Курсовая работа (т): Эволюция Земли в девонском периоде

Разрезы девона Урала хорошо палеонтологически охарактеризованы и стали опорными для всего мира. Они характерны для миогеосинклинали, так как не содержат вулканитов, не прорваны интрузиями, собраны в простые складки, слабо метаморфизованы.

Девонские отложения восточного склона Урала образовали типичные эвгеосинклинальные формации. Это преимущественно вулканогенные образования, осадочные породы играют подчиненную роль и представлены песчаниками, глинистыми и кремнистыми сланцами, яшмами, известняками (мощность - 7-8 км). Они собраны в сложные системы складок, нарушены многочисленными разрывами, прорваны интрузиями, сильно метаморфизованы. Эти отложения составляют часть так называемой зеленокаменной полосы Урала, ограниченной на западе Главным Уральским разломом [8].

Южная и восточная части Урало-Монгольского геосинклинального пояса. Девонские отложения преобладают среди палеозойских образований Казахстана. В девонский период значительная часть этой территории принадлежала каледонидам Казахского макроперешейка, в пределах которого осадконакопление происходило в межгорных впадинах при континентальных условиях. К востоку от макроперешейка располагалась геосинклиналь, где формировались мощные толщи осадков морского генезиса. По границе, испытывавшей опускания геосинклинали и воздымавшихся каледонид, возникли многочисленные разломы, по которым изливалась магма и происходили выбросы пирокластического материала. Они образовали Казахстанский краевой вулканический пояс. Таким образом, в пределах Центрального Казахстана выделяются три типа разрезов. Один из них - разрез района Прибалхашья - характеризует геосинклинальные условия. Здесь преобладают песчаники и алевролиты с прослоями известняков с богатой и разнообразной морской фауной. Значительна примесь вулканогенного материала - свидетельство вулканизма в смежных районах. Присутствие грубозернистых песчаников, конгломератов, невыдержанность отдельных слоев по простиранию, следы размывов, находки остатков растений - все это указывает на колебания уровня морского дна, на существование островов, подвергавшихся размыву. Обилие разнообразных органических остатков, присутствие морских форм, нередко крупные размеры раковин брахиопод и пелеципод - доказательство теплого мелкого моря нормальной солености. Мощность отложений разреза достигает 5 км.

Каледониды Алтае-Саянской складчатой области. Для большей части каледонской зоны юга Сибири и Монголии характерно накопление мощных толщ девонских пород в межгорных прогибах, наложенных на складчатый додевонский фундамент и ограниченных разломами. Преобладают континентальные красноцветные отложения и вулканогенные образования.

Осадки морского генезиса представлены маломощными пачками сероцветных песчано-глинистых и карбонатных пород с остатками брахиопод, кораллов, мшанок, морских лилий. Это результат ингрессий (проникновение моря в пониженные участки ближайшей суши), происходивших в среднем и позднем девоне. Также редко, в подчиненном количестве, присутствуют отложения внутренних бассейнов ненормальной солености (карбонатно-глинистые породы с остатками двустворок, гастропод, лингул, конодонтов, остракод, филлопод, рыб).

Девонские отложения межгорных впадин обладают огромной мощностью, слабо метаморфизованы, собраны в простые складки, прорваны небольшими интрузиями. Пример подобного разреза - девон Минусинских впадин, достигающий мощности 3-9 км. Это преимущественно красноцветные песчаники и алевролиты с трещинами высыхания, глиптоморфозами по каменной соли, линзами гипса. Для разреза характерна четкая цикличность: нижнюю (мощную) часть каждого цикла слагают красноцветные континентальные отложения, а верхнюю (маломощную) - сероцветные лагунно-морские осадки. В нижнем и среднем девоне широко распространены наземные вулканические образования [10].

Иной характер имеют девонские образования северо-восточного склона Салаирского кряжа. К началу девона территория Кузбасса представляла собой краевую часть геосинклинальной области, которую с юга и востока ограничивали каледонские горные сооружения. В раннем и начале среднего девона открытый морской бассейн занимал юго-западную часть этой территории и свободно сообщался с Урало-Тянь-Шаньским и Алтайским геосинклинальными морями. Большая мощность осадков сравнительно глубокого моря этого времени (около 4,5 км) свидетельствует о значительном прогибании дна морского бассейна. Нижне- и среднедевонские отложения северо-восточного Салаира представлены главным образом серыми и темно-серыми известняками с богатейшей морской фауной брахиопод, кораллов, строматопорат, криноидей, конодонтов, тентакулитов, головоногих, двустворок, мшанок, рыб, остракод и др. В подчиненном количестве встречаются мергели, аргиллиты, алевролиты, песчаники. Состав фауны, наличие крупных рифовых построек свидетельствуют о теплых климатических условиях. К концу среднего девона происходит обмеление морского бассейна, начинают преобладать терригенные осадки. На окраинах Кузбасса в живетском веке начинается вулканическая деятельность в виде как подводных, так и наземных излияний. В конце среднего девона происходит общее поднятие Салаирского кряжа и значительное прогибание территории между ним и Кузнецким Алатау с последующим заложением Кузнецкой впадины. В позднем девоне морские условия восстанавливаются на северной и северо-западной окраинах Кузбасса; на юго-западной окраине (Салаир) осадконакопление в конце среднего - позднем девоне уже не происходит [9].

Средиземноморский геосинклинальный пояс испытывал в девоне значительное интенсивное опускание. В центральной части Западной Европы оставался срединный массив - Франко-Чешский или Молданубское поднятие (глыба). Название происходит от рек Молдова и Дануб - древнее имя Дуная. Этот срединный массив возник еще в результате байкальской складчатости. К северу и югу от данного поднятия в составе девона значительна роль вулканогенных пород. На севере прослеживаются песчано-глинистые отложения, на юге - карбонатные.

Наиболее крупные выходы девона известны в Арденнах и Рейнских сланцевых горах, где выделены стратотипы ряда ярусов девонской системы.

В Арденнах девонские отложения залегают с четким структурным несогласием, вызванным каледонской складчатостью, на породах кембрия. Здесь нижний девон сложен продуктами размыва Брабантского массива - конгломератами и аркозовыми песчаниками, быстро сменяющимися вверх по разрезу мощной толщей чередующихся полимиктовых песчаников и красных глинистых сланцев. На основе изучения брахиопод выделяются жединский, зигенский и эмский ярусы.

Залив среднепалеозойского моря существовал на востоке Молданубского поднятия (глыбы) в районе Праги. Здесь в Баррандовой мульде, названной так по имени выдающегося палеонтолога И.Барранда, девонские отложения согласно залегают на породах силура. Разрез отложений Баррандовой мульды не превышает по мощности 450-500 м, что объясняется накоплением осадков на жестком основании срединного массива. Разрез сложен известняками с прослоями известковистых сланцев, охарактеризован богатой и разнообразной морской фауной. В нижней части разреза находятся стратотипы пржидольского, лохковского и пражского ярусов [8].

В Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области в девоне формировались три типа разрезов: эвгеосинклинальный, миогеосинклинальный и характерный для срединных массивов.

В эвгеосинклинальной зоне Тихоокеанского побережья на северо-востоке Азии накапливались толщи спилит-диабазового состава, кремнистые, песчаные и карбонатные осадки. Тот же тип разреза прослеживается на Японских островах, где девон представлен кератофирами, основными лавами, их туфами, глинистыми сланцами и известняками общей мощностью до 3 км. Везде девонские отложения согласно ложатся на силурийские.

На срединных массивах (Омолонский, Ханкайский и Буреинский) в наземных или мелководных морских условиях формировались сравнительно маломощные толщи песчано-глинистых и карбонатных осадков, а также лав кислого и среднего состава. Залегают они с резким угловым несогласием на подстилающих образованиях.

Сложнее геологическая история австралийской части Западно-Тихоокеанской геосинклинальной области. Здесь выделяются две зоны: восточная - эвгеосинклинальная и западная - миогеосинклинальная. В западной зоне в среднем девоне осадконакопление было прервано фазой складчатости и внедрением гранитоидных интрузий. В позднем девоне здесь формировались орогенные впадины, в которых накапливались красно- и пестроцветные терригенные, иногда вулканогенные, толщи. В восточной зоне сохранялся эвгеосинклинальный режим.

В Восточно-Тихоокеанской геосинклинальной области в девоне, так же как в ордовике и силуре, формировались миогеосинклинальный и эвгеосинклинальный типы разрезов, причем второй из них развит ограниченно - на западе Кордильер. Каледонская складчатость привела здесь к выпадению из разрезов нижнего девона. Средне-верхнедевонские вулканиты, кремнистые и песчаные породы (3 км) несогласно лежат на более древних образованиях. Миогеосинклинальные морские песчано-глинистые отложения (3-4,5 км) характерны для Южной Америки. Несомненно, проявление каледонской складчатости на севере Анд, где с ней связано внедрение кислых интрузий.

Таким образом, в девонском периоде произошло полное закрытие иннуитской фазы складчатости. Процессы орогении происходили в районах Аляски о. Врангеля, герциниды Чукотской области. Отмечались регрессии на всех платформах [10].

3.2 Полезные ископаемые

Специфика палеогеографических и палеотектонических условий предопределила формирование и локализацию экзогенных полезных ископаемых. В зонах влажного климата формировались самые древние в истории Земли угольные пласты. Месторождения этого возраста известны на о. Медвежий в Норвегии, на Тимане и северо-востоке Кузнецкой впадины (месторождение Барзас).

На Тимане распространены битуминозные сланцы. Девонский возраст имеют важные нефтегазоносные горизонты Волго-Уральской и Тимано-Печорской областей, Припятского прогиба, месторождений Канады, США, Амазонской впадины и Сахары.

Рис. 3.4. Девонские отложения Беларуси [7]

Изопахиты проведены в северной части через 100 метров, в южной - через 500 метров

Несмотря на бедность наземной растительности, развитие ее обусловило образование в девонском периоде первых в истории Земли промышленных залежей каменного угля. Они известны в России в Кузнецком бассейне на р. Барзас ("барзасский уголь"), а также на острове Медвежьем (Норвегия) в северной части Атлантического океана. Девонский возраст имеют важные нефтегазоносные горизонты Волго-Уральской и Тимано-Печорской областей, Припятского прогиба, месторождений Канады, США, Амазонской впадины и Сахары. Из других полезных ископаемых, образование которых связано с формированием осадочных толщ девона, наибольшее значение имеют бокситы и железные руды - на восточном и западном склонах Урала, в Татарии, в Аппалачах, Испании, Турции и др. Месторождения девонских бокситов образовались на Тимане и на восточном склоне Урала. В зонах аридного климата формировались месторождения калийных солей провинции Саскачеван (Канада) и Старобинское (Белоруссия). С вулканизмом девона связаны медно-колчедановые руды восточного склона Урала, большинство колчедано-полиметаллических месторождений Рудного Алтая, железомарганцевые и свинцово-цинковые месторождения Атасуйского района в Центральном Казахстане. К кислым интрузиям на Урале приурочены железные руды гор Благодать и Высокая, месторождений Темиртау в Казахстане и Тельбес на юге Сибири.

Часть алмазоносных кимберлитовых трубок Западной Якутии (Сибирская платформа) образовалась в среднем и позднем палеозое (девон-карбон). В девоне и карбоне сформировались также алмазоносные трубки взрыва Архангельской области (северо-восток Восточно-Европейской платформы.[10].

В платформенном чехле на территории Беларуси выявлено 14 уровней сланцеобразования. Промышленный интерес имеют сланценосные отложения верхнего девона в Припятском прогибе. Их мощность составляет 100-150 м. Известны 2 месторождения - Любанское и Туровское. Основная проблема месторождений горючих сланцев Беларуси - это низкое их качество, высокое содержание золы. Месторождения каменных солей приурочены к субширотной антиклинальной структуре, вытянутой на 10 км. Представлены разрезы отложениями галитовой подтолщи (D3fm). Глубина отработки составляет 1500м. Всего около 21 млн. тонн. Известны 3 месторождения: Давыдовское (неактивные запасы), Мозырское (запасы - 5889 млн тонн, ежегодное производство пищевой поваренной соли - 180-355 тыс тонн.), Старобинское (производство пищевой, кормовой и технической соли-300-550 тыс тонн).

В настоящее время в Припятском прогибе разведаны 3 месторождения калийных солей: Старобинское, Петриковское и Октябрьское. Наиболее крупное из них является Старобинское (1949 г.). На месторождении известны четыре калийных горизонта; отрабатываются четырьмя рудоуправлениями РУП ПО «Беларуськалий». Основным объектом эксплуатации является нижний сильвинитовый пласт третьего горизонта.ю залегающий на глубине 450-1000 м и более. Всего в разрезе шесть сильвинитовых слоев. Мощность продуктивного пласта 4-5,5 м. Второй калийный горизонт распространен на меньшей площади и залегает на глубине 360-700 м. Мощность его - 1,3-2,8 м. Всего в беларуси общие запасы составляют 1568 млн тонн, что составляет 9,1 %. От мировых запасов. Среднее содержание К₂О равно 16 %, максимальное у Канады - 23%, у России - 17,8%. Республика Беларусь занимает первое место в Европе по запасам этого полезного ископаемого, а в мировом рейтинге Беларусь стоит на третьем месте, после Канады и России.

Впервые алмазы на территории Республики Беларусь были обнаружены в середине 1970-х гг. в семилукских отложениях франского яруса в Барсуковской скважине 32 (размер зерна алмаза 0,10 х 0,15 мм). Все трубки взрыва сгруппированы в Жлобинское, Уваровичское, Светиловичское, Стрешинское и Стародорожское поля. По данным БелНИГРИ, в трубках Антоновская, Веточка и Цупер обнаружены единичные зерна алмазов розового цвета. Месторождения и проявления гипса в виде пластов, слоев, прослоев. Разведано крупное Бриневское месторождение гипса, расположенное в Гомельской области Петриковского района. Гипсоносная толща относится к среднефаменскому подъярусу, залегает на глубинах 142,8-460,3 м, имеет мошность 37,2-252,7 м. Сульфатонасыщенность ее составляет в среднем около 40% [2].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Девонская система установлена в 1839 г. известными английскими геологами А. Седжвиком и Р. Мурчисоном в Англии в графстве Девоншир, по имени которого и была названа. Начался около 416 млн., закончился 360 млн. лет назад. Продолжительность девона - 56 млн. лет

Этот период является одним из самых продолжительных в истории Земли. И за этот большой отрезок времени произошли важнейшие события и появились различные (глобальные и региональные) изменения как в тектонике и климате, так и в развитии органического мира.

Граница между силуром и девоном, как указывалось выше, проводится в основании граптолитовой зоны Monograptus uniformis (Барранден, Чехия). В настоящее время эта граница является единственной официально принятой Стратиграфической комиссией Международного геологического конгресса. Верхняя граница официально не утверждена. Ввиду того, что в начале девонского периода продолжалась обширная регрессия, начавшаяся еще в силуре, возникло множество разнообразных фациальных обстановок с соответствующей фауной.

Органический мир девона претерпел значительные изменения по сравнению с предыдущими периодами. Главное отличие состояло в том, что жизнь стала развиваться не только в морях и пресноводных бассейнах, но и на суше. Переход от силура к девону выражен плохо, но с середины периода флора и, особенно, фауна характеризуется небывалым разнообразием. Середина девона считается максимумом видов во всем палеозое. В девонском периоде впервые появились аммоноидеи, имеющие важное стратиграфическое значение, представители голосеменных, развились леса. Кроме того, девон называют веком «рыб, брахиопод и иглокожих», так как именно эти группы организмов достигли своего расцвета.

Говоря о палеогеографии, необходимо отметить то, что девон расположен на стыке двух тектономагматических эпох - каледонской, последняя фаза которой, называемая акадской (лигерийской), проявилась в среднем девоне, и герцинской, начало которой положила бретонская фаза, отмечавшаяся в позднем девоне. В ходе бретонской фазы произошло полное закрытие иннуитской геосинклинали. Таким образом, можно сказать, что девон является периодом высокой тектонической активности.

Также, в девонском периоде развитие некоторых платформ (Восточно-Европейская, Сибирская, Северная Африка, Австралия) происходило под знаком господства процессов растяжения. Это выразилось в формировании крупных рифтовых систем: Днепровско-Донецкой, Баренцево-Каспийской, Саура-Угарта, Амадиес, Фицрой, Карнарвон.