Развитие Земли в раннем протерозое

• Протерозойская эра длилась 2 млрд лет (2,6 – 0,58 млрд лет)
• Средний протерозой : 1,9 – 1,6 млрд лет.
• Ранний протерозой от 2,6 до1,9 млрд лет.
• Средний протерозой от 1,9 до1,6 млрд лет.

        Раннепротерозойские метаморфические породы выходят на поверхность в щитах и фундаментах древних платформ, образуя вместе с архейскими породами складчато-разрывные структуры (рис., рис.). В позднепротерозойских складчатых областях выходят в ядрах антиклинориев или слагают надвиговые пластины, образуя первые горно-складчатые пояса. Представлены породами высокой и средней степени метаморфизма – мигматитами, светлыми гнейсами, кристаллическими сланцами, мраморами и кварцитами, железистыми кварцитами, амфиболитами. Их пронизывают интрузии кислых и щелочных магматических пород (щелочные граниты, сиениты, граниты-рапакиви), дайки аплитов и пегматитов. На территориях щитов они подвергнуты в среднем протерозое выветриванию с образованием конгломератов, песчаников, содержат прослои кислых туфов и липаритов. Верхний слой – тиллиты, что свидетельствует о раннепротерозойском оледенении.

        Породы второго комплекса находятся в прогибах фундамента (синеклизах), где в морских условиях накапливались терригенные осадки  (обломочные породы) и строматолитовые (водорослевые) известняки с прослоями джеспилитов, базальтов и их туфов. Породы второго комплекса слагают основание осадочного чехла древних платформ и залегают несогласно на породах позднего архея и фундамента древних платформ. Характерны серии даек основного состава.

Эндогенные геологические процессы

       Выделяется три тектонических цикла. Первый  (2,6- 2,3 млрд лет назад) заканчивается Селецкой тектонической фазой, второй (2,3 – 1,9 млрд лет назад) – Свекофенской тектонической фазой, третий (1,9-1,6 млрд лет назад) – Готской фазой.

В раннем протерозое в первую Селецкую фазу преобладало растяжение и разрывные движения, спрединг плит и излияние базальтов, происходил раскол материка Пангея-0 на блоки угловато-изометричной формы  (это современные платформы --  Сибирская, Восточно-Европейская, Северо-Американская, Южно-Американская, Африканская, Антарктическая, Австралийская, Китайская, Индостанская). Масштаб раздвига не превышал 1000-2000 км (палеомагнитные данные). Суша пустынна, покрыта песками и другими  обломочными красноцветными породами.  Между материками были океаны (очертания не известны). Вероятно, существовала (или образовалась) впадина Палеотихого океана.

 Во вторую Свекофенскую фазу шло сжатие, складкообразование, столкновение литосферных блоков и внедрение кислых интрузий. Образуются зеленокаменные и гранулито-гнейсовые складчатые пояса (например, Внутриафриканский и Бразильский). Тепловой поток остается высоким из недр Земли, хотя температура на поверхности понижается до 50 градусов С. Тектонический режим стал более дифференцированным, так как усиливаются процессы диффренциации земного вещества – конвекционные потоки в мантии, идущие от ядра, гранитный магматизм и метаморфизм. Легкие расплавы поднимаются вверх и идет вертикальное наращивание литосферы почти до современной мощности. Полностью формируется гранито-метаморфический слой. 

В среднем протерозое замедлилось наращивание литосферы и уменьшился магматизм. Преобладало общее поднятие территорий, денудация экзогенными процессами и образование кратонов – устойчивых древних плит. Породы кратонов в среднем протерозое консолидированы (сжаты) и превращены в кристаллические метаморфические породы, насыщенные магматическими интрузиями. Этот процесс получил название кратонизации (кратон – жесткая плита). Процесс кратонизации усилился в Готскую тектоническую фазу (сжатие, магматизм и метаморфизм по границам кратонов), что привело к закрытию океанов и объединению кратонов  (древних литосферных плит) в единую литосферную плиту – Пангею-1. О единстве суперматерика  свидетельствуют результаты палеомагнитных измерений (Зоненшайн, 1990). В.Е.Хаин и Н.Барсков предполагают его различное расположение:  В.Е.Хаин - в южном полушарии (рис.), Н.Барсков - в районе экватора (рис.). 

Полезные ископаемые

• Самое значительное в истории Земли накопление метаморфических железных руд характерно для раннего протерозоя (66% всех мировых запасов). Руды представлены железистыми кварцитами и находятся на Украинском щите (Курская магнитная аномалия и Криворожское месторождения), в Африканских щитах (месторождение Трансвааль), Австралийском, Бразильском, Канадском щитах (рис.).
•  Магматические месторождения кобальта, меди и никеля с золотом, серебром  и платиной известны в Канаде и Финляндии, месторождения урана с золотом – в Африке.
• Постмагматические руды редких, драгоценных, редкоземельных и радиоактивных металлов в пегматитах и гидротермальных жилах.
• Кроме магматических и метаморфических руд известны нерудные метаморфические полезные ископаемые – графитовые сланцы, мраморы, кварциты.
• Магматические облицовочные камни, драгоценные камни в пегматитах. В них же находятся руды редких элементов.

     В воде накапливается кислород от деятельности водорослей, идет окисление железа с образованием мощных толщ джеспилитов, которые в процессе метаморфизма превращаются в железистые кварциты. Гидросфера по составу является сульфатно-карбонатной. Накапливаются хемогенные и биогенные (водорослевые) карбонаты, а также фосфориты и кварцевые пески. Идет значительная эрозия континентов с образованием красноцветных обломочных пород. Уровень Мирового океана поднимается над уровнем срединно-океанических хребтов, цвет воды становится голубым, поскольку кислород особым образом рассеивает свет (рис., рис.). 

         В воздухе увеличивается количество азота и кислорода за счет процесса фотолиза, чему способствует интенсивная солнечная ультрафиолетовая радиация. Атмосфера стала слабо окислительной и цвет неба голубым. Однако количество кислорода было в три раза меньше современного, углекислого газа – в 10 раз больше современного. 

         Преобладает жаркий и сухой климат вследствие интенсивной солнечной радиации и внутреннего тепла в тектонические фазы. Облачность рассеялась. Увеличение площади суши и контрастность рельефа способствовали нарастанию климатической зональности. Вблизи экватора формировались аридные зоны. В приполярных территориях расширялись ледовые зоны во время оледенений, поскольку тиллиты найдены в раннепротерозойских отложениях Канады, Южной Африки, Индии, Карелии, Прибайкалья, Казахстана.

Органический мир

• Известны остатки округлых образований – онколитов, а также  следы нитевидных и разветвленных водорослей. Преобладали шаровидные и многоугольные формы сине-зеленых водорослей (рис.), образующих скопления – строматолиты (рис.). 
• 2,3 млрд лет назад возникают эукариоты – одноклеточные организмы с ядром, несущим информацию о наследственности. Образуются организмы, способные передвигаться и осуществлять кислородное дыхание. Так начал развиваться животный мир.
•  Первыми появляются животные типа Простейших с простым способом размножения – делением. Это Инфузории (туфельки).
• Простейшие и известковые синезеленые водоросли широко развиваются в морях, образуя строматолиты – колонии на камнях (рис.).