Файл: Войткевич, Г. В. Происхождение и химическая эволюция Земли.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
тенсивным |
поток в океан с первичных |
континентов рас |
|
творенных |
карбонатов |
— Na 2 C0 3 , К 2 С 0 3 |
, С а С 0 3 , MgC0 3 , |
FeC03 , MnCOg, S i 0 2 и |
других компонентов, возникших |
путем химического выветривания поверхности суши. По ступление карбонатов в Мировой океан вызвало в нем существенные химические изменения. Т а к , в океане постепенно исчезли остатки сильных кислот и появилась нозможность прогрессивного накопления карбонатных солей. Обилие С 0 2 в атмосфере и воде обусловило соот ветственно обилие растворенных карбонатов. В атмосфере
на этом этапе происходит, вероятно, дальнейшее |
очищение |
|||
от аммиака |
и метана, все большую |
роль приобретают |
||
азот и |
С 0 2 . |
|
|
|
В новых условиях седиментация приобретает сущест |
||||
венно |
новые |
черты. Зарождение и |
развитие |
обширных |
континентальных массивов способствовали возникновению
климатических |
зон: |
сухого — аридного климата, |
холод |
ного — ледникового |
и влажного — гумидного. Следова |
||
тельно, условия д л я седиментации стали более |
разно |
||
образными, чем |
раньше . Произошли зарождение |
и раз |
витие карбонатной седиментации вследствие накопления карбонатов в составе морской воды. По химическому составу это были, очевидно, доломиты CaMg(C03 )2 , осе
дающие чисто химическим путем на обширных |
площадях |
океанического дна. В этих же пространствах, |
удаленных |
от массивов суши, происходило усиленное |
накопление |
кремнезема, железа и марганца . По своему облику это были джеспилиты и илы, в которых тонкие прослойки кремнезема чередовались с такими же прослойками желе зистых минералов, представленных закисными формами железа — сидеритом и силикатами (хлоритом). H . М. Стра хов считает, что появление и развитие железистых мине
ралов |
я в л я ю т с я характерной особенностью именно |
|
второго, |
археозойского этапа, когда сильные кислоты |
ис |
чезали из состава океанических вод. Н а этом этапе |
воз |
никали т а к ж е глинистые минералы, давшие начало гли нистым отложениям . Однако среди них отсутствовали горючие сланцы, поскольку количество живого вещества было еще очень мало, не было и соленосных — гало генных пород.
Следующий, третий этап, в истории земной коры на чался примерно 3 млрд. лет назад и закончился к началу кембрийского периода — 0,6 млрд. лет назад. Этот этап
представлен многочисленными каменными |
документами |
как в виде сильнометаморфизоваштых |
пород — гней |
сов, сланцев, кварцитов, джеспилитов, так в виде слабо
либо вовсе |
не |
метаморфизованных |
осадочных |
пород. |
||
З е м н а я |
кора |
у ж е |
обладала |
обширными |
размерами |
и про |
д о л ж а л а |
нарастать . В ней отчетливо |
стали выделяться |
||||
геосинклииальиые |
зоны, |
подвергавшиеся складчатости, |
с мощными отложениями осадочных пород и обширные платформенные области с осадочным чехлом на разру шенном складчатом основании. Тектоническое развитие литосферы определяло ход осадкообразования в целом. Сиалическая земная кора разрасталась не только в ши рину, но и в глубину, увеличивая свою мощность. Это
приводило |
к |
тому, что |
древние |
осадочные породы по |
г р у ж а л и с ь |
на |
большие |
глубины |
и подвергались процес |
сам метаморфизма и гранитизации, при этом, естественно,
терялись легкоподвижные |
компоненты, сосредоточенные |
|
в осадочных породах. Так, |
при метаморфизме |
карбонат |
ные минералы осадочных |
пород разрушались, |
перехо |
дили в силикатные с выделением С 0 2 в атмосферу и гидро сферу. То же самое происходило с водой, сосредоточен ной в межпоровых промежутках между топкими минера лами, либо сорбированной на глинистых частицах. Таким образом, если на ранних этапах развития Земли поступ
ление Н 2 0 и С 0 2 в атмосферу |
и гидросферу происходило |
из глубинных частей мантии |
за счет ее дегазации, то |
теперь н а р я д у с их ювенильным поступлением из мантии прогрессирует поступление возрожденных Н 2 0 и С 0 2 . Газы метаморфического происхождения все более от тесняют газы ювенильные.
Возрастающие платформенные участки создают об ширные континенты, на которых устанавливается физикогеографическая зональность, что отражается на дифферен циации процессов осадкообразования. .Встречаются явные
признаки |
материкового |
— ледникового |
осадкообразова |
|
н и я . Д о |
нас |
впервые |
доходят ледниковые отложения, |
|
известные |
в |
геологических разрезах Северной Америки, |
||
Ю ж н о й Африки и Австралии . Развитие |
континентальных |
обширных площадей служит ареной сноса обломочного (кластического) и растворенного материала. Однако реша
ющее значение |
в |
изменении обстановки |
осадкообразова |
|
н и я имели рост |
и развитие |
фотосинтеза |
зеленых растений |
|
в докембрийских |
морях . В |
отложениях |
рассматриваемого |
148
этала мы находим явные следы фотосинтезирующих орга низмов.
Развитие фотосинтеза приводило к освобождению больших количеств свободного кислорода в гидросфере и затем в атмосфере, а т а к ж е знаменовалось ростом массы живого вещества и усложнением его организации. По глощаемый фотосинтезом С 0 2 значительно убывает в ат мосфере. Аммиак и метан практически полностью ис чезают из состава атмосферы в результате окисления. К концу этапа атмосфера в основном приобретает каче ственно современный вид, характеризуясь азотно-кисло- родным составом с подчиненным количеством С 0 2 . По добные же изменения происходили в Мировом океане,
который |
терял С 0 2 |
и обогащался |
0 2 . |
|
|
||
Все |
эти |
я в л е н и я |
изменили гидрохимический |
облик |
|||
гидросферы. |
В у л к а н и ч е с к а я |
сера |
и |
сероводород, по |
|||
ступавшие в |
гидросферу и атмосферу в условиях |
обилия |
|||||
кислорода, |
переходили в |
сульфатную |
форму |
H 2 S 0 4 . |
Серная кислота, р е а г и р у я в гидросфере с растворенными карбонатами, вытесняла С 0 2 , обогащая воду сульфат ным ионом ( S 0 4 ) 2 _ .
В этих условиях подвижность многих элементов тя
желых металлов (Fe, Ми, AI) резко сократилась |
и про |
д о л ж а л а все более сокращаться . Менялись т а к ж е |
формы |
осаждения Fe, M n , V , Си и других многовалентных ме таллов . Естественно, что в кислородной среде они начали
осаждаться преимущественно в высших |
стадиях |
окисле |
н и я Fe(OH)3 , M n 0 2 - 7 i H z O , C u ( 0 H ) 2 и др . |
Закисные |
формы |
осаждения приобретали все более второстепенное зна чение.
Д л я третьего этапа осадкообразования характерно накопление огромных толщ железосодержащих пород, которые отлагались преимущественно в интервале вре мени 3000—2000 млн. лет назад. Сюда относятся железо
рудные формации |
Кривого |
Рога, К у р с к о й |
магнитной |
аномалии, К а р е л и и |
в СССР, |
Верхнего Озера |
и Лабра |
дора в Северной Америке, Н а м а - Т р а н с в а а л ь в Южной
Африке, Хамерслей в Западной |
Австралии . Докембрий - |
|||
с к а я |
эпоха 3000—2000 млн. лет назад |
была |
особенно |
|
продуктивной в отношении железорудного |
осадкообразо |
|||
вания . |
П р и этом в зависимости |
от конкретных |
условий |
развития бассейна отлагались окисные, карбонатные и сульфидные разности полосчатых железистых пород.
149
Происходило дальнейшее накопление карбонатных пород — известняков и доломитов химическим путем. Однако в отдельных горизонтах начинают возникать водорослевые осадки — строматолитовые слои, косвенно связанные с жизнедеятельностью разнообразных коло
ниальных синезеленых |
водорослей. |
|
Возросшая масса живого вещества в морях |
среднего |
|
и позднего докембрия |
приводит к накоплению |
органи |
ческого вещества в осадочных породах. Оно становится постоянным и обязательным компонентом осадочных по род особенно в позднедокембрийских отложениях . Ме
стами |
возникают |
горючие |
сланцы, |
метаморфизованные |
разности которых |
известны |
под названием шуигитов. |
||
В |
целом формирование |
осадочных |
пород в среднем |
ÎI позднем докембрии (рифее) становится все более раз нообразным. Исходя из главных особенностей осадко образования H . М. Страхов называет его двухстадийным окисно-закисным доломито-джеспилитовым. Появляются
первые солеиосные |
— галогенные |
отложения . |
|
|
Последний, |
И Л И |
исторический, |
этап развития |
верхних |
геосфер Земли охватывает время от начала |
кембрия |
|||
доныне (около |
570 |
млн. лет), т. |
е. относится к |
фаиеро- |
зою. Возникают обширные платформенные массивы в
южном полушарии (Гоидвана) |
и в северном |
(Лавразия) . |
|
Б л а г о д а р я этому |
широко развиваются все |
известные |
|
типы осадочных |
пород внутри |
континентов |
в понижен |
ных местах. Происходят крупные изменения в гидро сфере и атмосфере, влияющие на сам характер осадко образования, главным образом связанные с развитием жизни .
У ж е в самом начале палеозойской эры живое вещество переходит на сушу, занимая территории с в л а ж н ы м (гумидным) климатом. Формируются наземная флора и фауна. Завоевание континентов живыми организмами неизбежно сопровождается увеличением их массы, по
некоторым оценкам, — вдвое. Ш и в а я материя |
проникает |
||
по дну в более глубокие области |
океана, |
завоевывая |
|
новые площади. |
|
|
|
Однако происходит не только |
рост |
биологической |
|
массы. У с л о ж н я е т с я качественный |
состав. |
Эволюциони |
руют новые виды организмов, все больше усваивая мине
ральные вещества д л я |
построения внутреннего и |
н а р у ж |
ного скелета. П р и этом |
используются S i 0 2 , СаСО э , |
MgC0 3 , |
150