Болдушевская Л.Н. Литология и историческая геология

Подождите немного. Документ загружается.

221

самостоятельное подразделение был утвержден в 1960 г. Начало ордовика –

490 млн. лет, окончание – 443 млн. лет. Продолжительность 53 млн. лет.

Эратема

Система

Отдел

Ярус

Возраст

(Россия)

Возраст

(Межд.

шкала)

Палеозойская

Ордовикская О

Верхний О

Ашгиллский О

aš 449

Карадокский О

k 458 460±9

Средний О

Лланвирнский О

l 473

Аренигский О

1-2

478.6

Нижний О

Тремадокский О

t 490±2 488

Стратотип установлен в районе Арениг-Бала в северной части Уэльса

(Англия). В составе ордовика выделены ярусы и более мелкие

подразделения. Первоначально границы ордовика и его подразделений были

установлены по изменению комплексов раковинной фауны, а позднее – по

граптолитам.

Органический мир. Жизнь в ордовике была более разнообразна, чем в

кембрии. В растительном

мире господствовали водоросли, в том числе

зеленые, которые участвовали в образовании горючих сланцев кукерситов.

Животный мир морей представлен беспозвоночными животными, а

также позвоночными - бесчелюстными рыбообразными организмами

(телодонтами). Широкое распространение имели трилобиты, морские пузыри

и морские лилии, брахиоподы, головоногие моллюски (с прямой раковиной).

В это время появились разнообразные скелетные представители

книдарий:

четырехлучевые кораллы (примитивные однозонные), табуляты,

гелиолитиды, строматопораты. Трилобиты приобрели способность к

свертыванию. Брахиоподы представлены как беззамковыми формами, так и

замковыми (с известковой раковиной). Появились морские ежи. Они имели

гибкий панцирь с черепитчатым налеганием табличек (ежи с жестким

панцирем появились в карбоне).

Большое значение для стратиграфии ордовика имеют граптолиты

(полухордовые).

Они быстро эволюционировали, географически широко

распространены и являются хорошими руководящими ископаемыми. Для

раннего ордовика характерны безосные формы, для среднего и позднего –

осеносные двурядные граптолиты.

Широко распространены представители низших хордовых –

конодонты.

Структуры земной коры и палеогеография. В ордовике

существовали те же платформы и геосинклинальные пояса, что и в конце

кембрийского периода. В

геосинклинальных прогибах продолжалось

интенсивное погружение, что благоприятствовало накоплению

222

многокилометровых толщ преимущественно терригенных морских осадков и

эффузивов.

В конце ордовика в ряде геосинклинальных областей началась вторая

фаза каледонской эпохи тектогенеза – таконская. Она проявилась примерно

в тех же участках Северного полушария, где проходила салаирская фаза

складчатости. В связи с таконской фазой складчатости некоторые участки

геосинглинальных областей превратились в высокоподнятые горные

сооружения, из которых одни существовали очень долго (Северные

Аппалачи, северные хребты Тянь-Шаня), а другие в начале силура вновь

погрузились под уровень моря (Уэльс в Великобритании).

Регрессия морей конца кембрия с наступлением ордовика сменилась

новой общей трансгрессией. Площадь эпиконтинентальных морей настолько

расширилась, что ордовикская трансгрессия на платформах оказалась

наибольшей за

всю историю палеозоя (талассократическая эпоха). Однако не

на всех древних платформах эта трансгрессия протекала одиниково. Если

ордовикская трансгрессия на Северо-Американской платформе превышала

кембрийскую во много раз и почти охватила всю территорию, то на

Сибирской и Восточно-Европейской она была слабее кембрийской.

Расширение эпиконтинентальных морей произошло и на Гондване.

К концу

периода, в связи с горообразованием в ряде геосинклинальных

систем и особенно граничащих с платформами, происходит сокращение как

геосинклинальных, так и эпиконтинентальных морей.

Для ордовика, по данным изучения палеомагнетизма горных пород,

сохраняется тот же план расположения полюсов и соответственно

климатических зон, что и в кембрии. Очевидно, широкое развитие

трансгрессий в Северном

полушарии смягчило здесь климатические условия.

Тропическая влажная зона располагалась в полосе, протягивающейся от

южной Гренландии через Новую Землю в Западную Сибирь. Характерно, что

все теплые зоны в то время были смещены далеко на север по сравнению с

современным положением экватора.

Полезные ископаемые. В ордовике известны крупные месторождения

нефти – штаты Канзас и

Оклахома США, а также в Аджирской Сахаре.

Признаки нефти имеются и на Сибирской платформе.

В глинистых сланцах нижнего ордовика Швеции известен уран

осадочного происхождения. К среднему ордовику относятся горючие сланцы

– кукерситы Прибалтики и ленинградской области. В ордовике также

известны месторождения оолитовых железных руд (о.Ньюфаундленд в

Канаде, Аргентина и

др.), фосфоритов (Прибалтика).

С магматизмом ордовика связаны месторождения меди и кобальта

Норвегии, полиметаллы Салаирского кряжа и золота Казахстана.

223

4.2.1.3 Силурийский период (система) – S

Расчленение. Силурийская система установлена в 1835 г. английским

геологом Р.Мурчисоном в провинции Уэльс в Англии. Название происходит

от племени силуров, населявших эту территорию. Утверждена в

современном объеме в 1960 году (ранее включала в качестве нижнего отделе

ордовик). Делится на два отдела и четыре яруса. Нижняя и верхняя граница

проведены по характерным комплексам граптолитам.

Начало силура – 443 млн. лет, конец – 418 млн. лет.

Продолжительность – 25 млн.лет.

Эратема

Система

Отдел

Ярус

Возраст

(Россия)

Возраст

(Межд.

шкала)

Палеозойс

кая PZ

Силурийс

кая S

Верхний S

Пржидольский S

p 419 418,7±2,7

Лудловский S

ld 424 422,9±2,5

Нижний S

Венлокский S

v 428 428±2,1

Лландоверийский S

l 443±2 443,3±1,5

Органический мир.В силурийском периоде продолжалось дальнейшее

усложнение и совершенствование органического мира, особенно животного.

В морях главенствуют те же группы, что и в ордовике. Важная роль

принадлежит граптолитам, но к концу силура они почти все вымерли.

Наблюдается расцвет кораллов: как ругоз, так и табулят. Они были

породообразующими, рифостроящими организмами. Наступил

расцвет

брахиопод. Трилобитов стало меньше, но появились многочисленные

ракоскорпионы, в мелководных бассейнах обитали мелкие ракообразные –

остракоды. Также продолжают развиваться головоногие с прямой раковиной.

Наблюдается расцвет наутилоидей. Появились предковые формы

аммоноидей. Часты морские лилии и морские ежи. Возросла роль

двустворчатых моллюсков и гастропод.

Позвоночные в силуре представлены бесчелюстными и хрящевыми

рыбами.

Конодонтов было несколько меньше, чем в ордовике, но они еще

сохраняют важное стратиграфическое значение.

Из растений в морях широко распространены водоросли.

В конце силура произошло важнейшее событие фанерозоя: жизнь

начала завоевывать сушу. Окраины континентов, прибрежные области

заселяют мхи, грибы и высшие растения - проптеридофиты. Появились

обитатели пресноводных внутриконтинентальных водоемов (ракоскорпионы

и др

.). Сушу начинают осваивать членистоногие – скорпионы и многоножки.

Структуры земной коры и палеогеография. Силурийский период –

заключительный этап каледонской эпохи тектогенеза. С середины и до

конца силура во многих геосинклинальных областях неоднократно

224

происходили мощные складкообразовательные процессы, являющиеся

проявлением новокаледонской (или позднекаледонской) фазы складчатости.

В районах сильного своего проявления каледонская складчатость

привела к ликвидации (закрытию) геосинклинального режима и

возникновению на месте геосинклиналей или их частей каледонских

складчатых сооружений – каледонид. Каледонская складчатость закрыла

Грампианскую геосинклинальную область, каледониды которой соединили

Северо-Американскую и Восточно-Европейскую

платформы; образовав

большую Северо-Атлантическую платформу – Лавренцию.

Каледонская складчатость создала каледониды в центрально-азиатской

части Урало-Монгольского геосинклинального пояса и к юго-западу и югу от

Сибирской платформы. К ним относится Алтае-Саянская складчатая область,

северная Монголия, юго-западная часть Забайкалья. Эти каледониды

нарастили с юга Сибирскую платформу.

Другой пояс

каледонид был создан на территории Казахстана и

Средней Азии. На карте он образует большую дугу, обращенную выпуклой

стороной на запад и север: Казахский макроперешеек. Он разделил Урало-

Монгольский геосинклинальный пояс на две части: Урало-Тянь-Шаньскую и

Центрально-Азиатскую (Монгольскую).

Каледонская складчатость проявилась в Западно-Тихоокеанской

геосинклинальной области: были созданы каледониды

на юго-востоке Китая,

по восточной окраине австралийской части Гондваны. Произошло

наращивание южно-американской части Гондваны.

В восточной части Средиземноморского геосинклинального пояса

каледониды Центрального Китая присоединились с юга к Китайской

платформе.

В начале силура после сравнительно небольшой ордовикской

регрессии снова происходит трансгрессия моря, по своим масштабам пости

равная ордовикской и

почти в тех же районах. Однако во второй половине

периода в связи с завершением каледонского этапа развития происходят

обширные поднятия, как в геосинклинальных поясах, так и на платформах. В

результате развившейся регрессии многие территории платформ не только

осушаются, но надолго приобретают континентальный режим. Полное

осушение произошло и на Восточно-Европейской (Русской

) платформе,

кроме ее крайней северо-западной части.

Еще на границе ордовика и силура в целом ряде геосинклинальных

областей возникли многочисленные гористые острова. В дальнейшем

участки суши с горным рельефом разрастаются и к концу силурийского

периода охватывают обширные площади.

Господствующий в ордовике и частично в силуре теплый влажный

климат сменился к

концу силура засушливым. Образование больших

225

пространств суши и изменение климата привели к преобразованию

органического мира: появились первые обитатели континентов.

План климатической зональности такой же как и во всем раннем

палеозое.

Каледонская складчатость сопровождалась интенсивным эффузивным

и интрузивным магматизмом, с которым связано образование полезных

ископаемых.

Полезные ископаемые. В силуре известны залежи каменной соли,

промышленные месторождения нефти

и газа (Канадская и Сибирская

платформы), оолитовые железные руды (Клинтон США и ряд мелких

месторождений в Африке). С интрузиями связаны месторождения золота

(Северный Казахстан, Кузнецкий Алатау, Горная Шория), железа, меди,

хромита (Скандинавские горы), никель, платина, асбест, яшмы (Урал),

редкие металлы (Аппалачи и Восточная Сибирь).

Известняки силура являются строительным материалом и

хорошим

керамическим сырьем.

4.2.1.4 Девонский период (система) – D

Расчленение. Девонская система установлена в 1939 г. английскими

геологами А.Седжвиком и Р.Мурчисоном в графстве Девоншир в Англии.

Здесь и находится стратотип системы, представленный континентальными

фациями. Девон разделен на три части и 7 ярусов.

Нижняя граница системы – 418 млн лет, верхняя – около 360 млн. лет,

продолжительность – 58 млн. лет.

Эратема Система Отдел Ярус Возраст

(Россия)

Возраст

(Межд.

шкала)

Палеозойская

Девонская

Верхний D

Фаменский D

fm (370) 374±2,6

Франский D

f 382 385±2,6

Средний D

Живетский D

zv (D

g) 391,8±2,7

Эйфельский D

ef 392 397,5±2,8

Нижний D

Эмсский D

e 409 407±2,8

Пражский D

p 412 411±2,8

Лохковский D

l 418±2 416±2,8

Органический мир. Органический мир девона был богат и

разнообразен. Значительного прогресса достигла наземная растительность. С

начала девона и по средний девон включительно в заболоченных участках

суши широко распространены проптеридофиты.

226

В среднем девоне существовали уже все основные группы споровых

растений: плауновые, членистостебельные и папоротники, а к концу девона

появились и первые представители голосеменных. Многие из кустарников

превратились в древовидные и дали начало первым пластам угля

(о.Шпицберген, Барзас). Позднедевонская флора называется

археоптерисовой – по имени широко распространенного папоротника

Archaeopteris. В конце девона

уже существовали леса, состоящие из этих

растений.

Для стратиграфии морских отложений наиболее важное значение

имели конодонты, головоногие моллюски со свернутой раковиной

(аммоноидеи), брахиоподы, кораллы, тентакулиты и остракоды.

В девоне доживают граптолиты. В нижнем девоне встречен только

один род Monograptus. Вымирают цистоидеи, резко сокращается

разнообразие трилобитов и наутилоидей. Но широко распространены

брахиоподы

, особенно из семейства спириферид и пентамерид, а также

ругозы и табуляты.

Впервые в истории Земли заметную роль стали играть двустворки и

некоторые ракообразные, особенно мелкие (остракоды и филлоподы), что

связано с образованием в девоне многочисленных бассейнов ненормальной

солености, к существованию в которы они смогли приспособиться.

Широко распространены бесчелюстные и особенно

рыбы:

двоякодышащие, панцирные, кистеперые, хрящевые (акулы, скаты). В

пресноводных и солоноватоводных бассейнах рыбы, по-видимому, были уже

многочисленны.

С девона известны первые земноводные – стегоцефалы. Их скелеты

найдены в верхнедевонских отложениях, а отпечатки лап тетрапод известны

в среднем девоне.

На суше встречаются скорпионы и многоножки, которые появились

еще в силуре, а также

бескрылые насекомые.

Структуры земной коры и палеогеография. В течение девона не

происходит существенных изменений в распределении и очертаниях

основных структурных элементов земной коры, созданных к началу девона

(платформы, геосинклинальные пояса и каледониды). Это объясняется

слабым развитием в девоне складчатых процессов, которые к тому же

отличаются небольшой интенсивностью. Только в конце

периода в

некоторых геосинклинальных областях проявилась бретонская фаза

складчатости – начало герцинской эпохи тектогенеза (северо-восток

Средиземноморской геосинклинальной области – п-ов Бретань, Южно-

Аппалачская геосинклинальная область). Каледонская складчатость привела

к поднятиям не только областей каледонид, но и многих платформ.

В раннем девоне достигла своего максимума регрессия, начавшаяся

еще в конце силура.

Областями разрушения и сноса стали каледониды и

227

обширные пространства платформ. Осадконакопление на платформах резко

сократилось, оно продолжалось только на участках, пограничных с

каледонидами. Для этого этапа характерны внутриконтинентальные водоемы

с ненормальной соленостью. В геосинклиналях сохранился морской режим.

С середины девона во многих районах мира восходящие движения

сменились погружениями, развилась новая трансгрессия. Море наступает на

платформы и проникает в

пределы каледонид.

В конце позднего девона, в фаменский век, снова началось поднятие

платформ (бретонская фаза) и в связи с этим некоторая регрессия моря.

Характерная особенность девона – образование межгорных впадин, в

готорых накапливались континентальные терригенные, преимущественно

красноцветные отложения и вулканиты мощностью несколько тысяч метров.

Отложения межгорных впадин собраны в складки или

лежат полого. В

некоторых впадинах они прорваны интрузиями и метаморфизованы.

Появление впадин связано с возникновением и активизацией разломов, с

характерными для девона блоковыми движениями. Формирование таких

впадин происходило на орогенном этапе развития геосинклиналей.

Начало девона – время с преобладанием континентального режима

(геократическая эпоха).

Со среднего девона увеличиваются площади, занятые морями как

на

платформах, так и в геосинклиналях. Площадь же суши уменьшается. Об

этом свидетельствует почти повсеместная смена терригенного

осадконакопления, характерного для раннего девона, на карбонатное.

Одновременно происходит общее выравнивание (пенепленизация).

Позднедевонская эпоха, особенно ее первая половина (франский век)

была временем широкого развития морских трансгрессий, временем

преобладающего господства моря над сушей. Подобные эпохи

в жизни Земли

называются талассократическими.

Сделать некоторые выводы о климате девона возможно по наиболее

характерным породам.

Наиболее характерная фация девона – «древний красный песчаник»,

широко распространенная во всех странах Северного полушария. Считали,

что это континентальная фация песчаных пустынь. Однако находки

органических остатков в красном песчанике (панцирные рыбы, филлоподы)

заставляют считать эту

фацию смешанной лагунно-континентальной и

лагунно-морской. Климат при формировании этих пород, считают, был

сухим и жарким. Кроме «древнего красного песчаника» лагунные фации

часто представлены фацией замкнутых солоноватоводных бассейнов. С

последними связана иногда нефть.

Широкое развитие лагунных химогенных осадков (доломиты, гипсы

и др.) в Европе свидетельствует о сухом и жарком климате

. Наличие

тиллитов (Южная Африка) указывает на оледенения.

228

Полезные ископаемые. В девоне известны первые в истории Земли

промышленные залежи каменного угля (Россия, Кузнецкий бассейн, р.

Барзас; Норвегия, о.Медвежий), также нефть и газ (Волго-Уральская и

Тимано-Печорская области России, Канада, США и др.), бокситы и железные

руды (Урал, Татария, Испания, Турция и др.).

В зонах аридного климата формировались

месторождения калийных

солей (Канада, Белоруссия).

С вулканизмом девона связаны медноколчедановые руды восточного

склона Урала, большинство колчедано-полиметаллических месторождений

Рудного Алтая, железомарганцевые и свинцово-цинковые месторождения

Центрального Казахстана. К кислым интрузиям на Урале приурочены

железные руды.

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).

4.2.1.5 Каменноугольный период (система) – С

Расчленение. Система установлена в 1822 г. Западной Европе

В.Конибиром и В.Филлипсом. Название получила по наличию в ее составе

большого количества пластов каменного угля. Сокращенное название –

карбон. Начало - 360 млн. лет, конец - 295 млн. лет. Продолжительность – 65

млн. лет. В составе системы – три отдела и 7 ярусов.

Эратема

Система

Отдел

Ярус

Возраст

(Россия)

Возраст

(Межд.

шкала)

Палеозойская

Каменноугольная

Верхний

Гжельский С

g 303,9±0,9

Касимовский С

k (300) 306,5±1.0

Средний

Московский С

s 311,7±1,1

Башкирский С

b 318,1±1,3

Нижний С

Серпуховский С

s 326,4±1,6

Визейский С

v 342 345,3±2,1

Турнейский С

t (360) 359,2±2,5

Органический мир. Широко распространены наземные растения: из

споровых – членистостебельные, плауновидные, папоротники, а из

голосеменных – семенные папоротники и кордаиты. Последние к концу

229

периода занимают господствующее положение. В карбоне появились первые

хвойные, а к концу периода – гинкговые.

Большое развитие в карбоне получили древовидные формы споровых

растений. Среди хвощевидных выделяются крупные каламитесы.

Плауновидные растения представлены крупными древовидными формами со

стволами высотой несколько десятков метров - лепидофитами

(Lepidodendron, Sigillaria). В расцвете настоящие и семенные папоротники,

многие из них

были древовидными (Pecopteris).

Для морей карбона характерно бурное развитие фораминифер,

например, фузулин. Их было так много, что они образовали фузулиновые

известняки.

Из других беспозвоночных в карбоне имели значение некоторые

ругозы (Caninia), табуляты (Сhaetetes, Syringopora, Michelinia). Брахиоподы

находятся в расцвете, особенно многочисленны спирифериды и продуктиды.

Многочисленны морские ежи и морские лилии. Обильны двустворки,

гастроподы и остракоды

. Двустворки и остракоды заселяли не только моря,

но и пресноводные бассейны.

Наземные членистоногие представлены пауками, скорпионами,

тараканами, стрекозами (с размахом крыльев до 1 м). В морях карбона

обитали многочисленные рыбы. Разнообразные земноводные (стегоцефалы)

населяли берега озер, заросли лесов.

В конце карбона стегоцефалы дали начало первым пресмыкающимся –

рептилиям. Прогрессивные черты рептилий (роговой

покров,

предохраняющий организм от потери влаги, размножение яйцами,

откладываемыми на суше) позволили им проникнуть в глубь континентов.

Важное значение для стратиграфии морских отложений карбона

имеют, как и ранее, конодонты, головоногие моллюски (гониатиды), а также

фораминиферы и брахиоподы. Определение возраста континентальных

отложений основано на изучении остатков растений, а также комплексов

спор и

пресноводных двустворок.

Структуры земной коры и палеогеография. В карбоне в пределах

современных континентов продолжали существовать Лавренция, Сибирская

и Китайская платформы и суперплатформа Гондвана. Между ними

располагались Аппалачская геосинклиналь, Средиземноморский, Урало-

Монгольский и Тихоокеанский геосинклинальные пояса.

После затишья в девоне земная кора охватывается новой волной

тектонических движений, составляющих герцинскую эпоху тектогенеза

или

герцинскую складчатость (от древнего названия Герциния – горы Гарц на

территории Германии).

Герцинская складчатость закрыла ряд геосинклинальных областей и

почти полностью Урало-Монгольский пояс. Значительно сократился

230

Средиземноморский геосинклинальный пояс (геосинклинальная область

Тетис).

Все платформы Северного полушария вместе с примкнувшими к ним

герцинидами слились в одну огромную платформу (суперплатформу)

Лавразию. Герцинская складчатость привела к увеличению размеров

Гондваны в результате отмирания геосинклинального режима на юге гор

Атлас и в горах на востоке Австралии.

Герцинская складчатость сопровождалась интенсивным эффузивным и

интрузивным магматизмом, с которым связано образование месторождений

полезных ископаемых. Оживились тектонические движения в областях более

древней складчатости.

В раннем карбоне еще не наблюдается резкой дифференциации на

климатические пояса. Широкое развитие влаго- и теплолюбивой

лепидодендроновой флоры свидетельствует о равномерном и влажном

климате большей части поверхности Земли. Во второй половине карбона

обнаруживаются

отчетливые различия между лепидодендроновой флорой

вестфальской (приэкваториальной) флористической области, тунгусской

(северной умеренной) и глоссоптериевой (южной умеренной) флорами – с

другой.

В вестфальской области климат был влажным и теплым, в других –

умеренный и холодный. К такой дифференциации климата привели процессы

горообразования и регрессии. В конце карбона и начале перми на Гондване

произошло

обширное оледенение.

Полезные ископаемые. Главная особенность карбона – обширное

угленакопление, которое происходило как в краевых и межгорных прогибах

герцинид, так и на платформах. Угли карбона составляют почти 30%

мировых запасов. Это месторождения Подмосковного, Кузнецкого,

Минусинского, Тунгусского бассейнов и другие. За рубежом достаточно

крупные местрождения имеются в Польше, Германии, Франции, Англии и

пр.

Свыше

половины запасов нефти Волго-Уральской провинции

приурочены к карбону. Такой же возраст имеет Оренбургское

месторождение газа.

В карбоне известны бокситы, свинцово-цинковые месторождения,

медные руды, железо, золото.

4.2.1.6 Пермский период (система) – Р

Расчленение. Система получила свое название от Пермской губернии.

Первоначально она выделена русскими геологами, а позднее в 1841 г.