Ордовикская система (период) , или сокращённо Ордовик , - вторая снизу система палеозойской группы, соответствующая второму периоду палеозойской эры геологической истории Земли. Подстилается отложениями кембрийской и перекрывается отложениями силурийской систем. Начало ордовикского периода радиологическими методами определяется возрастом в 488 млн. лет от современности; общая продолжительность периода около 45 млн. лет.
История
Название предложено английским геологом Ч. Лапуорсом (1879), указавшим в качестве типового разрез в районе Аренига и Бала в Уэльсе. Названа по имени древнего племени ордовиков, обитавшего на территории Уэльса. Принята в качестве самостоятельной системы в 1960 году, на 21-й сессии Международного геологического конгресса . До этого во многих странах ордовикская система рассматривалась в качестве нижнего (ордовикского) отдела силурийской системы.
Изучение ордовикской системы на территории СССР связано с именами Ф. Б. Шмидта , В. В. Ламанского , В. Н. Вебера , Б. С. Соколова , Т. Н. Алиховой, О. И. Никифоровой, А. М. Обута, Р. М. Мянниля, А. К. Рыымусокса и многих других. Известны труды зарубежных исследователей: английских геологов (Ч. Лапуорс, Р. Мурчисон, Х. Б. Уиттингтон, А. Уильямс), чешских (Й. Барранд , В. Гавличек), американских (Дж. Холл, Г. А. Купер, М. Кей), шведских (В. Яануссон), японских (Т. Кобаяси) и других учёных.
Подразделение ордовикской системы
Ордовикская система подразделяется на 3 отдела:
| Период (система) | Эпоха (отдел) (МКС) | Век (геологический ярус) (МКС) | Подсистема (Надотдел) (Казахстан) | Эпоха (отдел) (СНГ) | Век (геологический ярус) (СНГ) |
|---|---|---|---|---|---|
| Ордовикский период | Верхний ордовик | Хирнантский | Чингизтауская подсистема | Верхний ордовик | Ашгильский ярус |
| Катийский | Средний ордовик (Таконский отдел) | Карадокский | |||
| Сандбийский | Лландейльский | ||||
| Средний ордовик | Дарривильский | Лланвирнский | |||
| Дапинский | Улытауская подсистема | Нижний ордовик | Аренигский | ||
| Нижний ордовик | Флоский | Тремадокский | |||
| Тремадокский |
При таком подразделении нижний и средний подъярусы карадокского яруса обычно относятся к среднему отделу, а верхний подъярус к верхнему. При двухчленном делении ордовикской системы граница отделов проводится между лланвирнским и лландейловским ярусами. В Великобритании нижняя граница ордовикской системы проводится в основании аренигского яруса, а тремадокский ярус относится к кембрию. Наиболее дробными подразделениями, используемыми при расчленении и корреляции ордовикских отложений, являются граптолитовые зоны.
Общая характеристика
Ордовикская система выделена на всех континентах и на многих островах. Она участвует в строении платформенного чехла Восточно-Европейской, Сибирской, Североамериканкой и Китайской платформ, обнажается по западному, северному и восточному обрамлению древней платформы Гондвана - в Боливии и Аргентине, на севере и юге Африки, на востоке Австралии, в Антарктиде, и широко распространена во всех складчатых системах, располагающихся между этими платформами. В большинстве областей ордовикские осадки тесно связаны с кембрийскими, но местами на границе кембрия и ордовика устанавливаются перерывы в осадконакоплении, обусловленные кратковременной регрессией моря. Максимальное расширение морских пространств - трансгрессия моря - приходится на средний ордовик. В дальнейшем наступает регрессивный этап. В относительно мелководных эпиконтинентальных морях, распространявшихся на платформах, накапливались преимущественно маломощные (в среднем до 500 м) известковые, реже песчано-глинистые осадки. В переходных областях между платформами и геосинклиналями - в миогеосинклинальных зонах Аппалачей, западного склона Урала, Алтае-Саянской области и др., мощности осадков возрастают до 3.500 м.; наряду с карбонатными отложениями широко распространены обломочные осадки.
Источники:
- Горная энциклопедия, в 5 т. М., изд-во "Советская энциклопедия", 1987, гл. ред. Е.А. Козловский
Общая характеристика, стратиграфические подразделения и стратотипы.
Ордовикская система получила свое название от племени ордовиков, населявших в древнос-ти Уэльс (Великобритания). Первоначально ордовикские отложения включались в состав ранее выделенной силурийской системы. Долгое время ордовик рассматривался как нижний отдел силу-рийской системы, а ее верхним отделом был готландий (по острову Готланд в Балтийском море). Впервые название "ордовикская система" было предложено Ч.Лэпвортом в 1879 г. В отечествен-ной геологической литературе А.Ф.Лесникова и Д.В.Наливкин в 30-е годы выступили за самосто-ятельность ордовикской и силурийской систем (последняя в объеме готланда). В 1951 г. ордовикс-кая система была официально выделена на государственных геологических картах СССР. Однако только в 1960 г. самостоятельность и наименование ордовикской и силурийской систем были ут-верждены на XXI сессии Международного геологического конгресса в Копенгагене. Ордовик был установлен по типичным разрезам в районе Арениг- Бала в северной части Уэль-са. Первоначально границы ордовика и его подразделений были определены по изменению комп-лексов раковинной фауны, а значительно позднее для этих целей стали использовать быстро эво-люционировавших граптолитов. Поэтому до настоящего времени существуют две стратиграфичес-кие шкалы, которые окончательно еще не увязаны друг с другом, а это затрудняет корреляцию раз-резов Уэльса с разрезами других регионов, расчлененных по остаткам граптолитов.
В Великобритании нижнюю границу ордовика проводят по подошве аренига, так как трема-док здесь тесно связан с кембрием. В других странах Европы и в России нижним ярусом ордовика считается тремадокский. Верхняя граница системы формально совпадает с кровлей ашгильского яруса. Однако надо заметить, что положение как нижней, так и верхней границы ордовика дискус-сионно и не получило официального международного признания.
Ярусная и зональная шкалы ордовика основываются на граптолитах, а начало деления ордо-вика заложено работами Ч.Лэпворта и Г.Эллеса. Ч.Лэпворт предложил трехчленное деление ордо-вика, но чаще пользовался двучленным. Это связано с определенными трудностями расчленения и является предметом дискуссии. В России принято трехчленное деление ордовика, хотя границы между отделами в ряде случаев недостаточно определенные.
Стратотип тремадокского яруса располагается в Карнарвоншире. Его объем был установлен А. Седжвиком, относившим этот ярус к кембрию. Стратотипический разрез аренигского яруса на-ходится в Аренигских горах Северного Уэльса. Он также установлен А. Седжвиком. Стратотип неполный и плохо охарактеризован фауной.
Лланвирнский ярус описан в Пембрукшире в Западном Уэльсе. Здесь распространены сланцы с многочисленными граптолитами. Среди них наиболее характерен род Didymograptus . Лландейлс-кий ярус среднего ордовика в Карнарвоншире в Уэльсе слагается плитчатыми известняками с Glyptograptus и Nemagraptus .
В Западной Англии в Шропшире находится стратотип карадокского яруса. Здесь развиты кварцевые песчаники и кварциты, содержащие Dicranagraptus , Climacograptus .
Ашгиллский ярус свое название получил от ручья Аш Гилл в Ланкашире в Северной Англии. Здесь обнажается толща сланцев с Dicellagraptus . Характерные разрезы ордовика и силура показаны на схеме III , цв. вкл.
Органический мир
В отличие от кембрия в ордовике жизнь была значительно разнообразнее. В растительном мире господствовали водоросли, в том числе зеленые. Представитель зеленых водорослей (или цианобионтов?) - род Gloeocapsomorpha играл большую роль в образовании горючих сланцев ку-керситов.
Огромное значение для зональной стратиграфии ордовика имеют граптолиты, относящиеся к типу Hemichordata (полухордовые). Граптолиты в ордовике быстро эволюционировали, обладали значительными ареалами и поэтому являются руководящими ископаемыми. Для раннего ордовика характерны безосные формы {Phyllograptus , Didymograptus ), для среднего и позднего - осеносные двурядные граптолиты (Diplograptus , Climacograptus ).
Весьма широко в ордовике распространились конодонты, которые появились еще в среднем кембрии. Конодонты относятся к примитивным хордовым и представляют собой подобие челюст-ного аппарата этих животных в виде зубчиков микроскопических размеров и разнообразной фор-мы: простые ("клыки"), стержневидные и платформенные. Конодонты обитали в самых разных морских обстановках: от глубоководных (предпочтительно) до мелководных.
Животный мир морей представлен беспозвоночными животными, а также бесчелюстными ры-бообразными организмами (телодонтами). Особенно широкое распространение имели трилобиты, морские пузыри, брахиоподы, головоногие моллюски из подклассов эндоцератоидеи и наутилоидеи, коралловые полипы из подклассов четырехлучевые (ругозы) и табулятоморфы.
Трилобиты представлены в основном новыми родами. Важнейшими из них являются Asaphus , Trinucleus , Megistaspis , Illaenus и др. Трилобиты приобрели способность к свертыванию из-за того, что появились хищники - головоногие моллюски. Как следствие этого - развитие рав-новеликих и близких по очертанию головного и хвостового щитов. Брахиоподы представлены как беззамковыми с хитиново-фосфатной, так и замковыми формами с известковой раковиной. Из без-замковых известен род Obolus (но другие виды, чем в кембрии); из замковых -Porambonites .
Из эндоцератоидеи, ортоцератоидей и других похожих прямораковинных головоногих, кото-рые жили в морях с нормальной соленостью, для ордовика особенно характерны крупные формы рода Endoceras , а также Orthoceras , Actinoceras и представители различных отрядов наутилоидеи. Они вели придонный, активный образ жизни. Раковины этих хищников достигали в длину 2-3 м {Endoceras ). В ордовике началось развитие кишечнополостных - табулят (род Syringopora ) и че-тырехлучевых кораллов (ругоз), которые совместно с гидроидными полипами - строматопоратами (Stromatoporata ) - были не только руководящими, но и породообразующими организмами. Вместе с мшанками и кораллами они строили рифы. Из иглокожих в донных биоценозах получили разви-тие морские пузыри (цистоидеи), к которым со среднего ордовика присоединились морские лилии (криноидеи).
Таковы основные группы беспозвоночных. Помимо них в морях ордовика существовали и другие группы фауны, которые не пользовались столь широким развитием. К ним относятся фора-миниферы, радиолярии, остракоды, губки, черви, двустворки, гастроподы, мшанки и др.
Структуры земной коры и палеогеография
В ордовике существовали те же платформы и геосинклинальные пояса, что и в конце кемб-рийского периода. В геосинклинальных прогибах продолжалось интенсивное погружение, что благоприятствовало накоплению многокилометровых толщ преимущественно терригенных морс-ких осадков и эффузивов.
В конце ордовика в ряде геосинклинальных областей началась вторая фаза каледонской эпо-хи тектогенеза - таконская. Она проявилась примерно в тех же участках Северного полушария, где проходила салаирская фаза складчатости. В связи с таконской фазой складчатости некоторые участки геосинклинальных областей превратились в высокоподнятые горные сооружения, из ко-торых одни существовали очень долго (Северные Аппалачи, северные хребты Тянь-Шаня), а дру-гие в начале силура вновь погрузились под уровень моря (Уэльс в Великобритании).
Регрессия морей конца кембрия с наступлением ордовика сменилась новой общей трансгрес-сией. Площадь эпиконтинентальных морей настолько расширилась, что ордовикская трансгрессия на платформах оказалась наибольшей за всю историю палеозоя (талассократическая эпоха). Одна-ко не на всех древних платформах эта трансгрессия протекала одинаково. Если ордовикская трансгрессия на Северо-Американской платформе превышала кембрийскую во много раз и почти охватила всю территорию, то на Сибирской и Восточно-Европейской она была слабее кембрийс-кой. Расширение эпиконтинентальных морей произошло и на Гондване.
К концу периода, в связи с горообразованием в ряде геосинклинальных систем и особенно граничащих с платформами, происходит сокращение как геосинклинальных, так и эпиконтинен-тальных морей.
Для ордовика, по данным изучения палеомагнетизма горных пород, сохраняется тот же план расположения полюсов и соответственно климатических зон, что и в кембрии. Очевидно, широ-кое развитие трансгрессий в Северном полушарии смягчило здесь климатические условия. Тропи-ческая влажная зона располагалась в полосе, протягивающейся от южной Гренландии через Но-вую Землю в Западную Сибирь. Характерно, что все теплые зоны в то время были смещены дале-ко на север по сравнению с современным положением экватора.
Положение континентов в позднем ордовике согласно концепции новой глобальной тектони-ки показано на схеме XVI , цв. вкл.
История развития платформ
Восточно-Европейская (Русская) платформа
Отложения ордовика распространены там же, где и кембрийские, то есть в Прибалтике, При-днестровье и Московской синеклизе, и представлены всеми тремя отделами. Залегают они со стра-тиграфическим несогласием на кембрии. Это горизонтально лежащие толщи морских мелковод-ных отложений небольшой мощности (~300 м), содержат богатую морскую фауну западно-евро-пейского типа, что свидетельствует о трансгрессии, идущей с запада (см. схему III , цв. вкл.). Начи-нается.разрез Эстонии в береговых обрывах и уступах оболовыми песчаниками. Огромное количе-ство фосфатных створок рода Obolus превратило эту толщу в фосфорсодержащий горизонт, разра-батываемый в Эстонии и Ленинградской области. Выше - черные граптолитовые аргиллиты с дик-ционемами. Обе толщи составляют тремадокский ярус. Верхняя часть нижнего ордовика - арениг-ский ярус - сложена глауконитовыми песчаниками и известняками с многочисленными остатками брахиопод и трилобитов {Asaphus , Megistaspis ). Средний ордовик (мощность до 160 м) представ-лен известняками с богатой фауной брахиопод, трилобитов, граптолитов, остракод. Здесь имеются толщи горючих сланцев - кукерситы. Они свидетельствуют о временных поднятиях и обмелении теплого ордовикского моря, зарастании его сине-зелеными водорослями (цианобионтами), из кото-рых образовались горючие сланцы - кукерситы. Верхний ордовик снова слагается известняками с фауной. Ордовикские известняки широко применяются для разнообразных строительных целей. Разрез Эстонии типично платформенный, сложен морскими мелководными отложениями, являю-щимися хорошим строительным материалом (Старая городская ратуша и другие здания г.Таллина).
Сибирская платформа
Ордовик занимает западную часть платформы, обнажается по окраинам Тунгусской синекли-зы и на юго-западе платформы. Разрезы различаются по литологии и палеонтологической харак-теристике. Наблюдается господство карбонатных пород с остатками разнообразной морской фау-ны, особенно брахиопод. По окраинам бассейна отлагались мелководные осадки: доломитовые илы, пестроцветные пески и глины, иногда с прослоями гипса. В разрезах отмечается региональ-ный перерыв перед средним ордовиком. Мощность отложений несколько сотен метров.
Китайская платформа
Здесь широко распространены нижне- и среднеордовикские песчано-глинистые и карбонатные отложения мощностью несколько сотен метров с остатками брахиопод, гастропод, наутилоидей.
Северо-Американская платформа
В начале ордовика здесь происходила наибольшая трансгрессия, во время которой накапли-вались карбонатные осадки. В начале среднего ордовика была кратковременная регрессия и по-явились острова. В позднем ордовике платформа снова стала погружаться, отлагались известняко-вые и доломитовые илы. На востоке в море стал поступать обломочный материал - продукты раз-рушений таконских поднятий в Аппалачской геосинклинали. Мощность ордовика - первые сотни метров.
Гондвана
В южно-американской части Гондваны в ордовике господствовали поднятия. Морские обло-мочные отложения встречаются на крайнем западе по границе с Восточно-Тихоокеанской геосин-клинальной областью. Песчано-глинистые отложения небольшой мощности известны в Амазонс-кой впадине. Африканская часть Гондваны начала опускаться на севере в конце кембрия. В ордо-вике на территории Сахары отлагались морские кварцевые пески с прослоями галечников и глин. Лежат они непосредственно на докембрийском фундаменте. Мощность толщи 500-800 м, в авла-когенах 2-2,5 км. На Аравийском полуострове ордовик представлен песчано-глинистыми образо-ваниями значительной мощности. В австралийской части Гондваны большую площадь море зани-мало в ордовике. Оно заливало центральную область и распространялось в широтном направле-нии. Отлагались здесь пески, реже известковые илы.
Северо-Атлантический геосинклинальный пояс
Грампианская геосинклинальная область. Грампианская геосинклиналь. В пределах этой геосинклинали накапливались мощные толщи осадочных и вулканогенных по-род. Разрез ордовика Уэльса - стратотипический, обнажается во многих районах этой территории (см. схему III , цв. вкл). Самый нижний, тремадокский ярус - сланцеватые аргиллиты с Dictyonema и трилобитами, с отчетливым несогласием перекрываются породами аренига. Поэтому английс-кие геологи относят тремадок к кембрию. Аренигский ярус сложен эффузивами с прослоями изве-стняков с трилобитами и брахиоподами (мощность нижнего ордовика - 1,2 км).
Лланвирн состоит из сланцев с остатками трилобитов, брахиопод, граптолитов. Иногда по простиранию сланцы сменяются эффузивами. Лландейлский ярус - это наиболее карбонатная часть разреза ордовика - плитчатые известняки с раковинами брахиопод и трилобитов. Карадокс-кий ярус - карбонатно-глинистые отложения с брахиоподами и граптолитами или эффузивами (мощность среднего ордовика - 2 км). В конце ордовика вулканическая деятельность прекрати-лась и ашгилл представлен полимиктовыми песчаниками, косослоистыми, со знаками ряби и гли-нистыми сланцами (мощность - 1 км).
Алтае-Саянская геосинклинальная область. Салаирский цикл тектогенеза, проявившийся в этой области в среднем кембрии, стабилизировал ее не полностью. Геосинклинальные условия в ордовике восстанавливаются в Западно-Саянском и Горно-Алтайском прогибах, которые разделе-ны Горно-Шорским поднятием. Но в ордовикских прогибах накапливаются уже флишевые форма-ции (мощность - 7-8 км).
На поднятиях другой тип разрезов: меньшая мощность, осадки - карбонатные илы, пески с обилием мелководной фауны. В отложениях ордовика известны перерывы в осадконакоплении (это проявления каледонских движений). Следует отметить, что в Алтае-Саянской области между отложениями кембрия и ордовика - резкое угловое несогласие. Это результат салаирской фазы складчатости.
В целом не вся территория Урало-Монгольского геосинклинального пояса в ордовике была занята морем. В ere пределах располагались раннекаледонские поднятия и острова, поставлявшие терригенный материал в депрессионные зоны. Такие поднятия были в Центральном Казахстане и на востоке пояса - в Алтае-Саянской области и Монголии. В конце ордовикского периода на запа-де центрально-азиатской части Урало-Монгольского пояса активно проявилась таконская фаза ка-ледонской складчатости. Ее следствием стало образование обширных поднятий в Казахстане, про-слеживающихся от Кокчетава на юг до Тянь-Шаня и являвшихся областью сноса терригенного материала в силуре. Каледонская складчатость в южной и восточной частях Урало-Монгольского гёЪсинклинального пояса сопровождалась интрузивным магматизмом. С таконской фазой связано внедрение крупных гранитоидных интрузий на обширной территории от Северного Тянь-Шаня до Петропавловска и Омска.
В Европейской геосинклинальной области отложения ордовика распространены шире кемб-рийских. Они известны на севере Европы, где представлены морскими песчаниками, глинистыми сланцами с прослоями известняков или горизонтов эффузивов. Франко-Чешский массив (Молданубская глыба) в ордовике представлял огромный остров, и на его восточной окраине в Чехии на-капливались морские терригенные отложения с прослоями кремнистых и эффузивных пород. Раз-рез этих толщ стал классическим еще в XIX веке благодаря трудам И. Барранда. Разрез начинает ся конгломератами, дикционемовыми сланцами и песчаниками, несогласно залегающими на поро-дах кембрия (см. схему III , цв. вкл). Выше наблюдаются песчаники и сланцы с трилобитами, грап-толитами и кварциты с раковинами брахиопод. В южной Европе ордовик согласно залегает на кембрии, представлен морскими терригенными фациями типичного геосинклинального облика, но эффузивы отсутствуют. В Азиатской области наблюдаются также геосинклинальные условия с набором соответствующих фаций.
Тихоокеанский геосинклинальный пояс
Весь ранний палеозой представлен морскими фациями. В Верхоянской геосинклинали в ор-довике существовал обширный морской бассейн с архипелагом островов, где накапливались тер-ригенные отложения. Максимальная трансгрессия приходится на средний ордовик. В Кордильерс-кой и Андской геосинклиналях также преобладали морские условия с накоплением терригенных пород. Это раннегеосинклинальный этап развития этой территории.
Полезные ископаемые
В ордовике известны продуктивные горизонты Мидконтинента США (штаты Канзас и Окла-хома), которые дают треть годовой добычи нефти. В Алжирской Сахаре в кембрии и ордовике открыто крупное нефтяное месторождение. Признаки нефти имеются на Сибирской платформе. В глинистых сланцах нижнего ордовика Швеции известен уран осадочного происхождения. К сред-нему ордовику относятся горючие сланцы - кукерситы Прибалтики (Эстония) и Ленинградской области. В ордовике прослеживаются месторождения оолитовых железных руд на о.Ньюфаунд-ленд в Канаде, а также в Аргентине и ряде стран Западной Европы. С магматизмом ордовика свя-заны месторождения меди и кобальта Норвегии, полиметаллы Салаирского кряжа и золота Ка-захстана. К тремадоку (оболовый горизонт) Прибалтики принадлежат активно разрабатывающие-ся месторождения фосфоритов.
История развития геосинклинальных поясов
Грампианская геосинклинальная область. Грампианская геосинклиналь. Разрез силура Уэльса - стратотипической местности, где была выделена силурийская система, можно увидеть на схеме III, цв. вкл.
Силур залегает на ордовике со структурным несогласием, вызванным таконской складчатостью. В основании лландовери лежат конгломераты и песчаники, выше сменяющиеся песчано-гли-нистой толщей с ракушечниками; многочисленны пентамериды (мощность лландовери достигает 1,5 км). Венлок литологически разнообразен: в одних районах известково-глинистые породы и известняки с остатками брахиопод и кораллов (300-400 м), в других - мощная толща песчаников и алевролитов (мощность -1,2 км). Лудловские отложения преимущественно карбонатные: известняки, известково-глинистые сланцы, известковые алевролиты. Многочисленны строматопораты, кораллы, брахиоподы (мощность - 0,5 км). Встречаются ископаемые банки с Conchidium knighti. В верхней части яруса присутствует пласт так называемой костеносной брекчии, состоящей из частей и обломков костного покрова панцирных рыб.
Описанный разрез трех ярусов относится к "раковинным" образованиям - мелководные отложения значительной мощности, содержащие указанную фауну.
Известен и другой тип разреза этих же ярусов - в виде маломощной толщи граптолитовых сланцев. Глинистый материал в этом случае отлагался на глубоководных участках моря. Третий тип разреза - смешанный. В нем присутствуют породы первого и второго типов.
Самая верхняя часть разреза силура в Англии выделяется как даунтонский ярус (мощность -0,6-0,9 км). Это красно- и пестроцветные песчано-глинистые породы с прослоями красных мергелей. В них встречаются раковинки остракод и ихтиофауны. Постепенно даунтон сменяется нижним красноцветным девоном. Все это перекрывается со структурным несогласием конгломератами среднего девона.
В Уэльсе общая мощность силура 3 км. Отложения собраны в складки и метаморфизованы. Каледонская складчатость проявлялась неоднократно и сопровождалась магматизмом.
В скандинавской части Грампианской геосинклинали накапливались мощные обломочные толщи, сначала типично морские, а к концу силура - континентальные.
Урало-Монгольский геосинклинальный пояс
Урало-Тянь-Шанъская геосинклинальная область протягивается от Новой Земли до южного Тянь-Шаня.
Уральская геосинклиналь. Отложения силура широко развиты на Урале. На западном склоне Урала происходило спокойное накопление толщи карбонатных и терригенных осадков (до 2 км) в миогеосинклинальных условиях. На восточном склоне, в эвгеосинклинали, накапливаются лавы и туфы, кремнистые сланцы и известняки (мощность - 5 км). В силуре на Урале были заложены основные геотектонические структуры, которые позднее превратились в существующие антиклинории и синклинории. Силур Урала западного и восточного склонов содержит одинаковую фауну, что свидетельствует о едином в силуре геосинклинальном уральском бассейне. На территории западного склона Урала и на Новой Земле господствовали миогеосинклинальные условия, поэтому здесь накапливались карбонатные и карбонатно-глинистые отложения (500-1500 м) с разнообразным комплексом органических остатков. Мелководные прибрежные песчано-галечниковые породы известны на западной окраине Северного Урала (Полюдов кряж). На западе центральной части Урала, на Пай-Хое и местами на Новой Земле обнажаются черные глинистые граптолитовые сланцы.
Каледонская складчатость, в противоположность другим геосинклиналям Урало-Монгольского пояса, для Урала не характерна; она не вызвала структурных несогласий, но каледонскими считают ультраосновные и основные интрузии центральной зоны.
Отложения силура широко распространены в казахстанской части Урало-Монгольского пояса. Они представлены типичными геосинклинальными образованиями значительной мощности с остатками богатой фауны. Характерны горизонты брахиоподовых и коралловых известняков.
В разрезе хр. Чингизтау силур представлен только нижним отделом. Силурийские отложения (до 2,5 км) накапливались в эвгеосинклинальных морских условиях с сильным вулканизмом. Активно проявлялась каледонская складчатость. Наиболее сильно выражена последняя - позднекаледонская - фаза складчатости, которая привела к отступлению моря с территории хр.Чингизтау, к завершению первой, собственно геосинклинальной, стадии его развития. Венчающие разрез полого залегающие нижне- и среднедевонские эффузивы и туфы кислого состава накапливались уже в наземных условиях. Их обычно выделяют в вулканогенную молассу орогенного этапа развития. Со складчатостью связано неоднократное внедрение крупных гранито-идных интрузий.
Алтае-Саянская складчатая область. Известны отложения силура там же, где и ордовика, но на западе преобладают известняки и терригенные породы с богатой фауной, на востоке (Западный Саян, Тува) возрастает роль грубообломочных пород с обедненной фауной. Мощность силурийских отложений на западе 4,5 км, на востоке - до 7,5 км.
В разрезе силура Западной Тувы (см. схему III, цв. вкл.) силурийские отложения (чергакская серия) залегают согласно на ордовикских. Они имеют большую мощность (2,5-3 км), состоят из песчано-глинистых пород с прослоями, пачками и линзами известняков. Наибольшая карбонат-ность приурочена к средней части разреза. Фауна богата и разнообразна. Это строматопораты, табуляты, гелиолитиды, ругозы, криноидеи, мшанки, брахиоподы, трилобиты. Много местных (эндемичных) форм. Очевидно, в силуре здесь существовал мелководный морской бассейн с небольшими рифами, коралловыми и криноидными зарослями, с банками брахиопод. Эндемизм фауны говорит о затрудненном сообщении с другими морями. К концу силура бассейн постепенно сократился, обмелел, изменилась его соленость, в нем выжили только эвригалинные организмы.
В ордовике, силуре и начале девона в Западной Туве образовался единый огромный (10 км) трансгрессивно-регрессивный тувинский комплекс с морскими отложениями в средней части и красноцветными континентальными породами в подошве и кровле. Отложения тувинского комплекса собраны в складки и прорваны небольшими основными и кислыми интрузиями. Верхняя часть рассматриваемого разреза сложена мощными наземными эффузивами нижнего девона и красноцветными обломочными породами среднего девона. Это континентальные отложения межгорных впадин, образованные во время регрессии, вызванной каледонской складчатостью. В разрезе Западной Тувы четко выделяются резко отличающиеся друг от друга три структурных этажа: первый - нижний кембрий; второй - ордовик, силур, низы девона; третий - верхняя часть нижнего девона и средний девон. Этажи фиксируют разные этапы геологического развития: первый - эвгеосинклинальный, третий - орогенный, а второй - промежуточный (переходный). На втором этапе прогибание развивалось на уже консолидированном фундаменте, режим напоминал миогеосинклинальный. С кислыми интрузиями связаны рудные месторождения железа и меди.
Таким образом, каледонская эпоха тектогенеза охватила районы северо-западного Казахстана, частично Горного Алтая, северного Тянь-Шаня и восточную часть Алтае-Саянской складчатой области - Западный Саян и Туву, где возникли каледониды.
Средиземноморский геосинклинальный пояс
В европейской части этого пояса сохраняются условия, близкие к ранее описанным в ордовике. Это по-прежнему островная суша Франко-Чешского массива (Молданубская глыба) и морские условия к северу и югу от него (Пражский синклинорий, см. схему III, цв. вкл.). В северной Европе накапливаются песчаники, черные глинистые сланцы, битуминозные известняки (мощность - 0,5 км), появляются кремнистые сланцы, обязанные проявлениям подводной вулканической деятельности. В южной Европе, между Франко-Чешским массивом и Атласскими горами в Африке, силур представлен однообразными фациями: черные глинистые сланцы с граптолитами, в верхах разреза сменяющиеся известняками.
В Азиатской геосинклинальной области силур известен в Турции, на Кавказе, в горных сооружениях Ирана, Афганистана, на Памире. Здесь в эвгеосинклинальных условиях накапливались мощные толщи терригенных пород и вулканитов основного и кислого состава, либо небольшой мощности терригенно-карбонатные фации в миогеосинклинальных зонах (Загрос Гималаи, и др.).
Полезные ископаемые
Залежи каменной соли, промышленные месторождения нефти и газа известны на Северо-Американской (Канадской) и Сибирской платформах. В силуре образовались месторождения оолитовых железных руд Клинтон (США) и ряд мелких в Африке. С каледонскими кислыми интрузиями связаны месторождения золота Северного Казахстана, Кузнецкого Алатау и Горной Шории.
В позднекаледонских интрузиях в Скандинавских горах обнаружены железо, медь, хромит: На Урале известны никель, платина, асбест, яшмы. С пегматитами связаны месторождения редких металлов в Аппалачах и Восточной Сибири. Известняки силура являются строительным материалом и хорошим керамическим сырьем.
Ордовик - ордовикский период - начался около 488, а закончился 444 миллиона лет назад. Он продолжался 44 миллиона лет. Это был период расцвета трилобитов и головоногих моллюсков с прямой раковиной – эндоцерасов и ортоцерасов. Появились мечехвосты, на смену археоциатам пришли кораллы.
Трилобиты достигают огромного разнообразия – они занимают самые разные экологические ниши – в ордовике были трилобиты, ползающие по дну, зарывающиеся в ил, плавающие в толще воды. Большая часть трилобитов были детритофагами, но часть видов, по мнению палеонтологов, были хищными.
Позвоночные пока немногочисленны, но уже имеется два класса бесчелюстных. Хорошо чувствовали себя в морях брахиоподы, гастроподы, иглокожие. Появляются хорошо знакомые всем морские звезды и менее знакомые, но имевшие очень широкое распространение в некоторые периоды криноидеи – морские лилии. Впрочем, на протяжении самого ордовика криноидеи не были широко распространены, гораздо чаще встречались другие иглокожие - цистоидеи (эхиносферитесы). В конце ордовика вымирают многие древние группы беспозвоночных.
Надо заметить, что хотя название "ордовик" было предложено аж 1879 году, сам ордовикский период был выделен из силурийского только в 1960 году. Поэтому не удивляйтесь отсутствию ордовика в книгах и справочниках, выпущенных до 60 года, там он входил в состав силура.
Те, кто интересуется трилобитами, наверняка знают, что самые большие из них были найдены в Канаде и Португалии. Здесь на сайте даже была публикация про одного из них - канадского Isotelus Rex. Вот картинка из статьи, упомянутой в той публикации: А что же водилось в Ленобласти? Беглый поиск по литературе значимых результатов не принес - про изотелусов нашел только то, что в балтийском ордовике их было найдено три вида, все некрупные. Среди других трилобитов, отличающихся... >>>
Определять находки зачастую не менее увлекательно, чем их искать, а времени на это может уйти гораздо больше. Ниже следует история определения одного из трилобитов из ордовика Ленинградской области, известного любителям трилобитов под названием “Valdaites” limatus Jaanusson. Какая может быть связь между детективными историями и палеонтологией? Оказывается самая прямая – суть в методе определения, попытки добраться до корней, узнать, почему трилобит, которого ты держишь в руках, называется именно... >>>
Этот период был временем, когда беспозвоночные всё ещё оставались неоспоримыми властелинами океанского дна. Некоторые из них были способны передвигаться, другие жили в одиночку или группами, будучи привязаны к дну. Эти малоподвижные или неподвижные животные собирали пищу, оказывающуюся в пределах досягаемости, и не нуждались в развитом головном мозге. Но к подвижным животным жизнь предъявляла более суровые и жётские требования. В поисках пищи они полагались на свои органы чувств и быструю реакцию, чтобы избегать нападения других хищников.
Найденный в Южной Африке в начале 1990-х годов экземпляр промиссума был гигантским конодонтоносителем, достигавшим в длину 40 см. Его выпуклые глаза означают, что он активно охотился за своей добычей.
Вооружённые членистоногие.
Когда появились первые членистоногие (в начале ), их тельца были совсем маленькие, а их панцири (наружный скелет) были не толще листа бумаги. Но к началу ордовикского периода у некоторых членистоногих панцирь развивался, превратившись в настоящие доспехи для защиты от врагов. Одну из групп членистоногих, обладавших такими панцирями и многочисленную в ордовикском периоде, составили «подковообразные крабы», или мечехвосты
.
Несмотря на название, эти животные в действительности не были крабами. Они принадлежали к хелицеровым, к которым относятся пауки и скорпионы. Передняя часть их тела была защищена куполообразным щитом, который полностью скрывал ротовое отверстие и лапки этих животных. Задняя часть тела была защищена вторым, меньшим по размеру щитом и кончалась длинным острым шипом. Их панцири хорошо сохраняются в осадочных породах, но существует и куда более лёгкий способ увидеть этих животных, потому что они дожили до наших дней. Это не те же виды, что существовали в ордовикском периоде, но за 400 млн лет эти животные изменились очень мало.
питались мелкими животными, используя свои заканчивающиеся клешнями конечности для захвата добычи. Эти клешни прятались глубоко под передним щитком тела, что ограничивало их размеры. Некоторые близкие родственники мечехвостов — эвриптериды, или ракоскорпионы, имели клешни, выставленные вперёд. Во время ордовика большинство ракоскорпионов было сравнительно невелико по размерам, однако в последующий, силурийский период они стали крупнейшими членистоногими.
Арандаспис относился к гетеростракам, или разнощитковым рыбообразным, не имеющим челюстей. Он перемещался в воде, двигая хвостом. Плавников у него не было.
Первые мечехвосты передвигались по морскому дну на пяти парах лап. Сегодня на восточном побережье Северной Америки и Азии существует пять видов этих "живых ископаемых".
Загадочные конодонты.
Больше века учёные собирали и систематизировали множество похожих на крохотные зубы окаменелостей, которые датируются ордовикским периодом
или даже считаются ещё более древними. Известны они под названием конодонты
, потому что часто имеют форму конуса. Эти образования, очевидно, принадлежали каким-то животным. В течение времени форма конодонтов изменялась. Почти каждый из видов конодонтов соответствует определённому времени, поэтому геологи могут определить возраст пород по внешнему виду конодонтов. Несмотря на долгие годы поисков, найти животных, которых принадлежали эти конические миниатюрные зубы, никак не удавалось.
Но в 1993 году в Шотландии были найдены окаменелые трупы животных с коническими зубами. Потом такие же окаменелости нашли в Северной Америке и Южной Африке. Один из найденных видов — промиссум. Загадочное животное имело тонкое, змеевидное тело и хорошо развитые глаза. В некоторых окаменелостях нашли следы V-образных мышц и хорды. Это уже особенность позвоночных и родственных позвоночным животных.
Многие учёные думают, что конодонтоносители были одними из первых позвоночных в процессе эволюции. Однако в отличие от других позвоночных, от которых произошли четвероногие животные, конодонтоносители не выжили.
Во время ордовикского периода произошло нечто весьма необычное: возникла абсолютно новая группа животных, одна из очень немногих, появившихся после кембрийского вымирания. Эти животные, получившие название мшанки
, были крошечными беспозвоночными, защищёнными скелетом, состоящим из ячеек. Они жили колониями по соседству друг с другом и своей формой часто напоминали растения. Мшанки
оказались очень удачным добавлением к животному миру и не только сохранились до наших дней, но и широко распространены.
Морское дно ордовикского периода
было родным домом для множества более крупных похожих на растения животных, известных под названием криноидеи
, или морские лилии
. Они принадлежат к тому же типу животных, что и морская звезда, морской ёж; морская лилия имеет длинный стебель, состоящий из известковых члеников, и «крону» из хрупких ветвящихся щупалец, хватающих корм. Позднее некоторые криноидеи от статичного существования перешли к подвижному образу жизни в море, где пищи не просто ждут, а ищут и борются за неё. В настоящее время в природе ещё существуют и прикреплённые ко дну морские лилии.
Этот ордовикский риф реконструирован на основе найденных на острове Ньюфаундленд окаменелостей, которым почти 500 млн лет. Две наутилоидеи обыскивают морское дно, в то время как трилобиты и гастропады, или брюхоногие моллюски, ползают по поверхности дна под ними. 1. Наутилоидеи с прямыми раковинами; 2. Наутилоидеи со спирально закрученными раковинами; 3. Трилобиты; 4. Гастроподы; 5. Кораллы; 6. Морские лилии.
История голубой планеты насчитывает несколько эр жизни. Одной из самых древних считается эпоха палеозоя. Эта геологическая эпоха предшествует мезозою и следует за неопротерозоем. Эра началась примерно 540 миллионов лет назад и продолжалась 289 из них. Палеозой подразделяется на несколько периодов. Один из этих шести периодов - Ордовик .
Ордовикский период считается вторым после кембрийского в рамках палеозойской эры. Началось это время примерно 485 миллионов лет назад, продолжалось около 42 из них.
В научном понимании ордовикская система - это комплекс отложений палеозойской группы, названный по имени древнего ордовикского племени. Представители племени обитали в пределах современного Уэльса, что находится на островах Великобритании. Сегодня Ордовик признается самостоятельной системой. Геологи отмечают, что период переживался планетой в большинстве ее частей - материковых и островных.
Геологические особенности ордовикского периода
На старте ордовикского периода северная и южная части Америки были расположены близко к европейскому и африканскому континентам. Австралия являлась составной частью Азии и также была на близком расстоянии от Африки. Полюса Земли располагались на Севере Африки и в северной зоне Тихого океана соответственно. Начало ордовика ознаменовано господством материка Гондваны на юге планеты. В состав материка входила Южная Америка, часть Атлантического океана, Австралия, Африка, север Азии, Индийской океан. Европа и Северная Америка находились в процессе медленного удаления друг от друга, а уровень моря интенсивно повышался. Основная часть суши обреталась в теплых широтах. В Гондване одна за другой появлялись возвышенности, горные и континентальные ледники.
На юге Франции и в Испании во время ордовикского периода было обледенение поверхности земли. Также следы льда археологи обнаружили в Бразилии и западной части Сахары. В середине ордовика можно было наблюдать расширение пространства морей. На западе северной и южной части Америки, Британии, юго-восточной части Австралии, Уральско-Монгольском поясе обнаружены следы отложений ордовика, около 10000 метров. В этих зонах было расположено большое количество вулканических образований, о чем свидетельствует накопление толщи лав. Есть и кремнистые породы - фтаниды, яшмы. На современной российской территории отчетливо заметны следы ордовикского периода в пределах Урала, Новой земли, Новосибирских островов, Таймыра, Казахстана, отдельных среднеазиатских территорий, Сибирской и Европейской платформ.
Климат ордовикского периода
Климат ордовикского периода можно условно разделить на несколько типов:
- умеренный;
- нивальный;
- тропический;
- субтропический.
Ближе к концу периода ордовика случилось глобальное похолодание, при котором в тропических зонах общая температура понизилась на пять градусов, а в субтропиках на 16 в среднем. Аномальное похолодание произошло в высоких широтах. Климат среднего ордовика не отличался аномальными климатическими условиями, в целом климат был теплее, если сравнивать его с предыдущей эрой. Доказательством этому наблюдению служит широкое распространение пород известняка.
Полезные ископаемые ордовикского периода
Из полезных ископаемых, образованных в эпоху ордовика первыми стоит выделить газ и нефть. Лидер по количеству залежей этих ресурсов - территория Северной Америки. Здесь сосредоточена основная группа месторождений фосфоритов и горючего сланца. Залежи образовались в результате активных геологических процессов с участием магмы.
Моря в период ордовика
Ордовикский период примечателен масштабным расширением пространства моря. В эпоху среднего ордовика начинает понижаться уровень морского дна, провоцируя активное накопление осадочных пород. Это вулканический пепел, песок, обломочные породы, которые в совокупности образуют черный ил. В границах Европы и Северной Америки локализовались более мелкие моря.
Растения и животные ордовикского периода
В ордовикский период фактически не изменились представители флоры, если сравнивать их с предыдущей эпохой. В основном, наукой имеются ввиду многочисленные виды водорослей. На земле появляются первые виды растения ордовикского периода - в большинстве это мхи. Внутренний мир воды более разнообразен и играет большую роль в формировании современной планеты. В ордовике здесь появляются первые рыбы, пусть и небольших размеров - не более спичечного коробка в длину. Морские жители обретают твёрдые покровы, адаптируясь к изменениям морского дна. Живым организмам приходилось подниматься выше над дном из-за большого количества отложений. Растет количество животных, питающихся в морской воде. Эволюция действует неравномерно - одни представители класса позвоночных уже преодолели путь развития, другие находятся только на начальном этапе. Конец ордовикского периода ознаменован широким распространением позвоночных организмов, развитием класса иглокожих, многие из них существуют и по сей день. Например, это морские звезды.
Активная жизнедеятельность начинается у брюхоногих и пластинчатожаберных - количество их представителей и подвидов резко увеличивается, развивается примитивная форма наутилоидей - четырех жаберные головоногие. Этот вид организмов существует и сегодня в глубинах Индийского океана. Они живут в раковинах, но гнутых, в то время, как животные ордовикского периода , бывшие их предками, обитали в прямых по форме ракушках. Эти моллюски вели образ жизни хищников.
Из новейшего вида животных нужно отметить граптолитов. Граптолиты создавали колонии, размножались методом почкования. Ныне вымерший вид долго не мог классифицироваться наукой - в разное время его относили к кишечнополостным и беспозвоночным животным. Среди современных родственников граптолитов выделяют некоторые микроорганизмы, живущие в Северном море и участвующие в деятельности кораллов.
На территории современного Колорадо были обнаружены останки бесчелюстной рыбы, некоторые фрагменты ее напоминали акулу. Находки свидетельствуют о явных отличиях бесчелюстных обитателей морей ордовикского периода от современных видов. Впервые, в этот период появились похожие на современных угрей конодонты. Это первые животные, имевшие зубы.
Сегодня наукой открыто около шести сотен видов, обитавших в морском пространстве в период ордовика. Подавляющее число видов погибло из-за климатических изменений. Главный губительный фактор - глобальное похолодание. Высыхание мелких морей привело к гибели всех их обитателей. По тем же причинам погибли и представители растительного мира.
Почему живые организмы вымерли
Точного ответа, почему живые существа в ордовикский период вымерли, в науке нет. Можно довольствоваться лишь многочисленными версиями объяснения случившегося. Сегодня ученые придерживаются следующих версий:
- Произошел всплеск гамма-лучей в границах Солнечной системы.
- Случилось массовое падение космических тел на землю, которое уничтожило все живое.
- Гибели животных способствовал процесс формирования гор. Гордые породы выветриваются и попадают в состав почвы. Вследствие этого количество углерода снижается и наступает похолодание.
- Похолодание наступило в результате перемещения материковой части к Южному полюсу, а затем произошло оледенение и понижение уровня воды в океане.
- Мировой океан оказался перенасыщенным металлами, в результате чего произошло отравление воды.
Сегодня настоящая причина гибели живых организмов в ордовикский период до сих пор не открыта наукой.
