ДРЕЙФ МАТЕРИКОВ

КЛИМАТ КОНТИНЕНТОВ В ДОМЕЗОЗОЙСКОЕ ВРЕМЯ. КЛИМАТЫ ПОЗДНЕГО ПАЛЕОЗОЯ. Осадки перми, карбона, девона

Характер осадконакопления, состав органического мира позднего и особенно раннего палеозоя очень мало похожи на современные, и поэтому нее труднее проводить соответствующие аналогии.

Господствующее значение среди им дикаторов климата поздней перми имеют показатели тропического аридного и гумидного климата ( 30). Единичные определения палеотемпе- ратур служат достаточно веским подтверждением высокого термического режима. Средние температуры среды обитания брахиопод в мелководных участках Закавказья колебались в пределах 20—26°. Аналогичные результаты получены для Приаралья и Дарваза. Высокие температуры свойственны Динаридам и Альпам, и по остаткам ругоз и табулят они составляют 26—28°.

Необходимо отметить, что в течение позднепермской эпохи происходило постепенное нарастание аридизации. Оно выразилось в расширении областей с засушливым климатом. В север- пом полушарии экстрааридные условия господствовали на значительной части Ссверо-Американской, Западно- Европейской и Восточно-Европейской платформ. В южном полушарии аридный климат свойствен Южной Америке и Центральной Африке.

Географическое положение экваториального влажного пояса подтверждается фактическим материалом. К нему относится преобладание в разрезе бескарбонатных красноцветов в Центральной Америке и наличие в Венесуэле каолинитовых глин, часто обогащенных растительным детритом; присутствие на юге впадины Конго каолинитовых и каолинитово- гидрослюдистых глин с прослоями лигнитов, углистых глин и углей, последние известны также в Замбии и Заире; распространение терригенной олигомиктовой и мономиктовой формации, ферраллитных и латеритных кор выветривания в южной части Евразии. В морях экваториального пояса происходило формирование органогенных и оолитовых известняков, нередко там встречаются рифовые постройки. В условиях высоких температур и нормальной солености развивались богатые комплексы бра- хиопод (продуктиды, рихтгофении, ретикулярии, литонии), двустворчатых моллюсков, гониатитов, кораллов (ругозы, табуляты) и фораминифер.

За пределами тропических поясов располагались области с относительно умеренными температурами (северо- восток Евразии, Южная Африка). Роль теплолюбивых организмов — табулят, ругоз и крупных фораминп фер — снижается, и уменьшается извсстковистость осадков.

 Среди континентальных осадков преобладают се- роцветные мезо- и полимиктовые угленосные. В то время как в северном полушарии произрастали корда- ито во -гинкговые леса, в южном наряду с кордаитами известны реликтовые формы глоссопте Многие их представители имели кольца нарастания и являлись обитателями приморских низменностей с озерно-болотны- ми системами. Ареал гло с со птс рисовой флоры охватывал Южный Афганистан, Индию, Австралию, Южную Африку и Антарктиду.

В ранней перми, так же как и в поздней, выделяются пояса экваториального, тропического и умеренного климата с различными режимами увлажнения. Однако характерная черта начала пермского периода — довольно низкие температуры на некоторых материках южного полушария.

В морях тропического и экваториального поясов обитали весьма разнообразные в видовом и родовом отношении табуляты, ругозы, брахио- поды, фузулиниды, сифониковые водоросли, головоногие и двустворчатые моллюски. Температуры среды обитания кораллов и брахиопод в Закавказье и на юге Средней Азии не опускались ниже 20°, но наивысшие значения характерны для Предуралья (24—28°), т. е. для областей развития крупнейших рифов.

В северном полушарии засушливый климат господствовал в центральных частях Северной Америки и на значительной части Евразии, а в южном полушарии — в Южной Америке и на северо-западе Африки. Соленосные отложения этого возраста ныне известны на европейской части СССР (Москов екая, Д непров ско -Доне цкая, Прикаспийская впадины, Молдавия и Предуралье), в Среднеевропейской впадине и в Казахстане (Северное Приаралье, Джезказганская и Тенгиз- ская впадины), в США (Оклахома, Нью-Мексико, Канзас, Техас), в Южной Америке (р. Парагвай, Амазонская впадина). В этих же областях сконцентрированы пласты гипсов и ангидритов и распространены толщи карбонатной и гипсоносной континентальной красноцветной формации. Растительные остатки оазисного типа обнаружены только в пределах приморских низменностей.

Экваториальный пояс охватывал Центральную Америку, Северную Америку, Юго-Восточную и Восточную Азию. В условиях высоких температур и влажности происходило фор- хмирование серо цветных олигомикто- вых и мономиктовых толщ и углена- копление. Растительность представлена влаголюбивыми папоротникообразными формами, пекоптеридами и хвойными без колец нарастания.

Наиболее обильная угленосность свойственна областям равномерно- влажного тропического климата. Однако все более резко выражающаяся с течением времени сезонность в распределении атмосферных осадков привела к значительному сокращению угленакопления. Равномерно-влажные условия в Северной Америке существовали вплоть до Аляски и Канадского Арктического архипелага. В Евразии угленакопление в условиях тропического климата осуществлялось в Восточном Казахстане (Зайсан), на юге Сибири (Кузнецкая и Минусинская впадины), в Монголии и на севере Китайской платформы. В Южной Америке образования гумид- ного тропического климата известны на территории нынешней Аргентины, Юго-Западной Бразилии и Уругвая, а в Африке — в Конго, Анголе, на юге Танзании.

На юге Африки и на севере Австралии существовали влажные условия, возможно, близкие к субтропическому режиму. Источником образования углей служила глоссоп- териевая флора. В начале ранней перми в Австралии, а возможно, и в других областях, расположенных в высоких широтах южного полушария, существовали прохладные условия, но температуры сравнительно быстро повысились. В нижних частях разрезов нижней перми в Австралии встречаются образования, напоминающие моренные, а среди тонких терригенньп осадков присутствует большое количество эрратических обломков со следами штриховки. Довольно широко распространены ленточные глины, образованные в приледниковых озерах. В начале ранней перми в морях обитали холоднолюбивые иноцерамоподобные двустворчатые моллюски и эндемичные формы одиночных кораллов и брахиопод. В артинском веке появились аммоноидеи, мшанки, кораллы и брахиоподы иного родового состава; они знаменовали наступившее потепление. На него также указывает и изменение литологического состава осадков (появление бескарбонатных пестроцветных и сероцветных осадков олигомиктового типа).

Согласно Г. Лоуэнстаму, температуры среды обитания брахиопод из группы Лайонс (сакмарский ярус) в бассейне Карнарвол составляли 7—8°, а в артинском веке повысились до 1А—23° (Lowenstam, 1964).

Умеренный климат господствовал на Таймыре, в Сибири, Забайкалье и на Дальнем Востоке. Здесь наряду с терригенно-глинистыми отложениями формировались карбонатные и вместе с холоднолюбивыми формами (иноце- рамоподобные пелециподы и эндемичные брахиоподы) известны обитатели тропических морей. В лесных массивах (Ангарское царство, по С. Мей- ену, 1969) полностью отсутствовали теплолюбивые формы и доминантами являлись сбрасывающие листву кор- даиты с годичными кольцами.

Умеренно холодные и холодные условия существовали в Восточной Австралии и на северо-востоке Азии. Тиллиты известны только в Австралии в осадочных бассейнах Оффисер. в Тасмании и Сиднейском прогибе (Броун и др., 1970). Наблюдается переуглубление ледниковых котловин и развитие форм ледникового рельефа.

В Ко рякско-Камчатской области среди глинистых осадков присутствуют галька и неокатанные обломки; по мнению В. И. Устрицкого (1972), Ю. А. Михайлова и др. (1970), они являются моренно-ледниковыми образованиями. На существование относительно прохладных условий указывают холоднолюбивый комплекс морской фауны и преобладание карликовых форм. В то же время как в северном, так и в южном полушарии в конце раннепермской эпохи произошло потепление, которое отразилось на особенностях литогенеза и на составе морской фауны.

В среднем и позднем карбоне отчетливо выражена зональность ( 31). Одна из характерных особенностей этого времени — значительное похолодание и появление в южном полушарии крупных ледниковых покровов. Это в свою очередь привело к сильному сокращению и смещению к экватору субтропического и тропического поясов.

В пределах тропического пояса широко распространены континентальные карбонатные и гипсоносные красноцветы, терригенные мономик- товые и олигомиктовые, карбонатно- сульфатные, эвапоритовые и экстракарбонатные формации. Их площадное развитие позволяет выделить области с различным-режимом увлажнения. В областях аридного климата распространены ксерофильные сообщества, выработавшие определенные защитные функции. К их числу относятся птеридоспермы с сетчатым жилкованием. Кроме них среди пустынных и полупустынных ландшафтов произрастала оазисная растительность, состоящая из папоротников и каламитов.

С течением времени в аридном секторе южного полушария имело место прогрессивное похолодание. В позднем карбоне развитие красно цветов сильно ограничивается; карбонатонакопление и сульфатонакопление в мелководных бассейнах сменяется терригенным осадко накоплением. Можно предполагать, что в период наступившего оледенения преобладающим ландшафтом южного аридного сектора были перигляциальные степи.

Области с экваториальным гумидным климатом располагались между аридными зонами южного и северного полушарий. Благодаря высоким температурам и большому увлажнению в огромных масштабах происходило угленакопление. Крупные пара- лические и лимнические угольные бассейны возникли в США (Пенсильванский, Аппаланекий, Мичиганский, Ил- линойсский, Техасский), в Европе, в том числе в Советском Союзе (Донбасс), в Центральном и Южном Китае. В меньших объемах * гле накопление происходило в Индокитае и Северо- Западной Африке.

К экваториаль юму поясу тяготеют месторождения сидерита (Африка), марганца (Синайск ий полуостров) и бокситов. Бокситы известны в США (Аппалачи, Арканзас), в Европе (Англия, Франция), а также в Средней и Центральной Азия.

В морях экваториального и тропического поясов обитала весьма богатая и разнообразная фауна, состоящая из табулят, ругоз, брахиопод, известковых водорослей, мшанок, морских лилий и т. д.

Существование влажнотропических условий на территории Западной и Центральной Сибири, Казахстана, Монголии и Северного Китая, севера США, Канады обосновывается развитием там сероцветных мезомиктовых песчано-глинистых толщ с обильной угленосностью, присутствием каоли- нитовых кор выветривания, известковых (органогенные и оолитовые) осадков и богатой фауной морских беспозвоночных.

В позднем карбоне в результате похолодания роль карбонатного материала в осадках небольшая, отсутствуют кораллы и фузулиниды. Обедняется флора за счет исчезновения теплолюбивых форм, и начиная с московского века в Сибири обособляется так называемая кордаитовая растительность. По мнению В. М. Сини- цына (1966), несмотря на значительное понижение температур, зимы в Евразии были безморозными, так как моноксилическое строение и отсутствовали кольца нарастания. Согласно С. В. Мейену (1969), степень изоляции флоры северного полушария в позднем карбоне резко увеличилась и появились деревья с кольцами нарастания. Снижение температурного режима в морях тропического и субтропического климата хорошо подтверждается магнезиальной палеотермо- метрией. Так, если в середине карбона средние температуры среды обитания кораллов и мелководных брахиопод составляли 24—28 е , то в позднем карбоне они не превышали 18—20°. В высоких широтах Евразии они обычно достигали 8—10СС (Ясаманов, 1979).

Снижение температур на всех материках южного полушария было настолько сильным, что привело к появлению ледниковых покровов. На территории Южной Америки, Южной Африки, Австралии и на полуострове Индостан известны тиллиты и обнаружен своеобразный ледниковыи рельеф. Наряду с тиллитами известны и морские ледниковые образования. Особенности строения и мощность ледниковых отложений, ориентировка глыб, обломков и штриховки позволили установить направление движения ледников и определить центры оледенений. Центры оледенения в Индостане располагались на месте современного хребта Аравали и в Восточных Гатах (Страхов, 1960), в Южной Африке и в прибрежной зоне современного Тихого океана (Дю Тойт, 1954).

В межледниковые периоды в областях, примыкающих к ледникам (пе- ригляциальные области), шло накопление песчано-глинистых полимик- товых осадков со следами гляциодислокаций. Растительность перигляциальных областей представлена сообществами, легко переносившими суровые климатические условия. Основу растительного покрова составляли глоссоптерис, гангамопте- рис, гондванидиум и др. Единство флоры Южной Америки, Южной Африки, Индостана, Австралии и Антарктиды является не только следствием однотипных природных условий, но и признаком существования единой па- леофитогеографической области.

Господство морских бассейнов и низкое гипсометрическое положение материков в раннем карбоне предопределяли развитие на обширных территориях влажного и теплого климата ( 32). Весьма обширное распространение карбонатных формаций (оолитовые и органогенные известняки, доломиты), угленосных отложений, бокситов, высокозрелых терри- генных осадков и реликтов кор выветривания совместно с теплолюбивым характером морской фауны свидетельствует о господстве тропического климата. Согласно магнезиальной палеотермометрии, в раннем карбоне Закавказья температуры среды обитания кораллов составляли 26—27° С.

Засушливый климат характерен для ограниченных участков. В северном полушарии аридные секторы охватывали центральные районы Северной Америки и Евразии, где осуществлялось сульфатно-карбонатное и эвапо- ритовое осадконакоиление в морях. В континентальных бассейнах накапливались красноцветные аркозовые и полимиктовые гипсоносные осадки. В южном полушарии формации аридного климата известны в Южной Америке и Австралии.

Исходя из положения аридных секторов. влажные экваториальные условия должны были существовать на юге Северной и в Центральной Америке, в Западной Европе и на территории современной европейской части СССР. Перечисленные регионы характеризуются развитием кор выветривания, бокситов и высокой мобилизацией железа, глинозема, марганца. Бокситы известны сейчас в Аппалачах, на Восточно-Европейской платформе (южные окраины Балтийского щита, Воронежский и Украинский массивы), в Англии, Франции, Болгарии и т. д. Довольно интенсивно осуществлялось накопление оолитов железа (Марокко) и марганца (Франция, Дания, ФРГ). В раннем карбоне на приморских низменностях формировались угленосные толщи (Донбасс, Львовская мульда, Подмосковье, Ки- зеловский, Аппалачский бассейны и т. д.). Низменности и более возвышенные участки покрывались лесами, в составе которых принимали участие лепидофиты, членистостебельные и птеридоспермы.

Наличие влажного тропического климата на севере Северо-Америклм ского материка обосновывается при сутствием там угленосных отложении, обильным карбонатонакоплением и теплолюбивым обликом морской фа\ - ны и остатков растительности. В Евразии равномерно-влажные тропические условия господствовали в Центральной Сибири, на Северо-Востоке СССР, в Монголии и Китае. В ряде районов (Таймыр, Алтае-Саянская область, Центральный Казахстан, Тянь- Щань, Юго-Восточный Китай) имеются небольшие залежи бокситов, а сохранившиеся фрагменты кор выветривания обладают не только каоли- нитовым, но и каолинитово-гидро- слюдистым составом. Широко развиты угленосные отложения.

Климатические условия, близкие к тропическим, в течение раннего карбона были присущи Южно-Американскому континенту, значительной части Африки и северо-западной части Австралии. Более умеренный климат, по- видимому, был свойствен Южной Австралии и Антарктиде. Во всяком случае, на этих территориях распространены полимиктовые сероцветные осадки с остатками флоры умеренного типа. В Австралии совместно с лепидодендронами встречаются кордаиты.

Для девонского периода, так же как и для более ранних периодов фанерозоя, климатическая зональность реконструирована на основе довольно немногочисленных литологических показателей. Возникшая в девоне растительность, так же как и наземные позвоночные, экологически была тесно связана с морскими побережьями, следовательно, можно говорить о морском климате со свойственной ему высокой влажностью и выравненным температурным режимом. Надо отметить, что близость литолошческих и палеонтологических данных разных материков не дает возможности выделить термические пояса. В. М. Синицын (1970) считает, что в девоне в пределах Евразии колебания температур вряд ли выходили за пределы тропических, так как повсеместно обитали теплолюбивые организмы. Среднегодовые температуры на северо-востоке Евразии составляли 27—29°, а на остальной части материка — 32—33°. По данным магнезиальной палеотермометрии, в Закавказье температуры среды обитания брахиопод и кораллов колебались в пределах 26—28°, на Среднем Урале достигали 28—31°, а на Восточно-Европейской платформе — 28—30° (Ясаманов, 1980).

Исходя из однотипности показателей термического режима климатическая зональность в девоне была определена только по общему количеству атмосферных осадков и режиму увлажнения. В целом в девонский период выделяются области с аридным и гумидным седиментогенезом, разделенные поясом переменно-влажного (семиаридного или семигумидного) климата ().

На протяжении среднего и позднего девона аридные тропические условия господствовали на Южно-Американском, Африканском и Австралийском континентах.

В раннем девоне там, возможно, существовали гумидные условия. На это указывает присутствие хорошо отсортированных терриген- ных осадков, наличие гидрослюдистых, монтмориллонитовых и каоли- нитовых глин. Каолинитовые глины известны ныне в Бразилии, Уругвае и Алжирской Сахаре.

На протяжении всего девонского периода гумидный климат господствовал на севере Северо-Американ- ского континента, в центральной, южной и восточной частях Евразии, на северо-западе Африки и на северо- востоке Австралии. О высокой влажности климата Аляски и Канады свидетельствует не только нормальная соленость морских вод и отсутствие эва- поритов, но главным образом развитие сероцветных глинистых толщ, обогащенных каолинитом и содержащих остатки растительности (папоротникообразные) и растительный детрит, а также небольшие прослои угля. Каолинитовые, каолинитово- монтмориллонитовые глины и кварцевые пески с оолитами железа распространены на северо-западе Африки.

Наибольшее количество палеоклиматических индикаторов установлено в Евразии. Среди осадочных образований на территории многих современных стран Западной Европы и Средиземноморья, а также Урала, Тимана, Алтая, Саян, Центральной и Северо- Восточной Азии отсутствуют галогенные и сульфатные породы, доломиты, карбонатные и гипсоносные красно- цветы. В морях шла интенсивная мобилизация карбонатного вещества, а в мелководных зонах располагались крупные рифовые постройки. Среди прибрежных осадков ведущая роль принадлежала глинам каолинит-монтмориллоните) во го и каолинитового состава и кварцевым песчаникам с прослоями гидрогетит-шамозитовых руд и сидеритов. Залежи железных руд известны в Южной Европе, на северо-западе Африки, в пределах Те- тиса, Средиземноморья, Восточной и Центральной Азии. Нередко присутствуют прослои параллических углистых пород.

Области с переменно-влажным климатом удается выделить только в Евразии. К ним относятся районы Средней Азии, Средней Европы, Та- римского массива и Приморья (Сини- цын, 1970).