В какую эпоху образовались полезные ископаемые
Поскольку мы уже имеем общее представление о том, как формировалась земная кора и гидросфера, то естественным будет такой вопрос: а как происходило формирование во времени полезных ископаемых? Это не только интересная, но и
важна для нас информация, поскольку без изучения, добычи и использования полезных ископаемых человечество пока не может существовать. Возраст полезных ископаемых в некоторых случаях является определяющим для их прогнозирования и поисков. Мы должны знать, когда и где они образовались, где их следует искать.
Сразу же следует уточнить, что понятие о полезных ископаемых очень широк, представление о них менялись во времени. Это учение представляет интерес не только для геологии, которая считает его одним из основных направлений своей деятельности, но и географии и других наук, которые занимаются вопросами территориального размещения полезных ископаемых, условий добычи и рационального их использования. Полезные ископаемые принято подразделять на три основные группы: рудные, нерудные и горючие. Попробуем рассмотреть особенности развития во времени только полезных ископаемых.
Типичным примером рудных полезных ископаемых являются железные руды, которые человек начал осваивать практически с начала своего развития. Они различаются по составу, условиям образования и возрасту. Формирование таких руд происходило уже в древней истории земной коры. Мы говорили о грандиозном их накопления в докембрии, около 2,3 млрд лет назад. Они известны в Криворожском бассейне, в пределах Курской магнитной аномалии (КМА), на Балтийском и Канадском щитах. Такие скопления связаны с породами, получившие название железистых кварцитов или джеспилитов. Предполагается, что они сформировались в своеобразных водных бассейнах раннепротерозойского возраста, возможно, за счет космического поступления соответствующего вещества (железные метеориты).
Еще одна группа железных руд формировалась под влиянием гранитов, сталкиваются с карбонатными породами. В результате термального воздействия и привнесение определенных компонентов их накопления на грани магматических пород и карбонатов образуются своеобразные жа-ны, с которыми чаще всего связаны месторождения железа, меди, полиметаллов. Активно такое рудообразования происходило в позднем палеозое, в течение герцинского горообразования (325-250 млн лет назад). В частности, значительные скопления таких руд известны в пределах Урала, Алтая, Центральной Европы, Казахстана, в других регионах.
В конце концов, существование железорудных бассейнов происходило и в совсем недалеком прошлом. В частности, в пределах Украины известна неогеновая железорудное формация Азово-Причерноморской провинции. Она включает рудоносных площади Керченского полуострова, при-сивашшя, Херсонской и др.. Здесь сформированы железные руды имеют осадочного хемогенным происхождения и накопленные в больших лагунах. Предполагается, что это происходило за счет жизнедеятельности своеобразных бактерий. В месторождениях Керченского п-ова содержание железа в руде достигает 37-40%, а мощность рудных слоев составляет 10-12 м. Процесс протекал около 3,5 млн лет назад, о чем свидетельствует многообразие процессов железорудного накопления.
Очень интересным и показательным является процесс вугленакопичення, формирования во времени угленосных отложений. Для него характерно не только неравномерность накопления углей, но и четко выраженное территориальное перемещение угленосных бассейнов в разные интервалы геологической истории. Следует отметить, что этот процесс начался только из среднего палеозоя. Более древних угленосных отложений практически нет, поскольку в древние интервалы времени растительного мира на земной поверхности в значительных масштабах еще не существовало. Уголь среднего палеозоя образует незначительные скопления в разных районах Европы: Приуралья, Прикаспия, Западного Донбасса, Воронежской возвышенности и др.. Еще раз напомню, что средний палеозой (интервал времени – 400-325 млн лет назад) характеризовался тем, что в то время сошлись материки Северной Америки и Лавразия, а на месте бывшего океана Япетус сформировались многочисленные широкие лагуны, в которых начала накапливаться растительное органика. Кстати, именно тогда на земную поверхность в значительных масштабах начали выходить и морские организмы.
Порой наиболее активного вугленакопичення стал поздний палеозой (325-250 млн лет назад). В этот интервал истории накопилось более половины всех известных запасов угля. Пизнепалеозойским угленосные отложения образуют два четко разграничены пояса. В течение среднего карбона вугленакопичення происходило на территориях Центрального Казахстана (Карагандинский бассейн), Донбасса, в бассейнах Западной Европы, южной части Англии, в Аппалачах Северной Америки. Структурный план середньоперм-ского угленосного пояса Евразии резко отличается от более древнего каменноугольного. Он образует трансматериковий пояс угольных бассейнов, простирающаяся от Печоры и Таймыра через Тунгусський и другие бассейны Сибирской платформы, а также Кузбасс и тянется на северо-восток Индостана. Интересно, что территориального сочетания этих двух поясов не зафиксировано.
Мезозойская и кайнозойской вугленакопичення характеризуется резким снижением своих масштабов. Оно связано в основном с азиатской частью материка. Для него, как и для предыдущих этапов, характерна неравномерность развития этого процесса во времени, чередование эпох угасание или активизации накопления угля, а также скачкообразное перемещение разновозрастных угленосных бассейнов. Из больших бассейнов этого времени можно назвать лишь Юго-Якутский и Вилюйский. Конечно же, это мелкие и рассеянные угленосные депрессии. Кроме этого, наиболее активное пизнепалеозойским вугленакопичення совпадает по времени с гер-цинским горообразования. Этот интервал времени характеризовался наиболее резкой дифференциацией рельефов, создавало благоприятные условия для интенсивного вугленакопичення.
К полезным ископаемым следовало бы отнести подземные воды. Мы привыкли к их почти повсеместное распространение, считаем, что это и полезное ископаемое, которая формируется уже на наших глазах, запасы ее могут непрерывно восстанавливаться и нам не грозит ее дефицит. Об этом свидетельствуют условия накопления грунтовых вод, верхнего водоносного горизонта. Вместе с тем многие специалисты уже сегодня прогнозируют, что в ближайшие десятилетия она может стать одной из самых важных и востребованных полезных ископаемых. Следовательно, есть смысл уточнить, как происходит ее накопление во времени.
Вместе с грунтовыми водами, которые формируются сегодня, существуют и более древние разновидности, которые получили название седиментационных или седиментогенних. Это воды древних морских бассейнов, которые сохранились в накопленных осадках, а затем в процессе дальнейшего преобразования, диагенеза, уплотнения и перемещения оказались в породах, содержащих их. Частично они могут использоваться. Более распространенными являются воды артезианских бассейнов, находящихся на значительной глубине и обычно под большим давлением. Примером одной из таких крупнейших структур у нас может быть Днепровско-Донецкий артезианский бассейн. его верхние водоносные горизонты содержат пресные воды, активно используются.
Такие воды содержат полезные компоненты, которые делают их более привлекательными, чем грунтовые. Они пока не загрязнены. Изучение скорости перемещения подземных вод и размеров артезианских бассейнов позволяет специалистам утверждать, что сформировались они около 15 тыс. лет назад – в эпоху последнего похолодания. Вместе чрезмерно активный отбор таких вод не позволит компенсировать их поступления и теоретически возобновляемая полезное ископаемое не будет успевать удовлетворять наш спрос. Такое явление обязательно следует учитывать нашим экологам.
Мы привыкли к тому, что почти все полезные ископаемые, кроме грунтовых вод, не могут быть отнесены к возобновляемых и требуют осторожного использования. А могут существовать рудные полезные ископаемые, которые в достаточно больших объемах формируются сейчас? Самое интересное, что такие есть! Речь идет о железорудные и марганцевые конкреции, образующиеся на дне Мирового океана. Их начали изучать сравнительно недавно, но они сразу заинтересовали специалистов. На глубине более 4 км такие скопления образуют почти сплошной слой. Эти конкреции содержат до 36% марганца, а также железо, Ку-Прум, Никель, Кобальт, Титан, молибден и другие элементы (более двадцати). В США, Японии, ФРГ уже разработаны технические приемы их добычи. Главной проблемой их использования является только экономические показатели такого процесса, а также экологические последствия подобных разработок. И поскольку мы заговорили о скорости формирования полезных ископаемых, следует отметить, что темп современной роста подобных образований на дне океана вполне может удовлетворить насущные потребности человечества.
Как пример мы рассмотрели особенности формирования во времени лишь нескольких полезных ископаемых, показали лишь отдельные закономерности пространственно-временного развития этого процесса. Таких примеров можно привести немало. Это предмет изучения ряда наук и учений, среди которых можно назвать металлогении (наука о рождении металлов), минерагения, учение о горючие полезные ископаемые и др.. Очень сложным является установление закономерностей формирования нефтегазовых скоплений, которые непрерывно перемещаются, образуются в результате как преобразование в недрах каких-то органических веществ, так и глубинного поступления углеводородов. И, конечно же, демонстрируют многообразие истории развития земной коры.
Планета Земля не все время выглядела так, как сейчас. С момента своего зарождения в бескрайних просторах Вселенной она развивалась, изменялась сама, изменялись и усложнялись ее покровы. Поэтому геологическую историю Земли делят на определенные участки времени, для каждого из которых характерны свои особенности химического состава и структуры планеты, очертаний ее континентов, форм жизни на ней.
Геологическая история Земли разделяется по довольно сложной шкале. Все время, сколько существует наша планета, делится на четыре огромных отрезка времени – эона, три из четырех эонов – на несколько эр, большинство эр – на периоды. В эти сложности вдаваться не будем, а рассмотрим лишь геологические эры земли – длившиеся очень долго – сотни миллионов лет, временные промежутки, в течение каждой из которых облик земли отчетливо отличался от него в других эрах. Часть эр делится на геологические периоды, но отличия одного периода от другого в течение одной эры не специалист сразу не заметит.
Когда примерно 4,6 млрд. лет назад в Солнечной системе образовалась планета Земля, на ней примерно в течение 600 млн. лет длился эон, называемые катархеем – от греческого слова κατἀρχαῖος, что значит «ниже древнейшего». Он еще не делился на эры. В это время планета еще продолжала формироваться. У нее не было ни коры, ни ядра, она выглядела как темно-серый шар с однообразной поверхностью, покрытой следами от ударов метеоритов – как у Луны или Меркурия.
В катархее Земля столкнулась по касательной с другой планетой – Тейя. От удара из множества обломков и пыли около Земли сформировалась маленькая новая планета – Луна, которая стала ее спутником. Из-за этого столкновения также изменились многие химические и физические процессы на Земле, отчего образовалась тяжелая атмосфера, состоявшая в основном из углекислого газа, а на поверхности разлились океаны, имевшие необычайно высокую – до двух с половиной сотен градусов по Цельсию, температуру. Однако давление атмосферы было столь сильное, что вода даже при такой температуре испариться не могла. Никакой жизни в катархее, по-видимому, не было. На поверхности планеты царили вечный полумрак и жара подобно той, что бывает в раскаленной печи.
Эон катархей сменился археем (от греческого «ἀρχαῖος – древний») – первым из эонов, который делится на эры. Первой эрой стал эоархей (4 – 3,6 млрд. лет назад). Самые древние горные породы, какие есть сейчас на нашей планете, образовались в эоархее. В эту же эру образовалась земная кора, не дававшая жидкой раскаленной лаве изливаться на поверхность. Над Землей, как и в катархее, нависала тяжелая, полная углекислого газа и практически лишенная кислорода атмосфера. Но температура понизилась: в морях, которые еще не представляли собой единый океан, а держались на поверхности Земли отдельными бассейнами, вода имела температуру приблизительно девяносто градусов по Цельсию.
В эоархее на Земле появилась жизнь – пока только в виде прокариот – простых одноклеточных микроскопических организмов, не имеющих ядра. Прокариоты поддерживали свою жизнедеятельность, перерабатывая существовавшие тогда в природе неорганические вещества. Остатки живых организмов эоархея не сохранились: только следы их жизнедеятельности в виде строматолитов – окаменелых когда-то произведенных ими веществ.
Строение клетки прокариот
Эоархей 3,6 млрд. лет назад сменился новой эрой – палеоархеем, временем, когда сформировалось твердое земное ядро, отчего усилилось земное притяжение. Оно защитило земную атмосферу от рассеивания. В палеоархее в атмосфере Земли становится все больше кислорода, который в течение десятков миллионов лет производился микроорганизмами. К палеоархею относятся самые древние из ископаемых микробов и, вообще, форм жизни: бактерии, найденные в окаменелостях Австралии.
Строматолиты. Западная Австралия (из Википедии)
3,2 млрд. лет назад началась третья геологическая эра Земли – мезоархей. В мезоархее на Земле впервые образуются суперконтиненты – континеты, включающие в себя почти всю поднимающуюся над океаном земную кору. Сначала образовался суперконтинент Ваальбара, потом он распался на отдельные материки, объединившиеся затем в результате движения земной коры в суперконтинент Ур. По всей видимости, в мезоархее происходит и первое оледенение на Земле.
2,8 млрд. лет назад мезоархей сменился неоархеем – эрой, в которой появился фотосинтез – образование в клетках живых организмов органических веществ из неорганических с выделением кислорода. В связи с этим в земной атмосфере стал быстро по геологическим меркам накапливаться кислород. Это стало причиной массового вымирания анаэробных – то есть, не пользующихся кислородом и, как правило, угнетаемых при контакте с ним, организмов и распространения аэробных – тех, которым кислород необходим для нормальной жизнедеятельности.
Аэробные организмы оказались гораздо приспособленнее к жизни в разных условиях на Земле, и началась их бурная эволюция, ознаменовавшая наступление 2,5 млрд. лет назад очередной эры – палеопротерозоя. В эту эру появились первые организмы со сложными клетками, имеющими ядро – эукариоты.
1,6 млрд. лет назад началась эра мезопротерозой. Во время нее на Земле образовался очередной суперконтинент – Родиния. А у живых организмов появилось такое явление как половое размножение, позволявшее им обмениваться генами и тем самым лучше приспосабливаться к изменениям окружающей среды.
Мезопротерозой 1 млрд. лет назад сменился неопротерозоем. В эту эру появились живые организмы с твердой оболочкой вроде наружного скелета. И в нее же на Земле произошло самое масштабное за всю ее историю оледенение, когда льды достигали экватора. Эон катархей и эры эоархей, палеоархей, мезоархей, неоархей, палеопротерозой, мезопротерозой и неопротерозой составляют длительную эпоху в истории Земли – докембрий(по названию кембрия – первого периода следующей эры), когда на планете жизнь либо отсутствовала, либо была представлена очень примитивными формами в виде микроорганизмов.
докембрий
Неопротерозой 541 млн. лет назад сменился палеозоем– эрой, когда на планете шло бурное развитие самых различных форм живых организмов, которые все усложнялись. Появились разнообразные растения, а потом – многоклеточные животные организмы: сначала беспозвоночные как полипы, медузы, черви, а затем и позвоночные: рыбы, а впоследствии – земноводные. Беспозвоночные тоже продолжали эволюционировать, развиваясь параллельно позвоночным: появились моллюски и членистоногие (ракообразные, пауки, насекомые). Жизнь, ранее распространенная только в водной среде, стала заполнять и сушу. В конце эры Землю покрыли густые леса из огромных древовидных папоротников, хвощей и плаунов. Их окаменевшие остатки сохранились сегодня в виде ископаемого угля – одного из ценных видов топлива.
палеозой
Климат в палеозое в основном был теплым. В наиболее известном периоде палеозойской эры – карбоне, континенты были покрыты заросшими гигантскими папоротникообразными растениями жаркими и сырыми болотами, в которых обитали огромные земноводные, напоминавшие тритонов или саламандр размером с современных крокодилов. Облака водных испарений подчас затеняли собой солнце. В начале палеозоя области суши объединились в один суперконтинент Гондвану, а к концу эры к Гондване присоединились другие континенты: образовался суперконтинент Пангея.
252, 17 миллионов лет назад климат на Земле стал весьма сухим и жарким. Началась мезозойская эра. Единый суперконтинент Пангея постепенно разделялся на существующие ныне материки, соответственно, образовывались и современные моря. К концу эры климат снова стал достаточно влажным. Сушу в мезозое покрывали леса и заросли кустарников из голосеменных растений, родственных современным хвойным. Некоторые биологические группы растений, например, саговники, сохранились со времен мезозоя до наших дней. В мезозое появились и первые цветковые (покрытосеменные) растения. Но особенно известен животный мир мезозоя: это – время расцвета пресмыкающихся. Их было великое множество: от маленьких, размером с современных ящериц, до огромных, ростом больше слона. Именно в середине мезозоя появились знаменитые герои фантастических фильмов – динозавры. В мезозое появились также крокодилы и считающиеся потомками динозавров птицы. Но до динозавров в начале мезозоя на планете господствовали зверозубые ящеры – животные, представлявшие собой нечто среднее между рептилией и млекопитающим. Считается, что они, собственно, и были предками млекопитающих, первые из которых появились к концу эры.
66 млн. лет назад климат Земли резко изменился, стал суше и холоднее. Крупные пресмыкающиеся, которые из-за своих больших размеров не могли прятаться в теплых местах и впадать в оцепенение, вымерли, остались лишь мелкие. Зато начали бурное развитие млекопитающие, которым постоянная температура тела позволяла переносить времена холодов. Началась кайнозойская эра, продолжающаяся и сейчас. Хотя она тоже делится на периоды, в разные из которых на планете господствовал разный видовой состав флоры и фауны, а также имелись значительные различия в климате, в целом Земля приняла современный облик: с разнообразными природными зонами (лесами, степями, пустынями, тундрами), в которых преобладают покрытосеменные растения и млекопитающие животные.
Если вам понравилось, нажмите слева «лайк», а вверху «Подписаться на канал». Спасибо, что дочитали до конца! УДАЧИ!
Авторское право защищено ©ПРИРОДА ДИКАЯ И НЕ ОЧЕНЬ