В качестве примера можно привести работы немецкого геолога И. Фрейслебена, который существенно детализировал схему Вернера. Изучив юго-восточную территорию Гарца и северную окраину Тюрингенского Леса, Фрейслебен разделил нижнюю часть флецовых пород на пять комплексов, сверху вниз:

1 – раковинный известняк ( = верхний триас);

2 – пестрые песчаные и глинистые породы ( = нижний триас);

3 – древний плотный известняк — цехштейн ( = верхняя пермь);

4 – мертвый красный лежень ( = нижняя пермь);

5 – каменноугольные породы (= верхний + средний карбон) Совокупность этих пяти комплексов он назвал медистосланцевой группой.

Методы геологических исследований Вернеровской школы хорошо работали на ограниченных территориях Центральной Германии. Но как только их приверженцы переходили к более широким обобщениям стратиграфических данных, сразу же следовали ошибки. Даже такой исследователь, как Фрейслебен, наблюдения которого отличались исключительной аккуратностью и точностью, допускал весьма грубые просчеты при сопоставлении удаленных друг от друга разрезов. Так, верхнеюрские известняки Швабии и Франконии сопоставлялись им с цехштейном; верхнемеловые песчаники северного подножия Гарца — с «пестрым песчаником» нижнего триаса; триасовые известняки Восточных Альп — с древнейшей известняковой формацией и т.д.

1.2.3. Эволюция вернеровских идей в схеме Александра Гумбольдта До начала XIX века территория Саксонии и Тюрингии была практически единственным хорошо изученным в геологическом отношении регионом. Поэтому «универсальная схема» Вернера не вступала в явное противоречие с какими-либо региональными стратиграфическими данными: эти данные были еще слишком немногочисленными и разрозненными.

На рубеже XVIII и XIX веков региональные геологические работы постепенно развернулись в большинстве европейских стран, прежде всего в Англии, Франции и Бельгии. В результате этих исследований появились систематизированные сведения о стратиграфических разрезах различных территорий. Если в конце XVIII века, в период расцвета вернеровских идей, подобные сведения можно было без труда приводить в соответствие с установленной Вернером схемой геологического развития Земли, то в начале XIX века стало необходимо с ними уже считаться. Схема Вернера стала изменяться и дополняться в соответствии с новыми регионально-стратиграфическими данными.

Одновременно начали пересматриваться представления о генезисе горных пород. Нептунистские взгляды Вернера, считавшего водными почти все изверженные и метаморфические породы (граниты, гнейсы, базальты и др.), давно вызывали критику со стороны некоторых, главным образом французских, исследователей. Знаменитый спор между «нептунистами», «вулканистами» и «плутонистами», который первоначально касался в основном происхождения базальта11, распространился постепенно и на проблему происхождения других горных пород.

После смерти Вернера, когда даже ближайшие его ученики (Бух, Гумбольдт и др.) признали вулканическое происхождение базальта, нептунистская генетическая основа его стратиграфической схемы практически полностью потеряла свое значение.

В 1822 г. попытка модернизировать схему Вернера и привести ее в соответствие с новыми данными была осуществлена Александром фон Гумбольдтом (1769–1859) 12.

Гумбольдт наиболее известен как исследователь Центральной и Южной Америки. В 1799 г. он отправился к берегам Венесуэлы. Там он провел первые научные исследования в Андах, а также на территориях современных Перу, Эквадора, Колумбии и Мексики, совершил путешествия по Амазонке и Ориноко. К 1804 г. он собрал тысячи образцов горных пород и окаменелостей. Он изучал геологическое строение территорий, характер вулканической деятельности, океанские течения, магнитное поле Земли, климат, животный и растительный мир. В 1829 г. Гумбольдт предпринял аналогичное путешествие на В Саксонии, широко распространены третичные базальты, залегающие правильными пластами среди осадочных толщ, без ясной связи с вулканическими аппаратами, из которых они изливались. Это дало основание немецким «геогностам» рассматривать базальты как водные осадочные образования. Во Франции, наоборот, базальтовые потоки сохранили в ряде случаев связь с вулканическими конусами. Это давно привело французских исследователей к выводу об их вулканическом происхождении.

Нumbоldt A. Essai geognostique sur le gisement des Roches dans les deux hemispheres (Геогностическое исследование пород двух полушарий). Paris, 1822.

Урал, к Каспийскому морю и в Сибирь. Его называли «последним натуралистом энциклопедического склада». Кроме геологии, минералогии, зоологии, ботаники, он занимался астрономией, химией. Пятитомное сочинение «Космос», опубликованное Гумбольдтом в 1845-1862 гг., представляет всеобъемлющий взгляд на Вселенную и является блестящей сводкой научных знаний того времени. Несмотря на то, что родился Гумбольдт в Германии, наиболее почитаем он в Америке. Только в США имеется восемь Гумбольдт Сити. Его имя носит множество учебных заведений практически во всех странах Южной и Северной Америки.

На основании личного опыта, а также данных других исследователей, Гумбольдт пришел к выводу, что литологический характер формаций, являясь весьма важным их признаком, не является историческим критерием. Общая последовательность образования формаций должна устанавливаться, в первую очередь, на основе непосредственных геогностических данных, т. е. исходя из последовательности их залегания в разрезе земной коры.

«Вместо классификации на гранитные, сланцевые, известняковые и песчаные породы, — писал Гумбольдт, — я хочу дать схему, в которой слоистые толщи следовали бы друг за другом в едином для всей Земли порядке…».

Когда Гумбольдт разрабатывал свою схему уже многие исследователи, особенно в Англии, признавали большое значение для стратиграфии палеонтологических остатков. Гумбольдт, однако, относился к использованию этих остатков весьма осторожно. Он считал, что их изучение не может привести к существенному изменению уже установленной схемы последовательности формаций, а будет служить скорее ее совершенствованию и большей полноте.

Гумбольдт оставался полностью еще в рамках представлений вернеровской школы. Как и Вернер, он опирался на критерий залегания и литологический критерий формаций, не используя данные палеонтологии. Однако направленность его взглядов значительно изменилась.

В схеме Вернера генетический критерий «формаций» играл основную роль, наполняя эту схему хотя и искусственным, но все же вполне определенным генетическим содержанием. В представлении Гумбольдта критерий «формации» трансформировался в критерий чисто литологический и в связи с этим отступил на второй план. На первый же план в качестве основного стратиграфического критерия выступил критерий залегания.

Много путешествуя, Гумбольдт пришел к выводу, что в разных странах одни и те же геологические формации отличаются полнотой своего развития.

Поэтому при построении стратиграфической схемы необходимо «наращивать»

сводный разрез Земли, увязывая геологические данные оширных территорий.

Гумбольдт различал «геогностические» (= стратиграфические) единицы трех соподчиненных рангов. Наиболее дробными из них являются «горные породы». Комплексы совместно встречающихся и чередующихся друг с другом горных пород, Гумбольдт называет формациями. Наконец, группировка ряда литологически сходных формаций составляет «terrain»13 или образования.

Общая схема классификации Гумбольдта и последовательность выделяемых им формаций представлена в табл. 2.

При сравнении схем Гумбольдта и Вернера (табл. 1), сразу бросается в глаза их значительное сходство. Группа первичных образований Гумбольдта соответствует первозданным породам Вернера. Одинаковое место занимают в этих схемах переходные образования. Флецовым породам Вернера отвечают вторичные и третичные образования схемы Гумбольдта.

В то же время в схеме Гумбольдта значительно полнее отражена последовательность формаций вторичных и третичных образований. Расчленение вторичных пород базируется в основном на разрезах Германии и Англии, а расчленение третичных образований отвечает разрезу надмеловых отложений Парижского бассейна, разработанному Кювье и Броньяром. «Новейшие» отложения Гумбольдт вообще не рассматривает, так как сложность их «геогностических» взаимоотношений не позволяет, как ему кажется, установить последовательность их залегания в земной коре.

Существенная номенклатурная особенность классификации Гумбольдта заключается в том, что он принципе выступает за введение в стратиграфию географических наименований. «Наилучшими названиями, — пишет Гумбольдт — являются, несомненно, названия географические: они порождают весьма точные представления о взаимоотношениях слоев. Если говорят, что некие формации соответствуют лейасу Дорсетшира или песчанику Небра, то эти утверждения не оставляют для сведущего геогноста никакого сомнения в отношении их геогностического положения».

Следуя этому принципу, Гумбольдт вводит названия: «песчаник Небра»

(по г. Небра в Саксонии) — для «пестрого песчаника»; «геттингенский известняк» — для «раковинного известняка» и т. д. В частности, Гумбольдт употребляет также выражение «цехштейн Тюрингии», которое позже было переиначено Реневье в название «Тюрингий» ( = верхняя пермь). Подобная система стратиграфической номенклатуры получила впоследствии широкое распространение и всеобщее признание.

Схема Гумбольдта, являясь по методу своего построения чисто региональной, претендовала, в то же время, на мировое значение. В данном отношении строгий эмпирический подход, по-видимому, незаметно для самого ГумВ русском языке нет слова, которое точно отвечало бы геологическому значению французского слова «terrain» (буквально — «почва», «земля», «грунт»).Этот термин часто соответствует русскому выражению «отложения» или «образования». На второй сессии Международного геологического конгресса (1881) выражение «terrain» было рекомендовано в качестве синонима термина «система».

больдта, подменялся априорным представлением о литологическом постоянстве одновозрастных образований.

Современное Эратема Система Кайнозойская

ОБРАЗОВАНИЯ

ТРЕТИЧНЫЕ

ВТОРИЧНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ

Ученик Вернера, Гумбольдт и в Америке рассчитывал встретить тот же последовательный ряд формаций, который был установлен в Германии. И ему казалось, что он его встретил: «... прибывши в Южную Америку и охватив вначале своими маршрутами обширную область, протягивающуюся от берегов Венесуэлы до бассейна Амазонки, я был в высшей степени поражен, — пишет Гумбольдт, — сходством в последовательности формаций двух континентов... Последующие наблюдения, охватившие Кордильеры Мексики, Новой Гренады, Квито и Перу… подтвердили первое впечатление». Позже оказалось, что на самом деле такие прямые сопоставления являются очень неточными.

Таким образом, схема Гумбольдта имеет двойственный характер. С одной стороны, это схема главных стратиграфических комплексов («формаций») Центральной Европы, которая устанавливается Гумбольдтом строго эмпирически, т. е. прямыми геологическими методами. В данном отношении она представляет собой значительный шаг вперед, и, по-видимому, почти полностью исчерпывает возможность подобного метода исследования. С другой стороны, Гумбольдт в своей схеме пытается представить, в рамках концепции Вернера, общую для Земного шара последовательность «формаций». Эта попытка из-за отсутствия реального метода установления стратиграфической одновозрастности «формаций» не смогла привести к однозначным положительным результатам.

Задания к разделам 1.2.2 и 1.2.3:

1. Опишите Ваше понимание критерия залегания, использовавшегося Вернером и Гумбольдтом при разработке стратиграфических схем.

2. Как со времен Вернера и Гумбольдта трансформировалось понимание термина «формация»?

3. Рассмотрите стратиграфические схемы Вернера (табл. 1) и Гумбольдта (табл. 2) с точки зрения современных данных по геологии Тюрингии и Саксонии.

4. В чем проявляются позитивные отличия стратиграфической классификации Гумбольдта от классификации Вернера?

5. Почему концепции Вернера и Гумбольдта не сработали при корреляции разрезов Европы и Америки?

6. В чем проявляются положительные моменты использования в стратиграфической номенклатуре географических названий?

1.3. «АНГЛИЙСКИЙ» ЭТАП РАЗВИТИЯ СТРАТИГРАФИИ:

СХЕМА АНГЛИИ И УЭЛЬСА — ПРОТОТИП СОВРЕМЕННОЙ

ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЫ

Уэльс и Южная Англия (рис. 4) сыграли в развитии общих стратиграфических представлений исключительную роль. На этой небольшой по площади, легко доступной и сравнительно хорошо обнаженной территории вскрывается почти непрерывная последовательность всех толщ фанерозоя — от основания кембрийской системы до кайнозойских образований (рис. 5). Эти отложения четко стратифицированы и богаты органическими остатками. Не удивительно, что именно здесь заложились основы современных представлений о последовательных этапах развития жизни в фанерозойской истории Земли.

В строго региональной схеме Конибира и Филлипса (табл. 3) обобщаются данные 20-летнего геологического изучения Англии и Уэльса, в том числе и результаты исследований В. Смита. В ней выделены комплексы отложений, которым отвечают девонская, каменноугольная, юрская, меловая, палеогеновая и четвертичная системы современной геохронологической шкалы. Поэтому с полным правом схему Конибира и Филлипса можно рассматривать как прототип современной международной геохронологической шкалы.

В том же 1822 г., одновременно со схемой Конибира и Филлипса, аналогичная стратиграфическая схема, но базирующаяся в основном на разрезах континентальной Европы была разработана одним из выдающихся учеников Вернера — А. Гумбольдтом (см. раздел 1.2.3). Схема Гумбольдта охватывала обширную территорию, и ее автор не мог обойтись без сопоставления разрезов. В соответствии с принципами вернеровской школы его сопоставления базировались в основном на критерии залегания и на сходстве литологического состава отложений. Здесь ему существенную помощь оказывали маркирующие, или как их называли в то время «геогностические», горизонты.

Рис. 4. Естественные геологические районы Великобритании:

1 — промышленные угленосные площади Рис. 5. Схема последовательности и соотношений основных стратиграфических комплексов Уэльса и южной Англии. По Леонову, 1973:

1 – кристаллические сланцы и гнейсы докембрия; 2 – глинистые сланцы и песчаники кембрия и основания ордовика (тремадока); 3 – песчаники, сланцы, вулканиты ордовика;

4 – сланцы и известняки силура; 5 – красноцветные континентальные песчаники девона (Древний красный песчаник); 6 – известняки нижнего и угленосная толща верхнего карбона; 7 – красноцветные конгломераты и песчаники нижней перми; 8 – пестрые мергели триаса; 9 – глины и мергели нижней юры (лейаса); 10 – глины, песчаники, известняки средней и верхней юры; 11 – пресноводные песчаники и глины (уилд); 12 – глауконитовые пески и глины (апт и альб) нижнего мела; 13 – писчий мел верхнего мела; 14 – пески и глины палеогена. Не показан «магнезиальный известняк» верхней перми, развитый в северо-восточной Англии В разрезе Европы такими «геогностическими горизонтами» являлись прежде всего «Угленосные отложения» и «Мел», первым из которых начинались, а вторым — заканчивались вторичные образования схемы Гумбольдта.

Сравнивая стратиграфическую схему Конибира и Филипса со схемой Гумбольдта, необходимо отметить, что вторичные (флецовые) образования Гумбольдт начинает с Угленосных отложений, а Конибир и Филлипс — с Древнего красного песчаника. Связано это с тем, что в пределах континентальной Европы, в области герцинской складчатости, нижний карбон и девон по своей складчатой структуре сходны с более древними—«переходными» образованиями. В Уэльсе же, в области каледонской складчатости, девонские и нижнекаменноугольные отложения почти не деформированы и подобны в данном отношении вышележащим еще более молодым слоям.

Общий итог начальному периоду исследований по установлению стратиграфической последовательности слоев всей Западной Европы подводит схема известного бельгийского геолога д'Омалиуса д'Аллуа, опубликованная в 1831 г. (табл. 4). В этой схеме, практически в современном объеме, хотя и под другими названиями, выделена пермская система и все системы мезозоя. Отличается от современной схемы только разделение юрской системы (Оолитовой серии, известняка Юры) на две самостоятельные группы отложений: лейасскую, внизу, и юрскую, вверху. В отношении «надмеловых» отложений (палеогеновых и неогеновых) схема д'Омалиуса д'Аллуа ничего нового не вносит. Разделение данных отложений на тритониенские (морские) и нимфеенские (пресноводные) является не стратиграфическим, а генетическим.

Схема стратиграфического расчленения отложений Англии и Уэльса, по Конибиру и Филлипсу (Conybeare W.D. & Phillips W., 1822)

ВЕРХНИЙ ПОРЯДОК

СУПЕРСРЕДНИЙ ПОРЯДОК

НИЖНИЙ ПОРЯДОК

Стратиграфическое расчление осадочных образований Средней Европы, по Омалиусу д'Аллуа (D'Oma1ius d'Halloy J.B., 1831)

ДИЛЮВИАЛЬНЫЕ

1. Проведите качественное сравнение стратиграфических схем Гумбольдта, Конибира и Филлипса и Омалиуса д'Аллуа. Укажите конкретные черты сходства и отличия этих схем.

2. Покажите основные подразделения стратиграфических схем Гумбольдта, Конибира и Филлипса и Омалиуса д'Аллуа на схеме последовательности основных стратиграфических комплексов Уэльса и южной Англии (рис. 5).

2. РАЗРАБОТКА ОБЩЕЙ СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

НИЖНЕГО ПАЛЕОЗОЯ

2.1. «КЕМБРИЙСКИЙ КОНФЛИКТ» СЕДЖВИКА И МУРЧИСОНА

В августе 1835 г. на ежегодном собрании Британской научной ассоциации Седжвик и Мурчисон выступили с общим докладом14, в котором обосновали выделение кембрийской и силурийской систем и дали схему их расчленения.

Однако получилось так, что, выделяя новые системы и считая себя единомышленниками, Adam Sedgwick каждый из соавторов вкладывал в понятия «кембрий» и «силур» существенно различное содержание (объем). Это скрытое поначалу противоречие вскоре стало явным, и Изучение древних («переходных») толщ Великобритании Седжвик начал в 1822 г. в Камбрийских горах (Cumbrian Mountains) Озерного сланцевых пород ордовика и силура. Трансгрессивно на них налегают отложения каменноугольной системы.

и граувакковые сланцы; по современному делению толща соответствует в основном аренигу (О1ar);

Этот доклад «О Силурийской и Кембрийской системах, раскрывающих порядок, в котором древние осадочные слои следуют друг за другом в Англии и Уэльсе» был опубликован в 1836 г.

2 – вулканическая группа — мощная толща хлоритовых сланцев и порфиров, переслаивающихся и замещающих друг друга; по современному делению соответствует лландейло (О2ln);

3 — толща граувакк и граувакковых сланцев с пластами известняка в основании; по современному делению базальные известняки отвечают карадоку и ашгилю (О3k–ash); а вышележащие граувакки — силуру (S1-2).

Органических остатков в этих толщах Седжвик не обнаружил (они были найдены намного позже) и считал их «немыми».

В своих публикациях, которые быстро стали широко известными среди английских геологов, Седжвик объединял сланцевые толщи Камбрийских гор под названием Сланцевой или Камбрийской системы.

В 1828 г. Седжвик приступил к изучению древних сланцевых толщ северо-западной антиклинальной зоны Уэльса окрестности Тремадока, Аренига, Бала, входящие в состав Кэмбрийских гор — Cambrian Mountains). Тремя годами позже геологические работы в Уэльсе начал Мурчисон, охвативший своими исследованиями Лонгмайндскую антиклиналь Шропшира и всю юго-восточную область Уэльского каледонского массива (рис. 8).

В дополнение к геологической карте-схеме Уэльса, изображенной на рис. 8 надо добавить, что интенсивность тектонических деформаций и степень метаморфизма пород уменьшаются при движении с северо-запада на юговосток. В этом же направлении меняется состав пород:

от песчано-сланцевого до карбонатно-терригенного и известнякового. В сильно метаморфизованных породах северо-западного Уэльса палеонтологические остатки встречаются редко и имеют плохую сохранность; в слабо метаморфизованных, более мелководных терригеннокарбонатных осадках юговосточной части массива органические остатки встречаются часто и в изобилии.

Седжвик, имея за плечами опыт изучения Сланцевой системы Камбрийских гор, пришел к выводу, что состав и последовательность сланцевых толщ северо-западного Уэльса и Озерного округа весьма сходны. Совокупность этих образований — Камбрийских гор Озерного округа и Кэмбрийских гор Уэльса — Седжвик и назвал в 1835 г. кембрийской системой15.

В разрезе кембрийской системы Северного Уэльса Седжвик первоначально (1836) выделял три группы слоев16 (снизу вверх, см. рис. 9):

1 — «Нижний кембрий» (комплекс Мона) — хлоритовые и слюдяные сланцы, занимающие значительную часть о. Англси, без фауны (по современным представлениям — это протерозой);

2 — «Средний кембрий» — глинистые сланцы, чередующиеся с пластами порфиров и грубозернистых пород; заключает редкие органические остатки;

3 — «Верхний кембрий» — глинистые сланцы, в основании с пластами известняка. Они слагают центральную часть холмов Бервин (см. рис. 8) и покрываются плитняками лландейло.

Седжвик не дает объяснения происхождению названия «кембрийская система». По сути дела это название в равной степени происходит от Кэмбрийских гор в Уэльсе, и от Камбрийских гор в Озерном округе.

Эти три группы кембрийских пород Седжвик напрямую сопоставлял с тремя аналогичными группами слоев «камбрийской системы» Озерного округа.

Рис. 8. Геологическая карта-схема каледонского массива Уэльса:

1 – девон–квартер; 2 – венлок, лудлов и даунтон (пржидольский); 3 – лландовери;

4 – ордовик (карадок. лландейло, арениг); 5 – тремадок и верхний кембрий;

6 – нижний и средний кембрий; 7 – докембрийские отложения Верхняя граница кембрийской системы проводилась Седжвиком по подошве плитняков лландейло. Эти плитняки Седжвик и Мурчисон договорились в 1835 г. считать основанием силура. Фактически, однако, это не выдерживалось, так как за плитняки лландейло в северо-западном Уэльсе в то время обычно принимались (и Седжвиком и Мурчисоном) литологически сходные более молодые отложения нынешнего лландоверии.

На рис. 9 показано изменение взглядов Седжвика, Мурчисона и др. геологов на расчленение разрезов нижнего палеозоя северо-западного Уэльса и юговосточной области Уэльского каледонского массива (Уэлшбордерлэнда) и соотношение их схем с современной шкалой.

Рис. 9. Сводные разрезы нижнего палеозоя разных регионов Уэльса и сопоставление схем их стратиграфического расчленения. Системы, отделы и ярусы современной Общей стратиграфической шкалы показаны условными обозначениями в средней части рисунка.

Приступая в 1831 г. к изучению древних толщ Уэльса Мурчисон уже знал о том, что Седжвик выделяет нижнюю часть переходных пород Великобритании в качестве определенной геологической системы. Ему были известны и особенности этой системы, заключавшиеся в ее преимущественно сланцевом составе и крайне скудной палеонтологической характеристике. Мурчисон решил изучить верхнюю часть «переходных пород», залегающую между кровлей «сланцевой или камбрийской системы» Седжвика и подошвой «древнего красного песчаника» (девона).

Мурчисону сразу же «повезло» — в толще переходных образований, подстилающих древний красный песчаник, он обнаружил большое количество ископаемых (трилобитов, брахиопод и др.), присутствие которых резко отличало эти отложения от сланцевой системы Седжвика. Это привело Мурчисона к выводу о том, что в пределах изученной им территории развита совсем другая, более молодая геологическая система, представляющая собой полную последовательность «ископаемоносных слоев», заключенных между сланцевой или камбрийской системой и древним красным песчаником.

Мурчисон вначале сосредоточил свои исследования в области Лонгмайндской антиклинальной зоны, а впоследствии расширил их на всю юговосточную область Уэльского каледонского массива (рис. 8). Относительно простое тектоническое строение этого района и выраженность геологических тел в рельефе территории облегчали прослеживание и картирование развитых здесь толщ и установление последовательности их залегания. Последнюю задачу Мурчисон решал на основании изучения органических остатков и широко использовал палеонтологические данные при сопоставлении отдельных разрезов. В этом отношении он быстро выдвинулся как один из наиболее активных представителей новой геологической школы, оценивших практическую ценность палеонтологического метода и начавших успешно его применять в полевой геологической работе.

Первоначально (1832–1834 гг.) «переходные» образования изученного им района Мурчисон расчленял лишь на ряд формаций. Последовательность формаций включала (снизу вверх): лландейло, карадок, венлок и лудлов. Лишь впоследствии (1835) Мурчисон объединил эти четыре формации в единую силурийскую систему. Одновременно лландейло и карадок он стал рассматривать как нижний силур, а венлок и лудлов — как верхний силур (рис. 9). Полное и подробное описание силурийской системы (с геологической картой, многочисленными разрезами, описанием и изображением ископаемых) было дано Мурчисоном в 1839 г., в его знаменитой монографии «Силурийская система»

Основными опорными разрезами явились для Мурчисона обнажения на крыльях поднятия Лонгмайнд в Шропшире (рис. 10).

Рис. 4. Схематический разрез крыльев Лонгмайндской антиклинали, иллюстрирующий структурные и фациальные особенности нижнепалеозойских толщ Шропшира. Условными обозначениями показаны системы, отделы и ярусы современной Общей стратиграфической шкалы (по Жинью, 1952).

Рис. 10 показывает, что ядро Лонгмайндского поднятия сложено докембрийскими отложениями; вернувшись к рис. 9, видим, что докембрий представлен здесь двумя толщами: урикониен и лонгмандиен. В пределах северозападного крыла к докембрийским образованиям примыкают непосредственно сланцевые породы ордовика (тремадока17). Выше следует маркирующий горизонт кварцитов аренига, образующих в рельефе гребень Стиперстоун (в свою очередь кварциты называют стиперстоунскими). Далее следуют более высокие слои ордовика, до карадока включительно. Эти отложения несогласно перекрываются слоями верхнего лландовери и выше — сланцами венлока и лудлова. В юго-восточном крыле разрез имеет существенно иной вид. Здесь на вулканитах урикониен несогласно залегают отложения кембрия. Они начинаются пачкой (5–30 м) базальных кварцитов, выше которых залегают песчаники, сланцы и подчиненные прослои известняков нижнего и среднего кембрия.

Выше следует сланцевая толща тремадока, подстилающаяся сходными сланцами верхнего кембрия. Далее разрез наращивается мощной толщей песчаников и сланцев карадока, несогласно кроющих различные горизонты нижележащих пород. Карадок, в свою очередь, также несогласно, перекрываются маломощными слоями верхнего лландовери и выше — полной серией слоев венлока и лудлова, которые заключают здесь довольно мощные пачки известняков, образующих хорошо выраженные в рельефе моноклинальные гребни (Венлокский, Лудловский и др.). Именно на разрезах юго-восточного крыла Мурчисон установил границы и объемы трех верхних формаций своей силурийской системы: карадока, венлока и лудлова.

Несомненно, что при выделении формаций Мурчисон обращал внимание на рельеф территории, который характеризуется четко выраженной системой продольных возвышенностей (гребней) и понижений (долин). Такой «ступенчатый» рельеф возник из-за чередования в разрезе плотных (известняки и песчаники) и мягких (глинистые сланцы) пород. Первое «геоморфологическое»

впечатление о «геологической самостоятельности» отдельных гребней Мурчисон подкреплял литологическими, а затем и палеонтологическими данными.

При этом большую роль играло то обстоятельство, что основную массу наиболее характерных ископаемых давали известняковые гребни — известняки венлока, айместри (средний лудлов) и др. Разделяющие гребни глинистые толщи играли роль «темных пространств», подчеркивающих «яркие» проявления древней жизни в известняковых пластах.

Нижнюю, самую древнюю, формацию силурийской системы — формацию лландейло — Мурчисон установил на северо-западном крыле Лонгмайндской антиклинали (см. рис. 10). К ней он отнес толщу известковистых песчаников, залегающих между карадоком и сланцами кембрия, и содержащих остатки крупных трилобитов («Asaphus buchi», «Asaphus tyrannus»), перекочевавших впоследствии на Медаль Мурчисона (рис. 11). Эту толщу, в основании которой залегает маркирующий горизонт стиперстоунских кварцитов, Мурчисон наДолгое время английские геологи относили тремадок к кембрийской системе.

зывал плитняками лландейло (Llandeilo Flags), по их широкому развитию у города Лландейло (рис. 8). В современном понимании к формации лландейло Мурчисона относятся лландейло, лланвирна и аренига Общей стратиграфической шкалы (рис. 9, 10). В разрезах Лонгмайндского поднятия породы, подстиРис. 11. Медаль Мурчисона Лондонского геологичелающие стиперстоунского общества ские кварциты, были закрашены Мурчисоном цветом кембрийской системы. К кембрию Мурчисон отнес также почти всю докембрийскую толщу пород (рис. 9).

Для территории центрального и северного Уэльса Мурчисон принимал, в целом, представления Седжвика о кембрийском возрасте всех развитых там «сланцевых пород», подстилающих, плитняки лландейло18. Но, уже в 1839 г.

Мурчисон указал на сходство некоторых ископаемых верхнего кембрия Седжвика с ископаемыми его (Мурчисона) нижнего силура. При этом он делал вывод, что слои, заключающие эти ископаемые, должны быть отнесены уже к его силурийской системе.

Каждой формации силурийской системы Мурчисон дал ту или иную палеонтологическую характеристику. Эти, палеонтологически охарактеризованные толщи слоев, он естественно противопоставлял «немым» слоистым породам ядра Лонгмайндского поднятия. Эти, по современной классификации — докембрийские, породы Мурчисон до самой своей смерти считал типичными образованиями кембрийской системы. Все, что располагалось стратиграфически выше и заключало органические остатки, Мурчисон постоянно и неизменно причислял к силурийской системе.

Из многих причин, лежащих в основе «взаимного непонимания» Седжвика и Мурчисона при сопоставлении разрезов кембрийской системы Озерного Округа и Северного Уэльса с разрезами силурийской системы Шропшира, рассмотрим только две основные.

Во-первых, сопоставления Седжвика преимущественно базировались на общем литологическом сходстве пород. Палеонтологические данные сущестВ действительности из-за слабой геологической изученности Центрального Уэльса, в то время к кембрийской системе там относили не только слои, лежащие ниже плитняков лландейло, но и более высокие горизонты разреза, вплоть до отложений лландовери, пользующихся весьма широким распространением в Центральном Уэльсе.

венной роли в этих сопоставлениях не играли. Но это объясняется не столько скептическим отношением Седжвика к палеонтологическому методу, сколько бедностью изученных им сланцевых толщ органическими остатками.

Во-вторых, ошибка в корреляции разрезов была вызвана местными особенностями сопоставляемых отложений. В частности, для примера разберем вопрос, почему и Седжвик и Мурчисон в Северном Уэльсе принимали отложения нынешнего лландовери за плитняки лландейло. Характерной чертой шропширского разреза является отсутствие в нем отложений нижнего и среднего лландовери и несогласное залегание верхнего лландовери (рис. 10). К юго-западу от Лонгмайнда (рис. 8) отложения лландовери вообще большей частью отсутствуют. Там же где они развиты, например в районе самого г. Лландовери, они очень литологически сходны с нижележащими слоями карадока. Из-за этого сходства слои лландовери первоначально вообще не отделялись Мурчисоном от карадока.

Наоборот, чрезвычайно широким развитием отложения лландовери пользуются в Центральной части Уэльса, разделяющей районы исследований Седжвика и Мурчисона. Здесь они достигают 3000–3500 м мощности. Но первоначально ни Мурчисоном, ни Седжвиком эти отложения изучены не были.

Вполне понятно поэтому, что в северо-западных районах их развития, они принимались Седжвиком за литологически сходные отложения лландейло.

Принимая же лландоверские отложения за лландейло, Седжвик относил нижележащие образования уже к своей кембрийской системе.

Развитие взглядов Седжвика и Мурчисона на стратиграфическую классификацию додевонских отложений Англии и Уэльса в схематичном виде19 дано на рис. 9.

На этом рисунке показано, что в 1852–1854 гг. Седжвик значительно уточнил схему расчленения древних толщ северного Уэльса. Более дробной стала и схема силурийской системы в работах Мурчисона 1859–1872 гг.

Изучение палеонтологических остатков подтвердило старое (1839 г.) предположение Мурчисона об эквивалентности части слоев верхнего кембрия слоям нижнего силура. Эта стратиграфическая одновременность стала вскоре очевидна как основоположнику силурийской, так и основоположнику кембрийской системы.

Поскольку граница кембрийской и силурийской систем была установлена Седжвиком и Мурчисоном в принципе единообразно — в основании плитняков лландейло, можно было бы думать, что выяснение действительных стратиграфических взаимоотношений разрезов Шропшира и северного Уэльса снимет расхождения этих геологов в трактовке данной границы.

Но случилось обратное. Геологические и палеонтологические факты лишь вскрыли имеющиеся ошибки, но не привели к их исправлению. Параллельно с прояснением картины действительных стратиграфических взаимоотношений Подробно эта история рассмотрена Г.П.Леоновым в книге «Основы стратиграфии», т. 1, 1973.

расхождения Мурчисона и Седжвика в трактовке границы кембрия и силура все более увеличивались (см. рис. 9). Причиной этого явилось то, что в эти годы они отошли от своей первоначальной договоренности (о плитняках лландейло) и стали рассматривать положение границы исходя из своих общих историко-геологических воззрений. А эти воззрения у них сильно различались.

Седжвик, определяя объем и границы кембрийской системы, прежде всего рассматривал ее как комплекс сланцевых пород («сланцевую систему»), отвечающих единому крупному этапу геологического развития. Границы кембрийской системы он проводил там, где видел резкие изменения в литологии пород и в характере их структурных взаимоотношений. В соответствии с этим принципом Седжвик в 1852–1854 гг. отделил от кембрийской системы включавшийся в нее раньше метаморфический комплекс Мона, представляющий древний докаледонский структурный этаж. Этим Седжвик установил нижнюю границу кембрия примерно на том уровне, где она проводится и в настоящее время. Аналогичным образом Седжвик определил и верхнюю границу кембрийской системы. Он провел ее по подошве верхнего лландовери, залегающего на большей части Уэльса резко несогласно (см., например рис. 4). Седжвик указывал, что на границе кембрия и силура (т.е. в основании верхнего лландовери) имеет место крупное изменение физических условий: «…наиболее характерные и многочисленные представители древних типов ископаемых исчезают и их место занимают новые типы. В разрезах наблюдается обычно перерыв; и силурийские группы перекрывают иногда кембрийские породы несогласно.

Здесь, следовательно, — делал вывод Седжвик, — согласно общепринятым представлениям мы имеем дело с началом новой системы».

Понимание Мурчисоном силурийской системы с самого начала было двойственным. С одной стороны, она считал ее как чисто эмпирическое подразделение, объединяющее выделенные им ранее формации лландейло, карадок, венлок и лудлов. С другой стороны, под силуром он понимал «полную последовательность ископаемоносных слоев, заключенных между древним красным песчаником и древнейшими сланцевыми породами». Именно эта сторона «силурийской системы» и определила отношение Мурчисона к проблеме ее объема и границ.

Первоначально самыми нижними слоями с ископаемыми были для Мурчисона плитняки лландейло и соответственно в их подошве он и проводил нижнюю границу силурийской системы. Но впоследствии ископаемые стали обнаруживаться в более низких слоях, и все эти новые (и все более древние) ископаемоносные слои Мурчисон стал последовательно и неуклонно относить к силурийской системе, отодвигая ее нижнюю границу все ниже и ниже по разрезу. При жизни Мурчисона наиболее древними слоями Уэльса, в которых были найдены ископаемые, были отложения среднего кембрия. И все отложения, начиная от среднего кембрия и до подошвы древнего красного песчаника, Мурчисон относил на этом основании к своей силурийской системе. Лишь отложения нижнего кембрия Северного и Центрального Уэльса, в которых тогда еще не были обнаружены остатки ископаемых, и докембрийские породы ядра Лонгмайндского поднятия были оставлены Мурчисоном в кембрийской системе.

К силурийской системе Мурчисон стал относить, таким образом, отложения, отвечающие по современной классификации среднему и верхнему кембрию, ордовику и силуру. Эта огромная толща слоев делилась Мурчисоном на две части: нижний и верхний силур. К нижнему силуру им был отнесен средний и верхний кембрнй, ордовик и нижний лландовери. К верхнему силуру соответственно — верхний лландовери, венлок и лудлов. Не случайно Мурчисон проводил рубеж между своим нижним и верхним силуром в подошве верхнего лландовери. Как и Седжвик, он обратил внимание на резко трансгрессивный характер залегания верхнего лландовери в пределах Уэльса.

2.2. «ПРИМИРИТЕЛЬНАЯ» КЛАССИФИКАЦИЯ ЛАЙЕЛЯ В результате непримиримости взглядов Седжвика и Мурчисона положение со схемой классификации додевонских отложений Великобритании оказалось крайне запутанным и неопределенным. Хотя доминировала в данном вопросе несомненно точка зрения Мурчисона. Изложенные с исчерпывающей полнотой и ясностью в «Силурийской системе» и развитые в нескольких изданиях «Силурии» взгляды Мурчисона получили широкую известность и признание как в самой Великобритании, так и за ее пределами. Широкому признанию силурийской системы особенно способствовало то обстоятельство, что с самого начала Мурчисон дал ей достаточно полную палеонтологическую характеристику, которая позволяла сопоставлять с ней раннепалеозойские отложения других стран. На родине Мурчисона признанию силурийской системы способствовало также и высокое служебное положение ее творца, возглавлявшего с 1855 г. геологическую службу Великобритании.

Но и точка зрения Седжвика, опирающаяся на «приоритет» кембрийской системы и поддерживающаяся учениками и коллегами Седжвика по Кембриджскому университету, имела достаточное число сторонников, активность которых особенно возросла после смерти Мурчисона.

В то же время для многих исследователей была очевидна односторонность как одной, так и другой точки зрения. Спор, в конце концов, стал сводиться к тому, как называть основную часть додевонских ископаемоносных слоев: кембрийской или силурийской системой, так как в обоих случаях, в одну систему объединялись практически все (Мурчисоном) или почти все (Седжвиком) известные в то время додевонские отложения, в которых были встречены органические остатки.

В связи с этим стали делаться попытки иной, чем у Седжвика и Мурчисона, группировки различных подразделений рассматриваемой серии слоев и выработки тем самым более рациональной системы их классификации.

Подобная попытка, получившая впоследствии широкое признание, была осуществлена Чарльзом Лайелем. В его интерпретации схема группировки выделенных Седжвиком и Мурчисоном подразделений (формаций) получила вид, представленный в табл. 5.

Схема Лайеля являлась компромиссом между схемами Седжвика и Мурчисона как в части отделения кембрия от силура, так и в части их более дробного разделения.

Во многом точку зрения Лайеля на положение границы кембрия и силура определил характер органических остатков. Палеонтологические виды «нижнего лландейло» в большей своей части принадлежат, по Лайелю, к тем же родам, что и виды вышележащих силурийских слоев, отличаясь в то же время по своей родовой принадлежности от форм, характерных для более древних отложений кембрия.

Компромисс Лайеля прослеживается и в выделении им среднего силура в объеме формации лландовери. Как мы знаем, самостоятельность слоев лландовери первоначально не была установлена. В различных разрезах Уэльса они относились то к нижнему силуру, то к кембрию. К 1850-м гг. стало ясно, что лландовери является самостоятельным стратиграфическим подразделением, залегающим между карадоком и венлоком. Одновременно было выяснено также, что верхняя часть лландовери залегает по отношению к нижней резко несогласно. В связи с этим лландовери традиционно разделяли на «верхний» и «нижний». Границе между нижним и верхним лландовери и Мурчисон и Седжвик придавали в своих схемах очень большое значение.

Стратиграфическая схема додевонских отложений Уэльса Ч.Лайеля (1865)

ВЕРХНИЙ

ВЕРХНИЙ ЛЛАНДОВЕРИ

СРЕДНИЙ

НИЖНИЙ

ВЕРХНИЙ

КЕМБРИЙ

НИЖНИЙ

Впоследствии (в 1872 г.) Лайель отказался от выделения среднего силура.

Продолжая называть лландовери «переходными слоями между верхним и нижним силуром», он стал относить их уже к верхнему силуру. Лайель указывал при этом, что слои лландовери заключают слишком мало специфических видов ископаемых и что в данном отношении они могут быть поставлены в один ряд с такими подразделениями, как, например, лудлов, но не могут быть противопоставлены нижнему и верхнему силуру в целом. Отнесение же лландовери именно к верхнему силуру обосновывалось Лайелем тем, что комплекс ископаемых нижнего и верхнего лландовери в целом имеет значительно больше видов, общих с верхним силуром, чем с нижним.

Точка зрения Лайеля, согласно которой граница нижнего и верхнего силура должна проводиться в основании слоев лландовери, была принята многими исследователями и оказалась зафиксированной в Общей стратиграфической шкале (сейчас она отвечает границе между ордовиком и силуром).

Вопросы к разделу 2:

1. В чем суть «кембрийского конфликта» Седжвика и Мурчисона?

2. Какие стратиграфические интервалы выпадают из разреза палеозоя Озерного округа и с какими геологическими причинами Вы можете это связать?

3. Как Седжвик сопоставлял схемы Озерного округа и северо-западного Уэльса и как они соотносятся с современной стратиграфической шкалой?

4. Опишите структурные и фациальные особенности нижнепалеозойских толщ Шропшира.

5. Какие ярусы ордовика и силура современной общей шкалы впервые были выделены Седжвиком, а какие Мурчисоном?

6. С чем связано то, что подошва верхнего лландовери была выбрана и Седжвиком и Мурчисоном в 1850-х гг. в качестве основного рубежа в толще нижнепалеозойских пород Уэльса?

7. В чем заключается компромиссный характер схемы Лайеля?

3. ПАЛЕОЗОЙ БОГЕМСКОГО МАССИВА:

ТОРЖЕСТВО ПАЛЕОНТОЛОГИИ

В 1833 г. Барранд завершил свою педагогическую карьеру и перешел в железнодорожную компанию на должность горного инженера.

Построить новую железнодорожную ветку ему так и не удалось, но трилобиты, собранные в окрестностях Праги, навсегда приковали к себе его внимание. Увлекшись геологией, Барранд посвятил ей всю жизнь. Итогом его 50-летней научной деятельности стала 22-томная монография «Силурийская система Центральной Богемии», включающая описание 3 557 видов ископаемых (трилобитов, моллюсков, брахиопод, иглокожих и др.) и 1160 иллюстраций20. Неразрывная связь палеозоя Чехии (рис. 12, 13) с именем Барранда запечатлена в названиях «палеозой Барранда», «Баррандовы фауны», «Баррандиен» и др.

Нижнепалеозойские отложения Чехии выполняют относительно небольшой (длина — 100 км при ширине— 35 км) Пражский синклинорий (рис. 12 и 13 — Баррандия), вытянутый с юго-запада на северо-восток и обрамленный более древними образованиями Богемского (Чешского массива).

Серия палеонтологически охарактеризованных морских отложений Пражского синклинория (Баррандии) начинается средним кембрием и заканчивается средним девоном (рис. 14). Выше резко несогласно залегают континентальные отложения верхнего карбона или более молодые образования. Отложения среднего кембрия подстилаются мощной (до 1000 м) толщей «немых» нижнекембрийских конгломератов, которые трансгрессивно залегают на размытой поверхности протерозойских пород.

Эта работа является самым крупным научным исследованием когда-либо написанным одним человеком.

Рис. 12. Схематическая геологическая карта Центральной Европы Среднекембрийские глинистые сланцы (200—300 м) содержат многочисленные остатки ископаемых, главным образом многочисленных трилобитов — Paradoxides, Agnostus и др. Перекрывается средний кембрий обычно породами тремадока. Иногда между среднекембрийскими и тремадокскими отложениями залегают толщи вулканических пород, прослаивающиеся «немыми» песчаниками и конгломератами. Таким образом, в области Пражского синклинория слои среднего кембрия и слои ордовика (тремадока) разделяются длительной (отвечающей всему верхнему кембрию) эпохой, от которой не сохранилось никаких следов жизни.

Рис. 13. Геологическая карта-схема Богемского массива. (Леонов, 1973):

1 – третичные отложения; 2 – третичные и меловые базальты; 3 – мел; 4 – пермокарбон; 5 – палеозой; 6 – верхний протерозой; 7 – гнейсы; 8 – граниты; 9 – гранулиты; 10 – габбро Слоями тремадока начинается мощная (до 1500 м), трансгрессивно залегающая толща песчачиков, граувакковых сланцев и кварцитов, включающих прослои основных вулканических пород. Нижние слои этой толщи (тремадок) содержат остатки граптолитов Dictyonema и раковины беззамковых брахиопод Lingula. Далее следуют песчаники с трилобитами (Asaphus и др.), брахиоподами, наутилоидеями, иглокожими, чередующиеся с граптолитовыми сланцами:

это арениг, лланвирн, лландейло, карадок и ашгиль. Таким образом, данная толща отвечает всему ордовику.

Выше с небольшим перерывом залегает резко отличная как в литологическом, так и в палеонтологическом отношении серия пород силура и девона.

Она начинается толщей (150–200 м) граптолитовых сланцев (лландовери), местами прослоенных основными вулканическими породами. Сланцы перекрываются рифогенными известняками чрезвычайно богатыми разнообразными ископаемыми.

Рис. 14. Сводный разрез Пражского синклинория. По ГорКоличество и мощность этих известняковых прослоев и линз вверх по разрезу возрастает: известняки слагают в основном всю верхнюю часть разреза. Нижние толщи известняков относятся в настоящее время к силуру; верхние — к нижнему и среднему девону.

В первом томе своей «Силурийской системы Центральной Богемии» Барранд привел полное описание состава, последовательности и общего палеонтологического характера изученных им слоев. Описание он сопроводил картой и идеальным профилем (рис. 15).

Разрез Пражского синклинория Барранд расчленил на восемь этажей (ярусов), которые обозначал заглавными латинскими буквами — от А до Н. Это расчленение Барранд обосновал тремя основными признаками: 1 — стратиграфическим взаимоотношением слоев; 2 — их палеонтологической характеристикой; 3 — литологическим составом формаций.

Рис. 15. Идеальный профиль Пражского синклинория Богемского бассейна (По Барранду, 1852; из Иностранцева, 1912): объяснение в тексте.

Все восемь этажей (А–Н) Барранд считал единой серией слоев эквивалентной силурийской системе Р.Мурчисона. Свою силурийскую систему Барранд разделил на две части. К нижнему силуру он отнес этажи А, В, С и D; к верхнему — Е, F, G и Н:

Этажи А и В Барранд назвал азойскими, так как они не содержат органических остатков. Этаж А по современной классификации отвечает протерозою, а этаж В — в основной своей части нижнему кембрию (см. геол. ситуацию и рис. 3).

Вышележащий «этаж протозойских сланцев С» соответствует ныне среднему кембрию. В этот этаж Барранд включал также верхнекембрийские порфиры и порфириты северо-западного крыла синклинория.

Следующий этаж — «этаж кварцитов D», названный так по резко выступающим в рельефе (рис. 15) пачкам кварцитов, охватывает (в современном понимании) отложения от тремадока до ашгиля, соответствуя, таким образом, ордовику.

Этажом D заканчивается, по Барранду, нижняя часть силурийской системы Пражского синклинория. Барранд подчеркивает резкость границы между нижней и верхней частями силура и резкое различие в их литологическом характере.

Три нижних этажа верхнего силура—Е, F и G Барранд называет, последовательно, этажом нижнего (Е), среднего (F) и верхнего (G) известняка и, наконец, верхний этаж (Н) — этажом верхних сланцев.

Внутри этажей Барранд выделял более дробные единицы— слои («bandes»), которые обозначал теми же, что и этажи, но только маленькими буквами латинского алфавита с добавлением цифрового индекса (например Dd1, Dd2) и т.

д. (см. рис. 15).

Фаунистические комплексы шести палеонтологически охарактеризованных этажей (С,D,E,F,G,Н) Барранд сгруппировал в три последовательно сменяющие друг друга «фауны»: первую, или примордиальную, свойственную этажу С; вторую, отвечающую этажу D; и третью, подчиненную этажам Е–Н. Все эти три фауны Барранд считал принадлежащими одному периоду жизни Земли, характерной особенностью которого было широкое развитие трилобитов, составляющих наиболее заметный элемент фауны почти всех этажей и зон «Баррандова палеозоя».

Первую и вторую «фауны» Барранд рассматривал как нижнесилурийские, а третью — как верхнесилурийскую. Аналоги второй и третьей силурийских фаун Пражского синклинория Барранд находил в отложениях силура (схемы Мурчисона) Великобритании. Что касается первой фауны, то ко времени выхода в свет первого тома «Силурийской системы» Барранда (1852) аналога ее в пределах Великобритании практически еще не было известно. Барранд мог опираться здесь лишь на единичные находки верхнекембрийских ископаемых, сделанные в некоторых районах массива Уэльса.

Последовательное обновление силурийской фауны при переходе от первой фауны ко второй и от второй к третьей Барранд связывал с развитием вулканической деятельности, уничтожавшей большую часть живых существ предшествующей эпохи и освобождавшей место для появления новых форм животных и растений. Смена первой фауны второй связывалась при этом Баррандом с излияними верхнекембрийских «порфиров», а смена второй фауны третьей — с излияниями «траппов» в эпоху накопления нижних бедных ископаемыми слоев этажа Е (граптолитовых сланцев лландовери — венлока).

Благодаря полноте и тщательности как палеонтологических, так и стратиграфических работ Барранда и объективности его аргументации, «силурийская фауна» Пражского синклинория стала приниматься за тип силурийской фауны, вообще, а «силурийская система Центральной Богемии» стала рассматриваться многими геологами в качестве типичных образований силурийского периода жизни Земли. Сходством с «силурийской» фауной «Баррандова палеозоя» стал доказываться силурийский возраст ископаемых, обнаруженных в отложениях других стран, и соответственно обосновываться принадлежность этих отложений к силурийской системе Мурчисона.

Когда, вскоре после выхода первого тома «Силурийской системы» Барранда, в Уэльсе все чаще и чаще стали обнаруживаться ископаемые верхнего и среднего, а впоследствии и нижнего кембрия, то все они на основании сходства с первой (примордиальной) фауной «Баррандова палеозоя» стали рассматриваться как силурийские. Как силурийские стали рассматриваться на том же основании и другие известные в то время кембрийские (вплоть до нижнекембрийских), по современной классификации, фауны Европы и Северной Америки.

Взгляды Барранда на толщу палеозоя Чехии как на одну естественную систему слоев, а на заключенные в этих слоях комплексы ископаемых — как на фауну одного периода существования органического мира, оформившиеся под влиянием идей Мурчисона, стали, в свою очередь, использоваться самим Мурчисоном для укрепления своих идей. Действительно, после появления первых работ Барранда Мурчисон, защищая свои взгляды, постоянно обращается к его авторитету и его пониманием объема «Силурийской фауны» и «Силурийской системы» аргументирует свои собственные представления о нижней границе этой системы, замыкая тем самым логический круг своих доказательств.

3.3. Классификация Лэпворса: выделение ордовикской системы Поддерживаемая Мурчисоном и Баррандом — концепция «широкой» силурийской системы, охватывающей все додевонские21 слои с ископаемыми, получила весьма широкое распространение и почти всеобщее признание. При этом становилось все более неясным место кембрийской системы в общей стратиграфической схеме. Возникал естественный вопрос: что же это за кембрийская система? Не дублирует ли она, с одной стороны, нижнюю часть силура, а с другой — верхнюю часть «немых» толщ, выделявшихся в разных странах как первичные, первозданные, азойские и т.п. образования?

Особенно остро этот вопрос встал после выделения канадским геологом Логаном гуронской формации, к которой этот исследователь отнес верхнюю часть современного докембрия Канадского щита, представленную относительно слабо метаморфизованными толщами кварцитов, филлитов, глинистых Схема древнейших образований Логана-Креднера 1869 г Барранд, как было показано выше, относил к силурийской системе также и слои нижнего и среднего девона, считая их за эквиваленты верхнесилурийских (лудловских) отложений Великобритании сланцев и других пород, залегающих на размытых, денудированных гнейсах более древней — лаврентьевской формации.

Представления Логана о древнейших отложениях приведены в табл. 6.

Кембрийская система не нашла, как мы видим, в этой схеме себе места и на время исчезла из геологической науки.

Положение изменилось только в январе 1879 г., когда в английском «Геологическом журнале» появилась статья английского геолога Чарльза Лэпворса (Lapworth Ch.), в которой был дан совершенно новый вариант решения рассматриваемой проблемы.

Лэпворс предложил следующую схему расчленения охарактеризованных фауной додевонских отложений (сверху вниз):

— силурийская система: слои, заключенные между основанием древнего красного песчаника и основанием нижнего лландовери;

— ордовикская система: слои, заключенные между основанием нижнего лландовери и основанием нижнего аренига;

— кембрийская система: слои, заключенные между основанием формации нижнего аренига и основанием древнейших ископаемоносных слоев.

Предложение Лэпворса о выделении трех самостоятельных систем — кембрийской, ордовикской22 и силурийской явилось попыткой разрубить Гордиев узел и найти приемлемое как для сторонников Седжвика, так и для сторонников Мурчисона решение «кембрийского конфликта» путем выделения основной «спорной» части разреза в виде самостоятельной системы.

Данное решение обеспечивающее, по его мнению, равноценность основных геологических систем додевонских образований как по отношению друг к другу, так и по отношению к более поздним системам палеозоя, Лэпворс обосновывает уже известными, ранее установленными фактами.

Основное, на что опирается Лэпворс, это существование трех силурийских фаун Барранда. «Среди всей путаницы, связанной с данной проблемой, — пишет Лэпворс,— один большой факт остается ясным и очевидным даже для исследователя, весьма поверхностно знакомого с палеозойской геологией, а именно: слои, заключенные между горизонтом, отмеченным появлением Paradoxides и условной линией, которая проводится в настоящее время в кровле лудлова, содержат три различные фауны, не менее характерные, чем любые другие, свойственные типичным общепринятым системам более молодого возраста».

Название «ордовикской системе» Лэпворс, следуя примеру Мурчисона, взял по имени одного из кельтских племен— ордовициев, населявших некогда Северный Уэльс.

В представлении Лэпворса, таким образом, кембрийская система, в палеонтологическом отношении, это — отложения, заключающие первую (примордиальную) силурийскую фауну Барранда; ордовикская система — отложения, заключающие вторую фауну, и, наконец, силурийская система — отложения, заключающие третью фауну. При этом он исходил, очевидно, из того, что кембрийская система Уэльса соответствует этажу С Барранда; ордовикская система — этажу D; силурийская система — этажам Е — Н.

Как показали последующие исследования в действительности стратиграфические взаимоотношения разрезов каледонского массива Уэльса и Пражского синклинория являются несколько иными, но это ни в коей мере не умаляет заслуг Лэпворса.

Анализируя взгляды Седжвика, Мурчисона и их последователей, Лэпворс особенно подчеркивает то, что все эти геологи в своих представлениях исходили из местных особенностей геологического развития территории. Границы между системами и их крупными подразделениями проводились при этом на тех уровнях, на которых в стратиграфическом разрезе данной области наблюдаются наиболее резкие изменения или в характере отложений, или в составе органических остатков, или в условиях залегания слоев, связанные с более или менее длительным перерывом в осадконакоплении.

Подобный подход к установлению стратиграфических границ Лэпворс считает неправильным. Доктрина об универсальных переворотах и одновременном уничтожении всей жизни на Земле в конце каждой крупной эпохи давно сдана, пишет Лэпворс, в архив изживших себя гипотез и в высшей степени прискорбно, что пережиток подобных представлений — догма о необходимости стратиграфического и палеонтологического перерыва между нашими современными системами — имеет еще приверженцев среди людей науки.

Говоря о проблеме «палеонтологического перерыва», Лэпворса пишет, что во всех случаях фауны, которые характеризуют наши «системы», обязаны своими резкими различиями отсутствию промежуточных, связующих ископаемоносных слоев. Фауны последовательных систем, замечает Лэпворс, различаются лишь в меру того развития, которое они прошли в течение интервалов времени, не представленных в данной местности отложениями, заключающими ископаемых.

Рассуждения Лэпворса сводятся, следовательно, к тому, что любые, в том числе и палеонтологические, «резкие» границы между системами (или вообще стратиграфическими подразделениями) являются резкими лишь в пределах более или менее ограниченных территорий. Если же те же границы рассматривать в более широком плане, то «резкость» их должна исчезнуть, и мы окажемся перед фактом непрерывного и постепенного, в масштабе всей поверхности Земли, развития органического мира. Отсюда Лэпворс, естественно, приходит к мысли об условности стратиграфических границ вообще и о необходимости проводить эти границы, руководствуясь не их «резкостью» и не тем, как они были проведены впервые Мурчисоном или Седжвиком, а их рациональностью, с точки зрения общих принципов стратиграфической классификации.

Схема Лэпворса в части выделения ордовика как самостоятельной системы была принята впоследствии большинством геологов, как Европы, так и Северной Америки и нашла свое отражение в Общей стратиграфической шкале. Но признание ее произошло далеко не сразу. В России, например, подобная схема деления была официально принята Межведомственным стратиграфическим комитетом лишь в 1955 и только с этого времени стала применяться на геологических картах. Схема Лэпворса удачно, по-видимому, разрешала проблему классификации «кембро-силурийских» отложений с формальной, номенклатурной стороны. Но она не снимала, по сути дела, ни одного из противоречий в трактовке объема и границ основных подразделений додевонских отложений палеозоя.

Весьма существенным шагом вперед на пути разрешения рассматриваемой проблемы явился доклад американского геолога Уолкотта (Walcott Ch., 1891) «Стратиграфическая последовательность кембрийских фаун в Северной Америке». В этом докладе Уолкотт устанавил для кембрия Северной Америки последовательность трех фаунистических «зон», снизу вверх: «зоны Olenellus», «зоны Paradoxides» и «зоны Olenus» (табл. 7).

Таблица Схема расчленения кембрийской системы Уолкотта (Walcott Ch., 1891) В схеме Уолкотта впервые четко намечено трехчленное деление кембрийской системы. Но самое главное он установил наличие зоны Olenellus — более древних слоев, чем слои с Paradoxides (а слои с Paradoxides это типичная примордиальная (первая) фауна Барранда). Одновременно Уолкотт установил наличие зоны Olenus (или Dicellocephalus), заключающих фауну промежуточного характера между первой (примордиальной) и второй силурийскими фаунами Барранда. Тем самым значительно расширилась и одновременно уточнилась палеонтологическая характеристика тех отложений, которые суммарно рассматривались раньше как «примордиальные».

Вопросы к разделу 3:

1. Укажите элементы сходства и основные различия в строении разрезов палеозоя Тюрингенской впадины и Пражского синклинория (Баррандии).

2. Опишите историю геологического развития Пражского синклинория в палеозое.

3. Чем обусловлено различие «силурийских фаун Барранда» ?

4. Проблема «палеонтологического перерыва» с точки зрения Лэпворса.

5. Какие геологические исследования привели к разрешению вопросов об объеме трех нижних систем палеозоя?

Рекомендуемая литература:

ЛЕОНОВ Г.П. Основы стратиграфии. Т. 1. Изд-во МГУ, 1973, 527 с.

ЛЕОНОВ Г.П. Основы стратиграфии. Т. 2. Изд-во МГУ, 1974, 483 с.

МЕЙЕН С.В. Введение в теорию стратиграфии. М., Наука, 1989. 216 с.

МЕННЕР В.В. Биостратиграфические основы сопоставления морских, лагунных и континентальных свит. М.: Изд-во Ан СССР, 1962. 373 с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ СТРАТИГРАФИЯ (Разработка стратиграфической базы крупномасштабных геологосъемочных работ) / Под ред. И.Ф.Никитина, А.И.Жамойды. Л.: Недра, 1984. 320 с.

СТЕПАНОВ Д.Л., МЕСЕЖНИКОВ М.С. Общая стратиграфия (Принципы и методы стратиграфических исследований). Л., Недра, 1979. 423 с.

СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ КОДЕКС. Изд. 2-е, дополненное. СПб.: изд. Межвед. Стратигр. Ком., 1992, 120 с.

ДОПОЛНЕНИЯ к Стратиграфическому кодексу России. Спб.: Изд-во ВСЕГЕИ,