Каменноугольная система (период) ─ С

Каменноугольная система была выделена в 1822 году английскими геологами У.Д. Конибиром и У. Филлипсом в Великобретании. Своё название получила по широкому распространению углей. Поэтому часто эту систему именуют так же ─ карбон или карбоновый период. В начале считалось, что все месторождения каменного угля образовались в этот период. Однако оказалось, что накопление углей происходило и в другие периоды. Но всё же в этот период накопилось до 27% всех известных мировых запасов.

Карбоновая система, пятая система палеозойской эратемы, т.е. соответствует пятому периоду палеозойской эры. Возраст системы определяется от 360 до 295 ± 5 млн. лет тому назад, т.е. около 60 млн. лет. Карбоновый период следует за девонским и сменяется пермским периодом.

Общепринятого деления системы не существует, поэтому в странах СНГ, Западной Европы и Америке приняты свои схемы расчленения каменноугольной системы. (Таблица 5).

Таблица 5. Стратиграфия каменноугольных отложений.

В каменноугольном периоде интенсивно проявились герцинские

тектонические движения, что существенно изменило распределение суши и морей по сравнению с девонским периодом. В результате этих движений на месте геосинклинальных областей образовались горные системы – Герциниды.

В каменноугольном периоде произошло несколько фаз (активизаций) этих движений. Наиболее ранняя фаза – Бретонская, проявилась на границе девонского и каменноугольного периодов, и результатом стало расширение областей поднятий в геосинклинальных областях. Вскоре оно сменилось опусканием земной коры и расширением морских трансгрессий в эти пониженные участки. Наибольшие опускания и соответственно трансгрессии достигли в середине раннего карбона, в визейский век. (Рис. 7).

В среднем карбоне проявилась астурийская фаза, во время которой происходили как регрессии, так и трансгрессии морей. Наиболее интенсивные движения герцинской складчатости проявились в конце периода, в заальскую фазу, в результате которой и возникли в конце каменноугольного периода складчатые структуры герценид. Особенно

Рис. 7. Палеогеографическая схема мира. Ранний карбон. Составил

А. X. Кагарманов.

Условные обозначения см. на рис. 3.

сильно эти движения проявились в Западноевропейском и Урало-Монгольском геосинклинальных поясях. Возникновение горных сооружений сопровождалось образованием вдоль них краевых или предгорных впадин (прогибов) граничащих так же и с платформенными структурами.

Активные проявления тектонических движений сопровождались и активизацией магматической и вулканической деятельности, которая проявилась в виде излияния лав и интрузий.

Климат на протяжении карбонового периода был разнообразным, и менялся от экваториального, до проявления оледенений, т.е. он был более дифференцированным, чем в предыдущие периоды.

В раннем карбоне господствовал влажный тропический (гумидный) климат. По данным магнезиальной термометрии в Закавказье температуры были +26 – 27⁰ С (по кораллам), а по брахиоподам + 20 – 21⁰ С. На Урале температуры колебались в пределах + 22 – 28⁰ С. Это отразилось и на осадках. В морях накапливались оолитовые и органогенные известняки.

Аридный климат был в Северной Америке, Южной Америке и Сев. Африке.

Умеренный климат был, вероятно, в Антарктиде и на Востоке Евразии.

В среднем и особенно позднем карбоне уже проявилась климатическая зональность, и особенностью конца карбонового периода стало распространение в южном полушарии ледников. Даже в экваториальной зоне температура снизилась на 3 – 5⁰ С. На дифференциацию климата указывает и начавшееся со среднего карбона различие между фаунистическими комплексами.

Выделяются Средиземноморская и Бореальная фито- и зоогеографические области. Несмотря на резкое похолодание, считается, что в северном полушарии зимы были всё же безморозные. А в южном полушарии – это Ю.Америка, Африка, Аравийский полуостров, Индия и Австралия, в позднем карбоне часты теллиты, ленточные глины, морены и мореноподобные отложения.* Однако среди них часто находятся слои пород с теплолюбивой Гондванской флорой, что указывает на периодичность похолоданий и потеплений. (Рис. 8).

* многими учеными это оспаривается.

Органический мир. По сравнению с предыдущим, девонским, периодом происходили существенные изменения в животном и растительном мире. К началу карбонового периода вымерли граптолиты и почти все рода трилобитов. Вымершие кораллы – табуляты. В начале карбона вымирают щитковые, бесчелюстные и панцирные рыбы, но дальнейшее развитие получают костные рыбы и акуловидные. Но фауна обогащается новыми видами и родами фораминифер, остракод. Из головоногих моллюсков в большом обилии наутилоидеи и гониатиты. Обильны мшанки и кораллы – ругозы, которые в карбоне были основными рифостроителями.

Рис. 8. Палеогеогра­фическая схема мира. Поздний карбон. Соста­вил А. X. Кагарманов.

Условные обозначения см. на рис. 3.

Породообразующими становятся морские лилии (криноидные известняки), а так же брахиоподы.

Пресные водоемы активно заселяются моллюсками, которые достигают громадных размеров, а так же ракообразными (филлоподы). Благоприятные наземные условия привели к обилию наземных членистоногих: пауков, скорпионов, тараканов, стрекоз и др., достигавших громадных размеров.

Появляются первые пресмыкающиеся или рептилии – котилозавры.

Особенностью карбонового периода является бурное развитие древовидной растительности. Раннекарбоновая флора была близка к девонской и отличалась преобладанием веерообразных папоротников из птеридофитов: археокаламитов, лепидендронов, а так же плаунов и хвощей. Таким образом, в нижнем карбоне ещё продолжала существовать археоптерисовая флора. Эти деревья достигали 30 м в высоту и до 2 м в поперечнике. Особенностью карбонового леса было отсутствие травянистой растительности.

Важным эволюционным шагом в карбоновый период было образование примитивных семян у папоротников, плауновых и, возможно, у хвощей.

Появление голосемянных растений свидетельствует о переходе к мезофиту, но это произошло позже, в пермском периоде. Таким образом, новый скачок в развитии растений произошёл в серпуховское время (нижний карбон), т.е. в конце раннего карбона. Флора этого периода получила название – Антракофит. Антракофит господствовал до середины пермского периода.

В позднем карбоне обогащение видового состава происходит за счёт настоящих каменноугольных папоротников, семенных папоротников, сигиллярий, лепидодендронов. Но уже в конце карбона, в гжельское (стефаний) время лепидодендроны и сигиллярии уступают место первым хвойным.

В начале раннего карбона флора на Земле была однообразной и сохраняла моноксилическое строение, то с середины карбонового периода и особенно в позднем карбоне, в связи с дифференциацией климата уже намечаются фито-зоогеографические области. Особенно резко отличается Ангарская флора, где у деревьев появились кольца прироста, т.е. пикнокаллические стволы.

Выделяются фитогеографические области: Еврамерийская или Вестфальская (Европейско-Североамериканская) – тропическая и субтропическая; Ангарская или Тунгусская ─ внетропическая; Катайзиатская (Катайзия – древнее название Китая).

Отличная флора была распространена на юге, юго-западе и юго-востоке Африки, в передней Индии, Австралии и Антарктике. Эта флора известна под названием «Гондванской флоры» или по преобладающему растению – «глоссоптериевой флоры».

Таким образом, карбоновый период это всё же продолжение времени сосудистых споровых растений или птеридофит (палеофит) или птеридо-спермофит (от семенных папоротников).

Сырые леса и болота способствовали захоронению и накоплению крупнейших в истории Земли месторождений угля.

Наиболее известные месторождения угля в Англии, Польше, Германии, Франции, Львовский и Донецкий каменноугольный бассейны Украины, Подмосковный и Кизеловский бассейны России.

ДНЕСТРОВСКО – ПРУТСКОЕ МЕЖДУРЕЧЬЕ

На территории междуречья Днестр-Прут карбоновые отложения распространены только в системе Преддобруджских опусканий. Здесь сохранились отложения нижнего и нерасчлененного среднего карбона, которые участвуют в строении палеозойского структурного этапа. Территориально они приурочены к трём тектоническим участкам. Это Баурчинская зона в западной части Палеозойского прогиба, Саратской и Тузловской зоне в восточной части прогиба. Они, как и отложения девонской системы разделены Орехово-Суворовским поднятием вендского возраста.

В Баурчинской зоне присутствуют лишь отложения нижнего карбона. Это известняки, доломиты и ангидриты турнейского возраста. Залегают они со стратиграфическим несогласием на породах верхнего девона, а перекрываются породами средней юры (верхний байос). Мощность их здесь небольшая – 85 – 350 м.

В восточном участке (Саратская и Тузловская зоны) отложения карбона имеют большее распространение, большие мощности, а так же присутствие среднекарбоновых отложений. В основании разреза Саратской зоны, как и на Баурчинском участке они подстилаются породами верхнего девона. Сложены они здесь известняками, доломитами и аргиллитами турнейского и визейского возраста. На них лежат аргиллиты, алевролиты и песчаники, относимые по возрасту к низам серпуховского яруса.

Мощность этих отложений приблизительно 750 м. В Тузловской зоне нижний карбон представлен теми же известняками, доломитами, как и в Саратской зоне. Мощность их здесь до 550 м. Отложения серпуховского яруса здесь сложены тёмными аргиллитами и алевролитами с многочисленными и маломощными прослоями каменных углей и редкими прослоями известняков. Мощность этих отложений здесь значительно больше и достигает ???.

Выше отложений нижнего карбона в Тузловской зоне залегает пестроцветная пачка пород, сложенная алевролитами, аргиллитами и песчаниками до 74 м мощности. Эти отложения предположительно относятся к среднему карбону.

Перекрываются отложения карбона с большим стратиграфическим перерывом породами пермской и юрской систем.

Глубина залегания карбоновых отложений в пределах междуречья различная. В Баурчинской зоне она колеблется от - 1675 до - 2000 м. В Саратской и Тузловской зонах от – 1374 до – 2615 м.

Территория Днестровско-Прутского междуречья в раннем карбоне располагалась в зоне тропического и субэкваториального климата. Как и для других территорий Земли здесь характерно распространение карбонатных формаций (известняки, доломиты). Фауна так же носит теплолюбивый характер. Это кораллы, мшанки, фораминиферы, остракоды, брахиоподы и др. Многочисленные споры и пыльца теплолюбивых деревьев.

В среднем карбоне палеогеографическая обстановка резко меняется. Начавшиеся тектонические движения астурийской фазы герцинской складчатости вызвало поднятие зоны Преддобруджских опусканий и море в конце нижнего карбона мигрирует с территории междуречья. И лишь временами в среднем карбоне кА короткий период восстановилось осадконакопление. Но оно было непродолжительным и в верхнем карбоне, по всей вероятности, здесь господствовала суша, вплоть до начала пермской эпохи.

Несомненно, что карбоновые отложения в Днестровско-Прутском междуречья имели более широкое распространение. Они известны в дельте Дуная, где залегают так же глубоко, как и в Тузловской зоне. Однако они не имели большого распространения на Молдавской плите и по всей вероятности слагали её крайне южное окончание.

На протяжении уже позднекарбонового времени, а так же в пермское, триасовое и раннеюрское время они интенсивно размывались и поставляли обломочный материал в моря этого возраста. Так в пермских отложениях часто встречаются конгломераты, в которых присутствует карбоновая фауна. Лишь только в среднеюрское время (верхний байос) отложения карбона были полностью перекрыты юрскими породами и их распространение и мощности в дальнейшем не изменились.