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

§ 5. ПОЛf.ЗНЬIЕ ИСКОПАЕМЫЕ

В осадочных породах раннего палеозоя на Сибирской, Северо­

Американской и Индийской платформах установлены залежи

каменной соли. В Прибалтике с отложениями ордовика связаны

залежи горючих сланцев, возникших за счет накопления и по­

следующего преобразования остатков синезеленых водорослей.

Промышленные скопления нефти обнаружены в отложениях пижнего палеозоя Северо-Американской и Африкано-Аравий­

ской платформ. Открыты нефтяные залежи в кембрийских по­

родах Сибирской платформы (Марковское месторождение). В целом, с нижнепалеозойскими отложеииями в настоящее

время связано (по данным А. А. Бакирова) 3,1 % извлекаемых

запасов нефти.

Большое значение имеют залежи фосфоритов (хр. Каратау в Казахстане) и бокситов (Восточные Саяны).

Широкое развитие в силуре интрузивной магматической

деятельности обусловило формирование з геосинклинальных

зонах месторождений рудных полезных ископаемыхжелеза,

хрома, меди, полиметаллов.

Вопросы для самопроверки

1.Каких характерных представнтелей животного мира раннего палеозоя Вы знаете?

2.Особенности растительного царства в раннем палеозое.

3. Напишите по памяти периоды, эпохи и века раннего палеозоя.

4.Охарактеризуйте состав и строение ннжнепалеозойских толщ докемб­ рийских платформ и геосинклиналей.

5.Расскажите об основных чертах истории геологического развития

Земла в раннем палеозое.

6.На какие плиты делилась литосфера в раннем палеозое?

7.Охарактеризуйте основную направленность эвотоцнн ОI(еаннческих бас-

сейнов в раннем палеозое.

8. Приведите результаты каледонской тектономап1 атичесiюй эпох11.

9.На контурной карте мира покажите современное положеиве каледоннд.

10.Какие особенности палеогеографических условий в раннем палеозое:

Вы можете отметить?

11.Охарактеризуйте полезные ископаемые раннет палеозоя.

Гл а в а 21

ПОЗДНЕПАЛЕОЗОйСКИй(ГЕРЦИНСКИП)ЭТАП

Позднепалеозойский (герцинский) этап охватывает девонский, каменноугольный и пермский периоды палеозойской эры. Про­

должительность его 170 млн лет ± 10 млн. лет.

§ J. ОРГАНИЧЕСКИЯ МИР И СТРАТИГРАФИЯ

Палеонтологические остатки, n большом ко.:JИчсстве встрсчаю­

щиеся в отложениях верхнего палеозоя, свндетельствуют об ин­

тенсивном развитии органическаЯ жизни на Земле как в мор-

ских бассейнах, так и на суше. Для этого времени характерна

пышная наземная растительность, которая покрывала громад­

ные площади континентов; появились густые леса. Вначале они состояли в основном из леилафитов (псилофитовая флора) -

растений, приспособившихся к наземным условиям существова­ ния. Тело их было дифференцировано на стебель, корни и листья. С позднего девона широкое распространение на земном

шаре получила археоптерисовая флораплауновидные, папо­

ротники, членистостебельные. Название флоры дано по преоб­ ладанию папоротника археоптериса. Многие ее представители

достигли гигантских размеров.

Исключительно пышной и разнообразной была раститель­

ность в каменноугольном периоде. Леса состояли из гигантских

древовидных плауновых, хвощей и папоротников (лепидоден­

дроны, сигиллярии, каламиты). Стволы деревьев, достигавшие 40 м в высоту и 2 м в поперечнике, обвивали выощиеся лиано­ образные растения с гибкими стеблями и колючками-крючками, цеплявшимиен за стволы и сучья. В лесах росли и первые го­ лосеменные растения. Отмирая, эта пышная растительность по­ степенно формировала растительные слои. В условиях болот,

озер или морских побережий накапливались мощные толщи

торфа, которые преобразовались в дальнейшем в бурые угли,

азатем в каменные угли и антрациты. Первые чаще возникали

вусловиях болот и озер (ли.мническое угленакопление), тогда

как в прибрежно-морских районах обычно формиравались ка­ менные угли и антрациты (параллическое угленакопление).

Резкое увеличение растительной биомассы на континентах

приводило к усиленному потреблению диоксида углерода из ат­

мосферы. Он частично превращался в углерод, накапливав­ шийся в органическом веществе, частично- в свободный кис­

лород, уходивший в атмосферу. Увеличение содержания в ат­ мосфере кислорода способствовало усилению процессов хими­

ческого выветривания, в частности окислению различных мине­

ралов.

Широкое развитие тепло- и влаголюбивой флоры харак­

терно для раинекаменноугольной эпохи, флора которой полу­

чила название антракофитовой. В средне- и позднекаменно­

угольной эпохах антракофитовая флора дифференцировалась

на вестфальскую, тунгусскую и гондванскую. Первая сохранила особенности тропической флоры раинекаменноугольной эпохи.

Тунгусская флора была присуща умеренным климатическим

зонам; она представлена кордаитовыми растениями и папорот­

никами. Гондванекая флора, еще более бедная по видовому со­

ставу, чем тунгусская, характеризова;Лась травянистыми, хво­

щевrщrrы мrr, кордаитовыми и rлоссоптериевыми растениями,

произраста rшшми в более холодном климате, чем представи­

тели тунгусской флоры.

292

Рис. 59. Предстаюпели животного мира позднего палеозоя:

а- брахиоподьr: I - Spirifer superbus. 2 - Syrtosplrlfer dlsjut~ctus, 3 - ffypothyrldina cuboldes, 4 - Stropheodonta ura/ensis, 5 - Pentamerus baschkiricus; б- паrщирrrые рыбы:

1 - Cephalaspls, 2 - Coccosteus; в- прикрепленные иглокожиеморская лилия: 1 -

корни, 2 - стебель, 3 - крона, 4 - чашечка. 5 - руки

Животный мир в позднем палеозое претерпел серьезные из­

менения. Значительно сократилось количество три.1обитов и

граптолитов, а в дальнейшем они полностью вымерли. Резко уменьшилось количество наутилоидей, цистоидей, табулят.

Среди беспозвоночных животных ведущая роль в позднем

палеозое принадлежала брахиоподам, гониатитам, кораллам, простейшим; среди позвоночныхрыбам, земноводным и прес­

мыкающимся. Нанболее важное значение имеют остатки зам­ ковых брахиопод, исключительно широко распространенных в позднем палеозое (в девоне известно свыше 320 их родов). Такие отряды, как спирифериды, продуктиды, атрипиды, рин­

хонеллиды и теребратулиды дали наибольшее число ценных

руководящих форм (рис. 59), положенных в основу весьма

дробной стратиграфической схемы верхнего палеозоя.

Из головоногих моллюсков наибольшее распространение по­

лучили гониатиты, встречающиеся по всему разрезу позднего

палеозоя. Наиболее типичны м представителем их является

Anarcestes (средний девон). В позднем девоне появилась и

быстро исчезла своеобразная груnпа головоногих моллюсков­

клименuи. В конце позднего палеозоя появились цератиты, наи­

более широко развитые уже в мезозое.

V)мов из группы фора~;tинифер.

295

которые относятся к земноводным животным. Это были первые

четвероногие обитатели суши. Однако во многом жизнь стего­ цефалов была еще связана с водой. Они размножались и выво­ дили личинки в воде. Эти животные имели сплошную костную

крышу черепа, вели хищный образ жизни, питались в основном

рыбой.

Вкаменноугольный период появились первые пресмыкаю­

щиесякотилозавры, сохранившие сплошную крышу черепа,

как и земноводные. Пресмыкающиеся (рептилии) уже имели

две важные особенности: роговой покров, предохранявший тело от высыхания, и способность откладывать IIa суше яйца с плот­

ной оболочкой и большим количеством желтка. Такнм образом, связь с водой у позвоночных уменьшалась, они все более при­ спосабливались к наземному образу жизни.

Стратиграфическое расчленение верхнепалеозойских толщ производят по фауне беспозвоночных. Чаще всего для этой це.тш используются бр ахиоподы, кар аллы, головоногие моллюски (от­

ряд гониатит) и простейшие (табл. 3). В некоторых районах земного шара пользуются специфическими местными назва­

ниями свит и комплексов.

§ 2. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ ОТЛОЖЕНИИ ВЕРХНЕГО ПАЛЕОЗОЯ

Верхнепалеозойские отложения чрезвычайно широко распрост­ ранены на поверхности. Они покрывают почти всю Восточно­ Европейскую и Северо-Американскую платформы. Обширные поля верхнепалеозойских образований известны на Сибирской платформе. Геосинклинальные комплексы верхнего палеозоя вы­

ходят на дневную поверхность в районах Урала, Средней Азии, Восточной Австралии, юга Африки, Северо-Восточной Америки,

Европы. Во многих местах породы вскрыты глубокими скважи­

нами. Все это позволило сравнительно полно изучить разрезы

верхнего палеозоя, и по многочисленным находкам окаменело­

стей произвести их дробное расчленение. Состав и строение от­ ложений верхнего палеозоя различны в пределах докембрий­ ских, эпикаледонских платформ и геосинклиналей, что опреде­ ляется различием режима тектонических движений.

ВЕРХНИй ПАЛЕОЗОй ДОКЕМБРИйСКИХ ПЛАТФОРМ

ипо данным бурения глубоких скважин. Этопреимущест­

IЗенно морская толща, состоящая из чередующихся известняков, rлин и песчаников. В районах Прикаспия появляется соленос-

296

ВЕРХНИИ ПАЛЕОЗОИ ЭПИКАЛЕДОНСКИХ ПЛАТФОРМ

Наиболее хорошо изучены разрезы верхнего палеозоя в пре­ делах Грампианских и Алтае-Саянских каледонид.

Г р а м п и а н с к а я п л а т фор м а (Уэльс и Северная

Англия). На Британских о-вах отложения девона обычно за­

полняют межгорные впадины. В разрезе преобладают аллюви­

альные, пролювиальные и озерные грубообломочные красно­

цветные песчаники, галечники и конгломераты с прослоями

основных эффузивов. Из ископаемых встречаются остатки пан­

цирных, двоякодышащих и кистеперых рыб, гигантских рако­

скорпионов и наземных растений. Девонские отложения Англии получили название древнего красного песчаника. В геологиче­ ской литературе это название весьма широко распространено

и часто применяется для обозначения любых песчаных красно­

цветных отложений. Общая мощность девонских отложений Ве­ ликобритании нередко достигает 6 км.

Породы каменноугольной и пермекай систем в пределах Уэльса и Северной Англии в значительной степени размыты. Сохранились лишь остатки морских известняков и песчано-гли­

нистых образований нижие-среднекаменноугольного возраста.

А л т а е- С а я н с к а я платфор м а. Образования верхнего

палеозоя развиты здесь спорадически и приурочены к впади­

нам типа Минусинской и Кузнецкой. Отложения частично раз­

мыты, сохранились лишь толщи девонского и каменноугольного

возраста. Отложения девона аналогичны по своему составу, фациальной характеристике и условиям залегания красноцвет­

ному комплексу Грампианской платформы. Каменноугольная

толща состоит из терригенных разностей с прослоями каменного

угля, мощность ее 1-3 км.

ВЕРХНИй ПАЛЕОЗОй ГЕОСИНКЛИНАЛЬНЫХ ОБЛАСТЕй

Отложения верхнего палеозоя геосинклинального типа широко

распространены в Урала-Сибирской, Тяньшань-Монгольской

областях, в Западной Европе, в Аппалачах, в Восточной Ав­

стралии (Большой Водораздельный хребет). Урало-Сибирская и Тяньшань-Монгольская

г е о с и н к л и н а л и. Несмотря на существенные различия в со­

ставе и строении верхнепалеозойских комплексов этих геосин­

клиналей, все же можно наметить ряд общих особенностей. Де­

вонские образования представлены мощной (до 12 км) толщей

метаморфических (яшмы, слюдистые сланцы) пород с просло­

ями песчаников и конгломератов. Многочисленны прослои

эффузивов.

КаменноуrоJIЫiая система сложена известняками, часто ор­

ганогенными; в Центральном Казахстане преобладают песчано­ глинистые толщи с прослоями углей. Разрез насыщен эффузи-

298

вами, имеются интрузии габбро п гранитов. Широко распрост·­

ранены угловые несогласия. Мощность I\амсшюугольных отJЮ­

жений 2-3,5 км.

В краевых зонах rеосинклинальных областей (Донбасс,

Уэльс, Силезия, Рурская область, Аппалачские горы) отложе­

ния каменноугольного возраста имеют аномальное строение,

выражающееся в увеличении мощности (до 10 км и более) и

массовым развитием в разрезе пластов высококачественных ка­

менных углей.

Пермские отложения выполняют межгорные впадины и крае­

вые прогибы рассматриваемых геосинклиналей. Обычно это

трех-четырехкилометровая толща красноцветных песчаников и

конгломератов, с прослоями каменной соли, гипса, доломитов

(кунгурский ярус). В Центральном Казахстане распространены

вулканогенные образования и углистые включения.

3 а па д н о- Е в р опей с к а я г е о с и н к л и н а ль. В состав

верхнего палеозоя входят: девонская система, отложения кото­

рой представлены конгломератами, сланцами, известняками,

кварцитами с прослоями эффузивов; каменноугольная си­

стемачередующиеся известняки, песчаники, конгломераты и

глины («красный .'!ежень» нижней перми); соленосный комплекс верхней перми (цехштейн). Общая мощность верхнепалеозой­ ских отложений превышает 15 км.

Сред из е м н о мор с к а я г е о с и н к л и н а ль. В ряде мест Средиземноморья на поверхность выходят отдельные комп­

лексы верхнего палеозоя, по которым можно представить

в общих чертах состав и строение этих отложений: девонские образования сложены мощной толщей глинистых известняков

спрослоями глинистых сланцев; каменноугольныепреиму­

щественно терригеиными разностями (песчаники, глины, ино­ гда красноцветные, с прослоями каменного угля); пермские­

континентальными красноцветными песчаниками, конгломера­

тами (молассы), в поздней перми они перекрываются извест­ няками мелководного моря. В карбоне известны интрузии гра­

нитов.

§3. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ

Впозднем палеозое наметилась тенденция к сгруживанию всех

континентов и закрытию разделяющих их океанов. К началу

девона Северо-Американский континент соединяется с Восточно­ Европейским, образуя Еврамерику. В пределах пояса каледо­ нид, Протянувшихея от Аппалачей до севера Скандинавии, от­

мечается рубец, вдоль которого произошло столкновение двух

континентов. Тенденция к сближению континентов заверши­

лась в конце палеозоя. Практически все материки вновь обра­ зовали единую континентальную глыбуПан.гею, состоящую

299