ФАНЕРОЗОЙСКАЯ ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА Палеозойская эра эра

ФАНЕРОЗОЙСКАЯ ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРА Палеозойская эра (эра древней жизни) начинает последний крупный эон в истории Земли — фанерозой (время явной жизни), объединяющий палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры. Название «палеозойская серия» впервые было предложено в 1838 г. английским геологом А. Седжвиком. Наиболее четким отличием палеозойской эры, как и всего фанерозоя, от более раннего криптозойского этапа развития Земли было стремительное развитие сложно организованных животных с твердым скелетом. Уже в отложениях конца кембрийского периода обнаруживаются представители всех основных типов беспозвоночных животных, и даже, возможно, в это время уже существовали и первые примитивные хордовые.

И в то же время по отношению к растительному царству палеозойская эра является условным подразделением и ее границы лишь отчасти отвечают рубежам эволюционного развития растений. На рубеже докембрия и палеозоя каких либо существенных изменений в составе растительного царства не происходит. В кембрии, как и на протяжении почти всего криптозоя, растительность была в основном представлена простейшими, в частности синезелеными водорослями, следы жизнедеятельности которых — строматолиты и онколиты — столь же обильны в карбонатных породах раннего палеозоя, как и в древних докембрийских толщах. Наряду с синезелеными водорослями с конца докембрия существовали бурые, багряные и другие высшие водоросли.

1. Стратиграфия КЕМБРИЙСКИЙ ПЕРИОД По данным радиогеохронологии, кембрийский период начался около 540 млн лет назад и закончился 505 млн лет. Кембрийская система впервые была выделена в 1835 г. английским исследователем А. Седжвиком и получила название от римского наименования Уэльса — Cambria. А. Седжвик рассматривал кембрийские отложения в качестве переходных между древней сланцевой метаморфической толщей и силурийскими отложениями. Он выделил три отдела кембрия.

СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ И СТРАТОТИПЫ В настоящее время стратотипический разрез кембрия в Уэльсе принимается со значительными исправлениями по сравнению с описанием А. Седжвика. Считается, что кембрийская система начинается с грубообломочных слоев — конгломератов и конгло мератовидных кварцитов с редкими остатками ископаемой фауны. В нижних слоях обнаруживаются проблематичные следы жизнедеятельности червей. Выше залегают песчаники с остатками брахиопод и хиолитов, перекрытые песчаниками и известняками с трилобитами Саllavia, Еоdiscus, Strenuella, Protolenus. Среднекембрийские отложения подразделены на две части: Сольван и Меневиан. Весь разрез охарактеризован органическими остатками. Очень обильны трилобиты рода Paradoxides, благодаря которым средний кембрий разделен на ряд зон. Верхнекембрийские отложения наиболее полно представлены в Северном Уэльсе, где они слагаются преимущественно сланцами и песчаниками с остатками трилобитов (агностиды, Olenidae).

Для кембрийских отложений России принято ярусное деление нижнего и среднего отделов, разработанное на основе материалов по Сибирской платформе.

Томмотский ярус. Название от пос. Томмот. Стратотип яруса находится на р. Алдан (разрез "Дворцы"), где охватывает верхние 5 м юдомской свиты и всю обнажающуюся в этом разрезе пестроцветную свиту (до подошвы тумулдурской свиты). Мощность яруса в стратотипе 85 м. Для томмотского яруса в целом характерны многочисленные и разнообразные, зачастую проблематичные, мелкораковинные скелетные организмы, морфологически простые археоциаты семейств Monocyathidae, Dokidocyathidae, Ajacicyathidae и др. , а также губки, моллюски, брахиоподы, известковые водоросли. Атдабанский ярус. Название яруса происходит от пос. Атдабан. Стратотип находится на р. Лене (от пос. Ой Муран до руч. Улахан Кыыры Таас. В стратотипе, расположенном в зоне перехода от шельфа к верхнему склону открытого бассейна, к нему относится верхняя часть пестроцветной свиты (8 65 м) и две нижние пачки переходной свиты (около 30 м). Около 100 м разреза яруса здесь не вскрыты. Для атдабанского яруса в целом характерны бурный расцвет археоциат, появление форм со сложно устроенными наружной и внутренней стенками (семействами Tumulocyathidae, Densocyathidae, Bronchocyathidae и др. ), появление, становление и первые этапы развития трилобитов, среди которых преобладают представители подотряда Olenellina, а несколько позднее ‑ Eodiscina. Отмечаются интенсивное развитие и существенные изменения в составе других групп организмов, таких как мелкораковинная фауна, брахиоподы.

Ботомский ярус. Название дано по р. Ботоме. Стратотип яруса находится на левом берегу р. Ботомы в 5, 5 км ниже устья руч. Кыыры Таас в районе частых меандр. Неполная мощность ботомского яруса в стратотипе составляет 150 м. Широко развиты определенные группы трилобитов, а также брахиоподы и в меньшей степени SSF. Среди трилобитов широко развиты разнообразные виды родов Bergeroniellus и Bergeroniaspis. Тойонский ярус. Название происходит от названия острова Тойон Ары, расположенного вблизи пос. Еланское на р. Лене. Стратотип был установлен на левобережье среднего течения р. Лены на участке между поселками Тит Ары и Еланское и представлен кетеменской, титаринской свитами и нижней частью еланской. Общая мощность тойонского яруса в стратотипе около 230 м.

Нижний ярус среднего кембрия — амгинский — установлен на Сибирской платформе со стратотипом, находящимся на р. Амге, где его разрез представлен светло серыми и белыми, преимущественно массивными известняками, содержащими обильные остатки агностидных трилобитов. Стратотип майского яруса располагается в Юдомо Майском районе, на востоке Сибирской платформы. Здесь развиты зеленовато серые и серые слоистые известняки с прослоями мергелей, содержащие многочисленные остатки трилобитов.

Ярусное деление верхнего кембрия разработано на материале Казахстана. Стратотипы ярусов находятся по р. Кыршабакты на хр. Малый Каратау. Здесь наблюдается непрерывный разрез от среднего кембрия до ордовика включительно. Сложен он преимущественно плитчатыми известняками, содержащими богатую фауну миомерных и полимерных трилобитов. Имеется много общих форм со Скандинавией, Северной Америкой, Австралией и Китаем, что облегчает межрегиональные сопоставления. Нижний аюсокканский ярус назван по имени урочища Аюсоккан. Мощность яруса в стратотипе составляет 31 м. Сакский ярус получил свое название от имени азиатских скифов, в древности населявших значительную часть Казахстана. Он характеризуется появлением новых родов и видов трилобитов. Мощность составляет 130 м. Аксайский ярус назван по долине Аксай, где в толще плитчатых известняков присутствуют семейства трилобитов Sakkiidae, Ptychaspidae и др. Мощность яруса достигает 200 м.

2. Распространение комплексов в регионах, тип осадконакопления Сибирская платформа. За исключением Алданского и Анабарского шитов вся остальная часть покрыта плащом кембрийских отложений. Многие вскрыты в береговых обнажениях (на реках Лена, Ботома, Амга, Оленек и др. ). Кроме этого многочисленными скважинами вскрыты кембрийские отложения.

Восточно-Европейская платформа. Максимум трансгрессии пришелся на ранний кембрий. В это время море занимало западную и центральную часть платформы. Во второй половине кембрия восточная часть платформы поднялась и море сохранилось лишь на западе. Кембрийский разрез начинает балтийская серия. Залегающая повсеместно С перерывом на вендской валдайской серии или непосредственно на Кристаллическом фундаменте. Балтийская серия сложена песчаниками, глинистыми отложениями. Отложения кембрия присутствуют на юге скандинавского полуострова в Швеции и в окресностях Санкт Петербурга

В течение большей части кембрийского периода Северо-Американская платформа испытывала поднятие и разрушение, только к концу кембрия море начало проникать на ее окраины. Трансгрессия достигла максимума в позднем кембрии, когда море заняло большую часть платформы. Кембрийские отложения обнажены в районе Большого Каньона р. Колорадо, где их мощность не превышает 300 м

Кембрийские отложения занимают около 2/3 Северо-Китайской платформы. Здесь максимум трансгрессии, видимо, пришелся на вторую половину кембрия. В морях нормальной солености накапливались в основном карбонатные илы с различной примесью терригенного материала. В начале кембрия на отдельных участках образовались фосфориты. В те чение большей части кембрия платформа испытывала поднятие и разрушение. К концу среднего кембрия по мере выравнивания суши море нача ло проникать на ее окраины. Трансгрессия достигла максимума в позднем кембрии, когда море заняло большую часть платформы. Мощность накопившейся в это время толщи песчаников не превышает 300 м.

В пределах Урало Монгольского или Центрально Азиатского складчатого пояса на территории Казахстана существовали офиолитовые и островодужные комплексы, типичным примером которых является разрез кембрия хребта Чингизтау. Здесь в основании разреза залегает типичная офиолитовая ассоциация мощностью свыше 2500 м, имеющая трехчленное строение (ультраосновные породы, пиллоу лавы базальтов с дайками габбро диабазов, кремнистые породы с раннекембрийскими радиоляриями).

Выше несогласно залегает толща лав и туфов среднего состава с прослоями песчаников мощностью 5000 6000 м по находкам трилобитов имеет среднекембрийский возраст и относится к островодужным образованиям. Эта толща лав и туфов прорвана интрузиями габбро и плагиогранитов, связанных с раннекаледонской или салаирской фазой складчатости. Выше залегает типично флишевая толща, содержащая остатки среднекембрийских трилобитов майского яруса. Флишевая толща с несогласием перекрывается верхнекембрийско раннеордовикскими отложениями мощностью свыше 1500 м терригенных пород с горизонтами лав и туфов среднего состава. Следует отметить, что аналогичные разрезы сформировались в других частях Урало Монгольского (Центрально Азиатского) складчатого пояса в пределах Алтае Саянской области, Монголии и Забайкалья.

3. Палеогеография (суша, море, палеотектоника, складчатые пояса) После завершения байкальской складчатости на рубеже позднего протерозоя и венда, многие районы оказались приподнятами и стали областями сноса. Продукты разрушения байкалид накапливались в прогибах. В раннем кембрии началась крупная трансгрессия. Она особенно проявилась на Сибирской, Восточно Европейской и Северо Американской платформах. Гондвана представляла огромный континент. Водные массы из окружающих ее океанов проникали лишь на окраины континентов. После крупной раннекембрийской трансгрессии в начале среднего и середине верхнего кембрия наблюдались регрессии.

В начале кембрия материки, точнее древние платформы Южной Америки, Африки, Индостана, Австралии, Антарктиды, были объединены в суперконтинент Гондвану. Произошло это благодаря замыканию морских, часто глубоководных бассейнов небольшой ширины, существовавших в позднем рифее и венде. Гондвана занимала положение в низких широтах, простираясь по обе стороны от экватора, но в основном в Южном полушарии. Большая часть суперконтинента испытывала поднятие, более интенсивное в зонах позд некембрийского орогенеза, и только по его периферии располагались морские бассейны.

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

4. ОРГАНИЧЕСКИЙ МИР Органический мир кембрия, как отмечалось выше, характеризовался становлением всех известных ныне типов животных и растений и наличием у них твердого скелета. В морях господствовали беспозвоночные, представленные архаичными группами, и разнообразные водоросли. Животные кембрийского периода приобрели способность строить прочный хитиново фосфатный и известковый наружный или внутренний скелет. В составе органического мира большую роль играла своеобразная группа животных, называемых археоциатами, которая вымерла в самом конце кембрия. Археоциаты — прикрепленные бентосные животные — населяли мелководные теплые моря. Вместе с водорослями они принимали участие в построении рифовых тел. В раннем кембрии археоциаты достигли большого разнообразия. Они были представлены как простыми одностенными, так и сложными двустенными формами, причем и одиночными, и колониальными.

Кембрий — время возникновения и расцвета трилобитов. Они представляют собой древнюю группу членистоногих животных, ближе всего стоящих к ракообразным. Все известные представители класса трилобитов являлись морскими животными. Многие из них существовали, зарываясь в ил, большинство принадлежало к блуждающему бентосу. Некоторые трилобиты, вероятно, являлись нектонными формами, а те из них, которые обладали многочисленными длинными шипами, были приспособлены к планктонному образу жизни. Третьей группой ископаемых организмов, игравших большую роль в фауне кембрийского периода, являлись брахиоподы. Большинство из них относятся к подклассу беззамковых — наиболее примитивных мелких форм с хитиново фосфатной и известковой раковиной. В это же время начинают развиваться и замковые брахиоподы. Кембрийские моря были заселены также различными гидроидными и сцифоидными кишечнополостными.

Активно развивались моллюски, число которых быстро росло. Если в начале кембрия они были представлены моноплакофорами и гастроподами, то в среднем кембрии к ним присоединились двустворчатые моллюски, а в позднем — головоногие и полиплакофоры. На дне обитали многочисленные хиолиты — организмы, близко стоящие к моллюскам. Среди иглокожих встречаются лишь немногие примитивные формы древних классов стебельных (цистоидей, текоидей и карпоидей) и единичные формы голотурий.

5. Полезные ископаемые В Швеции кембрийский возраст имеют битуминозные квасцовые сланцы, из которых получают топливо и урановый концентрат. С ультраосновными породами Северной Америки и Алтае Саянской области часто связаны месторождения асбеста и талька, а с кислыми интрузивными породами — месторождения олова и вольфрама на востоке России и в КНР. К кембрию приурочены, месторождения марганца в Кузнецком Алатау, железных руд в Гордой Шории, хромитов, руд меди и кобальта в Норвегии, медных руд в Казахстане, полиметаллов в Восточной Сибири. В целом рудные полезные ископаемые сравнительно редки, а размеры месторождений невелики. Ранний кембрий — одна из крупнейших эпох накопления фосфоритов и солей в истории Земли. В это время образовались обширнейшие фосфоритоносные бассейны в Каратау (Казахстан), на юго востоке Китая (провинция Юньнань) и на севере Вьетнама. Кембрийский период накопления каменных солей сопоставим по масштабам с крупнейшими солеродными эпохами девона и перми. Наиболее крупным является Лено Вилюйский соленосны» ; бассейн и бассейн Пакистана.

В 1968 году в 36 км восточнее г. Калининграда открыто первое промышленное (и самое крупное) месторождение нефти – Красноборское. Изначально общие запасы нефти в нем оценивались в 11306 тыс. т (извлекаемые – 5633 тыс. т). Добыча нефти на Красноборском месторождении начата в 1975 году (этот год является официальным началом промышленной нефтедобычи в области). Первоначальные дебиты при самоизливе составляли 150 260 т/сутки. И сейчас, спустя четверть века, на Красноборском месторождении функционируют 57 механизированных скважин, что составляет 23% от общего количества действующих скважин в области. К Красноборской залежи прирезаны Западно и Северо Красноборская площади. Запасы этих залежей много меньше; на них работают 34 и 4 скважины соответственно.

Алжирское нефтяное месторождение гигант Хасси-Мессауд — классический пример залежи, сформированной на вершине эрозионного выступа под поверхностью регионального несогласия. Его извлекаемые запасы оценены более чем в 5 млрд т, средние дебиты скважин составляют 300 350 м 3/сут, достигая на отдельных участках структуры 1500 м 3/сут. Крупнейшая массивная залежь в кровельной части кембрийских отложений расположена над куполом поверхности фундамента. По кембрийскому горизонту R 2 она имеет диаметр 40 45 км и амплитуду около 300 м.