22.03.2021

Актуальные направления в изучении осадочной геологии докембрия


Первое Всесоюзное совещание по осадочной геологии докембрия проходило в Петрозаводске в 1964 г. В дальнейшем по проблемам, связанным с древнейшими геологическими процессами, проводился целый ряд региональных и тематических совещаний, посвященных как научному направлению в целом, так и отдельным его разделам.

С удовлетворением можно сказать, что прошедшие 15—20 лет оказались весьма плодотворными для направления, связанного с применением литологических методов, методов осадочной и экзогенной геологии для изучения глубокометаморфизованных и сильно измененных пород. По существу, сформировалось, выросло и уже получило признание новое научное направление — изучение докембрийского комплекса метаморфических пород литологическими методами. Принципиальной методологической основой было то, что мы не исходили из априорных представлений, а опирались на большой опыт осадочной геологии. За основу был взят принцип единства ведущих геологических процессов, принцип единого развития земной коры от возникновения ее как геологического тела до настоящего времени. Мы не стали противопоставлять докембрий и фанерозой, а, наоборот, рассматривали всю геологическую историю как единый процесс развития, эволюционно усложняющийся. Такая методологическая основа дает возможность понять существо того, чем же первоначально были горные породы, которые преобразовались за длительную геологическую эпоху в условиях высоких температур на той или иной ступени метаморфизма.

Первоначально главная задача литологии и осадочной геологии докембрия состояла в выявлении первичноосадочных горных пород среди метаморфических толщ. Использовались породы заведомо осадочные, где ясно сохранились их структуры и текстуры. На основании их изучения создавались те или другие реперные горизонты, которые давали возможность распознавать среди многообразия метаморфизованных пород определенные типы осадочных пород. На этом основании оказалось возможным переводить осадочные породы в индивидуальные типы метаморфических аналогов.

Многочисленные совещания, встречи и обсуждения показали, что практически все известные в фанерозое типы осадочных пород — терригенные, хемогенные и органогенные — существовали на протяжении всех 3,8 млрд. лет геологической истории. С первых собственно осадочных пород и началось формирование земной коры, т. е. формирование сиалической оболочки. В связи с этим выявление в докембрии всех типов осадочных пород, известных в фанерозое, приобрело большое принципиальное значение для понимания эволюции земной коры. Таким же крупным и принципиально важным геологическим открытием стало и то, что одновременно с существованием всех известных типов осадочных пород земной коры на протяжении всей геологической истории существовало живое органическое вещество (OB). Это — второе, не менее важное направление в развитии нашей науки.

Живое вещество и его роль в седиментации установлены в последние 10—15 лет. Подтвержден тот известный тезис, который был высказан В.И. Вернадским о том. что биосфера существовала как планетное явление на протяжении всей истории развития Земли, и по существу история геологического развития планеты — это история былых биосфер.

В основе развития земной коры лежит сочетание живого вещества и косной минеральной материи. Они сочетались на всем протяжении развития Земли, и история нашей планеты — это история прежде всего былых биосфер потому, что ничто так быстро не сменялось и не меняется в эволюции как живое вещество. Вероятно, если химические элементы, физические и химические свойства минералов остаются постоянными во времени, то живое вещество меняется не только от рода к роду, от вида к виду и от семейства к семейству, но меняются и накапливаются новые признаки в пределах того или иного поколения. И это дает основания рассматривать живое вещество как движущий фактор эволюции земной коры, который определяет основные принципы эволюционирования биосферы и живой подвижной биокосной системы как единого целого земной коры. Так как сейчас бесспорно установлено, что в докембрии существовали все первичноосадочные породы и что основные геологические процессы и возникавшие формации были едины (но эволюционно усложнялись), то стало возможным поставить одну из важнейших задач перед геологической наукой — задачу понимания эволюции геологической материи на исторической основе. Это следует принять в том случае, если мы перейдем к пониманию того, как меняются количественные соотношения между типами пород на протяжении геологической истории Земли, т. е. речь в настоящее время должна идти о том, чтобы поставить глубокие исследования по количественному подсчету объемов и масс осадочных пород, реконструированных после «снятия» метаморфизма. Такая задача установления количественных соотношений между типами различных пород в сочетании с изучением живого OB и его остаточных форм может быть поставлена как изучение соотношения между органогенными породами и накоплением осадков, с одной стороны, и этапами биологической активности в отдельные периоды — с другой. Это — одна из очень важных задач дальнейшего развития литологии и осадочной геологии докембрия.

Важным и основополагающим направлением мне представляется также следующее. Мы научились расчленять докембрий до тектоно-магматической фазы по фазам орогенеза, по фазам развития метаморфизма. При расчленении за основу брался метод изотопного датирования горных пород. Сейчас следует перейти к созданию такой стратиграфической шкалы, в которой отдельные этапы развития докембрия выделялись бы не только по возрасту, но и в сочетании с этапами экзогенного развития земной коры, разделенных тектоно-магматическими и метаморфическими фазами. Речь идет о накоплении знаний, которые позволили бы понять фациальную и палеогеографическую обстановку геологических процессов, развивавшихся в экзогенных условиях, т. е. осадочных процессов между периодами тектоно-магматизма.

Многие из вопросов, которые рассматриваются по отдельным щитам, в частности по Балтийскому, представляют определенный интерес и являются теми самыми фрагментами, теми деталями, благодаря которым можно построить в дальнейшем стройную картину расчленения докембрия на этапы экзогенного развития, как это сделано для фанерозоя. Это очень большая и сложная задача не только одного коллектива, а всей нашей геологической науки. Без разрешения этой задачи мы вряд ли можем построить свое понимание докембрия как эволюционно развивающихся земных биосфер. Мы должны установить стратотипы для докембрийских метаморфизованных комплексов так же, как мы создали стратотипы для отдельных периодов фанерозоя.

И, наконец, еще одна очень большая, сложная и весьма важная задача — интеграция знаний в области петрографии, минералогии и литологии, а также тех знаний, которые накапливаются по биогенному OB. И в этой связи нужно опираться не только на традиционные методы, но и более широко поставить исследования по взаимодействию живого и неорганического минерального мира, а также по изучению различных металлоорганических соединений и по изучению биологической природы живого вещества на протяжении всего докембрия. Только на этой основе можно понять процессы эволюционирования всей биологической материи за 3,5 млрд. лет. Эту задачу сейчас трудно сформулировать во всех ее основных направлениях. Ho в соединении исследований косного, минерального и живого вещества стало необходимым видеть интеграцию нашей науки и биологии. Это, бесспорно, назрело потому, что мы все больше начинаем понимать значение образования геологических формаций через живое вещество, через живые организмы — самые активные составляющие осадочной оболочки земной коры. Это очень важно знать для понимания эволюции земной коры и для понимания процессов образования и формирования многих месторождений полезных ископаемых, прошедших сложную эволюцию через концентрацию в живом и неживом органическом веществе в виде так называемых черных сланцев. Далее, необходимо отметить фактор миграции живого вещества из этих черносланцевых формаций во вмещающие и близлежащие породы. Вот поэтому изучение живого вещества представляет сейчас большой интерес и для понимания процессов рудообразования и формирования месторождений полезных ископаемых. Возможно, покажется, что такая гипотеза несколько преждевременна, но я думаю, что на ней безусловно следует заострить внимание специалистов.

Закономерности взаимодействия живого и косноминерального вещества нашей планеты, сформированного в условиях экзогенеза, когда сохраняется биосфера и накапливается огромное количество космической и солнечной энергии, могут стать основой для понимания энергетических процессов в верхней части литосферы. Обратим внимание на причины тектонических движений или иных энергетических источников геологических процессов в той части земной коры, которую мы привыкли называть сиалической. Аккумулируя огромное количество солнечной энергии, энергии живого вещества в осадочном комплексе пород, насыщенных OB, эта биологическая масса в условиях больших давлений и глубин сохраняется и дает основу для развития многих метаморфических процессов. Это приводит к выделению той энергии, которая, по нашему мнению, обусловливает многие тектонические движения. В этой связи следует обратить внимание на метаморфизм как на один из мощных факторов не только при распределении химических элементов в земной коре, но и как на один из ведущих факторов формирования земной коры. Метаморфизму мы уделяем очень много внимания, изучая его петрографическими и петрологическими методами. И это совершенно правильно, поскольку это та основа, которая дает сейчас возможность понимать метаморфические процессы. Ho надо и к метаморфизму подходить так же, как к естественно-историческому глобальному явлению нашей планеты и рассматривать его как основу многих геологических процессов, формировавших земную кору, т. е. литосферу. Наряду с изучением литологии и OB метаморфических комплексов, сейчас наступило время обратить на метаморфизм особое внимание как на один из важнейших факторов геологических процессов, происходивших в земной коре.

Перечисленные направления должны найти отражение в новом крупнейшем проекте, который утвержден Международным союзом геодезии и геофизики, Международным союзом геологических наук и Международным советом научных союзов и получил название «Динамика и эволюция литосферы — основа обеспечения человечества природными ресурсами и уменьшения ущерба от стихийных бедствий». Это большой глобальный проект, который пришел к нам на смену проекта «Верхняя мантия и земная кора». В нем участвуют 25 стран. Ученые Советского Союза и США занимают одно из ведущих мест в этом проекте. Он явится основой наших работ на ближайшие 10 лет. Исследования докембрия должны занять в этом проекте соответствующее место.

Бурение сверхглубокой скважины на Кольском полуострове, достигшей уже более 12 тыс. метров, показало, кроме всех других данных, очень важное принципиальное явление, которое мы должны осмыслить. Оно показало, что эта часть земной коры живет геологической жизнью, как мантия и астеносфера, как и все экзогенные явления на поверхности Земли. Здесь происходит миграция вещества, существуют и мигрируют гидротермальные растворы и газы; они охватывают не только кристаллические породы докембрия, но и перемещаются в вышележащий осадочный чехол. Это совершенно новое представление о докембрии, о его динамичной развивающейся геологической среде.

Исходя из этого, представляется, что в этом проекте наше направление изучения докембрия и те принципы, по которым оно складывается, должны занять соответствующее место.

Проблема литологии и осадочной геологии докембрия переросла в проблему экзогенного развития и эволюции нашей планеты на протяжении всех 3,5 млрд лет. в проблему истории ее возникновения как планеты Земля, в проблему возникновения первых геологических тел, сохранившихся до нашего времени. Это направление сейчас стало одним из важнейших научных направлений в фундаментальных науках и поэтому не исключает среди фундаментальных направлений теоретических исследований, которые включены в планы экономико-социального развития нашей страны на ближайшие годы. Развитие работ по изучению состава, строения и эволюции земной коры отмечено как одно из важнейших научных направлений наряду с такими областями знаний, как физика, математика, космические исследования. Поэтому, чтобы занять подобающее место в выполнении этих директив и основных направлений XXVI съезда КПСС по изучению состава, строения и эволюции земной коры как фундаментальной основы обеспечения геологоразведочных работ, расширения сырьевой базы страны, прогнозирования стихийных последствий геологической деятельности в земной коре, так важно изучение докембрия.

Перед геологами — специалистами по докембрию, сосредоточившими свое внимание на изучении того, что было до метаморфических этапов геологического развития, стоят очень большие и сложные задачи. Выдвинутые проблемы не исчерпывают всего многообразия вопросов. He затронуты, например, процессы развития магматизма докембрия, процессы развития вулканизма и накопления вулканогенно-осадочных толщ. Хотелось бы обратить внимание на экзогенно-геологическую часть развития докембрия и привлечь к нему внимание. Этим самым ни в коей мере не отбрасываются другие научные направления, но в докембрии эти три направления (эволюции осадочного процесса метаморфизма и биолитогенеза) должны занять подобающее место. Это будет и составной частью дальнейшего развития учения В. И. Вернадского о былых биосферах и основой для дальнейших фундаментальных исследований земной коры как поставщика всех природных ресурсов, необходимых человечеству для своего развития, для своего будущего.





Яндекс.Метрика