Древнейшие нижнеархейские породы,
являющиеся фундаментом для всех более молодых
толщ на щитах многих древних платформ -
Северо-Американской, Австралийской,
Индостанской, Африканской, Восточно-Европейской
и Сибирской, представлены комплексом так
называемых "серых гнейсов", сильно метаморфизованных
магматических пород среднего (андезитового)
состава, как вулканических, так и интрузивных,
образующих вулканоплутоническую ассоциацию. Эти
комплексы слагают реликты наиболее древней
протоконтинентальной коры, возраст которой
оценивается в 3,9-3,5 млрд. лет. Это - катархей, или древнейший архей. Однако
все еще дискутируется вопрос о том, какая по
строению земная кора лежала в основании древних
платформ - была ли она по составу сиалической
(протоконтинентальной) или меланократовой
(океанской), состоящей из основных магматических
пород. Неизвестно, была ли первичная древнейшая
кора, состоящая из "серых гнейсов", сплошной
или в ней были промежутки - своеобразные
"окна" с меланократовой корой.
На этом фундаменте древних платформ
залегают мощные и разнообразные комплексы уже
собственно архейских пород, сильно
метаморфизованных и дислоцированных. Среди них
выделяются две важнейшие группы. С одной стороны,
это разнообразные натровые и калинатровые
граниты и гнейсы, причем среди последних
находятся такие породы, как метавулканиты
("мета" значит метаморфизованные) основного
и реже кислого состава, метаконгломераты,
мета-кварциты, железистые кварциты и мраморы. А с
другой - зеленокаменные11
узкие пояса, сложенные относительно
слабометаморфизованными ультраосновными (так
называемыми коматиитами), основными и средними
вулканитами и реже кремнистыми и
песчано-глинистыми отложениями.
Эти вулканические прогибы в позднем
архее подверглись складчатости, а их
гранитогнейсовый фундамент испытал энергичную
гранитизацию. Для архея устанавливается
несколько генераций зеленокаменных поясов,
отличающихся по своему развитию. Для одних
характерен резко контрастный, или бимодальный,
вулканизм (ультраосновные, основные и кислые
вулканиты), для других, наоборот, последовательно
дифференцированные вулканические серии.
Наиболее характерной чертой архейских
комплексов всех древних платформ, кроме, пожалуй,
пород зеленокаменных поясов, является
сильнейший и неоднократный метаморфизм,
развивавшийся в условиях высоких температур и
давлений при погружении на большие глубины.
Наличие повышенного по сравнению с более поздним
временем теплового потока привело в конце
позднего архея на рубеже около 2,7 млрд. лет к
повсеместной гранитизации древнего гнейсового
фундамента. Характер деформаций всех этих пород,
стиль их структуры указывает на ведущую роль
пластического течения масс. Несомненно,
проявлялись также вертикальные и горизонтальные
тектонические движения, о чем свидетельствуют
реликты первично осадочных пород -
конгломератов и кварцитов. Благодаря мощному
разогреву еще неустойчивая земная кора легко
подвергалась растяжению и в разрывы
устремлялась ультраосновная и основная магма,
формируя зеленокаменные троги вулканических
пород. Резко повышенный тепловой поток и
гранитизация с привносом ряда элементов должны
были вызывать также увеличение объема вещества,
что, в свою очередь, приводило к сильным
деформациям.
Кроме зеленокаменных поясов в архее
развиты и так называемые парагнейсовые пояса,
наложенные на раздробленный древнейший
фундамент. В прогибах, за счет которых и
сформировались эти пояса, накапливались
преимущественно обломочные осадки, испытавшие
потом неоднократный и очень сильный метаморфизм
вплоть до гранулитовой фации и интенсивную
складчатость. Зеленокаменные и парагнейсовые,
или гранулитовые, пояса - это реликты древнейших
подвижных зон Земли.
Характерной особенностью архейских
метаморфических толщ являются гнейсовые купола
и овалы - в десятки километров в диаметре,
замкнутые структуры, с полого залегающими
"слоями" в центральной (апикальной) части
купола и с очень сложной складчатостью в краевых
зонах. В условиях разогрева плотность вещества
уменьшалась, и оно всплывало подобно гигантскому
пузырю. Таким образом, гранитизированные,
высокопластичные гнейсовые массы как бы
"перемешивались", поднимаясь и погружаясь,
создав к концу архея первичную континентальную
кору на значительной поверхности земного шара. В
архейское время температуры на поверхности
Земли могли превышать 100-250 oС. Однако и в этих
условиях уже зарождалась жизнь и происходили
процессы осадконакопления, которые отличались
от современных. Низкое содержание кислорода в
архейской атмосфере Земли сказывалось на слабом
экранирующем эффекте озонного слоя, и
губительные для всего живого наиболее короткие
волны ультрафиолетовой части спектра свободно
достигали поверхности Земли.
Подводя итог рассмотрению архейской
истории Земли, можно констатировать, что нам
все-таки еще очень мало известно об этом
древнейшем этапе развития. Все породы настолько
сильно изменили свой первичный облик, что
восстановить его нередко оказывается
невыполнимой задачей. К концу раннего архея уже
существовал, хотя. возможно и не повсеместно,
гранитогнейсовый слой земной коры, который уже
3,0-3,3 млрд. лет назад подвергался раскалыванию с
формированием зеленокаменных и гранулитовых
поясов. Следы еще более ранней стадии развития
практически исчезли.
Естественно, что для архейского
времени не приходится говорить о каких-либо
типах тектонических структур, напоминавших
фанерозойские. Какие-то морские бассейны,
по-видимому, могли существовать.
 |
Рис. 19.1. Схема эволюции
органического мира и главнейшие глобальные
события в позднем архее-протерозое |
К концу архея огромные пространства
были охвачены гранитизацией и складчатостью и
образовался гигантский массив с
протоконтинентальной корой. Остается неясным,
что же можно было противопоставить этому массиву
не менее грандиозный протоокеан? И где он
находился?
Органический мир архея. Земля - это
единственная планета Солнечной системы, на
которой сформировались условия, благоприятные
для возникновения жизни (рис. 19.1).
Исключительную роль сыграли размеры Земли и
земные температуры. В первом случае
гравитационное притяжение таково, что
обеспечивает удержание атмосферы вблизи
поверхности Земли, а во втором - диапазон
температур приводит к тому, что подавляющая
часть воды способна находиться в жидком
состоянии - в наиболее благоприятной форме для
жизни. Архейский эон включает тайну
возникновения жизни на Земле. Вряд ли мы
когда-нибудь получим доказательства эволюции
самых ранних этапов жизни хотя бы потому, что
клетки разрушаются и наиболее древние из них для
нас, по-видимому, навсегда потеряны. Можно
констатировать, что наиболее древние следы
органической жизни в настоящее время
установлены в породах с возрастом в 3,4- 3,5 млрд.
лет. Они более чем на 1,5-1,2 млрд. лет отстоят от
времени образования Земли (4,7-5,0 млрд. лет).
В течение огромного промежутка
времени господствовали организмы, которые были
лишены внутренней структуры клеток, в них не было
ядра, и ДНК не могла группироваться в дискретные
хромосомы. Подобные организмы называются
прокариотическими в отличие от эукариотических,
клетки которых обладают ядром, сложной
внутренней структурой и хромосомами.
Архейский эон - это время прокариотов
- бактерий и синезеленых водорослей,
единственных следов жизни столь далекого
прошлого. Наиболее древние организмы,
представляющие собой следы жизнедеятельности
синезеленых водорослей и называемые
строматолитами, обнаружены в Австралии, в районе
Пилбара. Их возраст оценивается примерно в 3,5
млрд. лет. В архейских породах присутствует
углерод в виде графита, являющийся результатом
концентрации его какими-то организмами.
Изотопный состав углерода в архее примерно такой
же, как и связанный с биологическими объектами
сегодняшнего дня.
Таким образом, несмотря на то, что
следы органической жизни фиксируются уже в
раннем архее, палеонтологический метод для
расчленения древнейших отложений практически не
играет роли. Необходимо помнить, что в архейской
атмосфере уровень кислорода еще далеко не достиг
современного, но было много метана, аммиака,
углекислоты, паров воды.
11 Благодаря
метаморфизму в основных вулканических породах
развивается хлорит, который придает породам
зеленый цвет.
|
