24. Эволюция типов литогенеза в истории Земли.

Основной метод выявления эволюции литогенеза — изучение распределения осадочных пород во времени, по разрезам стратисферы, прежде всего на континентах. Важная информация для исторической литологии поступает от палеонтологии, изучающей эволюцию жизни, а также от петрологии, геохимии, космогонии и от физико-химических наук, установивших ряд фундаментальных и ограничительных параметров на Земле и в Космосе. Эти данные первичные, исходные. На их основе строится теория развития литогенеза, сначала в виде рабочих гипотез, которые проверяются и уточняются все большим числом фактов по распределению пород, минералов, геохимических ассоциаций элементов и. геоформаций. Гипотезы, по мере вызревания и проверки, перерастают в теории, которые, по методу обратной связи, сами становятся основой для выводов об эволюции породообразования и развития других геосфер.

Наиболее полно проблему эволюции литогенеза, или исторической литологии, разработали Н. М. Страхов, А. П. Виноградов, А. Б. Ронов, А. Л. Яншин, А. И. Тугаринов, А. С. Монин, Ю. П. Казанский, а первые мысли об эволюции осадконакопления высказал в 1893 г. И. Вальтер в книге «Введение в геологию как историческую науку». Ценный, материал для понимания развития литогенеза и общей эволюции Земли, особенно на ее первых этапах, от которых не сохранились осадочные породы, дают магматические и метаморфические породы, хотя они эволюционировали значительно слабее осадочных. В настоящее время эволюция петрогенеза вместе с проблемой происхождения Земли и планет активно разрабатывается А. А. Маракушевым (1988, 1992; Маракушев, Безмен, 1983; Маракушев и др., 1992; и др.).

Типы литогенеза, по Н.М. Страхову, образуют на современной поверхности Земли несколько ясно выраженных в целом широтных зон. Около Северного полюса обособляется северная область ледового климата и соответственно ледового литогенеза, затем к югу от нее следует северная умеренная гумидная зона, еще южнее – северная аридная зона, располагающаяся в общем между 20-40о с.ш. Далее следует тропическая (экваториальная) гумидная зона, снова аридная, но уде южная и т.д. Очертания каждой из зон достаточно сложные, что определяется геоморфологией земной поверхности. В течение кайнозоя, мела и юры на поверхности Земли достоверно существовали те же климатические зоны, что и теперь, с близкими современным очертаниями.

В палеозое климатическая зональность также имела место, но, по Н.М. Страхову, она значительно смещена в пространстве относительно современной, особенно в девоне, силуре, ордовике, как будто экватор был повернут в позднем палеозое на 40-45о к северу, а в раннем палеозое – на 70-75о относительно его современного нахождения. Сторонники мобилистической концепции развития земной коры объясняют эти факты сложными перемещениями континентов.

Таким образом, для всего фанерозоя на лике Земли уверенно прослеживается три климатических типа литогенеза и отвечающий им тип атмосферной циркуляции.

Такие же климатические типы литогенеза характерны по крайней мере для протерозоя. Как известно, возраст наиболее ранних достоверно установленных тиллитов - продуктов ледового литогенеза – определяется в 2,1 млрд лет (Келлер, 1968). Ранняя история развития земной коры и осадкообразующих процессов резко отличалась даже от протерозойской и позднеархейской, о чем уже говорилось выше.

Разделение земной коры на блоки – континентальный и океанический – предопределило возникновение океанского литогенеза, как только появились огромные по площади и глубинам водных масс конечные бассейны стока. Время появления их - предшественников и прааналогов современных океанов – неясно. А.П. Лисицын считает, что древние океаны сформировались в протерозое и, сменяя друг друга вследствие движения континентальных плит, просуществовали доныне, поскольку масса воды их оставалась неизменной. По мнению П.П. Тимофеева и В.Н. Холодова, океаны в современном виде, характеризующиеся определенными параметрами, известны на Земле всего лишь с мезозоя. Если это так, океанский литогенез – наиболее молодой тип, поскольку климатические типы литогенеза на континентальном блоке дифференцировались уже в протерозое.

Эволюция накопления органического вещества в истории Земли.

- Графитистые сланцы (организмы планктона).

- Горючие сланцы (планктон, с PR до наших дней).

- Паралические угли (выход жизни на сушу, примерно со среднего девона).

- Континентальные угли (с позднего карбона).

Особенности накопления Al-Fe-Mn.

Высокая интенсивность накопления этих элементов в докембрийское время, что обусловлено составом атмосферы – значительное содержание CO₂, которые обуславливали интенсификацию процессов выветривания.

Схема эволюции морских карбонатных пород в истории Земли.

Кальцитообразование:

1 — химическое;

2 — биогенное

Доломитообразование:

3 — первичное химическое;

4 — диагенетическое

В истории Земли – подавление химического карбонатонакопления биогенным.

Развитие биогенного карбонатонакопления в морях в ходе истории Земли:

1 - известковые водоросли; 2 - кораллы; 3 - донные фораминиферы; 4 - археоциаты; 5 - мшанки; 6 - брахиоподы; 7 - криноидеи; 8 - морские ежи; 9 - пелециподы; 10 - гастроподы; 11 - птероподы; 12 - глубоководные брахиоподы; 13 - глубоководные криноидеи; 14 - глубоководные двустворки; 15 - глубоководные ежи; 16 - кокколитофориды; 17 - фораминиферы.

Косая штриховка - бентос; черное — планктон

Эволюция кремнистых пород.

- Широко распространены докембрийские химически осажденные кремнистые породы, которые тесно связаны с Fe – джеспилиты.

- В посткембрийское время – все большая связь SiO₂ c биогенными процесами (губковые и диатомовые опоки, радиляриты).

Эволюция фосфатонакопления.

- С послепротерозойского времени геохимия фосфора контролируется биогенным фактором.

- Возрастающая роль органического мира в геохимических процессах в море определяет и увеличение процесса фосфатонакопления.

- Особенность аридного и гумидного фосфатонакопления – приуроченность интенсивного накопления фосфатов к эпохам морских трансгрессий (изменение ветрового режима, сгонные и глубинные течения).