4.2.3. Структуры земой коры

В ордовике существовали те же платформы и подвижные пояса, что и в конце кембрийского периода. В прогибах подвижных поясов продолжалось интенсивное погружение, что благоприятствовало накоплению многокилометровых толщ пре­имущественно морских осадков и эффузивов. В конце ордовика в ряде областей подвижных поясов началась вторая фаза каледонского орогенеза - таконская, про­явившаяся примерно в тех же областях Северного полушария, что и салаирская. При этом некоторые участки прогибов превратились в горные сооружения, из которых одни существовали долго (Северные Аппалачи, северные хребты Тянь-Шаня), а дру­гие в начале силура вновь ушли под воду. Положение континентов согласно модели, глобальной тектоники показано на рис. 9.116.

Регрессия морей конца кембрия с наступлением ордовика сменилась новой об­щей трансгрессией. Площадь эпиконтинентальных морей настолько расширилась, что ордовикская трансгрессия на платформах оказалась наибольшей за всю историю палеозоя (талассократическая эпоха). Однако не на всех платформах она была об­ширной. Если в Северной Америке, Китае и на Гондване ордовикская трансгрессия намного превышала кембрийскую, то на Сибирской и Восточно-Европейской плат­формах она была слабее.

198

история развития платформ

Восточно-Европейская платформа. Отложения ордовика, несогласно залегающие на кембрийских образованиях, распространены там же, где и последние, то есть в Прибал­тике, Московской синеклизе, Приднестровье, и представлены всеми тремя отделами. Это горизонтально залегающие толщи морских мелководных пород небольшой мощности (около 300 м), содержат богатую морскую фауну западноевропейского типа, что свиде­тельствует о трансгрессии, идущей с запада (рис. 9.16). В Эстонии разрез ордови­ка, вскрытый в береговых обрывах и уступах, начинается оболовыми песчаниками. Огромное количество фосфатных створок брахиопод рода Obolus превратило эту толщу песчаников в фосфоритовый горизонт, разрабатываемый в Эстонии и Ленин­градской области. Выше залегают черные граптолитовые аргиллиты с дикционемами. Обе толщи составляют тремадокский ярус. Аренигский ярус сложен глауконитсодер-жащими песчаниками, известняками с многочисленными остатками брахио­под и трилобитов. Средний и верхний ордовик (до 160 м) представлен извес­тняками с богатой фауной брахиопод, трилобитов, граптолитов, гастропод. Здесь имеются толщи горючих сланцев. Они свидетельствуют о временных под­нятиях и обмелении теплого ордовикс­кого моря, зарастании его сине-зелены­ми водорослями (цианобионтами), из которых и образовались кукерситы.

Рис. 9.16. Палеогеографическая схема Восточно-Европейской платформы (ордо­вик) [28]:

1 - суша; 2 - границы морского бассейна в раннем ордовике; 3 - границы морского бассейна в среднем и позднем ордовике; 4 - границы областей различ­ных условий осадконакопления; 5-8 - средне- и поз-днеордовикское море, области преимущественного распространения осадков (5 - песчаных, 6 - песча-но-глинистых, 7 - карбонатно-глинистых, 8 - кар­бонатных); 9 - границы древней платформы; стрел­ками показаны возможные пути миграции морской фауны в среднем и позднем ордовике

Сибирская платформа покрыта ордовикскими отложениями, которые обнажаются по окраинам Тунгусской синеклизы и имеют мощность несколь­ко сотен метров. Разрезы отличаются по литологии и палеонтологической характеристике. Преобладают карбо­натные породы (рис. 9.17) с остатками разнообразной морской фауны, осо­бенно брахиопод. По окраинам бассей­на отлагались мелководные осадки: до­ломитовые илы, пестроцветные пески и глины, иногда с прослоями гипса. В разрезах отмечается региональный пе­рерыв перед средним ордовиком.

т

Размеры Сибирской платформы в раннем ордовике увеличились за счет присо­единения к ней районов Енисейского кряжа и северо-востока Западной Сибири, где после орогенного режима установились платформенные условия. Карбонатными и терригенно-карбонатными комплексами заполнялись бассейны на северо-востоке платформы. В связи с тем, что в ряде районов Восточной Сибири известна загипсо-ванность карбонатных пород, предполагается существование бассейнов с повышен­ной соленостью. Возвышенности и небольшие массивы Южной Сибири круто обры­вались в сторону окраинного морского бассейна. В пределах современной Монголии развиты несчано-глинистые глубоководные осадки, в том числе турбитиды, а также кремнистые отложения.

Китайская платформа в ордовике была покрыта мелководным морем. Здесь ши­роко распространены нижне- и среднеордовикские песчано-глинистые и карбонатные образования с преобладанием последних. Отложения имеют мощность несколько со­тен метров и содержат многочисленные остатки брахиопод, гастропод, наутилоидей. Платформа рассекается Цинлянской складчатой системой, где в ордовике формиро­вались андезитобазальтовый и кремнисто-сланцевый комплексы. Здесь существовали как глубоководные, так и островодужные условия. В ее юго-западной части распола­гался континентальный склон, в пределах которого формировались турбитиды.

Северо-Американская платформа в начале ордовика испытывала наибольшую трансгрессию, во время которой накапливались карбонатные осадки (см. рис. 9.12). В начале среднего ордовика была кратковременная регрессия, и появились острова. В позднем ордовике платформа снова начала погружаться и отлагались известковые и доломитовые илы. На востоке в море стал поступать обломочный материал в ре­зультате разрушения таконских поднятий в Аппалачском подвижном поясе.

Гондвана. В Южно-Американской ее части в ордовике господствовали подня­тия. Морские обломочные отложения встречаются на крайнем западе по границе с Восточно-Тихоокеанской подвижной областью. Песчано-глинистые отложения не­большой мощности известны в Амазонской впадине. Африканская часть Гондваны начала опускаться в конце кембрия. В ордовике на территории Сахары отлагались морские кварцевые пески с прослоями галечников и глин, залегающих непосред­ственно на докембрийском фундаменте. Мощность толщи 500-800 м, в авлакогенах 2-2,5 км. На Аравийском полуострове ордовик представлен песчано-глинистыми образованиями значительной мощности. В австралийской части Гондваны море за­нимало наибольшую по сравнению с ее остальными частями площадь. Оно заливало центральную область Австралии и распространялось на восток. Основными отло­жениями ордовика были пески, реже известковые илы.

Естория развития подвиЖнык поясов

Северо-Атлантический подвижный пояс. Наиболее изучены разрезы ордовика в Грампианской подвижной области. В ее пределах накапливались мощные толщи оса­дочных и вулканогенных пород. Здесь в Уэльсе находятся многочисленные обнаже-

200

ния и стратотипический разрез ордовика (рис. 9.17). Самый нижний тремадокский ярус представлен сланцеватыми аргиллитами с диктионемами и трилобитами. Его отложения с отчетливым несогласием перекрываются породами аренигского яруса, что дает основание английским геологам относить тремадокский ярус к кембрию. Аренигские отложения состоят из эффузивов с прослоями известняков, содержа-тих трилобиты и брахиоподы. Общая мощность нижнего ордовика 1,2 км.

Лланвирнский ярус представлен сланцами с остатками трилобитов, брахиопод, граптолитов. Иногда по простиранию сланцы сменяются эффузивами. Лландейл-ский ярус - это наиболее карбонатная часть разреза ордовика и сложена плитчатыми известняками с раковинами брахиопод и трилобитов. Карадокский ярус представ­лен карбонатно-глинистыми отложениями с брахиоподами и граптолитами или же эффузивами. Общая мощность среднего ордовика составляет 2 км. В конце ордовика вулканическая деятельность прекратилась, и ашгилльский ярус представлен поли-миктовыми косослоистыми песчаниками со знаками ряби и глинистыми сланцами общей мощностью 1 км. В глинистых сланцах отмечаются прослои ракушняков. В Аппалачах, по другую сторону Атлантики, на месте которой в раннем палеозое по те­ории глобальной тектоники плит располагался океан Япетус, разрез ордовика внизу представлен карбонатными, вверху дельтовыми песчаными отложениями.

Урало-Монгольский подвижный пояс в ордовике состоял, как и в кембрии, из Ура-ло-Тяныланской, Кокчетаво-Киргизской, Казахстано-Монгольской и Алтае-Саян-ской областей.

В Урало-Тяньшанской области в ордовике началось интенсивное ее прогибание. На западе накапливались сначала терригенные, а затем карбонатные илы, на востоке преобладали вулканогенные породы, среди которых отмечаются известняки, песча­ники и аргиллиты (рис. 9.18). Для ордовика характерно расширение прогиба, транс­грессия моря в сторону Восточно-Европейской платформы. Центральный хребет был опущен и превратился в геоантиклинальное поднятие, представляющее собой цепочку островов, вокруг которых отлагались мелководные осадки. К западу от него располагалась миогеосинклинальная область, к востоку - эвгеосинклинальная с со­ответствующими типами осадконакопления.

В Кокчетавско-Киргизской области в конце кембрия, раннем и среднем ордови­ке опускания привели к тому, что область распалась на ряд низменных островов, ориентированных дугообразно, образовалась сложная система поднятий и прогибов (рис. 9.19). В прогибах накапливались терригенные и карбонатные осадки, вулкано­генные образования. Так, ордовик в центральной и восточной частях области состо­ит из терригенных и вулканогенных пород. На юге (Чу-Илийские горы и Каратау) преобладают карбонатные, а также обломочные породы, реже лавы и туфы, а на за­паде - терригенные с вулканогенными. Верхи ордовика сложены грубообломочными породами, поскольку опускания в среднем ордовике сменились поднятиями и геоан­тиклинали начали разрастаться.

В Казахстано-Монгольской области нарастание поднятий в ордовике привело к сокращению площади морей, разрастанию островной суши и локализации осад-

201

Рис. 9.17. Палеогеографическая схема Сибир­ской платформы (ранний ордовик) [28] Условные обозначения см. на рис. 9.5

конакопления в ряде прогибов. Южные прогибы заполнялись терригенно-карбонатными осадка­ми, северные - осадочно-вулканогенными. При этом в глубоководных условиях накапливались сланцевые, кремнистые и вулканогенные комп­лексы, относящиеся к офиолитовой формации. Широко проявился андезитовый и базальтовый вулканизм островодужного типа. Наряду с вул­канитами присутствуют граувакки.

Проявившийся салаирский цикл тектогенеза в Алтае-Саянской подвижной области стабили­зировал ее неполностью (рис. 9.20). Геосинкли­нальные условия в ордовике восстанавливаются в Западно-Саянском и Горно-Алтайском проги­бах, разделенных Горно-Шорским поднятием. В прогибах накапливались флишевые формации мощностью 7-8 км. На поднятии осадки мень-

Рис. 9.18. Палеогеографическая схема Урала (средний ордовик) [28] Условные обозначения см. на рис. 9.8

202

шей мощности, представленные кар­бонатными илами и песками с обиль­ными остатками мелководной фауны. Здесь в разрезах известны перерывы в осадконакоплении, а между кембрием и ордовиком отмечается угловое несо­гласие, обусловленное салаирской фа­зой складчатости.

Рис. 9.19. Палеогеографическая схема Кокчетавско-Киргизской и части Казахста-но-Монгольской областей (средний ордовик)

В целом, в ордовике морями была покрыта не вся территория Урало-Мон­гольского подвижного пояса. На его месте располагался обширный Палео­азиатский океан, а в его пределах нахо­дились раннекаледонские поднятия и острова, с которых поставлялся мате­риал в прогибы. В конце ордовикка на западе Алтае-Саянской и в Кокчетав-ско-Киргизской областях проявилась таконская фаза складчатости. Это при­вело к образованию обширных подня­тий в Казахстане, прослеживающихся от Кокчетава на юг до Тянь-Шаня и ставших областями сноса в силуре.

[28]

Условные обозначения см. на рис. 9.9

В Средиземноморском подвижном поясе отложения ордовика распростра­нены шире кембрийских образований. В Европейской области в Северной системе геосинклинальных прогибов ордовик начинается с песчаников и кварцитов, выше следуют глинистые породы с прослоями известняков, реже эффузивов и со­провождающих их кремнистых пород. Верхний ордовик обычно отсутствует.

Франко-Чешский массив в ордовике представлял огромный остров, где на его подводной окраине в Чехии накапливались морские терригенные отложения с про­слоями кремнистых и эффузивных пород. Благодаря трудам И. Барранда еще в XIX веке разрез этих толщ стал классическим. Он начинается конгломератами, песчани­ками и сланцами с дикционемами, несогласно залегающими на породах кембрия. Выше наблюдаются песчаники и сланцы с трилобитами и граптолитами, а также кзарцитами с раковинами брахиопод.

В Южной системе геосинклинальных прогибов ордовикские отложения согласно залегают на кембрийских и представлены преимущественно терригенными порода­ми. Здесь в ордовикское время располагалась обширная область, расчлененная под­нятиями и прогибами. Со стороны Африки и с Франко-Чешского массива поступало

203

огромное количество терригенного ма­ териала, а из действующих на востоке территории вулканов - и эффузивного. В Азиатской области, как и в кем­ брийское время, отмечается два типа разрезов - на срединных массивах и в прогибах мио- и эвгеосинклинального типа. На срединных массивах в услови­ ях мелководного моря накапливались Рис. 9.20. Палеогеографическая схема маломощные мелководные терриген- Алтае-Саянской области (ранний ордовик) ные и карбонатные осадки. В прогибах [28] миогеосинклинального типа образова-

Условные обозначения см. на рис. 9.9 лись карбонатно-терригенные породы,

в эвгеосинклиналях - эффузивно-оса-дочные. Согласно положениям глобальной тектоники плит на месте Средиземноморско­го пояса располагался обширный океан Палеотетис (Реикум), отделяющий северные материки от Гондваны. В его пределах древние массивы, как и прежде, представляли собой крупные островные поднятия, поставлявшие обломочный материал в приле­гающие глубоководные прогибы. В них происходило накопление карбонатно-тер-ригенных, а также вулканогенно-осадочных и вулканогенных толщ в случаях вул­канических извержений при процессах растяжения земной коры, характерных для ордовикского времени.

Тихоокеанский подвижный пояс в разных своих частях в ордовике подвергался трансгрессиям, и ордовик представлен разнообразными морскими фациями. В Се­веро-восточной Азиатской области из прогибов, заложившихся в кембрии, море трансгрессировало на Сибирскую платформу. В ордовике вся область представляла собой обширный морской бассейн с архипелагом островов. Максимальная транс­грессия приходится на средний ордовик, а в позднем ордовике площадь моря сокра­тилась, возникли аллювиальные равнины и лагуны повышенной солености.

В Кордильерской области (рис. 9.21) с кембрия продолжал существовать мериди­ональный прогиб, в котором выделяются вулканические островные дуги, задуговые моря с терригенным осадконакоплением и глубоководные прогибы, где накопились терригенно-вулканогенные и кремнистые отложения. Вблизи вулканических островов отмечаются грубообломочные фации, а также широкое развитие кремнистых пород.

В Андийской области ордовик представлен мощной толщей (до 3 км), несогласно залегающей на кембрийских породах и представленной глинистыми граптолитовы-ми сланцами и алевролитами, содержащими прослои песчаников и известняков. В Чилийско-Аргентинской складчатой системе развиты спилиты, кремнистые и гли­нистые сланцы. На северо-западе Аргентины среди ордовикских образований извес­тны только тиллиты.

204

Австралийская область в ордовике нахо­дилась в режиме максимальной трансгрес­сии. Он развит широко и представлен раз-нофациальными осадками, обогащенными остатками разнообразной фауны. На западе отмечаются песчаники, глинистые сланцы и известняки, на востоке - кремнистые и глинистые сланцы, песчаники, лавы и туфы основного и среднего состава. Мощность ор­довикских отложений меняется с запада на восток от 2 до 7 км. В Восточной Австралии отмечается вулканическая дуга Молонг-Кан-берра, где преобладали извержения андези­тов. К западу от дуги формировался флиш, к востоку располагалась глубоководная зона с пелитовым осадконакоплением.

В Катаазиатской подвижной области в ордовике известен карбонатно-терригенный комплекс, накопившийся в шельфовых ус­ловиях. К востоку от него отмечаются тол­ща граувакковых песчаников, кремнистых и глинистых сланцев, а также эффузивы основного состава. Здесь осадконакопление происходило в условиях расчлененного мор­ского дна с действующими вулканами.

Таким образом, в ордовикское время в Тихоокеанском подвижном поясе повсюду преобладали геосинклинальные условия и мощное осадконакопление в глубоководных прогибах и задуговых морях, разделенных, как правило, вулканическими дугами.

9.2.4. Папеогеография

На ордовикский период приходится мак­симальная в палеозое трансгрессия, что во

многом определило климат, осадконакопле- Рис 9.21. Палеозойские миогеосинк-

ние и формирование осадочных полезных линали и эвгеосинклинали на западе Се-

ископаемых. Климат на протяжении ордо- верной Америки [28]:

1 - жесткие массивы, ограничивающие с викского времени претерпел существенные _{севера и востока геосинкпиналъные системы;}

изменения. В раннем ордовике он в целом 2 - миогеосинклинали; 3 - эвгеосинклинали

205

был теплым с наличием аридных зон. В среднем ордовике в связи с затоплением морем обширных территорий и выравниванием материков усилилась гумидизация климата, а в позднем началась некоторая аридизация с одновременным понижением температур и развитием покровного оледенения.

В течение всего ордовикского периода тропические условия существовали в пре­делах Северо-Американской, Восточно-Европейской, Сибирской, Австралийской платформ и на крайнем юге Южной Америки. Это устанавливается по интенсивному карбонатонакоплению, присутствию сульфатно-карбонатных и существенно эвапо-ритовых осадков, рифовых тел, развитию континентальных толщ с высокой степе­нью дифференциации осадочного материала, образовавшегося за счет интенсивно проработанных кор выветривания. Морские бассейны тропических областей были населены весьма теплолюбивой фауной, состоящей из разнообразных кораллов, мшанок, строматопор, брахиопод, трилобитов и моллюсков.

По степени увлажненности в пределах тропического пояса выделяются гумидная и аридная зоны. На Северо-Американской платформе аридный климат был на севере Канады и Аляске. По-видимому, к южному аридному поясу принадлежала террито­рия США. В Мичиганском бассейне преобладают доломиты и хемогенные оолито­вые известняки, а в бассейне Иллинойс присутствуют слои ангидритов. Однако в среднем ордовике климат здесь снова стал гумидным. В позднем ордовике эвапо-риты начали формироваться в районе нынешнего Гудзонова залива. Значительным распространением пользуются гипсоносные отложения этого возраста в штатах Ил­линойс, Монтана и Северная Дакота.

Влажная тропическая зона располагалась в полосе, протягивающейся от Южной Гренландии через Европу, Русскую плиту, Западную и Восточную Сибирь, Казахстан. Значительная часть Австралии находилась в аридных условиях, лишь на юге и в Но­вой Зеландии был теплый гумидный климат. Среди верхнеордовикских отложений Южной Америки и северо-запада Африки широко распространены ледниковые от­ложения. Кроме того, на Африканском континенте они известны в Магрибе и Юж­ной Африке (р. Оранжевая), а на Южно-Американском континенте - в Бразилии, Северной Аргентине и Боливии. Типичные тиллиты, флювиогляциальные пески и захороненные ледниковые долины с отполированными днищами обнаружены в Сахаре и на Аравийском полуострове. Оледенение в Южной Америке и на северо-Западе Африки носило покровный характер, а в Южной Африке и на Аравийском полуострове были горные ледники. Центры оледенений находились в Бразилии, на северо-Западе Сахары и на Аравийском полуострове. Ледники на Южно-Американ­ском континенте двигались в западном и юго-западном направлениях, а в Африке -в северном.

Похолодание, наступившее в позднем ордовике, сильно отразилось на осо­бенностях литогенеза. Тропический пояс сузился, а увлажнение на всей планете заметно уменьшилось. Уровень океана понизился, сократились площади карбона-тонакопления, значительно обеднялись фаунистические комплексы, расширилось терригенное осадконакопление, а в перигляциальных областях появилось много аркозового материала.

= 206 ======

Климатические условия и тектонический режим определяли условия осадкона-копления. В раннем и среднем ордовике преобладали опускания на континентах. Это привело к формированию мощных толщ в прогибах, терригенных и карбонатных -в миогеосинклиналях, обычно тяготеющих к жестким массивам, эффузивных и осадочных - в эвгеосинклиналях. В подвижных поясах обычны флиш, кремнистые породы и кератофиро-спилитовая формация. По окраинам Палеотихоокеанского подвижного пояса, во многих районах Палеоазиатского океана, меньше в Северо-Ат­лантическом и Средиземноморском подвижных поясах проявился островодужный магматизм с формированием эффузивов среднего и основного составов в подвод­ных условиях (шаровые лавы).

На платформах, в шельфовых условиях мелководных эпиконтинентальных водо­емов, формировались разнообразные породы в зависимости от климата. Наиболее распространены органогенные известняки и глины. Вблизи островных поднятий и у береговых линий образовались обломочные породы разной крупности. В водо­емах аридных зон осаждались доломиты и эвапориты, среди которых преобладали сульфаты (гипсы и ангидриты). В ледниковых условиях шло формирование морен и флювиогляциальных отложений. В результате таконского орогенеза началось обра­зование обломочных моласс в горных областях.