CC BY
56
Седиментационные аспекты докембрийской предыстории фанерозоя
В.З. Негруца12, Т.Ф. Негруца1,2
1 Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты
2
Кафедра геологии и полезных ископаемых АФ МГТУ
Аннотация. В статье излагаются результаты исследования и сравнительного анализа событий, этапности и обстановок докембрийского седиментогенеза как историко-генетических предпосылок оценки общих закономерностей поведения углеводородов в четырехмиллиардолетней предыстории фанерозоя и дальнейшего совершенствования методики открытия новых нефтегазоносных бассейнов. Приводится эволюционная модель геологических событий в докембрии, основанная на оригинальных данных по Балтийскому щиту в сравнении с другими докембрийскими регионами. Показано, что уровни относительной концентрации углеводорода во внешних и внутренних сферах Земли и потенциал нефтегазоносности стратисферы испытывали в течение докембрия (как и в фанерозое) волновое (пульсационное) изменение. Четырем трансгрессивно-регрессивным мегациклам, слагающим докембрийскую стратисферу, соответствуют четыре экзосферно-эндогенно-экзосферных круговорота углекислого газа. В периоды трансгрессии шло накопление углеводорода в осадке, во время регрессий происходило метаморфогенное преобразование углеродсодержащих осадков и переход углеводородов в высокоподвижное состояние. Эндосферный резервуар углекислого газа Земли направленно нарастал.
Abstract. In the paper the results of research and comparative analysis of events, stages and situations of the Precambrian sedimentogenesis as historic and genetic prerequisites for the estimation of common regularities of the hydrocarbons' behaviour during the four-milliard-year prehistory of Phanerosoic have been considered. The evolution model of geologic events in Precambrian based on the original data from the Baltic shield in comparison with other Precambrian regions has been given. It has been shown that the levels of hydrocarbon relative concentration in the exterior and interior Earth spheres and the potential of stratisphere oil and gas-bearing were undergoing a wave (pulsation) variation during Precambrian (as well as in Phanerosoic). Four exosphere-endogenous-exosphere turnovers of carbon dioxide correspond to four transgressive-regressive recourse megacycles composing Precambrian stratisphere. The hydrocarbons were accumulated in the sediment during the transgression, whereas carboniferous sediments were metamorphically transformed during the regression and hydrocarbons became highly mobile. The endogenous reservoir of the Earth carbon dioxide had been increasing.
1. Введение
Современный уровень знаний о докембрии свидетельствует о том, что в дофанерозое действовали те же общие физико-химические законы образования и организации геологического вещества, что и в последующие эпохи геоморфогенеза, магматизма и осадконакопления. При соответствующей детальности и полноте изучения эти процессы и закономерности поддаются сравнительному анализу, генетической систематике и классификации с такой же полнотой и достоверностью, что и сходные с ними элементы и геосистемы фанерозоя (Негруца, 1984; Негруца, Негруца, 1988а; б).
Накопленные фактические данные позволяют пересмотреть и существенно уточнить, а в ряде случаев и принципиально изменить подход к оценке знаний о докембрии, в том числе и о миграции углеводородов в земной коре, их концентрации в благоприятных структурах и дегазации литосферы по механизму, названному А.В. Сидоренко и Св.А. Сидоренко "углеводородным дыханием" земной коры (Сидоренко, 1976; Сидоренко, Сидоренко, 1970; Сидоренко, 1991; Сидоренко, Сидоренко, 1975).
Революционизирующими геологию могут стать следствия сравнительного изучения дорифейских седиментационных бассейнов "различных палеогеографических типов, биотических обстановок и режимов тектонического развития в их завершенной эволюционной цельности" (Соколов, 1993, с.5). Особенно существенны они для региональной стратиграфии - "исходной для глобальных стратиграфических построений и отбора эталонов международной стратиграфической и геохронологической шкалы" (там же) - как фанерозоя, так и докембрия.
2. Бассейны осадконакопления, события и эвстатическая кривая докембрия
Первичноосадочная природа многих кристаллических пород, удовлетворительная сохранность индикаторов физических, геохимических и некоторых биотических параметров обстановок
осадконакопления (Сергеев и др., 1996) и принципиальная возможность реставрации по этим параметрам условий седиментогенеза доказательно продемонстрированы на многих геологических объектах мира (Борукаев, 1985; Салоп, 1982; Хаин, Божко, 1988).
Во многих публикациях приводится достаточное количество примеров палеотектонических реконструкций, повременных палеогеографических схем и карт, отражающих соотношение областей суши и водных бассейнов, направления палеотечений, перемещения береговых линий, центры вулканизма (Мележик, 1992; Негруца, 1984; Светов, 1979; Светов, Свириденко, 1991; Хейсканен, 1990). И хотя эти данные концептуально и в деталях отличаются друг от друга, они дают объективное представление о палеобассейнах и их динамике во времени. Однако определяющими данными об осадочных бассейнах докембрия, их фациально-палеогеографической структуре и физико-химических параметрах являются результаты литологического и вулканологического изучения частных разрезов и их событийной корреляции.
Анализ и систематизация таких данных (Негруца, Негруца, 1988а) с позиций концепции о трех типах взаимодействия мантии с экзосферами Земли (Негруца, 1992) показывают существование и направленно-циклическую смену во времени в течение докембрия обстановок и режимов трех типов осадочных бассейнов:
1 - с непосредственным влиянием мантийных дериватов на процессы осадконакопления;
2 - с опосредованным влиянием мантийных дериватов на них;
3 - без признаков такого влияния.
Для осадочных отложений бассейнов первого типа отмечается неразрывная генетическая связь с вулканогенными породами основного-ультраосновного состава, наличие граувакковых терригенных пород, текстуры, форма и границы осадочных тел, характерные для гидродинамически пассивных сред осадконакопления или дистальных фаций конусов выноса. По совокупности сочетающихся признаков они близки к талассогенным образованиям (Негруца, Негруца, 19886).
К отложениям бассейнов второго типа принадлежат разнообразные терригенные породы полимиктового состава и связанные с ними хемогенные осадки, ассоциирующиеся с вулканогенными породами основного-среднего и (или) среднего и кислого состава. Их характеризует совокупность признаков, свидетельствующая о сейсмически и гидродинамически активных средах осадконакопления, включая подводно-оползневые, турбидитные, обвальные, грязекаменные и другие потоковые отложения - типоморфный набор комбинаций признаков ассоциации пород активных континентальных окраин и внутриконтинентальных рифтов.
Отложения бассейнов третьего типа отличаются отсутствием признаков их генетической связи с вулканизмом. Они включают все породы литологического профиля континент-пелагиаль (от крупноглыбовых брекчий и крупновалунных конгломератов до тонкоотмученных, хемогенных и биогенных, от полимиктовых до мономиктовых осадочных отложений, а также полный ряд фациального профиля от эоловых, элювиальных, делювиальных потоков и пересыхающих водоемов до отложений подножий континентальных склонов, конусов выноса турбидитных потоков геодинамически пассивных обстановок седиментации) (Негруца, Негруца, 19886).
В различных разрезах докембрия переслаивание отложений разных типов бассейнов свидетельствует, что эти обстановки сменяли друг друга во времени, следовательно, применяя известное правило H.A. Головкинского, можно предположить, что они фациально замещались и по площади. Однако конкретных примеров таких замещений очень мало, поскольку они уничтожены более поздней эрозией, либо их сочленения тектонически нарушены и проходят вдоль линий крупных тектонических разломов, что создает пока практически непреодолимые трудности при корреляции разрезов разнотипных осадочных бассейнов из-за субъективизма корреляционных стратиграфических построений.
Несмотря на эти несогласованности, практически всеми исследователями на всех континентах выделяются четыре докембрийских разновозрастных структурно-вещественных оболочки горных пород, разделенные несогласиями, прослеживающимися по всему земному шару. Две нижние оболочки составляют архей, две верхние - протерозой.
Архейские оболочки представлены "дозеленокаменным" ("серогнейсовым") фундаментом, состав, внутренняя структура, возрастная датировка и геоисторическая сущность которого трактуются разными исследователями по-разному (Борукаев, 1985; Кузнецов, 1992; Рудник, Соботович, 1973; Салоп, 1982; Хаин, 1994), и "зеленокаменным" археем, объединяющим образования зеленокаменных прогибов и связанных с ними во времени гранитогнейсовых ареалов.
Нижнеархейская (или эоархейская) ассоциация пород лишена водных осадков, верхнеархейские (палеоархейская, мезоархейская и неоархейская) ассоциации (Семихатов, 1993) начинаются с метаосадочных отложений, содержащих конгломераты водного происхождения, а далее сложены чередованием фациально замещающихся пород талассогенного и рифтогенно-окраинно-континентального
типов осадочных бассейнов. Состав валунов и галек конгломератов, трассирующих границу верхнего и нижнего архея, свидетельствует о размыве существовавших в раннем архее областей сноса, сложенных ассоциацией кристаллических пород, иначе говоря, о вероятном континентальном перерыве на рубеже нижнего и верхнего архея. Строение толщ верхнего архея отражает в общепланетарном плане существование двух-трехкратной трансгрессивно-регрессивной смены во времени обстановок бассейнов активных континентальных окраин и континентальных рифтов обстановками талассогенного типа. Эти процессы сопровождались ростом гранитизации ядер континентальной коры, усилением складчато-метаморфогенного преобразования верхнеархейской вулканогенно-осадочной оболочки, увеличением площадей размыва, ростом глубин денудации, общей тектонической стабилизацией материков, их общим осушением, пенепленизацией, гипергенезом, глубоким химическим выветриванием.
Две протерозойские - нижнепротерозойская (карельская) и верхнепротерозойская (рифейская) -оболочки докембрийской стратисферы отражают двукратную смену глобальных трансгрессий регрессиями, направленное увеличение относительной роли отложений осадочных обстановок третьего (амагматического) типа бассейнов (при одновременном пульсационном спаде интенсивности эндогенных процессов образования и преобразования стратисферы) и общую тектоническую стабилизацию материков с установлением к концу протерозоя - началу фанерозоя обстановок осадконакопления бассейнов плитного геодинамического режима развития древних платформ.
Трансгрессии сопровождались спредингом и направленно расширяющимся рифтогенезом, что привело в нижнем протерозое к установлению на этапе максимальной трансгрессии обстановок "талассократического" осадконакопления и магматизма и к максимальному воздействию на экзосферы Земли подкорового магматизма в середине рифея. Параллельно с регрессиями происходило "эпейрогеническое" поднятие материков, которое сопровождалось наращиванием интенсивности коровых коллизионных процессов, что обусловило полное складчато-разрывное и метаморфо-метасоматическое преобразование нижнепротерозойской вулканогенно-осадочной оболочки, глубинный эпигенез и тектоническую перестройку позднепротерозойских осадочных бассейнов и привело к установлению геодинамического режима плитного этапа развития древних платформ на переходе к фанерозою.
Глобальные трансгрессии и регрессии протекали на фоне местных и региональных трансгрессивно-регрессивных пульсаций, поэтому эвстатическая кривая описывает сложную полимодальную синусоиду с тремя максимумами, выделяющими высокие уровни моря: в середине позднего архея, раннем протерозое и рифее, и тремя минимумами, фиксирующими общее осушение материков на границе архея и протерозоя, в середине протерозоя (на рубеже дорифея и рифея), и в конце рифея - начале венда (рис. 1).
Эти минимумы и максимумы, в соответствии с подходами историко-геологической геохронологии, принимаются нами за границы стратонов дофанерозоя.
3. Циклы докембрия в сравнении с фанерозоем
Четырехчленное строение докембрийской стратисферы является отражением пульсационно-направленного роста мощности осадочно-вулканогенной оболочки и тектоно-магматической стабилизации континентов. Пульсации, отраженные на эвстатической кривой, свидетельствуют о чередовании эпох осушения и общего воздымания материков с эпохами их погружения и затопления. Осушениям соответствовали во времени коллизионные процессы (складчатость, метаморфизм, коровый магматизм), денудация и пенепленизация складчатых сооружений. С затоплениями во времени совпадают явления спрединга - ультрабазит-базальтоидного вулканизма и интрузивного магматизма, приводившего в дорифее к насыщению континентальной коры мафитами и образованию в периоды максимальных деструкций и трансгрессий внутриматериковых окон коры океанического типа и осадочных бассейнов, возникавших на ультрабазит-базитовой коре.
На всех материках в течение докембрийского времени вплоть до начала образования плитного фанерозойского чехла осадочного покрова древних платформ в венде фиксируется проявление четырех эпох коллизионных процессов: первый - на переходе от раннего к позднему архею, второй - на рубеже архея и протерозоя, третий - внутри протерозоя на этапе перехода от Карелия к рифею, и четвертый - на рубеже рифея и венда, или, точнее, по основанию верхнего венда. Эпохи коллизий отделены друг от друга эпохами спрединга, знаменующими середину верхнего архея, середину нижнего протерозоя и, в меньшей мере, середину рифея. Исходя из этого, в докембрийской истории Земли можно выделить четыре полных мегацикла направленного эндогенно-экзогенного образования земной коры:
- раннеархейский (саамский) или эокриптозойский;
- позднеархейский (лопийский) или палеокриптозойский;
- раннепротерозойский (карельский) или мезокриптозойский;
- позднепротерозойский (рифейский) или криптозойский.
Рис. 1. Эволюционная модель геологических событий в докембрии.
1 - кривая предполагаемой динамики (трансгрессий и регрессий) и типы бассейнов седиментации: а) без влияния корово-мантийных источников, б) с мантийной ив) с коровой подпиткой;
2 - а) ультрабазит-базальтоидный магматизм по Н.Л. Добрецову (1981), б) метаморфизм и гранитообразование по Ю.М. Соколову (1989), в) складчатость;
3 - мегациклы развития системы кора-мантия по Ю.Д. Пушкареву (1990) (цифры - временные рубежи в млн лет, стрелки - направление активизации);
4 - временной рубеж изменения закисного на окисный режим гипергенеза;
5 - типы литогенеза: а) вулканогенно-осадочный, б) ледниковый (криогенный), в) гумидный теплый ("парниковый"), г) аридный и семиаридный, д) черные сланцы.
Примечание: Временные подразделения и их стратиграфические эталоны даны по шкале хроностратиграфической периодизации Северной Евразии (Семихатов, 1993) и региональным стратиграфическим схемам стратотипических местностей (Карелии - для нижнего докембрия: 8М -сумий, 8Я - сариолий, 8в - сегозерий; ОМ - онежий; ЬБ - ладожий; УР - вепсий; Башкирии - для верхнего докембрия: БЯ - бурзяний; Ж - юрмантиний; КЯ - каратавий).
На примере стратотипических площадей Карелия - мирового эталона мезокриптозоя (карелия) -и рифея - мирового эталона неокриптозоя (Башкирский антиклинорий на Южном Урале) -устанавливается сложная внутренняя периодичность этих мегациклов, которая зависит от соподчиненных циклов и ритмов трансгрессий и регрессий, которых в отдельных случаях отмечается до шести. При некоторой схематизации эти циклы и ритмы сходны по строению, глубинности слагающих их осадков, ростом основности продуктов магматизма к середине цикла.
Результаты изучения границ разноранговых циклов стратиграфических подразделений показывают их изменчивость по площади и убывание вещественного наполнения циклов от осевых зон палеобассейнов к их периферии. Продолжительность стратиграфических перерывов, напротив, возрастает: хроностратиграфические лакуны тем больше, чем больше ранг разделяемых ими стратонов и чем ближе к берегу исследуемый разрез (Негруца, 1988; Негруца, Негруца, 1995).
С другой стороны, увеличение интенсивности метаморфо-метасоматических процессов с увеличением возраста пород затрудняет выявление внутриархейских перерывов, в отличие от выявления несогласий, отделяющих архей от протерозоя, дорифей от рифея и внутрипротерозойских подразделений друг от друга. Этим обусловлены неопределенности установления ранга и положения несогласий в конкретных разрезах, их трассирования на площади, уточнения границ стратиграфических подразделений, оценки объема подразделений, их относительного ранга и геохронологического возраста. От этого зависит кажущаяся неизбежность многовариантности стратиграфического расчленения и геохронологической периодизации докембрия. Особенные сложности вызывает событийная привязка к сближенным конкретным геоисторическим рубежам геохронологического датирования возраста объектов. Поэтому, в свете изотопной геохронологии, оценка возраста границ докембрийских стратонов охватывает временной интервал часто до сотен миллионов лет (Негруца, 1988; Негруца, 19916; Салоп, 1982).
Циклоритмологический анализ позволяет выбрать из множества структурно-вещественных индикаторов геоисторических рубежей те, которые соответствуют переломным событиям в резонансном развитии внешних и внутренних сфер Земли, выявляют соразмерность событий во времени, одноранговость периодов, меру повторяемости сходных явлений и их отличия (Негруца, 1991а; Негруца, Негруца, 1996). Для каждого из выше выделенных мегациклов, согласно геоисторическому закону А.Е. Кулинковича (1985), устанавливается продолжительность, близкая к 1000 млн лет; длительность их прогрессивных и регрессивных мегаритмов - около 5 млн лет, что соответствует общей продолжительности фанерозоя. Хорошо известно, что рифей также делится на три естественно-исторических подразделения с геохронологическими рубежами 1650, 1350, 1000, 650 млн лет (Семихатов, 1993), и такое же деление фиксируется для нижнего протерозоя Карелии, с рубежами 2600, 2350, 1950 и 1650 млн лет (Негруца, 1984). Каждое из этих подразделений по продолжительности около 350 млн лет равно самой длительной эре фанерозоя - палеозою. Эти подразделения, в свою очередь, расчленяются на региональные стратоны, фиксирующие осадочно-магматические циклы продолжительностью 150-200 млн лет.
Такие подразделения фанерозоя, как мезозойский, каледонский и герцинский, продолжительностью 176 млн лет, включают по две единицы более мелкого ранга, которые, в свою очередь, состоят из соподчиненных друг другу ритмо- и циклотем, ориентировочной длительности от 90-70 (88) до 30-19 (22) млн лет и менее.
4. Докембрийские этапы накопления углеродистого вещества и круговороты углеродистого газа
Проявления углерода с геолого-химическими характеристиками первичноорганогенных веществ встречаются по всему разрезу стратисферы (Сидоренко, 1991), начиная с первого уровня развития достоверно водноосадочных отложений и остатков микроорганизмов 3500-4000 млн лет назад (Соколов, 1976; Салоп, 1982; Сергеев и др., 1996; Негруца, 1985). Собственно высокоуглеродистые отложения (с содержанием биогенного углерода Сорг больше 0.5 %) знаменуют обстановки бассейнов с наименьшим поступлением терригенного материала. Они максимально проявлены в эпохи наибольших трансгрессий и активизации вулканизма, особенно ультраосновного состава. Масштабы их накопления соразмерны рангу трансгрессивно-регрессивного цикла, который они знаменуют, и активности мантийного магматизма. Наибольшие концентрации углеродистых отложений связаны со стратонами, занимающими наибольшие площади современных материков. Их три: палеокриптозойский, отмечающий временной интервал примерно 3400-3050 млн лет назад, мезокриптозойский - 2350-2000, и неокриптозойский с предполагаемыми рубежами 1300-950 млн лет. В относительно несущественных размерах они наблюдаются и вне этих временных интервалов. При этом количество временных уровней различно для разных местностей. В восточной части Балтийского щита их, например, восемь, но только один из них (Негруца и др., 1981; Филиппов и др., 1994) - Заонежский горизонт (2050-2100 млн лет) - является определенно единым для всего региона и имеет межрегиональное, возможно общепланетарное распространение. Остальные, в свете
современных знаний, представляются в основном местными, вероятно, частью одновременными или близкими по времени образованиями в пределах крупных сегментов. Предположение о межрегиональной, а частично и глобальной одновременности накопления основных докембрийских уровней углеродистых отложений вытекает из имеющихся данных об условиях их образования и фациально-палеогеографических обстановках накопления вмещающих их осадочных пород.
Во-первых, обращает внимание выдержанность состава и структурно-текстурных индикаторов условий отложений углеродистых осадков, которые свидетельствуют об обширности и фациальной однородности сред углеродонакопления. Преобладающими являются пелитоморфные и хемогенные породы, для верхнего протерозоя иногда в ассоциации с псаммитами и частью псефитами, но явно турбидитного, сравнительно "глубоководного" происхождения (Негруца и др., 1994). Повсеместно им свойственны признаки "спокойной" садки вещества из взвесей, растворов, мутьевых потоков, весьма активных в сейсмическом отношении сред осадконакопления (подводно-оползневые смятия, нептунические дайки, раннедиагенетические тектонические срывы, олистостромные свалы и т.д.) и интенсивного миграционного дисперсно-флюидного потенциала осадков на всем протяжении их истории, начиная с раннего диагенеза, вплоть до регрессивной стадии метаморфизма включительно (конкреции, прожилки, аутогенная минерализация).
Во-вторых, углеродистые отложения докембрия либо являются неразрывными компонентами вулканогенных наслоений с петрохимическими и палеовулканическими характеристиками талассогенных магматитов и принадлежат к образованиям вулканогенно-осадочного литогенеза, свойственного обстановкам океанического типа, либо они ассоциируют с безусловно морскими фациями, знаменуя собой время и структуры относительно наибольшего погружения фиксируемого ими сегмента тектоносферы.
Совокупность этих данных указывает, по-видимому, вполне определенно, на то, что углеродистые сланцы докембрия фиксируют временные периоды наибольших затоплений материков и одновременно самого активного взаимодействия сферы седиментации с мантийным резервуаром. Последнее обстоятельство особенно подчеркивается сторонниками абиогенной природы углеродистых отложений, в частности шунгитов Карелии, которые связывают напрямую седиментацию углеродистого вещества с поставкой углеродистого газа вулканизмом. В связи с этим правомерно обратить внимание на следующее.
Во-первых, накопления органического вещества наблюдаются только с палеокриптозоя (верхнего архея), т.е. только со времени начала водного осадконакопления. Во-вторых, углеродистое вещество накапливалось в осадке в периоды спада прямого воздействия вулканизма на бассейны седиментации, т.е. либо с некоторым опережением, либо запаздыванием по отношению к вулканическим извержениям. В-третьих, феномен вышекларковых концентраций углеродистого вещества в осадочных породах докембрия удовлетворительно описывается факторами "повышенной утечки" углерода из биосферного цикла (Юдович, 1994), как естественное следствие периодичности содержания кислорода в атмосфере (Фишер, 1986). Первичным источником поступления СО2 в атмосферу и гидросферу явились процессы корообразования и обусловленный ими вулканизм. Атмосферная и гидросферная углекислота фиксировалась в осадок в обстановках типа эвксинных бассейнов, характеризующихся недостатком кислорода. Можно предположить, что они определяли периоды парникового состояния атмосферы. В палеокриптозое такие условия, возможно, существовали вплоть до его второй половины, когда в связи с активным ростом континентальных ядер значительное количество углерода стало расходоваться на выветривание. Особенно интенсивно оно проявилось на переходе от палеокриптозоя к мезокриптозою и в начальные периоды мезокриптозоя. В середине мезокриптозоя в связи с общей трансгрессией, приведшей к резкому уменьшению площадей выветривания и активизации вулканизма, что способствовало увеличению темпа поступления в экзосферы Земли углекислого газа, снова восстановились условия для интенсивного накопления углеродистого вещества. Их характеризуют залежи типа многосотметровой толщи шунгитов Карелии (Филиппов и др., 1994). Сходная ситуация возникла, вероятно, в середине эокриптозоя (рифея), однако к этому времени резко возросла площадь суши и значительные ресурсы углекислоты расходовались на выветривание.
В целом, докембрию, как и фанерозою, было свойственно (особенно эффектно проявление в разрезах нижнего протерозоя Карелии) (Негруца, Негруца, 1984) чередование эпох с принципиально разными физико-химическими характеристиками гидросферно-атмосферной системы и, соответственно, климатов. Периоды слабого химического выветривания и низкой осадочной зрелости осадков, начиная с завершающих этапов палеокриптозоя (верхнего архея) и на протяжении всего протерозоя (карелия и рифея) неоднократно чередовались с периодами интенсивного выветривания и накопления отложений высокой осадочной зрелости. В мезокрипгозое (карельском мегацикле) и неокрипгозое (рифее), начиная с временного рубежа около 2300 млн лет, появляются красноцветные отложения и ассоциирующие с ними эвапориты, свидетельствующие о появлении в атмосферно-гидросферном резервуаре свободного кислорода. Исходя из этого, можно предположить, что докембрийская история демонстрирует чередование эпох холодного и жаркого (от
влажного до аридного) климатов, и что накопление углеродистого вещества происходило в эпохи парникового климата, частью, возможно, на переходе от теплого к холодному. Такие ситуации в докембрии возникали неоднократно с периодичностью, соответствующей многоранговой цикличности трансгрессий, регрессий и корреспондирующих с ними явлений взаимодействия экзо- и эндосфер Земли (см. рис.).
Можно предположить, что, во-первых, каждому трансгрессивно-регрессивному циклу соответствовал свой литосферный цикл углерода, в течение которого выведенное в экзосферу органическое вещество подвергалось окислению, а во-вторых, оба типа этих циклов обусловлены единой первопричиной и резонансно связаны друг с другом. Они характеризуются сходной внутренней структурой. Мегациклы, которых, как показано выше, в докембрии четыре, описывают четыре полных, продолжительностью около 1000 млн лет, глобальных экзосферно-эндосферно-экзосферных круговорота углекислого газа. В течение мегацикла (круговорота стратисферы) происходила фосилизация углерода, "погружение" в земную кору и прогрессирующее эндогенное преобразование углеродсодержащих осадков, затем вывод их метаморфизованных продуктов в зону гипергенеза и выветривание. Выветривание отмечало переход к новому такому же круговороту. На фоне мегацикличности отмечается цикличность соподчиненных рангов, событийная сущность и продолжительность которой соответствует сходным явлениям фанерозоя. Все это позволяет, по-видимому, считать, что содержание углекислого газа оставалось примерно одинаковым на протяжении всей геологической истории. Уровни его относительной концентрации во внешних и внутренних сферах Земли и потенциал нефтегазоносности стратисферы испытывали в течение докембрия (как и в фанерозое) волновое (пульсационное) изменение, а не направленное повышение, как обычно принято считать. Фанерозойской истории нефтегазоносности стратисферы в общесобытийном смысле, видимо, соответствовали трансгрессивные мегаволны докембрийских мегациклов. В регрессивные этапы происходили процессы преобразования углеродсодержащих осадков потенциально нефтегазоносных бассейнов. Интенсивность термальных преобразований убывала к концу докембрия. Фанерозойской оболочке стратисферы предстоит испытать термальное воздействие в будущем, но оно должно быть меньше, чем в докембрии.
5. Заключение
Таким образом, обнаруживаемая в докембрии сходная с фанерозоем структура периодичности вскрывает, может быть, самую фундаментальную закономерность геологического процесса. Она заключена в том, что Земля за время своего развития прошла четыре полных мегацикла, первую (поступательную) часть пятого мегацикла, и вошла во вторую (возвратную) его половину. Каждому такому мегациклу и его соподчиненным структурным элементам свойственно свое неповторимое сочетание абиотических и биотических признаков и свои специфические условия образования и накопления углеродистого вещества. Эти признаки, необратимо изменяясь от мегацикла к мегациклу во времени, меняются и внутри мегацикла от одной его половины к другой с принципиально различным взаимодействием эндогенных и экзогенных оболочек Земли в первой (поступательной) и во второй (возвратной) половинах каждого мегацикла.
Созидательная по отношению к осадочной оболочке и деструктивная относительно земной коры результирующая событий первой половины мегациклов сменяется в их второй половине на противоположные тенденции. При этом в ходе геологического времени отчетливо проявлена тенденция пульсационно возрастающего влияния экзогенных явлений в общей системе процессов образования земной коры. Происходит уменьшение масштаба и интенсивности воздействия мантийных плюмов на земную кору континентов. С этих позиций фанерозойская нефтегазоносная оболочка стратисферы, вероятно, отличается от предшествующих аналогов сравнительно меньшим влиянием эндогенных явлений на ее формирование и внешнекоровыми условиями ее постседиментационных преобразований.
Литература
Борукаев Ч.Б. Структура докембрия и тектоника плит. Новосибирск, Наука, 190 е., 1985. Добрецов Н.Л. Глобальные метрологические процессы. М., Недра, 223 е., 1981.
Кузнецов A.A. Магматогенная природа Земли и геологические следствия (системный подход). СПб, ВСЕГЕИ, 78 е., 1992.
Кулинкович А.Е. Периодический закон исторической геологии. История и методология геологических
наук. Киев, Наукова думка, 87 е., 1985. Мележик В.А. Седиментационные и осадочно-породные бассейны раннего протерозоя Балтийского
щита. СПб, Наука, 258 е., 1992. Негруца В.З. Закономерности накопления органогенных отложений Балтийского щита и проблема раннедокембрийской биосферы. Строение и эволюция континентальных биот. Тез. докл. XXXI сессии Всес.палеонт.об-ва (28 января-1 февраля 1985 г.). Л., с.51-52, 1985.
Негруца В.З. К циклохронометрии реперных событий докембрийской истории Земли. Научно-технические достижения и передовой опыт в области геологии и разведки недр: Научно-технический информационный сборник ВИЭМС, М., МГПГеоинформмарк, вып. 10-11. 111, с.31-40, 1991а.
Негруца В.З. Металлогеническая модель Кольской геоэкосистемы. Апатиты, изд. КНЦРАН, 118 е., 1992.
Негруца В.З. Раннепротерозойские этапы развития восточной части Балтийского щита. Л., Недра, 270 е., 1984.
Негруца В.З., Басалаев A.A., Чикирев И.В. Баренцевоморский фосфоритовый бассейн. Апатиты, изд. КНЦРАН, 119 е., 1994.
Негруца В.З., Негруца Т.Ф. Историко-геологический метод изучения докембрия. Л., Недра, 196 е., 1988а.
Негруца В.З., Негруца Т.Ф. Раннедокембрийские метаосадочные породы в сравнительном сопоставлении с отложениями современных континентальных окраин. Литология и полезные ископаемые, № 4, с.112-121, 19886.
Негруца В.З., Негруца Т.Ф. Эволюция докембрийской стратисферы: пространство, время, энергия. Новые идеи в естествознании. СПб, с.111-121, 1996.
Негруца В.З., Шурыгин В.Н., Журавлев В.А. Докембрийские углеродсодержащие породы восточной части Балтийского щита. Проблемы осадочной геологии докембрия, вып.7, кн. 1, с.66-88, 1981.
Негруца Т.Ф. Граница архея и протерозоя на Балтийском щите. Апатиты, изд. КНЦРАН, 80 е., 1988.
Негруца Т.Ф. Историко-геологическое обоснование границы архея и протерозоя. Дисс. на соиск. уч. ст. д.г.-м.н. в форме научного доклада. С-Петербург, 47 е., 19916.
Негруца Т.Ф., Негруца В.З. К проблеме палеоклиматических реконструкций докембрия. Проблемы палеогеографии и палеонтологии. Л., изд. ЛГУ, с.140-148, 1982.
Негруца Т.Ф., Негруца В.З. Паданское несогласие A.A. Иностранцева - типовой пример границы архея и протерозоя. Вестник СПбГУ, сер. 7, вып. 3, с.42-47, 1995.
Пушкарев Ю.Д. Мегациклы в эволюции системы кора-мантия. Л., Наука, 216 е., 1990.
Рудник В.А., Соботович Э.В. Ранняя история Земли. Л., Недра, 24 е., 1973.
Салоп Л.И. Геологическое развитие Земли в докембрии. Л., Недра, 343 е., 1982.
Светов А.П. Платформенный базальтовый вулканизм карелид Карелии. Л., Наука, 208 е., 1979.
Светов А.П., Свириденко В.П. Магматизм шовных зон Балтийского щита. Л., Наука, 200 е., 1991.
Семихатов М.А. Новейшие шкалы общего расчленения докембрия: сравнение. Стратиграфия. Геологическая корреляция, т.1, № 1, с.6-20, 1993.
Сергеев В.Н., Холл Э.Х., Заварзин Г.А. Первые три миллиарда жизни: от прокариот к эвкариотам. Природа, № 6, с.54-67, 1996.
Сидоренко A.B. Проблемы литологии докембрия и полезные ископаемые. Вестник АН СССР, № 1, с.113-125, 1976.
Сидоренко A.B., Сидореко Св.А. Об углеродном дыхании докембрийских графитсодержащих толщ. ДАН СССР, т.192, № 1, с.184-187, 1970.
Сидоренко Св.А. Органическое вещество и биолитогенные процессы в докембрии. М., Наука, 104 е., 1991.
Сидоренко Св.А., Сидоренко A.B. Органическое вещество в осадочно-метаморфических породах докембрия. М., Наука, 114 е., 1975.
Соколов Б.С. К читателям журнала "Стратиграфия. Геологическая корреляция". Стратиграфия. Геологическая корреляция, т.1, № 1, с.3-5, 1993.
Соколов Б.С. Органический мир Земли на пути к фанерозойской дифференциации. Вестник АН СССР, № 1, с.126-143, 1976.
Соколов Ю.М. Концепция металлогенических импульсов эндогенной активности литосферы докембрия. Препринт. Новосибирск, Ин-т геологии и геофизики СО АН, 44 е., 1989.
Филиппов М.М., Голубев А.И., Медведев П.В. Органическое вещество шунгитоносных пород Карелии (генезис, эволюция, методы изучения). Петрозаводск, изд. Кар НЦРАН, 208 е., 1994.
Фишер А. Два суперцикла фанерозоя. Катастрофы и история Земли: новый униформизм. (Пер. с англ.) М., Мир, с.133-155, 1986.
Хаин В.Е. Основные проблемы современной геологии (геология на пороге XXI века). М., Наука, 190 е., 1994.
Хаин В.Е., Божко H.A. Историческая геотектоника. Докембрий. М., Недра, 382 е., 1988.
Хейсканен К.И. Палеогеография Балтийского щита в карельское время. Петрозаводск, Кар. НЦ АН СССР, 128 е., 1990.
Юдович Я.Э. Эти черные-нечерные сланцы. Природа, № 1, с.16-27, 1994.
