Иван Ефремов - Тафономия и геологическая летопись

    Устойчивые области опускания, в том числе и обширные депрессии внутри материков, дают значительные расширения зон сохранения осадков, что немедленно отражается в резком увеличении числа сохранившихся остатков наземной флоры и фауны. Усиливающиеся поднятия ведут к сужению, сокращению зоп сохранения, за исключением тех случаев, когда поднятиям соответствуют обширные зоны опускания внутри материка, как, например, предгорные впадины. В этом случае весьма быстро нагромождаются очень мощные толщи осадков, однако зачастую без органических остатков, как мы увидим далее. При отсутствии широкого материкового шельфа в области берега у крупных дельт осадки континентального типа могут выдвигаться далеко в область развития неритовых отложений. В качестве примера можно привести известную подводную долину р. Конго, где сильные струи пресной воды заходят далеко в глубину моря и на значительное расстояние от берега. Осадки континентального типа (насколько можно судить лишь по характеру зерна) в области дельты Конго заходят на несколько сот километров от берега и свыше километра в глубину. Еще можно вспомнить находки современных песчанистых отложений на очень больших глубинах, как, например, песок на дне Капской впадины на глубине около 5000 м или кварцевые гальки в Южной Атлантике на 4 км глубины. По-видимому далекое проникновение дельтовых осадков в море, особенно при значительных поднятиях материков, было не очень редким явлением, весьма способствовавшим сохранению этих осадков по своему положению в самых низких ступенях зон сохранения. Не исключена возможность, что многие обрывки осадков континентального характера в нижнем палеозое принадлежат именно таким, далеко выдвинувшимся в море участкам больших дельт.

Рассмотрим судьбы континентальных осадков любого древнего материка в свете изложенных выше сопоставлений. Нетрудно видеть, что ультрафациями, сохраняющимися в геологической летописи, будут как раз фации зон сохранения, т. е. осадки тех областей осадконакопления, которые располагаются у базиса эрозии. Таковыми в условиях континентального осадкообразования будут главным образом дельтовые осадки и осадки паралических болот, реже осадки крупных бессточных впадин, предгорных прогибов или аллювиальных равнин. От периодов мощных оледенений сохранятся остатки крупных моренных прибрежных поясов. Все более мелкие и разнообразные отложения субаэральной поверхности материка находятся вне зоны сохранения и выпадают, кроме того, как инфрафации, в более длительных отрезках геологического времени. Таким образом, область сноса или субаэральная поверхность древнего материка, как раз являющаяся областью обитания наземных животных, полностью выпадает из геологической летописи. От материка в геологической летописи остается пустота, окруженная поясом ультрафаций в зонах сохранения, — следовательно, низменных областей осадконакопления. Эти пояса ультрафаций, вернее, прерывистые участки зон сохранения, совпавшие с ультрафациями древних материков, являются собственно теми отложениями, которые известны у нас под названием континентальных. Многие отложения, ранее считавшиеся пустынными или субаэральными, в последнее время относятся к дельтовым, по данным детальных работ по пермским красноцветам Приуралья (Пустовалов 1937), по происхождению пестрого песчаника (Brinkmann 1926), работы американских геологов, посвященные генезису осадков перми, карбона и девона (Barrel 1906, 1912, 1913, 1916; Branson 1912 и т. д. ).

    

Рис. 25. Схема основных зон ультрафаций и инфрафаций и ступени деструкции на поверхности современного материка.

1 — инфрафации высокогорья — высшие т: недолговечные ступени деструкции; 2 — инфрафации плоскогорий и высоких степей, также верховьев рек; ступени деструкции средней устойчивости; 3 — инфрафации областей осадконакопления на субаэральной поверхности материков — склоны долин, частью предгорные равнины и внутриматериковые низменности; 4 — наименьшие ультрафации затопляемых равнин, низовья рек, материковые впадины; 5 — ультрафации, еще принадлежащие к субаэральной поверхности материка: субаэральные части дельт, предгорные впадины, озерные бассейны в крупных областях опускания; 6 — ультрафации подводных частей дельт, прибрежных областей осадконакопления в зонах устойчивого опускания; 7 — области материкового шельфа, которые и условиях опускания сохраняют ультрафации дальних выносов материковых вод.

Твенхофел (1932) и Пустовалов (1940) очень проницательно указали, что древние осадочные толщи, относившиеся ранее к разным континентальным обстановкам, вероятно принадлежат дельтовой группе осадков. Закономерность сохранения осадков во времени безусловно подтверждает это предположение и показывает, что подавляющее большинство континентальных осадков, особенно палеозоя, должно относиться к дельтовым областям седиментации. Размеры современных дельт и длительность их существования также подтверждают отнесение дельт к крупным ультрафациям. По Твенхофелу, субаэральные равнины современных дельт занимают площадь не менее 1 290 000 км², а для подводных частей в совокупности более 5 000 000 км².

Для палеозоя от всего многообразия континентальных отложений материков остаются в геологической летописи лишь низменные зоны сохранения дельтовых и близких к ним типов осадков. Эти пояса являются в то же время поясами захоронения наземной флоры и фауны и, естественно, могут быть прерывистыми в зависимости от фактической ширины зон сохранения данного периода. Терригенные морские осадки литоральной и неритовой зон образуют внешний контур континентального пояса. Большое значение для сохранения во времени континентальных осадков имели крупные барьерные рифы. Они располагались на переломах гипсометрической кривой и создавали стены, преграждавшие путь далекому выносу дельтовых осадков при узких шельфах, а также сохраняли отложения от деструкции морем. Обширные площади нижнепермских красноцветов США связаны в своем образовании с барьерными рифами (Keyes 1937), равно как и пермские красноцветы Приуралья. Размеры барьерных рифов могут быть представлены из аналогии с современным Большим барьерным рифом Австралии, отложения которого занимают площадь свыше 205 000 км² (Seville 1893; Jong 1930).

В связи с уменьшением предельно-минимальных размеров ультра-фаций в более молодых геологических периодах, внутренний контур пояса захоронения расширяется и заходит глубже в субаэральную поверхность материка. Так, для материков мезозоя фации сохранившихся в геологической летописи отложений вклиниваются в глубь материка по низовьям крупных рек и вообще значительным депрессиям. В кайнозое ультрафации заходят уже весьма значительно в глубь материков. Таким образом, можно сказать, что чем древнее материк, тем уже его зоны захоронения наземной фауны и тем ближе они находятся к базису эрозии.

От поясов континентальных ультра фаций материков кембрия мы имеем лишь ничтожные обрывки оконечностей дельт, выдвинутых глубоко в море. То же самое можно сказать про силур и лишь в девоне мы встречаем более значительные участки поясов континентальных ультрафаций. И от силура и от девона в них сохранились лишь подводные части дельт и область крупных тектонических депрессий вдоль каледонских возвышенностей, давших фации древнего красного песчаника.

Нетрудно видеть, что развитие геотектонических процессов формирует и определяет и размеры зон сохранения и характер поясов ультрафаций, том самым непосредственно влияя на захоронение фауны.

В зависимости от резкости рельефа, размаха и скорости поднятий, наличия обширных и долговременных зон опускания, диаметры поясов ультрафаций древнейших материков то увеличиваются, то уменьшаются, а мощность их, соответственно, то возрастает, то падает, отражая периоды усиленной денудации или более спокойного осадконакопления.

Само собою разумеется, что в поясах ультрафаций, сохранившихся от материков палеозоя, мы встречаемся не только с дельтовыми осадками, но с целым комплексом отложений, не связанных непосредственно с дельтами. Таковы лагунные и болотные эврилитемы девона и карбона, огромные затопленные равнины Карроо в перми. Однако общей объединяющей чертой палеозойских ультрафаций будет их расположение в низменных и краевых частях материков.

По-видимому, особенностью древнейших материков является развитие необычайно плоских берегов, отнюдь не сходных с современными шельфами, которые мы можем рассматривать как исполинские морские абразионные террасы, развивающиеся при высоком уровне материков с резкими берегами. Вдоль плоских берегов палеозойских материков развивались обширные пояса морского мелководья, с лагунно-болотными фациями, в основном солоноватоводными, но и с многочисленными струями пресных текучих вод, отлагавших осадки речного типа. Таким образом, и самые дельты древнейших рек часто не имели резкого разграничения от морской обстановки, растекаясь среди обширных приморских болот и лагун.

Для геологической летописи материков мезозоя и кайнозоя ультра-фации менее связаны с низкими зонами сохранения в прибрежных областях. Гораздо большая роль в формировании геологической летописи кайнозоя принадлежит типам ультрафаций, связанных с горными хребтами внутри материка и размещающихся в отрицательных элементах материкового рельефа. Таковы большинство третичных местонахождений, не считая залегающих в дельтовых и лагунно-морских слоях; из них наиболее характерны местонахождения, образовавшиеся на огромных аллювиальных равнинах (США и Белуджистан, частью Казахстан, Монголия) или же в предгорных впадинах, опять-таки непосредственно связанных с аллювиальными равнинами, как Сивалики. Ультрафации типа кайнозойских Сиваликов находятся в прямой зависимости от высоты и интенсивности роста горных сооружений, с которыми они необходимо связаны. Чем выше горы, тем мощнее и шире распространение ультрафаций сиваликского типа. Не случайно, что Индийские Сивалики связаны с высочайшим горным хребтом мира — Гималаями. В этом же и отличие этих ультрафаций от более древних ультрафаций, связанных с горами, но располагавшихся на краю материков, уже в пределах моря. По-видимому, с дальнейшим геотектоническим развитием земной поверхности и появлением более резко противоположных морю материков (при изменившейся кривой земного рельефа) ультрафации палеозойского типа стали большой редкостью.

Вместилищем фоссилизованных органических остатков являются осадочные породы и поэтому судьба палеонтологических документов неотъемлемо связана с судьбой осадков во времени. Выше мы проследили общие особенности сохранения осадочных континентальных толщ в геологической летописи, показывающие, что остатки, захороненные и фоссилизованные в инфрафациях каждого определенного периода, не дойдут до нас, выпав из геологической летописи. Ультрафации, передающие нам палеонтологические документы, обладают большими площадями распространения и мощностью. Заключенные в них местонахождения должны обладать также значительными размерами, чтобы не затеряться в огромных массах пород и иметь возможность вскрыться на современной субаэральной поверхности.