Палеогеографическая обстановка и фациальный анализ

Палеозойский этап развития данного региона.

Разрез представляет собой мощную толщу палеозойских отложений, представленную в основном регрессивные и трансгрессивные ряды. Следовательно, в этот период регион в основном находился в прибрежной зоне моря.

Регрессия и трансгрессия моря четко прослеживается не всегда. Основными признаками изменения глубины моря являются:

1)     

2)     

Для определения изменения глубины необходимо учитывать оба этих фактора, т.е. проводить анализ фаций. Ведь не всегда по крупности материала можно определить глубину моря. Например, прибрежно-морские (литоральные) отложения могут образовать так называемую фацию песчаного пляжа. Иногда по органическим остаткам нельзя определить глубину моря, т.к. они распространены на различных глубинах. Совмещая оба этих фактора можно получить более полную информацию о глубине и образе жизни тех или иных организмов.

Ордовикский период

В ордовикский период территория представляла собой морское дно. Со временем глубина этого моря менялась. В начале периода четко прослеживается наступление моря, но уже в среднем ордовике море начинает отступать. Обрамление в начале периода гористое. Со временем раннекаледонские складчатые сооружения разрушились. Средний и начало позднеордовикских отложений сложены раковинами мшанок и граптолитов. В это время не происходило сноса континентального обломочного материала, а следовательно материал был внутрибассейновый. Обрамление ровное. 

Раннеордовикская эпоха.

Эти отложения начинают накапливаться после небольшого перерыва, который, скорее всего, связан с эпохой раннекаледонской складчатости. Складчатые сооружения, образованные предположительно в кембрии, к началу ордовика начинают сильно разрушаться. Об этом свидетельствует крупнообломочный материал, расположенный в нижней части этих отложений. С течением времени гравелиты сменяются песчаниками, что говорит нам о достаточно сильном разрушении гор.

Выше в колонке согласно залегают кремнистые сланцы с губками. Кремнистые сланцы были образованы в процессе диагенеза. Они часто содержат значительную примесь глинистого материала, в котором иногда обнаруживают органические остатки – спикулы кремнистых губок, скелеты радиолярий, растительный детрит /3, стр. 239/. Губки живут во всех морях, но преимущественно в теплых, на глубинах от зоны прибоя до 4000 м. Оптимальные глубины 150-300 метров. В основном кремнистый скелет слагают губки класса Hexactinellida и Tetractinelida (Astylospongia (O-S)), но возможны и представители класса Demospongia. Вели прикрепленный образ жизни. Отмирая, дают «стеклянную вату», которая впоследствии, после диагенеза превращается в кремнистую породу – спонгилит. Живут в основном в морях, в пресных водоемах крайне редки. Следовательно, в этот период территория представляла собой море, с глубинами до 200 метров.

Среднеордовикская эпоха

На кремнистых породах, согласно залегают мшанковые известняки. Мшанки – исключительно колониальные, преимущественно морские животные, ведущие прикрепленный образ жизни. Обитают как в соленых, так и в опресненных бассейнах. Морские мшанки лучше переносят перепады солености, чем коралловые полипы, но их количество в бассейнах пониженной солености значительно меньше. Чаше всего встречаются на глубинах до 400-500 метров. В литоральной зоне преобладают уплощенные колонии, прикрепляющиеся всей нижней поверхностью. В сублиторальной зоне – листообразные и сетчатые колонии. При отсутствии течений известняки накапливаются на глубинах до 200 метров. Но т.к. известняки преимущественно органического происхождения, то можно предположить, что мшанковые известняки могут встречаться на глубинах до 400-500 метров. При такой небольшой мощности накопившихся осадков (250 м.) глубина морского дна обычно достаточно большая.  В палеозое особенно широко были распространены трепостоматы (O-T) и криптостоматы (O-T).

Представители отряда Cryptostomata род Fenestella (O-P) и род Polipora (O-T).

В это время здесь существовало море с карбонатной седиментацией, а следовательно сноса обломочного материала с континента не происходило. Территория представляла собой шельфовую зону юго-восточного побережья Гондваны, с которого происходил снос терригенного материала.

Выше по разрезу расположены граптолитовые сланцы. Граптолиты – вымершие морские колониальные животные, имевшие наружный скелет, построенный из белкового органического вещества. В ископаемом состоянии известны многочисленные скопления граптолитов в глинистых черных породах – так называемые граптолитовые сланцы, лишенные иной, особенно бентонной фауны. Это позволяет реконструировать большие глубины или сероводородное заражение на дне, препятствующее проживанию бентонных организмов. В данном случае возможны оба фактора, часто связанные между собой. Большая толщина накопившихся осадков (1000 м.) говорит нам о быстром накоплении этого материала. А так как любые живые существа активнее развиваются в теплых водах, то можно сказать, что глубина морского дна небольшая. Посмотрев на палеогеографическую карту видно, что наличие сероводорода, а, следовательно, и граптолитов связано с извержениями подводных вулканов, расположенных на восточном склоне большого водораздельного хребта. По другой версии граптолитовые сланцы накапливались на больших глубинах (абиссаль), где кислород был насыщен сероводородом, что препятствовало распространению иных форм жизни.

Эти глинистые отложения были образованы путем осаждения туфового, эффузивного материала подводных вулканов. Представителями граптолитов являются представители подкласса Grapoloidea (O-D₁).

Рода: Didymograptus (O_1-2), Dicranograptus (O_2-3), Climacograptus (O-S₁),

Diplograptus (O-S₁).

Позднеордовикская эпоха     

Эти отложения представлены кварцитами со следами илоедов. Нет никаких сомнений, что эти метаморфические породы осадочного происхождения. До метаморфизма они представляли собой не что иное, как пески. Илоеды или детритоеды – беспозвоночные животные, питающиеся осевшим или захороненым в осадках органическим детритом (илом). По способу питания делятся на отсортировывающие, собирающие детрит с поверхности осадка (некоторые двустворчатые моллюски) и заглатывающие (голотурии отряда Molpadonia и Aspidochirota) /3/. Наличие илоедов говорит нам о том, что обрамление моря было ровным, сглаженным, так как на берегах с расчлененным рельефом накапливаются валунно-галечные и галечные отложения. Напротив, на отмелых берегах при равнинном рельефе суши возникают широкие песчаные пляжи, а вдали от берега накапливаются илистые осадки, переслаивающиеся с тонким алевролитом. Эти отложения можно также назвать фацией песчаного пляжа /6/.

Материал терригенный, следовательно, море было с терригенной седиментацией. Снос происходил с восточного побережья континента.  

   Силурийский период.

Нижнесилурийские отложения

Эти отложения главным образом представлены мощной толщей граптолитовых сланцев (около 5000 метров). Как описывалось ранее, эти отложения указывают нам на огромную глубину, либо на сероводородное заражение дна, где могли проживать только такие высокоорганизованные организмы как граптолиты. Возможно, что сероводород выделялся из жерла подводного вулкана, который, нагревая пространство находящиеся поблизости, дал толчок для развития огромной колонии граптолитов.

Граптолиты этого периода представлены подклассом Gratoloidea.

Рода: Climacograptus (O-S₁), Diplograptus (O-S₁), Retiolites (S₁), Monograptus (S-D₁), Plistiograptus (S), Rastrites (S₁), Oktavites (S₁), Spirographtus (S₁).

Огромный слой граптолитовых сланцев перекрывает относительно небольшой (300м.) слой песчаников с остатками мшанок. Мшанки вели прикрепленный образ жизни.  Прикрепится на песке, они не могли, т.к. песок не является субстратом. Следовательно, мшанки жили в прибрежной, а, следовательно, и более благоприятной для жизни обстановке. После этого субстрат под воздействием экзогенных факторов (прибой) разрушался, и переносился на глубину до 100 метров. Небольшая мощность говорит нам о достаточно слабом разрушении горных пород. Материал в основном внутрибассейновый. Вдоль берега отсутствовали реки. И это легко доказать по органическому материалу и количеству сносимого материала. Бассейн седиментации – шельфовая часть восточного побережья Гондваны. Мшанки представлены родами: Fistulipora (S-P), Meekpora (S-P), Fenestella (O-P).

Верхнесилурийские отложения

Эти отложения сложены известняками с изолированными коралловыми постройками, т.е. кораллы не были распространены повсеместно, но являлись основными породообразователями. Кораллы – исключительно морские, наиболее высокоорганизованные кишечнополостные, одиночные или колониальные. Они обитатели тропических и субтропических морей, встречаются на разных глубинах от шельфа до абиссали, бентос прикрепленный. Живут в симбиозе с одноклеточными водорослями зооксантеллами, членистоногими и червями. Кораллы требуют определенные условия: стенобатные (глубина обитания 15-20 м.), стенотермные (оптимальные температуры 25-29^о), стеногалинные (35 ‰), кроме этого они предпочитают хорошо освещенные акватории, не выносят мути, загрязнения, погибают при штормах. Следовательно, островное распространение кораллов связано, скорее всего, с неравномерным распределением тепла и света. Кораллы жили только в хорошо освещенных и прогреваемых участках морского дна. Т.к. накопление  известняков происходит за счет деятельности организмов, следовательно, материал седиментации внутрибассейновый. В данное время этот регион представлял собой шельфовую зону моря.

        Рода кораллов: Labechia (O₃-C₁), Stromatopora (S-K), Favosites(S-D), Syringopora (O-P).

Со временем известняки перекрываются слоем песчаников с биокластом моллюсков. Песчаники сносились с континента и образовали песчаный пляж. Территория представляет собой шельфовую зону океанического дна. Биокласт (класт - обломок) моллюсков – это обломки раковин различных моллюсков. Следовательно, органический материал переносился течениями, и переотлагался. В верхнесилурийскую эпоху здесь было море с терригенной седиментацией.

Выше по разрезу расположены пластовые и гнездовые захоронения брахиопод. Брахиоподы – стеногалинные, но эврибатные обитатели морей. Много биокласта. Следовательно, в этом регионе были достаточно сильные течения, которые переносили раковины брахиопод и моллюсков.

Класс Articulata. Рода: Spirifer (S-P) и Atypa (S-D).

Класс Inarticulata. Рода: Lingula (S-Q), Crania (O-Q).

            Далее происходит перерыв в накоплении осадков, и начиная с верхнего девона начинают накапливаться континентальные осадки.

Девонский период

         Верхнедевонские отложения

Эти отложения представлены красноцветными песчаниками с остатками рыб. Красноцветные песчаники всегда накапливаются на континенте. Остатки рыб говорят нам о том, что здесь существовало озеро, которое находилось в достаточно глубокой впадине. Материал сносился с горных вершин, переносился горными ручьями, которые в свою очередь впадали в озеро. Возможно, что здесь были найдены остатки панцирных рыб, вымирающих в позднем девоне. К возможным представителям этого класса рыб можно отнести род Asterolepis (D₃), Plourdosteus (D₃), Chelyophorus (D₃). В силурийское и раннедевонское время были распространены панцирные рыбы, но с середины девона большое распространение получили акантоды, хрящевые и костные рыбы.

            Вскоре континент начал опускаться и после небольшого перерыва начинают накапливаться конгломераты с грубыми древесными остатками.

Каменноугольный период

         Нижнекаменноугольные отложения.

            Представлены мощным слоем конгломератов с грубыми древесными остатками (700 м.), что свидетельствует о том, что в данное время регион представлял собой скалистый берег океана, по берегам которого могли произрастать растения. Древовидные плауны палеозоя образовывали первые леса планеты и обитали на влажных участках суши. Представителем древовидных плаунов является род Lepiddendron (C). Кроме плаунов в позднепалеозойское время росли представители типа Equistophyta (хвощи). Представителями этого типа являются рода Calamites (C-P). По мере разрушения конгломератов увеличивается глубина моря, и регион заселяют различные брахиоподы и моллюски. Брахиоподы – исключительно морские прикрепленные или неподвижные животные, которые широко применяются для расчленения, кореляции и определения относительного возраста отложений. К брахиоподам нижнего карбона относятся: класс Articulata – отряд Productida рода: Productus (C), Dictyoclostus (C-P), Striatifera (C₁v-n), Linoproductus (C-P), Gigantoproductus (C₁), Chonetes (S-P). Отряд Speriferida. рода: Spirifer (S-P), Cyrtospirifer (D₃-C₁), Choristites (C-P₁)

            Моллюски нижнего карбона: класс Bivalvia: рода Anthraconeilo (C), Pentagrammysia (C); класс Cephalopoda рода Poterioceras (C₁), Temnocheilus (C), Endolobus (C₁), Loxoceras (C₁). В это время накапливался терригенный материал, который сносился с восточной части континента. Обрамление в начале эпохи гористое, которое со временем выполаживается.

Мелкие изолированные коралловые постройки в алевролитах. Алевролиты накапливаются в спокойных водоемах, т.е. тех, где отсутствуют какие либо перемещения материала. Следовательно, море представляло собой залив моря. Глубина моря не превышала 15-20 метров. Материал как вне-, так и внутрибассейновый. Алевролиты, скорее всего, сносились с континента, а известковые постройки кораллов образовались в океане.  Возможно, на развитие коралловых построек также повлияло неравномерное распределение температуры воды. Т.к. осадки в основном были органического происхождения, и происходило накопление известняков, то здесь происходила карбонатная седиментация. Представители кораллов: рода Syryngopora (O-P), Petalaxis (C), Lonsdaelia (C), Gshelia (C).

         Верхнекаменноугольные отложения.

            Эти осадки начинают накапливаться после небольшого перерыва, когда часть континента вследствие орогенеза (герцинская складчатость) была поднята. Окончание орогенеза совпало с оледенением, которое завершилось в верхнем карбоне. В это время были сформированы мощные толщи тиллитов (300 м.). После отступления ледника образовались мощные толщи песчаников, на которых поселились илоеды. Пески, скорее всего, связаны с ледником. После чего происходит медленное погружение морского дна, и пески сменяются алевритами. В алевритах свободно лежали или зарывались брахиоподы. Среди брахиопод в это время жили представители двух классов: Inarticulata – рода Lingula (S-Q), Crania (O-Q) и Articulata – рода Spirifer (S-P), Productus (C), Chonetes (S-P), Dictyoclostus (C-P), Linoproductus (C-P).  Материал отложений верхнего карбона терригенный. К концу периода происходит новый этап складкообразования и море отступает. При этом происходит размыв отложенного материала.

Пермский период

В начале периода происходят извержения вулканов, которые к середине нижнепермской эпохи погружаются в море, а к концу этой эпохи территория представляет собой континент. 

Нижнепермские отложения.

             В ранней перми этот район характеризуется вулканической активностью. Она связана с герцинским этапом складкообразования. Об этом свидетельствуют километровые толщи (5000 м.) наземных эффузивов.

            Позднее происходит регрессия моря, и юго-восточная часть побережья Гондваны погружается, в результате чего образуется небольшой залив. В начале происходит накопление песков, которые содержат большое количество обломков брахиопод. Это говорит нам о том, что заливе под действием сильных прибоев разрушались раковины брахиопод. Седиментация терригенная. Снос происходит с континента, в основном это разрушение излившихся лав, и перенос туфового материала. Их перекрывают толщи алевролитов с прослоями песчаников. Эти отложения могли образоваться при небольших колебаниях уровня моря или интенсивности сноса. Чем меньше была глубина и больше интенсивность рек, тем более крупнообломочный материал накапливался в заливе. Седиментация терригенная.  Рода брахиопод: классы Articulata – рода Licharewia (P), Spirifer (S-P), Chonetes (S-P), Dictyoclostus (C-P), Linoproductus (C-P) и Inarticulata – рода Lingula (S-Q), Crania (O-Q).

         Верхнепермские отложения

            Начиная с верхней перми начинают накапливаться континентальные отложения. Эти отложения представлены континентальными песчаниками с остатками амфибий и рептилий. Также присутствует обилие растительного материала. В средней части верхнепермских отложений начинают накапливаться угленосные отложения. Они слагают мощные пласты угля, расположенные в предгорьях образовавшихся гор. Скорее всего, отложения угля были образованы на берегу небольшого, мелководного озера или болота, на берегах которого произрастали мощные заросли древних плаунов или хвощей. Скорее всего, данный регион представлял собой побережье залива, образованного в раннепермскую эпоху.