Литология Лекция 12 ЭВОЛЮЦИЯ ЛИТОГЕНЕЗА ЗЕМЛИ ЭВОЛЮЦИЯ

Литология Лекция 12 ЭВОЛЮЦИЯ ЛИТОГЕНЕЗА ЗЕМЛИ

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ СЕДИЛИТОГЕНЕ 3 А ЭВОЛЮЦИЯ ВЫВЕТРИВАНИЯ

Современный кислородный тип кор, максимально развитый в настоящий момент, прослеживается в прошлое до середины рифея или конца среднего рифея (около 1, 0 млрд лет назад). Начальная часть истории Земли была лишена условий для кислородного и биологического выветривания. Выветривание, однако, происходило на Земле всегда, так как гopные породы и осадки на поверхности Земли с caмого зарождения планеты подвергались изменениям под воздействием aгeнтов экзосреды, основными компонентами которой являлись Солнце и Космос, атмосфера, вода, а потом и порожденная ими Жизнь.

Возможно первичный, бескислородный тип выветривания, был даже наиболее интенсивным (высокие температуры, наличие воды, сильных кислот, обилие С 02 , H 2 S, других газов, преобладание мафической земной коры и т. д. ). Формировались не только остаточные накопления - коры выветривания, но еще больше - жидкий сток подвижных продуктов чисто экзогенного и вулканогидротермального выветривания. В составе стока были хлориды, карбонаты и другие соединения Аl, Fe, Mn, Са, Mg и других элементов (они осаждались в морях), а на месте оставалась большая часть кремнезема.

Эти коры выветривания, таким образом, напоминали поля вторичных кварцитов с их сульфидами Fe, Си, Рb, Zn и других элементов, отчасти, возможно, с глиноземом. Должны были образовываться и глинистые минералы, особенно каолинит, хлориты, серпентины. Влажность и высокие температуры создавали условия тропического, латеритного выветривания (хотя и без кислорода), и высвободившиеся из силикатов глинозем, кремнезем и соединения железа должны были снова соединиться в экзогенные силикаты.

Цикл кислородного выветривания пока находится в своей прогрессивной фазе, и усиление этого выветривания будет продолжаться долго. Более мелкая цикличность выветривания определялась тектоническими и климатическими условиями и рельефом. Подводное выветривание с катархея развивается прогрессивно, становясь более разнообразным, глубоким и мощным. Вулканическое выветривание, такое же или даже более древнее, проявляется ограниченно. Все сильнее проявляет себя, техногенное выветривание, наступление регрессивной фазы котopoгo зависит от человека.

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ СЕДИЛИТОГЕНЕ 3 А ЭВОЛЮЦИЯ MEXAHOГEHHOГO ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ

• Поскольку при механической седиментации новые минералы практически не образуются, она мало отражает эволюцию условий седиментогенеза и сама мало меняется. • Механические процессы действия ветра, течений, волнения, силы тяжести и т. д. оставались неизменными, но прогрессивно и более циклично менялось их соотношение, что определялось климатической и тектонической эволюцией. • Состав обломочных компонентов, отражающий смену петрофонда разрушающих пород, менялся сильно и эволюционировал направленно, хотя и циклично.

• Важнейшей обобщающей характеристикой состава обломочных компонентов и пород является их химическая, точнее литологическая, зрелость. • Она выражается долей (процентом) стойких компонентов (кварц, зерна кварцитов, кремней, яшм) или их отношением к нестойким компонентам или к сумме всех компонентов в породе, также выражаемым в процентах. • Этот показатель, коэффициент зрелости, эволюционировал в истории Земли однонаправленно.

• коэффициент зрелости эволюционировал прогрессивно, все более увеличиваясь, что отражает возрастание роли химического выветривания в вызревании обломочного материала, • а также эпохи переотложения материала без разбавления его незрелым, что в целом отвечает пассивному тектоническому режиму. • Вызревание обломочноrо материала происходит отчетливо циклично как регионально, так и глобально.

• Кварц практически единственный из породообразующих материалов, накапливающийся как при химическом, так и при физическом и механическом выветривании и переотложениях, из акцессорных - циркон. • Широкое распространение высокозрелых кварцевых песчаников установлено в верхнем протерозое Австралии, Карелии, Башкирии. • В архее они также присутствуют, но часто сильно метаморфизованы: нередко только по окатанным зернам циркона доказывается обломочная природа метакварцитов.

• Известны высокозрелые кварцевые конгломераты Южной Африки (Витватерсранд и др. ), Австралии (Арнем) с ураново-золотым оруденением и возрастом около 2, 8 млрд лет (поздний архей - ранний протерозой). • Они содержат хорошо окатанную гальку пирита и уранинита, что отражает отсутствие необходимогo для их окисления в аллювии кислорода.

• Эпохи вулканизма, активноrо рифтогенеза и горообразования четко фиксируются малозрелыми, граувакковыми и арказовыми обломочными породами, которые распространены шире кварцевых и формировались с начала существования Земли. • Первичные кластолиты - не дошедшие до нас каменные метеориты, образовавшие планету. • Первичные земные кластолиты, как туфы, так и экзокластолиты; имевшие основной и ультраосновной состав, также не дошли до нас. • Одна часть послужила «матрицей» гнейсов, амфиболитов, сланцев и других глубокометаморфизованных пород. • Другая, через палингенез, дала начало средним и кислым магматическим породам, в частности андезитам, которые начиная с позднего архея во все больших объемах поставляли обломочный материал.

• Древнейшие обломочные породы, отложившиеся в воде, обнаружены в Западной Гренландии, имеют возраст 3, 8 млрд лет. • В это время кластолиты состояли из джеспилитов и других кварцитов, серых и других гнейсов, амфиболитов, базальтов, коматиитов, тоналитов, трондьемитов, а затем и ультраосновных глубинных пород, метасланцев и других мeтаморфитов.

• Позже, особенно с paннeгo протерозоя, состав механогенных отложений становится разнообразнее за счет кислых вулканитов, нормальных гранитов; чарнокитов, анортозитов и особенно за счет осадочных пород разных силицитов, карбонатолитов, сланцев, песчаников и др. • Эволюция обломочных пород oтpaжает не только развитие внешних геосфер Земли, но и эволюцию магмо- и петрогенеза, т. е. развитие недр.

• В процессе развития земной коры прогрессивно-циклично увеличивается содержание седикластолитов и уменьшается роль магматических и метаморфических пород. • Растет разнообразие обломочных компонентов, причем не только за счет появления новых пород, но и из-за поставки давно переставших образовываться (коматиитов, чарнокитов, рапакиви, джеспилитов и т. д. ). • В голоцене к природным добавляются и техногенные обломочные компоненты и техномеханогенные отложения.

• В процессе эволюции механогенного осадконакопления прогрессивно вызревают россыпи циркона, монацита, рутила и других тяжелых минералов • В древних толщах были значительные скопления тяжелых минералов, но в основном менее стойких - магнетита, ильменита, темноцветных силикатов и других, а в архее и раннем протерозое и сульфидов. • Эволюция терригенного осадконакопления четко циклична, она определяется не столько caмим седиментогенезом этого типа, сколько тектогенезом и вулканизмом или, шире, мaгмогенезом.

• Циклы многопорядковы. • Одни из наиболее крупных тектономагматические циклы. • Они определяют главные черты состава и гранулометрии кластолитов и их эволюцию: смену зрелых незрелыми, и наоборот, грубообломочных тонкообломочными и общим уменьшением кластолитов в конце циклов. • Эволюция терригенного осадконакопления выражается геологическими формациями, а именно сменой флиша молассой в коллизионных орогенах, континентальных отложений морскими, красноцветных разного типа сероцветными и другими на стабильных структурах и т. д.

• Флиш формировался уже в архее, и с тех пор доля флишевых отложений постоянно увеличивается, достигая максимума в голоцене. • Молассы - исторически более молодой формационный тип, максимально развитый в позднем кайнозое. • Кайнозой - гигантские материки и с предельно возможной на Земле высотой - одним из важнейших условий образования моласс и флиша.

• Эволюция терригенных формаций определялась не только тектоническим, но и климатическим, а также и биологическим факторами. • Это выражается в зрелости материала. • В типе красноцветности (аридной и гумидной). • В парагенезах с нeкластолитовыми породами, рудами, углем, нефтью, солями и другими полезными ископаемыми.

• Вместе с эволюцией мaгмо- и тектогенеза развивались и вулканообломочные формации, сложенные туфами, лаво- и гиалокластитами, лавами, а также проювием, коллювием, турбидитами и другими типами экзокластовых отложений. • Их максимумы совпадают с фазами усиления тектономагматической активности. • На роль абсолютного максимума претендуют два этапа жизни Земли: ранний, архейский или катархейский (4 -3 млрд лет назад), когда с вулканизмом сочетался импактитовый процесс кластогенеза, • и раннепротерозойский, особенно время около 2, 5 -2, 2 млрд лет назад, пик общеземной магматической активности.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ГИДРОСФЕРЫ И АТМОСФЕРЫ • Подвижные водная и воздушная оболочки Земли не несут явных признаков своей истории, их развитие восстанавливается по эволюции седиментогенеза и составу и развитию земной коры. • Водные осадки встречаются в самых древних образованиях Земли с возрастом до 3, 8 млрд лет: большей части серых гнейсов, кварцитах, железных рудах и т. д. гидросфера, следовательно, была уже в раннем архее или раньше: • «дегазация первичного вещества Земли, в ходе которой была выделена вода, позже образовавшая Мировой океан, произошла очень рано и носила катастрофический характер» .

• Массовое выделение главного флюида - воды, с которой, вероятно, выносились К, Nа, Si 02, Аl 2 Оз , Fe и т. д. - быстрое и глубокое преобразование возникающей земной коры формирование сиалического слоя серых гнейсов. • Первичная гидросфера была раствором сильных кислот, HCl, HF и др. , и более слабых Н 3 ВО 3 , Н 2 СОз , H 2 S и др. • Мало растворимые в воде мантийные летучие Н 2, СО 2 , NН 3 , СН 4 , N 2 , а также вода, H 2 S, S, Cl, В и инертные газы проходили еще тонкую гидросферу и создавали первичную атмосферу, также тонкую.

• С caмoгo начала, если придерживаться наиболее распространенной гипотезы холодной акреционно-метеоритной Земли, эти две флюидные оболочки возникали и развивались разделенными. • Земле, по-видимому, удалось избежать катастрофической для жизни ловушки венерианского типа, когда вследствие разогрева вода уходит в атмосферу, и обе оболочки объединяются, что еще больше усливает ее разогрев (парниковый эффект).

• Даже при разогреве поверхности Земли до 100 -150 о. С (Сорохтин, Ушаков, 1989, 1993 и др. ) более толстая атмосфера (ее давление в архее достигало 5 -6 современных атмосфер) не позволяла воде вскипать (ее точка кипения 140 -150 о. С), что и сохраняло гидросферу и атмосферу разделенными. • Однако они развивались совместно, обмениваясь веществом и энергией.

Хемогенное бокситообразование

Хемогенное фосфоритообразование