СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2011, том 19, № 1, с. 3-23
УДК 551.358.551.71
АФРИКАНСКАЯ ЛЕДНИКОВАЯ ЭРА ПОЗДНЕГО ПРОТЕРОЗОЯ
© 2011 г. Н. М. Чумаков
Геологический институт РАН, Москва e-mail: chumakov@ginras.ru Поступила в редакцию 04.06.2010 г.
Серия крупных оледенений, произошедших во второй половине позднего рифея и в венде, объединена в африканскую ледниковую эру (гляциоэру). Она отделена от предыдущей гуронской гляциоэры ледниковой паузой в 1.5 млрд. лет. Шесть дискретных крупных ледниковых событий (гляциоперио-дов), повторявшихся через 30—50 млн. лет, произошли во время африканской гляциоэры. Выделяются следующие гляциопериоды (снизу вверх): Кайгас, Рэпитен, Стерт, Марино, Гаскье (Gaskiers) и Байконур. Большинство гляциопериодов состояло из нескольких дискретных ледниковых эпизодов — гля-циоэпох. Оледенения сопровождались неоднократными биосферными перестройками и кризисами. Динамичная коэволюция климата и биосферы в конце протерозоя способствовала ускоренному развитию биоты на Земле, кульминацией которого стали появление и дивергенция многоклеточной и скелетной фауны. Африканская гляциоэра завершала протерозой и была временем становления на Земле климатической системы и биосферы фанерозойского типа.
Ключевые слова: гляциоэры, гляциопериоды Кайгас, Рэпитен, Стерт, Марино, Гаскье, Байконур.
ВВЕДЕНИЕ
Вторая половина верхнего рифея и венд были временем крупных биосферных событий: палеогеографических, климатических, геохимических и биотических. Серия обширных оледенений, произошедших в течение этого отрезка геологической истории, была сгруппирована в африканскую ледниковую эру, или, короче, африканскую гляциоэру (Чумаков, 1978). Это название выбрано потому, что только в Африке известны отложения всех ледниковых периодов данной гляциоэры. Предлагалось также называть ее позднепротерозойской ледниковой эрой (ИашЪгеу, Иаг1апё, 1985), однако стратиграфический объем африканской гляциоэры составляет лишь половину позднего протерозоя. С палеоклиматической точки зрения изучение африканской гляциоэры представляет большой интерес потому, что она была временем становления на Земле климатической системы фанерозойского типа. Кроме того, оледенения африканской гляциоэры взаимосвязаны с важными биосферными и биотическими событиями: дальнейшей оксигенизацией биосферы, крупными пертурбациями углеродного цикла, быстрой дивергенцией эвкариотных организмов и распространением многоклеточных животных и растений. В результате африканских оледенений в биосфере сильно сократилась роль ци-анобактерий и разнообразие связанных с ними строматолитов. Завершилась африканская гляцио-эра появлением многочисленных многоклеточных животных организмов с твердым скелетом. Таким образом, африканская гляциоэра в целом была вре-
менем становления не только климата, но и биосферы фанерозойского типа.
Африканской гляциоэре предшествовал длительный безледниковый интервал — "великая ледниковая пауза", которая длилась почти 1500 млн. лет и отделяла раннепротерозойскую канадскую, или гуронскую, гляциоэру от африканской. Отложения африканской гляциоэры распространены очень широко и известны почти на всех континентах. Точный возраст многих из них и их взаимная стратиграфическая корреляция далеко не всегда ясны и усиленно обсуждаются в текущей литературе.
В настоящей статье рассмотрены некоторые наиболее полные и изученные сводные разрезы данных отложений в ряде регионов мира и произведена их корреляция, основанная на радиоизотопных данных, а также на некоторых выявленных в последние годы биостратиграфических и хемостра-тиграфических реперах. Наиболее важными представляются следующие стратиграфические реперы (сверху вниз): нижние границы томмотского и не-макит-далдынского ярусов, интервал расцвета эда-карской фауны в верхнем венде, характерный шу-рамо-жуинский отрицательный интервал 513С в основании верхнего венда, пертататакский комплекс палинофлоры (комплекс ECAP; Grey, 2005) в конце нижнего венда и положительный дальнетайгин-ский интервал 513С в нижнем венде. Полный набор этих реперов встречается лишь в немногих разрезах гляциоэры, однако в комбинации с радиоизотопными данными они позволяют осуществлять, с разной степенью достоверности, сопоставление ос-
Рис. 1. Основные разрезы отложений африканской гляциоэры, Северная и Восточная Азия.
Временной масштаб произвольный. Заглавными буквами напечатаны комплексы, надсерии, серии и подсерии; с заглавных букв начинаются свиты, подсвиты и горизонты. Серым цветом выделены ледниковые периоды. Условные обозначения: 1 — ледниковые отложения; 2 — предположительно ледниковые диамиктиты; 3 — венчающие карбонаты (cap carbonates); 4 — пачки железных руд; 5 — трилобиты; 6 — томмотская фауна; 7 — немакит-далдынская мелкораковинная фауна; 8 — сабеллидиты; 9 — Claudinids; 10 — верхневендские микрофоссилии; 11 — нижневендские микрофоссилии (ECAP комплекс; Grey, 2005); 12 — бесскелетные Metazoa; 13 — эохолиниевая и архифазмовая альгофлоры; 14 — вендотениды. Датировки (млн. лет): 15 — U-Pb SHRIMP/TIMS по цирконам; 16 — другими методами по: цирконам (z) из гранитов (у), туфов (t), эффузивов (e), tc - возраст динамометаморфизма; 17 — U-Pb TIMS, по обломочным цирконам; 18 — перерывы; 19 — несогласия; 20 — данные из коррелируемых разрезов. 6 — кембрий; Vj-y — немакит-далдынский ярус венда; ND1 — нижняя зона немакит-далдынского яруса; Уд-ш — котлинский и редкинский горизонты венда, Vi — лапландский горизонт 2
венда; R3 — верхняя часть верхнего рифея. Ссылки: 1 — Хоментовский и др., 2004; 2 — Покровский и др., 2006; Воробьева и др., 2008; 3 — Вейс, Воробьева, 1993; 4 - Хераскова, Самыгин, 1992; Терлеев, Задорожный, 1996; 5 — Покровский, 1996; 6 - Xiao et al., 2004; 7 - Xu et al., 2009; 8, 9 - Королев, Максумова, 1984; 10 - Zhang Q. et al., 2008; Dobrzinski, Bahlburg, 2007; 11 - Steiner et al., 2007; 12 - Zhu et al., 2007a, 2007b.
новных разрезов африканской гляциоэры и выделять в ее составе дискретные ледниковые периоды.
ОПОРНЫЕ РАЗРЕЗЫ ОТЛОЖЕНИЙ АФРИКАНСКОЙ ГЛЯЦИОЭРЫ
Полные разрезы отложений африканской гляциоэры встречаются достаточно редко. Это не удивительно, учитывая ее длительность более 200 млн. лет, а также влияние тектонических, эрозионных и эвстатических событий.
Азия
Средняя Сибирь. В Патомской складчатой зоне и прилежащих районах Сибирской платформы на чуйско-нечерских гранитах, самые молодые из которых имеют возраст 1630—1750 млн. лет (и-РЬ метод, цирконы из гранитов; Иванов и др., 1995), несогласно залегает тепторгинская серия, которая, также с несогласием, перекрывается патомским комплексом, состоящим из баллаганахской, даль-нетайгинской и жуинской серий. Завершается до-кембрийский разрез региона жербинской и тиннов-ской свитами (рис. 1).
В верхней части вулканогенно-осадочной мед-вежевской свиты тепторгинской серии широко распространены диамиктиты (точнее, метадиамикти-ты; Чумаков, 1978), которые достигают мощности несколько сотен метров и местами ассоциируют с полосчатыми железистыми кварцитами. Среди этих диамиктитов встречаются тонкослоистые разновидности, в которых "валуны деформируют подстилающие слои и перекрываются вышележащими" (Иванов и др., 1995, с. 85). Данные авторы не исключают вероятность того, что эти камни были принесены льдом. Судить о генезисе медвежевских диамиктитов трудно из-за их недостаточной изученности, но если предположения о ледовом разносе валунов в медвежевское время подтвердятся, то появится возможность сопоставить эти диамикти-ты с одним из ледниковых эпизодов кайгасского или рэпитенского ледниковых периодов, тем более
что с ними тоже нередко связано образование полосчатых железистых кварцитов. Возраст медвежев-ской свиты обсуждается. Большинство исследователей относит ее к нижнему, а некоторые к среднему рифею. Сейчас выяснилось, что дальнетайгинская серия существенно моложе, чем представлялось ранее, и относится к венду (Покровский и др., 2006; Воробьева и др., 2008). Судя по крупной положительной углеродной изотопной аномалии, характеризующей мариинскую свиту (513С от +7 до +8%о; Покровский и др., 2006), баллаганахская серия, по меньшей мере в верхней своей части, тоже формировалась во второй половине позднего рифея. Поэтому нельзя полностью исключить возможность того, что медвежевская свита, подстилающая балла-ганахскую серию, моложе, чем принято думать сейчас, и принадлежит верхнему рифею.
В вышележащей баллаганахской серии диамиктиты известны и в нижней, и в верхней частях хор-лухтахской свиты, а также в верхней части вышележащей хайвергинской свиты (Чумаков, 1993; Иванов и др., 1995). Традиционно баллаганахскую серию относили к среднему рифею или к первой половине позднего рифея. Как уже отмечалось, верхняя часть этой серии, очевидно, сформировалась во второй половине позднего рифея. Более надежных свидетельств о возрасте и природе ее диа-миктитов нет, но не исключено, что они относятся к одной из ледниковых эпох гляциопериода Стерт.
Более уверенно устанавливается ледниковое происхождение и возраст большепатомской свиты, которая является базальной свитой дальнетайгин-ской серии патомского комплекса. Эта свита, имеющая мощность около 1 км, состоит из чередования массивных, слоистых и градационно-слоистых диа-миктитов и песчаников, а также тонкослоистых
1
турбидитов, содержащих дропстоуны и тилловые пеллеты (Чумаков, Красильников, 1991). Некоторые пласты массивных диамиктитов большепатом-ской свиты обнаруживают ориентировку удлинен-
1 Дропстоунами (&ор811опе8) называются камни, вытаявшие из ледников, айсбергов и льдов и упавшие на рыхлые осадки.
ных камней, сходную с ледниковои, что позволяет считать их тиллитами. В свите чередуются пачки проксимальных и дистальных ледниковых отложений. Большепатомская свита несогласно залегает на баллаганахской серии патомского комплекса и согласно покрывается венчающим доломитом (cap dolomite). В нижней части вышележащей баракун-ской свиты обнаружены отпечатки примитивных метазоа Beltanelloides sorichevae (Леонов, Рудько, в печати), а в залегающей выше уринской свите найден богатый комплекс крупных акантоморфны
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.