Протерозой

Основной источник статьи: Большая российская энциклопедия

ПРОТЕРОЗО́Й (от греч. πρότερος – более ранний и ζωή – жизнь) – верхнее из двух крупнейших стратиграфических подразделений докембрия и соответствующий ему период геологической истории Земли. В стратиграфической (геохронологической) шкале следует за археем. Протерозой как общее стратиграфическое подразделение докембрия выделен американским учёным С. Ф. Эммонсом в 1888 на примере североамериканских геологических разрезов для обозначения любой последовательности осадочных пород, залегающей на глубоко метаморфизованных или преимущественно магматических образованиях архея и ограниченной сверху основанием кембрийской системы. Международным союзом геологических наук принята шкала расчленения докембрия, в которой выделяется протерозойская эонотема. В России утверждена Общая стратиграфическая шкала докембрия, в которой протерозой имеет ранг акротемы. Нижняя граница протерозойской акротемы установлена в Карелии в основании вулканогенно-осадочных пород сумийского надгоризонта региональной стратиграфической схемы, несогласно залегающих на эродированных гранит-зеленокаменных образованиях позднеархейского возраста. Возраст нижней границы протерозоя в обеих шкалах 2500 млн. лет. Верхняя граница протерозоя совпадает с нижней границей кембрия, стратиграфическое положение и возраст которой по-разному определяются в международной (подошва фортунского яруса терренувского отдела кембрия, 541 млн. лет) и российской (подошва томмотского яруса нижнего отдела кембрия, 535 млн. лет) стратиграфических шкалах. Продолжительность протерозоя как интервала геологического времени около 2 млрд. лет.

Подразделения

Стратиграфические шкалы протерозоя

Для решения проблемы расчленения протерозоя используют хронометрический (Международная стратиграфическая шкала Международной комиссии по стратиграфии) и хроностратиграфический (принятая в России Общая стратиграфическая шкала докембрия Межведомственного стратиграфического комитета) подходы. Протерозой хронометрической шкалы разделён на отрезки абстрактного геологического времени независимо от реальной последовательности горных пород и содержащихся в них палеонтологических остатков; при этом границы выбраны таким образом, чтобы по возможности ограничивать или разграничивать крупные геологические события. В результате протерозойский эон подразделяется на 3 эры: палеопротерозойскую (2,5–1,6 млрд. лет назад), мезопротерозойскую (1,6–1,0 млрд. лет назад) и неопротерозойскую (1,0–0,541 млрд. лет назад). Дальнейшее деление см. в Международной стратиграфической шкале (табл.).

Границы подразделений протерозоя хроностратиграфической шкалы совмещены с поверхностями несогласия в основании крупных комплексов пород, которые маркируют начало новых этапов развития стратотипических регионов соответствующих подразделений и содержат определённые комплексы палеонтологических остатков. В Общей стратиграфической шкале докембрия России (Всероссийская конференция, Москва, 2013) принято деление протерозойской акротемы на 2 эонотемы: нижнепротерозойскую, или карельскую (2,5–1,65 млрд. лет), и верхнепротерозойскую (1,65–0,535 млрд. лет). Более дробное разделение см. в российской стратиграфической шкале (табл.).

Общая характеристика

Раннепротерозойский этап развития Земли связывается с расколом суперконтинента Пангея 0 и формированием крупных подвижных поясов, разделяющих ядра древних платформ (кратонов). Во 2-й половине раннего протерозоя в результате позднекарельского тектогенеза (1800–1700 млн. лет назад) сформировался суперконтинент Пангея I, в крупных впадинах на поверхности которого накапливался платформенный чехол (например, в Удоканском терригенном прогибе Сибирской платформы). Позднепротерозойский этап начинается распадом Пангеи I и формированием тектонических структур, близких к современным: крупных кратонов, океанических бассейнов, островных дуг, офиолитовых поясов, микроконтинентов, краевых и межкратонных прогибов (так, на месте Урала образовался морской бассейн, заполнившийся терригенно-карбонатным комплексом мощностью свыше 10 км). На окраинах кратонов накапливались комплексы, сходные с таковыми современных пассивных окраин (например, на периферии Сибирской платформы). Последующие тектонические и магматические события гренвильского тектогенеза (1100–1000 млн. лет назад) обусловили объединение разрозненных блоков континентальной коры с образованием нового суперконтинента Родиния. Дальнейшая история протерозоя (1000–540 млн. лет назад) – распад Родинии, образование океанических бассейнов (в том числе Палеоазиатского океана) с островными дугами по обрамлению, обособление отдельных континентов (Гондвана, Лаврентия, Балтика, Сибирь).

В протерозое происходили неоднократные оледенения. Наиболее древнее Гуронское оледенение (около 2100 млн. лет назад) вызвало существенное окисление гидро- и атмосферы, появление оксигенного фотосинтеза, образование красноцветных отложений и окисленных палеопочв. В конце позднего протерозоя, 754–542 млн. лет назад, проявилась серия крупных оледенений, составляющих африканскую гляциоэру. Эта гляциоэра объединяет несколько ледниковых периодов (гляциопериодов), которые повторялись через 25–50 млн. лет и продолжались от 1–2 до 3–5 млн. лет. Гляциопериоды, на протяжении которых неоднократно чередовались оледенения и межледниковья, обусловили ускорение эволюции биоты. По мнению некоторых исследователей, с гляциоэрой ассоциируется увеличение скорости субдукции и общего остывания Земли, о чём свидетельствует ряд фактов, в том числе обнаружение высокобарических комплексов минералов, характерных для глубин свыше 100 км, с возрастом 750–530 млн. лет, извлечённых из древних зон субдукции (установлены в России, Севеном Казахстане, Китае, Австралии, Африке). Ускорение субдукции вызвало гидратацию верхней мантии Земли над зоной субдукции и, по мнению японского учёного С. Маруямы, общее поднятие континентов, расширение шельфа, образование крупных рек, то есть существенные изменения в палеогеографии и условиях развития биосферы.

Органический мир

Развитие органического мира на протяжении большей части протерозоя задокументировано недостаточно; наиболее многочисленные находки датируются начиная с 1600 млн. лет назад. В нижней части мезопротерозоя Китая, Австралии и Сибири (возраст пород 1400–1200 млн. лет) впервые появляются акритархи, имеющие относительно крупные размеры оболочки клеток и признаки, указывающие на возможное присутствие цитоскелета. В конце мезопротерозоя – начале неопротерозоя формируются все современные планы строения клеток эукариотических организмов. В частности, в верхнем мезопротерозое Канадского Арктического архипелага (возраст пород 1260–950 млн. лет) выявлены, как полагают, древнейшие ископаемые остатки красных водорослей; в неопротерозойских отложениях Шпицбергена (возраст 750 млн. лет) представлены древнейшие зелёные водоросли. В составе ископаемой микробиоты вблизи границы мезо- и неопротерозоя (1030–1000 млн. лет) из лахандинской серии (Учуро-Майский район, Юго-Вост. Сибирь) присутствуют древнейшие грибы и оомицеты. Ископаемые протисты – амёбозои (Amebozoa) широко распространены в отложениях неопротерозоя США (возраст 742D 6 млн. лет). Вероятно, в это же время появились и Holozoa – группа эукариот, к которой относятся многоклеточные (Metazoa) и одноклеточные (Choanoflagellatea) организмы. Однако в последние годы сформировалась точка зрения о более раннем появлении и расцвете вышеназванных групп. Ряд исследователей (А. Ю. Розанов и др.) описывают древнейшие зелёные водоросли и реликты многоклеточных организмов из нижнего протерозоя Карелии (возраст пород около 2450 млн. лет). Молекулярно-биологические методы датировки в изучении формирования глобальных таксонов показывают: эволюция клетки и развитие одноклеточных эукариот протекала 2200–1800 млн. лет назад; общий предок грибов появился 1200 (1600?) млн. лет назад, а водорослей и наземных растений – 1060 млн. лет назад.

В венде (580–535 млн. лет назад) впервые появляются достоверные ископаемые остатки животных и следы их жизнедеятельности, формируется разнородная ассоциация мягкотелых макроскопических организмов – так называемая венд-эдиакарская мягкотелая биота.

Полезные ископаемые

Ранний протерозой был временем масштабного накопления осадочных железных руд (Курская магнитная аномалия, Криворожский железорудный бассейн, месторождение Анимики в США в районе озеро Верхнее). На юго-востоке Сибирской платформы в прибрежно-морских условиях сформировалось уникальное Удоканское месторождение медистых песчаников. В южной части Африканской платформы образовались золотоурановые конгломераты района Витватерсранд. В это время на кратонах произошло становление крупных плутонов с медно-никелево-платиновым оруденением (Бушвелдский комплекс, Садбери, Чинейский комплекс в России).

Для позднего протерозоя характерно формирование крупных золоторудных месторождений в Канаде (Керкленд-Лейк), Австралии (Калгурли, Олимпик-Дам), России (Олимпиадинское месторождение на Енисейском кряже); крупных и уникальных колчеданно-полиметаллич. месторождений в Австралии (Брокен-Хилл, Маунт-Айза), России (Холоднинское, Горевское в Восточной Сибири), а также урановых и гидротермальных сереброкобальтовых месторождений в Канаде, стратиформных медно-кобальтовых в Африке, редкометалльных в щелочных комплексах в России (Томторское в Восточной Сибири). Многие из этих месторождений связаны с проявлением на кратонах магматизма мантийных плюмов и образованием крупных изверженных провинций. В позднем протерозое началось формирование нефтегазоносных комплексов на Сибирской платформе (месторождения Юрубчено-Тохомской и Непско-Ботуобинской зон), в Австралии (бассейн Амадиес) и др.

Литература статьи Большой российской энциклопедии

• Семихатов М. А. Стратиграфия и геохронология протерозоя. М., 1974.
• Гордиенко И. В. История развития Земли. Новосиб., 2008.
• Хаин В. Е., Короновский Н. В., Ясаманов Н. А. Историческая геология. 5-е изд. М., 2011.
• Чумаков Н. М. Африканская ледниковая эра позднего протерозоя // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2011. Т. 19. № 1.