Докембрійський етап історії розвитку Землі

До докембрію відносять всі гірські породи, які залягають нижче кембрійських і виповнюють глибинні частини земної кори континентів; одночасно вік формування цих порід також називається докембрієм. Початок докембрія відповідає утворенню Землі як планетного тіла. Геохіміки оцінюють його приблизно 4,2-4,6 млрд. років. Можливий ізотопний вік гірських порід встановлений за взірцями складає 3,8 млрд. років.

Тривалість докембрію становить 3,6-4 млрд. років і охоплює 85 відсотків часу існування нашої планети.

Докембрійські породи мають магматичне і осадове походження. Найбільш давніші сильно метаморфізовані. Виділяють три головні фації регіонального метаморфізму в залежності від термодинамічної обстановки: зелених сланців, амфіболітову і гранулітову. Крім цього виділяють особливу фацію глаукофанових сланців. У період формування зелених сланців утворюються такі мінерали як хлорит, серицит, епідот, актиноліт. У амфіболову фацію: гнейси, амфіболіти, кристалічні сланці. В гранулітову - гіперстен, гранатові гнейси без слюд і амфіболів. У докембрії утворились такі типи порід які пізніше вже не утворювались. Це залізисті кварцити або джеспіліти. Породи докембрію бідні на скам'янілі залишки органічного світу.

Стратиграфічна шкала докембрію до сих пір викликає різні погляди. В прийнятій шкалі нижню вікову границю не встановлено.

8.2.1 Органічний світ

Приблизно 3500 млн. р. тому, в ранньому архею існують перші організми - одноклітинні. В середньому архею вже існують бактерії і синьо-зелені водорості. В пізньому протерозої з'являються примітивні багатоклітинні організми, не тільки бентосні, але й рухомі мулоїди. Тварини переходять на кисневе дихання. У венді починається третій етап розвитку органічного світу - етап становлення основних типів тваринного світу, перед усім - багатоклітинних. Вендська фауна і флора відзначаються багатством форм.

Історія Землі в археї. Типи архейських комплексів порід. Комплекси архейських порід складають значні площі фундаментів усіх давніх платформ. Головну роль в їх будові відіграють гнейси і кристалічні сланці, амфіболіти, габро, норити, анортозити, піроксеніти та ін. Метаморфічні комплекси архею утворилися за рахунок метаморфізму осадів і продуктів вулканічної діяльності. Серед архейських метаморфічних комплексів виділяють ранній і пізній архей. До раннього архею відносять гнейси, збагаченні амфіболами, біотитами, піроксенами.

Пізній архей - це зеленокам'яні осадово-вулканогенні комплекси гранітизованих порід, які з розмивом залягають на гнейсах раннього архею.

8.2.2 Основні етапи історії Землі у докембрії

Доархейський етап. Це є гіпотетичні відомості, оскільки дані про розвиток Землі на стадії її зародження одержують шляхом порівняння з Місяцем, Марсом, Венерою. Як ми вже говорили, найбільш імовірний вік планет Сонячної системи - 5 млрд. р. встановлений за ізотопним віком речовини метеоритів. Земля та інші планети Сонячної системи утворились шляхом акреції (гравітаційний захват речовини) твердих холодних часток, подібних до метеоритів, і газової матерії. Ущільнюючись, утворились протопланети. Етап існування Землі до формування первинної кори (протокори) оцінюють в 500 млн.р. Протокора сформувалася в ході магматичної диференціації при розплавленні зовнішньої оболонки планети з виділенням анортозитового шару, який вважають аналогом кори місяця. Етап раннього існування земної протокори характеризується розвитком вулканічних явищ. Магма виливається по тріщинах у корі. Пізніше кора стає товстою і вулканічні процеси йдуть вздовж розломів. Формуються вулканічні конуси і кратери вибуху. Цей етап називається місячним. Продовжується він до зниження температури менше 100 градусів, тобто коли вода заповнює низини на Землі.

Історія Землі в археї. Ранньоархейський етап. Відбувався 4,0 - 3,0 млрд. років - це етап формування гідросфери і початок утворення континентальної земної кори. Утворюються давні водоймища, на їх дні починається накопичення осадів. Склад води в ранньому археї відрізняється від сучасних вод. Там були розчинені газоподібні продукти HCl, HF, Н₂, CO₂, CH₄. Тому вода мала кислий склад (рН = 1-2). Атмосфера залишається аміачно-вуглекислою. Приповерхнева температура складає 65-80 градусів. До кінця раннього архею склад води поступово нейтралізується. Склад газів атмосфери хоча ще залишається аміачно-метановим, але в верхніх шарах визволяється азот, який стає основним газом атмосфери. В океанах проходить переутворення хлоридної води в хлоридно-карбонатну. В кінці раннього архею в результаті процесів гранітизації гранітного магматизму виникає потужний шар гранітно-метаморфічних порід, на великих площах утворюється континентальна земна кора.

Пізньоархейський етап охоплює інтервал часу 3-2,55 млрд. років. Це початковий етап структурної диференціації земної кори. У пізньому археї в умовах розтягу земної кори виникли геосинклінальні системи, які утворили зеленокам'яні пояси. Вони складалися з геосинклінальних поясів і розділяючих їх піднять у вигляді острівних гряд. Тут відбувалося накопичення потужних осадових і осадово-вулканогенних товщ. У кінці архею на жорстких масивах раньоархейської консолідації почалось утворення нижніх, старіших горизонтів чохла, який сформувався пізніше.

Історія Землі у протерозої. Протерозойський еон поділяється на ранній та пізній. Вони мають різну геологічну історію і комплекси гірських порід.

Ранній протерозой. типи комплексів порід у нижньому протерозої. Нижньопротерозойські комплекси виповнюють давні платформи усіх материків разом з архейськими породами. Виділяють два типи. Перший - це метаморфізовані осадові і вулканічні комплекси, які супроводжуються інтрузіями. Другий - це одновікові осадово-вулканічні товщі, які вкривають поверхню фундаменту. Утворюється давній протоплатформний чохол. Ці породи метаморфізовані, інколи до амфіболитової фації. Великі за площею ранньопротерозойські складчасті області в складі фундаменту давніх платформ розташовані в межах Східноєвропейської платформи (Балтійський щит), на південному заході Північноафриканської платформи і Аравійському півострові. Вузькі системи і зони розташовані на Канадському щиті, а окремий широкий пояс витягнутий у меридіональному напрямку по Південно-Американській платформі.

Ранньопротерозойський етап (2,55-1,65 млрд.років) - це початковий етап паралельної еволюції структур з платформовим і геосинклінальним ендогенними режимами розвитку. Склад атмосфери і води океанів раннього протерозою мало відрізняється від пізньоархейського. Поряд з накопиченням вулканогенних порід і туфолавових товщ продовжується формування піщано-глинистих і карбонатних порід, головним чином доломітів, а також залізисто-кремнистих порід. Імовірно, що відклади протерозою формувались в умовах безмежних океанів.

Пізній протерозой. Типи верхньопротерозойських комплексів порід. Комплекси порід пізнього протерозою відрізняються від ранньопротерозойських більш широким розповсюдженням у межах материків. Вони беруть участь у будові всіх складчастих поясів і присутні на всіх давніх платформах. У складчастих поясах вони входять до складу основи молодих платформ, розкриваючись в серединних масивах і ядрах антиклінорієв у межах виступів фундаменту. На давніх платформах вони приймають участь в будові осадового чохла і представлені витриманими за складом і потужністю на великих площах слабкометаморфізованими піщано-глинистими і карбонатними товщами з прошарками вулканічних утворень. Потужність верхньопротерозойських комплексів на давніх платформах менше, ніж у складчастих областях. В окремих западинах вона дорівнює декілька тисяч метрів.

Пізньопротерозойський етап (1,65-0,58 млрд. років.) є часом виникнення і розвитку всіх великих геосинклінальних поясів: Тихоокеанського, Середземноморського, Атлантичного, Урало-Монгольского і Арктичного.

У кінці етапу склад атмосфери стає азотно-кисневим і існує таким до сих пір. Почався процес збагачення морської води сульфатами і вода стає хлоридно-карбонатно-сульфатною. В складі осадових порід великого значення набувають доломіти. В кінці етапу суттєву роль відіграють органогенні вапняки.

На місці океанської кори внаслідок процесу складкоутворення виник потужний гранітно-метаморфічний шар кори. Тобто океанська кора перетворилася в земну кору материкового типу. У венді утворилися обширні прогини - синеклізи.

8.2.3 Клімат і корисні копалини докембрію

Клімат. Існують сліди давніх зледенінь у протерозойських відкладах. Це давні морени, які перетворилися у тіліти. Окрім слідів зледенінь, також знайдені сліди існування областей спекотного і помірного клімату.

Корисні копалини. Докембрійські породи багаті на металічні і неметалічні корисні копалини. Це залізні руди, золото, хромітові руди, мідно-нікелеві руди, мідь, уран, молібден, вольфрам, олово, слюди, корунд, асбест, графіт, магнезит, дорогоцінне каміння.

Контрольні запитання

1 Яка тривалість докембрійського етапу розвитку Землі?

2 Які етапи виділяються у докембрійський час?

3 В який геологічний час утворилася земна кора?

4 Який клімат існував у докембрійський час?

5 Які корисні копалини утворилися у докембрії?