Каменноугольный период

Контрольная работа

по геологии

"Каменноугольный период"

2009

Введение

Каменноугольная, или карбоновая, система выделена в 1822 г. английскими геологами У. Конибиром и У. Филлипсом в Западной Европе. Современный ее объем установлен в 1839 г. А. Седжвиком и Р. Мурчисоном. Свое название система получила по наличию в ее составе большого количества пластов каменного угля. Каменноугольный период начался 360 млн. лет назад и завершился 286 млн. лет назад, т. е. его продолжительность порядка 70 млн. лет.

1. Стратиграфическое расчленение и стратотипы

Подразделение каменноугольной системы на отделы и ярусы в различных странах проведено по-разному ввиду больших отличий в геологической истории и в составе отложений. В Англии, Бельгии, Франции и Германии карбон делится на два отдела. Это обусловлено тем, что нижняя часть системы представлена морскими отложениями, а верхняя -- континентальными. Двучленное деление каменноугольная система имеет также на территории США. Здесь выделены миссисипский и пенсильванский отделы. Оба они рассматриваются в Северной Америке как особые системы, но это предложение было отклонено Международным конгрессом по геологии карбона в 1958 г. и не было принято XXI сессией МГК в 1960 г.

Во многих регионах России и сопредельных государств каменноугольная система целиком представлена морскими отложениями с богатым комплексом ископаемых остатков. Детальное изучение фаунистических комплексов и их распределения по разрезу позволило выделить в ее составе ряд ярусов, которые получили международное признание.

Таблица 1- Общие стратиграфические подразделения каменноугольной системы

Согласно предложению французских стратиграфов, граница между нижним -- динантским и верхним --- силезским отделами проводится между визейским и серпуховским ярусами, а в России между серпуховским и башкирским. Эти различия связаны с тем, что западноевропейская шкала отражает распространение в нижнем карбоне, в динанте, карбонатных фаций, которые протягиваются от Британии через Францию и Бельгию в Германию, и развитие в верхнем карбоне, в силезском отделе, в частности в Силезии, обломочных образований с возрастающей степенью угленосности. Широкое распространение морских отложений и обилие фауны в России обусловили построение детальной биостратиграфической шкалы карбона с выделением не двух, а трех отделов. На состояние американской схемы деления карбона повлияло резкое отличие между морским, в основном карбонатным, миссисипием и паралическим угленосным пенсильванием. Эта граница совпадает с границей нижнего и среднего карбона в России.

Турнейский ярус получил название от г. Турне в Бельгии. Он был выделен К. Конинком в 1842 г. Ярус слагается известняками, содержащими большое число гониатитов, присутствует масса фораминифер.

Визейский ярус назван по г. Визе в Бельгии. Выделен К. Дюроком в 1882 г. Визе является верхним ярусом динантского отдела Западной Европы или средним ярусом нижнего карбона России. В стратотипическом разрезе выражен известняками, в которых обильно представлены гониатиты, фораминиферы и конодон-ы.

Стратотипической местностью серпуховского яруса является центральная часть Восточно-Европейской платформы. Свое название ярус получил в 1890 г. от г. Серпухова по предложению С. Н. Никитина как эквивалент нижнего намюра. Длительное время геологи пользовались западноевропейской шкалой и лишь в 1974 г. самостоятельный серпуховский ярус был восстановлен в стратиграфической шкале. В стратотипическом районе он включает тарусский, сташевский и протвинский горизонты, представленные карбонатно-терригенными породами с остатками фораминифер, брахиопод, конодонтов, по которым проводится зональное деление.

Башкирский ярус был установлен С. В. Семихатовой в 1934 г. в Горной Башкирии, где в нем имеются обильные остатки аммо-ноидей. В состав башкирского яруса входят краснополянский, се-верокельтменский, прикамский, черемшанский и мелекесский горизонты. В известняках, мергелях и известковистых песчаниках наряду с аммоноидеями встречаются брахиоподы, кораллы и фораминиферы.

Московский ярус был установлен в 1890 г. С. Н. Никитиным в Подмосковье. Справедливости ради надо отметить, что впервые это название было предложено еще Р. Мурчисоном для известняков с остатком брахиопод карбона, широко распространенных в Подмосковье.

На основании обильной и разнообразной фауны проведено детальное расчленение московского яруса. В качестве синонима этого яруса в Западной Европе в 1893 г. предложен вестфальский ярус, содержащий обильные остатки флоры. Долгое время название «московский ярус» относилось ко всему среднему отделу карбона. Ярус слагается известняками и на основании фаунисти-чееких комплексов разделяется на 4 горизонта: верейский, каширский, подольский и мячковский. Наряду с брахиоподами встречается большое количество аммоноидей, фораминифер и конодонтов.

Касимовский ярус является синонимом тегулиферового горизонта. В качестве самостоятельного горизонта он был установлен В. М. Даньшиным в 1947 г. В том же году Г. И. Теодорович предложил перевести его в ранг яруса, что и было сделано решением Межведомственного стратиграфического комитета в 1985 г. В стратотипической местности в Подмосковье касимовский ярус разделяется на кревякинский, хамовнический, дорогомиловский и яузский горизонты. Все они слагаются известняками, мергелями и известковистыми песчаниками, содержащими обильные комплексы фораминифер.

Рис. 1. Сводные стратиграфические разрезы каменноугольных отложений

Рис. 1

Рис. 1

В конце XIX в. С. Н. Никитин в качестве самостоятельного выделил и гжельский ярус. В известняках присутствуют аммоноидеи, фузулиниды и брахиоподы.

В западноевропейской шкале в составе верхнего карбона выделяют намюрский, вестфальский и стефанский ярусы. Намюрский ярус отвечает серпуховскому и трем нижним горизонтам башкирского яруса. Вестфальский соответствует верхней половине башкирского и московскому ярусам, а стефанский ярус -- касимовскому и гжельскому. Для морских отложений среднего и верхнего карбона повсеместно в мире применяется деление, разработанное в России.

Некоторые разрезы каменноугольных отложений представлены на рис. 1.

2. Органический мир

В составе органического мира каменноугольного периода сильно снижается роль древнепалеозойских форм. Еще задолго до наступления периода вымирают древнейшие представители наземной флоры -- риниофиты. В начале карбона вымирают последние граптолиты, полностью теряют свое значение трилобиты и гигантские раки, снижается численность наутилоидей. На смену некогда господствующим группам пришли иные отряды и классы растительного и животного царства. Наиболее примечательной чертой каменноугольного периода является пышное развитие древесной наземной растительности, покрывавшей все континенты. Важная особенность -- появление в середине периода новой группы наземных позвоночных -- пресмыкающихся.

Органический мир морей в этот период очень своеобразен, хотя в его составе продолжали существовать все те типы животных, что и в более ранние периоды. Широким развитием стали пользоваться фораминиферы, в частности фузулиниды, замковые брахиоподы, гониатиты, четырехлучевые кораллы, мшанки, морские лилии и древние морские ежи. Несмотря на кажущееся сходство с девонскими организмами, во всех перечисленных группах произошло значительное обновление состава семейств, родов и видов. Различные органические остатки изображены на рис. 2 и 3.

Одной из наиболее важных и характерных групп беспозвоночных животных являлись крупные фораминиферы со сложно построенной спиральнозавитой раковиной, относящиеся к семейству фузулинид. Фузулиниды в каменноугольных отложениях встречаются в массовом количестве, являются породообразующими и имеют большое стратиграфическое значение.

Рис. 2. Характерные представители каменноугольных организмов. Простейшие:/ -- Fusulina, 2 -- Schwagerina. Кораллы: 3 -- Chaetetes, 4 -- Syringopora, 5 --Lonsdaleia, 6а и 66 -- Caninia. Древние морские ежи: 7 -- Archaeocidaris. Гониатиты: 8 -- Aganites, 9 -- Gastrioceras. Брахиоподы: 10 -- Unispirifer, 11 -- Choristites, 12 -- Neos-pirifer, 13 -- Productus, 14 -- Gigantoproductus. Гастроподы: 16 -- Bellerophon, 17 -- Euomphalus

Рис. 3. Некоторые организмы каменноугольного периода. Морские лилии: / -- Poteriocrinus multiplex, 2 -- Cromocrinus; панцирноголовые земноводные: 3 -- Dolichosoma, 4 -- Scineosaurus, 5 -- Protophasma dumasii -- гигантское насекомое карбона

Широко распространены замковые брахиоподы, хотя по сравнению с девонским периодом количество родов несколько сократилось. Резко изменился их родовой и видовой состав. Преобладали спирифериды Unispirifer, Spirifer, Choristites, Neospirifer и особенно продуктиды -- Avonia, Buxtonia, Ovatia, Dictyoclostus, в основном их крупные представители. Причем некоторые из них, в частности Gigantoproductus, достигали размеров до 40 см.

Продолжали развиваться агониатиты и гониатиты. В начале периода они были немногочисленны, но с середины карбона их количество и разнообразие заметно увеличились. Гониатиты продолжали эволюционировать, что отразилось в усложнении лопастной линии и скульптуры раковины. Гониатиты, так же как и фузулиниды, являются важнейшими группами, используемыми для дробного стратиграфического расчленения каменноугольных отложений. Карбон был также временем расцвета четырехлучевых кораллов. Распространены как одиночные, так и колониальные формы. Последние вместе с хететидами, табулятами и мшанками участвовали в рифовых постройках.

Существенное значение в каменноугольной фауне имели иглокожие. В начале карбона вымирают последние представители древней группы стебельчатых иглокожих, зато большое развитие получили морские ежи, морские лилии и бластоидеи. В морях были достаточно широко представлены губки, остракоды, конодонты, гасгроподы и двустворчатые моллюски. Причем последние населяли и пресноводные бассейны. Довольно много гастропод с плоскозавитыми раковинами -- Bel-lerophontidae, Euomphalidae.

Из членистоногих большое распространение получили насекомые. Это скорее всего было связано с пышным расцветом наземной растительности. Насекомые представлены подклассом древнекры-лых Palaeoptera, которому из современных насекомых принадлежат стрекозы и поденки. В каменноугольном периоде насекомые были единственными представителями летающего животного мира. Не встречая врагов и конкурентов, они могли свободно развиваться и нередко достигали гигантских размеров. Например, Protop-hasma dumasii имела размах крыльев в 70 см.

К началу каменноугольного периода резко сокращаются в количестве панцирные рыбы и преобладающее значение получают лишенные внешних костных покровов акулоподобные хрящевые рыбы. Кроме них в карбоне известны земноводные -- стегоцефалы. Одни из них напоминали ящериц, другие -- змей и крокодилов. Все они обитали в сырых лесах, болотах и замкнутых водоемах.

В середине периода появились первые рептилии -- пресмыкающиеся. К ним принадлежали котилозавры, у которых тело было покрыто ороговевшей кожей. В отличие от земноводных этим животным для размножения уже не требовалась водная среда. Они откладывали яйца, защищенные известковой раковиной, в укромных местах суши. Среди пресмыкающихся были хищные, растительноядные и насекомоядные представители.

Каменноугольный период знаменует собой начало совершенно нового этапа в развитии растительности. Группы растений, появившиеся в девоне, в карбоне получили свое дальнейшее развитие. Основной фон растительного покрова составляли древовидные,, плауновидные, членистостебельные, папоротники, птеридоспермы и кордаитовые.

Плауновидные -- наиболее распространенные растения карбона, типичными представителями их были своеобразные растения -- лепидодендроны. Некоторые из них достигали высоты 30--40 м.. Они имели толстые стволы и сильно разветвленную крону. Высокие прямые, лишенные ветвей стволы достигали в поперечнике 1--2 м, лишь в своей верхней части дихотомически разветвлялись, образуя густые кроны. Стволы лепидодендронов были густо усеяны мелкими листьями, которые отпадали, оставляя после себя, своеобразную чешуйчатость.

Другой не менее важной группой каменноугольных споровых растений были папоротники. Большую роль среди них играли крупные древовидные формы со сложными сильно расчлененными перистыми листьями.

Vnc. 4. Ископаемые растения каменноугольного периода. Папоротники: 1 -- Sphenopteris, 2 -- Neuropteris, 3 -- Pecopteris. Каламиты и клинолисты: 4 -- Asterocalamites, 5 -- Annularia, 6 -- Sphenophyllum; 7 -- ствол сигилярии; 8 -- Cordaites

Широко распространенной группой наземных споровых растений являлись каламиты и клинолисты -- древовидные растения, родственные современным хвощам. Большое значение приобрели примитивные голосеменные папоротникообразные -- птеридоспермиды -- Neuropteris, Pecopteris. Они размножались семенами, а способность пережидать засушливые времена года давала им преимущество в заселении удаленных от морских побережий участков суши. Особую группу голосеменных папоротникообразных составляли кордаиты, появившиеся в конце раннего карбона. Они обладали крупными линейно вытянутыми или ланцетовидными листьями с почти параллельным жилкованием. В это же время появились первые хвойные, а в самом конце карбона -- гинкговые.

3. Палеотектонические и палеогеографические условия

В течение раннего карбона усиливается продвижение Гондваны к северу и ее сближение с Лавруссией. В районе Иберийского полуострова и западного Магриба они почти приходят в соприкосновение, а западнее ширина океанского бассейна, отделяющего Западную Гондвану от Северной Америки, сокращается до 600--800 км. Происходит все это несмотря на то, что Лавруссия также смещается к северу, поворачиваясь при этом по часовой стрелке, и сближается с Гипербореей и Сибирью. Первое приводит уже в начале эпохи к полному закрытию Иннуитской геосинклинали на всем ее протяжении, включая Аляску и Чукотку с о. Врангеля, и завершению элсмирского орогенеза. Второе имеет своим следствием резкое, на 2000 км сокращение ширины Палеоазиатского океана и в особенности его Уральского краевого бассейна, на юге которого к концу эпохи произошло также сильное сближение Казахстании с краем Восточно-Европейского континента. При этом на западной окраине Казахстании возник краевой вулканоплутонический пояс.

Рис. 5. Положение материков и океанов в раннем карбоне

Рис. 6. Палеотектоническая реконструкция для раннего карбона

Другой такой же пояс образовался вдоль восточной и северо-восточной периферии Казахско-Киргизского континента, со стороны Туркестанского и Джунгарского бассейнов. Подобные пояса возникли и на противоположной стороне Центральноазиатского бассейна, в юго-восточном обрамлении Сибирского континента и Центральномонгольского микроконтинента.

Таримский и Китайско-Корейский континенты, находившиеся далее к востоку, также стали сближаться с Сибирью и Центральной Монголией. Все это предваряло грядущее закрытие Палеоазиатского океана.

Между тем в Западной Европе в раннем карбоне произошло заполнение осадками и началось смятие в складки и надвиги Сак-сотюрингского, а затем и Реногерцинского и Южно-Португальского прогибов европейских герцинид с заложением в конце эпохи передового прогиба перед их надвиговым фронтом. Аналогичный процесс развивается в Северной Америке перед Южными Аппалачами и их юго-западным продолжением. Одновременно в теле Лавруссии, главным образом в пределах каледонского пояса, спаявшего ранее Северную Америку и Восточную Европу, а также Гиперборею, развиваются сдвигово-раздвиговые смещения и порожденные ими впадины, заполняемые обломочными осадками и основными вулканитами повышенной щелочности; местами в них проникают морские воды.

Более древние и более устойчивые части континента, отвечающие Северо-Американской и Восточно-Европейской платформам, испытывают после регрессии в начале эпохи трансгрессию с накоплением преимущественно карбонатных отложений. В конце эпохи наступает новая регрессия. В реликтовых морях формировались эвапориты и терригенно-эвапоритовые осадки, а позднее уже в континентальных условиях красноцветы. В ряде мест происходило накопление угленосных толщ. На западной активной окраине Лавруссии,, в Кордильерском поясе, заканчивался антлерский орогенез, а западнее продолжали существовать окраинные моря и вулканические дуги.

В пределах орогенного пояса протекали процессы складкообразования и метаморфизма. Между горными массивами располагались узкие прогибы, в которых в морской обстановке формировались карбонатно-терригенные и флишевые толщи. На севере Кордильерский орогенный пояс смыкался с Иннуитским. В южной части Кордильер началось заполнение флишевыми толщами глубоководной области, отделявшей вулканическую дугу Кламат от материка. В средней части сегмента сохранилась глубоководная обстановка с маломощным осадконакоплением, а на севере, также в условиях больших глубин, начали формироваться спилито-кремнистые и сланцевые комплексы. Они распространены на юге и юго-востоке Аляски и располагаются на коре океанского типа. Их мощность составляет около 4 км. Продолжался островодужный вулканизм в районе архипелага Александра. В этом районе извергались андезиты и базальты и формировались рифогенные известняки и граувакки.

В отличие от Западной Лавруссии на территории Восточно-Европейской платформы в раннем карбоне площадь морского осадконакопления по сравнению с девоном увеличилась. Глубина моря возросла, а соленость стала нормальной. Преобладает карбонатное осадконакопление. Повышенная соленость морских вод сохранилась только в Прикаспийском и Печорском бассейнах, где наряду с карбонатами осаждались эвапориты. В прибрежных частях бассейнов накапливались глинисто-песчаные осадки, которые сменялись континентальными песками и угленосными толщами. Последние формировались на озерно-дельтовых низменностях.

Сибирский континент охватила регрессия, а его северо-восточная, Верхояно-Колымская, пассивная окраина с середины эпохи была вовлечена в интенсивное погружение с накоплением мощного верхоянского комплекса терригенных осадков, которое продолжалось затем до юрского периода включительно.

Почти полная регрессия произошла в Тунгусском бассейне, и только в самом конце раннего карбона в его северо-западную часть проникло море. В условиях нормальной солености в нем осаждались карбонаты. В центральных районах платформы располагались крупные пресноводные бассейны, в которых отлагались пески_, алевриты и глины. Произошло расширение Вилюйского бассейна. Здесь в лагунно-континентальных условиях формировался карбонатно-терригенный комплекс, обогащенный гипсами и ангидритами. Остальная часть платформы представляла собой равнину. На территории Чукотки, которая относилась к Гиперборейской платформе, накапливались карбонаты и карбонатно-терригееные осадки.

Восточнее располагались отколовшиеся от Сибири микроконтиненты; на них происходили излияния базальтов и отчасти кислых лав. Еще восточнее намечается существование вулканической дуги, а за ней -- океанского пространства. Океанские условия господствовали на площади Камчатки, Сахалина, Сихотэ-Алиня, Японских островов и южнее вдоль окраин Южно-Китайского и Индосиний-ского континентов. Китайско-Корейский и Таримский континенты оставались поднятыми выше уровня океана, а Южно-Китайский континент, Синобирманский и Индосинийский микроконтиненты испытывали слабое погружение. Морские бассейны располагались на Южно-Китайской платформе. Их конфигурация и глубина с течением времени сильно менялись. Многократно возникали и исчезали острова. Сильно менялись также мощность и фациальный состав осадков. Наряду с карбонатами и карбонатно-терригенны-ми морскими осадками достаточно широко были распространены угленосные.

Палеотетис, почти замкнувшийся в Западном Средиземноморье, резко расширялся к востоку, сливаясь здесь с Палеопацификой -- древним Тихим океаном. Его южная, гонд-ванская, окраина оставалась пассивной, а северная -- активной. Здесь существовала сложная, меняющаяся по простиранию обетановка с островными дугами, микроконтинентами и отгороженными ими окраинными морями. Таджикский микроконтинент на севере и на юге испытал рифтинг с новообразованием коры океанского типа.

Гондванский суперконтинент почти целиком представлял собой область поднятий; лишь в Северной Африке, северо-восточной Бра-з-илии и местами в Австралии продолжалось континентальное или мелководно-морское осадконакопление. Авлакоген Амадиес в Австралии закончил свое развитие деформациями сжатия.

Западная, андская и восточная,тасманская, окраины Гондваны продолжали развиваться в активном режиме. Он был преимущественно орогенным в Андоком поясе, а в Тасманском к востоку от Лахланского орогена и краевого вулканоплутонического пояса располагались окраинное море и вулканическая дуга. Ороген существовал, видимо, и на антарктической окраине Гондваны.

В среднем позднем карбоне тенденция к сближению континентальных масс усиливается, приводя в конце карбона к столкновению Западной Гондваны с североамериканской и североевропейской частями Лавруссии и Казахстании с ее северным погребенным под Западной Сибирью продолжением--с Восточной Европой. Теперь их разделяют лишь узкие передовые прогибы, заполняемые флишем или молассами. Они сопровождают новые мощные орогенные пояса -- Уачита, Аппалачский, европейских герцинид, Урало-Южнотяньшаньско-Джунгарский. Их становлению сопутствует внедрение крупных плутонов гранитоидов. Главные импульсы сжатия, их создавшие, приходятся на конец раннего -- начало среднего карбона, на средний карбон и его границу с поздним. В тыльной части орогенов образуются межгорные молас-совые впадины.

В Палеоазиатском океане пока еще сохраняется глубоководный центральный бассейн -- Обоко-Зайсано-Южномонгольский с восточным продолжением в Китае и Приморье. Другой остаточный бассейн того же океана -- Монголо-Охотский -- отделен от первого полосой микроконтинентов. Оба они открываются на востоке в Палеопацифику. Герцинский ороген Алтая и Центральной Монголии протягивается в северном обрамлении этих бассейнов и в южном -- Сибирского континента. Казахско-Киргизский и Сибиро-Монгольский континенты окаймляются вулканоплутоническими поясами -- свидетелями продолжающейся субдукции под них коры прилегающих океанских бассейнов.

С течением времени размеры Палеоазиатского океана сокращаются. Особенно интенсивные поднятия происходили в его уральской части, где стали расширяться размеры островов. Состав отложений в прогибах стал более пестрым. Постепенно возрастает роль континентальных фаций, и дальнейшее развитие получает островодужный вулканизм. Глубоководные прогибы с маломощным глинистым осадконакоплеиием и иногда с подводными излияниями базальтов сохраняются на Северном Урале.

Рис. 7. Положение материков и океанов в позднем карбоне. Условные обозначения см. на рис. 9.4

На западе Южного Урала происходило быстрое заполнение ранее глубоководного прогиба турбидитами и органогенными карбонатами. Широкое развитие карбонаты получили на Полярном Урале и Новой Земле. Вулканические извержения островодужного характера свойственны восточным регионам Среднего и Южного Урала. Состав вулканитов преимущественно средний, но встречаются основные и даже кислые разности. В этих же районах располагались рифовые массивы и формировались органогенные известняки. Временами территории осушались, и тогда накапливались озерно-болотные песчано-глинистые, в том числе и угленосные, толщи.

С востока Уральский бассейн ограничивался Казахстанской денудационной равниной. На юге он соединялся с морями Туранской плиты и Приаралья. Временами на приморских заболоченных низменностях накапливались угленосные толщи. В Тенизско-Чуйской впадине соленость морских вод становилась повышенной и тогда осаждались ангидриты, гипсы, а временами и соли.

Рис. 8. Палеотектоническая реконструкция для позднего карбона

В юго-восточной горной части Казахстанского континента изливались лавы кислого и основного состава.

Во второй половине карбона сравнительно глубоководные условия сохранились только на Новой Земле, где распространены карбонатво-терригенные комплексы глубокого шельфа н глубоководные пелитовые осадки. Практически вся территория Урала интенсивно воздымалась. Возникли возвышенности, а межгорные впадины, покинутые морями, стали ареной накопления грубообломочных образований.

Завершается развитие Центральноазиатского пояса. В юго-западной части Обь-Зайсанской системы и в Монголо-Амурской области формировались глубоководные кремнистые толщи и происходил базальтовый вулканизм. В конце карбона здесь уже преобладал островодужный вулканизм среднего состава и осаждались граувакки.

Излияния базальтов происходили в Амуро-Охотской системе. Область вулканической активности в карбоне расширилась и охватила восточные районы Буреинского массива.

В Джунгаро-Балхашском регионе и ряде других районов Средней Азии происходил активный наземный вулканизм. Сильные поднятия характерны для Куньлуня, юга Таримского массива и Циньлинской системы. Поднятия сопровождались активным вулканизмом, сильным метаморфизмом и тектоническими деформациями. Межгорные прогибы были заняты сообщающимися между собой морями.

Лавруссия подвергается раскалыванию вдоль той же арктическо-североатлантической полосы каледонид с образованием целой системы рифтовых грабенов. Эти процессы растяжения распространяются и на Иннуитскую складчатую систему, где благодаря им образуется наложенный Свердрупский бассейн, просуществовавший затем до мелового периода включительно. Рифтоге-нез затронул южную часть американской половины Лавруссии, где, центральная часть которого заполнялась карбонатно-терригенным материалом и соленосными отложениями. В прибрежной части отлагались песчаные осадки. На севере бассейна известны платобазальты. Произошла крупная регрессия в Западно-Канадском бассейне, от которого сохранилось реликтовое море во впадине Виллистон.

Море занимало большую часть территории Мидконтинента от Кордильер до Аппалачей. Наряду с карбонатными и песчано-глинистыми отложениями здесь развиты красноцзетные континентальные песчаники, а на востоке -- угленосные комплексы. На западе располагался небольшой по размерам засоленный бассейн, в котором наряду с карбонатно-терригенными осадками осаждались соли.

В Восточно-Гренландском и Аппалачском орогенах продолжали расти поднятия. Снесенный с горных массивов обломочный материал отлагался в межгорных впадинах. Мощность моласс колеблется от 2,5 до 5 км. Наряду с грубообломочными отложениями присутствуют угленосные. Особенно велика роль угленосных фаций в южной части Аппалачей.

В пределах Кордильерского орогенного пояса возникли протяженные участки суши, разделенные глубокими прогибами. В последних осаждались карбонатные и терригенные осадки. Особенно энергичные погружения происходили в' бассейне, расположенном в центральной части штата Колорадо,; где мощность пенсильванских отложений превышает 5 км.

В ряде других районов на окраинах Лавруссии продолжали существовать глубоководные бассейны. В их пределах происходили подводные излияния лав основного состава, а в промежутках между излияниями осаждались глинистые и кремнистые осадки. Мелководные известково-глинистые и известковистые осадки распространены в" центральной и южной частях Аляски, где их мощность не превышает 2 км. Интенсивные вулканические извержения в течение среднего и позднего карбона происходили на островных дугах Кламат и Александра.

В среднем и позднем карбоне на Восточно-Европейской платформе сохранился крупный морской бассейн, в котором продолжали осаждаться карбонатные осадки. В прибрежных зонах накапливались и терригенные осадки.

В позднем карбоне в Среднем Поволжье и Западном Притиманье широкое распространение получили гипсы и ангидриты. Весьма своеобразные условия существовали в Днепровско-Донецкой впадине, где формировался терригенный комплекс. Накопление прибрежных осадков многократно сменялось накоплением дельтовых и пойменных. Осадки сильно обогащены органическим углеродом и среди пачек слоев алеврито-песчано-глинистого состава имеются многочисленные угольные пласты. Мощность угленосной толщи составляет в Донбассе около 4 км.

Узкий морской пролив, соединявший цепочку активно погружавшихся впадин, которые заполнялись паралическими и лимни-ческими угленосными толщами, протягивался от Днепровско-До-нецкой впадины до Британских островов. Здесь образовалась цепочка крупных угленосных бассейнов в передовых прогибах герцинид -- Силезский, Рурский. Франко-Бельгийский, Кентский.

Сибирский и Китайско-Корейский континенты испытывали частью слабые поднятия, частью слабые же относительные погружения с накоплением угленосных осадков. На Тариме преобладали поднятия; как и Синокорея, он находился еще на значительном удалении соответственно от Казахстании и Сибири, хотя и стал к ним приближаться, Южно-Китайский континент был покрыт мелким морем.

В среднем и позднем карбоне размеры Сибирского континента увеличились за счет присоединения к нему завершившего оро-генное развитие Алтае-Саянского региона. За исключением Таймыра, где располагался морской бассейн, вся западная и юго-западная части Сибирской платформы представляли собой озерно-аллювиальную низменность, в которую неоднократно вторгалось море. На приморской низменности отлагались разнообразные по фациям песчано-глинистые осадки, обогащенные органическим веществом. В наиболее заболоченных участках формировались мощные угленосные толщи.

В осевой части Верхояно-Колымской области в среднем и позднем карбоне находился глубоководный прогиб, в котором накапливались глинистые толщи, а на его западном склоне и шельфе, примыкавшем к Сибирской платформе, формировались песчано-глинистые толщи. На Колымо-Омолонском массиве в наземных условиях продолжались излияния базальтов.

Палеотетис, испытавший полное замыкание в Западном Средиземноморье, все шире раскрывался на востоке, но его северное обрамление, включавшее Динариды, Карпаты, Балканиды, Крым, Большой Кавказ, Гиндукуш, Северный Памир, Куньлунь и Циньлин, в полной мере были охвачены герцинским орогенезом со всеми сопутствующими явлениями -- региональным метаморфизмом, орогенным интрузивным и эффузивным магматизмом, надвигами и шарьяжами. В основном это было следствием столкновения с южной окраиной Восточной Европы, Тарима и Синокореи приплывших с юга микроконтинентов -- отторженцев Гондваны -- Адриатического, Родопского, Закавказского, Центрально-иранского, Центральноафганского и др. В их тылу, т. е. еще южнее, начал раскрываться новый океанский бассейн -- мезозойский Тетис -- Мезотетис.

Гондванский суперконтинент в общем еще сохранял свое единство, на северо-западе сомкнувшись с Лавруссией и тем самым положив начало становлению Пангеи П. Но в конце карбона в южной половине Африки и в Индостане началось его раскалывание с образованием системы грабенов, в которых накапливались продукты ледового разноса -- базальные слои комплекса Карру или гондванского комплекса. В Австралии продолжал развиваться рифтовый грабен Фицрой. Покровно-ледниковые отложения известны также на юге Аравии, в Антарктиде и Южной Америке, свидетельствуя об огромных масштабах этого оледенения, начавшегося на востоке Австралии еще в конце раннего карбона. Это оледенение должно было вызвать значительное эвстатическое понижение уровня океана, но оно ощущается далеко не везде. В Южной Америке накоплению ледниковых образований предшествовало довольно широкое отложение мелководно-морских и лагунных осадков во всех основных впадинах, причем погружения эти захватили и Андский пояс.

В Северной Америке паралическое осадконакопление распространилось на всю южную половину платформы. Но в Северной Африке нарастает регрессия, площадь осадконакопления сокращается, морские осадки сменяются континентальными, авлакоген Угарты испытывает складчатость и инверсию, происходит тектоническая дифференциация на крупные поднятия и впадины и все это под явным воздействием герцинских деформаций на севере, в Средиземноморском поясе.

Австралия и Антарктида также характеризуются преобладанием поднятий, хотя их интенсивность в Лахланском орогенном поясе значительно снижается, зато сам пояс расширяется к востоку.

4. Климатическая и биогеографическая зональность

В раннем карбоне господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствуют широкое распространение оолитовых, органогенных и высокомагнезиальных хемогенных известняков и доломитов, угленосных отложений, бокситов, разнообразных кор выветривания и весьма теплолюбивый состав морской и наземной фауны и флоры. Высокие значения температур поручены изотопным и магнезиальным методами по скелетным карбонатам. В США средние температуры среды обитания брахиопод составляли 25--30 °С, в Закавказье 20--24, на Урале 22--24 °С.

В Северном полушарии аридные условия господствовали в центральной части Северо-Американского материка, на юго-востоке Восточной Европы, на западе Средней Азии и в Казахстане, где известны эвапоритовые и карбонатно-гипсоносные отложения и распространены континентальные гипсоносные и карбонатные красноцветы. Существование южного аридного пояса намечается по распространению гипсоносных и карбонатных красноцветных отложений в Южной Америке, в северной части Африки и на северо-западе Австралии.

Экваториальные влажные условия господствовали на юге США, в Мексике и Центральной Америке, где развиты угленосные и бокситоносные образования и широко распространены озерно-болотные фации, коры выветривания, а в осадочных породах заключены хорошо сохранившиеся остатки растений. Условия экваториального климата господствовали также в Западной Европе и на Восточно-Европейской платформе. В этих районах происходило интенсивное угленакопление, были развиты коры выветривания латеритного профиля, распространены фации обильно увлажненных ландшафтов, формировались карбонатные и бокситоносные отложения, а фауна и флора представлены исключительно тропическими формами.

Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов Северного и Южного полушарий. На Северо-Американском континенте тропические условия с равномерным и обильным увлажнением существовали на севере США и в Канаде. Аналогичные условия были характерны для Сибирского континента, северо-востока России, Монголии, Китая и восточной части Палеотетиса.

Рисю 9. Климатическая зональность материков в раннем карбоне

Периодические изменения режима увлажнения были свойственны территориям Зауралья, Средней Азии, Центрального Казахстана, Алтая, Центрального и Южного Китая, Таймыра, Верхоянья, Омолонского массива и Чукотки. Неустойчивый режим увлажнения отразился как на составе растительности, где преобладали формы, способные переносить засухи, так и на корах выветривания и продуктах их переотложения.

Влажные тропические и субтропические условия существовали на значительной части Южно-Американского материка. Здесь распространены угленосные отложения, а терригенные толщи характеризуются высокой степенью отсортированности и преобладанием устойчивых к выветриванию минералов. Обильное увлажнение было свойственно значительной части Африканского континента и северо-западным районам Австралии. В Восточной и Южной Австралии климат, по-видимому, был близок к субтропическому. Здесь распространены угленосные толщи, содержащие остатки лепидодендронов и кордаитов, предпочитавших прохладные условия.

Умеренный климат в раннем карбоне был характерен для Антарктиды и, вероятно, востока Азии, где присутствует обедненный комплекс морской фауны и широко развиты полимиктовые терригенные толщи. Низменности покрывались папоротникообразными: формами, произраставшими в умеренных условиях.

В среднем и особенно в позднем карбоне климат сильно изменился. Самой характерной особенностью этого времени является прогрессивно развивавшееся похолодание, которое привело к возникновению в высоких широтах покровного оледенения. Даже в экваториальном поясе средние годовые температуры понизились на 3--5°. Средняя глобальная температура Земли в позднем карбоне оказалась на 10--15° ниже, чем в раннем карбоне.

На протяжении второй половины карбона последовательно сокращается ареал развития кораллов и фузулинид, основная масса которых сосредоточилась в приэкваториальной области. Со среднего карбона начинают хорошо различаться комплексы Средиземноморской и Бореальной фито- и зоогеографической областей. Граница между ними совпадает с границей тропического и субтропического климата.

В пределах тропического пояса, существование которого во второй половине карбона обосновывается развитием континентальных красноцветов, терригенных мономиктовых и олигомиктовых формаций, карбонатной и карбонатно-сульфатной формациями и теплолюбивой фауной, произрастала обильная растительность, состоящая из лепидофитов, каламитов и древовидных папоротников.

Рис. 10. Климатическая зональность материков в среднем и позднем карбоне

Рис. 11. Климатическая зональность материков в позднем карбоне

Соколовско-Сарбайского месторождения в Тургае, месторождения Горной Шории. В дальнейшем в связи с внедрением гранитных интрузий образовались многочисленные пневматолитовые и гидротермальные месторождения цветных и редких металлов. Многие такие месторождения находятся на Урале, Тянь-Шане, Рудном и Горном Алтае, в Западной Европе и Восточной Австралии.