6 лет назад
Нету коментариев

Силурийские отложения в области Северной Америки пользуются обширным распространением. Они известны в Кордильерской и Аппалачской геосинклиналях, во многих местах платформы (Гудзонов залив, Манитоба, Виннипег), на островах Баффинова архипелага и в Гренландии. К сожалению, степень изученности силура в подавляющем большинстве мест невысока, и лишь в Аппалачах и в восточных штатах США силур исследован с очень большими подробностями.

Палеогеография Северной Америки в нижнеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в нижнеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в среднеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в среднеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Силурийские отложения в Кордильерской геосинклинали выходят изолированными, плохо связанными друг с другом обрывками. На Аляске и в Британской Колумбии они представлены главным образом граптолитовыми сланцами. Южнее — в западных штатах США — к силуру от­носят мощные толщи карбонатных пород (известняков и доломитов) с прослоями кварцитов. По этим данным трудно составить определенное представление о силурийской истории Кордильер. Можно лишь заметить, что многие участки их были в эту эпоху покрыты морем и, спокойно прогибаясь, накопляли мощные свиты осадков.

Палеогеография Северной Америки в верхнеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в верхнеордовикское время (по Ч. Шухерту)

История платформы расшифрована со значительными подробностями, особенно для площади Соединенных Штатов.

Характерно, что, по данным американских сводок (Шухерт и Дэнбар, Грабау), отложения всех ярусов S1 и S2 отделены здесь друг от друга почти повсеместно прослеживающимися перерывами, так что силурийская история платформы представляет серию из шести последовательных трансгрессий, разделенных периодами почти полного исчезновения моря. Первая трансгрессия (канадская) была по размерам весьма незначительной и покрыла лишь южную окраину платформы, примерно в тех же пределах, что верхнекембрийская. Чампленская трансгрессия захватила уже западную и северную окраины платформы, а цинциннатская достигла своего максимума за ордовикское время (рис. 56). Александрийская трансгрессия была несколько меньше предыдущей, но в ниагарское время море покрывало площадь, равную цинциннатской; в кайюганский век трансгрессия ничтожна и платформа скоро обсыхает на значительный промежуток времени. Осадки всех ярусов силура на площади платформы, исключая неширокую полосу, примыкающую к Аппалачской геосинклинали (о чем см. ниже), выражены повсеместно карбонатными породами — известняками и доломитами, причем в первых из них часто встречается обильная и разнообразная фауна. Некоторые из этих пород весьма характерны. Так, канадские слои везде на платформе представлены серыми доломитами, в которых часты водорослевые рифы (Cryptozoon), оолитовые разности, встречаются трещины высыхания и своеобразные конгломераты, образованные переотложением плиток известкового ила с участков его, временно обсыхавших и растрескавшихся. Чампленские слои слагаются известняками, а цинципнатские (около 100 м мощности) — массивными доломитами со скудными остатками кораллов, ортоцератит и крупных гастропод. С начала верхнего силура сильно развивается рифовая фация, которая в ниагарское время достигла максимума и покрыла огромную площадь в штатах Индиана, Иллинойс, Висконсин, Айова, Онтарио, протягиваясь до оз. Гурон. Древнейшие из этих рифов, по Шухерту и Дэнбару, образованы мшанками, но большинство формируется различными группами кораллов (табуляты, Favosites, Halysites, тетракораллы) и строматопорами, к которым подмешивается множество других организмов — трилобитов, цистоидей, двустворок, губок и т. д. Все эти органические остатки образуют неслоистые массивные породы, где цельные скелеты организмов и их обломки цементируются микрозернистым, вероятно хемогенным, кальцитом. Рифовые постройки представляют собой тела размером от немногих метров до 2 км в длину и от 1 до 25 м в толщину, расположенные в плане без какого-либо порядка.

Палеогеография Северной Америки в готландскую эпоху (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в готландскую эпоху (по Ч. Шухерту)

Палеогеография Северной Америки в нижнеордовикское время (по Ч. Шухерту)

Из этой характеристики видно, что силурийские отложения Североамериканской платформы представляют собой образования чрезвычайно мелкого и плоскодонного моря типа современной Багамской банки. Поднятие на немногие метры (или десятки их) вызывало в таком водоеме обсыхание обширных площадей; такой же амплитуды погружение — не менее обширные трансгрессии. Вот почему мы видим в силуре на Североамериканской платформе такое обилие крупных регрессий и трансгрессий, которое при первом ознакомлении создает впечатление какой-то особо интенсивной жизни платформы. В действительности за обширными по площади палеогеографическими изменениями кроются ничтожные по амплитуде и медленные по темпу колебания платформенного тела, вполне отвечающие по характеру, иногда и хронологически, тем, например, подвижкам, которые мы видели на Русской платформе в Прибалтике, на Сибирской и Китайской платформах.

Анализ фауны приводит американских геологов к заключению, что трансгрессии силурийского моря шли на платформу со всех сторон — из Кордильерской геосинклинали, из арктической области и из Аппалачей. Трансгрессии западная и бореальная были особенно значительны.

Чрезвычайный интерес представляет силурийская история Аппалачской геосинклинали. В этой области, как и в европейских геосинклинальных зонах, в силуре имело место горообразование. При этом благодаря сохранности силурийских осадков и их прекрасной изученности удалось шаг за шагом воссоздать течение орогенического процесса.

В канадский (нижнеордовикский) век на площади Аппалачской геосинклинали различаются две фации: граптолитовые сланцы и доломиты. Черные глинистые сланцы с Tetragrapius распространены только в северной части геосинклинали — от полуострова Гаспе и г. Квебека через хребет Нотр Дам и Зеленые горы на юг до штата Нью-Джерси. Доломитовая фация, чрезвычайно сходная с платформенной, оконтуривает граптолито-сланцевую с запада и протягивается в западную часть штата Нью-Йорк и в штат Пенсильвания; отсюда она продолжается на юг вдоль всей Аппалачской зоны до штата Алабама. Из такого расположения фаций явствует, что в северо-восточном углу геосинклинали имелись какие-то низменные островные площади, разрушение которых и питало северо-восточный угол геосинклинали тонким обломочным материалом.

В среднеордовикское (чампленское) время область отложения глинистых сланцев сильно расширяется. Глинистая фация, как видно на широтном профиле по р. Могавк в штате Нью-Йорк (рис. 57 а), протягивается на запад, замещая так называемые трентонские известняки. Одновременно сланцевая фация появляется вдоль Аппалачской геосинклинали на всем протяжении ее до штата Алабама. Очевидно, в осевой части геосинклинали количество островов растет и они присутствуют не только на северо-востоке, но и вдоль всей геосинклинали. Иными словами — центральная часть ее испытывает поднятия. Интересно, что с этими движениями здесь связывается довольно интенсивный вулканизм. Наиболее отчетливы следы его на северо-востоке геосинклинали в приморской части штата Квебек и по берегам залива Теплого (Bay of Chaleur), где среднеордовикские породы состоят из переслаивающихся сланцев и туфов большой мощности. В различных пунктах Ньюфаундленда тоже много туфов, лав, вулканических брекчий, переслоенных граптолитовыми сланцами и известняками; многие лавовые покровы имеют подушечную структуру, и с ними связываются яшмы; все свидетельствует о подводном характере эффузий. Вулканизм проявляется и южнее, ибо среди граптолитовых сланцев Аппалачей до штата Алабама включительно встречаются то единичные, то многочисленные, сильно измененные туфовые пласты обычно небольшой мощности (до нескольких метров). Около Джонстауна (штат Пенсильвания) с одним из таких туфовых прослоев ассоциируется поток базальтовой лавы.

Фациальные соотношения в силуре восточной части Северной Америки (по Ч. Шухерту)

Фациальные соотношения в силуре восточной части Северной Америки (по Ч. Шухерту)

В верхнеордовикское (цинциннатское) время фациальные изменения продолжались, но локализовались главным образом на северо-востоке геосинклинали. На широтном профиле (см. рис. 57 b), проведенном от Гаррисбурга до Цинциннати, видно, что вначале глинистая фация очень резко расширяется на запад, а впоследствии в восточных частях вообще исчезает, замещаясь мощными песчаными и частью конгломератовыми накоплениями. Американские геологи, изучавшие эти песчаные толщи, пришли к заключению, что в штатах Нью-Йорк и Пенсильвания они являются частью обширной дельты, располагавшейся по западной стороне крупных поднятий Аппалачской геосинклинальной зоны, достигших в то время, видимо, своего максимума. В течение первой половины цинциннатской эпохи надводная часть дельты была очень мала и песчаные осадки отлагались почти целиком в подводной ее половине. Но по мере поднятия Аппалачей и усиления сноса в них обломочного материала надводная дельта росла и к концу цинциннатского века достигла р. Ниагары. Осадки ее представлены красноцветными песчаниками без ископаемых, тогда как осадки подводной части — серыми песчаниками и глинистыми сланцами, переходящими на западе в нормально-морские цинциннатские известняки (ричмондская фация). Благодаря колебаниям морского дна, границы фаций во времени несколько смещались, и в областях перехода надводной дельты в подводную и последней — в известняки наблюдается неоднократное переслаивание соседних фаций. Характерно, что восточная граница цинциннатских осадков, как это видно на профиле (см. рис. 57 Ь), значительно смещена на запад сравнительно с чампленской. Это обстоятельство связано, по Шухерту, не с вторичным размывом цинциннатских слоев, а с общим смещением зоны осадконакопления на запад вследствие поднятий.

В нижнеготландское время продолжалось поступление песчаного материала с востока и отлагались так называемые песчаники Медина; на севере они достигают 350 м мощности, более крупнозернистые и имеют в основании конгломераты (полуостров Гаспе); южнее, до Алабамы, мощность их убывает вдвое и галечный материал исчезает. На запад (см, рис. 57 b) песчаники переходят в сланцы и затем в известняки. Характерную особенность песчаников Медина составляет то, что они содержат скудную морскую фауну, а главное — что они продолжаются на восток, во внутреннюю зону геосинклинали, заметно больше предыдущих цинциннатских слоев. Это указывает, что поднятия ордовикского времени теперь сменились незначительными погружениями. Трансгрессируя постепенно на область былых воздыманий, александрийские пласты в северной части Аппалачской зоны ложатся на более древние ордовикские породы не только с размывом, но и с угловым несогласием, все более и более резким по мере перемещения на северо-восток. Так, в северной части штата Пенсильвания угловое несогласие достигает всего 10—-15°, но в штате Нью-Йорк и севернее доходит до 65° и даже до 90°. В южной части геосинклинали угловое несогласие отсутствует. Таким образом, восходящие движения конца чампленского и цинциннатского времени, которые мы только что реконструировали по анализу фаций, были не просто колебательными. На северо-востоке Аппалачской зоны они сопровождались также складкообразованием, деформировавшим срединную часть зоны. Это складкообразование получило от Штилле название таконской фазы и стало как бы стандартом, с которым доныне увязываются складчатые движения конца нижнего силура на других участках земной коры. На анализе таконской фазы Аппалачей особенно отчетливо видно, что эта фаза, подобно всем орогеническим фазам вообще, была явлением не мгновенным, но вполне измеримой геологической длительности и разлагалась, вероятно, на серию более мелких подвижек.

Ниагарские (среднеготландские) пласты залегают на песчаниках Медина с небольшим эрозионным несогласием; в их основании располагается мощный и протягивающийся через всю геосинклиналь пласт оолитовых железных руд,— так называемых клинтонских,— за которым следуют глинистые сланцы и обычные ниагарские известняки с обильной фауной. Поднятия, связанные с таконским орогенезом, в это время, видимо, ликвидируются совсем.

В северо-восточной части Аппалачей, претерпевшей складкообразование, с ниагарскими погружениями связывается оживление вулканической деятельности. На северном побережье Теплого залива выходит свита лав до 1000 м мощностью, переслоенных известняками; извержения были, видимо, подводными. Юго-западнее, в Нью-Брунсвике и особенно на юго-востоке штата Мэн, мощность туфовых слоев и лав достигает 3 000 м. Вне этих орогенических участков вулканизм в верхнем силуре отсутствует.

В (верхнеготландский (кайюганский) веж вдоль южной большей части геосинклинальной зоны отлагаются красноцветные палеонтологически немые песчано-глинистые породы, на севере же — в штатах Нью-Йорк, северная Пенсильвания и Огайо — характерная соленосная толща, мощностью до 100 м, состоящая из переслоев серых глин с пластами каменной соли большой мощности. Интересно, что в составе этой галогенной толщи гипсы отсутствуют почти полностью. Над галогенной толщей лежит небольшой пласт глинистого известняка и доломитов с фауной, постепенно переходящий в девон. Смысл разреза ясен: конец силура знаменуется кратковременной волной эпейрогенических поднятий, сменившихся у самой границы с девоном новым погружением.

Итак, размещение фаций и их мощностей в Аппалачской геосинклинали целиком контролируется процессами складкообразования в ее северной части, и это именно обстоятельство делает силурийские отложения Аппалачей классической областью для анализа хода орогенеза и разъяснения конкретного содержания понятия «орогеническая фаза».