Иван Ефремов - Тафономия и геологическая летопись

    

Рис. 4. Отпечаток следа девонского четвероногого ТИНОПУС (Thinopus antiquus). Девон Сев. Америки.

    В сравнении с местонахождениями девонской наземной флоры местонахождения флоры карбона показывают постепенный переход к фациям все более континентального характера, удаляющимся от морских осадков. Связь с морскими осадками, столь тесная в девонских местонахождениях, еще значительна у нижнекаменноугольных местонахождений становится несколько менее явственной в верхнем карбоне, где мы имеем угленосные толщи, отложенные и вне непосредственной связи с берегом моря.

Вместе с тем, в карбоне мы впервые встречаем несомненно автохтонные местонахождения флоры. Известны находки стволов в естественном положении (Джоггинс и многие другие), открыты даже участки самой каменноугольной почвы с сохранившимися пнями и корневыми системами деревьев (рис. 3) в естественном положении (окаменелый парк в Глазго в Англии).

Однако нужно отметить, что все случаи нахождения подобных участков естественной почвы относятся к затопленным болотным областям и эти "почвы" являются подводными грунтами.

Соответственно местонахождениям флоры, в карбоне мы впервые встречаем отпечатки следов наземных позвоночных, которые также служат признаками автохтонии для фауны тетрапод.

Наиболее древним отпечатком лапы наземного позвоночного, возможно относящимся еще к девону, является так называемый тинопус (Thinopus, рис. 4). Это отпечаток довольно крупной лапы в глинистых песчаниках формации Чемунг в Пенсильвании, США. На поверхности напластования этого же слоя имеются знаки волн, иловые трещины и отпечатки дождевых капель. В других слоях этого же горизонта много остатков наземных растений, но также и морских беспозвоночных. Одна раковина последних (Nuculana) найдена на той же плите, где обнаружен отпечаток следа.

В базальных слоях формации Хинтон миссисипского возраста, в пестроцвстной серии континентальных пород — глинистых сланцев и тонкозернистых песчаников — на поверхности напластования тонкозернистого песчаника обнаружены двадцать два следа животного (Dromopus), прошедшего в прямом направлении, видимо, на задних ногах. Поразительно, что характер следов говорит о высокой организации животного, возможно представителя довольно крупных пресмыкающихся. В том же слое встречаются остатки наземных растений (Moodie, 1916).

В верхнем карбоне известен целый ряд отпечатков следов наземных позвоночных. Значительная часть их найдена в США, но известны отпечатки и в карбоне Западной Европы. Повсюду эти следы находятся на поверхностях напластований плотных (не сланцеватых), тонкозернистых пород, отложенных в мелководье на прибрежье морей, редко озер. Следы сопровождаются трещинами высыхания, знаками ряби, ходами червей, реже редкими раковинами морских беспозвоночных или отпечатками растений.

Как правило, отпечатки следов никогда не связаны с местонахождениями наземных позвоночных, и если встречаются в тех же свитах, то обязательно в других слоях. Заслуживает внимания, что большинство известных отпечатков следов кажется принадлежащим гораздо более высоко организованным формам, чем уже известная из этих же стратиграфических горизонтов фауна тетрапод. Следы в карбоне скорее напоминают ящериц, динозавров, чем стегоцефалов с их короткими и неуклюжими конечностями,

    4. Пермь

    Прежде чем перейти к рассмотрению собственно местонахождений пермской системы, необходимо вкратце обозреть общий ход изменений физико-географической обстановки на поверхности земного шара в конце карбона и начале перми.

Выше мы уже отмечали постепенный переход к пермскому типу седиментации, наблюдающийся в верхних горизонтах карбона Европы и Северной Америки. Этот переход, отраженный в смене угленосных толщ фациями красноцветного типа, знаменует крупные физико-географические изменения. Перемена влажного тропического климата карбона па жаркий и сухой совпадает с обширными эпейрогеническими движениями в областях герцинского орогенеза, вызвавшими поднятие бывших геосинклинальных участков, местами расчленение их на отдельные глыбы, опущенные или приподнятые. Развивается энергичная эрозия поднятий с отложением мощных толщ континентального типа и очень резким сокращением угленосных фаций.

На южных материках — Южной Америке, Африке, Австралии, Антарктике, также Индии, входящих в состав древнего гигантского материка южного полушария — Гондваны, все соотношения были существенно иными. Приблизительно в середине карбона или в начале верхнего карбона развивается оледенение, захватывающее исполинскую площадь, если судить по распространению ископаемых моренных отложений или тиллитов. Нередко тиллиты достигают огромной мощности. Характерно повсеместное переслаивание тиллитов с морскими осадками. Ледниковые отложения перекрываются мощной серией континентальных осадков, принадлежащих уже пермской системе и постепенно переходящих в триасовые. Эта огромная формация, носящая название гондванской системы, представляет собою единый цикл седиментации неразрывно связанных между собою отложений. Гондванские осадки отложены в условиях влажного и умеренного климата, в противоположность перми северного полушария, и только к концу своего развития, в триасе, показывают признаки наступления сухого и теплого климата. Нижние отделы гондванской системы угленосны. Значительные пласты угля верхнекарбонового возраста известны в Австралии, в Новом Южном Уэльсе, где залегают на морских отложениях с ледниковыми валунами; также в Перу и в свите Талчир в Индии (в нижнем отделе).

Пермские угленосные свиты гондванской системы имеются в Южной Африке (серия Экка), в Танганьике (Рухуху), в Австралии, Борнео, Индии (слои Кархарбари).

Большое сходство с отложениями гондванской системы имеют некоторые мощные пермские серии Советского Союза, также угленосные, как, например, отложения Тунгусского и частью Кузнецкого бассейнов или свита Кендерлык в Северо-восточном Казахстане. Угленосные нижнепермские отложения, как правило, не содержат местонахождений наземных позвоночных. В пределах Советского Союза континентальные отложения нижнепермского возраста или принадлежат угленосным фациям (Сибирь) или относятся к своеобразным лагунным фациям с преобладанием химических осадков (Урал). Поэтому до сих пор у нас еще не найдены сколько-нибудь полные остатки нижнепермских наземных позвоночных. Однако с неуклонным ростом геологической изученности Советского Союза среди нижнепермских отложений все чаще обнаруживаются фации, благоприятные для захоронения наземных позвоночных, и нет сомнения, что открытие нижнепермских местонахождений в СССР — вопрос недалекого будущего. Детальное исследование, например, угленосных формаций на севере Приуралья, показало наличие промежуточных свит кунгурского возраста, содержащих пока еще не изученные остатки древнейших четвероногих (Коми АССР, бассейн р. Инта). Громадные массивы нижнепермских континентальных толщ Сибири и Восточного Казахстана представляют собою еще нетронутые резервы, исследование которых, вероятно, приведет к интереснейшим открытиям.

Рассмотрение важнейших местонахождений наземных позвоночных перми удобнее начать с наиболее древних образований — североамериканских Красных Слоев (Red Beds).

Как мы уже упоминали выше, отмечается теснейшая связь угленосных толщ верхнего карбона и нижнепермских красноцветов США, наиболее полно представленных в Тексасе, Канзасе, Нью-Мексико и Оклахоме.

Угленосные фации Аппалахского, Центрального и Западного бассейнов США в направлении к югу постепенно переходят в красноцветы, переплетаясь с морскими осадками и красными свитами. Южная окраина этих бассейнов характеризуется исчезновением угленосных серий и морских прослоев, место которых полностью занимают красноцветные породы, местами с необыкновенно мощными отложениями гипса и соли, как, например, соляной массив Эль Пасо, протяженностью около 1500 км и шириной свыше 150 км.

Благодаря множеству глубоких скважин, проведенных на нефть в районе развития Красных Слоев, в последнее время удалось собрать интересные данные о характере залегания и соотношениях этой формации (Keyes 1937). В новых представлениях Красные Слои являются отложениями длинной цепи прибрежных лагун гигантского рифового пояса (барьерного рифа), с морской стороны которого отлагались типичные известковые осадки с морской фауной карбона. Цепи барьерных рифов в разных горизонтах перемещались в зависимости от интегральных тектонических движений, изменявших фациальные условия. Позади (от моря) этих цепей рифов отлагались лагунные Красные Слои, представляющие собою сложную эврилитему глинистых сланцев, красных песчаников, редких слоев известняка, доломитов, гипса и соли. Фациально красные Слои показывают переплетение дельтовых осадков с лагунными на длинной полосе свыше 100 км шириной. Характерной особенностью эврилитемы Красных Слоев являются ее огромные размеры и низменное расположение области седиментации, в то же время основательно отделенной от моря преградой рифов.

    

Рис. 5. Обычный тип сохранения скелетов крупных стегоцефалов-нектридий Diplocaulus в Красных Слоях Тексаса. От скелета остаются череп и позвоночный столб.

    В Красных Слоях найдено большое число местонахождений наземных позвоночных, доставивших большой материал по фауне этой своеобразной формации. Около 60 местонахождений распределяются по различным горизонтам и в разных породах в главных костеносных толщах Вичита и Клир Форк. К сожалению, все эти местонахождения очень плохо изучены, биостратономия и литологический характер костеносных пластов в большинстве случаев неизвестны. Остатки наземных позвоночных, почти постоянно в ассоциации с остатками рыб, встречаются в линзах костеносных пород, обычно незначительных по мощности, но распространенных на различных стратиграфических уровнях и как бы пятнами по горизонтали (Case 1915).