учебники / Гаврилов В.П. «‎Общая и историческая геология и геология СССР»

брийский и ордовикский периоды. В силуре их вытеснили голо­

воногие моллюски-наутилоидеи.

В силуре бурно развивзлись крупные ракообразныеотряд эвриптероuд (ракоскорпионы). Животные имели удлиненнос тело (до 3 м в длину), большинство их было хищниками. Не

имея врагов, эвриптероиды широко распространились не

только в солоноватых, но и в пресных водоемах.

Следующей группой животных, характерных для раннего палеозоя, были брахиоподы (см. рис. 55, 6). В кембрийских

толщах найдены хитиновые раковины примитивных, главным

образом беззамковых брахиопод, составлявших до 30 % фауны кембрия. В ордовике были распространены примитинные зам­ ковые бракноподы с известковой раковиной (род Orthis). Общее число родов ордовикских брахнапод достигает 200. В силуре

появились крупные, сильно скульптированные и сложнопостро­

енные брахнаподы (роды Pentamerиs, Atrypa и др). Граптолитыследующая важная для раннего палеозоя

группа организмов. В их развитии можно выделить три фазы:

для кембрия характерны куставидные граптолиты, для ордо­

тилоидеидля ордовика н силура.

В раннем палеозое начали развиваться иглокожие, преиму­

щественно прикрепленные. В кембрии-это тектоидеи с шаро­ видной чашечкой, в ордовикебласто- и цистоидеи.

Из других групп беспозвоночных животных известны ос­

татки представителей кишечнополостных, червей и некоторых

других. Однако они редко встречаются в нижнепалеозойских

толщах и стратиграфического значения почти не имеют.

В отложениях прибрежно-морских бассейнов найдены ос­

татки древнейших позвоночныхбесчелюстных рыбообразных

животных. В позднем силуре появились первые настоящие рыбыакантоды. Тело их было покрыта чешуей, внутренний

скелетхрящевой.

В растительном царстве преобладали разнообразные бакте­ рии, грибы, синезеленые водоросли, мхи. В силуре появились первые наземные растенияпсилофитовuдные 11 примитивные плауновидные, которые распространялись в болотистых, часто

заливаемых морями низинах.

На основании изучения особенностей развития органиче­

ского 'мира разработана стратиграфия нижнего палезон (табл. 2).

281

§ 2. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ОТЛОЖЕНИЯ НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ

Нижнепалеозойские отложения довольно широко распростра­ нены на дневной поверхности (Прибалтика, Белоруссия, Подо­

лия, Тиман, Урал). Значительные пространства покрыты ими

на территории Сибирской платформы, Канады, Африки и Юга­

Восточной Азии. Отложения нижнего nалеозоя вскрыты глу­

бокими скважинами в центральных районах Восточно-Европей­ ской платформы (в Подмосковье, на Валдайской возвышен­ ности). Изучение разрезов нижнего палеозоя показывает, что

их состав и строение в nределах платформ и геосинклиналей

различны.

НИЖНИй ПАЛЕОЗОй ДОКЕМБРИйСКИХ ПЛАТФОРМ

Наиболее подробно нижнепалеозойские отложения в СССР ис­

следованы в пределах Восточно-Европейской и Сибирской плат­ форм.

В о с т очно-Е в р опей с к а я платфор м а. Отложения нижнего палеозоя широко обнажаются в Прибалтике, где они образуют крутой устуn (глинт) вдоль побережья Финского за­ лива. С размывом на валдайской серии рифея залегают мор­

ские песчано-глинистые породы кембрия с фауной трилобитов,

брахиопод, остатками червей и водорослей Eophyton, общая мощность их более 200 м. Несогласно на кембрийских отложе­

ниях залегает толща морских известняков мощностью 600 м с богатой фауной трилобитов, брахиопод, археоциат, наутило­

идей, граптолитов и кораллов. В nределах этой толщи по фа­

уне выделяют ордовикскую и силурийскую системы.

С и б и р с к а я платфор м а. Здесь кембрийские породы

широко развиты на дневной поверхности. В их основании за­ легает трехкилометровая толща каменной соли, доломитов,

пестроцветных глин и песчаников (нижний кембрий). Далее идут известняки среднего кембрия (500 м) и лагунные верхне­

кембрийские красноцветные песчаники, глины с линзами ка­

менной соли и гипса (300 м). По разрезу широко развиты

фауна трилобит, археоциат, остатки морских водорослей. Ордо­ викские и силурийские отложения, как и на Восточно-Европей­

ской платформе, представлены морскими известняками, мерге­

лями, доломитами с богатой фауной трилобитов, брахиопод, ко-. раллов, криноидей, мшанок и наутилоидей. Общая мощность­ до 1,1 км.

С е веро-А мер и к а н с к а я п л а т ф о р м а. Разрез ниж­

него палеозоя обычно начинается с отложений верхнего кем­

брия-преимущественно глинистой морской толщей с просло­

ями известняков. В ордовике и силуре значительное развитие

282

получают доломиты и известняки, замещающиеся на востоке

глинистыми сланцами. В ордовике широко распространены ри­ фогенные образования. Общая мощность отложений нижнего палеозоя 1-1,5 км.

Г о н д в а н а. Нижнепалеозойские отложения распростра­

нены спорадически, обычно по перифериям докембрийских платформ южного полушария. Разрез начинается с загипсо­ ванных песчаников, конгломератов кембрия, которые выше

сменяются отложениями мелководно-морского происхожде­

ниямергелями, доломитами. Породы ордовика и силура

представлены прибрежно-морскими песчаниками и темными

граптолитовыми сланцами с многочисленными включениями

остатков граптолитов. Общая мощность отложений не превы­

шает 1 км.

НИЖНИй ПАЛЕОЗОИ ГЕОСИНК.ЛИНАЛЕИ

Сравнительно хорошо изучены разрезы нижнего палеозоя

вАлтае-Саянской, Урало-Сибирской и Грампианской геосин­

нижнего палеозоя представлены мощной осадочно-эффузивной

толщей (свыше 25 км), состоящей из мраморов, доломитов,

кремнисто-углистых сланцев, конгломератов, песчаников и

зеленокаменных эффузивных образований. Породы сильно

метаморфизованы, дислоцированы, прорваны интрузиями раз­

личного состава.

По разрезу широко встречается фауна археоциат, брахнапод и мшанок. Большая часть этой толщи (20 км) имеет кембрий­ ский возраст, на долю ордовика приходится около 1,5 км, си­ лура - до 4,5 км.

Ура ло-Си б и р с к а я г е о с и н к л и н а ль. Разрезы

нижнего палеозоя хорошо изучены на примере Урала. Это

толща сильнометаморфизованных пород (сланцы, мрамор, из­

вестняки, песчаники с прослоями конгломератов) и эффузив­

ных образований (туфы, лавы). Общая мощность более 30 км. По разрезу часто встречается фауна археоциат, трилобитов,

граптолитов, брахиопод, криноидей и кораллов, что позволяет

осуществить сравнительно дробное деление нижнепалеозой­

ских отложений.

Грампианская геосинклиналь (Уэльс и Се­

в ер н а я А н г л и я). В составе отложений нижнего палеозоя

широко развиты сланцы, песчаники, яшмы, имеются прослои

мраморизованных известняков и конгломератов. Значительную

часть разреза составляют эффузивные породы основного и

среднего состава, установлены интрузивные образования. По­

роды дислоцированы, разбиты разломами. На основании

283

фауны трилобитов, брахиопод и граптолитов производят дроб­ ное стратиграфическое расчленение нижнепалеозойских ком­ плексов. Общая мощностьоколо 15 км.

§ 3. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

Ранний палеозой характеризовался отличным от современного

расположением материков и океанов. Крупным континенталь­ ным массивом была Гондвана. Ей противостояли северные ма­

терики, разобщенные океаническими бассейнами на серию

сравнительно небольших по размерам континентов (Восточно­ Европейский, Сибирский, Китайский и Северо-Американский).

Мелкие континентальные массивы в виде островов располаrа­

лись на месте современной Средней Европы, Центрального Ка­

захстана, Таримского и Индосинийского массивов. В центре

современной Азии (рис. 56) существовал обширный Палео­ азиатский океан, а между Северной Америкой и Европой­ Палеоатлантический (океан Япетус). Литосфера, по-видимому, была расчленена на шесть крупных литосферных плит, самая значительная из которыхГондванская. Она оконтуривалась

преимущественно границами поглощения вдоль систем остров­

ных дуг. В Палеоазиатском океане существовали две океаниче­ ские плиты: Прото-Кула и Прото-Фараллон. Самостоятельные

плиты образовывали Восточная Европа, Сибирь и Север­ ная Америка. Литосфервые плиты раннего палеозоя испыты­

вали взаимное перемещение со средней скоростью 3-4 см

вгод. В конце ордовика Палеоатлантика начинает закрываться

иперерождаться в систему островных дуг и окраинных морей.

В Евразии на месте будущих герцинских складчатых областей

в результате рифтогенеза и спрединга возникают крупные

океанические бассейныПалеотетис и Уральский. Обнаружи­

ных материков, по северной окраине Гондваны, в районе Ав­

стралии.

В пределах континентальных плит, представленных глав­ ным образом докембрийскими платформами, осадки формиро­ вались под влиянием вертикальных тектонических движений. Анализ разрезов нижнего палеозоя докембрийских платформ

показывает, что они всюду представлены нормальными осадоч­

ными породами. Лишь кое-где имеются незначительные мало­ мощные прослои эффузивных образований. Метаморфические

иинтрузивные породы отсутствуют. Преобладают осадочные

морские отложения, континентальные и лагунные осадки за­

нимают nодчиненное положение и распространены преимуще­

ственно по периферии платформ. Мощность отложений ниж­ него палеозоя резко отличается от мощf{ости докембрийских

~84

толщ, обычно она не превышает 3 км. Пласты на обширных пространствах платформ залегают практически горизонтально.

Указанные особенности свидетельствуют, что формирование

нижнепалеозойских отложений во многих районах земного

шара происходило в условиях платформенного режима. Значи­

тельные участки земной коры испытывали медленные верти­

кальные движения нисходящего типа. Вместе с тем, ряд струк­

тур претерпевал восходящие вертикальные движения. Проявле­

ние разнонаправленных вертикальных движений предопределило

дифференциацию платформ на крупные отрицательные и положительные структурные элементы. Формиравались сине­

клизы, которые, сливаясь, образовывали плиты. Начиная с раннего палеозоя, а местами и с венда, древние платформы ветулают в плитную стадию своего развития. Однако площадь,

занятая плитами в раннем палеозое, намного уступала их со­

временной площади, поскольку в то время обширные площади занимали щиты. Характерно в этом отношении тектоническое

строение Восточно-Европейской платформы (рис. 57). В ран­ нем палеозое здесь выделялись Балтийский, Украина-Воронеж­ ский и Волго-Уральский палеощиты. Между ними и по их

окраинам формиравались Московская и Прикаспийская сине­

клизы. Заложение синеклиз происходило над более ранними позднепротерозойскими авлакогенами. Русской плиты в совре­

менных ее очертаниях еще не существовало.

В раннем палеозое отмечают три волны трансгрессии, чере­ довавшиеся с кратковременными регрессиями. Первая волна

приходилась на кембрий, о чем свидетельствует последователь­

ная смена на обширных территориях Восточно-Европейской, Сибирской и других платформ грубообломочных пород на тон­ кообломочные и карбонатные осадки, образовавшиеся в откры­ том море. Максимум трансгрессии падал на конец раннего кембрия и на средний кембрий.

Еще более мощной была ордовикская трансгрессия, привед­ шая к образованию на огромных пространствах платформ мор­

ских, главным образом, карбонатных осадков. После кратко­

временной регрессии в конце ордовика возникла третьясилу­

рийская трансгрессия. Тенденция к прогибанию усилилась к концу силура, что повлекло за собой дальнейшее развитне отрицательных структур. Расчленение докембрийских платформ

на синеклизы и палеощитыосновной результат раинепалео­

зойского тектогенеза на территории платформ.

Наряду с этим, значительные участки земного шара в ран­

нем пелеозое характеризовались rеосинклинальными условиями

развития. Это были области активных материковых окраин, за­ нимавшие обширные пространства Западной и Восточной Си­ бири, Западной Европы, север Скандинавского л-ова, Среди­ земноморье, Анды, западную и восточную окраины Северо-

285

~1

в;;;вz

["..... '"'

~-4

~5

~G

\::::::::::":::17

l;"(.:::::ae

~9

~.td

r;:Jtt

[23tz

480 млн лет

областях вертикальные движения отличались большей напря­

женностью, резкими градиентами амплитуды, что привело

в итоге к четкой дифференциации геосинклиналей на интрагео­

синклинали и интрагеоантиклинали. В пределах первых преоб­

ладали интенсивные нисходящие вертикальные движения, спо­

собствовавшие накоплению многокилометровой толщи осадков. Определенную роль играли в этом и процессы субдукции, при­

ведшие к сгруживанию осадочного материала и формированию аккреционных призм. В пределах интрагеоантиклиналей нисхо­

дящие вертикальные движения чередавались с восходящими,

поэтому мощности отложений, одновозрастных с интрагеосин­

клинальными, здесь сравнительно невелики.

Рис. 56. Палеоклиматнческая зональность среднего и nозднего ордовика. По

С. А. Ушакову, Н. А. Ясаманову.

1 - границы палеоконтинентов; 2 - срединно-океанические хребты; 3 - rлубоl(оводные

желоба и островные дуги; 4 - пояса столкновения континентальных блоков; 5 - ак­

тивные континентальные окраины; климатические пояса: 6 - экваториальный, 7 - гу­

м•щный тропический, 8 - аридный тропический, 9 -субтропический, 10- умеренны/!,

11 - холодный; 12- границы климатических поясов.

Положеине континентов эдесь и далее дается в реконструкции по А. М. Городниц­

кому, Л. П. Зонепшайну

287

В силуре размеры геосинклинальных морей резко сократи­

JIИсь. Это была эпоха поднятий и регрессий, отличавшаяся на­

коплением грубообломочных породпесчаников, брекчий, кон­ Г"lомсратов (мо.1ассовая формация). Силурийская эпоха харак­

теризовалась новой вспыш1юй эффузивного маrматизма, что от­

ражало nроявление каледонского диастрофизма. В результате

вся толща осадков нижнего nалеозоя в геосинклиналях оказа­

лась смятой в складки и нарушенной дизъюнктивными дисло­ кациями. Складкаобразовательные процессы особенно интен­

снвiю протекали во второй половине силура и сопровождались ннтрузивной магматической деятельностью.

В раннем палеозое можно выделить несколько фаз диастро­ физма, которые объединяют в раннеnалеазойскую (каледон­

скую) тектонамагматическую эпоху. Первая фаза приходится

на конец раннего кембрия. Некоторые исследователи выделяют ее как позднебайкальскую и включают в состав позднепроте­

розойской тектонамагматической эпохи. В результате ее прояв­

ления образавались поздние байкалиды. На конец кембрия при­ ходится салаирекая фаза складчатости. Она имела локальный характер и наиболее четко фиксируется в пределах Салаир­ ского хребта. Следующая фаза диастрофизма совпала с кон­ цом ордовика. Она проявилась исключительно резко и привела к изменению режима развития геосинклинальных областей. После нее стали интенсивно формироват·ься грубообломочные

толщи, в состав которых входили конгломераты, континенталь­

ные красноцветные породы и т. д. Эта фазаодна из основ­ ных, проявилась она во всех геосинклинальных областях, за исключеннем Тихоокеанского кольца, и получила название та­

конской (раннекаледонская). В разрезах среднего силура от­ мечают след угловых тектонических несогласий и наличие

внутриформационных конгломератов,. которые указывают на

проявление новой, арденской (позднекаледонской) фазы кале­ донского диастрофизма. На конец силура приходится послед­

няя - эрийская фаза, столь же интенсивная, так и таконская.

Каледонская тектонамагматическая эпоха завершилась об­ разованием эnикаледонских платформ (каледонид) -областей, где в конце раннего палеозоя геосинклинальный режим сме­

!IИ.'IСЯ платформенным. К таким областям относятся (рис. 58):

Грампианская геосинклиналь в северной nоловине Скандинав­ ского п-ова, северная и центральная части Великобритании и

Ирландии (Грамппанские каледониды, 1); севернан и восточ­

ная части Гренландии и п-в Ньюфаундленд (Севера-Гренланд­ ские, 2); арктические о-ва I(анады (Иннуитские, 3); Алтае­

Саянская зона, охватывающая Восточные и Западные Саяны, Кузбасс, Минусинскую впадину и Горный Алтай (Алтае-Саян­

ские, 4); Центральный Казахстан (Центрально-Казахстанские, 5); Юrо-Восточная Азия (Наньшанские, 6 и Катазиатские, 7а и

288

76). Как правило, каледониды возникали по перифериям до'

кембрийских платформ, увеличивая тем самым их площадь.

ГеосинклинаJJЬНЫЙ режим сохранился во многих местах зем­

ного шара. Средиземноморье, Западная и Восточная Сибирь, К:ордильеры и Анды, Восточная Австралия продолжали свое

Геосинклинальное развитие и в позднем палеозое.

§ 4. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Физико-географические условия раннего палеозоя отличались

большой сложностью и разнообразием, о чем свидетельствует значительная пестрота состава пород, слагающих разрезы кемб­

рия, ордовика и силура.

В кембрии и ордовике большая часть планеты была покрыта морями: на платформах это были открытые бассейны, в гео­ синклиналяхостровные моря окраинного типа. В силуре (вто­ рая его половина) размеры морей резко сократились под

влиянием фаз каледонского диастрофизма и в результате за­

крытия некоторых океанических структур. Значительные участки бывшего морского дна вышли на поверхность, образовав гор­ ные хребты, поэтому рельеф в конце раннего палеозоя был

раечлененный.

Для суждения о климате раннего палеозоя данных очень мало. Наличие красноцветных и соленосных образований в кемб­ рийских отложениях Сибирской платформы и в северной части п-ова Индостан указывает на жаркий, сухой (аридный) климат этих районов. Широкое же развитие карбонатных осадков

с остатками колониальных кораллов в ордовике и силуре в пре­

делах платформ свидетельствует о преобладании в это время

равномерного теплого климата. Предполагают, что палеоэква­ тор проходил через устье р. ~иссисипи, Гудзонов залив к со­

временному северному полюсу, а далее восточнее р. Енисея

к устью р. Ганг.

По находкам ледниковых отложений ордовика в районах Западной Сахары, Бразилии и Аргентины можно заключить,

что в середине раннего палеозоя существовало единое гонд­

ванекое лакровное оледенение, распространенное несколько

южнее древнего южного полюса (см. рис. 56). Таким образом, равномерно теплый климат кембрия в ордовике сменился явно

выраженной климатической зональностью с лакровным оледе­

нением в районе южного полюса. В силуре произошло постепен­ ное повышение температурного режима, и области полярного климата сменились на области умеренных условий.

290