Историческая геология

В Уачита-Мексиканской системе в глубоководных условиях продолжалось накопление глинистых, песчаных, а иногда и карбонатных осадков мощностью в первые сотни метров.

На окраинах океана в областях, испытавших поднятие, в частности в Восточной Гренландии и на о. Ньюфаундленд, происходили наземные и подводные извержения риолитов и андезитов. Их мощность превышает 3 км.

В пределах обширной Британо-Скандинавской системы сохранилась суша на севере Ирландии и Шотландии и в районе Восточного Финнмарка. Ее рельеф довольно расчлененный, так как в прилегающих бассейнах присутствуют как тонкозернистые, так и грубообломочные осадки. В осевой зоне по-прежнему существовали глубоководные условия и накапливались пелитовые осадки, впоследствии преобразованные в граптолитовые сланцы. В северном направлении они сменяются флишевыми толщами.

В конце силура поднятия охватили Восточно-Английский блок и Шпицберген. Складчато-надвиговые и метаморфические процессы и активные поднятия привели к возникновению расчлененной суши.

Одновременно и сопряженно с сужением Япетуса шло расширение западной части Палеотетиса, точнее Реикума. В восточной части Палеотетиса начинается поднятие осевой зоны Циляньшаня.



Рис. 11.3. Палеотектоническая реконструкция для раннего силура (проекция му). Условные обозначения



Меркатора с центром 0° с. ш. и 90° в. д.) (по В. Е. Хаину и К. Б. Сеславинскосм. на рис. 9.4

В западной части Палеотетиса в пределах Южных Альп, Саксо-Тюрингии и на Иберийском полуострове располагались глубоководные зоны, где накапливались глинистые и кремнисто-глинистые осадки. Шельф находился на востоке Центральноиберийской зоны. Вулканические извержения основного состава в подводных условиях происходили в пределах Южных Карпат и в Центральноиберийской зоне. В позднем силуре состав вулканитов стал кислым.

На севере Кавказской области располагался шельф, где происходило накопление песчано-глинистых осадков. На Большом Кавказе находился глубоководный бассейн с глинистым осадконакоплением.

В восточной части Палеотетиса вследствие поднятия осевой зоны началось формирование грубообломочного комплекса или морской молассы. Глубоководные участки сохранились в Куньлуне. Здесь происходило извержение андезитобазальтовых лав, а в перерывах между извержениями формировались граувакки.

В центральной части Урало-Охотского пояса возникает (возможно, это произошло уже в ордовике) новая ось спрединга, которая протягивалась по всей длине Палеоазиатского океана. Она проходила вдоль Оби, мимо оз. Зайсан через Китай в Южную Монголию и далее снова в Китай (Дунбэй) и к Охотскому и Японскому морям. В пределах Обь-Зайсанской и Джунгаро-Балхашской систем, которые являлись осевой частью Палеоазиатского океана, в глубоководных условиях происходили подводные излияния, а в промежутках между извержениями формировались сланцевые и кремнистые комплексы мощностью в несколько километров. На континентальном склоне, в пограничной области между Джунгаро-Балхашской системой и Казахстанским орогеном, накапливались терригенные осадки мощностью до 10 км

По составу осадков в Тянь-Шаньской системе выделены шельфовые зоны, в пределах которых накапливались карбонатно-терригенные комплексы и глубоководные с глинисто-сланцевым осадконакоплением.

В Дальневосточном поясе выделяется шельфовая и глубоководная область. В шельфовой области на древней (докембрийской) континентальной коре формировались карбонатно-терригенный и риолитовый комплексы В восточной глубоководной области на коре океанского типа отлагались глинистые и карбонатные осадки. В обрамлении Ханкайского массива происходили подводные базальтовые излияния и накапливались кремнистые и кремнисто-глинистые осадки. Сам Ханкайский массив служил областью сноса. В Корякском нагорье накапливались вулканогенные (андезитобазальтовые) и терригенные образования.

Палеоазиатский океан ограничивался шельфовыми зонами Алтае-Северомонгольского пояса, переходящими в сильно расчлененную сушу завершившей свое развитие северо-восточной части Алтае-Саянской области. В небольших, но глубоких впадинах располагались водоемы, многие из которых имели связь с открытым морем. В их пределах формировались молассы и разнообразные по составу и мощности грубообломочные толщи.

В шельфовой зоне, примыкавшей к Алтае-Северомонгольскому орогену, накапливались терригенные осадки, иногда рифовые известняки. На юго-западе Монголии распространены андезиты островодужного типа. С юга Алтае-Северомонгольский орогенный пояс обрамлялся зоной, в пределах которой существовала кора океанского типа, имелись проявления подводного вулканизма и шло кремнистое осадконакопление.

В Казахстанской орогенной области сократилась площадь остаточных морских бассейнов и расширились возвышенности и горные области. В морском прогибе в северо-западной части Прибалхашья и хр. Кетмень располагались рифовые массивы, ограничивающие заливы, где формировались мощные толщи конгломератов и грубозернистых песчаников. Мощности грубообломочных образований во впадинах Центрального и Южного Казахстана превышают 5 км.

В Западно-Тихоокеанском поясе отмечается вступление в орогенный этап развития Катазиатской системы юго-восточного Китая, а в Восточно-Тихоокеанском -- поднягия охватывают восточную зону Южных Анд.

*В общем в раннем силуре во всех подвижных поясах сохранялись глубоководные зоны с накоплением глинисто-кремнистых осадков и островные дуги с известково-щелочным вулканизмом.

Главным событием позднесилурийской эпохи_было окончательное закрытие основной части Япетуса, столкновение Гренландского выступа Северной Америки со Скандинавским Восточной Европы и несколько позже ее же Шотландского выступа с микроконтинентом Арморика и в результате начало становления складчатой горной системы Британских и Скандинавских каледоиид, получивших свое название от древнеримского названия Шотландии -- Каледония. Термин «каледониды» был распространен затем на все складчатые системы, возникшие в первой половине палеозойской эры, от ордовика до среднего девона включительно. Британо-Скандинавские каледониды, включившие также Восточную Гренландию и Западный Шпицберген, спаяли в единый крупный континент -- Лавруссию (Еврамерику) Северную Америку и Восточную Европу.

Орогенез конца силура -- начала девона проявился не только в Протоатлантическом поясе, но и в других подвижных поясах. В Урало-Охотском поясе он довершил консолидацию большей части Центрального Казахстана, за исключением Джунгаро-Балхашского бассейна, Северного Тянь-Шаня и Алтае-Саяно-Монгольской области, существенно затронув также Байкальскую горную область на северо-востоке и даже вызвав деформации осадочного чехла южной части Сибирского кратона. Тувино-Монгольский, Баргузино-Витимский и Центральномонгольский микроконтиненты окончательно сомкнулись с Сибирским континентом. Каледонский тектогенез затронул и часть пояса, смежную с Китайско-Корейским континентом.

В Средиземноморском поясе каледонские деформации затронули северную окраину его европейского сегмента, от Южной Англии, Северной Бельгии и Германии и далее вдоль юго-западной окраины Восточно-Европейского континента, замкнув здесь море Торнквиста. Но эти деформации продолжались и в первую половину раннего девона. В восточной части того же пояса они привели к формированию складчатого горного сооружения Циляньшаня, то же на его северной периферии.

В Западно-Тихоокеанском поясе областью проявления интенсивных деформаций той же эпохи была Катазиатская система юго-восточного Китая, но они частично затронули также Лахланскую систему Восточной Австралии.

В Восточно-Тихоокеанском поясе дислокации и поднятия конца силура охватили восточные зоны Южно-Американских Кордильер, но лишь на некоторое время прервали их погружение.

На остальной площади подвижных поясов продолжалось развитие вулканических дуг, в частности в Аппалачах и Ньюфаундленде, на Урале, в Южном Тянь-Шане, в Южной Монголии, в Лахланской системе Австралии, в Северо-Американских Кордильерах. В тылу этих дуг располагались глубоководные окраинные моря. Спрединг продолжался в осевой зоне Палеоазиатского океана, а также в Палеотетисе и, вероятно, в других палеоокеанах, включая Тихий.

Гондвана сохраняла свою монолитность и, как и раньше, испытывала на большей части своей площади слабое поднятие. Морские условия сохранялись в Сахаре, а восточнее, в Северной Африке и Аравии, чередовались с континентальными. Северные континенты были втянуты в поднятия, и здесь повсеместно наблюдалась регрессия.

11.4 Климатическая и биогеографическая зональность

В начале, силурийского периода на континентах продолжали господствовать сравнительно прохладные условия. Для этого времени известны небольшой мощности ледниковые толщи в Боливии, на севере Аргентины и на востоке Бразилии. Не исключено, что ледники покрывали некоторые районы Сахары, так как здесь обнаружены флювиогляциальные отложения. Мариногляциальные отложения известны на севере Ньюфаундленда и провинции Новая Шотландия в Канаде. По развитию тиллитов и ленточных глин оионтуривается область наиболее холодного климата на севере и северо-востоке Южно-Американского континента и на севере Африки (рис. 11.4 и 11.5).

В течение силура тропические условия существовали на значительной части Северо-Американского, Восточно-Европейского и на юге Сибирского континентов. Здесь развиты экстракарбонатные формации (т. е. карбонаты с высоким содержанием магния),



Рис. 11.5. Климатическая зональность силурийского периода на палинсиастической основе. Условные обозначения см. на рис. 9.6а среди терригенных толщ большая роль принадлежала олигомиктовым и мезомиктовым образованиям.

Известны карбонатно-сульфатные и соленосные отложения. Северный аридный пояс располагался в пределах Аляски, северо-западной и северной Канады, на Канадских Арктических островах и значительной части Гренландии. Южный пояс аридного климата находился в центральной части Северо-Американского континента, на ВосточноЕвропейской платформе и на западе Австралии.

В тропических морях существовали благоприятные условия для развития кораллово-брахиоподовой фауны. Выделяются по крайней мере три палеобиогеографические области. В наиболее обширной тропической области обособляются Европейская, Восточно-Африканская, Кордильерская, Сибирская, Центральноазиатская и Австралийская провинции. Две другие области, Мальвино-Кафрская и Восточно-Азиатская, характеризуются присутствием обедненных комплексов кораллов, брахиопод и граптолитов я по термическому режиму, возможно, являлись субтропическими областями.

Экваториальная область располагалась на Северо-Американском континенте между североканадским и центральноамериканским аридными секторами. Экваториальные влажные условия существовали в пределах Новой Земли, Урала, Центрального Казахстана и Алтае-Саянской области. В морях экваториальной области, имевших нормальную соленость, формировались органогенные и оолитовые известняки и располагались огромные рифовые постройки.

11.5 Полезные ископаемые

Некоторые залежи нефти в США приурочены к силурийским отлежениям. Силурийские осадочные комплексы включают толщи каменной соли, наиболее крупные запасы которой сосредоточены в пределах Северо-Американской платформы. В силурийское время образовались месторождения оолитовых железных руд в Клинтоне (США) и ряд более мелких месторождений и проявлений в Африке. С каледонскими кислыми интрузиями связаны месторождения золота Северного Казахстана, Кузнецкого Алатау и Горной Шории. Генетическую связь с ультраосновными интрузиями имеют месторождения хромита на Урале, а также асбеста на о. Ньюфаундленд и в провинции Квебек (Канада). С пегматитами связаны месторождения редких металлов в Аппалачах и Восточной Сибири.

Глава 12. Девонский период

Девонская система была установлена в 1839 г. А. Седжвиком и Р. Мурчисоном на территории Англии, в графстве Девоншир, по имени которого и была названа.

12.1 Стратиграфическое расчленение и стратотипы

Расчленение девонской системы было проведено в Арденнах на территории Бельгии, Франции и Рейнских Сланцевых гор в Германии. Девонская система подразделяется на три отдела (табл. 12.1).

Девонский период начался 408 (по данным французских геологов 410) млн лет назад и закончился 360 млн лет назад. Следовательно, продолжительность периода составляет около 50 млн лет.

Граница между силуром и девоном в настоящее время является единственной официально принятой Стратиграфической комиссией Международного геологического конгресса. Верхняя граница официально не утверждена. Ввиду того что в начале девонского периода продолжалась обширная регрессия, на чавшаяся еще в силуре, возникло множество разнообразных фациальных обстановок с разнохарактерной фауной. Это сильно затрудняет расчленение и сопоставление разрезов. Ввиду этого ярусное деление нижнего девона Рейнской области основано на морской фауне, а соответствующих по возрасту отложений Англии -- на остатках рыб, встречающихся в лагунно-континентальных отложениях.

Таблица 12.1 Общие стратиграфические подразделения девонской системы

Отдел	Ярус
Верхний	фаменский D3 fm франский D3f
Средний	живетский D2 gv эйфельский D2 ef
Нижний	эмский D1 e зигeнский D1 z (пражский) жединский D1 z (лохковский)

Жединский ярус, названный А. Дюмоном в 1848 г. по р. Жедин в Арденнах, объединяет нижние слои девона Арденнско-Рейнской области. Они представлены прибрежными фациями и трансгрессивно залегают на отложениях кембрия (отсюда вытекают трудности в определении точной границы с силуром). В стратотипе нижняя часть представлена конгломератами Фепан мощностью 10--40 м, аркозами Эбб мощностью 30 м и сланцами Моидрешон с прослоями песчаников. В песчаниках и сланцах находятся богатые комплексы брахиопод. В верхней части располагаются красные и бордовые сланцы с небольшими известковыми конкрециями, появляются прослои красных и зеленых песчаников и кварцитов. Общая мощность около 750 м. Они охарактеризованы остатками рыб.

Название «зигенский ярус» впервые употребил Э. Кайзера обозначив им в Рейнских Сланцевых горах граувакки. Наиболее/ полно зигенские граувакки представлены в области Зигерланд, где, развиты лагунные и прибрежно-морские фации с остатками рыб, двустворчатых моллюсков и брахиопод. Мощность отложений в стратотипическом разрезе составляет 4000 м.

Эмский ярус установлен К. Дорлодо в 1900 г. в местечке Эмс вблизи Кобленца в Рейнской области. Отложения этого яруса представлены толщей песчаников, кварцитов и сланцев с прослоями вулканических пород. Мощность достигает 2000 м. В слоях встречаются скопления брахиопод, двустворчатых моллюсков и изредка кораллов.

Ранее зигенский и эмский ярусы объединялись в один ярус^ который назывался кобленцским. Однако согласно решению Международной стратиграфической комиссии нижний девон ныне принимается в объеме трех ярусов.

Эйфельский ярус назван А. Дюмоном в 1848 г. по Эйфельским горам, где находится стратотипический разрез. Объем яруса видоизменен и после работ М. Дюссельдорфа в 1937 г. принят в объеме кальцеоловых и верхнекультриюгатовых лаупхерских слоев со стратотипом в Веттерльдорфском разрезе Эйфельских гор. Здесь обнажается толща мергелей, плитчатых известняков, известковых песчаников и кораллово-строматопоровых известняков, мощностью около 450 м. В толще в большом количестве встречаются кс.рраллы родов Favosites, Calceola, Damophyllum и остатки цефалопад.

Живетский ярус выделен в Арденнах Омалиусом д'Аллуа в 1839 г. Название происходит от г. Живе, расположенного в Северной Франции. Этот ярус объединяет отложения, охарактеризованные стрингоцефаловыми брахиоподами, присутствием кораллов и реже трилобитов. Слагается ярус известняками и известковыми сланцами, органогенными и органогенно-обломочными известняками.

Франский ярус установлен в 1862 г. Омалиусом д'Аллуа в Бельгии. Название получил от дер. Фран близ г. Кувена. В стратотипическом разрезе слагается сланцами и рифовыми кораллово-строматопоровыми известняками, мощностью около 500 м. Охарактеризован брахиоподами, кораллами и двустворчатыми моллюсками.

Фаменский ярус впервые выделен в Арденнах А. Дюмоном в 1855 г. Название получил от местности Фамен в Бельгии. Здесь развиты песчаники, сланцы с прослоями известняков. В стратотипической местности характеризуется большой изменчивостью. В морских отложениях присутствуют кораллы и брахиоподы, а в лагунных -- остатки рыб и отпечатки растений.

В последние годы многие исследователи предлагают вместо жединского и зигенского выделять лохковский и пражский ярусы, установленные в разрезах Баррандова синклинория в Богемском массиве в Чехии. Здесь же находится признанная граница девона и силура, проводимая между пшндольским и лохковским ярусами.

12.2 Органический мир

В конце раннего палеозоя произошло вымирание, а в ряде случаев простое угасание многих групп организмов, некогда широко распространенных на Земле. После них возникли новые группы животных и растений, которые и определили облик органического мира позднего палеозоя. Главное отличие состояло s том, что жизнь стала развиваться не только в морях и пресноводных бассейнах, но и на суше. В позднем палеозое широко расселились наземная растительность и сухопутные позвоночные. Вместе с тем жизнь в морях продолжала эволюционировать. Появились первые аммоноидеи с простой лопастной линией, достигли расцвета четырехлучевые кораллы, мшанки, фузулиниды, некоторые отряды замковых брахиопод.

В изменении состава органического мира на рубеже раннего и позднего палеозоя повинны не только поступательное эволюциэнное развитие, но главным образом изменения условий среды обитания. Эти изменения были вызваны интенсивными проявлениями тектонических движений, изменениями палеогеографических обстановок, состава атмосферы и космическим воздействием.

Органический мир морей в целом был более разнообразен, чем: в силуре. Характерной особенностью девона является преобладающее. развитие разнообразных рыб. Нередко его даже называют периодом рыб. В это же время началось угасание граптолитов, цистоидей, трилобитов и наутилоидей. Широко распространены были переживавшие период своего расцвета замковые, брахиоподы, четырехлучевые кораллы, табуляты, морские лилии. Наиболее характерные организмы представлены на рис. 12.1.

Количество родов замковых брахиопод в девоне достигло максимального значения за все время их существования. Особенно разнообразны спирифериды (Euryspirifer, Cyrtospirifer), ат,рипнды (Atrypa, Karpinskia), ринхонеллиды (Hypothyridina, Junannella, Ladogia) и теребратулиды. Широко распространились представители надсемейства продуктит. Брахиоподы, отличающиеся богатством видов и быстрой изменчивостью во времени, являются самой важной группой, используемой при детальном расчленении девонских отложений.

В девонском периоде широкое развитие получили также аммоноидеи. Они длительное время, вплоть до конца мезозоя, были одной из самых распространенных и важных в стратиграфическом отношении групп морских животных. В начале девона появились агониатиты (Timanites) и гониатиты (Tbrnoceras). В начале позднего девона возникли Clymenia, которые по типу лопастной линии и форме раковины были сходны с гониатитами, но отличались тем, что сифон у них был приближен к спинной стороне. Их жизнь была короткой, и уже в конце девона климении исчезли.

Одновременно с развитием аммоноидей происходило угасание другой группы головоногих моллюсков -- наутилоидей. Особенно быстро вымирали представители наутилоидей, обладавшие прямой раковиной.

Дальнейшее развитие получили кораллы. Хотя по сравнению с силуром количество табулят уменьшилось, но большое значение стали приобретать четырехлучевые кораллы (Calceola). Последние вместе с мшанками и строматопороидеями принимали участие в построении рифов.

Среди беспозвоночных были широко развиты также ракоскорпионы, остракоды, тентакулиты, морские лилии, бластоидеи, рецептакулиты, губки, фораминиферы, древние морские ежи, двустворчатые и брюхоногие моллюски и особенно конодонты. Последние имеют важное стратиграфическое значение.



Рис. 12.1. Характерные представители девонских организмов: Брахиоподы: / -- Karpinskia; 2 -- Euryspirifer; За и 36 -- Stringocephalus; 4 -- Cyrtospirifer; 5а и 56--Hypothyridina. Климении: 6 -- Clymenia. Агониатиты: 7-- Timanites. Гониатиты: 8 -- Tornoceras; 9 --Anarcestes. Криноидеи: 10 -- Cupressocrinus. Кораллы: 11 -- Calceola. Двоякодышащая рыба: 12 -- Dipterus. Кистеперая рыба: 13 -- Holoptychius. Земноводные: 14 -- Ichthyostega. Риниофиты: 15 -- Psilophyton; 16 -- Asteroxylon; 17 -- Rhynia

Все возрастающее значение стали приобретать позвоночные. Среди них главенствующее положение занимали рыбы: панцирные, хрящевые и костные, -- а также бесчелюстные рыбообразные организмы. У панцирных или пластинокожих рыб голова и передняя часть туловища были покрыты мощным панцирем из твердых крупных пластин. Они вели малоподвижный образ жизни. Хрящевые или акуловые появились в середине девона, но новый расцвет испытали в мезозое. Большим разнообразием обладали костистые рыбы, среди них многочисленные представители жистеперых, лучеперых и двоякодышащих (Dip'teris). Кистеперые р-ыбы (Holoptychius) обладали веретенообразным телом и массивными плавниками, которые не только служили средством плавания, но и помогали перемещаться по дну. Сходство скелетов плавников кистеперых рыб со скелетами конечностей земноводных дало основание считать их предками земноводных животных.

Девонские моря были населены разнообразными водорослями, причем известковые водоросли вместе с кишечнополостными принимали участие в строительстве рифовых тел.

Считается, что крупная регрессия на рубеже силура и девона активизировала выход растений на сушу и способствовала их *быстрому расселению и приспособлению 'к наземному образу жизни. В раннем и среднем девоне на суше господствовали риниофиты, которые росли в основном в заболоченных ландшафтах. В конце девона риниофиты повсеместно вымерли. В среднем девоне вместе с риниофитами существовали уже все основные группы споровых растений. Это плауновые, членистостебельные и папоротники, а в конце девона появились и первые представители голосеменных; многие из кустарниковых превратились в древовидные. Большим распространением в позднем девоне пользовались представители разноспорового папоротника Archaeopteris, поэтому нередко позднедевонскую флору называют археоптерисовой.

Наземная растительность в основном развивалась в приморских областях, чему весьма благоприятствовал мягкий теплый и влажный кл.имат. Более удаленные от моря части континентов в это время были лишены растительности.

12.3 Палеотектонические и палеогеографические условия

В итоге каледонского орогенеза обстановка на земном шаре к началу девона заметно изменилась. Возникли и продолжали воздыматься в раннем девоне горные сооружения в Северо-Атлантическом регионе, включая теперь и Северную Гренландию, в Центральном Казахстане и Северном Тянь-Шане, в Алтае-Саяно-Монгольской и Байкальской области, Циляньшане и Катазии, на западе Лахланской системы Австралии и в южной половине Анд. Продукты размыва этих сооружений заполняли межгорные и предгорные (например, перед Циляньшанем) впадины в виде молассовых толщ, которые впервые с этого времени получили столь широкое развитие. Новым элементом, по крайней мере для палеозоя, явилось образование краевого вулканоплутонического пояса андского типа в Центральном Казахстане, на границе каледонид и остаточного Джунгаро-Балхашского бассейна, интенсивно заполнявшегося обломочным материалом. Подобный пояс возник и в Центральной Монголии. Поднятия охватили и платформенные части северных континентов, вызвав здесь дальнейшую регрессию моря. Они распространились на Гондвану, за исключением ее западной части -- Южной Америки, Антарктиды и крайнего юга Африки.

Спрединг продолжался в Уральском и Южно-Тяньшаньском бассейнах, а также в осевой зоне Урало-Охотского пояса, простиравшейся через Зайсан, Южную Монголию, Большой Хинган и кулисообразно подставлявшейся Монголо-Охотской системой, на западе начинавшейся энсиалическим бассейном в тылу упоминавшегося выше вулканоплутонического пояса, обрамлявшего Южно-Монгольский сегмент Палеоазиатского океана.

На севере европейской части Средиземноморского пояса (Палеотетиса) возникла новая ось спрединга, породившая внешние зоны европейских герцинид -- Реногерцинскую, Южно-Португальскую. Спрединг продолжался, очевидно, и в осевой зоне Палеотетиса, включая ее индокитайские ветви. Продолжалось и развитие вулканических дуг в тех же сегментах подвижных поясов, что и в позднем силуре (см. выше).

Лаврусоия в раннем девоне располагалась в экваториальных широтах, Казахстания -- в тропической зоне, Сибирь, Китай и Корея -- в умеренных широтах Северного полушария, в то время как Гондвана целиком находилась в Южном полушарии, в его умеренных и высоких широтах (рис. 12.2 и 12.3).

В среднем девоне континент Лавруссия, образованный к началу девона в результате столкновения Северной Америки и Восточной Европы (Балтики, Фенносарматии), продолжал испытывать интенсивное поднятие, особенно его водораздельный хребет, образованный североатлантическими каледонидами. Продукты размыва этого хребта и прилегающей суши, представленные красноцветными обломочными осадками «древнего красного песчаника -- Олдреда», накапливались в межгорных и предгорных прогибах Гренландии, Британии, Скандинавии и Шпицбергена.

В течение самой среднедевонской эпохи по периферии Лавруссии возникли новые складчатые горные сооружения, опоясавшие ее с юга и северо-запада. К ним относится прежде всего складчатая система Ньюфаундленда и Северных Аппалачей; породивший ее пмпульс сжатия получил название акадской эпохи орогенеза. Он сопровождался внедрением многочисленных плутонов гранитоидов. После акадского диастрофизма на площади Северных Аппалачей и Ньюфаундленда вскоре установился платформенный режим. В Южных Аппалачах акадский орогенез проявился слабее и не привел к завершению геосинклинального развития. Причину акадского орогенеза усматривают в столкновении с североамериканской частью Лавруссии микроконтинента Авалония.

В мелководной части Западно-Канадского бассейна возникли протяженные барьерные рифы. В заливах, отграниченных от открытого моря рифами, а также в Иллинойском, Мичиганском, Прииннуитском бассейнах и в бассейне Гудзонова залива в условиях повышенной солености отлагались эвапориты. К концу девона соленость морских вод стала нормальной и эвапоритовое осадконакопление сменилось карбонатным и карбонатно-глинистым. Повышенная соленость морских вод в позднем девоне была характерна только для южной части Западно-Канадского бассейна, ограниченного рифами. Среди осадков в основном преобладали разнообразные доломиты, а гипсы и ангидриты имели подчиненное значение.

Рис. 12.2. Положение материков и океанов в девонском периоде (по Л. П Зоненшайну, с дополнениями). Условные обозначения см. на рис. 93

На юго-востоке и востоке платформы верхний девон представлен характерным комплексом черных битуминозных сланцев. Они распространены от Гудзонова залива до Аризоны на юге. Располагавшиеся на северной и восточной перифериях Северо-Американской платформы орогенные области представляли собой возвышенные равнины и низкогорья. В ряде районов существовали узкие межгорные прогибы, заполняемые молассой.

Регрессия охватила и восточную часть Лавруссии. БалтийскоМосковский бассейн в раннем девоне превратился во внутриконтинентальный, временами пересыхающий засолоненный водоем. В его периферических зонах отлагались песчано-глинистые русловые, пойменные, дельтовые и карбонатно-терригенные лагунные осадки мощностью в несколько десятков метров. На юге-западе платформы, в сильно сократившемся Волыно-Подольском бассейне, накапливались терригенно-карбонатные осадки.

Значительные территории Восточно-Европейской платформы представляли денудационную низменность с небольшими холмисто-увалистыми водоразделами. Крупные возвышенности и низкогорья располагались только на северо-западе, где находился завершивший свое развитие Британо-Скандинавский подвижный пояс. Во второй половине девона во время развития трансгрессии наиболее низменные участки платформы были затоплены морем. Максимум трансгрессии пришелся на живетский век. В центральных частях морского бассейна в условиях повышенной солености накапливались пласты каменной соли, гипса и доломитов. В прибрежной зоне и на приморских низменностях были распространены красноцветы. В конце девона ранее континентальные области оказались затопленными морем и возросла роль карбонатов. В пределах Днепровско-Донецкого авлакогена изливались лавы щелочно-базальтового типа. Впоследствии эта относительно глубоководная область с некомпенсированным прогибанием превратилась в лагуну с эвапоритовым осадконакоплением. Кроме этого района эвапориты продолжали осаждаться в центральной, западной и южной областях платформы. Наряду с этим происходило формирование относительно глубоководных битуминознокремнистых осадков так называемого доманика в северной и северо-восточной частях Восточно-Европейской платформы.

В Западной и Центральной Европе эквивалентом акадского орогенеза является лигерийская эпоха деформаций. Она привела к складчато-надвиговым деформациям и гранитообразованию в полосе, протягивающейся от южной части Армориканского массива Франции до Богемского массива в центре Европы, и затронула также центральную зону палеозойского массива Иберийского полуострова. Эта полоса складчатых сооружений не примкнула непосредственно к основному телу Лавруссии, а продолжала отделяться от нее узким, но все еще глубоководным бассейном, осевая часть которого отвечала Реногерцинской зоне среднеевропейскихгерцинид. Предполагается, что формирование лигерийской складчатой цепи явилось результатом коллизии между Авалонским микроконтинентом и более южными микроконтинентами -- также отторженцами Гондваны.

Деформации среднедевонской эпохи затронули, однако, и центральную часть Лавруссии -- зону североатлантических каледонид, где вызвали складчатые дислокации нижней части молассовой формации Олдреда, отделив ее несогласием от верхней части.

Лавруссия в среднем девоне своей центральной частью располагалась на экваторе. На значительном расстоянии к северо-востоку от нее, уже в умеренных широтах, находился Сибирский континент. К этому времени он нарастился за счет причленения Тувино-Монгольского и Баргузино-Витимского микроконтинентов, а также каледонид Западного Саяна и Алтая.

Рис 123 Палеотектоническая реконструкция для раннего девона (проекция скому) Условные обозначения

Меркатора с центром 0° с ш и 90° в д) (по В Е Хаину и К Б Сеславин см на рис 9 4

Начиная с раннего девона территория Колымо-Омолонского и Тайганосского массивов стала интенсивно прогибаться и отделилась от Сибирской платформы (возможно, это произошло в раннем палеозое). Сократился в размерах Тунгусский бассейн. Он расчленился протяженными участками островной суши и приобрел облик полузамкнутой лагуны. В его пределах временами соленость повышалась. Наряду с глинами и алевролитами здесь имеются мощные пласты гипса, а иногда встречаются слои каменной соли. Аналогичные осадки распространены в низовьях Хатанги. В Таймырском бассейне соленость вод оставалась нормальной и преобладало осаждение карбонатов. Такие же условия существовали в Яно-Колымском бассейне.

Максимальные размеры Тунгусский морской бассейн имел в середине франского века. Преобладали карбонатные и эвапоритовые осадки, которые свидетельствуют о полузамкнутом характере бассейна и периодическом изменении его солености. Повышенная соленость вод была характерна и для Хатангского бассейна. Таймырский бассейн, соединявшийся во время наибольших трансгрессий с Тунгусским, характеризовался большими глубинами, нермальной соленостью вод и осаждением на западе глинисто-карбонатных отложений доманикового типа. В Вилюйском бассейне в конце девона происходили излияния платобазальтов и отлагались континентальные пески. В фаменском веке в его пределах формировался гипсоносный и сольносный комплекс.

На территории Чукотки и Новосибирских островов, относящихся к Гиперборейской платформе, накапливались карбонатные и карбонатно-терригенные отложения. Со стороны Палеоазиатского океана, имевшего еще значительную ширину, Сибирский континент окаймлялся краевым вулканоплутоническим поясом, в тылу которого широко проявлялся рифтогенный щелочно-базальтовый вулканизм. Уральская периферия океана по-прежнему представляла активную окраину с вулканическими островными дугами, которые существовали и в области будущего Южного Тянь-Шаня.

Палеоазиатский океан разделялся на востоке на два бассейна Казахским континентом, существенно увеличившимся в размерах в северо-восточном направлении за счет причленения области каледонской складчатости. В среднем девоне произошло дальнейшее, хотя и небольшое, расширение этой области в связи с проявлением в районе Караганды новых деформаций сжатия. Их относят к тельбесской эпохе, выделенной восточнее, в Алтае-Саянской области, и эквивалентной акадской эпохе Северной Америки и лигерийской Западной Европы. С востока и юго-востока Казахстания была окаймлена мощным краевым вулканоплутоническим поясом, отделявшим ее от Джунгаро-Балхашского бассейна, принадлежавшего южной, Тянь-Шаньской, ветви Палеоазиатского океана. В тылу этого пояса происходило погружение Тенизской и Джезказганской впадин, заполнявшихся красноцветной континентальной молассой.

Китайско-Корейский континент располагался в умеренных широтах Северного полушария к востоку от Сибирского, отделяясь от него Палеоазиатским океаном. На юго-востоке к нему примыкала новообразованная, продолжавшая воздыматься каледонская складчатая система Циляньшаня с молассовым прогибом перед нею. Западнее располагался Таримский континент, а юго-восточнее Южно-Китайский (Янцзы), заметно увеличившийся в размерах после причленения Катазиатской каледонской складчатой системы, к этому времени уже закончившей свое орогенное развитие. Лишь по ее восточной периферии, в современной прибрежной зоне и на шельфе Южно-Китайского моря, сохранялись условия геосинклинального погружения. Находившиеся южнее ЮжноКитайского континента Синобирманский (Шанский) и Индосинийский микроконтиненты испытывали поднятие, первый относительное, а второй и абсолютное.

Внутренние, платформенные, области северной группы континентов, особенно Восточно-Европейского, развивались в среднем девоне под знаком нарастающей трансгрессии или во всяком случае расширения области осадконакопления. Кроме того, на Восточно-Европейской и Сибирской платформах начался активный рифтогенез, сопровождавшийся излияниями и внедрениями продуктов щелочно-базальтовой магмы.

Суперконтинент Гоцдвана продолжал сохранять в среднем девоне свою монолитность и тенденцию к преобладанию поднятий. Он по-прежнему располагался целиком в Южном полушарии, достигая его высоких широт. Относительные опускания с накоплением морских осадков охватили Сахарскую плиту, впадины Южной Америки -- Амазонскую, Мараньон, Парана, а также крайний юг Африки и полосу вдоль Трансантарктического хребта.

Режим активных окраин был свойствен южноамериканскай, антарктической и восточноавстралийской перифериям Гондваны. При этом здесь почти повсеместно происходили энергичные поднятия, а промежуточные прогибы заполнялись осадками типа флиша и моласс. На востоке Австралии развитие Лахланской системы завершилось эпохой складчатости, получившей название таббераберской.

Гондванский суперконтинент и северная группа континентов разделялись широкой широтной полосой океана Палеотетис. Его южная окраина была пассивной, а северная -- активной, с микроконтинентами, островными дугами и окраинными морями. Ширина была максимальной на западе, между Северной Америкой, с одной стороны, и Южной Америкой и Африкой -- с другой, а также на востоке, между Восточной Европой и Аравией и далее, и минимальной между Западной Европой и Африкой, а также на крайнем востоке, между Южным Китаем, Синобирманией и Индосинией на севере и Австралией и Антарктидой на юге.

Позднедевонская эпоха характеризуется прежде всего общим снижением тектонической активности, особенно на конвергентных границах плит, и нарастающей морской трансгрессией, обуслов-

Рис. 12.4. Палеотектоническая реконструкция для позднего девона (проекция скому). Условные обозначения

Мериатора с центром 0° с. ш. и 90° в. д.) (по В. Е. Хаину и К. Б. Сеславинсм. на рис. 9.4.

ленной общим повышением уровня Мирового океана (рис. 12.4). Снижение тектонической активности выразилось в затухании поднятий в пределах каледонских, включая акадские и синхронные с ними, складчатых систем, что привело к их пенепленизации, затоплению морем и началу накопления осадочного чехла. Последнее наиболее четко наблюдается в Британии и Центральном Казахстане, а в юго-восточном Китае и частично в Восточной Австралии платформенный режим начал устанавливаться уже в среднем девоне.

Однако общая тектоническая и географическая ситуация в позднем девоне мало изменилась по сравнению со средним девоном. Главное и существенное изменение состояло в том, что удаление друг от друга трех из крупнейших континентальных глыб Восточного полушария -- Лавруссии, Сибири и Казахстании, а также Тарима сменилось их сближением. Это привело к началу сокращения размеров всех бассейнов Палеоазиатского океана -- Уральского, Туркестанского (Тянь-Шань), Монгольского. В них появились или продолжали свое развитие многочисленные вулканические дуги, расположенные над соответствующими зонами субдукции океанской литосферы.

В пределах Урала расширились островные поднятия и шельфовая область. В условиях нормальной солености вод здесь отлагались известковые, реже доломитовые и песчано-глинистые осадки. В восточной, глубоководной зоне продолжалась вулканическая деятельность. В составе вулканитов кроме базальтов большую роль играют андезиты. В промежутках между извержениями отлагались тонкие терригенные и кремнистые осадки. Во второй половине девона интенсивные погружения на Урале сменялись кратковременными регрессиями. Такая дифференциация движений отразилась на условиях осадконакопления. Большое распространение в прибрежных зонах получили рифогенные фации. Протяженные рифовые массивы отделяли от открытого моря участки, где условия осадконакопления сильно менялись. В осевой части Урала возникла протяженная островная суша. Ее размеры с течением времени увеличивались. В условиях жаркого климата на островах формировались залежи бокситов, в пределах континентального склона -- турбидиты. В составе вулканитов преобладали андезиты. В восточной части Уральского пояса уменьшились масштабы базальтового вулканизма и глубоководного осадконакопления. Так же как и на западе, ведущую роль играли здесь рифогенные карбонаты. В течение второй половины девона в центральной части Новой Земли происходили подводные излияния базальтов и осаждались терригенные и кремнистые толщи, вероятно, в глубоководной обстановке.

В раннем девоне в Центральноазиатском поясе происходило интенсивное прогибание. Особенно сильно прогибались Обь-Зайсанская, Южно-Монгольская и Монголо-Охотская системы. На их территориях формировались вулканиты основного состава, кремнистые и глинистые глубоководные осадки. В Южной Монголии в северном направлении они сменялись базальтово-андезитовой ассоциацией островодужного типа. Далее к северу располагался тыловой бассейн, в котором накопилось почти 3 км песков и глин.

В среднем и позднем девоне Центральноазиатский пояс вступил в зрелую стадию развития. Это выразилось в расширении шельфовых зон и областей накопления флиша и в усилении андезитового вулканизма в Обь-Зайсанской, Южно-Монгольской и Монголо-Охотской системах. На шельфе и континентальном склоне накапливались терригенные толщи. Вулканизм представлен островодужными известково-щелочными ассоциациями. С течением времени постепенно исчезают глубоководные области. Только на юге Монголии сохранился глубоководный бассейн с глинистокремнистым осадконакоплением. В районах Большого и Малого Хингана продолжался островодужный андезит-риолитовый вулканизм. Здесь на континентальном склоне накапливались карбонатк»-терригенные осадки и формировались турбидиты.

В противоположность Палеоазиатскому океану смежная, восточная, часть Палеотетиса в позднем девоне продолжала расширяться, а в его западном сегменте, особенно между Западной Европой и Африкой, напротив, шло сближение микроконтинентов, некогда отделившихся от Гондваны, с их «материнским» суперконтинентом (см. рис. 12.4). Приближался к своему закрытию северный бассейн Палеотетиса в Западной Европе и Аппалачах. Происходило сближение между Западной Гондваной и Лавруссией, но к концу девона их все еще разделяло расстояние в 2500 км.

Деформации сжатия в позднем девоне имели значительно меньшее распространение, чем в среднем. Они проявились в основном в Иннуитской системе, включая север Аляски и, вероятно, зону подводного хребта Ломоносова. Эти деформации являлись следствием продолжающегося столкновения Гипербореи с Лавруссией. Складчато-надвиговые деформации затронули также западную окраину Лавруссии; они получили название антлерского ортенеза; он примерно одновременен элсмирскому орогенезу северной окраины, о котором речь шла выше. Далее к западу простиралась активная окраина, включавшая вулканическую дугу и задуговый бассейн. На восточной, Уральской, окраине Лавруссии в середине эпохи началось надвигание островных дуг на континент с образованием мощной флишевой толщи перед фронтом надвига. Наконец, на южной, также активной окраине Лавруссии импульс сжатия, предваряющий полное закрытие Среднеевропейского окраинного бассейна Палеотетиса, приходится на рубеж девона и карбона; он извесген как бретонская фаза орогенеза. Эта фаза открывает уже герцннскую эру тектогенеза, в то время как акадской заканчивается каледонская эра.

Между тем восточная часть Лавруссии развивалась под знаком господства процессов растяжения. Это выразилось в формировании двух крупных рифтовых систем, сходящихся в юго-восточном, прикаспийском, углу континента, -- субширотной Припятско-Днепровско-Донецкой н субмеридиональной Баренцевско-Каспийской. Процесс рифтогенеза усилился, и на востоке Сибирского континента возникли Вилюйский рифт и рифты Верхояно-Колымской области (см. рис. 12.4). И в Восточной Европе, и в Сибири рифтогенез продолжал сопровождаться базальтовым, повышенной щелочности вулканизмом. Вместе с тем Лавруссия в начале эпохи испытала нарастающую трансгрессию моря, в особенности ее западная, североамериканская, часть. Эта трансгрессия к концу эпохи сменилась регрессией.

Китайско-Корейский и Таримский континенты сохранили свое положение и на большей своей площади испытывали абсолютное поднятие, равно как и Индосинийский микроконтинент.

Гондвана, сохраняя свою монолитность, начала также подвергаться рифтогенезу: образовались рифты Саура-Угарта в Северной Африке, Карнарвон, Фицрой, Амадиес в Австралии При этом она стала смещаться к северу, хотя значительная ее часть оставалась в полярных широтах Южного полушария. В некотором противоречии с глобальной тенденцией Южная Америка и Африка испытали некоторую регрессию моря; трансгрессия проявилась лишь в пределах ближневосточного выступа суперконтинента

Активные окраины Гондваны -- южноамериканская антарктическая, австралийская -- в основном продолжали развиваться в орогенном режиме. В Австралии орогенная область расширилась к северу и востоку и отделилась от океана краевым вулканоплутоническим поясом.

12.4 Климатическая и биогеографическая зональность

Климатическая зональность в девонском периоде бьпа более четкой чем в начале палеозоя. В течение раннего и среднего девона Урал и прилегающие области Восточно-Европейской платформы располагались в экваториальном поясе, где среднегодовые температуры составляли 28-31 °С. В Закавказье в это время средние температуры изменялись в пределах 23--28 °С что соответствует тропическому поясу. Аналогичные температуры существовали в Западной Австралии, что установлено по изотопам кислорода и углерода в кальцитовых раковинах брахиопод.

Исходя из широкого распространения индикаторов тропического и экваториального климата, можно предполагать что на всех материках в девоне существовал высокий температурный режим По степени увлажненности выделяются аридные и гумидные пояса, разделенные зонами переменно-влажного климата (рис 12.5). В пределах аридной области развиты континентальные гипсоносные и карбонатные красноцветы, эоловые фации, а также высокомагнезиальные карбонаты, доломиты и эвапориты

В среднем девоне аридный климат господствовал на значительной части Канады. Соленакопление кроме Аппалачского и Виллистонского бассейнов происходило на территории провинций Альберта и Саскачеван, в бассейне р. Маккензи. В позднем дево не границы аридного пояса оконтуриваются развитием эвапоритовой формации.



Показателями высокой засушливости в среднем и позднем девоне в Восточной Европе, Сибири и на Китайско-Корейской платформе были не только типичные аридные красноцветы, слои каменной соли и гипса, разнообразные сульфатно-карбонатные осадки, пролювиальные и эоловые фации, но и наличие на поверхностях микрослоистых песчаников и доломитов следов усыхания и выделения кристаллов гипса и соли. Толщи каменной соли известны в Припятской, Днепровско-Донецкой и Московской впадинах. В связи с нарастанием трансгрессии аридность ослабевает и засушливость становится сезонной. Именно в результате господства такого климата образовались весьма пестрые по составу толщи, когда сульфатно-эвапоритовые слои многократно сменяются пачками органогенных известняков, а на приморских низменностях аридные красноцветы переслаиваются с толщами каолинитовых глин, сидеритами и шамозитовыми рудами.

На ослабление аридности в Казахстане указывает появление красноцветов аллювиального и озерного происхождения, в которых присутствуют прослои тонких и хорошо отсортированных кварц-аркозовых и кварц-полевошпатовых песков.

Аридные красноцветы, сульфатно-карбонатные и эвапоритовые осадки были широко распространены в Сибири. В Тунгусской впадине и в Хатангском прогибе в лагунно-континентальных условиях формировались красноцветы со слоями доломитов, гипсов, ангидритов каменной и калийных солей. Крупные солеродные лагуны находились на западе и северо-западе Анабарского массива. Широко развиты эвапориты в Вилюйской впадине.

В связи с нарастанием увлажнения в конце девона в Восточной Сибири проявляются слои, обогащенные гидрооксидами железа и оксидами марганца. Среди континентальных пестроцветных терригенных толщ появляются пласты кварцевых песчаников и алевролитов и горизонты, обогащенные конкрециями сидерита и фосфоритов.

На значительных пространствах Южно-Американского, Африканского и Австралийского континентов господствовали аридные тропические условия. Именно в таких условиях были сформированы континентальные гипсоносные и карбонатные красноцветы, сульфатно-карбонатные и эвапоритовые толщи. Лишь в некоторых районах Гондваны, в частности в центральных районах Уругвая, в Аргентине и на юге Австралии, в раннем девоне господствовали гумидные условия. Здесь широким распространением пользовались мономиктовые и олигомиктовые толщи, нередко содержащие остатки влаголюбивых растений. Глины в основном каолинитового состава.

На протяжении девона гумидный климат господствовал на крайнем северо-западе Северо-Американского континента, на Урале, на юге и северо-востоке Азии, на северо-востоке Африки. Во всех перечисленных регионах в морях накапливались рифогенные известняки, располагались рифовые массивы, а мелководныеучастки все время сохраняли нормальную соленость морских вод. Континентальные осадки представлены сероцветными толщами, обогащенными каолинитом. Много остатков папоротниковых, имеются прослои угля, в частности на Аляске, о. Батхерст в Канадском Арктическом архипелаге. Углистые сланцы и тонкие терригенные породы, обогащенные углистыми частицами, известны на Тимане, в Юго-Восточной Азии.

По режиму увлажнения в Евразии удается выделить и область с переменным увлажнением. Такой климат господствовал в Лавруссии, Казахстане и Сибири.

Экваториальные условия были свойственны Тиману, Уралу, Алтае-Саянской области и Южному Китаю. На Северо-Американской платформе экваториальные условия предположительно существовали на юге США и на севере Мексики, а в Австралии -- в ее северо-восточной части.

Регрессия в раннем девоне, когда возникло множество изолированных и полуизолированных бассейнов, способствовала обособлению фаунистических комплексов. В среднем и позднем девоне общение между морями стало более свободным и разница между комплексами организмов стала менее заметной.

На территории Евразии выделяется Урало-Тяньшаньская провинция, соответствующая экваториальному поясу.' Она характеризовалась развитием кораллово-строматопоровых рифов, многочисленными скоплениями брахиопод. В тропических условиях развивалась фауна Арденно-Рейнской, Салаиро-Алтайской провинций, а в несколько более умеренных условиях -- комплексы Арктической провинции. Последняя, охватывая Таймыр и ВерхояноЧукотский регион, протягивалась на территорию Аляски. Во всех перечисленных провинциях отсутствуют крупные рифовые постройки, меньше кораллов, однообразнее видовой и родовой состав другой фауны. В конце среднего девона обособившаяся Алтае-Саянская провинция имела тесную связь с Монголо-Охотской и Китайской провинциями. На протяжении всего девона существовала Джунгаро-Балхашская провинция и только в позднем девоне обособилась Восточно-Европейская. Кроме перечисленных выделяются Кордильерская, Аппалачская, Австралийско-Новозеландская и Мальвино-Кафская провинции. Последняя охватывала территорию Южной Америки и юг Африки.

Перечисленные провинции характеризуются развитием эндемичных родов и видов, а временами и семейств брахиопод, кораллов и строматопор.

12.5 Полезные ископаемые

Специфика палеогеографических и палеотектонических условий предопределила формирование и локализацию экзогенных полезных ископаемых. В зонах влажного климата формировались самые древние в истории Земли угольные пласты. Месторождения этого возраста известны на о. Медвежий в Норвегии, на Тимане и северо-востоке Кузнецкой впадины (месторождение Барзас). На Тимане распространены битуминозные сланцы. Девонский возраст имеют важные нефтегазоносные горизонты Волго-Уральской и Тимано-Печорской областей, Припятского прогиба, месторождений Канады, США, Амазонской впадины и Сахары.

...