Рассмотрение истории земной коры должно базироваться на определенной периодичности – выборе тех этапов, которые наиболее полно и точно характеризовали бы интервалы времени со своеобразными условиями развития, отличающимися от более ранних и более поздних. В основе такой этапности или периодичности должна лежать стратиграфическая или геохронологическая шкала. Однако для докембрия единой глобальной схемы расчленения не существует, а для фанерозоя его периоды и даже эры далеко не всегда отвечают наиболее существенной смене палеогеографических и структурно-геологических обстановок, проявлению геотектонических циклов, развитию всех основных групп органического мира, характеру осадконакопления и магматизма.
Необходимость существования такой периодизации, «естественной истории», «периодической системы истории» подчеркивали уже А.П. /О.П./ Карпинский (1894), Д.Н. /Д.М./ Соболев (1926), М.А. Усов (1936), М.К. Коровин (1950) и др., предлагая свои схемы историко-геологического развития земной коры. Уже в современный этап развития геологии А.С. Монин и О.Г. Сорохтин (1977) говорят о «тектонической периодизации истории Земли». Многие исследователи выявляют какие-то «переломные моменты», структурно-геологические и тектоно-магматические перестройки или рубежи в геологической истории, которые позволяют предлагать иную схему историко-геологического деления, отличающуюся от стандартной стратиграфической геохронологической шкалы. Попробуем предложить свою схему периодизации, которая будет здесь принята.
Наиболее обоснованной следует считать разделение всей земной истории на два крупных надэтапа – ранний, отвечающий архею и раннему протерозою, и поздний, или позднепротерозойско-фанерозойский. Они получили название протогея и неогея (палеохрона и неохрона). Каждый из этих надэтапов разделяется на несколько самостоятельных этапов, продолжительность и изученность которых различна. В частности, фанерозойские этапы, примерно равновеликие, резко отличаются от докембрийских подразделений. Причиной этого является более детальная изученность фанерозойской истории, ее более высокая информативность (возможность фиксировать конкретные события, характеризовать развитие отдельных материков, океанов, складчатых областей).
Ранняя история Земли
Это наиболее продолжительный и слабее всего изученный интервал времени. Выходы докембрия занимают около 20% поверхности суши, а время их формирования составляет 85% всей геологической истории. Докембрийские образования включают свыше 60% минеральных ресурсов планеты, в том числе значительную часть таких важных как железные руды, уран, золото, никель, медь и многие другие. В докембрийской истории четко обособляется ранний надэтап (4-1,65 млрд. лет), включающих архей – ранний протерозой, который разделяется на ряд самостоятельных этапов. Как самостоятельное историко-геологическое подразделение обычно выделяется догеологический этап.
Догеологическая история Земли начинается с момента образования планеты до начала архея. На основании определения возраста метеоритов, лунных пород и различных расчетов, в том числе, скорости поступления космического материала, предполагают, что наша планета как самостоятельное тело образовалось 5-6 млрд. лет назад путем аккреции-гравитационного захвата и уплотнения космического вещества. Формирование ее протокоры началось 4,6-4,2 млрд. лет назад. Важнейшим событием этой древнейшей истории была интенсивная космическая бомбардировка, которой планета подвергалась в интервале 4,6-3,9 млрд. лет.
Уплотнение земного вещества, бомбардировка и другие причины вызвали ее плавление до глубины 600-700 км, образование на поверхности «магматического океана», что обусловило первичную дифференциацию в верхней зоне Земли, образование базальтового слоя, а также всплывание на поверхность гранодиоритовых и тоналитовых шлаков, превратившихся затем в «серые гнейсы». Бомбардировка и вулканизм стали причиной образования первичной атмосферы, которая резко отличалась от современной; она была бескислородной и включала азот, аммиак, углекислоту, водяные пары, метан, водород, соляную и другие кислоты. По мере остывания Земли на ее поверхности начали появляться озерные бассейны.
В архейской истории обособляется три этапа – катархейский (древний архей), ранний и поздний архей. В катархее (4-3,5 млрд. лет) формировались «серые гнейсы», залегающие в фундаменте большинства платформ. Основой для образования этих пород андезитодацитового состава была уже упоминавшаяся силикатная «накипь» (шлак). Подобные скопления с обычным возрастом 3,8-3,3 млрд. лет известны в виде гнейсовых овалов – округлых структур с диаметром 50-200 км. В катархее началось накопления древнейших осадочных пород (3,7-3,6 млрд. лет), формировавшихся в обширных бассейнах.
Ранний архей (3,5-3 млрд. лет) характеризуется существованием уже устойчивых водных бассейнов, в которых образуются осадочные породы – хемогенные железисто-кремнистые и терригенные. Такие депрессионные структуры принято называть протогеосинклиналями. С возрастного уровня 3,6-3,5 млрд. лет началось формирование зеленокаменных поясов – структур, залегающих на эродированной поверхности серых гнейсов, которые сопровождаются обширными излияниями основных лав и трактуются обычно как рифтогенные. Примерно 3,3-3,2 млрд. лет назад имели место воздымания и внедрение многочисленных калиевых гранитоидов, что содействовало образованию осадочной оболочки земной коры. В конце раннего архея на больших площадях проявилась складчатость, известная как кольская или саамская на Балтийском щите, трансваальский или гурийский орогенез в Африке, нилгри-мадрасский метаморфизм в Индостане. В результате этих процессов оформился достаточно мощный гранито-метаморфический слой, началось формирование отдельных консолидированных структур.
Наконец, к началу архея относят еще одно важнейшее событие – появление жизни на Земле. В Южной Африке, Гренландии, на юге Канадского щита, на Украине и других районах обнаружены следы бактерий, нити сине-зеленых водорослей и остатки спороморфных образований. Из числа таких древнейших строматолитов необходимо назвать находки в Австралии с возрастом 3,5 млрд. лет, бульвайской серии Родезии (3,2-2,9 млрд. лет). Эти первые обитатели нашей планеты, заселявшие мелководные бассейны, жили в практически бескислородной среде. Жизнедеятельность сине-зеленых водорослей (цианофитов) приводила к увеличению кислорода в атмосфере и гидросфере. Таким образом, примерно с рубежа 3,5 млрд. лет жизнь становится активным геологическим фактором. Гидросфера, или водяная оболочка не была лишь пассивной средой для развития биосферы; она в определенной степени и продукт самой жизни.
Поздний архей (3-2,6 млрд. лет) трактуют обычно как стадию начавшейся структурной дифференциации земной коры. В это время продолжают формироваться зеленокаменные пояса, или протоэвгеосинклинали, разделенные протоплатформенными массивами, а также идет интенсивное образование парагнейсовых поясов (аналоги протомиогеосинклиналей), окаймляющих гранит-зеленокаменные области. Среди пород верхнего архея уже часто встречаются железистые кварциты; их образование определяется отсутствием или незначительным содержанием кислорода, что обеспечивало высокую миграционную способность железа и марганца. Возможна активная роль в этом осадкообразовании железобактерий.
В позднем архее продолжается дальнейшее развитие органического мира; появляются первые зеленые водоросли. В результате фотосинтеза начал появляться кислород и могли возникнуть «кислородные оазисы». В слоях с возрастом 2,8-2,6 млрд. лет часто обнаруживаются строматолиты. Это карбонатные биогенные скопления, являющиеся продуктом жизнедеятельности сине-зеленых водорослей; их можно считать одной из первых органогенных пород. Еще одним продуктом жизнедеятельности мог быть графит, скопления которого известны в верхнем архее.
На данном этапе продолжается усложнение геосинклинального процесса. По набору формаций в составе протогеосинклиналей выделяют структуры с накоплением преимущественно вулканических и флишоидных образований. В развитии зеленокаменных поясов уже фиксируются геосинклинальные и орогенные режимы. Последние характеризовались воздыманиями и накоплением молассовой формации – плохо сортированной, грубообломочной (например – тимискамингский комплекс Северной Америки, шамвайская серия и комплекс Модис в Южной Африке). Наряду с выразительными геосинклинальными процессами в позднем архее начинается формирование древнейших платформ. Самый древний на планете протоплатформенный чехол изучен в Южной Африке, где он представлен комплексом Витватерсранд (пестроцветные косослоистые кварциты, золото- и ураносодержащие конгломераты, прослои глинистых сланцев). Такого рода массивы древней консолидации вместе с вновь образованными складчатыми областями составили основу ряда платформ.
Конец архея характеризуется активным тектогенезом и гранитоидным магматизмом, которые образуют две основные эпохи. Первая из них с возрастом около 2,85 млрд. лет проявлена беломорской складчатостью на Балтийском щите, раннематурским орогенезом в Гренландии, начальным метаморфизмом в пределах Украинского щита. Более интенсивными были разнородные тектономагматические процессы в конце архея, статистический максимум которых относится к 2,6 млрд. лет и обычно принимается за границу архея и протерозоя. Это родезийский диастрофизм в Африке, обусловивший оформление Южно-Африканской платформы, ребольская складчатость Балтийского щита, дарварская орогения и метаморфизм в Индокитае, время формирования метавулканичеких поясов в Становой области Сибири, возможно кеноранская складчатость в Северной Америке, позднематурский орогенез в Гренландии.
Ранний протерозой, возраст которого по обычно принятым у нас представлениям составляет 2,6-1,65 млрд. лет, может рассматриваться как начальная стадия развития земной коры с уже отчетливо проявленными геосинклинальными и платформенными режимами. Это время существования платформ, между которыми продолжали существовать протогеосинклиники. По своим тектоническим и историко-геологическим особенностям ранний протерозой близок к позднему архею, что дает основание некоторым исследователям для объединения их в один надэтап. Своеобразием раннего протерозоя следует считать резко повышенную рудоносность формирующихся в это время отложений.
Нижнепротерозойские комплексы распространены практически в пределах всех платформ и представлены разнообразными в генетическом отношении породами, которые образуют четыре основные ассоциации: вулканогенных и вулканогенно-осадочных образований, терригенных морских и континентальных отложений, кремнисто-глинистых и железистых кварцитов, а также пока еще редких карбонатных пород (известняки, доломиты). Особенностью нижнего протерозоя можно считать резкое возрастание континентальных терригенных образований – орогенных и красноцветных платформенных.
Кроме того, в данный этап усилилась дифференциация палеогеографических обстановок, проявляется сложная их зональность, имело место частое чередование климатов. Результатом этого было формирование, наряду с красноцветами, многочисленных углеродосодержащих отложений: воронцовская серия флишоидных углисто-терригенных пород и оскольская серия Воронежского массива, графитовые сланцы в ингулецкой серии Украинского щита, шунгиты в ятулийском комплексе Балтийского щита, углистые сланцы в серии Франсвиль и графитовые сланцы серии Адола в Африке и т. д.
Особый промышленный и историко-геологический интерес вызывает формирование железистых кварцитов, или джеспилитов, образующих большие скопления в самых различных районах: это криворожская серия Украинского щита, курская серия Воронежского массива, железорудные пласты гуронского комплекса Северной Америки, железорудная серия Большого Хингана. Обычно предполагается, что накопление тонкослоистых ритмичных рудоносных толщ большой мощности (до 1,5 км в Криворожье, до 2,5 км на КМА) могло быть обусловлено своеобразными биогеохимическими процессами этого времени: периодическим возрастанием биомассы сине-зеленых водорослей и, как следствие, увеличением содержания кислорода, что должно было вызвать переход растворенных закисных соединений в трудно растворимые окисные, которые и осаждались. Аналогично формировалась и меденосная удоканская серия Алданского щита. В последнее время накопление большого количества железа связывают с его космическим поступлением, встречей Земли с грандиозным поясом железистых метеоритов.
В нижнем протерозое Северной Америки (гуронский комплекс), в основании верхнего его осадочного цикла, называемого серией Кобальт, залегают тиллиты – следы самого древнего оледенения из числа достоверно известных на Земле. Данное оледенение получило название гуронского, и возраст его определяется в 2,3 млрд. лет. Возможно, что синхронным им являются тиллиты серии Претория в Африке (середина среднего протерозоя, прорываемого гранитами с возрастом 1,8 млрд. лет). Такое совпадение возраста древнейшего оледенения и активного накопления железистых кварцитов нельзя считать случайным; это взаимообусловленное явление.
В течение раннего протерозоя имело место неоднократное проявление складкообразования, регионального метаморфизма и диастрофизм. Среди них следует различать тектогенез с возрастом 2,3-2,2 млрд. лет (селецкая складчатость Балтийского щита, пенокийская орогения Северной Америки, трансамазонский орогенез Южной Америки, позднедарварская орогения Индостана, крупная структурно-геологическая перестройка в Китае на границе этапов хуто и утай), а также с возрастом около 2 млрд. лет (эбурнейский орогенез Африки, движения Дабешань и орогения Лулян в Китае, региональная гранитизация на Сибирской платформе). Но наиболее значительными были тектономагматические события в интервале 1,8-1,65 млрд. лет.
Среди важнейших тектонических проявлений этой группы были гудзонская и мазатзальская орогении Северной Америки (1,8-1,65 млрд. лет), карельская и свекофенская складчатости Балтийского щита, событие Стренгуэйз, или главный диастрофизм, а также событие Эйлерон в Австралии (1,8 и 1,7 млрд. лет), гвианская складчатость, метаморфизм и гранитизация в Южной Америке (1,8 млрд. лет), санерутский орогенез Гренландии, восточногатская орогения Индостана (1,6 млрд. лет). Эти сближенные во времени проявления тектогенеза, сопровождающиеся внедрением многочисленных гранитоидов, обусловили обширную консолидацию материковых структур или их кратонизацию, которая подготовила крупнейшую структурно-геологическую перестройку на границе раннего и позднего протерозоя, обусловила «великое обновление» земной коры.
Поздняя история Земли
Поздняя история развития земной коры, называемая также неогеем или неохроном, отвечает позднему протерозою и фанерозою. Она начинается с великого обновления, возрастной уровень которого принимается в 1,65 млрд. лет. Это стадия развития типичных платформенных и геосинклинальных структур, переросшая в последней трети фанерозоя в стадию формирования литосферных плит и срединно-океанических хребтов. Структурный план складчатых сооружений неогея резко отличается от более древней ее схемы. Для поздней истории характерны свои особенности палеогеографического развития и условий осадконакопления, среди которых нужно назвать постепенное возрастание органогенной седиментации (карбонатные породы, а затем угли и различные биотические кремнистые породы – радиоляриты, опоки и др.), более резкая дифференциация тектогенеза, рельефов и климатов. В составе неогея можно выделить позднепротерозойский надэтап, близкий по длительности к архейскому или раннепротерозойскому, а также значительно более кратковременные этапы фанерозоя, которые, однако, можно охарактеризовать более детально. Что и будет сделано.
Позднепротерозойский надэтап
Поздний протерозой в современном его понимании (1,65-0,57 млрд. лет) включает такие геохронологические подразделения как рифей и венд, начавшийся примерно 0,7 млрд. лет назад. Это переходный от раннего докембрия к фанерозою интервал времени, в течение которого структурный план и характер развития оставался более или менее однотипным. Среди седиментационно-палеогеографических его особенностей необходимо назвать постепенное возрастание терригенного и карбонатного осадконакопления, а среди климатических – увеличивающуюся аридизацию. Наиболее яркой чертой надэтапа следует считать самое продолжительное в истории Земли оледенение, развивавшееся в последнюю его треть (950-640 млн. лет). Наконец, в позднем протерозое достаточно активно развивается органический мир, подготовивший поздневендско-раннекембрийский биологический взрыв – оформление эдиакарской (вендской), а затем скелетной фанерозойской фауны.
В дополнение к сине-зеленым водорослям раннего протерозоя, с этого надэтапа развиваются также зеленые и красные водоросли. Причем, наряду с бентосными формами появляются планктонные. В верхах рифея встречаются следы илоидов и копролиты, которые трактуются как доказательство появления первых многоклеточных животных. Органические образования позднего протерозоя позволяют уже производить межрегиональное сопоставление содержащих их отложений на биостратиграфической основе, что знаменует качественно новые условия его изучения.
По представлениям Л.И. Салопа, Ч.Б. Борукаева и др. исследователей началу позднего протерозоя предшествует переломный этап, в течение которого незрелая сиалическая земная кора в результате процессов активного тектогенеза и сиалического магматизма (субсеквентный вулканизм, внедрение многочисленных гранитоидов) переходит в зрелую кору. К этому времени оформляются все древние платформы, а также разделяющие их геосинклинальные складчатые пояса. Одним из проявлений такой перестройки является резко различный структурный план архейско-раннепротерозойских и позднепротерозойских складчатых сооружений, что мы можем наблюдать на примере Украинского и Канадского щитов, юго-востока Сибирской платформы и др. На всех этих платформах начинается формирование осадочного чехла.
В течение раннего протерозоя оформились все основные складчатые пояса (Средиземноморский, Атлантическо-Арктический, Урало-Монгольский), активно развивавшиеся и в течение какой-то части фанерозоя, а также продолжали с раннего протерозоя свое развитие Внутриафриканский и Бразильский подвижные пояса, консолидированные лишь к концу надэтапа. В Северной Америке поздние протерозоиды наиболее полно представлены в пределах Гренландского пояса, консолидация которого имела место в гренвильскую эпоху тектогенеза (1,1-0,9 млрд. лет). Верхнепротерозойские складчатые сооружения почти повсеместно распространены в Урало-Монгольском поясе. Выделение в Центральном Казахстане, Тянь-Шане, Кызыл-Кумах и др. районах исседонской складчатости с возрастом 1,15-1,1 млрд. лет (Зайцев, 1971), синхронной гренвильской, позволяют обосновывать существование единого подвижного пояса.
Палеогеографические обстановки позднего протерозоя были достаточно разнообразными. В течение данного надэтапа существовала система материков, разделенная океаническими бассейнами, которые были на месте соответствующих поясов – Япетус в Северной Атлантике, Прототетис в Средиземноморском, Центрально-Азиатский и Палеопацифика на месте Тихого океана. Рельеф континентальных площадей был достаточно расчлененным, о чем свидетельствует широкое распространение терригенных отложений, но выположенным, обусловившим формирование красноцветов. Предполагается, что содержание кислорода в рифейской атмосфере достигало 1% от современного, что было достаточным для появления в венде бесскелетной фауны. Характерной чертой позднепротерозойского осадконакопления была четко проявленная седиментационная цикличность, что четко можно наблюдать на примере стратотипического разреза рифея, но меньшая, чем в фанерозое скорость этого процесса.
Достаточно уверенно можно восстанавливать историю позднепротерозойского оледенения. Наиболее древние его проявления с возрастом 950-850 млн. лет установлены в Африке (раннеконголезское), а также в Китае и Австралии. В раннем венде оледенение охватило практически все материки, и оно рассматривается как крупнейшее во всей истории планеты. Следы его известны в Скандинавии, на юге Восточно-Европейской платформы, Урале, в Казахстане, Китае, Австралии, Гренландии, Аппалачах, Бразилии. Оно получило название лапландского или варангерского оледенения и обычно определяется значениями 670-640 млн. лет назад. Вероятно, холодные условия этой ледниковой эры сдерживали развитие органического мира рифея.
Поздний протерозой не был однородным в тектоническом отношении; в течение данного надэтапа проявлено по крайней мере 3 эпохи складчатости с возрастом 1,4-1,2 млрд. лет (эльсонская, готская, аравалийская), 1,1-0,9 млрд. лет (гренвильская, дальсландская, кибарская, минасская, исседонская эпикарпентарская) и 0,8-0,65 млрд. лет. Последняя эпоха получила в Евразии название байкальской, а в Африке катангской или дамарской. Байкалиды значительно нарастили Сибирскую и Китайскую платформы, а соответствующий тектогенез консолидировал составные части Африкано-Аравийской и Южно-Американской платформ.
Еще одной особенностью позднепротерозойского надэтапа было формирование на платформах своеобразие прогибов, получивших название авлакогенов. Первоначально выделенные на Восточно-Европейской платформе (Пачелмский, Оршанский, Беломорский, Волынский и др.) они затем были установлены и на другие платформах и материках. Их типовой и более молодой структурой является прогиб Большого Донбасса и система Вичита Северной Америки. Схема размещения рифейских авлакогенов показана на рис. __Это позволяет рассматривать рифей как авлакогенную стадию развития древних платформ. С позднего венда воздымания, расколы, рифтогенез и обширные излияния базальтовых лав на платформах сменяются трансгрессиями и формированием синеклиз (синеклизная стадия).
Рис. __ Основные структуры Восточно-Европейской платформы в рифейское время (по И.Е. Постниковой) /рис. из Корон.,1976, с. 41/
Поздневендский - раннекембрийский этап
Пограничный между докембрием (криптозоем) и фанерозоем этап с возрастным интервалом 630-550 млн. лет характеризуется важными историко-геологическими и палеонтологическими чертами, позволяющими обособлять его в истории Земли. Главным событием данного времени стало появление в середине венда своеобразной фауны, получившей название эдиакарской или вендской, которая сменилась скелетной фауной фанерозоя. В низах палеозоя «внезапно» (!?) обнаруживаются представители почти всех типов животного царства, имевшие к тому же минеральный, обычно карбонатный скелет. Данный возрастной уровень принимался за нижнюю границу палеозоя, его кембрийской системы.
Однозначного объяснения этого феномена нет. Не найдена и единая причина, объясняющая подобные «эволюционные взрывы»; возможно, их было несколько. По литологическому составу верхний венд обычно резко отличается от нижнего венда, и обнаруживает сходство с нижним кембрием, образуя с ним единый формационный комплекс. Это существенно терригенно-глинистые отложения в Европе, Австралии, Северной Америке, Африке и карбонатные в Сибири и Китае. Следовательно, резкие изменения тектонических режимов и седиментационно-палеогеографических обстановок можно предполагать лишь в середине венда (весьма выразительная структурно-геологическая перестройка на возрастном уровне 630 млн. лет, фиксируемая на всех материках) и их отсутствие непосредственно на границе докембрия и кембрия. Отсутствие в верхнем венде ледниковых отложений свидетельствует о потеплении климата, таянии огромных ледниковых масс и, как результат, – крупной трансгрессии, с началом которой формируется обширный осадочный чехол на многих платформах. Возможно, что именно изменение или даже улучшение климатических и палеогеографических обстановок содействовало появлению и расцвету эдиакарской фауны.
Сложнее объяснить появление у фауны скелета. Причиной этого могло быть резкое возрастание солености мирового океана, а также воздействие на органический мир Земли жестких космических или радиоактивных излучений, меняющих генную и хромосомную их структуру и усиливающих мутационную изменчивость. Такое явление вполне логично ожидать в позднем венде, когда после длительного позднепротерозойского оледенения (950-640 млн. лет) с его вероятными туманами, густой низкой облачностью и высокими испарениями, Земля стала открыта небу. Данных о возрастании солености вод мирового океана нет; скорее наоборот – можно ожидать их резкое опреснение, вызванное таянием ледников. Первые значительные скопления солей известны с конца раннего кембрия, что имело место уже после появления скелетной фауны.
Хорошее обоснование одновременности появления скелета у разных групп морских животных дает Г.П. Леонов /1985/. Он предполагает, что в позднем венде имела место миграция пресноводной мелководной фауны материков в глубоководные бассейны, которая спасалась от космического облучения. В таком случае, не Мировой океан, как это принято считать, был родиной современной органического мира, а материковые бассейны. Эта первая широкая экспансия пресноводных обитателей в морские и океанические бассейны завершилась неудачей; большинство данных групп не смогло приспособиться к жизни в соленой воде, и подверглась почти полному вымиранию. Возможно, что результатом такого активного органогенного продуцирования было обогащение пограничных вендско-кембрийских отложений фосфатами, что можно наблюдать во многих регионах. Следующая новая экспансия органического мира в моря совпала с раннекембрийской трансгрессией и стала успешной. Великое вымирание на границе эонов резко активизировало приспособляемость и изменчивость эволюционирующей биоты, содействовало расцвету приспособившихся к новым условиям животных.
В целом поздневендский-раннекембрийский этап характеризуется возросшей по сравнению с рифеем дифференциацией тектонических режимов. Это время проявления активных эвгеосинклинальных режимов в отдельных тектонических системах. Подобные вулканогенно-кремнистые комплексы известны в Алтае-Саянской области (Кузнецкий Алатау, Саян, Горный Алтай, Салаир, Томь-Колыванская область), Центральном Казахстане, Северном Тянь-Шане, Южной Монголии и др. областях Монголо-Охотского пояса. В других тектонических системах имели место режимы противоположного типа. Так, в байкалидах Африки, Южной Америке и Индостане рассматриваемый этап характеризуется резкой активизацией гранитоидного магматизма. Это время так называемой панафриканской орогении и тектоно-магматической активизации, завершения бразильского геотектонического цикла и другие аналогичные проявления, которыми была обусловлена консолидация Гондваны. Такая контрастность разнородных тектонических режимов может быть либо результатом более детальной изученности рассматриваемого этапа, либо ее особенностью, что отличает ее от позднего протерозоя.
Раннепалеозойский этап
В раннепалеозойский этап включается интервал времени от конца раннего кембрия до конца силура, что в абсолютном исчислении составляет 550-400 млн. лет. Это время преимущественно морских, талассократических обстановок и обширных геосинклинальных режимов на площадях современных материков; в активные прогибания вовлекаются различные области Атлантического и Урало-Монгольского поясов. Большинство платформ представляло собой тогда низменные суши, мелководные моря или системы островов. Из материков достаточно крупным была лишь Гондвана; небольшими участками суши были также Северная Америка и частично Восточно-Европейская и Северно-Китайская платформы. В течение данного этапа происходит консолидация салаирид (орогенная стадия их развития) и формирование ранних каледонид.
Началом этапа следует считать раннекембрийскую структурно-геологическую перестройку, которая завершила позднебайкальскую консолидацию материков. Аналогичной была и среднеордовикская перестройка, возраст которой около 480 млн. лет; она разделяет ранний палеозой на два равновеликих интервала времени. По продолжительности ранний палеозой вдвое превышает все остальные рассматриваемые нами этапы фанерозоя; однако такое его объединение и выделение производится на основании структурно-геологической и историко-геологической близости этих двух его подэтапов. Следовательно, рассматриваемый этап включает три первых периода палеозоя: кембрий (без ранней его эпохи), ордовик и силур. Общие сведения об этих системах можно найти практически во всех учебниках по исторической геологии.
Органический мир раннего палеозоя характеризуется становления и развитием всех типов животных и низших растений. Представители его обитали преимущество в воде, что позволяет этап в целом называть талассозоем, или эрой морской жизни. Среди основных групп животного мира необходимо назвать трилобитов, беззамковых брахиопод, головоногих моллюсков, граптолитов, иглокожих (цистоидеи). Для второй половины этапа характерно его обновление – появились бластоидеи и криноидеи (иглокожие), четырехлучевые кораллы, атрипиды и спирифериды (брахиоподы). Важным событием развития органического мира раннего палеозоя было первое великое вымирание, проявленное на границе ордовика и силура, когда исчезло около 40% родов морских животных.
Среди основных структурно-геологических элементов этапа необходимо назвать существование суперматерика Гондвана; небольшие материки были на месте Северной Америки, Восточной Европы. Наиболее выразительными океанами был Япетус, располагавшийся на месте Северной Атлантики, и Урало-Монгольский океан, приуроченный к одноименному складчатому поясу.
Размещение раннепалеозойских структур резко отличается от современного их плана. Палеомагнитные, палеоклиматические и палеонтологические данные свидетельствуют о том, что Гондвана располагалась в высоких широтах южного полушария с прохладным, а иногда холодным климатом и бедной фауной. Следствием раннекаледонских воздыманий и прохождения материка через приполярные районы было сравнительно небольшое позднеордовикское оледенение. Платформы Лавразии, в том числе Сибирская, располагались в низких широтах близ экватора, в зоне с жарким влажным, а временами засушливым аридным климатом, что сопровождалось формированием карбонатных пород, красноцветов, эвапоритов. Ширина Япетуса составляла до 2000 км, что значительно уступает нынешним размерам Атлантики; Палеоазиатский океан имел ширину до 4000 км, а Уральская его ветвь – 1500 км.
Структурный план и палеогеографические обстановки раннего палеозоя оставались однотипными; уровень мирового океана этого времени оставался выше современного. Некоторое сокращение морских площадей фиксируется в конце кембрия, в конце среднего ордовика, в конце ордовика и в конце силура. Наиболее выразительные трансгрессии были в позднем кембрии, среднем ордовике и позднем ордовике (ашгильский век). В климатическом отношении первая половина этапа характеризуется потеплением, продолжавшим таковое позднего венда-раннего кембрия. Во второй половине имело место похолодание, сопровождавшееся локальным оледенением (Южная и Северная Америка, Северная Африка, Европа).
Осадконакопление характеризуется формированием сравнительно однообразных глинистых и карбонатно-терригенных отложений со сложными фациальными замещениями. Среди своеобразных и достаточно распространенных отложений были глубоководные глинистые породы с отпечатками граптолитов (граптолитовые сланцы). Наиболее обширное накопление карбонатов приурочено к восточной части Азии (Северо-Восток, Сибирская платформа, Северный Китай). Континентальные красноцветы были редки.
Магматизм геосинклинального типа известен в осевых зонах областей Атлантического и Урало-Монгольского поясов. Местами такие вулканиты достигают больших мощностей (Прибалхашье, Шотландия). Орогенные сиалические комплексы развиты на небольших площадях (Алтае-Саянская область, Северный Тянь-Шань, Центральный Казахстан, Забайкалье, Аппалачи).
Тектонические движения раннего палеозоя сравнительно слабо изучены. Многие исследователи подчеркивают вялое развитие тектогенеза и, как следствие, его невыразительность. Первая половина этапа отвечает времени салаирского орогенеза, известного в самых различных регионах: Алтае-Саянской области, Дальнем Востоке, Закарпатье, Урале. Зоны этой консолидации разделялись морскими и океаническими бассейнами с прогибаниями весьма умеренной интенсивности. Во второй половине этапа формировались ранние каледоницы (таконский или алтайский орогенез), районами наиболее выразительного проявления которого были Атлантический и центральная часть Урало-Монгольского поясов. Многочисленные тектонические фазы не имеют, как правило, хорошей датировки. Структурно-геологическая перестройка в середине ордовика существенно не изменила палеогеографический и тектонический план земной поверхности.
Среднепалеозойский этап
Интервал времени, включающий девон и первую половину раннего карбона (400-325 млн. лет) обособляется как среднепалеозойский этап. Он характеризуется своим структурно-геологическим планом, своеобразием тектогенеза и осадконакопления, большим разнообразием магматических проявлений. Это время существования материков Гондвана, Лавразия и Ангарида; тогда же оформляются Палеотетис и Урало-Монгольский (Уральский и Центрально-Азиатский) океаны. Данный этап отвечает проявлению позднекаледонского орогенеза и формированию каледонид, а также характеризуется активными геосинклинальными прогибаниям в герцинидах. Началом этапа следует считать структурно-геологическую перестройку, имевшую место на границе силура и девона (арденская, эрийская и др. тектонические фазы).
Важной особенностью развития органического мира данного этапа был начавшийся активный выход на земную поверхность растений и животных, что было следствием глобальной регрессии в конце силура. Это время кратковременного формирования своеобразных растительных групп – псилофитов и прогимноспермовых. К концу раннего-началу среднего девона наряду с риниофитами существовали все основные группы споровых растений – плауновидные, членисто-стебельные папоротники, а к концу девона появились первые голосеменные растения.
Среди представителей животного мира в среднем палеозое развивались тентакулиты и плакодермы; продолжается расцвет криноидей, брахиопод, трилобитов, ругоз, бесчелюстных позвоночных. Из водных позвоночных господствовали рыбы – панцирные, хрящевые и костные; особенно многочисленными они были в девоне, поэтому его иногда называют «периодом рыб». Максимального развития достигают замковые брахиоподы; особым богатством характеризуются спирифериды, атрипиды, ринхонеллиды и теребратулиды, которые являются важнейшими для разработки стратиграфических схем. В позднем девоне появились первые земноводные – стегоцефалы. Вместе с тем, исчезают или сокращаются цистоидеи, эндоцератиты, граптолиты.
Структурный план среднего палеозоя существенно отличается от раннепалеозойского. Произошло закрытие океана Япетус, на месте которого сформировались поздние каледониды Атлантического пояса. Гондвана и Лавразия были разделены оформившимся океаном Палеотетис, который протягивался от герцинид Европы через Кавказ и Гималаи до Тихого океана. Вероятно, через Мексиканско-Аппалачскую область Палеотетис выходил в Восточную Пацифику. Вторым выразительным океаном был Урало-Монгольский, соединявшийся с Тихим через бассейны Таймыра, Верхоянья на севере и М