с алмазами и золотом в Гайане и Гане.