Докембрій

Докембрій, прадавні товщі земної кори і час, відповідний їх освіті і що становить біля ⁶ / ₇ геологічній історії Землі. Геологічна історія Д. довго залишалася непізнаною, не дивлячись на те, що в породах Д. давно були виявлені різні сліди життя. Палеонтологічний метод, що виправдав себе при розчленовуванні фанерозойських (последокембрійських) утворень, тут вважався непридатним. Для окремих регіонів давалося чисто місцеве розчленовування розрізів Д., т.к. методіка їх міжрегіонального зіставлення був відсутній. Лише у 30-х рр. 20 ст у вивченні стратіграфії і геохронології Д. почали використовуватися радіометричні методи (див. Геохронологія ), а також були зроблені спроби зіставлення осадових товщ Д. по строматолітам (споруди древніх водоростей). Тривалість Д., за сучасними даними визначається від часу виникнення прадавніх відомих нам геологічних утворень з віком близько 3500 млн. років до початку кембрію (близько 570 млн. років назад). Т. о., тривалість Д. склала більше 2900 млн. років. Раніший період історії Землі (близько 1 млрд. років) поки що не доступний геологічному вивченню.

  Розчленовування докембрія. В 2-ій половині 19 ст на підставі загальних історіко-геологічніх даних, міри метаморфізму порід і ін. ознак в Північній Америці було запропоновано розчленовування Д. на архей, або археозой (виділений Дж. Дана в 1872), і протерозой (встановлений Е. Еммонсом в 1888). Кордон між ними, по сучасних виставах, збігається з крупною епохою складчастості і гранітизації, що мала місце 2500—2700 млн. років назад. У СРСР протерозой зазвичай ділиться на ніжній, середній і верхній (див. таблицю). Верхній протерозой незрідка виділяють під назвою «ріфей» («інфракембрій», «синій») і підрозділяють по складу органічних залишків на 4 частини. Верхній підрозділ ріфея, що відносилося раніше до так званих перехідних шарів від протерозоя до палеозою, відособляється під назвою «венд» («юдомій», «еокембрій» і ін.).

  B початковий період вивчення докембрійських утворень замість терміну «Д.» використовувався ряд інших, що нині зустрічаються лише в роботах зарубіжних геологів. До них відноситься, наприклад, протозой Седжвіка (1838), типом якого є сильно метаморфізованниє породи докембрійського фундаменту Шотландських нагорій, Уельсу і ін. Різка відмінність ріфея від більш древніх утворень Д. (відносно слабкий метаморфізм порід, що складають його, і можливість палеонтологічного датування вміщаючих товщ) привело до того, що всі ширше стали застосовувати ділення Д. на нижній (ранній) Д., що охоплює товщі порід архея, нижнього і середнього протерозоя, і верхній (пізній) Д., відповідний ріфею (від 1600 млн. років до початку кембрію).

  Загальна характеристика. Відкладення Д. поширені на всіх материках в межах древніх платформ: Східно-європейською, Сибірською (разом з її древнім складчастим обрамленням — Становим хребтом, Патомським нагір'ям, північно-східною частиною Східного Саяна і кряжем Енісейським), Китайсько-корейською, Південно-китайською і Індійською, а також Північно-американською, Південно-американською, Африканською, Австралійською і Антарктичною. Крім того, докембрійськие утворення складають ядра поднятій, у тому числі серединні масиви в тих, що обрамували древні платформи молодших складчастих зонах — байкальською, Каледонією, герцинськой (варісськой) і альпійською.

  Геологічні утворення раннього Д., в значній мірі метаморфізованниє, складають фундамент древніх платформ і виходять на поверхню в області їх кристалічних щитів — Балтійського, Алданського, Канадського і ін. Інколи в межах древніх ядер консолідації (у Північній Америці, Південній Африці і ін.) спостерігаються слабо змінені осадові і вулканогенниє породи, що відносяться, за радіологічними даними, до раннього Д. Вместе з тим древні платформи включають обширні області (Гренвільський пояс Північної Америки, Мозамбікський пояс Африки і ін.), що містять відкладення раннього Д., які піддалися термальній дії в пізніші епохи докембрійськой складчастості. Незрідка розвинені в цих зонах товщі гнейсов з «омолодженими» значеннями абсолютного віку без достатніх підстав відносять до пізнього Д.

  Утворення верхнього Д. найчастіше складають нижню частину осадового чохла древніх платформ і представлені відносно слабо зміненими породами, в яких незрідка зберігаються глауконіт і ін. мінерали, що руйнуються навіть при слабкому метаморфізмі.

  Раннедокембрійськие освіти складаються з гнейсов, мігматітов, всіляких кристалічних сланців, амфіболітов, рідше — джеспілітов, кварцитів і мраморов. Вони складають потужні товщі, зібрані в складні складки і прорвані крупними інтрузіями різного складу і віку (граніти, гранодіоріти, габбро і ін.). Ці товщі свідчать про мобільні (геосинклінальних) умови розвитку, що переважали на всіх материках в ранньому Д. В кінці раннього Д. з'являються слабо дислоковані і слабо метаморфізованниє формації платформеного типа, прорвані інтрузіями основних і гранітних порід. Формації пізнього Д. ближчі за типом до палеозойських і представлені потужними товщами кварцевих піщаників і кварцитів, глинистих сланців і філлітов, різними вулканогеннимі утвореннями, строматолітовимі доломітом і вапняками, рідше товщами перешарування, близькими до флішу . В самому кінці Д. з'являються товщі порід, схожі з молассамі .

  На підставі перерв і несогласий в нашаруванні порід і різких змін в мірі їх метаморфізму в Д. встановлений ряд епох підвищеної тектоно-магматічної активності (див. Докембрійські епохи складчастості ).

  Флора і фауна. В докембрійських відкладеннях відсутня скелетна фауна, яка служить основою для побудови стратиграфічної шкали фанерозоя, проте всілякі слідів органічного життя тут досить багато. До них відносяться продукти життєдіяльності синьо-зелених водоростей (строматоліти) і бактерій (онколіти). Вік тих, що включають їх прадавніх відкладень, за радіологічними даними, визначається більш ніж в 2500 млн. років. Строматоліти і онколіти успішно використовуються для зіставлення осадових товщ верхнього протерозоя в межах окремих регіонів і навіть для міжконтинентальній кореляції. У крем'янистих породах раннього Д. знайдені своєрідні нитчасті водорості, що мають хороше збереження, при якому можна спостерігати деталі клітинної будови організму. На багатьох стратиграфічних рівнях в докембрійських товщах зустрічаються найдрібніші округлі тільця (розміром до 50 m) водоростевого походження, що бралися раніше за спори. Вони відомі під назвою «акрітарх», або «сфероморфід». Ці утворення наголошуються у відкладеннях раннього Д., але особливо рясні вони в пізньому Д., де на основі їх вертикального розподілу робляться спроби кореляції розрізів.

  Тваринний світ Д. значно бідніше, ніж рослинний. Окремі вказівки на знаходження в породах Д. залишків тварин відносяться до об'єктів, які, мабуть, мають неорганічне походження (Aticocania Walcott, Tefemar kites Dons, Eozoon Dawson, Brooksalla Bassler) або є продуктами вилуговування строматолітов (Carelozoon Metzger). Багато скам'янілостей Д. до кінця не розшифровані (Udokania Leites) або не мають точної прив'язки (Xenusion querswalde Pompecki). В середньому ріфєє Туруханського району Красноярського краю відомі прадавні сабеллідіти, які порівнюють з сучасними погонофорамі. Найбільш багатий і всілякий тваринний світ венда, детально вивчений по унікальних знахідках, зроблених в піщаниках Паунд Австралії і серії Нама Південної Африки. Тут знайдені форми близькі до сучасного морського пір'я (Rangea, Gharnia), прадавні аннеліди (Spriggina), багаточисельні медузоїдниє форми (Ediacaria, Beltanella, Protodipleurosonia) і форми неясної систематичної приналежності (Parvancoria, Dickinsonia). Багаточисельні медузоїдниє були виявлені і венде Східно-європейської платформи. У венде ж зустрінута Vendia sokolovi Keller з виразно сегментованим тулубом, але що не має двосторонньої симетрії, властивої трилобіту. Все перераховані форми позбавлені твердих скелетних частин, відбитки їх можуть зберігатися лише у виняткових випадках.

  Докембрій СРСР. В СРСР відкладення раннього Д. поширені дуже широко. Краще всього вони вивчені на Балтійському щиті і в Східному Сибіру. Раннедокембрійськие утворення Балтійського щита представлені товщами порід архейського і ніжне- і среднепротерозойського віків. До перших відносяться кольська серія слюдяних і слюдяно-гранатових гнейсов із залізистими (рудними) кварцитами Кольського півострова і гнейсо-сланцева біломорська серія Карелії; обидві серії складно дислоковано і прорвано інтрузіями прадавніх основних порід (амфіболітов), гранодіорітов і гранітів. Вік архейських складчастих структур (сааміди, беломоріди) визначається в 2500—2700 млн. років. Ніжнедокембрійськие утворення протерозойського віку представлені карельськими формаціями Карелії, Кольського півострови. Одновіковими з ними вважаються свекофеннськие формації південної Фінляндії і Швеції. Стабілізація території Балтійського щита почалася 1900—2000 млн. років назад в поясі карелід і завершилася 1800—1900 млн. років назад в поясі свекофеннід. На Українському щиті до архейським утворень відносяться конкськоверховцевськая серія амфіболітов, сланців і залізистих кварцитів, серії глибоко метаморфізованних гнейсов Побужья, Волині, Придніпров'я і ін. районів і зв'язані з ними гранітоїди і чарнокіти. Нижній і середній протерозой найтиповіше представлений саксаганськой метабазітової серією і вищерозміщеною залізорудною, песчаниково-сланцевою криворізькою серією. Схожі з ними серії є на Воронежському масиві. За даними буріння у фундаменті Російської плити утворення раннього Д. не відрізняються від таких Балтійського щита.

  В Сибіру ніжнедокембрійськие освіти розвинені на Сибірській платформі (в межах Анабарського масиву і Алданського щита), у її західному, південному і південно-східному обрамленні (від кряжа і Алтая Енісейського до східного кінця Станового хребта), а також на Малому Хингане, Ханкайськом масиві, по північному побережжю моря Охотського, в басейні Колими, на Чукотському і Таймирськом півостровах.

  Прадавні утворення архейськой ери в Сибіру представлені слюдяно-гранатовими, кордієріт-силліманітовимі, піроксеновимі гнейсамі і сланцями, гранулітамі і мраморамі, що підрозділяються на декілька серій, багато в чому доки важко порівнянних між собою. Нижній і середній протерозой представлений всілякими гнейсамі (слюдяними, амфіболовимі, силліманітовимі і ін.), частиною мраморамі і кварцитами (Східний Саян, кряж і ін. Енісейський) і менш метаморфізованнимі товщами піщано-алевролітів (хребет Удокан і ін.).

  Відкладення верхнього Д., що складає чохол платформ, поширені на Уралі і Тімане; вони розкриті глибокими буровими свердловинами на Російській плиті, голі в природних виходах по берегах Дністра і Білого моря. Особливо повно вони представлені на Південному Уралі, де в розрізі пізнього Д. загальною потужністю 15 км. виділено три крупні серії. Уральський розріз, що укладає ряд горизонтів із строматолітамі і глауконітовимі прослоямі, був узятий Н. С. Шатським за типа ріфейськой групи. В межах Російської плити ріфей виконує лінійно витягнуті прогини ( авлакогени ), а відкладення венда поширені на обширніших площах, вистилаючи Московську синеклізу і ін. западини. Вони представлені головним чином піщаниками і альовролітамі і містять прослої тіллітов, відкладених древнім льодовиком. На Сибірській платформі товщі пізнього Д. представлені внизу кварцевими піщаниками і кварцитами, а вище — потужними карбонатними товщами. По складу строматолітов в них намічаються всі підрозділи ріфея. У прогинах, що обрамували Сибірську платформу, свити, складені карбонатними породами, чергуються з товщами піщаників і сланців. У верхах розрізу по південному і західному обрамленню Сибірської платформи з'являються більш крупнообломочниє товщі, інколи червоноколірні. Багато дослідників розглядають їх як орогенні утворення, порівнюючи з молассамі пізніших геологічних періодів.

  В складчастих системах Середньої Азії Казахстану, Далекого Сходу також відомі утворення Д. Ізвестни як відкладення раннього докембрія, так і ріфейськие відкладення, складені осадовими і вулканогеннимі геосинклінальнимі товщами, інколи з пластами строматолітових вапняків, що визначають приналежність вміщаючих відкладень до середнього і верхньому ріфею і венду. Подекуди з-під ріфейських товщ (Киргизький хребет Тянь-шаня, хребет Улутау в Казахстані, Малий Хинган і ін.) виступають глибоко метаморфізованниє відкладення раннього Д., представлені гнейсамі, метаморфічними сланцями, кварцитами і ін. породами.

  Найважливіші межі палеогеографії досить детальний з'ясовані для пізнього протерозоя; відносно раннього Д. є лише уривчасті відомості. Встановлено, що в пізньому протерозоє платформені масиви були підведені і великі площі на них піддавалися руйнуванню; продукти цього руйнування заповнювали всі пониження усередині платформ і зносилися в тих, що обрамували прогини, де формувалися своєрідні формації, складені кварцито-песчаниковимі утвореннями. Опущені частини платформ були зайняті дрібними морями, в яких відкладалися карбонатні породи із строматолітамі. На більшій частині платформ в середньому і пізньому ріфєє панував арідний клімат. У венде обстановка різко змінилася. Настало значне похолодання, і обширні території були охоплені материковим заледенінням. У зв'язку з проявом байкальської складчастості в геосинклінальних областях виникли піднімання, що поставляли значну кількість уламкового матеріалу.

  корисні копалини. Д. дуже багатий корисними копалини. ДО Д. приурочені грандіозні родовища залізняку (залізисті кварцити і джеспіліти), алюмінієвої сировини (кіаніт і силіманіт) і марганцевих руд; з конгломератами Д. зв'язані найбільші родовища золотих і уранових руд; з основними і ультраосновнимі породами — крупні родовища руд міді, нікелю і кобальту; з карбонатними породами — свинцево-цинкові родовища. Пегматіти Д. є головним джерелом слюди (мусковіту), керамічної сировини і рідких металів. З самими верхніми утвореннями Д. зв'язані прадавні родовища нафти (Іркутська область РРФСР).

  Літ.: Стратіграфія і кореляція докембрія, М-код.—Л., 1960 (Праці XXI Міжнародного геологічного конгресу. Доповіді радянських геологів. Проблема 9); Шатський Н. С., Принципи стратіграфії пізнього докембрія і об'єм ріфейськой групи, в кн.: Стратіграфія пізнього докембрія і кембрію, М., 1960; Стратіграфія СРСР, т. 1—2, М., 1963; Полканов А. А., Кратц До. О., Шуркин До. А., Дочетвертічная геологія Карелії і Кольського півострова, «Тр. Лабораторії геології докембрія АН(Академія наук) СРСР», 1964, ст 19; Салоп Л. І., Геологія Байкальської гірської області, т. 1, М., 1964; Magnusson N. H., Pre-quaternary rocks of Sweden, Stockh., 1960; Simonen A., Pre-quaternary rocks in Finland, «Bulletin de la Commission géologique de la Finlande», 1960 №191; Rankama K., The precambrian, v. 1, N. Y.—L.—Sydney, 1963; Ciifford Т. N., Radiometric dating and the pre-silurian geology of Africa, «Radiometric dating for Geologists», 1968 № 6.

  Би. М. Келлер, До. О. Кратц.