Эволюция Земли в девонском периоде

Каледониды Алтае-Саянской складчатой области. Для большей части каледонской зоны юга Сибири и Монголии характерно накопление мощных толщ девонских пород в межгорных прогибах, наложенных на складчатый додевонский фундамент и ограниченных разломами. Преобладают континентальные красноцветные отложения и вулканогенные образования.

Осадки морского генезиса представлены маломощными пачками сероцветных песчано-глинистых и карбонатных пород с остатками брахиопод, кораллов, мшанок, морских лилий. Это результат ингрессий (проникновение моря в пониженные участки ближайшей суши), происходивших в среднем и позднем девоне. Также редко, в подчиненном количестве, присутствуют отложения внутренних бассейнов ненормальной солености (карбонатно-глинистые породы с остатками двустворок, гастропод, лингул, конодонтов, остракод, филлопод, рыб).

Девонские отложения межгорных впадин обладают огромной мощностью, слабо метаморфизованы, собраны в простые складки, прорваны небольшими интрузиями. Пример подобного разреза - девон Минусинских впадин, достигающий мощности 3-9 км. Это преимущественно красноцветные песчаники и алевролиты с трещинами высыхания, глиптоморфозами по каменной соли, линзами гипса. Для разреза характерна четкая цикличность: нижнюю (мощную) часть каждого цикла слагают красноцветные континентальные отложения, а верхнюю (маломощную) - сероцветные лагунно-морские осадки. В нижнем и среднем девоне широко распространены наземные вулканические образования [10].

Иной характер имеют девонские образования северо-восточного склона Салаирского кряжа. К началу девона территория Кузбасса представляла собой краевую часть геосинклинальной области, которую с юга и востока ограничивали каледонские горные сооружения. В раннем и начале среднего девона открытый морской бассейн занимал юго-западную часть этой территории и свободно сообщался с Урало-Тянь-Шаньским и Алтайским геосинклинальными морями. Большая мощность осадков сравнительно глубокого моря этого времени (около 4,5 км) свидетельствует о значительном прогибании дна морского бассейна. Нижне- и среднедевонские отложения северо-восточного Салаира представлены главным образом серыми и темно-серыми известняками с богатейшей морской фауной брахиопод, кораллов, строматопорат, криноидей, конодонтов, тентакулитов, головоногих, двустворок, мшанок, рыб, остракод и др. В подчиненном количестве встречаются мергели, аргиллиты, алевролиты, песчаники. Состав фауны, наличие крупных рифовых построек свидетельствуют о теплых климатических условиях. К концу среднего девона происходит обмеление морского бассейна, начинают преобладать терригенные осадки. На окраинах Кузбасса в живетском веке начинается вулканическая деятельность в виде как подводных, так и наземных излияний. В конце среднего девона происходит общее поднятие Салаирского кряжа и значительное прогибание территории между ним и Кузнецким Алатау с последующим заложением Кузнецкой впадины. В позднем девоне морские условия восстанавливаются на северной и северо-западной окраинах Кузбасса; на юго-западной окраине (Салаир) осадконакопление в конце среднего - позднем девоне уже не происходит [9].

Средиземноморский геосинклинальный пояс испытывал в девоне значительное интенсивное опускание. В центральной части Западной Европы оставался срединный массив - Франко-Чешский или Молданубское поднятие (глыба). Название происходит от рек Молдова и Дануб - древнее имя Дуная. Этот срединный массив возник еще в результате байкальской складчатости. К северу и югу от данного поднятия в составе девона значительна роль вулканогенных пород. На севере прослеживаются песчано-глинистые отложения, на юге - карбонатные.

Наиболее крупные выходы девона известны в Арденнах и Рейнских сланцевых горах, где выделены стратотипы ряда ярусов девонской системы.

В Арденнах девонские отложения залегают с четким структурным несогласием, вызванным каледонской складчатостью, на породах кембрия. Здесь нижний девон сложен продуктами размыва Брабантского массива - конгломератами и аркозовыми песчаниками, быстро сменяющимися вверх по разрезу мощной толщей чередующихся полимиктовых песчаников и красных глинистых сланцев. На основе изучения брахиопод выделяются жединский, зигенский и эмский ярусы.

Залив среднепалеозойского моря существовал на востоке Молданубского поднятия (глыбы) в районе Праги. Здесь в Баррандовой мульде, названной так по имени выдающегося палеонтолога И.Барранда, девонские отложения согласно залегают на породах силура. Разрез отложений Баррандовой мульды не превышает по мощности 450-500 м, что объясняется накоплением осадков на жестком основании срединного массива. Разрез сложен известняками с прослоями известковистых сланцев, охарактеризован богатой и разнообразной морской фауной. В нижней части разреза находятся стратотипы пржидольского, лохковского и пражского ярусов [8].

В Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области в девоне формировались три типа разрезов: эвгеосинклинальный, миогеосинклинальный и характерный для срединных массивов.

В эвгеосинклинальной зоне Тихоокеанского побережья на северо-востоке Азии накапливались толщи спилит-диабазового состава, кремнистые, песчаные и карбонатные осадки. Тот же тип разреза прослеживается на Японских островах, где девон представлен кератофирами, основными лавами, их туфами, глинистыми сланцами и известняками общей мощностью до 3 км. Везде девонские отложения согласно ложатся на силурийские.

На срединных массивах (Омолонский, Ханкайский и Буреинский) в наземных или мелководных морских условиях формировались сравнительно маломощные толщи песчано-глинистых и карбонатных осадков, а также лав кислого и среднего состава. Залегают они с резким угловым несогласием на подстилающих образованиях.

Сложнее геологическая история австралийской части Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области. Здесь выделяются две зоны: восточная - эвгеосинклинальная и западная - миогеосинклинальная. В западной зоне в среднем девоне осадконакопление было прервано фазой складчатости и внедрением гранитоидных интрузий. В позднем девоне здесь формировались орогенные впадины, в которых накапливались красно- и пестроцветные терригенные, иногда вулканогенные, толщи. В восточной зоне сохранялся эвгеосинклинальный режим.

В Восточно-Тихоокеанской геосинклинальной области в девоне, так же как в ордовике и силуре, формировались миогеосинклинальный и эвгеосинклинальный типы разрезов, причем второй из них развит ограниченно - на западе Кордильер. Каледонская складчатость привела здесь к выпадению из разрезов нижнего девона. Средне-верхнедевонские вулканиты, кремнистые и песчаные породы (3 км) несогласно лежат на более древних образованиях. Миогеосинклинальные морские песчано-глинистые отложения (3-4,5 км) характерны для Южной Америки. Несомненно, проявление каледонской складчатости на севере Анд, где с ней связано внедрение кислых интрузий.

Таким образом, в девонском периоде произошло полное закрытие иннуитской фазы складчатости. Процессы орогении происходили в районах Аляски о. Врангеля, герциниды Чукотской области. Отмечались регрессии на всех платформах [10].

3.2 Полезные ископаемые

Специфика палеогеографических и палеотектонических условий предопределила формирование и локализацию экзогенных полезных ископаемых. В зонах влажного климата формировались самые древние в истории Земли угольные пласты. Месторождения этого возраста известны на о. Медвежий в Норвегии, на Тимане и северо-востоке Кузнецкой впадины (месторождение Барзас).

На Тимане распространены битуминозные сланцы. Девонский возраст имеют важные нефтегазоносные горизонты Волго-Уральской и Тимано-Печорской областей, Припятского прогиба, месторождений Канады, США, Амазонской впадины и Сахары.

Рис. 3.4. Девонские отложения Беларуси [7]

Изопахиты проведены в северной части через 100 метров, в южной - через 500 метров

Несмотря на бедность наземной растительности, развитие ее обусловило образование в девонском периоде первых в истории Земли промышленных залежей каменного угля. Они известны в России в Кузнецком бассейне на р. Барзас ("барзасский уголь"), а также на острове Медвежьем (Норвегия) в северной части Атлантического океана. Девонский возраст имеют важные нефтегазоносные горизонты Волго-Уральской и Тимано-Печорской областей, Припятского прогиба, месторождений Канады, США, Амазонской впадины и Сахары. Из других полезных ископаемых, образование которых связано с формированием осадочных толщ девона, наибольшее значение имеют бокситы и железные руды - на восточном и западном склонах Урала, в Татарии, в Аппалачах, Испании, Турции и др. Месторождения девонских бокситов образовались на Тимане и на восточном склоне Урала. В зонах аридного климата формировались месторождения калийных солей провинции Саскачеван (Канада) и Старобинское (Белоруссия). С вулканизмом девона связаны медно-колчедановые руды восточного склона Урала, большинство колчедано-полиметаллических месторождений Рудного Алтая, железомарганцевые и свинцово-цинковые месторождения Атасуйского района в Центральном Казахстане. К кислым интрузиям на Урале приурочены железные руды гор Благодать и Высокая, месторождений Темиртау в Казахстане и Тельбес на юге Сибири.

Часть алмазоносных кимберлитовых трубок Западной Якутии (Сибирская платформа) образовалась в среднем и позднем палеозое (девон-карбон). В девоне и карбоне сформировались также алмазоносные трубки взрыва Архангельской области (северо-восток Восточно-Европейской платформы.[10].

В платформенном чехле на территории Беларуси выявлено 14 уровней сланцеобразования. Промышленный интерес имеют сланценосные отложения верхнего девона в Припятском прогибе. Их мощность составляет 100-150 м. Известны 2 месторождения - Любанское и Туровское. Основная проблема месторождений горючих сланцев Беларуси - это низкое их качество, высокое содержание золы. Месторождения каменных солей приурочены к субширотной антиклинальной структуре, вытянутой на 10 км. Представлены разрезы отложениями галитовой подтолщи (D3fm). Глубина отработки составляет 1500м. Всего около 21 млн. тонн. Известны 3 месторождения: Давыдовское (неактивные запасы), Мозырское (запасы - 5889 млн тонн, ежегодное производство пищевой поваренной соли - 180-355 тыс тонн.), Старобинское (производство пищевой, кормовой и технической соли-300-550 тыс тонн).

В настоящее время в Припятском прогибе разведаны 3 месторождения калийных солей: Старобинское, Петриковское и Октябрьское. Наиболее крупное из них является Старобинское (1949 г.). На месторождении известны четыре калийных горизонта; отрабатываются четырьмя рудоуправлениями РУП ПО «Беларуськалий». Основным объектом эксплуатации является нижний сильвинитовый пласт третьего горизонта.ю залегающий на глубине 450-1000 м и более. Всего в разрезе шесть сильвинитовых слоев. Мощность продуктивного пласта 4-5,5 м. Второй калийный горизонт распространен на меньшей площади и залегает на глубине 360-700 м. Мощность его - 1,3-2,8 м. Всего в беларуси общие запасы составляют 1568 млн тонн, что составляет 9,1 %. От мировых запасов. Среднее содержание К₂О равно 16 %, максимальное у Канады - 23%, у России - 17,8%. Республика Беларусь занимает первое место в Европе по запасам этого полезного ископаемого, а в мировом рейтинге Беларусь стоит на третьем месте, после Канады и России.

Впервые алмазы на территории Республики Беларусь были обнаружены в середине 1970-х гг. в семилукских отложениях франского яруса в Барсуковской скважине 32 (размер зерна алмаза 0,10 х 0,15 мм). Все трубки взрыва сгруппированы в Жлобинское, Уваровичское, Светиловичское, Стрешинское и Стародорожское поля. По данным БелНИГРИ, в трубках Антоновская, Веточка и Цупер обнаружены единичные зерна алмазов розового цвета. Месторождения и проявления гипса в виде пластов, слоев, прослоев. Разведано крупное Бриневское месторождение гипса, расположенное в Гомельской области Петриковского района. Гипсоносная толща относится к среднефаменскому подъярусу, залегает на глубинах 142,8-460,3 м, имеет мошность 37,2-252,7 м. Сульфатонасыщенность ее составляет в среднем около 40% [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Девонская система установлена в 1839 г. известными английскими геологами А. Седжвиком и Р. Мурчисоном в Англии в графстве Девоншир, по имени которого и была названа. Начался около 416 млн., закончился 360 млн. лет назад. Продолжительность девона -- 56 млн. лет

Этот период является одним из самых продолжительных в истории Земли. И за этот большой отрезок времени произошли важнейшие события и появились различные (глобальные и региональные) изменения как в тектонике и климате, так и в развитии органического мира.

Граница между силуром и девоном, как указывалось выше, проводится в основании граптолитовой зоны Monograptus uniformis (Барранден, Чехия). В настоящее время эта граница является единственной официально принятой Стратиграфической комиссией Международного геологического конгресса. Верхняя граница официально не утверждена. Ввиду того, что в начале девонского периода продолжалась обширная регрессия, начавшаяся еще в силуре, возникло множество разнообразных фациальных обстановок с соответствующей фауной.

Органический мир девона претерпел значительные изменения по сравнению с предыдущими периодами. Главное отличие состояло в том, что жизнь стала развиваться не только в морях и пресноводных бассейнах, но и на суше. Переход от силура к девону выражен плохо, но с середины периода флора и, особенно, фауна характеризуется небывалым разнообразием. Середина девона считается максимумом видов во всем палеозое. В девонском периоде впервые появились аммоноидеи, имеющие важное стратиграфическое значение, представители голосеменных, развились леса. Кроме того, девон называют веком «рыб, брахиопод и иглокожих», так как именно эти группы организмов достигли своего расцвета.

Говоря о палеогеографии, необходимо отметить то, что девон расположен на стыке двух тектономагматических эпох - каледонской, последняя фаза которой, называемая акадской (лигерийской), проявилась в среднем девоне, и герцинской, начало которой положила бретонская фаза, отмечавшаяся в позднем девоне. В ходе бретонской фазы произошло полное закрытие иннуитской геосинклинали. Таким образом, можно сказать, что девон является периодом высокой тектонической активности.

Также, в девонском периоде развитие некоторых платформ (Восточно-Европейская, Сибирская, Северная Африка, Австралия) происходило под знаком господства процессов растяжения. Это выразилось в формировании крупных рифтовых систем: Днепровско-Донецкой, Баренцево-Каспийской, Саура-Угарта, Амадиес, Фицрой, Карнарвон.

В раннем девоне достигла своего максимума регрессия, начавшаяся еще в конце силура. Этот отрезок называют «временем высокого стояния материков».

Однако со среднего девона началась трансгрессия, максимум которой пришелся на живетский век.

Характерной особенностью девона является образование межгорных впадин, которые заполнялись молласовыми конгломератами, красноцветным песчаником, вулканитами.

Наиболее типичной фацией девона является фация «древнего красного песчаника», широко распространенная во всех странах Северного полушария. Кроме «древнего красного песчаника» сформировалась своеобразная фация доманика, представленная в основном битуминозными черными сланцами. С ней связана нефтегазоносность Волго-Уральской области и Татарии.

Девонский период является временем накопления различных видов полезных ископаемых (самые древние угольные пласты, нефть и др.). Главными из полезных ископаемых, имеющими девонский возраст, для Республики Беларусь являются нефть, доломиты и, особенно, калийная и поваренная соль.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Владимирская Е. В. Историческая геология с основами палеонтологии / Е. В. Владимирская, А. Х. Кагаржанов. - Л.: Недра, 1985. 432 с.

2. Высоцкий Э. А. Месторождение горючих и неметаллических полезных ископаемых: Курс лекций / Э. А. Высоцкий. - Мн.: БГУ, 2003. - 131 с.

3. Гарецкий Р. Г. Особенности тектоники и геодинамики восточно-европейской платформы / Р. Г. Гарецкий - Мн: Институт геохимии и геофизики НАН Беларуси.

4. Иванова М. Ф. Общая геология с основами исторической геологии / М. Ф. Иванова - М., 1980. - 440с.

5. Кузьменко, Е. Е. Историческая геология с палеонтологией и геологией СССР / Е.Е. Кузьменко. - М. : Недра, 1973. - 277 с

6. Монин А.С. История Земли / А.С. Монин - Ленинград: Наука, 1977. - 228 с

7. Национальный атлас Беларуси / Мн.: Минская печатная фабрика, 2001. 190 с.

8. Немков Г.И. Историческая геология / Г.И. Немков, Е.С. Левицкий, И.А. Гречишникова и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1986. - 352 с

9. Подобина В. М. Историческая геология. Учебное пособие / В. М. Подобина, С. А. Родыгин. - Томск : Издательство научно-технической литературы, 2000. - 266 с.

10. Хаин В. Е. Историческая геология / В. Е. Хаин, Н.В. Короновский, Н.А. Ясоманов - М.: Изд-во 1997. - 448 с

11. Якушова, А.Ф. Общая геология / А.Ф. Якушова, В.Е.Хаин, В.И. Славин. - М.: Издательство Московского университета, 1988. - 488 с.

12. http://www.geology.by

13. http://www.ru.wikipedia.org

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1. Органический мир моря [13]

Рис. 2. Скелетные останки акантостеги [13]

Рис. 3. Символ девона хищная рыба дихтионис [12]

Рис. 4. Современный аналог девонской двоякодышащей рыбы. (Австралия) [12]

Размещено на Allbest.ru