Палеозойская эратема (эра)

ПАЛЕОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА (ЭРА), палеозой (от греч. palaios — древний и zoe — жизнь), — начальное крупное подразделение фанерозоя, следующее за протерозоем (докембрием) и предшествующее мезозойской эратеме (эре). Выделена в 1937 английским геологом А. Седжвиком в составе кембрийской и силурийской систем. С 1841 (английский геолог Дж. Филлипс) в состав эратемы включаются породы и более высокого положения. Ныне палеозойская эра состоит из кембрийской, ордовикской, силурийской, девонской, каменноугольной и пермской систем (периодов). Радиометрическими методами начало эры определяется в 570±20 млн. лет и конец — в 235±10 млн. лет от современности, продолжительность эры 330-340 млн. лет.

Общая характеристика. Палеозойская эра — древнейший этап фанерозойской истории Земли — характеризуется появлением новых особенностей геологического развития, не встречавшихся в докембрии, прогрессивным усложнением органического мира, который оказывает всё большее влияние на процессы осадочного литогенеза. К кембрию уже оформились крупные блоки континентальной земной коры — Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Южно-Китайская, Североамериканская, Бразильская, Африканская, Индостанская и Австралийская платформы, которые сохранялись на протяжении всей палеозойской эры. Развитие платформ характеризовалось спокойными тектоническими движениями. Временами они закрывались мелководными эпиконтинентальными морями, в которых отлагались осадки небольшой мощности, составившие осадочный чехол платформы. Отдельные участки платформы в разное время испытывали более интенсивное прогибание, и в таких понижениях накапливались мощные толщи угленосных (Донбасс, Печорский бассейн, Аппалачи), молассовых или эвапоритовых соленосных формаций (Предуральский краевой прогиб и др.). Платформенные блоки континентальной коры разделялись геосинклинальными областями с корой океанического типа, обладавшими иным режимом тектонических движений и осадконакопления. Они отличались высокой подвижностью, наличием крупных разломов, большой амплитудой прогибания. В них накапливались мощные толщи вулканогенных и кремнистых пород, осадки турбидитного происхождения (см. Мутьевые потоки, Турбидиты). Присутствие толеитовых лав и сложных тектонических покровов свидетельствует о существовании на этих участках древних аналогов островных дуг.

Процессы складкообразования на протяжении палеозойской эры проявлялись непрерывно, но неравномерно. Относительным тектоническим покоем характеризовались кембрийский и девонский периоды. Процессы складкообразования интенсивно проявлялись в силурийский, каменноугольный и пермский периоды. Выделяются 2 основные эпохи складчатости — каледонская и герцинская. Каледонская складчатость завершилась в силуре — начале девона формированием ряда горных сооружений, что явилось началом первой геократической эпохи в фанерозое. Грандиозная эпоха герцинской складчатости завершалась в несколько фаз. Наиболее интенсивные её проявления отмечаются в конце каменноугольного и в пермском периодах, когда формировались горные системы Центральной Европы, сопровождавшиеся интенсивной магматической деятельностью и образованием обширных межгорных впадин с мощными толщами угленосных, красноцветных ("мёртвый красный лежень") и эвапоритовых (цехштейн) отложений. В течение раннего палеозоя северная группа платформ (Восточно-Европейская, Сибирская, Китайско-Корейская, Северно-Американская) характеризовалась значительным погружением и на них отлагались преимущественно морские осадки. Южные платформы (Бразильская, Африканская, Индостанская, Австралийская) испытывали погружение лишь на отдельных краевых участках. В девоне северные платформы имели тенденцию к поднятию; на Сибирской и Китайско-Корейской платформах континентальный режим сохранялся на протяжении карбона и перми. В позднем палеозое в пределах всех южных платформ формировались своеобразные континентальные отложения "гондванской серии", в составе которой широко распространены ледниковые образования — тиллиты. Общность геологического развития, присутствие остатков растений, принадлежавших единой флористической области (с т.н. глоссоптерисовой флорой), на всех южных платформах свидетельствует об образовании, по крайней мере, с каменноугольного времени единого южного материка — Гондваны. В Северном полушарии во 2-й половине палеозоя существовал обширный материк Ангарида, включавший Сибирскую платформу и прилегающие горные сооружения. С завершением герцинской складчатости, как полагают, все северные платформы были спаяны в единый континент — Лавразию, который отделялся от Гондваны субмеридиональным поясом океана Тетис.

Органический мир. Начало палеозоя отмечено уникальным событием в земной биоте — практически одновременным приобретением многими группами животных способности строить твёрдый минерализованный скелет. Массовое появление скелетной фауны служит обоснованием начала кембрийского периода, а также палеозойской эры и фанерозойской зоны. В начале кембрия появляются представители большинства типов современных животных с твёрдым скелетом (моллюски, иглокожие, брахиоподы, членистоногие и др.) и группы неясного систематического положения (хиолиты, хиолительминты, ханцеллории и др.).

Для раннего кембрия характерны археоциаты — первые фанерозойские рифостроители, вымершие в этом периоде; членистоногие — трилобиты, наиболее распространённые в раннем палеозое и дожившие до конца эры. Со 2-й половины кембрия известны первые хордовые, граптолиты, конодонты, появляются специфические группы иглокожих, значительную роль играют беззамковые брахиоподы. В начале ордовика большое распространение получают головоногие моллюски — наутилоидеи, а в донных сообществах — замковые брахиоподы и мшанки; среди рифостроителей появляются древние группы кораллов (табуляты, ругозы, гелиолитоидеи) и строматопоры. В силуре впервые растения (псилофиты) начинают осваивать сушу, занимая околоводные местообитания. В девоне растения распространяются на континенты. Это было второе после образования скелетных животных форм крупнейшее событие в эволюции фанерозойской биоты, оказавшее огромное влияние на развитие всей биосферы. Выход растений на сушу кардинально изменил характер континентального осадконакопления, привёл к появлению многозональных кор выветривания, почв современного типа и угленакопления. В пелагиали девонских морей на смену граптолитам пришли головоногие моллюски — агониатиты, гониатиты, климении. В донных сообществах огромную роль играли разнообразные брахиоподы и иглокожие, среди рифостроителей преобладают четырёхлучевые кораллы и строматопоры. Среди позвоночных — расцвет древних рыб: панцирных, акантод, двоякодышащих, кистепёрых, достигавших порой гигантских размеров (Dinichtys). С конца девонского периода известны первые земноводные (ихтиостегиды и др.).

В каменноугольном периоде наземная растительность становится более разнообразной, возникают древовидные формы, за счёт которых шло основное угленакопление. С карбона отчётливо проявляется палеофлористическая зональность. В морях значительную роль начинают играть простейшие (одноклеточные) — фузулиниды, в пелагиали головоногие моллюски — гониатиты, в донных сообществах — мшанки, брахиоподы, иглокожие, разнообразные брюхоногие и двустворчатые моллюски, рифостроящие организмы представлены известьвыделяющими водорослями, мшанками, гидроидами. Среди морских позвоночных характерны кистепёрые и двоякодышащие рыбы; среди наземных форм — разнообразные земноводные. В перми существенные изменения происходят в растительном мире: вымирают гигантские плауновидные, получают большое распространение хвойные, появляются цикадовые, гинкговые. Во 2-й половине периода флора приобретает мезофитный облик. В морской биоте широко представлены брахиоподы. В пелагиали из простейших обильны одноклеточные — швагерины и аммоноидеи. Пермский период ознаменован первой радиацией (массовым появлением) пресмыкающихся, которые широко распространились по континентам Лавразии и Гондваны. Конец перми характеризуется крупнейшими в геологической истории фанерозоя изменениями биоты, выразившимися в быстром вымирании многих древних групп.

Полезные ископаемые. С образованиями палеозойской эры связаны крупнейшие и крупные месторождения каменного угля, нефти, минеральных солей, фосфоритов, меди, золота. Крупные месторождения гипса, каменной и калийной соли заключены в кембрии Сибирской платформы (Усолье Сибирское) и Индии, в силуре США (Мичиган), девоне Белоруссии (Солегорское) и Канады (Саскачеванский калиеносный бассейн), перми Приуралья (Верхнекамский соленосный бассейн), Донбасса (Славянско-Артёмовский соленосный бассейн), ГДР (Штасфурт), США (Делавэрский калиеносный бассейн). Промышленные скопления нефти и газа известны в нижнем палеозое Иркутского амфитеатра и Прибалтики в CCCP, США (Канзас, Оклахома). Крупные нефтегазоносные области связаны с верхнепалеозойскими породами: Волго-Уральская нефтегазоносная провинция, Прикаспийская и Припятская впадины в CCCP; шельф Северного моря, нефтегазоносный бассейн Западный Внутренний нефтегазоносный бассейн в США. Крупнейшие залежи каменного угля, приуроченные к карбону и перми, разрабатываются в CCCP (Донецкий, Печорский, Подмосковный, Карагандинский, Кузнецкий бассейны, Экибастуз), в Польше и Чехословакии (Верхнесилезский и Остравско-Карвинский бассейны), в Западной Европе и Великобритании (Pyp, Брабант, Валансьен, Астурия, Южный Уэльс), в США (Аппалачский и Пенсильванский бассейны), в Китае (Хуанхэ). Наиболее крупные месторождения фосфоритов связаны с отложениями нижнего кембрия в CCCP (Каратауский фосфоритоносный бассейн, Боксонское, Прибалтика) и Китае; с отложениями перми — в США (Скалистые горы). Бокситовые месторождения, приуроченные к девону, разрабатываются на восточных и западных склонах Урала, на Тимане, в Салаире; с каменноугольными отложениями связаны месторождения на юге и востоке Китая (Ляонин, Юньнань, Шаньдун), на Восточно-Европейской платформе (Тихвинское, Северо-Онежское).

Осадочные и осадочно-вулканогенные месторождения железных руд известны в отложениях ордовика (Уобана, Ньюфаундленд, Канада), силура (Клинтон, США), девона (Гара-Джебилет, Алжир); с кислыми интрузиями девона и карбона связана группа месторождений железных руд на Урале (Благодатское, Высокогорские, Магнитная, Качарское, Сарбайское, Соколовское), в Центральном Казахстане (Атасуйские), на юге Сибири (Темиртауское, Тельбесское) и др. К вулканогенным породам ордовика, силура, девона, перми приурочены медно-колчеданные месторождения Норвегии, восточного склона Урала (Сибайское, Гайское и др.), Рудного Алтая, Казахстана (Коунрадское), ГДР (Мансфельд). Медные руды Джезказганского месторождения имеют, возможно, осадочное происхождение. Месторождения полиметаллических руд, связанные с каледонскими и герцинскими кислыми интрузиями, имеются на Салаире, в хребте Каратау, в США (долина Миссисипи), месторождения золота — в Северном Казахстане, Кузнецком Алатау, Горной Шории, Саянах, Горном Алтае, в Кызылкумах (Мурунтауское). С ультраосновными и основными интрузиями ассоциируют месторождения руд меди и никеля в Норвегии, асбеста в Канаде (Ньюфаундленд, Квебек). Вероятно, пермский возраст имеют ртутные месторождения юга Украины и Средней Азии. Многие палеозойские породы широко используются как строительный и облицовочный материал (известняки, доломиты, мраморы, яшмы).