Ордовикские отложения в Америке. Раннеордовикские эпиконтинентальные платформенные моря

Области распространения ордовика на платформе

Раннеордовикские эпиконтинентальные (платформенные) моря в Северной Америке покрывали периферические области платформы с севера, запада и юго-востока, переходя в геосинклинальные бассейны Арктического, Восточнотнхоокеанского п Западноатлантнческого тео- спнклинальных (складчатых) поясов. Соответственно нижнеордовпкские отложення на платформе также распространены в краевых ее зонах, где образуют три самостоятельные области: Северную, Западную и Юго- Восточную.

Северная область

Северная область распространения ордовикских отложений занимает северное побережье Канады от полярного круга до береговой линии, а также острова Канадского Арктического архипелага: Виктории, Бапкса, Принца Уэльского, Сомерсет, северную часть Баффиновой Земли, Девон и другие более мелкие. Нижнепалеозойские отложения — кембрий, ордовик и силур — образуют в пределах области целый ряд синеклиз, или бассейнов: Волластон, Пролива Впкторпп, Джон-Ланкастер, Фокс и другие менее значительные. Сводку материалов по палеозою Северной области, в том числе по ордовикским отложениям, с характеристикой их нижней границы составили P. II. В. Дуглас, Д. К. Норрис, Р. Торстейпсон и Е. Т. Тозер (Douglas, Norris, Thorsteinsson, Tozer, 1963). В корреляционной таблице они сопоставляют разрезы палеозоя следующих районов распространения ордовпка на платформе: 1) Большого Невольничьего озера, 2) хребта Ламартре-Горн, 3) оз. Трут в южной части Внутренних равнин, 4) хребта Наганнп Каселл, 5) хребта Мак- Кониелл, 6) района Велл Герман во Франклиновых горах. 7) низовьев р. Макензи, 8) хребта Андерсон Горнадэй в северной части Внутренних равнин, 9) о. Сомерсет и 10) о. Девон. В двух первых районах кембрий и нижний ордовик залегают согласно, в третьем на докембрий налегает эйфельекпй ярус девона, в четвертом районе граница между кембрием и ордовиком проходит внутри единой толщп доломитов, т. е. перерыв между ними отсутствует, в шести районах перерыв охватывает приблизительно тремадокский и аренигский ярусы, в двух последних выпадает верхний кембрий, а на средний кембрий ложится арениг.

Подробные данные по ордовику района Большого Невольничьего озера изложены в работе Е. Р. Белой и А. В. Норрпс (Belyea, Norris, 1962). где описаны разрезы по 18 скважинам, расположенным в районе Макензи к югу и западу от Большого Невольничьего озера, а также в северовосточной части штата Британская Колумбия. Во всех скважпнах ордовикские отложения лежат с перерывом на породах кристаллического фундамента.

Помимо двух упомянутых сводных работ, описание ордовикских отложений Северной области имеется также в более ранних работах К. С. Лорда (Lord, 1942), И. Б. Вебба (Webb, 1951), Л. И. Мартина (Martin, 1959), В. А. Белла (Bell, 1959) и др. Все авторы отмечают, что нижний или средний ордовик в платформенной части северо-западной Канады лежит с огромным перерывом на докембрийских породах.

Западная область

Эта область распространения ордовикских отложений охватывает в Канаде юго-восточную часть Альберты, среднюю и южную части Саскачевана и юго-западную часть Манитобы, а в Соединенных Штатах -— все те синеклизы-бассейны, которые упоминались в первой главе при описании предкембрийского перерыва. Характер нижней границы ордовика в Западной области представляется в следующем виде.

В юго-восточной Альберте, по данным II. Л. Спверсона (Severson, 1950) и И. Л. Юшера (Usher, 1959). перерыв между кембрием и ордовиком отсутствует — известняковая толща (формация Монс) канадского яруса согласно, без перерыва лежит па известняковой толще верхнего кембрия, образуя с пей единое целое. По территории Саскачевана автор сведениями не располагает. Ордовикские отложения Манитобы и их нижняя граница охарактеризованы в работах И. М. Гаррисоиа (Harrison, 1949), А. Д. Бейли (Baillie, 1952), И. М. Андрпчука (Andrichuk, 1959) п С. И. Нельсона (Nelson, 1965). В них описано 35 локальных опорных разрезов, п во всех авторы отмечают различной продолжительности предордовикскпй перерыв, при этом ордовикские песчаниково-конгломерато- вые базальные слои всюду налегают на породы докембрия.

В Соединенных Штатах Западная зона охватывает в направлении с севера на юг синеклизы-бассейны западной Монтаны, южной Монтаны, бассейны Биг-Горн, Пауде-Рпвер, Впллпс-тон, Уинд-Рпвер, Брпджер, Уашики, Упнта, Колорадо-Ривер, Блэк-Меза, Сан-УКуагг, Денвер и др.

Бассейн западной Монтаны располагается в зоне, пограничной между платформой п геосинклиналью. По данным В. II. Мак-Манпса (McMannis. 1965), ордовикские отложения распространены только в четырех (из восьми упомянутых при оппсанпи предкембрийского перерыва) районах бассейна западной Монтапы: 1) в юго-западной Монтане, 2) в хребтах Галлатин Мэдисон, 3) в горах Западные Крэзп, 4) в горах Бертут. Во всех этих районах среднеордовпкская формация Впг-Гори налегает на нерас.члененный верхний и средний кембрий, в четырех остальных перерыв был очень длительным и охватывал весь ордовик, силур, ранний и средний девон.

Е. Е. Норвуд (Norwood, 1965) в бассейне центральной п южной Монтаны отмечает несогласное налеганпе ордовика как на кембрийские, так местами и на докембрпйские породы.

В бассейне Виллистон, согласно материалам В. С. Мак-Кэба (McCabe, 1954). Дж. Фуллера (Fuller, 1961), Р. Л. Нодри и Д. Е. Кампэу (Jodry, Campau, 1961), а также новым данным К. Г. Карлсона и С. Б. Андерсона (Carlson, Anderson, 1965), аренигскпе формации Виннипег и Блэк- Айлепд, сложенные обломочными породами, лежат с эрозионным несогласием на верхнекембрийских карбонатных формациях Галлатин и Дэдвуд. Свои выводы К. Г. Карлсон и С. Б. Андерсон основывают на анализе материала (по нашим подсчетам) 123 скважин, пробуренных в бассейне только на территориях Монтаны и Северной Дакоты, не считая его канадской части.

По Л. Е. Томасу (Thomas. 1965), Д. Е. Лаусону и Дж. Р. Смпту (Lawson, Smith, 1966), в бассейне Биг-Горн, в северном Вайоминге, нпж- пяя песчаниковая толща доломитовой формации Биг-Горн лежит с эрозионным несогласием на верхнем кембрии.

В бассейне Пауде-Рпвер, по данным Геологического комитета Вайоминга (1965 г.), на верхпекембрийскую формацию Галлатин с перерывом налегают ордовикские песчаники Гардинг и Алладин, относящиеся к ярусу Чэзи, или Блэк-Ривер. Такой же характер взаимоотношения ордовикских доломитов Биг-Горн и верхнего кембрия наблюдается, согласно К. К. Ривсу (Beeves, 1958) и В. Р. Киферу (Keefer, 1965), и в бассейне Уинд-Рпвер центрального Вайоминга. Помимо бассейнов Биг- Горн, Пауде-Рпвер и Уинд-Рпвер, ордовикские отложенпя в штате Вайоминг известны также в хребте Уинд-Ривер (Е. В. Branson, С. С. Branson, 1940), в окрестностях г. Кодп (Stipp, 1947), горах Грос-Вентр (Foster, 1947) и в бассейне Орегон (Walton, 1947). Все авторы в перечисленных районах Вайоминга отмечают под доломитами Биг-Горн перерыв с эрозионным или даже слабым угловым несогласием, и только в последнем районе П. Т. Уолтон указывает их согласное залегание на верхнекембрпй- ской известняково-сланцевой формации Галлатин.

В бассейне Упнта Д. К. Осмонд (Osmond. 1965) не выделяет ордовикских отложений и считает, что па кембрийские глауконнтовые кон- гломератовидные кварциты сразу же налегают миссисипские известняки формации Мэдисон.

В бассейнах Кэйнаровптс и Блак-Меза, расположенных соответственно в южной Юте и северо-восточной Аризоне, перерыв между кембрием и ордовиком, согласно Р. Г. Лиссентину (Eessentine, 1965), отсутствует, а граница между ними проходит внутри едшЯй доломитовой толщи, нпзы которой относятся к верхнему кембрпю, а верхи — к нижнему ордовику.

По данным Г. Р. Оглина и Л. Б. Мак-Интайра (Ohlen, Mclntyre, 1965), в бассейне Парадокс ордовик п сплур выпадают из разреза в связи с перерывом, а па кембрпй*налегают девонские песчаники, сланцы и карбонатные породы. Такой же продолжительности перерыв пмел место, согласно Дж. А. Петерсону и др. (Peterson, Loleit, Spenser, Ullrich, 1965), п в бассейне Сан-Жуан, расположенном к юго-востоку от бассейна Парадокс. на территории Нью-Мексико. На верхнекембрийские пли докембрий- ские породы здесь в северной части бассшша налегают верхнедевонские и нпжнемпсспсипские, а в южной — даже верхнемнЛшсппскпе отложения.

В бассейнах юго-западной части Ныо-Мекснко Ф. Е. Коттловскпй (Kottlowski, 1965) выделяет пять регионов, по которым и сопоставляются разрезы, это: 1) Big Hatchet Mountains, 2) Cooks Peak, 3) Southeast of Socorie 4) Southern San Anders Mountains и 5) Sacramento Mountains. Во всех разрезак, кроме третьего, где перерыв охватывает интервал от кембрия до раннего пенспльвания включительно, среднеордовпкские доло- Miqpbi формации Монтойя лежат с перерывом на раннеордовикских известняках Е] Paso.

Наконец, в самых южны* бассейнах — Делавер, Тобоза и Мидлэнд,— согласно Дж. Е. Адамсу (Adams, 1965), нпжнеордовикская формация Ellenhurger с перерывом лежпт на породах докембрпйского фундамента, а среднеордовпкская формация Simpson — также с перерывом на предыдущей.

Ордовикский бассейн Западной области через субширотиый пролив, располагавшийся в средней части штата Колорадо, сообщался с бассейном Юго-Восточной области. Н. В. Басс и С. А. Нортроп (Bass, Northrop, 1963) отмечают, что в северо-западной части Колорадо нижний ордовик, имея в основании толщу конгломератов мощностью 35—40 м, лежит с перерывом на доломитах формации Dotsero верхнего кембрия.

Юго-восточная область

Начинаясь в восточных районах штата Квебек Канады и заканчиваясь в северных провинциях Мексики, эта область распространения ордовикских отложений протягивается в виде широкой полосы с северо-востока на юго-запад. На западе она граничит с выходами древних докембрийских пород окраины Канадского щита и Мидконтинента, а на юго-востоке — с геосинклинальной областью Аппалачей. В Канаде ордовикские отложения широко распространены в штате Квебек, а в США — в Вермонте, Нью-Йорке, Пенсильвании, Огайо, Мичигане, Кентукки, Теннесси, Миссури, Арканзасе, Оклахоме, Техасе и Нью- Мексико. Здесь расположены такие обширные бассейны-синеклизы, как Аппалачскпй, Мичиган, Иллинойс, Миссисипи и другие, характеризующиеся полнотой разрезов палеозоя. Повсюду взаимоотношения ордовика и более древних отложений достаточно хорошо изучены.

1.         Квебек. В южном Квебеке, между провинцией Джефферсон, Оттавой и Монреалем, на восточном склоне Канадского щита протягивается полоса ордовикских пород длиной более 1500 км. Ярус Чэзи, сложенный обломочными породами, лежит, по данным Г. И. Гофмана (Hofmann, 1963), с перерывом либо на карбонатных породах серии Бикмеитауи. либо (в провинции Джефферсон) непосредственно на породах докембрийского фундамента. В провинции Джефферсон ярус Чэзи выклинивается, а на породы фундамента ложится серия Блэк-Ривер, которая в других районах лежит на отложениях яруса Чэзи также, вероятно, несогласно.

2.         Онтарио. На территории Онтарио ордовикские отложения развиты в его юго-западной части, в районе Великих озер. Описание их имеется в работах А. Е. Уильсона (Wilson, 1946), В. А. Ролиффа (Boliff, 1949), Б. А. Лпберти (Liberty, 1955, 1963) и Б. В. Сандфорда (Sandford, 1961, 1962).

В последней работе автор рассматривает 33 опорных разреза по скважинам, расположенным на трех профилях по северному побережью озер Эри и Онтарио, от юго-занадиой оконечности первого до северо-восточной второго (около 600 км). Во всех скважинах серия Могавк (или Блэк- Ривер) ордовика (низы карадока) ложится несогласно на эродированную поверхность либо кембрийских, либо кристаллических пород фундамента. Такой же характер взаимоотношений ордовика с более древними породами отмечают и другие авторы, за исключением В. А. Ролиффа, который в осевой зоне свода Цинциннати (Salina—Guelpli fields) описывает согласное залегание карбонатных пород ордовпка на кембрии. В зоне, переходной от платформы к геосинклинали Аппалачей, в долине р. Св. Лаврентия. около Оттавы, он отмечает также налегание песчаников ппжнен части серии Бикмеитауи с угловым несогласием на породы позднего докембрия пли архея (?).

3.         М и ч и г а и. Ордовикские отложения в штате Мичиган образуют вместе с другими палеозойскими сериями известный бассейн Мичиган. Стратиграфия ордовпка и его взаимоотношения с кембрием охарактеризованы в работах Г. В. Коги (Cohee, 1947, 1948) и Б. К. Доннана (Donnan, 1961). Йо данным Г. В. Коги (Cohee, 1948), который описывает 15 разрезов по буровым скважинам, во всех этих разрезах средний ордовик (формация Глпнвуд) лежит несогласно либо на породах яруса Тремпило верхнего кембрия, либо на песчаниках Сен-Питер (где они присутствуют). Последние лежат на верхнем кембрии согласно. В описываемой Г. В. Коги скв. № 27 формация Глпнвуд лежит на докембрии. Б. К. Дон- нан (Donnan, 1961) считает, что во всем районе Великих озер ордовикская группа Блэк-Ривер лежит с перерывом на верхней формации О'Клер кембрия.

4.         Висконсин. Ордовикские отложения штата Висконсин охарактеризованы в большом количестве работ, из них мы упомянем только новейшие; это работы Дж. Е. Карлсона (Carlson, 1961), Дж. Аллингема (Allingham, 1963), Г. Клемика и В Уэста (Klemic, West, 1964). Т. Е. Мюлленса (Mullens, 1964), А. Р. Тэйлора (Taylor, 1964), Р. А. Дэ- виса (Davis, 1966).

Все авторы на основе анализа многочисленных (несколько сотен) опорных разрезов по обнажениям и буровым скважинам отмечают несогласное (иногда со слабым угловым несогласием) залегание широко распространенной среднеордовикскоп (лашшрнскоп) формации песчаников Сен-Питер на нижнеордовикской (тремадок-аренигской) доломитовой формации Praire du Chien.

5.         Иллинойс. В бассейне Иллинойс предсреднеорцовикский (пред- чэзийский) перерыв, по данным С. К. Кларка и Дж. С. Ройдса (Clare, Boyds, 1948), или отсутствует, или выражен очень нерезко; о нем можно догадываться только потому, что ярус Чэзи сложен песчаниками Сен- Питер, тогда как подстилающие его толщи канадского яруса Powell и Catter и покрывающие (трентонские) Joachim и Plattin сложены карбонатными породамп.

6.         Кентукки. Л. Б. Фримэн (Freeman, 1949) так характеризует палеогеографические условия в начале века Чэзн на территории штата Кентукки (стр. 1664): «Последовавшая за периодом поднятия и эрозии трансгрессия моря пришла по тому же самому направлению, каким наступало море в раннем кембрии. Поверхность была теперь низменной, с осадконакопленпем за счет эрозии изверженных и метаморфических пород фундамента, поэтому и характер отложений был различным. Ран- нечэзийские осадки отражали эти условия».

7.         Теннесси. Ордовикские отложення штата Теннесси и их взаимоотношения с подстилающими более древними породами описываются в работах Дж. Бриджа (Bridge, 1955), Ф. В. Книга и Г. В. Фергюсона (King, Ferguson, 1960), Д. Кумингса (Cummings, 1960), У. В. Уильсона (Wilson, 1962), У. В. Упльсона п Р. Дж. Стернса (Wilson, Stearns, 1963) и др. Все авторы отмечают несогласное, местами даже с угловым несогласием (в провинции хребтов и долин, по Кумингсу) налегание среднеор- довпкеких карбонатных формаций Stones Biver и Curdsville (Douglas Lake member) rra породах нижнего ордовпка. На Нешвнллском поднятии нижний ордовик выпадает из разреза.

8.         Канзас. В Канзасе ннжнеордовпкекпе песчаные и доломитовые формации Gosconde и Van Buren, согласно Р. П. Керогеру и Дж. Дж. Кирби (Kerolier, Kirby, 1948), лежат с эрозионным несогласием на кембрийских доломитах Имннанс (Eminance). Выше доломитов Gosconde с эрозионным несогласием лежит формация доломитов и песчаников Руби-Лукс (Koubi Loux) (0—120 м). Завершается разрез нижнего ордовпка также несогласно залегающими на доломитах Руби-Лукс доломитами формаций Кэттер (Catter) и Джефферсон-Снти (Jefferson City) (0—220 м).

9.         М и с с у р и. Предсреднеордовиксшш перерыв, по данным Е. Мак- Крекина (McCracken, 1955) и В. Л. Калверта (CaKert. 1964), имеет повсеместное распространение в штате Миссури, а, согласно В. JI. Калверту, также в Нью-Йорке, Пенсильвании и других восточных штатах.

10.       Оклахома. Характеристика ордовикских отложенпй штата Оклахома имеется в работах М. Дж. Чэнея (Cheney, 1945), М. К. Окса и Л. Жордэн (Oakes, Jordan, 1959), Дж. М. Старке (Starke, 1961), Ф. Шаннона (Shannon, 1962) и М. В. Шрамма (Scliramma, 1964). В последней работе на основании многочисленных (до 500) разрезов по буровым скважинам, объединенных автором условно в 19 региональных разрезов, повсеместно установлен перерыв, охватывающий нижнюю часть толщи яруса Чэзн с налеганием его верхней части на эродированную поверхность кембрийско-ордовикской толщи пород.

К содержанию книги: Каледонский цикл тектонической истории Земли