Кембрийские отложения в Северной Америке. Области развития кембрия на платформе - с кембрия до миссисипия

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ:

Ордовикский и силурийский периоды. Каледонский тектонический...

Каледонская Кузнецко-Саянская горная страна. Острогская свита...

ИСТОРИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ. Догеологический период. Докембрий.

Выделяются: 1) раннепалеозойский (каледонский) этап,

Тянь-Шань и Алайская горная страна. Каледонская складчатость

Палеозой. Палеозойская эра. Каледонская и герцинская...

Области развития кембрия на платформе

Кембрийские отложения развиты на платформе в двух I обширных областях, пз которых первая, Западная, занимает все пространство от широкой полосы докембрийскпх пород, выступающих в своде Мндконтинента, до восточного края Кордильерской геосинклинальной (складчатой) области, а вторая — зону от свода Мндконтинента до западного края Аппалачской области.

Западная область расположена на территориях штатов Монтаны, Северной и Южной Дакоты. Вайоминга, Юты, Колорадо, Аризоны и Нью- Мексико. В пределах этих штатов расположены бассейны, или сине- ютзы, в которых разрез палеозоя характеризуется большой полнотой и где развиты кембрийские отложения; это: Передовой прогиб северо-запад- шш Монтаны, бассейны южной части центральной Монтаны, бассейны (синеклизы) Бпг-Горн, Пауде-Рнвер, Впллпстон, Уиид-Ривер, Брнджер, Уинта, Колорадо-Рнвер, Блэк-Меза, Сан-Жуан н другие более мелкие. В пределах свода Мидконтинента на территории штатов Колорадо и Небраска расположен обширный бассейн Денвер.

К востоку и юго-востоку от Среднеконтииентального свода располагаются бассейны Делавер, Мидленд, Салипа, Форест-Сити, Мак-Алистер (на южном склоне купола Озарк). Бассейны долины Миссисипи, штатов Иллинойс и Мичиган принадлежат уже к восточной области.

Бассейны Западной области

Структурные взаимоотношения кембрийских и докембрийских отложений в перечисленных бассейнах Западной области представляются в следующем виде.

В бассейнах западной и северо-западной Монтаны, расположенных в сущности на границе платформы и геосииклинальной области Кордильер и представляющих собой переходную зону между ними, но данным Дж. Мак-Манниса (McMannjs, 1965), предкембрпйский перерыв имеет место повсюду, в восьмп районах, перечисленных в корреляционной таблице, приложенной к его статье. Нерасчленепный верхний и средний кембрий в четырех районах — в Нарушенном поясе (Disturbed belt), на площади Друммонд, в юго-западной Монтане и в горах Эльхгорн — ложится с эрозионным несогласием на отложения бельта, эквивалентного в верхней части, как упоминалось выше, венду, эокембрию, пнфракем- брию и т. д. В трех районах — на своде Суитграсс, в кряже Галлатин- Мэдисон и в горах Бертут — средний и верхний нерасчлененный кембрий лежит на добельтских породах и в одном районе — бассейне гор Западные Крезп — как на бельтскпх, так (местами) и на добельтских породах.

В центральной и южной части центральной Монтаны докембрий и кембрий, ио данным Е. Е. Норвуда (Norwood, 1965), залегают согласно, образуя единую толщу кластическпх осадков мощностью до 4000 м. Пред- кембрийский перерыв здесь, согласно этому автору, отсутствует. Однако, по данным других исследователей (Boss, 1956; Lochman-Balk, 1.95Gb; Campbell, 1960; Foose, Wise, Garbarini, 1961; Bobinson, 1963; Witkind, Hadley, Nelson, 1.964), всюду в районах центральной и южной Монтаны формация песчаников Flathead среднего кембрия лежит с эрозионным несогласием на бельтских породах, а нижний кембрий в разрезах отсутствует.

В бассейне Виллистон, по материалам К. Г. Карлсона и С. Б. Андерсона (Carlson, Anderson, 1965), кембрийские и раннеордовикские известняки, сланцы и песчаники формации Дедвуд лежат с небольшим перерывом и эрозионным несогласием на породах бельта. Такое же соотношение кембрпя и докембрия отмечается и в некоторых более ранних работах (McCabe, 1954; Porter, Fuller, 1959). В последней работе, относящейся к канадской (северной) части бассейна, несогласное залегание осадков формации Дедвуд на породах докембрия прослежено па протяжении около 500 миль но ЛИНИИ Брандон—(юго-западная Манитоба) CacKaTjs (Саскачеван).

В бассейне Бпт-Горн, северная часть которого расположена в Монтане, а южная — в Вайоминге, осадконакопление, но данным JI. Е. Томаса (Thomas, 1965) п Д. Е. Лаусона и Дж. Р. Смита (Lawson, Smith, 1966). началось с отложения песков формации Flathead среднего кембрия, которая лежит на всхолмленной поверхности гранитов древнего докембрия. Тот же характер нижней границы кембрии описан во многих более ранних работах, посвященных геологии различных районов штата В а помни (Foster, 1947; Walton, 1947; Stipp, 1947; Richards, 1955; Lochman-Balk, 1956b; Woodward, 1957a; Mapel, Pillmor, 1963) и др.

Для бассейна Уинд-Рпвер типичен, по В. Р. Киферу (Keefer, 1965). тот же характер взаимоотношений между кембрием и докембрием, что и в бассейне Биг-Горн, т. е. здесь на эродированной поверхности кристаллического фундамента залегает с перерывом среднекембрийская формация Flathead песчаников и конгломератов мощностью до 60 м, переходящая кверху в сланцево карбонатные отложения среднего и верхнего кембрия. Тот же тип взаимоотношений кембрия и докембрия в бассейне отмечается и в более ранних работах (Е. Branson. С. Branson, 1940; Reeves, 1958, и др.).

По данным Комитета геологической ассоциации Вайоминга (Wyoming Geological Association Tecknical Studies Commitee, 1965 г.), в бассейне Пауде-Ривер соотношение кембрия и докембрия имеет тот же характер, что и в двух предыдущих бассейнах — Биг-Горн и Уинд-Ривер. Здесь также на эродированной поверхности кристаллического фундамента лежит среднекембрийская грубообломочная формация Flathead, с которой начинается разрез палеозоя.

В бассейне Денвер характер взаимоотношений кембрия и докембрия не установлен, так как ни одна из пройденных здесь буровых скважин не достигла нижней границы кембрия.

Дж К. Осмонд отмечает (Osmond, 1965, стр. 1961). что в бассейне Уиита кембрий, представленный глауконптовымп и конгломератовыми кварцитами формации Tintic Quartzite мощпостью 0—300 м, лежит с перерывом трансгрессивно на докембрпйской Uinta Mountain Group, сложенной красноватыми и желтыми кварцитами с бурыми, пурпурными и зелеными сланцами общей мощностью до 7000 м. В пределах площадп Cedar Mesa—Boundary Butte (37°—37°20' с. ш. и 109°30'—110° з. д.), расположенной в юго-восточной части штата Юта, Р. Б. О'Сюлливан (O'Snllivan, 1965) по разрезам целого ряда скважин отмечает, что грубые конгломераты предположительно верхов среднего и верхнего кембрия за- [егают с большим перерывом на докембрийских отложениях.

В бассейне Парадокс, как указывают Г. Р. Оглпн и JI. Б. Мак-Интайр (Ohlen, Mclntyre, 1965, стр. 2023), а также Д. JI. Баарс (Baars, 1966), кембрий, представленный в западной части бассейна кварцитами нижнс- кембрнйской формации Tintic, а в восточной — верхнекембрийской формацией Ignacio Quartzite, лежит с перерывом на магматических и метаморфических породах докембрия. Такой же характер соотношений кембрия и докембрия, по данным Г. Р. Оглина и Л. Б. Мак-Интайра, имеет место и в соседнем, расположенном непосредственно к юго-востоку бассейне Сан-Жуан (1965, стр. 2022, 2).

Аналогичную же картину представляет соотношение нижнего кембрия п докембрия в двух других небольших бассейнах — Кэйпаровитс и Блэк- Меза. из которых первый расположен в юго-восточной части штата Юта, а второй — в северо-восточной части Аризоны. По данным Р. Г. Лессентин (Lessentine, 1965, стр. 2006, 7 и 8), в северо-западной части профиля, пройденного в северо-западном направлении через оба бассейна, на кристаллическом фундаменте лежит формация Tapeats sandstone, которая по мере движения по профилю на юго-восток становится более молодой: вначале среднекембрийской, а в юго-восточной части профиля и верхнекембрийской. Такое омоложение песчаника Tapeats объясняется тем, что трансгрессия кембрийского моря в юго-восточном направлении, из Кордильерского геосинклинального бассейна на Трансконтинентальный свод, происходила медленно, в течение всего кембрия, в связи с чем базальные песчаники Tapeats по мере движения береговой линии с северо-запада на юго-восток становились все более и более молодыми — от нижне- до верхнекембрийских. Такое изменение возраста базальных слоев кембрия не мешает, однако, сделать заключение о том, что в зоне расположения обоих рассматриваемых бассейнов на рубеже докембрия и кембрия земная поверхность представляла сушу.

В южной части центрального и юго-западного Нью-Мексико Ф. Е. Коттловский (Kottlowski, 1965, стр. 2128, 2129) выделяет пять районов, по которым им произведена корреляция разрезов палеозоя; это. Big Hatchet Mountains, Cooks Peak, Southeast Socorro, Southern San Anders Mountains и Sacramento Mountains. Расположение районов показано на 1 статьи Ф. Е. Коттловского. Во всех районах, за исключением третьего, на гранитах, гнейсах и кварцитах древнего докембрия с большим перерывом лежат песчаники формации Блисс верхнекембрпн- ского и нижнеордовикского возраста; в третьем районе континентальные условия существовали начиная с кембрия до миссисипия включительно, так что осадки нижнего и среднего палеозоя здесь отсутствуют.

Крайним южным среди бассейнов западной области распространения кембрия является бассейн Делавер, северная часть которого расположена в Нью-Мексико, а южная — в Техасе. По данным Дж. Е. Адамса (Adams, 1965). самой древней палеозойской формацией здесь является нижне- ордовнкская формация известняков и кластпчески\ пород Elleuburger, которая с большим перерывом налегает на породы фундамента. Бассейн расположен на южном склоне Трансконтинентального свода, где трансгрессия началась только в раннем ордовике, т. е. значительно позднее, чем на западном склоне свода.

Характеризуя геологическую историю всего района Скалистых гор. Цж. Д. Гаун и Г. Кент (Haun a. Kent, 1965, стр. 1781) пишут: «В течение позднедокембрпйского времени осадочные породы отлагалпсь в геосинклинали района Кордильер. Распространяясь на восток, это геоспнклп- нальное море заняло часть района Скалистых гор. После небольшой деформации и эрозии море распространилось на восток в течение кембрийского н ордовикского периодов». Таким образом, существование небольшого перерыва и несогласия на рубеже поздпего докембрия и кембрия признается авторами во всем районе Скалистых гор.

В пределах канадской части Североамериканской платформы кембрийские отложения развиты на западном склоне Канадского щита в районе Макензи, Северо-Западных территорий п в штате Альберта. Характеристика кембрия и его структурных взаимоотношений с докембрием содержится в работах JI. Дж. Мартина (Martin, 1959), Р. Дж. Дугласа н Д. К. Норрис (Douglas, Norris. 1961), Р. Дж. Дугласа, Д. К. Норрпс. Р. Торстейнсона и Е. Т. Тозера (Douglas, Norris, Thorsteinsson, Tozer, 1963).

По данным авторов последней работы, характер взаимоотношений кембрийских и докембрийских отложений в Макеизп и в области северного Юкона представляется в следующем виде.

В Макензи распространение кембрийских и докембрийских отложений отмечается авторами в окрестностях Большого Невольничьего озера и в хребте Ламартре-Горн, расположенных в области Впутренпих равняя на западной окраине платформы. В обоих районах, так же как и в большинстве описанных выше районов Соединенных Штатов, находящихся на западном склоне Трансконтинентального свода, средний кембрий лежпт с перерывом, охватывающим ранний кембрий, на осадочных, изверженных и метаморфических породах докембрия. В остальных районах окраины платформы в области Макензи, где выделены кембрийские отложения, характер их взаимоотношений с докембрием не установлен, так как нижняя граница их нигде не вскрыта.

Районы распространения кембрия в северном Юконе и на островах Канадского Арктического архипелага относятся к геосинклинальным и будут рассмотрены пиже.

Трансконтинентальный свод - восточный склон

В осевой части Трансконтинентального свода палеозойский платформенный чехол отсутствует, а на его восточном склоне кембрийские отложения развиты повсеместно и образуют ряд фациальных зон, протягивающихся с северо-востока на юго-запад субпараллельно осп свода. Самая западная зона, примыкающая непосредственно к осп свода, характеризуется, подобно западному склону свода, сокращенным разрезом кембрия (с выпадением его нижнего отдела), а ташЛ терригеп- ным составом осадков. Эта зопа протягивается с севера на юг из юЛ-за- падной части провинции Онтарио в Канаде через западную часть штата Нью-Йорк в штаты Мичиган, Висконсин. Айова, Небраска и Колорадо.

В провинции Онтарио кембрнгйкие отложения развиты в ее юго-запад- ной части, на южном склоне Канадского щита. Описание кембрийских отложений и их нижней структурной границы дано в работах В. А. Ро- лпффа (Boliff, 1949) и Сандфорда (Sandford, 1962).

Б. В. Сандфорд отмечает, что в юго-западном Онтарио повсюду потсдамскпр ярус кембрия, представленный толщей терригенных пород небольшой мощности, лежит непосредственно на эродированной поверхности кристаллического фундамента. В северо-западной части штата Нью-Йорк, по данным Д. В. Фишера (Fisher, 1956), верхний кембрий залегает на породах докембрия с перерывом, а в зоне, переходной к Аппалачской геосинклинали, также и с угловым несогласием. Кембрийские отложения штата Мичиган в районе Великих озер описаны в работах Дж. В. Когп (Cohee, 1947, 1948), Дж. Е. Гэйра, К. Л. Вира (Gair, Wier, 1956) и Б. К. Доннана (Donnan, 1961).

Б. К. Доннан указывает, что в районе Великих озер верхиекембрий- ская формация Маунт-Снмон, сложенная кварцевыми песчаниками и конгломератами, залегает с перерывом и угловым несогласием па средне- докембрийских кварцево-серицнтовых сланцах формации Мичиган. В штаге Висконсин, по данным Дж. В. Аллппгэма (А 11 in gharri, 1963), верхнекембрийские песчаникп Маунт-Спмон покоятся на кодированной поверхности докембрийских пород. В штатах Айова и Небраска имеет место тот же характер взаимоотношений верхнекембрийских песчаников Ламотт с породами кристаллического фундамента, на что имеются указания в работе X. Лочмэн (Lochman, 1956а). Тот же тип отпошепий кембрия и докембрия, по ее данным, наблюдается и в северо-восточной части Колорадо.

Трансконтинентальный свод (южный склон)

Кембрийские отложения на южном склоне свода распространены в южной части штата Нью-Мексико. Характеристика отложений этого района дается в работах Дж. Е. Вейра и Е. X. Балца (Weir, Baltz, 1959), К. Киллея и Дж. В. Фарлоу (Kellev. Furlow. 1965).

Авторы обеих работ указывают, что кембрий в южной части Нью-Мек- Ьико лежит на докембрийских породах с перерывом; в первой работе возраст самых нюкшгх слоев кембрия на юго-западе Нью-Мексико определяется как верхнекембрийский.

Бассейны Восточной области

Эта область распространения кембрия охватывает обширное пространство в центральных и восточных штатах между восточиьуи краем второй зоны (восточный склон Мидконтииентального свода) п западной границей Аппалачской геосинклинали. Кембрийские отложАшя этой зоны обнажаются на поверхности или вскрыты буровыми скважинами на территориях штатов МичнРан, Индиана, Иллинойс, Миссури, Арканзас, Оклахома, а также в южном Канзасе, западном и центральном Техасе.

Соотношения кембрия и докембрия в бассейнах Мичиган и Иллинойс были охарактеризованы выше. Характер нижней 1 границы кембрия в штате Миссури описан в работах Е. Мак-Крекин (МсСгаскеи, 1955), X. Лочмэн (Lochman, 1956а), Г. Уплера (Wheeler, 1965) и др.

Все они отмечают, что верхнекембрийские песчаники и конгломераты формации Ламотт в штате Миссури, на склонах купола Озарк, залегают с большим перерывом на докембр1Йгскпх породах фундамента.

Такой же характер залегания имеют верхнекембрийские грубозернистые песчаник&ьи конгломераты в штате Канзас, о чем имеются указания в работал Р. П. Керогера и Дж. Дж. Кирби (Kerolier, Kirby, 1948), Д. Мерпама (Meriam, 1963), а также Р. В. Скотта п М. И. Мак-Элрой (Scott, McElroy, 1964).

Взаимоотношения кембрия и докембрия в Оклахоме оппсаны в рабе J тах М. Г. Чинея и др. (Cheney a. oth., 1945), Е. А. Фредериксопа (Frede- rickson, 1956), а также. в исследовании В. Е. Гэма, Р. Е. Денисона п К. А. Мерптта (Ham, Denison, Meritt, 1964).

В северной части Оклах'омы, по данным М. Г. Чттпея, на гранитах докембрия лежат кембрийские песИшнкп Reagan, а в южнбй части штата, по Гэму, Денисону и Меритту, па породах фундамента покоятся обломочные породы нплшекембрнйской формапии Тильмэн.

В северном Арканзасе, по данным Ш. Е. Фрезона и Е. Е. Глика (Frezon, Glick, 1959), на магматических породах докембрия лежат верхне- АгориМкне песчаники формации Ламотт. В западной и центральной частях Техаса, как уже отмечалось, ранпеверхнекембрийская формация Riley с песчаниками Hickory в основании лежит на резко расчлененной эрозией поверхности докембрийских пород с относительными превышениями рельефа, достигающими 250 м (800 футов; Plummer, 1950).

Следующая к востоку зона Восточной области распространения кембрийских отложений охватывает в пределах платформы частп территорий штатов Огайо, Кентукки, Теннесси, Западная Виргиния и Миссисипи. Разрез кембрпя характеризуется в этой зоне, переходной к геосинклинали Аппалачей, относительной полнотой и широким развитием (наряду с тер- ригенными) карбонатных пород.

Характеристика кембрийских отложений платформенной части упомянутых штатов дается в работах Ч. Феттке (Fettke, 1948) п Г. П. Вуд- ворда (Woodward, 1961). Последний указывает, что от северного берега оз. Эри до южной границы штатов Виргиния и Кентукки нижний кембрий лежит с перерывом на породах бельта, однако продолжительность перерыва меняется — увеличивается в зонах местных поднятий и уменьшается в зонах погружений. Такой же тип соотношении кембрия и докембрия имеет место, по данным П. Е. Поттера и В. А. Прайора (Potter, Pryor, 1961), и в штате Миссисипи.

К содержанию книги: Каледонский цикл тектонической истории Земли