ДРЕВНИЙ КЛИМАТ

Ранний и поздний Ордовик. Ордовикский период

Ордовикский период (490—440 млн. лет назад)

В течение ордовикского периода климат претерпел существенные изменения. На протяжении тремадокского и аренигского веков он был довольно теплым, с некоторым преобладанием аридных условий [76, 77]. В среднем ордовике произошла гумидизация климата, а в позднем ордовике началась новая аридизация, по времени совпавшая с появлением ледниковых отложений и существенным похолоданием.

В течение почти всего ордовикского периода тропические условия существовали в пределах Северо-Американского, Евразиат- ского, Австралийского континентов и на крайнем юге Южной Америки ( 4.2). Эти условия обосновываются развитием интенсивного карбонатонакопления, присутствием сульфатно-карбонатных и существенно эвапоритовых осадков, рифовых тел, разнообразных биогермных массивов, развитием континентальных отложений, высокой степенью дифференциации осадочного материала, который образован за счет размыва кор выветривания, и наличием реликтов кор выветривания различного состава. Морские бассейны тропической области были населены весьма теплолюбивой фауной, состоящей из разнообразных кораллов, мшанок, строматолитов, брахиопод, трилобитов и головоногих моллюсков.

Выделяются две крупные палеозоогеографические области с тропическим комплексом фауны, отличающиеся одна от другой лишь экологическими особенностями. В позднем ордовике в наиболее северной палеобиогеографической области (Канадско-Си- бирский пояс) были распространены коралловые, мшанковые и строматолитовые биогермы и обитали брахиоподы (ринхоллидно- ортидно-строфоменидный комплекс), трилобиты (батиуриды, реноплеуриды) и цефалоподы (актиноцератиды). В более южной, Казахстано-Аппалачском поясе, по данным Д. Л. Кальо [41], широко распространены кораллово-мшанковые биогермы, плек- тамбонитидно-строфоменидно-ортитовый комплекс брахиопод. ортоцератидная фауна цефалопод, а из трилобитов известны только реноплеуроды.

По степени увлажнения в пределах тропического пояса выделяются области аридного и гумидного климата. На Северо-Амери- канском континенте аридный тропический климат существовал на севере Канады и на Аляске. В морских бассейнах Аляски в течение ордовика формировались оолитовые и доломитизированные известняки и доломиты, а на островах Канадского Арктического архипелага (о. Элсмир и др.) среди толщи известняков и доломитов нижнего ордовика (свита Бауман-Фьорд) известны гипсы и ангидриты. В позднем ордовике сульфатные и соленосные отложения появляются на островах Элсмир, Сомерсет и Батерст.

По-видимому, к южному аридному поясу относилась территория США. В верхней части нижнего ордовика в Мичиганском бассейне преобладают доломиты и оолитовые известняки, а на юге шт. Иллинойс присутствуют слои ангидритов. Олнякп r гпрпнрм ордовике климат стал гумидным, и в течение этого отрезка времени неизвестны показатели аридных условий. В морских бассейнах Северо-Американской платформы осуществлялось карбонатное осадконакопление (оолитовые и органогенные известняки), а среди прибрежно-морских и континентальных осадков главенствующая роль принадлежала песчано-глинистым образованиям олигомикто- вого типа с высокой степенью отсортированности. Наряду с этим в ряде мест формировались оолитовые железняки. Так, осадочные железные руды среднего ордовика известны на юге Мичиганского и Виллистонского бассейнов.

В позднем ордовике эвапориты стали формироваться в Вилли- стонском бассейне и бассейне Гудзонова залива. Значительным распространением пользуются гипсоносные отложения этого возраста в штатах Иллинойс, Монтана и Северная Дакота. Кроме того, в ряде мест происходило накопление оолитовых фосфоритов (штаты Кентукки и Теннесси) и образование марганцевых конкреций.

Отсутствие фактического материала по южным районам Канады не позволяет точно провести границы экваториального влажного пояса. Предположительно термический экватор в это время проходил от провинции Колумбия до средней части о. Баффинова Земля.

В течение ордовикского периода в Гренландии существовал тропический климат. На это указывает широкое развитие оолитовых известняков и присутствие морской фауны. Вероятно, в северной части Гренландии существовал засушливый климат, так как здесь среди оолитовых известняков встречаются довольно мощные пласты хемогенных доломитов, и, возможно, этот регион располагался в пределах северного аридного пояса.

В Евразии аридные условия на протяжении ордовикского периода существовали в Восточной Сибири, Южном Китае и Индокитае, которые относились к северному аридному поясу. На жаркий аридный климат Восточной Сибири указывает развитие гипсо- носных континентальных красноцветов, наличие большого количества прослоев гипса и ангидрита среди оолитовых известняков, распространение доломитов, эоловых песков, а также присутствие на поверхностях напластований трещин усыхания. Согласно Г. Н. Черкасову [94] и А. В. Каныгину [42], в течение ордовикского периода наблюдались существенные изменения температурного режима. В начале ордовикского периода климат Евразии был аридным прохладным, так как в морских отложениях содержится небольшое количество карбонатного материала, а органические остатки представлены обедненным комплексом. Присутствуют только бентосные формы и водоросли, составляющие монотопные сообщества. Широко распространены красноцветы, содержащие частицы с характерными чертами эоловой транспортировки. В середине ордовика произошло значительное потепление, которое выразилось в появлении большого количества органогенных и ооли- тсеых и?пг,стнякои. мошных кораллово-водорослевых построек, в значительном разнообразии бентоса и планктона. На суше сохранились континентальные осадки эолового генезиса. В конце ордовика постепенно исчезают мшанки, криноидеи и кораллы, обедняется видовой и родовой состав брахиопод и трилобитов. Преобладающее значение приобретают организмы с сезонным циклом размножения (остракоды). Значительно сокращаются объемы кар- бонатонакопления. Вместе с тем аридные условия проявляются более рельефно. К этому времени относится появление гипсового материала как в виде прослоев среди прибрежно-морских осадков, так и в виде включений среди континентальных красноцветов.

К южному аридному поясу относились Прибалтика и юг Скандинавии. В начале ордовика в этих областях формировались оолитовые железные руды, а позднее накапливались оолитовые фосфориты, доломитизированные и оолитовые известняки, а в позднем ордовике появились пласты гипса.

Экваториально-влажный климат в течение ордовикского периода существовал на востоке Восточно-Европейской платформы, на Урале, в Западной Сибири, Центральном Казахстане, Прибайкалье и Забайкалье. Наряду с развитием рифовых фаций и крупных тел биогермов в прибрежных частях моря и накоплением преимущественно карбонатных отложений, в основном представленных как оолитовыми, так и существенно органогенными известняками, эти области характеризовались высокой мобилизацией железа, марганца и алюминия. Залежи оолитовых железных руд известны в Иркутском амфитеатре, Центральном Казахстане и на западе Сибирской платформы. Марганцевые руды обнаружены в Центральном Казахстане и на Тянь-Шане. Среди континентальных отложений преобладают красноцветы, сложенные продуктами размыва кор выветривания каолипитового, а возможно, и латерит- ного типа. Реликты каолинитовых кор выветривания сохранились в Западной Сибири, на западе Сибирской платформы, в Центральном Казахстане и западном Прибайкалье. Кроме пластов переотложенных высокоглиноземистых глин среди карбонатных отложений известны в Центральном Казахстане (Павлодарское Прииртышье, Кокчетавский массив) небольшие залежи бокситов.

На остальной территории Евразии в течение ордовика господствовали гумидные тропические условия. В таком климате происходило формирование залежей оолитовых железных руд на севере Скандинавии, в Бретани, Нормандии и на северо-западе Испании, осуществлялось накопление толщ кварцевых песков иногда с као- линитовым цементом и разнообразных карбонатов. На севере Монголии (Котловина Больших озер, Баян-Хонгорская зона) известны бескарбонатные красноцветы, причем в разрезе обычно преобладают пестроцветные каолинитовые глины.

Значительная часть Австралии находилась под воздействием аридных тропических условий. В раннем ордовике в бассейне Джорджина в составе группы Токо имеются прослои гипса. В среднем ордовике в лагунных условиях формировался эвапорито- sbiii комплекс (доломиш, гипсы, ангидриты, прослои солей), а в позднем ордовике области аридизации значительно расширились. Кроме гипсоносных отложений в бассейне Джорджина известны прослои загипсованных алевролитов и псевдоморфозы солей в бассейне Амадиес и Оффисер [14].

Наряду с формированием оолитовых и органогенных известняков и развитием биогермных массивов в зонах мелководья формировались доломиты. На суше, по-видимому, в условиях переменно- влажного климата осуществлялось накопление кварцевых песков, которые имеют эоловый генезис (Лаклан).

На юге Австралии и в Новой Зеландии продолжали существовать гумидные условия. По крайней мере на это указывают каоли- нитовые глины в Тасмании, известные среди толщи оолитовых известняков прибрежно-морского генезиса, и графитовые сланцы в Новой Зеландии.

На северо-западе Африки и северо-востоке Южной Америки известны показатели теплых, почти тропических условий гумидного климата, которые в основной массе являются ранне- и среднеордовикскими. О теплом гумидном климате свидетельствует не только достаточно широкое развитие оолитовых и органогенных известняков в Бразилии, Парагвае и на севере Венесуэлы, но и присутствие оолитов железа в Боливии и распространение кварцевых песков и кварцитов, а также глин каолинитового состава. Ввиду того что на крайнем юге Южно-Американского континента в составе ордовикских отложений существенную роль играют доломиты, можно предполагать о существовании здесь засушливых условий.

В раннем и среднем ордовике на Африканском континенте оолитовые железные руды известны в Марокко. Присутствие глауконита среди песчано-глинистых отложений нижнего и среднего ордовика в Алжире, наличие каолинита в Мали и развитие существенно кварцевых песков и кварцитов в Алжире также являются показателями тропических влажных условий.

Среди верхнеордовикских отложений на территории Южной Америки и северо-запада Африки довольно широким распространением пользуются отложения конечных и донных морен. Они состоят из тонкого терригенного материала с включениями валунов и щебня с отполированными поверхностями со следами штриховок. Кроме того, известны также флювиогляциальные пески. Наряду с типичными тиллитами, обнаруженными в Бразилии (бассейн Параны), в Северной Аргентине и Боливии, распространены ледово-морские конгломераты (Аргентина, хр. Сапла). На Африканском континенте ледниковые отложения распространены в Алжире, Марокко и Тунисе. Тиллиты Южной Африки приурочены к верхнеордовикской части капской системы и развиты в бассейне р. Оранжевой. Тиллиты с ледниковыми валунами, флювиогляциальные отложения и ископаемые ледниковые долины обнаружены также на Аравийском полуострове [161]. Ледниковые долины имеют северное и северо-восточное простирание и обычно заполнены флювиогляииальными пргкям» Тиллнты II напоминающие морены отложения обнаружены в Испании и во Франции.

Оледенение в Южной Америке и северо-западной части Африки носило в позднем ордовике покровный характер, а в Южной Африке и на Аравийском полуострове было горным. Исходя из направлений штриховок на валунах и простирания ледниковых долин, центры оледенения существовали в Бразилии, на западе Сахары и на Аравийском щите. Ледники на Южно-Американском континенте двигались в западном и юго-западном направлении, в Африке — в северном направлении.

Похолодание, наступившее в позднем ордовике, отразилось на особенностях литогенеза других климатических поясов. Причем в это время тропический пояс значительно сузился, а увлажнение на всей планете заметно уменьшилось. Сократились площади кар- бонатонакопления на Южно-Американском и Африканском континентах, существенно обеднились фаутшстические комплексы, расширилось терригенное осадконакопление и появилось большое количество аркозового материала в перигляциальных областях на западе и юге Бразильского щита и на периферии Африканской платформы.

Таким образом, анализ климатических условий ордовикского периода позволяет считать, что в карадокекое время наступило значительное похолодание, охватившее многие материки. Холодные условия существовали в течение всего ашгильского века. Чта же касается более раннего времени, то достаточно обоснованным выглядит потепление в арениге и в начале карадокского века. Вместе с тем наметить какую-либо закономерность в изменении влажности, за исключением связи аридизации с похолоданием,, пока не удается. Это может быть связано с наложением климатических изменений разных порядков с одновременным усилением или снижением активности тектонического режима и общими палеогеографическими изменениями.