Условия

К началу кембрия материки, точнее древние платформы, Юж­ной Америки, Африки, Индостана, Антарктиды соединились в су­перконтинент Гондвану, просуществовавший до середины юрско­го периода. Произошло это благодаря замыканию морских, часто глубоководных бассейнов небольшой ширины, существовавших в позднем рифее и венде (см. гл. 7 и 8). Выполнявшие их осадки и вулканиты испытали в конце венда складчатые деформации, не­который метаморфизм, внедрение, гранитов, превратившись тем самым в складчатые горные системы, перед которыми местами, например в Южной Америке (в основном в Бразилии), Африке (от Сахары до Намибии) и Аравии, образовались предгорные прогибы, в позднем венде и раннем кембрии заполнявшиеся за счет размыва этих сооружений обломочными образованиями — молассами, большей частью континентальными и красноцветны-ми. В некоторых районах тех же континентов в раннем кембрии продолжался кислый наземный вулканизм.

На севере (в современных координатах) Гондвана простира­лась много дальше, чем предполагалось первоначально, включая юго-западную периферию Северной Америки от Флориды до Нью­фаундленда, Западную и Центральную Европу вплоть до линии, идущей от Южной Англии через Чехию и Словакию до Южной Болгарии и далее, охватывая Турцию, Аравийский полуостров, Закавказье, Иран, южную половину Афганистана. Вся эта ши­рокая полоса причленилась к древним ядрам Гондваны также благодаря орогенезу конца докембрия (байкальскому, кадомско-му, панафриканскому, бразильскому); ее нередко именуют Пери-гондванской платформой.

Гондвана занимала положение в низких широтах, простира­ясь по обе стороны экватора, но в основном в Южном полушарии (рис. 9.3). Большая часть суперконтинента испытывала подня­тие, более интенсивное в зонах позд некембрийского орогенеза, и только по его периферии располагались морские бассейны. Иск­лючение составляют лишь Австралия и упоминавшаяся выше полоса Перигондванской платформы. Эта полоса развивалась в режиме пассивной окраины, в то время как другие окраины Гонд­ваны — южнокитайская, австралийская, антарктическая, южно­американская — были активными. Антарктическая и южноаме­риканская окраины перед кембрием испытали орогенез. На ав­стралийской окраине это произошло в конце раннего кембрия.

В противоположность Гондване, где. господствовала тенден­ция к объединению обломков протерозойской Пангеи I, остальные ее фрагменты с начала кембрия подверглись рассеянию в связи с возникновением между ними новообразованных океанских бас­сейнов. Один из них — Протоатлантический океан, или океан Япетус (рис. 9.4), как он был назван английским геологом У. Харландом, отделил Северную Америку и Гренландию от Ев-

Рис. 9.3, Положение материков и океанов 520 мл« лет назад (по Л, П. Зонен-

шайну, с дополнениями): / — континентальная суша; 2 — области континентального осадконакопления; 3 — морские бассейны; 4 — океаны (в пределах континентальных плит — об­ласти, не охарактеризованные фактическими данными); 5 — активные конти­нентальные окраины; 6 — гипсы, ангидриты; 7 — соли; 8 — области вулкани­ческой активности; 9 — положение срединно-океанских хребтов (стрелки на ме­зозойских и кайнозойских реконструкциях показывают направления спрединга)

ропы, точнее от Восточно-Европейской платформы; Северная Америка и Гренландия в палеогеографической литературе обыч­но именуются Лаврентией (от р. Св. Лаврентия в Канаде), авто-рая — Балтикой, или Фенносарматией (Фенния — латинское наз­вание Финляндии, Сарматия — область, населенная древним пле­менем сарматов на юге Европейской России). Доказательством существования этого океана является разительное отличие мел­ководной фауны западной и восточной окраин Ньюфаундленда. В первом районе она носит тихоокеанский облик, во втором — ев­ропейский, балтийский.

Образование в среднем кембрии спилито-кремнистого комплек­са в пределах о. Ньюфаундленда, очевидно, свидетельствует о

продолжении спрединга. Мощность этого комплекса составляет 3 км. Как на севере, так и на юге в глубоководных условиях ста­ли формироваться подводно-вулканогенные комплексы, в част­ности спилито-кремнистые образования, и сланцевые комплексы. Несколько ранее в Северных Аппалачах был сформирован мощ­ный терригенный комплекс, включающий в себя турбидиты. Он накапливался вдоль края Северо-Американской платформы. Ис­тинная ширина глубоководной зоны Аппалачской геосинклиналь­ной системы неизвестна, но обычно ее считают реликтом ранне-палеозойского океана Япетус.

Несмотря на то что наиболее древние отложения в Уачита-Мексиканской складчатой системе относятся к ордовику, можно полагать, что уже в конце кембрия здесь существовали глубоко­водные условия с соответствующим пелагическим осадконакопле-нием.

На севере Северо-Американской платформы протягивалась узкая шельфовая зона, где был сформирован 2-километровый карбонатно-терригенный комплекс. В северном направлении глу­бина бассейна возрастала. Вместе с тем еще севернее, к северу от о. Элсмир, намечается узкая полоса островной суши (архипе­лаг островов), на периферии которой происходило . континенталь­ное осадконакопление.

Большая часть Гренландии представляла область размыва. На севере и востоке она омывалась морским бассейном, на шельфе которого шло накопление терригенных, терригенно-карбонатных и существенно карбонатных осадков общей мощностью до 300 м. В пределах будущей Восточно-Гренландской складчатой системы в течение среднего и позднего кембрия происходило формирование маломощного комплекса шельфовых карбонатных отложений.

На восточной окраине материка Лаврентии, кроме Гренлан­дии, располагались Чукотка, Шпицберген, а на юго-востоке — Шотландия. На протяжении всего кембрийского периода на Чу­котке существовала область размыва, а на Шпицбергене, сохра­нялись морские условия. С течением времени темп погружения снизился и предположительно уже в конце кембрия здесь су­ществовали спокойные платформенные условия. В пределах до­вольно обширного шельфа происходило накопление известковых осадков с примесью тонкого терригенного материала. Общая мощ­ность шельфовых карбонатно-терригенных осадков составляет 500—600 м.

В юго-восточном направлении глубина окраинного моря резко возрастала. Здесь в пределах континентального склона и его под­ножия (Шотландия) формировались терригенные комплексы мощностью в несколько километров. Юго-восточнее и южнее пес­чаные осадки сменяются существенно глинистыми.

Центральная часть Фенноскандии представляла собой возвы­шенную область сноса, которая поставляла обломочный материал в прилегающие морские бассейны. На севере в условиях мелко­водья накапливались песчаные осадки, мощность которых сос-

90°

-60°

-30°

0°

30°

60°

Рис 9.4. Палеотектоническая реконструкция для позднего кембрия (проекция

скому):

1 — границы областей континентальной коры; 2 — оси спрединга и транс-ной коры; 5 — границы крупных областей с орогенным режимом развития; нятий на континентах с низким рельефом; 8 — морские осадочные бассейны на комплексы: 10 — офиолитовые, 11 — островодужные, 12 — окраинно-

Меркатора с центром 0° с. ш. и 90° в. д.) (по В. Е. Хаину и К- Б. Сеславин-

формные разломы; 3 — зоны субдукции; 4 — границы областей континенталь-6 — области поднятий на континентах с высоким рельефом; 7 — области под-континентах и их границы; 9 — районы проявления гранитизации; 10—13 — континентальных вулканических поясов, 13 — бимодальные

12—1164

177

тавляет первые сотни метров. С юга сушу Фенноскандии омывал обширный мелководный эпиконтинентальный бассейн, занимав­ший северную половину Восточно-Европейской платформы. В его пределах накапливались песчано-глинистые, а в наиболее спо­койных гидродинамических условиях — и существенно глинистые осадки.

Другой океан — Палеоазиатский — отделил Восточную Ев­ропу от Восточной Сибири, а последнюю — от Таримского и Ки­тайско-Корейского континентов. Глубоководная область, по-види­мому, с корой океанского типа протягивалась от Полярного Ура­ла через Южный Урал в Алтае-Саянскую область. Терригенно-кремнистое и существенно кремнистое осадконакопление свойст­венно областям южной части Сибири и прилегающей части Ка­захстана. На Южном Урале наряду с кремненакоплением проис­ходили подводные излияния и формировались вулканогенные об­разования.

Третий океан — Средиземноморский, или Палеотетис, — омы­вал с севера Гондвану и отделял ее от Северной Америки, Вос­точной Европы, Таримского блока и Китайско-Корейского мате­рика. Эти океаны соединялись между собой и с Палеопацификой. Практически все разделенные ими континенты в раннем кембрии располагались, как и Гондвана, в низких или умеренных широтах, что способствовало господству теплого или даже жаркого клима­та и полному исчезновению вендского покровного оледенения.

Из негондванских континентов Северная Америка находилась в раннем кембрии на экваторе, Восточная Европа и Сибирь — в Южном полушарии, первая большей частью в умеренном поясе, Сибирь — в тропическом. Китайско-Корейский континент распо­лагался в средних широтах Северного полушария.

Помимо крупных континентов, в пределах новообразованных океанов существовали меньших размеров континентальные мас­сивы — микроконтиненты, частично отделенные от основных кон­тинентов ветвями главных океанов. К их числу относятся, в част­ности, Казахстанский, Тувино-Монгольский, Баргузино-Витим-ский, Центр а льном онтольский массивы в Палеоазиатском океане. Менее крупные микроконтиненты находились в Палеотетисе.

Большая часть окраин негондванских континентов и микро­континентов в раннем кембрии развивалась по пассивному типу. На тихоокеанских окраинах Сибири и Северной Америки рифто-генный этап сменился послерифтовым этапом плавного погруже­ния. То же характерно для окраин Восточно-Европейского, Та­римского и Китайско-Корейского континентов. Эпиконтиненталь-ные моря покрыли значительные площади Восточной Европы, Восточной Сибири, Северного Китая и Кореи.

Континентальный базальтовый магматизм проявился лишь на северо-западе Австралийского континента (плато Кимберли). Рифтовый вулканизм основного и среднего состава продолжал­ся в Южно-Оклахомском авлакогене на юге Северо-Американ-ского кратона. В океанских подвижных поясах лишь в отдельных

районах уже в эту эпоху, ближе к ее концу, начинается формиро­вание вулканических дуг; это Алтае-Саяно-Монгольская область в Палеоазиатском океане, Тасманская на востоке Австралии и, возможно, некоторые другие. Широким распространением в под­вижных поясах пользуются офиолиты — продукты спрединга ло­жа палеоокеанов, в частности в Центральном Казахстане, Алтае-Саянской области, Северной Монголии и смежной части Забай­калья, в Циляныпане к юго-западу от Китайско-Корейского кра-тона, на Тасмании и в некоторых других регионах. Ширина Па­леоазиатского океана в эту эпоху оценивается в 3000 км.

Палеотектоническая и палеогеографическая обстановка сред-некембрийской эпохи мало отличалась от описанной для раннего кембрия.

Гондвана несколько расширила свои контуры на западе Юж­ной Америки, юге Африки, юго-востоке Австралии и восточнее Антарктиды за счет отмирания смежных орогенов. Интенсивность поднятия вошедших в ее состав и расположенных внутри нее позднедокембрийских складчатых систем снизилась, и почти пов-^ семестно установился платформенный тектонический режим. Рас­пространение эпиконтинентальных морей в пределах Гондваны ограничивалось северо-западной Сахарой, Аравийским поясом, восточной частью Австралийского кратона, а также Ираном, Аф­ганистаном, Тибетом и Южным Китаем в полосе Перигондван-ской эпибайкальской платформы.

На восточной окраине Австралии и в северной части Тасмании и Антарктиды в среднем кембрии ощущается нарастание подня­тий, осложненных рифтогенезом, а в западной части Лахланской системы возникает вулканическая дуга с краевым морем в тылу.

В северной (в современных координатах) группе континентов в Северной Америке заканчивалось развитие Южно-Оклахом-ского авлакогена и море расширилось в направлении централь­ной части материка. В противоположность этому, в Восточной Европе и Восточной Сибири наблюдалась регрессия. В Северном Китае и Корее море сохранило свои размеры.

В подвижных поясах палеоокеанов нарастает тенденция ново­образования вулканических дуг и обособления окраинных морей. Она особенно заметна в Алтае-Саяно-Монгольской области Па­леоазиатского пояса, восточная часть которой в эту эпоху пере­жила мощный импульс латерального сжатия, приведшего к складчато-надвиговым деформациям и к некоторому разрастанию континентальной коры на периферии Тувино-Монгольского и Бар-гузино-Витимского микроконтинентов. Данная эпоха тектогенеза была выделена под названием салаирской (от хр. Салаир). Под­нятие салаирид и одновременная регрессия на Сибирском конти­ненте привели к резкому увеличению привноса обломочного ма­териала в прилегающие моря Центральноазиатского океана и к их постепенному обмелению.

12*

179

В позднем кембрии относительное расположение континен­тальных массивов мало изменилось. Продолжалось расширение палеоокеанов, кроме Прапацифика.

В пределах Гондваны в основном сохранилась та же ситуа­ция, что и в предыдущие кембрийские эпохи. Регрессия ощущает­ся на Аравийском полуострове и в Австралии, трансгрессия — на севере Сахары. Небольшие трансгрессии отмечаются на крайнем севере и на юго-востоке Южной Америки.

В северной группе континентов дальнейшее развитие транс­грессии приводит к затоплению центральных районов Северо­американского континента. Напротив, в Восточной Европе проис­ходит значительная регрессия; в меньшей степени она проявляет­ся в Восточной Сибири.

В Алтае-Саяно-Мовгольской области Урало-Охотского под­вижного пояса продолжался салаирский орогенез, связанный, вероятно, со столкновением вулканических дуг с Тувино-Мон-гольским и Баргузино-Витимским микроконтинентами. Эта эпоха орогенеза проявилась также в Буреинском и Ханкайском масси­вах; в Китае она известна как синкайская (от китайского назва­ния оз. Ханка). В обоих регионах она сопровождалась внедре­нием гранитоидов.

Несмотря на эти проявления сжатия, Палеоазиатский океан в целом продолжал расширяться, в частности за счет востока Центрального Казахстана и Южного Тянь-Шаня, и достиг шири­ны порядка 4000 км.

В конце кембрия складчатые деформации, поднятия и грани-тообразование проявились на юго-востоке Австралии, в зоне Кан-манту (деламерская складчатость), на Тасмании и в Трансантарк­тическом хребте, где они явились завершающими в системе Рос-сид.

На других участках подвижных поясов продолжался рост вул­канических островных дуг. Это относится к Центральному Казах­стану в Палеоазиатском поясе, к Циляньшаню в Палеотетисе, юго-восточному Китаю в Западно-Тихоокеанском поясе.

9.4. КЛИМАТИЧЕСКАЯ И БИОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ

После вендского похолодания и развития покровного оледене­ния и последующего потепления в начале кембрийского периода произошло дальнейшее потепление. Практически на всех конти­нентах возникли условия, близкие к тропическим. Вероятно, толь­ко на северо-востоке Южно-Американского и на северо-западе Африканского материков, которые в то время располагались вбли­зи Южного полюса, условия были более прохладными. Тропичес­кий режим достаточно уверенно обосновывается широким рас­пространением сульфатно-карбонатных и эвапоритовых форма­ций, присутствием теплолюбивой археоциатовой, коралловой, брахиоподовой и водорослевой биоты, широким развитием био-

гермных массивов, распространением разнообразных осадочных железных руд и фосфоритов.

Распространение эвапоритовой и сульфатно-карбонатной фор­маций дает возможность выделить зоны аридного климата (рис. 9.5). На Северо-Американском континенте засушливая об­ласть характеризуется присутствием соленосных и гипсово-анги-дритовых слоев, а на Южно-Американском материке — залежами каменной соли в Боливии. Среднекембрийскими являются гипсы и ангидриты в Боливийских Андах, а к верхнему кембрию отно­сятся гипсоносные красноцветы Бразилии.

Наиболее обширная область с аридным климатом располага­лась в пределах северных материков. Ее присутствие обосновы­вается накоплением солей и сульфатно-карбонатных осадков, формированием крупных залежей пластовых фосфоритов, мар­ганцевым оруденением и развитием красноцветных карбонатно-гипсоносных отложений. Наиболее крупные солеродные бассейны располагались на территории Пакистана, Ирана и особенно Си­бири.

В условиях сильной засушливости формировались крупные пластовые залежи фосфоритов в Каратау. Аридные условия су­ществовали в Центральном Казахстане, Тянь-Шане, Алтае-Саяи-ской области, Монголии, Китае и во Вьетнаме.

О существовании аридного климата свидетельствуют и состав песчано-глинистых отложений, главным образом существенно аркозовый состав песков и гидрослюдистый тип глин. Большим распространением пользовались пролювиальные и эоловые фации. Среди песчано-глинистых отложений обильны карбонатные и гип­совые конкреции. На поверхностях напластований в большом количестве присутствуют трещины усыхания. Возрастание влаж­ности во второй половине кембрийского периода привело к обра­зованию на денудационных поверхностях кор выветривания као-линитово-гидрослюдистого состава.

Аридные условия в течение кембрия существовали и в Авст­ралии. Аридная зона оконтуривается на основании развития соле­носных отложений в бассейне Амадиес, по присутствию пластов гипса и ангидрита в бассейнах Орд и Дейли-Ривер, а также мощ­ных пачек седиментогенных доломитов и сульфатно-карбонатных пород на побережье залива Бонапарта, во впадине Амадиес и Нгалия. Кроме того, в системе Аделаида известны мощные толщи карбонатных красноцветов и толщи с многочисленными псевдо­морфозами по гипсу и галиту.

На остальных территориях, за исключением северо-востока Южно-Американского и северо-запада Африканского континентов, существовали гумидные тропические условия. Доказательством такого типа климата служат повсеместное развитие оолитовых и органогенных известняков, большое число крупных биогермных массивов — археоциатово-водорослевых рифов. Последние из­вестны на территории Испании, Франции и Италии. Возможно, в отдельные промежутки времени местами существовали условия,

_{ПЛ« Ш« И}^/г _{ЦЕН "}

5 [ ♦ "| В р£Г"~] 7 | аг | в [ А "| 9 " 1 * 1 ¹⁵ I ° I " \«^\ ^П I ? I "

_{»т» Ш" ш»}

28

29

бокситы латерит-

угли; 5 — гипсы и ангидриты; 6 — соли каменная и калийная; 7 — оолитовые и хемо-доломиты и доломитизированные известняки; 9 — тиллиты; 10 — коры выветривания каолинит-гид-

Рис. 9.5. Климатическая зональность в кембрийском периоде (по Н. А. Ясаманову): / — аридные красноцветы; 2 — красноцветы континентальные слабокарбонатные и бескарбонатные; 3

ные и осадочно-латеритные; 4 ^г -

генные известняки; 8

рослюдистого состава; —- каолинитовые коры выветривания; 12 — марганцевые руды; 13 — осадочные руды железа; 14 — фосфориты; 15 — комплекс теплолюбивой (тропической) фауны; 16 — комплекс фауны умеренного климата; 17 — барьерные и береговые рифы; 18 — тропическая растительность; 19 — растительность субтропическая; 20 — раститель­ность умеренного климата; 21 — преобладание ксерофильных форм; 22 — значения палеотемператур, °С; 23 — тропический и экваториальный пояса; 24 ~ субтропический пояс; 25 — умеренный пояс; 26 — умеренно-холодный пояс; 27 — ниваль-ный пояс; 28 — области аридного климата; 29 — области переменного увлажнения

близкие к переменно-влажным, и предположительно в начале кембрия они здесь были даже аридными. Во всяком случае при­сутствие толщ зернистых фосфоритов в Монголии и желваковых фосфоритов в Китае (Юньнань) не только не противоречит этой мысли, а скорее подтверждает ее.

В областях гумидного тропического климата в широких мас­штабах осуществлялась мобилизация железа (Южные Аппалачи,

1 2*3 X 4 1 5 - в г т ф 8

П. 9 Д 10 • " •'" 13 > Н ^ 16 *^ ¹⁵

Рис. 9.6. Климатическая зональность и некоторые индикаторы климата на палео-

геодинамической основе для кембрийского периода: 1 — современные материки; 2 — морские бассейны; 3 — аридные красноцветы карбонатные; 4 — красноцветы бескарбонатные; 5 — латериты и латеритные коры выветривания; 6 — угли; 7 — гипсы и ангидриты; 8 — соли; 9 — карбо­наты; 10 .— тиллиты; И — теплолюбивая фауна; 12 — рифы; границы клима­тических поясов: 13 — экваториального; 14 — тропического, 15 — субтропи­ческого* 16 — умеренного

Англия, Корея, восток Китая) и марганца (Марокко, Алжир,. Англия). Присутствуют коры выветривания каолинитово-гидро-слюдистого типа и толщи существенно кварцевых песков и квар­цитов.

Климатическая зональность на палеогеодинамической основе показана на рис. 9.6.