Полезные ископаемые

В докембрии сосредоточены не менее 90% запасов железа и титана, 70% золота, урана, никеля, 25% меди и марганца, 100% добычи мусковита и флогопита.

На первом месте среди железорудных месторождений стоят метаморфогенные месторождения, рудами которых являются железистые кварциты (Курская магнитная аномалия, Кривой рог, Кременчуг и др., за рубежом - месторождения Бразилии, Канады (полуостров Лабрадор) и др.). Осадочные руды – Ангаро-Питский бассейн, Бакальское месторождение Южного Урала.

Золото и уран, связанные с верхнеархейскими конгломератами – Витватерсранд (ЮАР). Часто золоторудных месторождений Енисейского кряжа обусловлены докембрийским магматизмом.

Медь, никель, кобальт, платина. ЮАР (Бушвельд), Зимбабве (Великая дайка) – комплексные руды приурочены к интрузиям основного состава. В Южной Африке в этих же месторождениях сосредоточены большие запасы хромитов. Пояс месторождений меди , возможно осадочного происхождения известен в Южной Африке, на территории Замбии и Заира. В России имеются медистые песчаники Удокана.

Три четверти запасов марганца за рубежом сосредоточены в докембрии ЮАР (Постмасбург), крупные месторождения разрабатываются в Гане, Индии.

99 % добычи слюды дают Индия, Бразилия, Малагасийская республика. В России месторождения мусковита известны в Северной Карелии, в Сибири.

В венде имеются древние нефтеносные горизонты на Сибирской платформе (Лено-Тунгусская впадина).

Крупные месторождения свинеца и цинка известны в Австралии (Брокен-Хилл), Канаде (Сулливан), России (Енисейский кряж), графита - в Южной Корее, Шри-Ланка.

4.1.2 Архейский акрон (акротема) – AR

4.1.2.1 Общая характеристика подразделения

Архейский акрон продолжался свыше 1,5 млрд. лет. Нижняя граница определяется условно по возрасту наиболее древних пород – приблизительно она равна 4.2 млрд. Породы архея обнаружены на щитах древних платформ. Так, возраст гнейсов Амитсок и серии Исуа (Гренландия) – 3,87-3.8 млрд. лет., гнейсы Акаста (запад Канадского щита, провинция Слейв) – 3,96 млрд. лет – древнейшие из достоверно установленных породы. В западной Австралии цирконы, обнаруженные в кварцитах с возрастом около 3,5 млрд, датируются в 4.3-4.2 млрд. лет.

Верхняя граница архея – 2.5 млрд. лет. Архей делится на две эонотемы – нижнеархейская (саамская) (AR₁ или SM) и верхнеархейская (лопийская) (AR₂ или LP), которым соответствуют ранне- и позднеархейские эоны. Граница нижнего и верхнего архея определяется в 3,15 млрд. лет.

Стратотип архея – юг Канадского щита в районе оз.Верхнее. Здесь известны породы возраста 3.5-3.7 млрд. лет. Они представлены гнейсами тоналитового состава с отдельными блоками и включениями гранулитов.

Нижнеархейские образования, слагающие значительные участки фундамента древних платформ, являются зачатками континентальной коры и представлены глубоко метаморфизованными пара- и ортопородами. Наиболее древние из них – «серые гнейсы» - это преимущественно ортогнейсы среднего состава, а также амфиболиты, железистые кварциты, метавулканиты, метаосадочные породы и кристаллические сланцы. Фации метаморфизма – гранулитовая и амфиболитовая. В это время дифференциация на геосинклинали и платформы отсутствовала. Земная кора была повсеместно подвижной и проницаемой. Тектонический режим был близок эвгеосинклинальному.

Образования верхнего архея отличаются от нижнеархейских, поскольку знаменуют собой начало нового крупного этапа истории Земли – платформенно-геосинклинального. Стратотип верхнего архея – надсерия Свазиленд (ЮАР, Свазиленд). В это время распространены формации эвгеосинклинали, намного реже встречаются миогеосинклинальные и платформенные формации. Породы метаморфизованы в условиях амфиболитовой и зеленосланцевой фаций, поэтому их природа распознается достаточно хорошо.

В архее проявились две эпохи складчатости: саамская - в раннем архее и кеноранская или беломорская - во второй половине позднего архея.

4.1.2.2 Физико-географические условия

В раннем архее температура поверхности Земли была, вероятно, выше 70^о, а может и выше 100^о. Атмосфера была очень плотной, бескислородной, горячей и состояла в основном из паров воды, углекислоты и других компонентов. Характерны «кислые дымы». Такая атмосфера обусловливала сильный парниковый эффект. Гидросфера была резко углекислой, содержащей сильные кислоты, т.е. была агрессивной, заметно минерализованной и соленой. Об этом свидетельствуют и древние эвапориты (Сибирская платформа, Канада, Бразилия). В конце раннего архея появились карбонатные осадки, указывающие на то, что значительная часть углекислоты была изъята из атмосферы. Давление в раннем архее составляло 50-70 бар.

В конце позднего архея температура воды составляла примерно от 90 до 65^о. Атмосферное давление было ниже, чем в раннем архее и оценивается в 10-20 атм. Содержание углекислоты было еще значительным (карбонатных пород мало). В атмосфере много паров воды, но отсутствовал свободный кислород. О восстановительном характере атмосферы свидетельствует отсутствие в разрезе верхнего архея красноцветных пород.

4.1.2.3 Органический мир

Жизнь появилась после образования первых водных бассейнов. В архее известны прокариоты: бактерии и цианобионты.

В породах серии Исуа в юго-западной Гренландии с возрастом около 3.800 млн. лет обнаружены мелкие цианобионты в виде палочек, нитей, а также их шаровидные, дисковидные и многоугольные оболочки.

К позднему архею создались условия более благоприятные для существования и размножения организмов: снизилась температура воды, уменьшилась ее кислотность и химическая агрессивность. В верхнеархейских породах встречены цианобионты и бактерии, а также строматолиты.

Позднеархейские прокариоты известны из кремнистых пород формации Фиг-Три (Южная Африка) с возрастом 3.2 млрд. лет.

Прокариоты архея отличаются от прокариот протерозоя мелкими размерами.

4.1.2.4 Характерные типы пород

Отложения архея в большинстве районов мира представлены глубокометаморфизованными вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами. Наиболее распространены амфиболовые, амфибол-пироксеновые и пироксеновые плагиогнейсы, кристаллические сланцы, амфиболиты, образовавшиеся при метаморфизме основных, либо ультраосновных лав и туфов. Фации метаморфизма: гранулитовая, амфиболитовая, реже зеленосланцевая. Гранулитовая фация регионального метаморфизма является исключительной особенностью нижнего архея. Эта фация типична для высоких ступеней метаморфизма, проходящего при недостатке воды. Породы фации гранулиты – мелкозернистые гранатсодержащие гнейсы и чарнокиты – гиперстеновые гнейсы. В архее встречаются коматииты – высокомагнезиальные вулканические ультрамафитовые породы.

Осадочные породы архея: мраморы кальцитового и доломитового состава, графит-содержащие гнейсы и кристаллические сланцы.

В высоких горизонтах архея встречаются породы низких ступеней метаморфизма с различимыми первичными структурами. Из обломочных пород преобладают граувакки, аркозы, алевролиты, пелиты и конгломераты. Для верхнего рифея характерны различные вулканиты с преобладанием основных: толеитовые базальты, коматииты, андезибазалльты.

4.1.2.5 Структуры земной коры

Тектонический режим раннего архея характеризуется следующими чертами:

- отсутствием дифференциации земной коры на платформы и геосинклинали;

- отсутствием контрастного рельефа и грубообломочных отложений;

- однообразием супракрустальных пород на всех континентах – признак «Панталассы» - общепланетарного океана;

- широким распространением анортозитов – признак спокойной тектонической обстановки (только к концу раннего архея режим несколько приблизился к геосинклинальному);

- тонкой и достаточно пластичной первичной корой, из-за чего не могли возникать сводовые поднятия и глубинные разломы;

В это время земная кора повсеместно находилась в эвгеосинклинальных условиях. Такое ее состояние было названо «пангеосинклиналью».

Накопившиеся большой мощности толщи пород во второй половине раннего архея на некоторых участках земной коры подверглись саамской складчатости. Толщи испытали поднятие, смятие в складки. Созданы структуры – саамиды. В результате саамского диастрофизма произошло внедрение огромных масс гранитоидов, которое привело к утолщению земной коры до 25-30 км. Таким образом, в нижнем архее появились участки с корой континентального типа.

Во всех районах зеленокаменные породы верхнего археяразвиты в виде узких, часто неправильных по форме участков (зеленокаменные или гранит-зеленокаменные пояса), представляющих структуры геосинклинального типа, разделенные обширными полями глубоко метаморфизованных пород нижнего архея. Эти структуры – свидетельства древних геосинклиналей - протогеосинклиналей.

Таким образом, вторая половина архейского времени характеризуется формированием протогеосинклиналей и заполнением их геосинклинальными отложениями.

Формирование протогеосинклиналей завершается в конце архея, 2.5 млрд. лет тому назад. Осадки, заполнившие протогеосинклинали, были дислоцированы беломорским циклом тектогенеза, в результате которого отложения подверглись метаморфизму и гранитизации. Созданы структуры беломориды. Сформировались складчатые системы, которые вместе с ядрами из древних архейских массивов образовали крупные платформенные структуры (протоплатформы) – остовы будущих древних платформ – материков.

Крупнейшими протоплатформами этого времени являются: почти вся Сибирская платформа, Украинско-Воронежский и Беломорский массивы Восточно-Европейской платформы, массивы Канадского щита, Южно-Африканская, Австралийская платформы, большая часть Индостанской платформы.

В соответствии с одной точкой зрения (Л.И.Салоп и др.) зеленокаменные пояса, о которых упомянуто выше, представляют собой обширные прогибы, осложненные разломами и возникшие в результате глобального растяжения земной коры. По мнению других (В.Е.Хаин и др.) эти пояса сформированы под воздействием спрединга и субдукции. Заложение зеленокаменных поясов, началось с образования рифтов, впоследствии сменившихся бассейнами с океанической корой, в которых происходил сначала спрединг, а потом субдукция.

В структуре зеленокаменных поясов выделяют – гнейсовые и гранито-гнейсовые купола диаметром 10-40 (не более 100) км – округлые или удлиненные в плане структуры, в ядре сложенные гранитами, а по периферии – гранито-гнейсами, мигматитами или кристаллическими сланцами, которые окаймляются зеленосланцевыми породами. Эти структуры являются весьма характерными для площадей распространения верхнеархейских образований.

К концу архея можно предположить существование уже довольно мощной (до 30-40 км) и зрелой континентальной коры. Была ли она сосредоточена в одном месте, образуя гигантский материк Пангею-0, которому противостоял не менее гигантский океан –Панталасса, или блоки материковой коры были распределены по поверхности земного шара так, что между ними оставались пространства с корой океанского типа, остается не совсем ясным.

4.1.2.6 Распространение архейских комплексов

Архейские метаморфические комплексы слагают значительные площади в пределах щитов древних платформ. В Европе в пределах Восточно-Европейской платформы наиболее крупные выхода архея и нижнего протерозоя образуют Балтийский щит и Украинский щит.

Разрез архея и нижнего протерозоя в Карелии. В этом разрезе архейские образования продразделены на два комплекса.

Нижний – саамский комплекс сложен разнообразными парагнейсами с горизонтами и линзами амфиболитов (беломорская серия) мощностью 9 км. Серия вмещает тела мигматитов, чарнокитов, метаморфизованных основных и ультраосновных пород. Толщи серии, вероятно сформировались в результате глубокого преобразования аркозовых и полимиктовых песчаников и диабазов. Возраст серии 3.4-3.3 млрд. лет, что позволяет этот комплекс относить к раннему архею.

Выше с угловым несогласием на нижнеархейском комплексе залегает лопский комплекс. Он сложен амфиболитами, кристаллическими сланцами, гнейсами, порфиритоидами, железистыми кварцитами. Мощность комплекса – 6 км. Эти породы образуют спилито-кератофировую формацию. Они прорваны основными и ультраосновными интрузиями, гранитоидами, впоследствии мигматизированными. Возраст гранитоидов – 2.7-2.8 млрд.лет, на основании чего они относятся к позднему архею.

Эти два структурных этажа сформировались в геосинклинальных условиях. В конце раннего архея проявилась саамская складчатость, к конце позднего архея – беломорская.

На Сибирской платформе докембрийские отложения слагают Алданский и Анабарский щиты.