Условия

ПАЛЕОТЕКТОНИЧЕСКИЕ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ

Несмотря на процессы деструкции, начавшиеся в среднем и активно проявившиеся в позднем рифее, континентальные глыбы, составлявшие в раннем-среднем рифее Пангею I, еще сохраняли, судя по палеомагнитным данным, довольно компактное располо­жение. При этом обе Америки находились в низких широтах Се­верного полушария, а остальные континенты — в низких и уме­ренных широтах Южного полушария. В пределах будущей Гонд­ваны неширокие, но довольно глубокие линейные бассейны с океанской или переходной к ней корой, возникшие в позднем ри­фее, в венде и особенно в позднем венде испытали замыкание, складчато-надвиговые деформации, некоторый метаморфизм и внедрение гранитов. По периферии возникших таким образом складчатых систем стали накапливаться обломочные толщи — молассы. Сопутствующие процессы тектонотермальной перера­ботки затронули и промежуточные блоки более древних пород. Эта эпоха тектоногенеза, вследствие своего широкого проявле­ния, получила в Африке название панафриканской, а в Южной Америке ее называют бразильской. Кроме Южной Америки и Африки тектонотермальная переработка этой эпохи проявилась и на Мадагаскаре, Шри-Ланке, северо-западе Индостана и в Ан-

Рис. 8.3. Некоторые представители организмов вендского периода. Кишечнополостные: 1 — Nemiana: а — реконструкция, б — аборальная сторо­на; 2 — Cyclomedusa: а — реконструкция, б — аборальная сторона; 3 — Edia- caria (реконструкция); 4 — Cyclomedusa; 5 — Albumares (план строения); 6 — Stanrinidia. Колониальные полипы: 7 — Charniodiscus; 8 — Vaizitsinia. Представители других групп; 9 — кольчатый червь Dickinsonia: а — план стро­ения, б — характер сочленения; 10а и 106 — двусторонне-симметричное живот­ное Praecambridium; 11 — несегментированное животное Protechiurus; 12 — Vendia

тарктиде. Особенно большое значение она имела в создании сов­ременной структуры фундамента Аравийско-Нубийского щита, где произошло последовательное причленение к восточному крак> древнего Центральноафриканского континента ряда вулканичес­ких дуг и коры промежуточных окраинных морей, представлен­ной офиолитами. Этот процесс распространился к северу и за пределы Аравии, охватив значительную часть Европы, Турцию, Иран, отчасти Афганистан. Он завершился здесь широкими из­лияниями наземных кислых лав и привел в начале кембрия к ус­тановлению на этой территории спокойного, платформенного ре­жима и ее присоединению к более древней части Африканского континента и в конечном счете к вхождению вместе с Южной Америкой, Индостаном, Австралией и Антарктидой в состав Гонд- ванского суперконтинента.

На более древних, не затронутых панафриканско-бразильской активизацией участках будущей Гондваны в венде развивались плоские впадины, заполнявшиеся континентальными и/или мелко­водно-морскими, преимущественно терригенными отложениями, — Сан-Франеиску в Южной Америке, Таудени и Конго в Африке, Виндийская в Индостане.

На западной и юго-западной окраинах Южной Америки про­исходили поднятия Арекипского, Сьерры-Пимпы и Северо-Пата- гонсйого массивов, а также Восточной Кордильеры Перу и Бо­ливии; в последней они сопровождались складчатостью и мета­морфизмом зеленосланцевой ступени. Широко проявились кис­лый вулканизм и гранитообразование. Орогенным развитием характеризовалась и обращенная на запад (в современных коор­динатах) окраина Антарктиды и Тасмании, в то время как вос- точноавстралийская окраина развивалась в пассивном режиме.

Существенно по-другому и очень неоднозначно развивались события в пределах будущей Лавразии. С одной стороны, здесь также проявилась тенденция к замыканию и превращению в склад­чатые сооружения геосинклинальных систем, существовавших в позднем рифее, — Тимано-Уральской, Северо-Таймырской, Ени- сейско-Байкальской с соответствующим наращиванием континен­тальных блоков Восточной Европы и Сибири. Эта складчатость была названа Н. С. Шатским байкальской. Ее проявление мож­но предполагать в Арктике и к востоку от Таймыра, в частности в районе о. Врангеля. С другой стороны, в венде началось рас­крытие центральной части Палеоазиатского океана с образованием океанской коры, сохранившейся в виде офиолитов в складчатых системах Центрального Казахстана, Алтае-Саянской области и Северной Монголии.

Континентальный рифтогенез перерос в спрединг и в области современной Северной Атлантики, но возникший таким образом глубоководный бассейн, который иногда называют Кельтским океаном, был узким и существовал относительно недолгое время, замкнувшись в конце венда. Его периферическую область пред­ставляют глубоководные зоны Восточной Гренландии, Шпицбер­гена и Западной Скандинавии. В двух последних районах форми­ровались песчано-глинистые толщи (флиш с турбидитами). Мощ­ность отложений континентального склона и его подножия состав­ляет 3,5—5 км.

Отложения пассивных окраин Кельтского океана сохранились на северо-западе в Гренландии и Шотландии, а на юго-востоке •на Шпицбергене и в Скандинавии. На юге, в Южных Аппалачах, рифт сохранял внутриконтинентальный характер на всем протя­жении венда.

В северной части Шотландии на склоне Гебридского массива — отторженца Северо-Американского континента — накапливался мощный терригенный комплекс, состоящий из песчаников и гли­нистых сланцев. Эта почти 7-километровая толща к юго-востоку сменяется глубоководными сланцами. По другую сторону океан­ского бассейна, в Северной Англии и Уэльсе, располагалась ост- роводужная зона континентальной окраины. Снос обломочного материал?, происходил с юга. В пределах континентального скло­на и подножия формировались толщи песчаников и глин мощ­ностью около 4—5 км. Разрез вендских отложений венчают туфы и лавы андезитов и риолитов.

Глубоководные условия существовали в Западной Европе. В условиях континентального склона и его подножия формировались кремнисто-глинистые и существенно кремнистые осадки. Анало­гичные осадки отлагались в Алжире. На территории Испании, Центральной Франции и на востоке Балканского полуострова располагались шельфовые участки, в пределах которых осаждал­ся песчано-глинистый материал.

На западной, кордильерской окраине Северной Америки так­же продолжалась фаза рифтообразования, начавшаяся еще в се­редине позднего рифея; перед кембрием она сменилась импульсом сжатия.

Сходные процессы протекали, по-видимому, и на арктической -окраине Северной Америки, а на южной окраине континента ак­тивно развивались Южно-Оклахомский и Западно-Техасский рифты, их развитие сопровождалось мощно проявленным базаль­товым вулканизмом.

На Восточно-Европейском и Сибирском континентах в раннем венде еще продолжали развиваться заложенные в рифее рифты- авлакогены, а в позднем венде они заместились плоскими проги­бами и началось накопление плитного чехла.

В раннем венде значительная площадь Европы покрывалась ледниками. Широкое распространение имели тиллиты в Норве­гии, Швеции, на Шпицбергене, но особенно на суше Восточно- Европейской платформы. Тиллиты входят в состав вильчанской серии, возраст которой составляет 650 млн лет.

На территории Восточно-Европейской платформы после лап­ландского оледенения началась трансгрессия и море заняло ее центральные и северные районы. Морские песчано-глинистые от­ложения накапливались как в периферических областях (При­днестровская и Приуральская зоны), так и в центре платформы. На Северном Урале располагалась островная дуга, и в ее преде­лах извергались андезиты. На Полярном Урале и на юге Новой Земли с позднерифейского времени сохранились глубоководные условия и наряду с терригенными осадками здесь сформировался базальтовый комплекс. Область шельфа с терригенным осадкона- коплением сменяется в восточном и северном направлениях об­становкой континентального склона, где накапливались турбиди- ты. Мощность терригенных толщ составляет 2—4 км.

Среди мелководных отложений Урала присутствуют тиллиты. Они известны в составе среднечурочинской свиты Северного Ура­ла, танинской свиты Среднего Урала и кургашлинской свиты Юж­ного Урала.

Трансгрессия охватила в венде территорию Сибирской плат­формы. Площадь суши уменьшилась, а в мелководно-морских ус­ловиях начали накапливаться карбонатные осадки, которые вбли­зи областей сноса обогащены терригенным материалом. Сущест­венно терригенное осадконакопление происходило только в узкой прибрежной полосе на юге Сибирской платформы, примыкавшей к области байкальского орогена с горным рельефом.

В центральной части огромного Сибирского моря выделяется область с повышенной соленостью морских вод. Засолоненный бассейн протягивался от Анабарского поднятия к Алданскому. Другой бассейн с водами повышенной солености располагался в Иркутском амфитеатре — в его пределах, так же как и в Цент- ральносибирском бассейне, накапливались пески, глины, карбо­наты, гипсы и ангидриты. Ограниченный доступ вод открытого моря был связан с наличием многочисленных мелких островов и подводных поднятий, увенчанных рифами.

Сибирская платформа с северо-запада, запада и юга обрамля­лась довольно сильно расчлененной сушей Северо-Таймырского — Енисейско-Байкальского орогенов. В межгорных впадинах пос­леднего были отложены толщи морских и континентальных мо- дасс мощностью 5—6 км.

В пределах современных байкалид сохранились фрагменты древних океанских образований. Глубоководная обстановка су­ществовала на территории современных складчатых систем Ка­захстана, Алтае-Саянской области и Монголии. Шельфовые об­становки были свойственны глыбам, сложенным древней конти­нентальной корой.

В Центральной Азии существовали области размыва и обшир­ные шельфы, в пределах которых накапливались карбонатно- терригенные осадки. В глубоководных бассейнах были широко распространены офиолитовые ассоциации, включающие спилито- диабазово-кремнистые образования. Такие отложения известны в Казахстано-Тяньшаньской области, в Центральных Кызылкумах и в ряде районов Алтае-Саянской области. На Китайско-Корей­ском континенте замыкание авлакогенов произошло уже к нача­лу венда и в течение венда континент испытывал поднятие. На

11 — 1164 161

Все о геологии https://geo.web.ru/

юго-востоке от этого континента откололся Цайдамский блок (микроконтинент), а в раздвиге возник Циляньшанский глубоко­водный бассейн, на востоке продолжавшийся в Циньлин и отде­лявший Китайско-Корейский континент от Южно-Китайского.

На самом Южно-Китайском (Янцзы) континенте продолжа­лись погружения и накопление чехла, начавшееся еще в позднем рифее, а его юго-восточное обрамление начало развиваться в ре­жиме активной окраины. Индосинийский микроконтинент, отде­лившийся от Южно-Китайского, испытывал, по-видимому, под­нятие.

8.5. КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ

Следы ранневендского оледенения хорошо сохранились в Скан­динавии, в пределах Восточно-Европейской платформы (Белорус­сия), в Тянь-Шане, Китае, Африке и Австралии. По распростра­нению тиллитов, акваморен (обломки пород, перенесенные мор­скими льдами), мариногляциальных образований и отложений, так или иначе связанных с ледниковыми отложениями, и ассоци­ирующихся с ними пород, а также по распространению продуктов переотложения древних моренных отложений оконтуриваются области с нивальным или близким к нему климатом (рис. 8.4). Исходя из состава ледниковых толщ, оледенение в Европе, на значительной части Африки, в Китае и Австралии имело покров­ный характер. Вместе с тем значительное распространение мари­ногляциальных отложений свидетельствует о том, что и обшир­ные участки морей были покрыты ледниковым панцирем.

Смена ледниковых отложений отсортированными терригенны- ми осадками с низким содержанием неустойчивых минералов, а также появление пачек карбонатных пород свидетельствуют а сравнительно быстрой смене холодных условий теплыми. Области распространения тиллитов и выделенный на их основе пояс с ни­вальным климатом на современной ^географической основе имеют прихотливые очертания, нарушая закон широтной климатической зональности. Например, в Евразии области нивального климата оказались расположенными между двумя обширными зонами жаркого климата. В пределах последних в период оледенения формировались терригенные красноцветные и карбонатные (из- вестково-доломитовые) толщи с большим количеством разнооб­разных биогермных тел, сложенных продуктами жизнедеятельнос­ти синезеленых водорослей.

Исходя из закона широтной географической зональности раз­витие ледниковых образований и пояса нивального климата дол­жно быть приурочено к полярным областям. Ввиду того что на современной географической основе отсутствует какое-либо подо­бие климатической зональности, необходимо обратиться к палнн- спастическим реконструкциям, основанным на анализе результа­тов палеомагнитных исследований. Из известных реконструкций наиболее согласуется с палеоклиматическими данными представ-

Рис. 8.4< Разрез валдайской сер|ии вендских отложений на Зимием берегу Ьело- го моря (слева) и обнажение вендских отложений на Знмнем берегу Белого моря (справа). По М. Федонкину. Стрелками показаны места обнаружения вендской бесскелетной фауны

ленная на рис. 8.5. В начале вендского периода в экваториальных широтах находились Антарктический, Китайский и Индостанский континентальные массивы, а в тропических широтах Северного полушария — современные Восточная Сибирь, Аравия, Восточная и Юго-Восточная Азия. В перечисленных регионах в раннем вен­де формировались высокомагнезиальные карбонаты, а в мелко­водных областях развивались протяженные, сходные по своим особенностям с современными рифами органогенные постройки. Большим разнообразием пользовались мономиктовые терриген- ные формации и нередко глинистые толщи, в которых ведущая роль принадлежала каолиниту и глинистым минералам, обра­зующимся в условиях жаркого и влажного климата.

В умеренных условиях формировались терригенные толщи, в которых преобладали неустойчивые к выветриванию минералы. Таковы, в частности, аркозовые и полимиктовые песчаники ран­него венда, известные в Центральной и Южной Америке. На рис. 8.5 области развития тиллитов располагаются только в высоких широтах Северного и Южного полушарий. Предполагается, что тиллиты Тянь-Шаня и Австралии формировались в высоких ши-

Рис. 8.5. Положение материков и климатическая зональность в вендском пери­оде: 1 — тиллиты; 2 — показатели умеренных температур (аркозовые и полимик- товые пески и песчаники, единичные представители мелкой вендской фауны); 3 — рифы и крупные водорослевые постройки. N — Северный полюс, S — Южный полюс

ротах Северного полушария, но основная масса тиллитов и аква- мор,ен приурочена к Южному полушарию. В южно-полярном рай­оне находились северо-западная часть Африки и Восточно-Евро­пейский материк. В течение последующего времени Восточно- Европейский материк переместился из южно-полярного района в тропические широты, что незамедлительно отразилось на услови­ях осадконакопления и состава осадочных образований. Анало­гичные изменения коснулись и других материков.

Нередко высказывается мнение об уникальности древнейших оледенений, которые якобы развивались в неблагоприятном для них жарком климате. При этом указывают на быструю смену ледниковых образований отложениями, характерными для жар­кого климата (красноцветы, доломиты, известняки с фитолитами, эвапориты, каолинитовые глины, кварцевые песчаники и др.), в латеральном направлении и вверх по разрезу. В действительности типичные ледниковые образования накапливаются очень быстро и имеют небольшую мощность, что, несомненно, свидетельствует об относительной кратковременности ледниковых эпох. Ошибоч­ные выводы о длительности ледниковых эпох и непосредственном смыкании их отложений с образованиями жаркого климата ос­новываются на том, что к типичным ледниковым отложениям час­то относят продукты их близкого и дальнего переотложения, фор­мирование которых происходило некоторое время спустя после оледенения и, главное, уже в иной ландшафтно-климатической обстановке.

'Какова причина вендского материкового оледенения? Палео­географические изменения вслед за образованием горных поднятий вряд ли могли вызвать столь значительное снижение температу­ры и повлечь за собой возникновение обширных и мощных ледни­ковых покровов. Значит, остается предположить, что в конце ри- фея и в самом начале вендского периода произошло кратковре- менное, но сильное снижение концентрации углекислого газа в атмосфере, существенно уменьшившее парников'ый эффект. В настоящее время установлено, что в атмосфере позднего протеро­зоя содержание углекислого газа было по крайней мере на один порядок выше современного и в начале венда превышало 0,4%. Однако изменение ресурса атмосферной углекислоты не единст­венная возможная причина возникновения оледенения. Необхо­димо учитывать не только планетарные причины, способствующие возникновению похолодания (изменения рельефа земной поверх­ности, соотношения площадей морских бассейнов и суши, нап­равления и интенсивности морских течений), но и воздействие космических факторов. В частности, изменения интенсивности солнечной радиации, гравитационного и магнитного полей.

Во второй половине вендского периода ландшафтно-климати- ческие условия существенно изменились. Все большее развитие приобрели карбонатно-терригенные и карбонатно-эвапоритовые образования, свидетельствующие о значительном повышении тем­пературы земной поверхности. В связи с таянием обширных лед­никовых покровов уровень Мирового океана поднялся и началась обширная трансгрессия. О высокой температуре свидетельствует не только наличие эвапоритов и высокомагнезиальных карбона­тов, но и широкое развитие биогермных массивов, похожих на современные рифы. О том же говорят и данные палеотермомет- рии, изотопной и магнезиальной. По этим данным, температура среды обитания строматолитов составляла 35—45°. Столь же вы­сокие значения получены из распределения изотопов водорода в кремнистых образованиях.

Многие геологи, вслед за американскими исследователями Л. Беркнером и А. Маршаллом, полагают,' что появление в венд­ском периоде многоклеточных бесскелетных беспозвоночных Оыло связано с увеличением содержания свободного кислорода в ат­мосфере до 0,01 от его современного уровня. Этот рубеж носит название точки Пастера. Однако большое распространение крас- ноцветных пород и высокоокисленных железных руд в отложениях не только венда, но и рифея свидетельствует о том, что уровень точки Пастера мог быть достигнут еще в начале рифея. По неко­торым данным, это произошло около 1500 млн лет назад, пос­кольку к этому времени относится появление в большом коли­честве эукариотных организмов, характеризующихся кислородным метаболизмом, свидетельствующим о том, что организмы в это время уже обладали органами дыхания.

ГЛАВА 9. КЕМБРИЙСКИЙ ПЕРИОД

По данным радиогеохронологии, кембрийский период начался около 540 млн лет назад и закончился, по мнению английских исследователей, 505, а французских — 500 млн лет назад. По но­вейшим данным, границы кембрия соответственно равны 540 и 495 млн лет. Кембрийская система впервые была выделена в 1835 г. английским исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса ■— Cambria. А. Седж- вик рассматривал кембрийские отложения в качестве переходных между древней сланцевой метаморфической толщей и силурий­скими отложениями. Он выделил три отдела кембрия. Нижний кембрий, по Седжвику, состоял из хлоритовых, местами слюдис­тых сланцев, кварцитов с подчиненными пластами серпентинитов и белых зернистых известняков. Органические остатки в этих сло­ях отсутствуют. Среднекембрийские отложения представлены сланцами, конгломератами и порфиритами с остатками фауны, а в верхнем кембрии преобладают известняки с обильными остат­ками фауны.