Герцинский цикл

РZ₂ (D₃–T₁) – ГЕРЦИНСКИЙ ТЕКТОНИЧЕСКИЙ ЦИКЛ

(381–245 млн лет назад)

СТРАТИГРАФИЯ

Поздний палеозой включает три периода: девонский, каменноугольный и пермский. Отложения этих периодов составляют соответствующие системы.

Девонская система установлена в Англии, в графстве Девоншир, Стратотипы ярусов находятся в Арденнах, Рейнских Сланцевых горах. Расчленение и корреляция девонской системы произведены по фораминиферам, аммоноидеям (6–8), конодонтам (12–13), брахиоподам (1–5) и четырехлучевым кораллам (10).

Каменноугольная система названа по широкому развитию в ней залежей каменного угля. Стратотипы турнейского и визейского ярусов находятся в Бельгии, остальных – в России, так как во многих районах (Урал, Восточно-Европейская платформа) карбон почти полностью представлен морскими отложениями. Система делится на ярусы по фораминиферам (1), гониатитам (8), конодонтам.

Пермская система выделена в Пермской губернии. Стратотипы ярусов находятся в Приуралье и Европейской части России. Расчленение выполнено по конодонтам, фузулинидам (1), гониатитам (5–6).

Р уководящие ископаемые каменноугольной системы

Руководящие ископаемые пермской системы

ТЕКТОНИКА, ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ, ФАЦИИ

Основные структурные элементы земной коры – геосинклинальные пояса и платформы. Действующие геосинклинальные пояса: Урало-Монгольский, Средиземноморский, 2 Тихоокеанских. Океаны: Палеоазиатский (Уральский), Тетис, Тихий океан. Платформы: Лавруссия (Эрия), Казахстания, Сибирская, Китайская и Гондвана.

Девонский период. Снижение тектонической активности каледонид, происходит пенепленизация (доплитный этап развития моодых эпикадеонских платформ). Герцинский цикл начался в позднем девоне с трансгрессии моря на платформы: Лавруссию, юг Китайской платформы, север Африки. В мелководных морях нормальной солености накапливаются глинисто-карбонатные породы (преобладают органогенные известняки) с кораллами (ругозы, табуляты), брахиоподами, морскими лилиями. На Сибирской платформе, частично Северо-Американской в лагунах и заливах накапливаются доломиты, гипсы, соли (эвапориты).

Геосинклинали. Начинается сжатие Урало-Монгольского пояса и альпийской ветви Тетиса, формируются активные окраины (вулканические дуги и зоны субдукции). В разрезе преобладают вулканогенные породы (базальты, андезиты, туфы), осадочные породы играют подчиненную роль (яшмы, глубоководные темно-серые битуминозные известняки, глинистые сланцы с гониатитами, тентакулитами (моллюски), двустворками). Следствием сжатия пояса стало сближение континентальных глыб северного полушария Лавруссии, Сибири, Казахстании, Китая. На пассивных окраинах и, соответственно, в зоне мелководье геосинклинальных поясов накапливаются: 1) рифогенные фации, 2) мелководные органогенные известняки и песчаники с морской фауной. Урало-Монгольский пояс вступил в зрелую фазу развития (познегеосинклинальная стадия). Исчезают глубоководные области. В конце позднего девона начинаются орогенные движения герцинского этапа – бретонская фаза складчатости (Аппалачи, Гренландская ветвь, Западная Европа), которая не внесла больших изменений в структуру земной коры.

Каменноугольный период. Усиливается сближение Гондваны и Лавренции (Гондвана движется к северу). На платформах происходит частая смена трансгрессий и регрессий моря. Морской режим преобладает в течение карбона на плитах Восточно-Европейской и Северо-Американской, частично Китайской платформ. В разрезе органогенные известняки с богатым комплексом морской фауны (фораминиферы, кораллы, брахиоподы, иглокожие) чередуются с угленосными толщами прибрежно-морского происхождения. На Сибирской платформе и Гондване господствовали континентальные условия, трансгрессии затрагивали лишь краевые участки (континентальные угленосные и лагунные толщи). Климатические зоны каменноугольного периода: тропическая и субтропическая (Сев. Америка, Европа, Тетис); северная (Азия) и южная (Гондвана) умеренные. На Гондване несколько раз наблюдались оледенения.

Геосинклинали. В Тихоокеанских поясах и Восточном Тетисе преобладает интенсивное растяжение, разрезы напоминают девонские. В Урало-Монгольском, Северо-Атлантическом поясах, в области герцинид Западной Европы прогрессирует сжатие, что сопровождается постепенным прекращением геосинклинального (т.е. большой мощности) осадконакопления. Резко на 2000 км сокращается Палеоазиатский океан (Казахстан приближается к ВЕП). В карбоне произошли следующие фазы герцинской складчатости, сформировавшие мощные орогенные пояса: судетская (конец раннего карбона) – Аппалачская ветвь, север Средиземноморского пояса, Монголо-Охотская ветвь, включая орогенные движения и магматизм эпикаледонских платформ; астурийская (конец среднего карбона) – юг Западной Европы, Восточный Урал, Восточная Австралия. Герцинская складчатость сопровождается интенсивным гранитоидным магматизмом, образованием моласс, заполняющих краевые прогибы, регрессией моря. В среднем-позднем карбоне тенденция к сближению континентальных масс усиливается, приводя в конце карбона к столкновению Западной Гондваны с североамериканской и североевропейской частями Лавруссии.

Пермский период. Герцинская складчатость захватывает все большие территории. Следствием этого явилась постепенная регрессия моря на платформах (общее поднятие всех континентов), которая достигает максимума в конце перми и начале триаса. В пермском периоде на территории Северо-Американской и Восточно-Европейской платформ морские отложения сменяются лагунными (эвапоритовыми и угленосными), а затем красноцветными континентальными. Климат становится все более жарким и засушливым.

Полностью закрываются два геосинклинальных пояса (Урало-Монгольский, Северо-Атлантический), значительно сокращается Тетис в результате следующих фаз герцинской складчатости: уральская – ранняя пермь; заальская – вторая половина перми. На их месте возникли горно-складчатые области (Урал, Тянь-Шань, Монголия, последний импульс сжатия Аппалачей и гор Западной Европы). Складчатось сопровождается интенсивным магматизмом, главным образом кислого состава. Впервые в истории Земли образуется много краевых прогибов на границе с платформами. К началу пермского периода завершилось: 1) смыкание Лавруссии с Сибирью — образовалась Лавразия — и 2) Лавразии с Гондваной — образовалась Пангея II. Эта Пангея имела своеобразную конфигурацию — она была вытянута по меридиану, так что Южная Гондвана достигала полюса, а Сибирь — весьма высоких широт, это способствовало развитию оледенения. С востока, со стороны Панталассы (Палеопацифика), в тело Гондваны вдавался широкий залив сохранившейся восточной части Палеотетиса, а в этом заливе, тяготея к его северному, лавразийскому, борту, располагались Таримский, Китайско-Корейский, Южно-Китайский и слившийся с последним Индосинийский континенты, а ближе к южному, гондванскому, — Центральноиранский, Центральноафганский, Тибетский (киммерийский блок, см. рисунок).

В поздней перми продолжалось разрастание площади Пангеи, а сама Пангея испытывала все возрастающее поднятие, особенно в пределах молодых, герцинских складчатых сооружений. Ее положение несколько изменилось в связи с вращением против часовой стрелки примерно на 10—15°, в результате чего сибирская часть Пангеи II оказалась в приполярной области подверглась покровному оледенению, в то время как Гондвана постепенно стала удаляться от Южного полюса и на смену ледниковым образованиям на значительной площади пришли угленосные. С востока, со стороны Панталассы (Прапацифики) в тело Пангеи II по-прежнему вдавался огромный залив Палеотетиса, ширина которого на крайнем востоке достигала 4000 км.

В конце палеозоя на континентах образуются рифты (в районе Северного моря, в Западной Европе, на севере Западной Сибири; участками начался спрединг), с чем связан трапповый вулканизм (туфы и лавы основного и ультраосновного состава), достигший максимума в триасе: Сибирская платформа, Гондвана. Начинается раскол Гондваны с образования Мозамбикского залива (восток Африки).

Пангея на палеотектонической основе

ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР

В морях позднего палеозоя наблюдается расцвет замковых брахиопод, четырёхлучевых кораллов, морских лилий, мшанок, головоногих моллюсков гониатитов, по-прежнему многочисленны табулятные кораллы. Происходит угасание трилобитов, вымирают граптолиты, древние примитивные иглокожие (морские пузыри). В карбоне появляются фузулинидъг и достигают расцвета в ранней перми. Это важнейшая стратиграфическая группа.

В лагунах и континентальных бассейнах в девоне появляются все классы и подклассы рыб. Особый интерес представляют панцирные рыбы (руководящие формы девонской системы) и кистепёрые, от которых в конце девона появились земноводные.

		Первые земноводные (акантостега)
Латимерия – современная кистеперая рыба

На континентах главным событием стало появление впервые в истории Земли пышной растительности (лесов), этот процесс достигает максимума в карбоне (=углеобразование). Леса состояли из высших споровых растений: плауновидных, хвощевидных, настоящих папоротников, появляются постепенно голосеменные: семенные папоротники, кордаитовые (древнехвойные), хвойные. В пермском периоде ландшафты меняются, климат становится засушливым, поэтому голосеменные вытесняют влаголюбивые и теплолюбивые растения (плауновидные, хвощевидные, настоящие папоротники).

Продолжается эволюция позвоночных: расцвет древних земноводных, в конце карбона появляются рептилии, в перми и триасе расцвет звероподобных рептилий (по морфологии похожи на млекопитающих).

Различные звероподобные рептилии

В конце пермского периода – первое великое вымирание организмов: исчезают фузулиниды, четырёхлучевые кораллы, табуляты, гониатиты, наутилоидеи с прямой раковиной, трилобиты, древние морские ежи, некоторые брахиоподы и мшанки, позвоночные и многие споровые растения.

ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ

В девоне появляются первые угли, образуется большая часть алмазоносных кимберлитовых трубок Сибирской платформы и ВЕП, осадочные месторождения железных руд.

Соли – девон и пермь (значительная часть мировых запасов).

Карбон, пермь: мощные толщи каменного угля, большие запасы нефти и газа, бокситы.

Медистые песчаники пермской системы.

Магнетит на Урале (г. Магнитная) имеет каменноугольный возраст

Дополнительные схемы и рисунки к лекции

Структуры земной коры конца герцинского цикла

на современной тектонической основе

Панцирные рыбы девонского периода

Коккостеус

Дунклеостеус

Девонский ландшафт	Хищные звероподобные рептилии на фоне ландшафта пермского периода
Расцвет амфибий (земноводных) в бассейнах позднего палеозоя	Ландшафт поздней перми территории Пермского края