Геологический толковый словарь

ЭВОЛЮЦИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В ИСТОРИИ ЗЕМЛИ — изменение формы осад. процесса от древнейших эпох геол. истории до новейших. Впервые эта идея была высказана Вальтером (Walter, 1893), но касалась только эволюции биогенных п., обусловленной сменой гр. организмов. В 1907—1909 гг. Дели и Штендтман (Dely, Stendtman, 1911) распространили эту идею и на хемогенные п. Наибольшего развития эволюционная концепция достигла в СССР, где были изучены с этой точки зрения железные руды (Страхов, 1941, 1947), карбонатные п. (Страхов, 1951), угленакопление (Жемчужников, 1948—1955) кремнистые п. (Каледа, 1956). В СССР же дан первый синтез представлений об эволюции осад. процесса в целом (Страхов, 1948, 1950, 1963; частично Ронов, 1965). Концепция, разработанная Страховым, основана на признании того, что необратимая эволюция осад. процесса теснейшим образом связана с развитием внешних оболочек Земли —гидросферы, биосферы и атмосферы — и не может быть понята в отрыве от истории последних. Этапы развития этих внешних геосфер определяли этапы развития литогенеза . Наиболее отчетливо следы эволюции проявляются в гумидном типе. Выделяются 4 этапа внешних геосфер и литогенеза. Начальный, или азойский, этап воссоздается чисто гипотетически. Зонная плавка верхней мантии поставляла в это время на поверхность Земли расплавленную лаву и пепел, при дегазации которых пары воды, конденсируясь, образовали первичный океан, а газы — первичную атмосферу, богатую Н₂О, СО₂, H₂; легкорастворимые летучие H₂S, HCl, HF, В, Н₂ задерживались в гидросфере, воды которой были поэтому сильно кислыми; O₂ отсутствовал. В этот этап накапливались почти исключительно лавы, пеплы, частично терригенный материал, полученный хим. и физ. выветриванием, из хемогепных осадков — свободный кремнезем, основные хлориды, Аl, Fe (?), а также сульфиды Fe и тяжелых металлов, фториды Са, Mg, Fe, Al. Взаимодействие кислых вод с г. п. через некоторое время привело к тому, что свободная НСl и HF из морской воды исчезли и осталась лишь Н₂СО₃. С этого момента начался второй, археозойский, этап эволюции внешних геосфер и литогенеза. Атмосфера по-прежнему сохраняет свой древний тип: в ней много CO₂, CH₄, NH₃, нет или следы O₂ (от фотодиссоциации СО₂ и Н₂О). Выветривание континентов постепенно обогащало гидросферу бикарбонатами Са, Mg, Fe, Mn и вода приобрела хлоридно-карбонатный тип, оставаясь кислой за счет обилия CO₂. Зарождается жизнь, но в виде организмов хемосинтетиков, еще не способных к фотосинтезу и потому слабо воздействующих на геохимию гидросферы. Литогенез продолжает быть гл. обр. вулканогенно-осад., но появляются и собственно осад. п. (хемогенные), связанные с выветриванием литосферы: джеспилиты, богатые Fe²⁺, иногда и Мn²⁺, бокситы и первичные карбонатные п., вероятнее всего, доломиты.

Третий, протерозойско-рифейский, этап начался с возникновения фотосинтеза, что коренным образом изменило всю обстановку осад. процесса. Атмосфера в это время быстро обогащается кислородом, сохраняя, однако, еще значительные массы CO₂, NH₃, CH₄. Окисление сульфидов на водосборах и H₂S в вулк. эксгаляциях до SO^2- обогащает гидросферу сульфатами, и воды океанов и морей становятся хлоридно-карбонатно-сульфатными. В осадконакоплении впервые появляются г. п., обогащенные орг. веществом (шунгиты). Среди джеспилитов возникают разности, содер. не только закисное, но и окисное железо, причем последние локализуются в более удаленных от берега частях морей, получающих мало орг. вещества (ибо жизнь пока что ютится вблизи берега). В прибрежной зоне возникают первые оолитовые гидрогётит-шамозит-сидеритовые [гидрогетит-шамозит-сидеритовые] руды. Здесь же впервые развивается двухзональное строение осадка с окислительной пленкой наверху и восстановительной внизу. Появляются органогенные водорослевые известняки и доломиты, кремнистые п. (хемогенные, очень бедные железом яшмы), а также более или менее крупные м-ния фосфоритов. Благодаря увеличению площади континентов (базой которых были разросшиеся платформенные участки) постепенно более четко вырисовывается аридный тип литогенеза, представленный пока только фосфоритами, доломитовыми толщами, Cu-Pb-Zn рудами и гипсами.

Четвертый, современный, этап развития геосфер и осадконакопления охватывает время от начала кембрия доныне. Главными решающими событиями, определившими облик седиментации этого этапа, являются: резкое разрастание платформ и, следовательно, континентальных участков, и переход жизни из морей на сушу. Первое обстоятельство обусловило широкое развитие аридного и временами ледового типов литогенеза и вместе с тем ослабление вулканогенно-осад. Т. о., именно на четвертом этапе эволюции литогенеза отчетливо дифференцируются все 4 его типа. Переход на сушу биоса, сопровождавшийся по крайней мере удвоением его массы, привел к прогрессирующему обогащению атмосферы и гидросферы свободным кислородом и к резкой убыли CO₂. Воды океана, теряя СО₂, стали хлоридно-сульфатными и из кислых (за счет обилия СО₂) еще в конце предыдущего этапа превратились в щелочные. Все эти перемены резко отразились на седиментации. Появилось много толщ каустобиолитов (углей, горючих сланцев). Рудные накопления Al₂O₃, Fe и Mn ушли из пелагических частей морей и стали прибрежными, ибо высокий рН ограничил дальний разнос в море рудных растворов. Кремнистые п., возникшие вдали от очагов вулканизма, стали биогенными (радиоляриевыми, диатомовыми), которые в диагенезе благодаря растворению раковин целиком или частично превратились в микрокристаллические опалово-халцедоновые. Благодаря понижению щелочного резерва морских вод доломиты почти перестали образовываться в морях гумидных зон и стали типичным образованием зон аридных, но и здесь постепенно убывали количественно (“вымирали”). В гумидных зонах благодаря огромному развитию известьвыделяющих организмов хемогенная садка СаСО₃ почти прекратилась, сменившись биогенным выделением. Резко возросло поэтому количество биоморфных, детритовых, шламовых и др. органогенных накоплений, причем если в палеозое они возникали только на мелководье, то с мезозоя, с появлением пелагических фораминифер, водорослей и птеропод, стали во множестве возникать и в пелагиали океанов и крупных морей (глобигериновые, кокколитофоридовые, птероподовые илы). В аридных зонах началось массовое осаждение не только доломитов и гипсов, но и галититов и калийных солей, особенно в краевых зонах платформ и во внутриконтинентальных морях. Отчетливо обособилось околоочаговое вулканогенно-осад. рудонакопление в виде Mn-Fe руд, накоплений Сu, Pb, Zn и др. элементов. В течение 500-миллионного периода, охватывающего последний этап эволюции литогенеза, несомненно менялись детали физико-хим. условий во внешних геосферах и некоторые черты в самом литогенезе. Но это были мелкие второстепенные изменения, которые не всегда даже достоверно улавливаются. Основные же решающие признаки физико-хим. режима внешних геосфер и всех 4 типов литогенеза сохранялись достаточно устойчиво в течение всего последнего этапа. Н. М. Страхов.