Каменноугольный период

Каменноугольный период, сокращённо карбон (С) - геологический период в верхнем палеозое и пятая снизу система палеозойской эратемы, соответствующая пятому периоду палеозойской эры геологической истории Земли. Начало 360 млн лет назад, конец 286 млн лет назад, продолжительность карбона 74 млн лет. Назван из-за масштабных процессов углеобразования в это время.

Впервые появляются очертания величайшего суперконтинента в истории Земли - Пангеи. Пангея образовалась при столкновении Лавразии (Северная Америка и Европа) с древним южным суперконтинентом Гондваной. Незадолго до столкновения Гондвана повернулась по часовой стрелке, так что её восточная часть (Индия, Австралия, Антарктида) переместилась к югу, а западная (Южная Америка и Африка) оказалась на севере. В результате поворота на востоке появился новый океан - Тетис, а на западе закрылся старый - океан Рея. В то же время океан между Балтикой и Сибирью становился все меньше; вскоре эти континенты тоже столкнулись.

Тектоника и магматизм

Основные структурные элементы земной коры на протяжении каменноугольного периода испытали существенные перестройки, вызванные проявлением герцинской складчатости. Их результатом явилось превращение значительной части |геосинклинальных областей в складчатые горные сооружения - герциниды. Первая фаза герцинского тектогенеза, проявившаяся на рубеже девона и карбона, вызвала разрастание геоантиклинальных поднятий в геосинклинальных областях. Поднятия вскоре сменились на обширных пространствах погружениями земной коры и развитием морских трансгрессий, достигших максимума в визейском веке. Более интенсивным было проявление герцинской складчатости в конце раннекаменноугольной эпохи. Эти движения происходили в ряде геосинклинальных областей, внутри которых возникли складчатые структуры герцинид. Особенно интенсивно складкообразование проявилось в Западно-Европейской геосинклинальной области и Урало-Монгольском геосинклинальном поясе. Возникшие здесь складчатые структуры в среднем карбоне вступили в орогенный этап развития. Наряду с образованием межгорных впадин формировались краевые или предгорные прогибы на границе воздымавшихся горных сооружений и платформ. Во впадинах и прогибах накапливались мощные обломочные толщи, с которыми связаны крупнейшие угольные бассейны и месторождения. В платформенных областях тектонические движения конца раннего - начало среднего карбона проявились поднятиями, вызвавшими регрессии моря. В среднем карбоне местами возникали новые трансгрессии. На рубеже средне- и поздне-каменноугольных эпох произошла новая фаза герцинской складчатости, усложнившая ранее сформировавшиеся герциниды. В позднем карбоне движения земной коры всё более дифференцировались. Наряду с преобладанием регрессий происходили ограниченные трансгрессии. В позднем карбоне продолжались складкообразовательные движения в геосинклиналях. На всём протяжении каменноугольного периода в геосинклинальных поясах проявлялся магматизм. Предполагают, что в карбоне платформы Южного полушария и экваториальной области образовали единый гигантский суперконтинент - Гондвану. В Северном полушарии допускается существование гипотетического материка Ангариды, располагавшегося на месте современной Северной Азии. Геологическое развитие земной коры в каменноугольном периоде предопределило в планетарном масштабе преобладание морских отложений в нижнем карбоне и широкое развитие континентальных фаций в средних и верхних отделах.

Флора и фауна

Органический мир в карбоне испытал существенное обновление. В морях вымерли граптолиты и резко сократились такие группы животных, как трилобиты среди членистоногих, а из кишечнополостных - строматопоры и кораллы табуляты. Получают распространение фораминиферы, особенно фузулиниды. Из |кишечнополостных бурно развиваются хететиды и кораллы - табулятоидеи, хететиды и ругозы (четырёхлучевые). Среди моллюсков - гастроподы, многочисленны брахиоподы, особенно замковые из отрядов продуктид и спириферид. Обильны мшанки, иногда образующие рифы, из головоногих моллюсков - гониатиты и наутилоидеи со спиральной раковиной, аммоноидеи (гониатиты). Разнообразны ракообразные, особенно остракоды. Из иглокожих обильны морские лилии, остатки которых нередко образуют криноидные известняки. Из водных позвоночных к началу карбона вымирают щитковые бесчелюстные и панцирные рыбы, развиваются хрящевые (акулоподобные) рыбы. Некоторые акулы (например, камподусы) могли достигать длины до 13 метров. Сохранялись пресноводные кистеперые, в том числе и рипидистии. Обитавшие в болотах рипидистии-ризодонты были высшими хищниками. Ризод, например, достигал 8 метров в длину и был самым страшным хищником пресных вод. Характерно быстрое освоение животным миром пресных вод (двустворчатые и брюхоногие моллюски, ракообразные - филлоподы) и суши (насекомые, паукообразные). Среди наземных позвоночных преобладают стегоцефалы, появляются пресмыкающиеся. В нижнем карбоне возникают примитивные формы рептилий, которые заселяли свободные от хищников более сухие пространства. Сначала первые рептилии ещё обитали вблизи воды, как например вестлотиана, но позже они удалялись от неё всё дальше и дальше, пока не стали сухопутными животными. Леса каменноугольного периода с их многочисленными болотами были родиной своеобразных панцирноголовых земноводных, произошедших в девоне от кистеперых рыб. Эти земноводные изобиловали в древних лесах. Они были настолько характерны для верхнего карбона и нижней перми, что обе эти геологические эпохи можно считать периодом царства земноводных, притом не только из-за их обилия, но также и потому, что в то время они действительно владели всем миром и дали ему характерный отпечаток.

В каменноугольный период бурно развивается наземная древесная растительность, что впоследствии способствовало интенсивному углеобразованию. Достигли максимального расцвета некоторые группы высших споровых растений, появившиеся ещё в девоне: сигиллярии, лепидодендрон (плауновидные), каламиты (хвощевидные), ставроптерисы, различные ужовниковые (папоротниковидные), семенные хвощи, кордаиты (голосеменные). Возникшие семенные растения могли поселяться в более сухих местах обитания, так как особенности их размножения не связаны с наличием воды. Господствовали плауновидные (в частности, лепидодендроны), членистостебельные (каламиты и др.) и папоротники. Характерно широкое распространение лесных формаций. В связи с происходившим в течение каменноугольного периода усилением дифференциации климата и обособлением климатических поясов, в среднем и позднем карбоне чётко выделяются три флористические области: тропическая - Еврамерийская, северного умеренного климата - Ангарская и южного умеренного пояса - Гондванская.

Полезные ископаемые

За время каменноугольного периода сформировались месторождения разнообразных полезных ископаемых, главнейшие из которых - угли. Залежи углей карбона составляют около 25% общих мировых запасов ископаемых углей. Угольные бассейны и месторождения карбона широко представлены в Европе и Северной Америке, где сконцентрировано более 80% общих геологических запасов углей этого возраста. Основные угольные бассейны в Европейской части Pоссии - Подмосковный, на Украине - Донецкий и Львовско-Волынский. Из угольных бассейнов каменноугольного периода в Азиатской части Pоссии важнейшие Кузнецкий и Тунгусский, в Казахстане - Карагандинский и Экибастузский. Многочисленные угольные бассейны преимущественно средне- и позднекаменноугольного возраста известны в зарубежной Европе и Азии, Северной Америке и на южных континентах. С отложениями карбона связаны самые крупные в Европе бассейны: Южный Уэльс, Ланкашир, Нортумберленд, Кент в Великобритании, Астурийский в Испании, Валансьен во Франции, Льеж и Кампин в Бельгии, Нижнерейнско-Вестфальский (Рурский) в Германии, Верхнесилезский в Польше, Остравский в Чехии. Угленосность каменноугольной системы в Азии развита менее чем в Европе. Основные угольные бассейны известны на северо-востоке Китая, в Турции (Зонгулдак), Монголии, Индонезии и др. В Северной Америке с пенсильванскими толщами связано наибольшее угленакопление (Аппалачский, Иллинойсский, Пенсильванский, Мичиганский, Техасский бассейны). Из горючих ископаемых кроме углей каменноугольная система содержит залежи нефти и природного газа. В Pоссии промышленная нефтегазоносность карбона характерна для востока восточно-Европейской платформы (Волго-Уральская нефтегазоносная провинция), где залежи нефти и газа присутствуют в нижних и средних отделах. Нефтегазоносны каменноугольные отложения и в Днепрово-Донецкой впадине. Здесь залежи нефти и газа приурочены к визейским, серпуховским и башкирским отложениям, а в верхах верхнего карбона залегают основные запасы газа. Крупные нефтяные и газовые месторождения миссисипского (раннекаменноугольного) возраста известны в центральных и восточных штатах США (Мидконтинент). Отложениям каменноугольной системы подчинены многочисленные месторождения различных руд осадочного и магматогенного происхождения. Из осадочных руд - бурые железняки (Восточно-Европейская платформа, Урал), бокситы (Подмосковный бассейн, Средняя Азия). С отложениями каменноугольной системы местами связаны залежи огнеупорных глин; с интрузиями - крупнейшие (ныне в основном выработанные) месторождения железных руд на Урале и менее богатые в Саяно-Алтайской и других складчатых областях, а также месторождения руд полиметаллов. Каменноугольные известняки повсеместно используются как цементное сырьё, строительный и облицовочный камень и т.д.