Историческая геология 18 Каменноугольный период Начало

Историческая геология № 18

Каменноугольный период Начало – 360 (359, 2) млн. лет назад. Окончание – 295 (299) млн. лет назад. Продолжительность – 65 млн. лет.

Систему установили Д. Конибир и В. Филлипс в 1822 г. на территории Англии.

Подразделения каменноугольного периода (системы) Российская «Общая геохронологическая шкала»

Подразделения каменноугольного периода (системы) Международная геохронологическая шкала

При двучленном делении карбон середина позднего палеозоя. При трехчленном делении со среднего карбона начинается поздний палеозой.

Органический мир каменноугольного периода

Почти вымерли граптолиты и трилобиты

Много фораминифер. Остатки гигантских фузулинид образуют фузулинидовые известняки.

Много брахиопод – продуктиды (гигантопродуктусы) и спирифириды. Число видов сокращается.

Много колониальных форм ругоз. Вместе с водорослями, мшанками и криноидеями они образуют биогермы, в том числе рифы.

отр. Cryptostomida Мшанки Rhombopora Звездчатое основание колонии Evactinopora (отр. Cystoporida)

Криноидеи Целые чашечки с руками и стеблем - большая редкость. Чаще всего остаются только отдельные членики или кусочки стеблей из нескольких члеников.

Достигли расцвета гониатиты

Обильны двустворчатые моллюски и гастроподы. Среди них много эвригалинных форм.

Многочисленны конодонты

Много рыб Хрящевая рыба Stethacanthus

К концу карбона за счет дифференциации климата в распределении морских беспозвоночных отчетливо проявилась географическая зональность (тропическая и бореальная фауны).

В связи с возникновением тропических и бореальных сообществ единое деление карбона вызывает сложности

Ортостратиграфическими группами являются: фораминиферы, гониатиты, конодонты.

На суше обильная болотная растительность и многочисленные земноводные – «земноводный период»

Псилофиты вымирают – исчезает археопрерисовая флора

Возникает антракофитовая флора Плауны. Лепидодендроны и сигилярии - деревья по 30 -40 м. Хвощи (членистостебельные). Травянистые и древовидные формы – каламиты. Папоротники в т. ч. древовидные. Кордаиты – примитивные голосеменные. Деревья высотой до 20 -30 м с крупными, до 1 м, линейными листьями.

Членистостебельные Sphenophyllum – растение околоводных сообществ. Членистый стебель разделен на междоузлия. В узлах сидят листовые мутовки. Верхний карбон Донбасса.

Лепидодендроны

Во внутренних водоемах (осолоненных, опресненных, пресноводных) – двухстворчатые и брюхоногие моллюски, ракообразные

Обильны членистоногие – пауки, скорпионы, насекомые (тараканы, стрекозы с размахом крыльев до 1 м) отряд Eoblattina (вымерший"древний таракан", средний поздний карбон) отряд Odonata (стрекозы) Средний карбон - ныне

Разнообразны земноводные (стегоцефалы) – влажная кожа, икра, головастики => заселяют побережья водоемов, болота и сырые леса

К концу карбона появляются первые пресмыкающиеся (рептилии). Роговой покров предохраняет их от потери влаги, они откладывают яйца => не связаны с водой и проникают в глубь континентов.

Тероморфы - звероподобные рептилии Ophiacodon. Средний карбон - ранняя пермь, Сев. Америка, Зап. Европа.

Edaphosaurus

Для биостратиграфии континентальных отложений каменноугольной системы наиболее значимы – споры, пыльца, остатки растений и двустворчатых моллюсков.

Общая характеристика каменноугольного периода

В начале карбона – морская трансгрессия. С конца раннего карбона – регрессия с максимумом в начале среднего карбона.

Климат В среднем карбоне самый влажный климат в фанерозое. В начале карбона теплый климат. Далее похолодание, достигающее максимума на рубеже карбона и перми (самый холодный климат палеозоя).

Каменноугольный период – первый период, в котором на континентах ярко проявляется географическая зональность.

1. Северная умеренно-теплая влажная зона с интенсивным торфонакоплением. Тунгусская флора: Кордаитовая тайга (годичные кольца, листопадные формы), в подлеске папоротники и членистостебельные (Сибирь).

2. Северная аридная зона (тропики - жарко и сухо). Сплошного растительного покрова нет, единичные лепидодендроны и кордаиты (Казахстан, Монголия, Северный Китай, Корея).

3. Зона влажного жаркого (экваториального) климата с интенсивным торфонакоплением. Вестфальская флора: гигантские лепидодендроны, каламиты, кордаиты с крупными листьями, воздушными корнями и без годичных колец (Западная Европа, Донбасс, Северная Америка).

4. Южная аридная (тропическая) зона – близка северной

5, 6. Южные влажные умереннохолодная и холодная зоны Гондванская флора: угнетенные малорослые папоротники, хвощи, кордаиты (всего около 150 видов). Это листопадные формы с годичными кольцами.

В течение карбона нарастают масштабы угленакопления (гумидный тип литогенеза). Основные каменноугольные бассейны расположены в северном полушарии – 27 % мировых запасов угля. Паралические угленосные бассейны: Донбасс, Караганда, Экибастуз, Кизеловский (Урал), Подмосковный буроугольный, «Большой угольный канал Европы» (Польша, Чехословакия, Бельгия, Англия), Аппалачский, Пенсильванский (США).

В южном полушарии расширяется область покровного оледенения (нивальный тип литогенеза). На всех платформах Гондваны – ледниковые толщи (от нескольких метров до 1 -2 км). Это тиллиты, флювиогляциальные конгломераты, пески и лимногляциальные ленточные глины. Ледниково-морские толщи – результат ледового разноса (тиллиты чередуются с морскими отложениями). Межледниковья устанавливают по озерным угленосным комплексам.

В каменноугольном периоде проявляются судетская и астурийская фазы герцинской складчатости

Судетская фаза – конец раннего карбона Интенсивно проявилась: 1. на севере Средиземноморского пояса (формируется складчатый фундамент Западной Европы), 2. в геосинклиналях Урало-Монгольского пояса, 3. по окраинам Тихоокеанского пояса (начало формирования складчатых сооружений Анд и Восточной Австралии), 4. в Аппалачской геосинклинали.

Континенты: Лавренция, Сибирь, Казахстан, Китай, Гондвана. Подвижные пояса: Тихоокеанский, Урало-Монгольский (Уральская, Тянь. Шаньская, Джунгаро-Балхашская, Зайсанская и Монгольская геосинклинали) , Средиземноморский, Аппалачский.

Астурийская фаза – конец среднегопоздний карбон «Закрываются» запад Средиземноморского и Урало-Монгольский подвижные пояса, Аппалачская геосинклиналь. Объединились Лавренция, Казахстан, Сибирь, Китай и Гондвана. Возник суперконтинент Пангея и суперокеан Панталасса. «Заливом» океана Панталасса стал океан Палеотетис (восток Средиземноморского пояса).

Каменноугольная система Восточно -Европейской платформы

Каменноугольные породы Подмосковья Турне – карбонатные отложения теплого мелководного бассейна. Раннее визе – море отступает к востоку, формируется угленосная формация Подмосковного бассейна. Обломочный материал поступает с запада. Затем трансгрессия восстанавливает морское карбонатное осадконакопление. Начало среднего карбона – регрессия отложения башкира отсутствуют. Затем –трансгрессия (карбонатное осадконакопление).

Угленосная циклотема Подмосковного буроугольного бассейна

Припятско-Донецкий авлакоген

Припятско-Донецкий авлакоген Система разломов была заложена в начале платформенного этапа развития (конец протерозоя). В разрезе три структурных этажа: 1 – докембрийский кристаллический фундамент; 2 – геосинклиальный складчатый комплекс девона-нижней перми; 3 – верхнепермский орогенный этаж. В карбоне авлакоген входит в состав Средиземноморского подвижного пояса и интенсивно погружается.

В донецком прогибе мощная каменноугольных толща (до 12 км). С турне по средний визе – органогенные известняки. Далее паралическая угленосная толща. Осадки компенсируют прогибание и накапливаются в побережных обстановках. В разрезе до 300 пластов угля. Из них до 50 имеют рабочую мощность 0, 6 -3 м.

Каменноугольные отложения Урало -Монгольского подвижного пояса Разделенные каледонскими поднятиями Уральская, Тянь-Шаньская, Джунгаро. Балхашская, Зайсанская и Монгольская геосинклинали. Они развиваются по разному – в них по разному проявляются фазы герцинской складчатости.

Уральская геосинклиналь Бельско-Елецкая зона – восток платформы. Известняки. На севере в основании визейского яруса – паралический Кизеловский каменноугольный бассейн. Лемвинская зона – Западный склон Урала – миогеосинклиналь – аспидная и флишевая формации: кремнисто-аргиллитовые породы с прослоями песчаников, известняков, туфов. Обломочный материал поступает с восточных герцинских поднятий. Восточный склон Урала – эвгеосинклиналь. Нижний, карбон – офиолитовая формация: основные эффузивы с прослоями кремнистых пород. Средний карбон – моласса: карбонатно-терригенная толща. Источник сноса – герцинские поднятия на востоке. Верхнего карбона нет – питающая провинция.

Бельско-Елецкая зона – восток платформы Лемвинская зона – Восточный склон Урала Западный склон Урала

Выводы: 1. В раннем карбоне – структурный план Урала унаследован от девона. 2. В среднем карбоне к востоку от Урала складчатые герцинские сооружения – суша, поставлявшая обломочный материал в район Восточного склона Урала. 3. В позднем карбоне – сам Восточный склон становится складчатой областью питающей провинцией для Лемвинской зоны Западного склона Урала.

В Уральской геосинклинали интенсивно проявился магматизм: - с ультраосновными интрузиями связаны месторождения никеля, асбеста, хромитов, - со средними интрузиями месторождения железа, - с кислыми интрузиями месторождения золота.

Зайсанская геосинклиналь Кузнецкий угольный бассейн

Полезные ископаемые каменноугольного периода

Осадочные: Уголь. 27 % мировых запасов: Донбасс, Караганда, Экибастуз, Кизеловский (Урал), Подмосковье (бурые), «Большой угольный канал Европы» (Польша, Чехословакия, Бельгия, Англия, Астурия), США (Аппалачский, Пенсильванский). Нефть. Более половины запасов Волго-Уральской провинции в коллекторах карбона. Газ. Оренбургское месторождение. Бокситы. Тихвинское и Северо-Онежское месторождения, месторождения Китая.

Магматогенные: Свинцово-цинковые месторождения хр. Каратау, бассейна р. Миссисипи. Медные руды Джесказгана. Месторождения железа Сарбайское и Соколовское, горы Магнитная. Золоторудные месторождения Урала.