Рельеф Северной Америки - Geography7. Тектоорогения платформ америки

Эта платформа в начале силура испытала кратковременное поднятие в результате проявления таконской фазы складчатости в Аппалачской геосинклинали. Регрессия сменилась трансгрессией с широким распространением карбонатных отложений и рифогенных образований.

Силурийские Отложения представлены известняками и доломитами. В нижнесилурийских разрезах здесь много рифовых построек, в верхнем силуре появляются галогенные породы, осо­бенно на востоке платформы - ангидриты, гипсы и каменная соль.

В самом конце силура в Северной Америке возникли огромные солеродные бассейны. Мощ­ность силура измеряется несколькими сотнями метров. Во впадинах она возрастает, например, в Мичиганской впадине - до 1,5 км.

Гондвана

Южные материки в силуре по-прежнему стоят выше уровня моря, и силурийские осадки не­значительны, но там, где они имеются (по периферии Гондваны), представлены терригенными об­разованиями.

В южно-американской части Гондваны в конце ордовика - начале силура произошла пере­стройка, вероятно, вызванная влиянием каледонской складчатости. В силуре площадь моря увели­чилась. Возникли впадины меридионального направления. В них накапливались значительной мощности (до 800-1200 м) обломочные осадки с подчиненными карбонатными прослоями. В Ама­зонской впадине (широтного направления) наблюдаются морские песчано-глинистые осадки мощ­ностью 100 м. В позднем силуре и самом начале девона снова произошли поднятия как следствие позднекаледонских движений.

На африканской части Гондваны песчаные толщи в конце ордовика и в силуре сменились темными глинами с граптолитами. В северной части бассейна появились карбонатные илы. По ок­раинам области морского накопления отлагались прибрежные пески. Мощность силурийских по­род обычно небольшая. На Аравийском полуострове силур представлен непрерывным разрезом песчано-глинистых образований значительной мощности. В конце силура в Африке повсеместно началась регрессия, особенно четко проявившаяся в Аравии.

Австралийская часть Гондваны в силуре представляла собой преимущественно сушу.

История развития геосинклинальных поясов Северо-Атлантический геосинклинальный пояс

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 из-

вестняки 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 миогеосинклиналь-ные 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 (см. схему III, цв. вкл). 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 разви-

тия. 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, та-буляты, 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.

ДЕВОНСКИЙ ПЕРИОД - D

Общая характеристика, стратиграфические подразделения и стратотипы

Девонская система установлена в 1839 г. известными английскими геологами А.Седжвиком и Р.Мурчисоном в Англии в графстве Девоншир, по имени которого и была названа.

Продолжительность девонского периода 48 млн. лет, его начало 408 млн. лет, окончание 360 млн. лет назад.

" Разрезы девона Великобритании сложены континентальными фациями иве могут еяужить стратотипами для выделения ярусов. Поэтому расчленение девонской системы было проведено в Арденнах на территории Бельгии, Франции и в Рейнских Сланцевых горах на территории Герма­нии. Девонская система подразделяется на три отдела (табл. 8).

Таблица 8 Общие стратиграфические подразделения девонской системы

Граница между силуром и девоном, как указывалось выше, проводится в основании грапто-литовой зоны Monograptus uniformis (Баррандиен, Чехия). В настоящее время эта граница являетт ся единственной официально принятой Стратиграфической комиссией Международного геологи­ческого конгресса. Верхняя граница официально не утверждена. Ввиду того, что в начале девонс­кого периода продолжалась обширная регрессия, начавшаяся еще в силуре, возникло множество разнообразных фациальных обстановок с соответствующей фауной. Это сильно затрудняет рас­членение и сопоставление разрезов и явилось причиной создания "сборной" шкалы, состоящей из ярусов, установленных в различных регионах. Ярусное деление нижнего девона Баррандиена, Рейнской области основано на морской фауне, а соответствующих по возрасту отложений Англии - на остатках рыб, встречающихся в лагунно-континентальных отложениях.

Жединский ярус, названный А. Дюмоном в 1848 г. по р. Жедин в Арденнах, объединяет ниж­ние слои девона Арденно-Рейнской области. Они представлены прибрежными фациями и транс­грессивно залегают на отложениях кембрия (отсюда вытекают трудности в определении точной границы с силуром). В стратотипе нижняя часть представлена конгломератами Фепан мощностью 10-40 м, аркозами Эбб мощностью 30 м и сланцами Мондрешон с прослоями песчаников. В пес­чаниках и сланцах находятся богатые комплексы брахиопод. В верхней части располагаются крас­ные и бордовые сланцы с небольшими известковыми конкрециями, появляются прослои красных

и зеленых песчаников и кварцитов. Они охарактеризованы остатками рыб. Общая мощность ло 750 м.

Название "зигенский ярус" впервые употребил Э. Кайзер, обозначив им граувакки в Рейнских Сланцевых горах. Наиболее полно зигенские граувакки представлены в области Зигерланд, где развиты лагунные и прибрежно-морские фации с остатками рыб, двустворчатых моллюсков и бра-хиопод. Мощность отложений в стратотипическом разрезе составляет 4 км.

Эмсский ярус установлен К. Дорлодо в 1900 г. в местечке Эмс вблизи Кобленца в Рейнской области. Отложения этого яруса представлены толщей песчаников, кварцитов и сланцев с просло­ями вулканических пород. Мощность достигает 2 км. В слоях встречаются скопления брахиопод, двустворчатых моллюсков и изредка кораллов (рис. 51).

Ранее зигенский и эмсский ярусы объединялись в один ярус, который назывался кобленцс-ким. Однако согласно решению Международной стратиграфической комиссии нижний девон ныне принимается в объеме трех ярусов.

Эйфельский ярус назван А. Дюмоном в 1848 г. по Эйфельским горам, где находится стратоти-пический разрез. Объем яруса видоизменен и после работ М. Дюссельдорфа в 1937 г. принят в объеме кальцеоловых и верхнекультриюгатовых лаухских слоев со стратотипом в Веттельдорфс-ком разрезе Эйфельских гор. Здесь обнажается толща мергелей, плитчатых известняков, известко­вых песчаников и кораллово-строматопоровых известняков (мощностью около 450 м). В толще в большом количестве встречаются кораллы родов Favosites, Calceola, Damophyllum, остатки цефа-лопод и конодонтов.

Живетский ярус выделен в Арденнах Ж.Госселе в 1879 г. Название происходит от г.Живе, расположенного в Северной Франции. Этот ярус объединяет отложения, охарактеризованные стрингоцефаловыми брахиоподами, присутствием конодонтов, кораллов и реже трилобитов. Сла­гается ярус известняками и известковыми сланцами, органогенными и органогенно-обломочными известняками.

Франский ярус установлен в 1879 г. Ж.Госселе в Бельгии. Название получил от дер. Фран близ г.Кувена. В стратотипическом разрезе слагается сланцами и рифовыми кораллово-стромато-поровыми известняками (мощностью около 500 м). Охарактеризован брахиоподами, конодонтами, кораллами и двустворчатыми моллюсками.

* Фаменский ярус впервые выделен в Арденнах А. Дюмоном в 1855 г. Название получил от ме­стности Фамен в Бельгии. Здесь развиты песчаники, сланцы с прослоями известняков. В стратоти-йической местности характеризуется большой изменчивостью. В морских отложениях присут­ствуют конодонты, кораллы и брахиоподы, а в лагунных - остатки рыб и отпечатки растений.

В 60-е годы чехословацкие исследователи предложили вместо жединского и зигенского выде­лять лохковский и пражский ярусы, установленные в прекрасно охарактеризованных фауной мор­ских разрезах Баррандовой мульды в Богемском массиве недалеко от Праги. Здесь же находится признанная граница силура и девона, проводимая между пржидольским и лохковским ярусами. Международная подкомиссия по стратиграфии девона рекомендовала в 1985 г. лохковский и пражский ярусы Чехии в качестве типовых для низов девона. С тех пор геологи пользуются имен­но этими ярусами, хотя примерно соответствующие им прежние жединский и зигенский ярусы формально не упразднены. Этим и объясняется "двоевластие" в нижней части ярусной шкалы де­вонской системы.

Характерные разрезы девонской системы представлены на схемах IV и V, цв. вкл.

Органический мир

Органический мир девонского периода был богат и разнообразен. Значительного прогресса достигла наземная растительность. Начало девонского периода характеризовалось широким рас­пространением "псилафитов" (риниофитов), достигших в это время наибольшего расцвета

Рис. 51. Характерные ископаемые остатки девонских организмов

Брахиоподы: / - Euryspirifer (ранний и средний девон), 2а, 6 - Stringocephalus (средний девон), 3 -Karpinskia (ранний девон,), 4 - Cyrtospirifer (преимущественно поздний девон), 5а, б - Hypothyridina (средний и поздний девон); головоногие моллюски: 6 - Clymenia (поздний девон), 7 - Timanites (поздний девон), 8 -Tornoceras (поздний девон); криноидеи: 9 - Cupressocrinites (средний девон); кораллы-ругозы: 10 - Calceola (ранний - средний девон), // - Hexagonaria (средний - поздний девон); конодонты: 12 - Palmatolepis (по­здний девон), 13 - Polygnathus (девон), 14 - Icriodus (девон); двоякодышащие рыбы: 15 - Dipterus (средний - поздний девон); кистепёрые рыбы: 16 - Holoptychius (поздний девон); земноводные: 17 - Ichthyostega (по­здний девон); риниофиты: 18 - Rhynia (ранний девон), 19, 20 - Sawdonia (ранний девон)

(рис. 52, цв. вкл.). Их господство наблюдается в заболоченных ландшафтах. В начале среднего де­вона риниофиты вымерли, их сменили прапапоротники, у которых начали образовываться листо-подобные формы. В среднем девоне существовали уже все основные группы споровых растений. Это плауновые, членистостебельные и папоротники, а в конце девона появились и первые пред­ставители голосеменных; многие из кустарниковых превратились в древовидные и дали начало первым пластам угля (о.Шпицберген, Барзас). Позднедевонская флора получила название археоп-терисовой, по имени широко распространенного разноспорового папоротника Archaeopteris (рис. 53, цв. вкл.). В конце девона на планете уже существовали леса, состоящие из перечислен­ных выше растений.

Наибольшее биостратиграфическое значение в девоне имеют конодонты. Эти представители примитивных хордовых, появившиеся в среднем кембрии, уже в ордовике завоевали господствую­щее положение. В позднем девоне наблюдается второй пик их расцвета. Конодонты настолько бы­стро изменялись в девоне, что позволяют выделять в девонских отложениях более 50 стандартных зон при продолжительности девонского периода около 50 млн. лет. Это яркий пример использова­ния остатков быстро эволюционирующих организмов для создания сверхдетальной стратиграфии. w В девоне доживают граптолиты (один редко встречающийся в низах нижнего девона род Monograptus) и цистоидеи; резко сокращается разнообразие форм трилобитов и наутилоидей. Ши­роко распространены замковые плеченогие (брахиоподы) из семейства спириферид с главным ро­дом Spirifer и пентамерид (род Pentamerus), четырехлучевые кораллы, табуляты.

Существенны по своему значению головоногие моллюски (рис. 51): отрядов гониатиты, аго-нйатиты и климении. У них наблюдается простая перегородочная линия с цельными заостренны­ми лопастями и цельными округлыми седлами (гониатитовая), или с округлыми лопастями и сед­лами (агониатитовая). Климении - специфическая группа древних аммоноидей, у которых сифон располагался ближе к спинной стороне, а не к брюшной, как у большинства представителей под­класса аммоноидей. Климении были характерны исключительно для позднего девона.

Впервые в истории Земли большую роль стали играть двустворки и некоторые низшие рако­образные, что связано с существованием в девоне многочисленных бассейнов ненормальной соле­ности. Следует отметить обилие мельчайших ракообразных - остракод и филлопод.

Для стратиграфии морских отложений наиболее важное значение имеют конодонты, аммоно­идей, брахиоподы, кораллы, тентакулиты и остракоды. Все возрастающее значение стали приоб­ретать позвоночные. Широко распространены бесчелюстные и особенно рыбы: двоякодышащие, панцирные, кистеперые, хрящевые (акулы, скаты) (рис. 51). В пресноводных и солоноватоводных бассейнах рыбы, по-видимому, были уже многочисленны. С девона известны первые земноводные - стегоцефалы.

Продолжалось освоение суши растениями и животными. Среди последних здесь встречаются скорпионы и многоножки, появившиеся еще в силуре, а также бескрылые насекомые.

Структуры земной коры и палеогеография v

В течение девонского периода не происходит существенных изменений в распределении и очертании основных структурных элементов земной коры, созданных к началу девона (платфор­мы, геосинклинальные пояса и каледониды). Это объясняется слабым развитием в девоне склад­чатых процессов, которые и отличаются небольшой интенсивностью. Только в конце периода в некоторых геосинклинальных областях проявилась бретонская фаза складчатости - начало гер-цинской эпохи тектоногенеза. Бретонская фаза складчатости установлена на северо-западе Среди­земноморской (Европейской) геосинклинальной области (п-ов Бретань) и в Южно-Аппалачской геосинклинальной области. Каледонская складчатость привела к поднятиям не только областей каледонид, но и многих платформ. В раннем девоне достигла своего максимума регрессия, начав­шаяся еще в конце силура. Областями разрушения.и сноса стали каледониды и обширные про-.

странства платформ. Осадконакопление на платформах резко сократилось, оно продолжалось лишь на участках, пограничных с каледонидами. Для этого этапа характерны внутриконтинен-тальные водоемы с ненормальной соленостью. В геосинклиналях сохранился морской режим.

С середины девона во многих районах мира восходящие движения сменились погружениями, развивалась новая трансгрессия. Море наступало на платформы и проникало в пределы каледонид (см. схему IV, цв. вкл.).

В конце позднего девона, в фаменский век, снова началось поднятие платформ (бретонская фаза) и в связи с этим некоторая регрессия моря.

; Характерной особенностью девона является образование межгорных впадин, в которых на­капливались континентальные терригенные, преимущественно красноцветные отложения и вулка­ниты мощностью несколько тысяч метров. Отложения межгорных впадин собраны в складки или лежат полого. В некоторых впадинах они прорваны интрузиями, в различной степени метаморфи-зованы. Появление впадин связано с возникновением и активизацией разломов, с характерными для девона блоковыми движениями. Формирование^таких впадин происходило при заключитель­ном - орогенном - этапе развития геосинклиналей.

Начало девонского периода (раннедевонская эпоха) вполне заслуживает названия геократи-ческой эпохи в жизни Земли, то есть эпохи с преобладанием континентального режима. Со сред-недевонской эпохи увеличиваются площади, занятые морями, как на платформах, так и в геосинк­линальных областях. Площади же суши уменьшаются. Одновременно происходит общее вырав­нивание, постепенная пенепленизация континентов, а также островных участков суши, разбросан­ных на площади геосинклинальных областей. Об этом свидетельствует почти повсеместная смена терригенного осадконакопления, характерного для раннего девона, на карбонатное. До конца де­вонского периода горный рельеф сохранялся наиболее устойчиво в областях каледонид, но и там к концу периода он оказался местами значительно сглаженным, о чем говорит относительная тонко-зернистость верхних пластов "древнего красного песчаника" Британских островов, Минусинских впадин и др. (рис. 54).

Позднедевонская эпоха в противоположность раннедевонской, особенно ее первая половина (франский век) была временем широкого развития морских трансгрессий, временем преобладаю­щего господства моря над сушей. Подобные эпохи в жизни Земли называются талассократичес-кими.

Восстановление положения климатических зон девона представляет трудности, так как на­земная растительность скудная. Только характерные черты ряда континентальных и лагунных фа­ций девона позволяют сделать некоторые палеоклиматические выводы, недостаточные, однако, для восстановления общей картины климатической зональности в девонском периоде.

При рассмотрении условий образования "древнего красного песчаника" множество фактов указывает на засушливый климат межгорных депрессий, в которых происходило накопление этих осадков. Сухим и жарким климатом характеризовалась, по-видимому, в девоне средняя часть Рус­ской плиты, о чем свидетельствует широкое развитие здесь лагунных хемогенных осадков (доло­миты, гипсы и др.). Этими же осадками намечается в пределах Европы зона засушливого климата^ протягивающаяся с северо-запада на юго-восток. Из других свидетельств климата девона - тилли-ты Капских гор Южной Африки (мощность 30 м), протяженностью 500 км. Неясно, материковый или горный генезис имеют связанные с этим оледенением моренные накопления. Других проявле­ний ледниковой деятельности в девоне неизвестно.

Наиболее характерной фацией девона является фация "древнего красного песчаника" (Old Red sandstone), широко распространенная во всех странах Северного полушария (рис. 54). Пред­полагается, что это континентальная фация песчаных пустынь. Однако находки органических ос­татков в красном песчанике (панцирные рыбы, филлоподы) заставляют считать эту фацию сме-

Рис. 54. Схематическая карта континента древнего красного песчаника и окаймляющей его зоны / - главнейшие современные выходы древнего красного песчаника; 2 - герцинские массивы (морской девон); С-С - северная граница морских трансгрессий на континент древнего красного песчаника; Ю-Ю - южная грани­ца распространения прослоев древнего красного песчаника в морском девоне Средней Европы (Жинью, 1952)

шанной лагунно-континентальной и лагунно-морской. Кроме "древнего красного песчаника" ла­гунные фации часто представлены фацией замкнутых солоноватоводных бассейнов. Они форми­ровали нефтеносную фацию ципридиновых сланцев и своеобразную фацию доманика европейс­кой части России.

История развития платформ

Геологическое строение Северной Америки

В основании Северной Америки и большей части Гренландии лежит докембрийская Северо-Американская платформа , которую иногда называют Канадской . Фундамент платформы в некоторых местах выходит на поверхность , образуя Канадско-Гранландский щит . Образованный разломами щит состоит из метаморфизированных вулканических пород и гранитогнейсов архейского раннепротерозойского возраста. Гренвильский пояс , который протянулся в юго-восточной части щита , образован раннедокембрийскими породами и метаморфизированными протерозойскими карбонатно-обломочными образованиями.

Как показывают геофизические исследования и данные бурения, фундамент, покрытый осадочным чехлом, тоже сложен раннедокембрийскими метаморфизированными осадочно-вулканическими породами и гранито-гнейсами. В строении Скалистых гор США просматриваются раннедокембрийские кристаллические породы . Осадочный чехол платформы распространяется к югу, западу и северу от Канадского щита, а его наибольшая площадь наблюдается в области Мидконтинента и Великих равнин . Глубина залегания фундамента изменяется, поэтому образуется ряд крупных впадин – синеклиз , с глубиной $3$-$4$ км и сводов – антеклиз . Часть платформы на юго-западе рассекает подвижная зона гор Уошито .

В меридиональной полосе Великих равнин в мезозое продолжались опускания и накопление прибрежно-морских и континентальных осадков. Окончательно морские осадки были вытеснены континентальными в начале кайнозойской эры , а вслед за этим наступило полное осушение платформы .

Палеозойский чехол платформы кроме Мидконтинента и Великих равнин распространяется и на Арктическом её склоне. Здесь он слагает южную часть Канадского Арктического архипелага. Неглубокая, но крупная синеклиза Гудзонова залива наполнена образованиями, сходными по составу и возрасту. Её центральную часть слагают маломощные континентальные осадки юры и мела.

Каледониды Северо-Восточной Гренландии являются наиболее древним звеном складчатого обрамления Северо-Американской платформы. В виде тектонических покровов они надвинуты на край платформы, а сложены мощной толщей осадочных терригенно-карбонатных пород нижнего палеозоя. По разлому, так называемая линия Логана , складчатая система острова Ньюфаундленд и Северные Аппалачи граничат с Канадским щитом.

Линия Логана представляет собой надвиг геосинклинальных палеозойских толщ на платформенный палеозой и докембрий. Узкие грабены с континентальными осадками и базальтовыми лавами есть и в Северных и в Южных Аппалачах . Это является свидетельством того, что перед вступлением в платформенную стадию развития Аппалачская система была раздроблена .

Зона герцинской складчатости в пределах прибрежных низменностей – со стороны Мексиканского залива – перекрыта мощными кайнозойскими отложениями . Система Канадского Арктического архипелага и север Гренландии , относящиеся к герцинской складчатости , сложены терригенно-карбонатными отложениями кембрия-девона.

Складчатый пояс Кордильер , расположенный вдоль Тихоокеанского побережья, почти на всем протяжении граничит с Северо-Американской платформой , за исключением Аляски . Здесь этот пояс ограничен системой хребта Брукса . Вдоль Тихоокеанского побережья проходит главная сейсмоактивная зона Северной Америки.

Замечание 1

Для зоны характерны разрушительные землетрясения – Аляскинское ($1964$ г.), Мексиканское ($1985$ г.), Сан-Францисксое ($1906$ г.). В будущем эта зона по-прежнему остается сейсмоопасной , особенно в тех местах, где она пересекается с широтными трансформными разломами Тихого океана.

Рельеф Северной Америки

Для рельеф а Северной Америки характерно достаточно большое разнообразие и контрастность .

На смену почти плоским равнинам в центральной части материка приходят обширные холмистые просторы , соседствующие на востоке с невысокими Аппалачами .

На западе Центральные равнины примыкают к Кордильерам . Пики этих горных сооружений острые и достигают высоты более $6000$ м. Рельеф материка и его особенности связаны с историей геологического развития территории. Древняя Северо-Американская платформа и её кристаллический фундамент формировались на протяжении архейской и протерозойской эр . Канадскому кристаллическому щиту в рельефе соответствует Лаврентийская возвышенность.

На плите , расположенной южнее Канадского щита, находятся Центральные и Великие равнины . Великие равнины протянулись с севера на юг на $3500$ км и расположены в западной части платформы. Их высота достигает $1500$ м, что можно объяснить мощными поднятиями земной коры в области Кордильерской складчатости.

К югу от Лаврентийской возвышенности располагаются Центральные равнины . На юге материка находятся Примексиканская и Приатлантическая низменности, образовавшиеся на фундаменте молодой платформы, покрытой толщей осадочных отложений. Аппалачи являются старыми, разрушенными горами, со сглаженными и невысокими хребтами. Складкообразование в них происходило в каледонский и герцинский период.

На западе материка грандиозное складкообразование началось еще в мезозойской эре в результате столкновения литосферных плит и продолжается до настоящего времени. Возникшие здесь Кордильеры протянулись в меридиональном направлении на $ 9000$ км, при ширине $1600$ км.

Горы не заканчиваются на юге материка, а продолжаются в Южной Америке . Вершиной Кордильер является гора Мак-Кинли , высота которой $6193$ м. В хребтах Кордильер продолжаются многочисленные разломы дна Тихого океана. Для гор характерны крупнейшие вулканы планеты – Попокатепетль и Орисаба .

Замечание 2

Не только внутренние, но и внешние процессы принимали участие в формировании рельефа. Северные районы материка вплоть до $40$ параллели покрывались ледником , который по своим размерам превосходил площадь Австралии в $2$ раза. Движение ледника выравнивало поверхность, шлифовало даже скалы. Ледник создавал тысячи холмов большой протяженности и много мелких форм рельефа.

Помимо ледника в формировании рельефа активное участие принимали поверхностные, подземные воды и ветер . Например, работа реки Колорадо создала Большой Каньон , глубина которого составляет $1600$ м, а длина $400$ км. Крупнейшую на планете Мамонтову пещеру образовали подземные воды, а деятельность ветра привела к возникновению дюн, барханов и других форм рельефа.

Полезные ископаемые материка

Недра Северной Америки богаты полезными ископаемыми и связаны с его геологическим строением. Самые большие в мире рудные месторождения залегают в районе Канадского кристаллического щита , где магматические и метаморфические породы находятся неглубоко. Здесь сосредоточены крупнейшие месторождения железа, никеля, меди, урана, молибдена .

Каменный уголь находится в мощной толще осадочных пород Центральных равнин , а прибрежные низменности и шельф моря имеют большие отложения нефти и газа . Добыча углеводородов ведется как на суше, так и со дня Мексиканского залива. Межгорные впадины Аппалачей тоже имеют значительные запасы каменного угля.

В Кордильерах сосредоточены крупные месторождения полезных ископаемых как магматического, так и осадочного происхождения. Здесь есть руды цветных металлов, золото, ртуть . На востоке и в прогибе земной коры между Кордильерами и Североамериканской платформой залегают нефть, газ, уголь . Значительные по запасам и разнообразные полезные ископаемые являются важной природной сырьевой базой для развития хозяйства стран, расположенных на этом материке.

Рельеф Северной Америки преимущественно равнинный , потому что большая её часть лежит в пределах платформ . Западная и восточная части материка сформировались в разное геологическое время – западная часть в мезозое и кайнозое , а восточная часть – в палеозое .

Замечание 3

Древние и разрушенные Аппалачи находятся на востоке материка, а высокие и молодые Кордильеры расположились на западе. С особенностями геологического строения связано богатство и разнообразие полезных ископаемых материка. А такие полезные ископаемые как каменный уголь, нефть, природный газ, железные, никелевые, молибденовые руды и уран имеют мировое значение .

Более половины территории материка занимает древняя Северо-Американская платформа, часть Северо-Американской литосферной плиты. Северо-восточная часть платформы приподнята; здесь ее древнее кристаллическое основание выходит на поверхность, образуя Канадский щит. В западной и южной частях платформы кристаллический фундамент скрыт под толщей осадочных пород.

Северо-Американская платформа окаймлена складчатыми поясами: на севере, востоке и юге - древними системами Канадского Арктического архипелага, Гренландии и Аппалачей, на западе - более молодой складчатой системой Кордильер. Самые молодые хребты Кордильер западные. Они образовались в Тихоокеанском складчатом поясе при схождении Северо-Американской и Тихоокеанской литосферных плит.

Рельеф тесно связан с тектоническим строением и геологической историей развития материка. В восточной части континента на древней платформе расположены низменные или возвышенные равнины, различающиеся формами своего рельефа.

На севере и в центре широко распространены формы рельефа, созданные древним материковым оледенением. Древний ледник покрывал более половины территории материка и достигал 38-й параллели. Твердые породы Канадского щита ледник превратил в пологие холмы и гряды, округлые скалы бараньи лбы. Он расширил и углубил речные долины, превратив их в длинные узкие заливы - фьорды. Моренные отложения с многочисленными валунами ледник оставил на более низких Центральных равнинах. В рыхлых осадочных породах он выпахал котловины современных озер.

Вдоль восточных склонов Кордильер с севера на юг протянулись Великие равнины. Это высокие плато (500-1500 м), «ступенями» спускающиеся к Центральным равнинам. Поверхность равнин изрезана многочисленными глубокими оврагами. Эти территории получили название бедленды («дурные земли»), поскольку совершенно непригодны для использования в хозяйстве. На юге Центральные равнины переходят в прибрежные плоские заболоченные низменности - Примексиканскую и Приатлантическую.

Вдоль юго-восточной окраины материка протягиваются горы Аппалачи (высшая точка -гора Митчелл, 2037 м), сформированные в древнем поясе складчатости. Они сильно разрушены современными эрозионными процессами, имеют пологие склоны и плоские вершины. В предгорьях Аппалачей много карстовых пещер. Здесь находится знаменитая Мамонтова пещера - одна из крупнейших на Земле (длина исследованной части 587 км).

Западную часть материка занимает мощная горная система Кордильер. В ее северной части находится высшая точка континента - г. Мак-Кинли (6194 м). Кордильеры состоят из трех вытянутых с севера на юг горных поясов. Восточный пояс образуют высокие Скалистые горы, Центральный - цепи потухших вулканов Каскадных гор и гор Сьерра-Невада, Западный - система Береговых хребтов, часть современного Тихоокеанского складчатого пояса. В северной части Кордильер все три пояса прижаты друг к другу, в центре - разделены долинами и плато.

Среди них выделяются вулканическое плато Йеллоустонское, плато Большой Бассейн и изрезанное глубокими каньонами плато Колорадо. Каньон - глубокая речная долина с крутыми склонами и относительно узким дном, занятым руслом реки.

Йеллоустонское плато покрыто застывшей лавой с множеством грязевых вулканов, горячих водоемов, источников (более 3000) и гейзеров. В кратере самого большого на континенте вулкана находится одно из крупнейших высокогорных озер материка - озеро Йеллоустон.

Плато Колорадо знаменито своим Большим Каньоном - долинами рек Колорадо и ее притоков. Глубина его достигает 1800 м, протяженность - 446 км. Перепилив плато, реки вскрыли и обнажили древние разновозрастные геологические пласты. Поэтому Большой Каньон называют геологическим музеем под открытым небом.

С запада центральный пояс оконтурен полосой глубоких узких долин, среди которых Калифорнийская долина и самая низкая точка поверхности материка - безжизненная Долина Смерти (–86 м).

На юге материка все горные пояса Кордильер сходятся, образуя лавовое Мексиканское нагорье. На юге нагорья много действующих вулканов, самый высокий из которых вулкан Орисаба (5610 м). Береговые хребты, Калифорнийская долина и Мексиканское нагорье входят в Тихоокеанское «огненное кольцо».

Полезные ископаемые Северной Америки

Северная Америка богата различными полезными ископаемыми. Из горючих полезных ископаемых наиболее значительны запасы нефти, газа, каменного угля. Месторождения нефти и газа находятся на тихоокеанском побережье США, Примексиканской низменности, на шельфе окраинных морей Северного Ледовитого океана, на Аляске, юге Центральных и Великих равнин. Каменным углем богаты восток Центральных равнин и предгорья Аппалачей. Месторождения бурых углей есть на Великих равнинах, в межгорных котловинах Кордильер, на Аляске.

Крупнейшие запасы железных руд сконцентрированы в кристаллических породах Канадского щита в районе озера Верхнее и полуострова Лабрадор, в Северных Аппалачах. Широко распространены руды цветных металлов: медные (Скалистые горы, Мексиканское нагорье, Канадский щит), свинцово-цинковые (долина Миссисипи, Кордильеры), бокситы (о. Ямайка), никелевые (Лаврентийская возвышенность, о. Куба). Мощные запасы урановых руд сосредоточены на плато Колорадо, золота - в бассейне р. Юкон и на юго-западе США.

Среди нерудных полезных ископаемых значительны запасы фосфоритов (полуостров Флорида), асбеста (Аппалачи) и калийных солей (юг Великих равнин, район Великих озер).

Материк является частью Северо-Американской литосферной плиты. Его ядро - древняя Северо-Американская платформа. На севере, востоке и юге ее окаймляют древние системы Канадского Арктического архипелага, Гренландии и Аппалачей, на западе - молодой складчатый пояс Кордильер. Западные цепи Кордильер и Центральная Америка характеризуются высокой сейсмичностью и входят в Тихоокеанское «огненное кольцо». Материк богат полезными ископаемыми.

Основной тектонический элемент Северной Америки - Северо-Амер И канская платформа с Канадским кристаллическим щитом в пределах платформы выделяется ряд крупных тектонических элементов, контролирующих размещение нефтегазоносных провинций и областей (рис.54)

Во внутренней части платформы выделяются палеозойские нефтегазаносные провинции, в пределах которых обособляются нефтегазоносные области, связанные с тектоническими элементами: со сводовыми поднятиями Цинцинатти, Центральный Канзас и др.; с внутриплатформенными впадинами Иллинойс, Мичиган, Пермский бассейн. В зонах сочленения платформы со складчатыми поясами выделяются палеозойская Аппалачская на востоке и палеозойская-мезозойская Скалистых гор на западе. На юго-западе континента выделяется провинция Галф-Кост (Мексиканский залив), представляющая собой развивающуюся с нижнего мезозоя пассивную континентальную окраину Североамериканского континента. На Тихоокеанском побережье

Северный Ледовитые океан

Рис. 54. Схема тектонического и нефтегеологического районирования Северной Америки (по Ю.Н.Успенской).

1 - выходы докембрийского кристаллического фундамента, 2 - область развития каледонской складчатости, 3 - область развития герцинской складчатости, 4 - области развития мезозойско-кайнозойской складчатости Кордильер, 5 - нефтегазоносные территории Североамериканской платформы, 6 - межгорные впадины кордильерского складчатого пояса.

Нефтегазоносные провинции и области: 1 - прогиб Колвилл; 2 - бассейн Бофорта -Маккензи; 3 - впадина Альберта; 4 - синеклиза Уиллистон; 5 - межгорные впадины Скалистых гор; 6 - Внутренняя западная провинция; 7 - Пермская впадина; 8 - свод Бенд; 9 - выступ Азарк; 10 - впадина Иллинойс; 11 - впадина Мичиган; 12 - свод Цинцинатти; 13 - Предаппалачский прогиб; 14 - провинция Мексиканского залива; 15 -Приатлантическая провинция; 16 - Калифорния; 17 - залив Кука.

выделяется Калифорнийская провинция альпийского возраста. На п-ве Аляска выделяются две провинции - палеозойско-мезозойская -Арктического склона (впадина Колвилл) и кайнозойская Залива Кука на Тихоокеанском побережье полуострова.

Североамериканский континент отличается наиболее высокой степенью разведанности.

Здесь известны месторождения в отложениях от кембрия до плиоцена, приуроченные к самым разнообразным ловушкам в пределах крупных внутриплатформенных впадин и поднятий, в зонах сочленения платформы со складчатыми областями, разнообразных межгорных впадин и современных пассивных и активных континентальных окраин. В качестве примера крупного свода можно привести Цинциннатский свод, длина которого 1000 км, а ширина до 400 км. Месторождения приурочены к локальным брахиантиклиналям и зонам выклинивания песчаников. Основные продуктивные горизонты сосредоточены в ордовичской и силурийской частях разреза. Одной из богатейших внутриплатформенных структур является Пермская впадина. Площадь ее 365 тыс. км 2 . Месторождения приурочены к локальным структурам и ловушкам стратиграфического и литологического типов. Основные продуктивные горизонты сосредоточены в пермской и карбоновой частях разреза. Всего здесь открыто более 5,5 тыс. месторождений. Западно-Канадская нефтегазоносная провинция является типичным примером структуры зоны сочленения древней платформы со складчатой областью. Здесь месторождения приурочены к локальным структурам, зонам выклинивания и рифовым постройкам; в зоне сочленения прогиба со складчатой зоной широко развиты месторождения, связанные с надвиговыми дислокациями; на восточном борту прогиба известны крупнейшие в мире залежи тяжелых нефтей и мальт (месторождения Атабаска, Вабаска и др.), с запасами 120 млрд. т. Нефтегазоносная провинция Мексиканского залива являет собой пример нефтегазоносности пассивной континентальной окраины, продолжающей свое развитие. Ее эволюция начинается с пермо-триасового периода. Стратиграфический диапазон нефтегазоносности - от верхнеюрских до четвертичных отложений. Число продуктивных горизонтов превышает 100. Месторождения приурочены к локальным структурам, диапировым куполам, к ловушкам стратиграфического и литологического типов. Большое количество месторождений открыто в акватории Мексиканского залива (около 500). В числе крупнейших месторождений этой провинции нефтяное месторождение Ист-Тексас, второе по размерам в США (начальные извлекаемые запасы около 800 млн.т.). Предполагается, что это месторождение будет разрабатываться в течение почти 100 лет; к началу 90-х годов на месторождении было добыто более 600 млн.т. нефти (начало добычи 1933 г.).

На западном побережье континента располагаются многочисленные кайнозойские межгорные впадины, продуктивные горизонты в которых приурочены к миоценовым и плиоценовым осадкам. На юге п-ва Аляска располагается нефтегазоносная область залива Кука, генетически связанная с продолжающей свое развитие активной континентальной окраиной. Месторождения нефти и газа здесь открыты как на материковой части, так и в акватории залива.

В США открыто крупнейшее на северном полушарии нефтяное месторождение Прудо-Бэй (провинция Арктического склона Аляски). Месторождение приурочено к антиклинали, срезанной поверхностью несогласия (рис. SS). На месторождении выявлено три залежи в интервале глубин 2050-3200 м в отложениях пермо-карбона, триаса и нижнего мела. Извлекаемые запасы нефти на месторождении оцениваются в 1,3 млрд.м 3 .

Рме. 55 Схематический разрез месторождения Пру до-Бей (Габриэлянц, 1984). 1 - нефть; 2 - газ; 3 - вода; 4 - поверхность стратиграфического несогласия.

Cтраница 1

Северо-Американская платформа окружена складчатыми или складчато-глыбовыми системами различного возраста. Наиболее протяженной и обширной из них является складчатоглыбовая система Кордильер, обрамляющая платформу на западе. В поперечном сечении Кордильер с востока на запад (на Аляске с севера на юг) выделяются следующие тектонические зоны.  

Северо-Американская платформа с севера на юг протягивается на 4000 км, а в широтном направлении на 2500 км. В восточной и северной частях платформы наблюдается преимущественное накопление палеозойских, а в юго-западной и южной областях платформы - мезо-кайнозойских отложений.  

На Северо-Американской платформе нефтегазоносны в основном палеозойские отложения, при этом преимущественно газоносные районы расположены в западной части платформы в зоне ее сочленения со складчатыми сооружениями Скалистых гор и в глубокой впутриплатформенной впадине Анадарко. Мезозойские и кайнозойские породы нефтегазоносны па эпи-герцинской платформе (провинция Галф Коет), а также в межгорных впадинах Калифорнии.  

Северным обрамлением Северо-Американской платформы является каледонско-раннегерцинская Иннуитская складчатая система, в значительной части перекрытая синеклизой Свердруп. Последняя слагается мощными осадочными толщами карбона, перми, мезозоя и кайнозоя.  

Большая часть Северо-Американской платформы к югу от Канадского кристаллического щита располагается на территории США.  

В пределах Северо-Американской платформы выделяется ряд крупных тектонических элементов (рис. 240): выступы фундамента плиты и осадочного комплекса - Озарк, Адирондак и др.; сводовые поднятия - Цинциннати, Бенд и др.; внутриплатформенные впадины - Мичиганская, Иллинойская, Пермская и др.; Примексиканская краевая впадина.  

Южная и юго-западная части Северо-Американской платформы образуют ее плиту. Часть платформы, расположенная южнее Канад-ско - Гренландского щита, выделяется под названием плиты Мидкон-тинента или Мидленда. Почти на всей ее площади осадочный чехол слагается породами палеозоя. Западная окраина Северо-Американской платформы представляет плиту Великих Равнин.  

Ядром континента Северная Америка является докембрийская Северо-Американская платформа, на северо-востоке которой выделяется Канадский щит.  

Цинциннатский свод является крупнейшим геоструктурным элементом Северо-Американской платформы, длина его 1000 км при ширине 400 км. Он расположен в пределах штатов Огайо, Индиана Кентукки и Теннесси. В строении осадочного покрова принимают участие отложения от кембрия до карбона. Залежи нефти связаны с пологими структурами или с зонами выклинивания песчаников на склонах свода. Основные скопления нефти известны в районе Лайма - Индиана.  

Пермский бассейн находится на юго-западной окраине Северо-Американской платформы. Структурным обрамлением его на западе служат краевые западные элементы платформы, вовлеченные в возды-мание эпиплатформеиного орогена Скалистых гор, на северо-востоке - система Уичито-Амарилло и вал Мюнстер. На востоке и юге бассейн граничит с герцинским складчатым поясом Уошито - Маратон. Эта граница погребена под чехлом полого залегающих мезозойских осадков. Метаморфические породы фронтальной части пояса Уошито здесь вскрыты эрозией на поднятии Маратон.  

Цинциннатский свод является крупнейшим геоструктурным элементом Северо-Американской платформы, длина его 1000 км при ширине 400 км. Он расположен в пределах штатов Огайо, Индиана, Кентукки и Теннесси. В строении осадочного покрова принимают участие отложения от кембрия до карбона. Залежи нефти связаны с пологими структурами или с зонами выклинивания песчаников на склонах свода. Основные скопления нефти известны в районе Лайма - Индиана.  

США расположены в различных геотектонических условиях, на Северо-Американской платформе, в Мексиканской впадине, межгорных и предгорных впадинах и прогибах Кордильер и Аппалачей, на шельфе.  

По данным Н. Ю. Успенской (1952 г.), на Северо-Американской платформе нет ни одного крупного нефтегазоносного горизонта в известняках, который не был бы связан с поверхностью размыва. Около 95 % всей добычи из карбонатных коллекторов в США приходится на горизонты, залегающие под поверхностями несогласия. Примером непосредственной связи продуктивности карбонатных коллекторов с несогласиями являются залежи нефти и газа в из-вестняково-доломитовых толщах ордовика района Лима Индиана, девонских известняков Мичиганского и Восточного внутреннего бассейна, в девонских, миссисипских и ордовикских известняках Западного Внутренного бассейна, а также в пермских известняках и доломитах Пермского бассейна.