Карбон (354 – 290 млн л. н.).

 

Каменноугольная, или карбоновая, система выделена в 1822 г. английскими геологами У. Конибиром и У. Филлипсом в Западной Европе. Современный ее объем установлен в 1839 г. А. Седжвиком и Р. Мурчисоном. Свое название система получила по наличию в ее составе большого количества пластов каменного угля. Каменноугольный период начался 360 млн лет назад и завершился  (по схеме французских геологов — 295) млн лет назад, т. е. его продолжительность порядка 70 млн лет.

Подразделение каменноугольной системы на отделы и ярусы в различных странах проведено по-разному ввиду больших отличий в геологической истории и в составе отложений. В Англии, Бельгии, Франции и Германии карбон делится на два отдела. Это обусловлено тем, что нижняя часть системы представлена морскими отложениями, а верхняя — континентальными. Двучленное деление каменноугольная система имеет также на территории США. Здесь выделены миссисипский и пенсильванский отделы. Оба они рассматриваются в Северной Америке как особые системы, но это предложение было отклонено Международным конгрессом по геологии карбона в 1958 г. и не было принято XXI сессией МГК в 1960 г.

Во многих регионах России и сопредельных государств каменноугольная система целиком представлена морскими о сложениями с богатым комплексом ископаемых остатков. Детальное изучение фаунистических комплексов и их распределения по разрезу позволило выделить в ее составе ряд ярусов, которые получили международное признание .

Согласно предложению французских стратиграфов, граница между нижним — динантским и верхним — силезским отделами проводится между визейским и серпуховским (намюрским) ярусами, а в России между серпуховским и башкирским.

Эти различия связаны с тем, что западноевропейская шкала отражает распространение в нижнем карбоне, в динанте, карбонатных фаций, которые протягиваются от Британии через Францию и Бельгию в Германию, и развитие в верхнем карбоне, в силезском отделе, в частности в Силезии, обломочных образований с возрастающей степенью угленосности. Широкое распространение морских отложений и обилие фауны в России обусловили построение детальной биостратиграфической шкалы карбона с выделением не двух, а трех отделов. На состояние американской схемы деления карбона повлияло резкое отличие между морским, в основном карбонатным, миссисипием и паралическим угленосным пенсильванием. Эта граница совпадает с границей нижнего и среднего карбона в России.

Турнейский ярус получил название от г. Турне в Бельгии. Он был выделен К. Конинком в 1842 г. Ярус слагается известняками, содержащими большое число гониатитов, присутствует масса фораминифер.Визейский ярус назван по г. Визе в Бельгии. Выделен К. Дюроком в 1882 г. Визе является верхним ярусом динантского отдела Западной Европы или средним ярусом нижнего карбона России. В стратотипическом разрезе выражен известняками, в которых обильно представлены гониатиты, фораминиферы и конодонты.

Стратотипической местностью серпуховского яруса является центральная часть Восточно-Европейской платформы. Свое название ярус получил в 1890 г. от г. Серпухова по предложению С. Н. Никитина как эквивалент нижнего намюра (см. ниже). Длительное время геологи пользовались западноевропейской шкалой и лишь в 1974 г. самостоятельный серпуховский ярус был восстановлен в стратиграфической шкале. В стратотипическом районе он включает тарусский, сташевский и протвинский горизонты, представленные карбонатно-терригенными породами с остатками фораминифер, брахиопод, конодонтов, по которым проводится зональное деление. Башкирский ярус был установлен С. В. Семихатовой в 1934 г. в Горной Башкирии, где в нем имеются обильные остатки аммоноидей. В состав башкирского яруса входят краснополянский, северокельтменский, прикамский, черемшанский и мелекесский горизонты. В известняках, мергелях и известковистых песчаниках наряду с аммоноидеями встречаются брахиоподы, кораллы и фораминиферы. Московский ярус был установлен в 1890 г. С. Н. Никитиным в Подмосковье. Справедливости ради надо отметить, что впервые это название было предложено еще Р. Мурчисоном для известняков с остатком брахиопод карбона, широко распространенных в Подмосковье.

На основании обильной и разнообразной фауны проведено детальное расчленение московского яруса. В качестве синонима этого яруса в Западной Европе в 1893 г. предложен вестфатьский ярус, содержащий обильные остатки флоры. Долгое время название «московский ярус» относилось ко всему среднему отделу карбона. Ярус слагается известняками и на основании фаунистических комплексов разделяется на 4 горизонта: верейский, каширский, подольский и мячковский. Наряду с брахиоподами встречается большое количество аммоноидей, фораминифер и конодонтов.

Касимовский ярус является синонимом тегулиферового горизонта. В качестве самостоятельного горизонта он был установлен В. М. Даньшиным в 1947 г. В том же году Г. И. Теодорович предложил перевести его в ранг яруса, что и было сделано решением

Межведомственного стратиграфического комитета в 1985 г. В стратотипической местности в Подмосковье касимовский ярус разделяется на кревякинский, хамовнический, дорогомиловский и яузский горизонты. Все они слагаются известняками, мергелями и известковистыми песчаниками, содержащими обильные комплексы фораминифер.

В конце XIX в. С. Н. Никитин в качестве самостоятельного выделил и гжельский ярус (от г. Гжель в Подмосковье). В известняках присутствуют аммоноидеи, фузулиниды и брахиоподы.

В западноевропейской шкале в составе верхнего карбона выделяют намюрский, вестфальский и стефанский ярусы. Намюрский ярус отвечает серпуховскому и трем нижним горизонтам башкирского яруса. Вестфальский соответствует верхней половине башкирского и московскому ярусам, а стефанский ярус — касимовскому и гжельскому. Для морских отложений среднего и верхнего карбона повсеместно в мире применяется деление, разработанное в России.

 

Органический мир карбона.

 Бурно развивались леса, содержание атмосферного кислорода достигло пика во всей истории Земли – 35 %. В лесах росли споровые и голосеменные деревья. Размерами и разнообразием выделялись древовидные папоротники, древовидные плауны – лепидодендроны и сигиллярии, древовидные хвощи – каламиты. Широко распространились голосеменные деревья – кордаиты, а также древесные и кустарниковые формы глоссоптеридиевых. В океанах росло разнообразие акул и костных рыб. Землю заселили гигантские членистоногие. Их морскими представителями были эвриптериды, в частности, гиббертоптерус Скоулера, достигавший 3 м в длину (крупнейшее членистоногое за всю историю Земли). На суше обитали пульмоноскорпионы (до 70 см длиной) и древние пауки-сенокосцы. Возникли первые летающие обитатели планеты – гигантские стрекозы, с размахом крыльев до 1 м. На суше распространились такие амфибии, как антракозавры (их представитель – сильванерпетон). Признаки амфибий и рептилий сочетала эвкритта. Почти настоящей рептилией была вестлотиана лиззия. Наконец, возникли первые истинные яйцекладущие рептилии – палеотирис и гилономус Лайеля. В позднем карбоне яйцекладущие четвероногие разделились на две ветви: рептилий и синапсид. Среди руководящих морских беспозвоночных многообразием форм выделились представители фораминифер (одноклеточных простейших) – фузулиниды, длина их карбонатных раковин достигала 3 см. В конце карбона произошло покровное оледенение.

 

Палеотектонические и палеогеографические условия

В течение раннего карбона усиливается продвижение Гондваны к северу и ее сближение с Лавруссией  В райане Иберийского полуострова и западного Магриба они почти приходят в соприкосновение, а западнее ширина океанского бассейна, отделяющего Западную Гондвану от Северной Америки, сокращается до 600—800 км. Происходит все это несмотря на то, что Лавруссия также смещается к северу, поворачиваясь при этом по часовой стрелке, и сближается с Гипербореей и Сибирью. Первое приводит уже в начале эпохи к полному закрытию Иннуитской геосинклинали на всем ее протяжении, включая Аляску и Чукотку с о. Врангеля, и завершению элсмирского орогенеза. Второе имеет своим следствием резкое, на 2000 км сокращение ширины Палеоазиатского океана и в особенности его Уральского краевого бассейна, на юге которого к концу эпохи произошло также сильное сближение Казахстании с краем Восточно-Европейского континента. При этом на западной окраине Казахстании возник краевой вулканоплутонический пояс. Другой такой же пояс образовался вдоль восточной и северо-восточной периферии Казахско-Киргизского континента, со стороны Туркестанского и Джунгарского бассейнов. Подобные пояса возникли и на противоположной стороне Центральноазиатского бассейна, в юго-восточном обрамлении Сибирского континента и Центральномонгольского микроконтинента. Таримский и Китайско-Корейский континенты, находившиеся далее к востоку, также стали сближаться с Сибирью и Центральной Монголией. Все это предваряло грядущее закрытие Палеоазиатского океана. Между тем в Западной Европе в раннем карбоне произошло заполнение осадками и началось смятие в складки и надвиги Саксотюрингского, а затем и Реногерцинского и Южно-Португальского прогибов европейских герцинид с заложением в конце эпохи передового прогиба перед их надвиговым фронтом. Аналогичный процесс развивается в Северной Америке перед Южными Аппалачами и их юго-западным продолжением (Уачита, Маратон).

Ранний каменноугольный период (340 млн. лет назад)

Одновременно в теле Лавруссии, главным образом в пределах каледонского пояса, спаявшего ранее Северную Америку и Восточную Европу, а также Гиперборею, развиваются сдвигово-раздвиговые смещения и порожденные ими впадины, заполняемые обломочными осадками и основными вулканитами повышенной щелочности; местами в них проникают морские воды.

Более древние и более устойчивые части континента, отвечающие Северо-Американской и Восточно-Европейской платформам,испытывают после регрессии в начале эпохи трансгрессию с накоплением преимущественно карбонатных отложений. В конце эпохи наступает новая регрессия. В реликтовых морях формировались эвапориты и терригенно-эвапоритовые осадки, а позднее уже в континентальных условиях красноцветы. В ряде мест происходило накопление угленосных толщ. На западной активной окраине Лавруссии, в Кордильерском поясе, заканчивался антлерский орогенез, а западнее продолжали существовать окраинные моря и вулканические дуги.

В пределах орогенного пояса протекали процессы складкообразования и метаморфизма. Между горными массивами располагались узкие прогибы, в которых в морской обстановке формировались карбонатно-терригенные и флишевые толщи. На севере Кордильерский орогенный пояс смыкался с Иннуитским. В южной части Кордильер началось заполнение флишевыми толщами глубоководной области, отделявшей вулканическую дугу Кламат от материка. В средней части ceiмента сохранилась глубоководная обстановка с маломощным осадконакоплением, а на севере, также в условиях больших глубин, начали формироваться спилито-кремнистые и сланцевые комплексы. Они распространены на юге и юговостоке Аляски и располагаются на коре океанского типа. Их мощность составляет около 4 км. Продолжался островодужный вулканизм в районе архипелага Александра. В этом районе извергались андезиты и базальты и формировались рифогенные известняки и граувакки.

В отличие от Западной Лавруссии на территории ВосточноЕвропейской платформы в раннем карбоне площадь морского осадконакопления по сравнению с девоном увеличилась. Глубина моря возросла, а соленость стала нормальной. Преобладает карбонатное осадконакопление. Повышенная соленость морских вод сохранилась только в Прикаспийском и Печорском бассейнах, где наряду с карбонатами осаждались эвапориты. В прибрежных частях бассейнов накапливались глинисто-песчаные осадки, которые сменялись континентальными песками и угленосными толщами. Последние формировались на озерно-дельтовых низменностях. Сибирский континент охватила регрессия, а его северо-восточная, Верхояно-Колымская, пассивная окраина с середины эпохи была вовлечена в интенсивное погружение с накоплением мощного верхоянского комплекса терригенных осадков, которое продолжалось затем до юрского периода включительно. Почти полная регрессия произошла в Тунгусском бассейне, и только в самом конце раннего карбона в его северо-западную часть проникло море. В условиях нормальной солености в нем осаждались карбонаты. В центральных районах платформы располагались.крупные пресноводные бассейны, в которых отлагались пески алевриты и глины. Произошло расширение Вилюйского бассейна.

Здесь в лагунно-континентальных условиях формировался карбонатно-терригенный комплекс, обогащенный гипсами и ангидритами.

Остальная часть платформы представляла собой равнину. На территории Чукотки, которая относилась к Гиперборейской платформе, накапливались карбонаты и карбонатно-терригенные осадки.

Восточнее располагались отколовшиеся от Сибири микроконтиненты; на них происходили излияния базальтов и отчасти кислых лав. Еще восточное намечается существование вулканической дуги, а за ней—океанского пространства. Океанские условия господствовали на площади Камчатки, Сахалина, Сихотэ-Алиня, Японских островов и южнее вдоль окраин Южно-Китайского и Индосинийского континентов. Китайско-Корейский и Таримокий континенты оставались поднятыми выше уровня океана, а Южно-Китайский континент, Синобирманский и Индосинийский микроконтиненты испытывали слабое погружение Морские бассейны располагались на Южно-Китайской платформе. Их конфигурация и глубина с течением времени сильно менялись. Многократно возникали и исчезали острова. Сильно менялись также мощность и фациальный состав осадков. Наряду с карбонатами и карбонатно-терригенными морскими осадками достаточно широко были распространены угленосные.

Палеотетис, почти замкнувшийся в Западном Средиземноморье,резко расширялся к востоку, сливаясь здесь с Палеопацификой —древним Тихим океаном . Его южная, гондванская, окраина оставалась пассивной, а северная — активной. Здесь существовала сложная, меняющаяся по простиранию обстановка с островными дугами, микроконтинентами и отгороженными ими окраинными морями. Таджикский микроконтинент на севере и на юге испытал рифтинг с новообразованием коры океанского типа (офиолиты Южного Гиссара и Северного Памира).

Гондванский суперкочтпнент почти целиком представлял собой область поднятий; лишь в Северной Африке, северо-восточной Бразилип и местами в Австралии продолжалось континентальное или мелководно-морское осадконакопление. Авлакоген Амадиес в Австралии закончил свое развитие деформациями сжатия.

Западная, андская и восточная,тасманская, окраины Гондваны продолжали развиваться в активном режиме. Он был преимущественно орогенным в Андоком поясе, а в Тасманском востоку от Лахланского орогена и краевого вулканоплутонического пояса располагались окраинное море и вулканическая дуга. Орогеи существовал, видимо, и на антарктической окраине Гондваны.

В среднем-позднем карбоне тенденция к сближению континентальных масс усиливается, приводя в конце карбона к столкновению Западной Гондваны с североамериканской и североевропейской частями Лавруссии и Казахстании с ее северным погребенным под Западной Сибирью продолжением—-с Восточной Европой . Теперь их разделяют лишь узкие передовые прогибы, заполняемые флишем или молассами. Они сопровождают новые мощные орогенные пояса — Уачита, Аппалачский, европейских герцинид, Урало-Южнотяньшаньско-Джунгарский. Их становлению сопутствует внедрение крупных плутонов гранитоидов. Главные импульсы сжатия, их создавшие, приходятся на конец раннего — начало среднего карбона (судетская эпоха, которой предшествовала внутривизейская — саурская, по принятой у нас терминологии), на средний карбон и его границу с поздним (астурийская эпоха). В тыльной части орогенов образуются межгорные молассовые впадины.

В Палеоазиатском океане пока еще сохраняется глубоководный центральный бассейн — Обоко-Зайсано-Южномонгольский с восточным продолжением в Китае и Приморье. Другой остаточный бассейн того же океана — Монголо-Охотский — отделен от первого полосой микроконтинентов (Керулен-Аргунский, Буреинский). Оба они открываются на востоке в Палеопацифику. Герцинский ороген Алтая и Центральной Монголии протягивается в северном обрамлении этих бассейнов и в южном—Сибирского континента. Казахско-Киргизский и Сибиро-Монгольский континенты окаймляются вулканоплутоническими поясами — свидетелями продолжающейся субдукции под них коры прилегающих океанских бассейнов.

С течением времени размеры Палеоазиатского океана сокращаются. Особенно интенсивные поднятия происходили в его уральской части, где стали расширяться размеры островов. Состав отложений в прогибах стал более пестрым. Постепенно возрастает роль континентальных фаций, и дальнейшее развитие получает островодужный вулканизм. Глубоководные прогибы с маломощным глинистым осадконакоплением и иногда с подводными излияниями базальтов сохраняются на Северном Урале.

На западе Южного Урала происходило быстрое заполнение ранее глубоководного прогиба турбидитами (флиш) и органогенными карбонатами. Широкое развитие карбонаты получили на

Полярном Урале и Новой Земле. Вулканические извержения островодужного характера свойственны восточным регионам Среднего и Южного Урала. Состав вулканитов преимущественно средний, но встречаются основные и даже кислые разности. В этих же районах располагались рифовые массивы и формировались органогенные известняки. Временами территории осушались, и тогда накапливались озерно-болотные песчано-глинистые, в том числе и угленосные, толщи.С востока Уральский бассейн ограничивался Казахстанской денудационной равниной. На юге он соединялся с морями Туранской плиты и Приаралья.

Временами на приморских заболоченных низменностях накапливались угленосные толщи. В ТенизскоЧуйской впадине соленость морских вод становилась повышенной и тогда осаждались ангидриты, гипсы, а временами и соли. В юго-восточной ropной части Казахстанского континента изливались лавы кислого и основного состава.

Во второй половине карбона сравнительно глубоководные условия сохранились только на Новой Земле, где распространены карбонатно-терригеине комплексы глубокого шельфа и глубоководные пелитовые осадки. Практически вся территория Урала интенсивно воздымалась. Возникли возвышенности, а межгорные впадины, покинутые морями, стали ареной накопления грубообломочных образований.

Завершается развитие Центральноазиатского пояса. В югозападной части Обь-Зайсанской системы и в Монголо-Амурской области формировались глубоководные кремнистые толщи и происходил базальчовый вулканизм. В конце карбона здесь уже преобладал островодужный вулканизм среднего состава и осаждались граувакки. Излияния базальтов происходили в Амуро-Охотской системе. Область вулканической активности в карбоне расширилась и охватила восточные районы Буреинского массива. В Джунгаро-Балхашском регионе и ряде других районов Средней Азии происходил активный наземный вулканизм. Сильные поднятия характерны для Куньлуня, юга Таримского массива и Циньлинской системы. Поднятия сопровождались активным вулканизмом, сильным метаморфизмом и тектоническими деформациями. Межгорные прогибы были заняты сообщающимися между собой морями.

Лавруссия подвергается раскалыванию вдоль той же арктическо-североатлантической полосы каледонид с образованием целой системы рифтовых грабенов. Эти процессы растяжения распространяются и на Иннуитскую складчатую систему, где благодаря им образуется наложенный Свердрупский бассейн, просуществовавший затем до мелового периода включительно. Рифтогенез затронул южную часть американской половины Лавруссии, где возникла сложная субширотная горстово-грабеновая система Уаэито—Древних Скалистых гор. На западной, кордильерской, периферии Лавруссии происходило нивелирование антлерской складчатой системы, а далее к западу сохранялась обстановка типичной активной окраины с окраинными морями и вулканическими дугами.

В среднем и позднем карбоне началось погружение обширного Свердрупского бассейна (Канадский Арктический архипелаг), центральная часть которого заполнялась карбонатно-терригенным материалом и соленосными отложениями. В прибрежной части отлагались песчаные осадки. На севере бассейна известны платобазальты. Произошла крупная регрессия в Западно-Канадском бассейне, от которого сохранилось реликтовое море во впадине Виллистон.

Море занимало большую часть территории Мидконтинента от Кордильер до Аппалачей. Наряду с карбонатными и песчаноглинистыми отложениями здесь развиты красноцветные континентальные песчаники, а на востоке — угленосные комплексы. На западе располагался небольшой по размерам засоленный бассейн, в котором наряду с карбонатно-терригенными осадками осаждались соли. В Восточно-Гренландском и Аппалачском орогенах продолжали расти поднятия. Снесенный с горных массивов обломочный материал отлагался в межгорных впадинах. Мощность моласс колеблется от 2,5 до 5 км. Наряду с грубообломочными отложениями присутствуют угленосные. Особенно велика роль угленосных фаций в южной части Аппалачей. В пределах Кордильерского орогенного пояса возникли протяженные участки суши, разделенные глубокими прогибами. В последних осаждались карбонатные и терригенные осадки. Особенно энергичные погружения происходили в бассейне, расположенном в центральной части штата Колорадо,, где мощность пенсильванских отложений превышает 5 км.

В ряде других районов на окраинах Лавруссии продолжалисуществовать глубоководные бассейны. В их пределах происходили подводные излияния лав основного состава, а в промежутках между излияниями осаждались глинистые и кремнистые осадки. Мелководные известково-глинистые и известковистые осадки распространены в центральной и южной частях Аляски, где их мощность не превышает 2 км. Интенсивные вулканические извержения в течение среднего и позднего карбона происходили на островных дугах Кламат и Александра.

В среднем и позднем карбоне на Восточно-Европейской платформе сохранился крупный морской бассейн, в котором продолжали осаждаться карбонатные осадки. В прибрежных зонах накапливались и терригенные осадки.

В позднем карбоне в Среднем Поволжье и Западном Притиманье широкое распространение получили гипсы и ангидриты.

Весьма своеобразные условия существовали в Днепровско-Донецкой впадине, где формировался терригенный комплекс. Накопление прибрежных осадков многократно сменялось накоплением дельтовых и пойменных. Осадки сильно обогащены органическим углеродом и среди пачек слоев алеврито-песчано-глинпстого состава имеются многочисленные угольные пласты. Мощность угленосной толщи составляет в Донбассе около 4 км.

Поздний каменноугольный период (300 млн. лет назад)

Узкий морской пролив, соединявший цепочку активно погружавшихся впадин, которые заполнялись паралическими и лимническими угленосными толщами, протягивался от Днепровско-Донецкой впадины до Британских островов. Здесь образовалась цепочка крупных угленосных бассейнов в передовых прогибах герцпнид—Силезский, Рурский, Франко-Бельгийский, Кентский. Сибирский и Китайско-Корейский континенты испытывали частью слабые поднятия, частью 'слабые же относительные погружения с накоплением угленосных осадков. На Таримг преобладали поднятия; как и Синокорея, он нахтился еще на значительном удалении соответственно от Казахстании и Сибири, хотя и стал к ним приближаться, Южно-Китайский континент был покрыт мелким моремВ среднем и позднем карбоне размеры Сибирского континента увеличились за счет присоединения к нему завершившего орогенное развитие Алтае-Саянского региона. За исключением Таймыра, где располагался морской бассейн, вся западная и югозападная части Сибирской платформы представляли собой озерно-аллювиальную низменность, в которую неоднократно вторгалось море. На приморской низменности отлагались разнообразные по фациям песчано-глинистые осадки, обогащенные органическим веществом. В наиболее заболоченных участках формировались мощные угленосные толщи (Кузнецкий и Тунгусский бассейны). В осевой части Верхояно-Колымской области в среднем и позднем карбоне находился глубоководный прогиб, в котором накапливались глинистые толщи, а на его западном склоне и шельфе, примыкавшем к Сибирской платформе, формировались песчано-глинистые толщи. На Колымо-Омолонском массиве в наземных условиях продолжались излияния базальтов. Палеотетис, испытавший полное замыкание в Западном Средиземноморье, все шире раскрывался на востоке, но его северное обрамление, включавшее Динариды, Карпаты, Балканиды, Крым, Большой Кавказ, Гиндукуш, Северный Памир, Куньлунь и Циньлин, в полной мере были охвачены герцинским орогенезом со всеми сопутствующими явлениями — региональным метаморфизмом, орогенным интрузивным и эффузивным магматизмом, надвигами и шарьяжами. В основном это было следствием столкновения с южной окраиной Восточной Европы, Тарима и Синокореи приплывших с юга микроконтинентов — отторженцев Гондваны — Адриатического, Родопского, Закавказского, Центральноиранского, Центральноафганского и др. В их тылу, т. е. еще южнее, начал раскрываться новый океанский бассейн—мезозойский

Тетис — Мезотетис. Гондванский суперконтинент в общем еще сохранял свое единство, на северо-западе сомкнувшись с Лавруссией и тем самым положив начало становлению Пангеи II. Но в' конце карбона в южной половине Африки и в Индостане началось его раскалывание с образованием системы грабенов, в которых накапливались продукты ледового разноса — базальные слои комплекса Карру (Африка) или гондванского комплекса (Индостан). В Австралии продолжал развиваться рифтовый грабен Фицрой. Покровноледниковые отложения известны также на юге Аравии, в Антарктиде и Южной Америке, свидетельствуя об огромных масштабах этого оледенения, начавшегося на востоке Австралии еще в конце раннего карбона. Это оледенение должно было вызвать значительное эвстатическое понижение уровня океана, но оно ощущается далеко не везде. В Южной Америке накоплению ледниковых образований предшествовало довольно широкое отложение мелководно-морских и лагунных осадков во всех основных впадинах, причем погружения эти захватили и Андский пояс.

В Северной Америке паралическое осадконакопление распространилось на всю южную половину платформы. Но в Северной Африке нарастает регрессия, площадь осадконакопления сокращается, морские осадки сменяются континентальными, авлакоген Угарты испытывает складчатость и инверсию, происходит тектоническая дифференциация на крупные поднятия и впадины и все это под явным воздействием герцинских деформаций на севере, в Средиземноморском поясе. Австралия и Антарктида также характеризуются преобладанием поднятий, хотя их интенсивность в Лахланском орогенном поясе значительно снижается, зато сам пояс расширяется к востоку.

 

Климатическая и биогеографическая зональность

 

В раннем карбоне господствовал влажный тропический климат. Об этом свидетельствуют широкое распространение оолитовых, органогенных и  высокомагнезиальных хемогенных известняков и доломитов, угленосных отложений, бокситов, разнообразных кор выветривания и весьма теплолюбивый состав морской и наземной фауны и флоры (рис. 13.9). Высокие значения температур получены изотопным и магнезиальным методами по скелетным карбонатам. В США средние температуры среды обитания брахиопод составляли 25—30 °С, в Закавказье 20—24, на Урале 22—24 °С.

В Северном полушарии аридные условия господствовали в центральной части Северо-Американского материка, на юго-востоке Восточной Европы, на западе Средней Азии и в Казахстане, где известны эвапоритовые и карбонатно-гипсоносные отложения и распространены континентальные гипсоносные и карбонатные красноцветы. Существование южного аридного пояса намечается по распространению гипсоносных и карбонатных красноцветных отложений в Южной Америке, в северной части Африки и на северо-западе Австралии. Экваториальные влажные условия господствовали на юге США, в Мексике и Центральной Америке, где развиты угленосные и бокситоносные образования и широко распространены озерноболотные фации, коры выветривания, а в осадочных породах заключены хорошо сохранившиеся остатки растений. Условия экваториального климата господствовали также в Западной Европе и на Восточно-Европейской платформе. В этих районах происходило интенсивное угленакопление, были развиты коры выветривания латеритного профиля, распространены фации обильно увлажненных ландшафтов, формировались карбонатные и бокситоносные отложения, а фауна и флора представлены исключительно тропическими формами.

Влажные тропические условия характерны для значительной части континентов Северного и Южного полушарий. На СевероАмериканском континенте тропические условия с равномерным и обильным увлажнением существовали на севере США и в Канаде. Аналогичные условия были характерны для Сибирского континента, северо-востока России, Монголии, Китая и восточной части Палеотетиса.

Периодические изменения режима увлажнения были свойственны территориям Зауралья, Средней Азии, Центрального Казахстана, Алтая, Центрального и Южного Китая, Таймыра, Верхоянья, Омолонского массива и Чукотки. Неустойчивый режим увлажнения отразился как на составе растительности, где преобладали формы, способные переносить засухи, так и на корах выветривания и продуктах их переотложения. Влажные тропические и субтропические условия существовали на значительной части Южно-Американского материка. Здесь распространены угленосные отложения, а терригенные толщи характеризуются высокой степенью отсортированности и преобладанием устойчивых к выветриванию минералов. Обильное увлажнение было свойственно значительной части Африканского континента и северо-западным районам Австралии. В Восточной и Южной Австралии климат, по-видимому, был близок к субтропическому. Здесь распространены угленосные толщи, содержащие остатки лепидодендронов и кордаитов, предпочитавших прохладные условия.

Умеренный климат в раннем карбоне был характерен для Антарктиды и, вероятно, востока Азии, где присутствует обедненный комплекс морской фауны и широко развиты полимиктовые терригенные толщи. Низменности покрывались папоротникообразнымн формами, произраставшими в умеренных условиях. В среднем и особенно в позднем карбоне климат сильно изменился. Самой характерной особенностью этого времени является прогрессивно развивавшееся похолодание, которое привело к возникновению в высоких широтах покровного оледенения. Даже в экваториальном поясе средние годовые температуры понизились на 3—5°. Средняя глобальная температура Земли в позднем карбоне оказалась на 10—15° ниже, чем в раннем карбоне.

На протяжении второй половины карбона последовательно сокращается ареал развития кораллов и фузулинид, основная масса которых сосредоточилась в приэкваториальной области. Со среднего карбона начинают хорошо различаться комплексы Средиземноморской и Бореальной фито- и зоогеографической областей. Граница между ними совпадает с границей тропического субтропического климата. В пределах тропического пояса, существование которого во второй половине карбона обосновывается развитием континентальных красноцветов, терригенных мономиктовых и олигомиктовых формаций, карбонатной и карбонатно-сульфатной формациями и теплолюбивой фауной, произрастала обильная растительность, состоящая из лепидофитов, каламитов и древовидных папоротников. Аридная область в Северном полушарии выделяется по распространению присущих ей литологических показателей в центральной части США и на востоке Лавруссии. Она простирается от Шпицбергена и Северной Европы через Восточно-Европейскую платформу в Центральный Казахстан и Западный Китай. С течением времени площадь аридной области увеличивалась. Иссушению стали подвергаться вся Европа, Ближний и Средний Восток. Южная аридная область фиксируется по распространению красноцветных карбонатных и гипсоносных отложений на севере и северо-западе Южной Америки, на побережье Гвинейского залива и в Северной Африке. Между аридными поясами располагался пояс экваториального влажного климата. Такие условия существовали в Центральной Америке, Мексике, Аппалачах, на северо-западе Африки, в Западной Европе, Донецком бассейне, на Кавказе, в Северной Анатолии и, возможно, в Аравии. К этому же  поясу принадлежали районы Центрального и Южного Китая, Индокитая и значительная часть океана Палеотетис. В этом регионе располагались протяженные угольные бассейны, формировались латеритные коры выветривания и бокситы. В условиях переменно-влажного климата, существовавшего на перифериях экваториального пояса, развивались своеобразные ландшафты с растительностью и животными, способными переносить периодическую засуху. Влажные тропические условия свойственны северным районам США, Канаде, Западной и Восточной Сибири, Восточному Казахстану, Монголии, Северному Китаю. Начиная с середины карбона температуры стали снижаться,что незамедлительно сказалось на растительности и животных. Карбонатность осадков стала уменьшаться и возросла роль аркозового и полимиктового материала. Вместе с похолоданием появились признаки иссушения климата. В Центральном и Восточном Казахстане стали формироваться грубые красноцветные и доломитовые осадки. Среди растительности появляются формы, способные переносить периодически возникающие засухи. Несмотря на понижение температуры в позднем карбоне, в Лавруссии и примыкавших к ней микроконтинентах зимы были безморозными. Согласно представлениям С. В. Мейена, степень изоляции флоры Сибирского континента увеличивалась. Появились деревья с кольцами прироста и для этой области характерной была своеобразная ассоциация растительности, называемая кордаитовой тайгой.

Наиболее прохладные условия в Евразии существовали на востоке Сибирского материка, в Верхоянье, в бассейне р. Колымы и в Корякско-Камчатской области. Понижение температур на материках Южного полушария было наиболее сильным, что привело к возникновению материкового оледенения. Доказательством этого является распространение специфических ледниково-морских образований. Они широко распространены в Южной Америке, Южной и Центральной Африке, Австралии и Индии. Тиллиты и остатки холоднолюбивой флоры в межтиллитовых отложениях обнаружены в Восточной Антарктиде. За пределами областей, покрытых ледниками, располагались перигляциальные степи, в пределах которых формировались флювиогляциальные отложения. Моренные и мореноподобные отложения довольно часто переслаиваются с отложениями, в которых имеются остатки флоры. Это в основном представители холоднолюбивой глоссоптеридиевой, гондваноптеридиевой и кардиоптеридиевой флоры. Палеобиогеографическое районирование морей каменноугольного возраста не такое четкое, как в девоне. В раннем карбоне в восточной части Лавруссии выделяются Средиземноморская и Бореальная области, которые в свою очередь разделяются на ряд провинций. Бореальная область была тесно связана с располагавшейся в Западном полушарии Северо-Американской областью. В обеих областях в отличие от Средиземноморской развиты обедненные комплексы фораминифер, кораллов и брахиопод. В среднем и позднем карбоне различия между ними стали более значительными. В Бореальной области исчезли фузулиниды и колониальные кораллы и взамен них появились новые семейства брахиопод.

Большим разнообразием на континентах обладала растительность. Выделяются еврамерийская, ангарская, катазпатскаяигондванская флоры. Еврамерийская флора распространена в Северной Америке, Северной Африке, Европе, на Кавказе, в Малой и Центральной Азии. Она состоит из древовидных лепидодендронов, зигоптеридиевых, ботриптеридиевых и мараттиевых папоротников, каламостахиевых, тригонокарповых, лагеностомов, кордаитовых, а также травянистых плауновидных. Анга-рская флора состоит из обедненных сообществ лепидофитовых и сфенофиллов. В ней полностью отсутствуют папоротники и голосеменные, характерные для еврамерийской флоры. В катазиатской флоре наряду с еврамерийскими присутствуют специфичные эндемичные лепидофиты и папоротники. В гондванской флоре доминируют Glossopteris и Gangamopteris. Они появились в позднем карбоне и известны на всех гондванских материках. До нее здесь доминировали тонкоствольные плауновидные, папоротниковые и членистостебельные.

 

 Полезные ископаемые

 

Характерной особенностью каменноугольного периода было формирование толщ каменного угля. Интенсивное угленакопление происходило как на платформах, так и в пределах краевых и межгорных прогибов, как во внутриконтинентальных бассейнах, в частности на озерно-аллювиальных низменностях, так и на приморских низменностях и в мелководных обширных заливах. Угли карбонового возраста составляют почти 30% мировых запасов.

Крупнейшие угольные месторождения находятся в Северном полушарии. Это Донецкий, Карагандинский, Кизеловский, Подмосковный, Экибастузскнй бассейны. Каменноугольный возраст имеют нижние части угленосных толщ Кузнецкого, Минусинского и Тунгусского бассейнов. В Западной Европе такой же возраст имеют месторождения Польши, Чехии, Германии, Бельгии, Франции и Англии. Карбоновыми являются угли Астурийского бассейна в Испании, Аппалачского и Пенсильванского бассейнов в США.

Свыше половины запасов нефти Волго-Уральской области имеют каменноугольный возраст. Раннекаменноугольными являются бокситы Тихвинского и Североонежского месторождений и ряда месторождений США. К среднему и частично к верхнему карбону относятся месторождения бокситов Китая.

В карбоне образовались свинцово-цинковые месторождения хр. Каратау и некоторых районов Средней Азии, а также бассейна р. Миссисипи. В раннем карбоне возникли контактово-метасоматические месторождения магнетита на Урале (горы Магнитная и Благодать), Соколовско-Сарбайского месторождения в Тургае, месторождения Горной Шории. В дальнейшем в связи с внедрением гранитных интрузий образовались многочисленные пневматолитовые и гидротермальные месторождения цветных и редких металлов. Многие такие месторождения находятся на Урале, ТяньШане, Рудном и Горном Алтае, в Западной Европе и Восточной Австралии.