Большая советсткая энциклопедия Силурийская система (период)

Силурийская система (период)

Силурийская система (период), силур, третья снизу система палеозойской группы, соответствующая третьему периоду палеозойской эры геологической истории Земли. Названа по древнему кельтскому племени силуров, населявших пограничную область Уэльса в Великобритании. Начало С. п. радиологическими методами определяется в 440 млн. лет тому назад, длительность его составляет около 30 млн. лет; следует за ордовикским периодом [см. Ордовикская система (период)] и предшествует девонскому периоду [см. Девонская система (период)].

С. с. установлена в 1835 Р. Мурчисоном в Великобритании [типовая площадь — пограничная область Уэльса]. Вначале включала наряду с собственно силурийскими (готландскими) и ордовикские отложения. После выделения ордовика в самостоятельную систему название "силур" сохранилось лишь за верхней частью, установленной Р. Мурчисоном С. с., и в таком объёме она была утверждена в 1960 на 21-й сессии Международного геологического конгресса в Копенгагене.

Первоначальное расчленение С. с. (конца 19 — начала 20 вв.) на отделы, ярусы, а также на более мелкие биостратиграфические подразделения по брахиоподам и трилобитам было проведено в типовых разрезах шельфовых фаций на территории Уэльса; первая зональная шкала по граптолитам была разработана английским геологами Ч. Лануорсом, Г. Эллис и Э. Вуд в Южной Шотландии и Уэльсе.

В России начало изучения С. с. в 1840-х гг. связано с именами Р. Мурчисона и русского геолога А. Кайзерлинга. Первые исследования С. с. в Европейской части России, в Сибири и Средней Азии проводились русскими геологами Ф. Б. Шмидтом, Э. Эйхвальдом, И. В. Мушкетовым и Н. И. Лебедевым в 1850—90. В начале 20 в. значительный вклада изучение С. с. внесли русские геологи В. Н. Вебер, А. Н. Рябинин, а в советское время — Д. В. Наливкин, Б. Н. Аверьянов, В. П. Нехорошев, В. И. Яворский, Б. Б. Чернышев, Б. С. Соколов, О. И. Никифорова, А. Н. Ходалевич, А. М. Обут и др. В Западной Европе важнейшие исследования выполнены Ч. Лапуорсом, Т. Дейвидсоном, И. Баррандом, О. М. Бульманом, Р. Козловским и др.; в Северной Америке — Дж. Холлом, Ч. Шухертом, А. Купером, А. Буко и У. Берри.

Подразделения. С. с. делится на 2 отдела (см. табл.): нижний — включает лландоверийский и уэнлокский ярусы, верхний — лудловский и пржидольский (соответствует даунтонскому). Для всей С. с. существует единая шкала грантолитовых зон, в основу которой положены для нижних трёх ярусов — зоны стратотипических регионов Великобритании, для верхнего — зоны пржидольского яруса Баррандиена Чехословакии.

Общая характеристика. Отложения С. с. известны на всех материках (за исключением Антарктиды). Классические разрезы изучены в Великобритании, Чехословакии, Швеции, Северной Африке (Марокко), Северной Америке и в СССР (Европейская часть, Урал, Сибирь, Средняя Азия, Алтай, Тува).

Структурный план земной коры в С. п. в целом унаследован от кембрийского и ордовикского периодов; продолжают существовать крупные относительно стабильные платформы: Восточно-Европейская, Африканская, Индостанская, Китайская, Сибирская и Северо-Американская; их минимальные размеры измеряются тысячами километров. Подвижные зоны (геосинклинали) — Грампианская, Средиземноморская, Урало-Сибирская, Тихоокеанская, Аппалачская и другие — занимают более ограниченные площади.

Взаимное расположение континентов и морей оставалось приблизительно таким же, как в ордовике. Самый крупный массив суши — материк Гондвана — охватывал большую часть современной территории Африки (южнее Сахары), Аравию, Индостан, Антарктиду и Бразилию. На территории Северной Америки и Евразии располагались более мелкие массивы суши — Гренландская, Балто-Сарматия (на С.-В. Европы), Ангарская и другие (на территории Азиатской части СССР), которые в результате регрессий и трансгрессий в С. п. меняли свою конфигурацию. Есть предположение о существовании в силуре, помимо Гондваны, двух материков: Евроамерики и Азии. Материки отличались равнинным, слабо расчленённым рельефом; горные массивы и цепи, по-видимому, отсутствовали.

Начало С. п. характеризуется затуханием геократического режима, значительными погружениями земной поверхности, сопровождавшимися глобальной морской трансгрессией, достигшей максимума в лландоверийском веке. Погружение платформенных плит происходило неравномерно; наиболее значительное погружение испытали Северо-Американская и Сибирская платформы.

В целом тектонический режим С. п. был относительно стабильным. Геосинклинальные зоны характеризовались дифференцированными тектоническими движениями, при которых на фоне общего прогибания существовали отдельные более стабильные участки, а также области островных поднятий. В результате размыва суши накапливались тонкозернистые терригенные отложения (Урал, Центральная Европа, Северная Африка, Анды и др.); там, где геосинклинальное развитие в С. п. сменилось орогенным, преобладали грубообломочные отложения моласс (Казахстан, Алтае-Саянская область, Аппалачи и др.). В результате подводных вулканических извержений дно геосинклинальных морей покрывалось лавами, вулканическими брекчиями и туфами преимущественно базальтового и андезитового составов. С извержениями подводных вулканов тесно связано накопление кремнисто-глинистых илов, которые вместе с эффузивами образуют осадочно-вулканогенные формации (Урало-Тянь-Шаньская, Казахстанская, Аппалачская, Средиземноморская геосинклинали). Раковинные и рифовые карбонатные фации характеризуют лишь узкие шельфовые зоны.

Конец С. п. — эпоха завершения каледонского тектонического цикла, горообразования и складчатости в ряде геосинклинальных систем на территории Северо-Западной Европы, Сев. Гренландии, на Аляске и др. (см. Каледонская складчатость). Классический пример — Грампианская геосинклиналь (на территории современной Шотландии), замкнувшаяся к концу лудловского века. На всей территории Норвегии и Швеции силурийские и более древние отложения были смяты в складки, нарушены разломами с горизонтальными смещениями. В Шотландии, Северной Англии и Ирландии сильно дислоцированные отложения несогласно перекрываются континентальными красноцветными песчаниками. В Средиземноморской и Урало-Сибирской геосинклинальных зонах в это время происходят регрессии эпиконтинентальных морей. Нарушение солёности в изолированных позднесилурийских бассейнах привело к образованию красноцветных отложений, солей и гипсов (Северо-Американская и Сибирская платформы).

Фактические данные о климате С. п. немногочисленны. Широкое распространение богатых раковинных фаун и обилие рифов в морях С. п. дают возможность предположить, что они образовались в условиях тёплого мягкого климата. По палеомагнитным данным, экватор в С. п. проходил через Северную Америку косо с Ю.-З. на С.-В., пересекал Атлантический океан и с С.-З. на Ю.-З. — Западную Европу, далее шёл параллельно Красному морю на Ю. но Индийскому около и к Ю.-З. от Австралии. Т. о., большая часть известных выходов отложений С. с. располагалась в пределах тропического пояса. На существование аридных зон, например, на территории Северной Америки и местами в Азиатской части СССР указывают красноцветные отложения, гипсы и соли. По методу изучения жидких включений в кристаллах соли определяются средние температуры в пределах 30—50 °С. Имеются доказательства существования полярных областей в пределах Гондваны. Присутствие пород, подобных тиллитам, в разрезах нижнего силура Северной Аргентины, Боливии и Мавритании указывает здесь на возможное оледенение.

Органический мир. К началу С. п. сформировались все основные классы беспозвоночных организмов и появились первые примитивные позвоночные. Крупная лландоверийская трансгрессия создала благоприятные условия для широкого расселения фауны, чем объясняется её обилие и разнообразие уже в начале С. п.

Для мелководных эпиконтинентальных морей и шельфовых частей геосинклинальных бассейнов с карбонатным осадконакоплением были характерны богатые сообщества раковинной и коралловой фауны. Среди раковинной фауны наиболее многочисленны плеченогие (брахиоподы), которые образовывали банки либо селились отдельными группами среди зарослей морских лилий, коралловых и гидроидных полипов. Они зарывались в мягкий грунт, лежали или парили над ним либо прикреплялись к более твёрдым участкам дна. В силуре из плеченогих в изобилии были распространены ортиды, строфомениды, ринхонеллиды и формы со спиралевидным ручным аппаратом (атрипиды, спирифериды). Господствующей группой среди плеченогих были пентамериды, которые широко расселились и быстро достигли расцвета. В составе шельфовых биоценозов более разнообразными, чем в ордовике, были брюхоногие и двустворчатые моллюски, появились тентакулиты, многочисленные наутилоидеи. Существенную роль в составе фаунистических сообществ принадлежала членистоногим (ракушковым и трилобитам), которые вели подвижный образ жизни и населяли мягкие грунты. Состав ракушковых в С. п. по сравнению с ордовиком значительно обновился, что выразилось в появлении и расцвете типично силурийских семейств Primitiopsidae и Beyrichiidae. Трилобиты стали более однообразными, исчезли многие ордовикские семейства. Силур характеризуется представителями родов Illaenus, некоторыми формами с причудливым панцирем (Lichas и Acidaspis); появился род Homalonotus, утративший трёхчленное строение панциря. В мелководных бассейнах с нарушенной солёностью наряду с остракодами и лингулами появилась новая группа членистоногих — эвриптериды. Мелководные и отмельные зоны шельфа заселяли разнообразные коралловые и гидроидные полипы, морские лилии, водоросли. Табуляты, гелиолитоидеи и ругозы достигли максимального расцвета. Их разнообразные полипняки образовывали подводные заросли, создавали многочисленные наросты и банки, распространённые в уэнлокский и лудловский века. На границе ордовика и силура значительно обновился состав табулят и гелиолитоидей. Силурийские, особенно уэнлокские, ругозы становятся разнообразными и многочисленными (более 40 родов). Среди иглокожих были наиболее распространены морские лилии и морские пузыри; впервые появились бластоидеи. Известковые выделения сине-зеленых водорослей (Girvanella и др.) участвовали в создании известковых наростов — биогермов и образовывали строматолиты. Обилие следов жизнедеятельности свидетельствует о наличии большого количества бесскелетных роющих организмов в биоценозах мелководного шельфа.

Обитателями пелагических зон силурийских бассейнов, богатых зоо- и фитопланктоном, были граптолиты. Их многочисленные остатки захоронены преимущественно в тонких глинистых илах, образующих силурийскую формацию чёрных кремнисто-глинистых сланцев, характерную для отложений складчатых областей всего мира. Среди граптолитов на рубеже ордовикского и силурийского периодов полностью исчезли представители отряда Axonolipa, продолжалось развитие представителей отряда Axonophora.

С. п. — время появления, расцвета и начала угасания разнообразных однорядных простых и многоветвистых колоний граптолитов (подотряд Monograptinae). Достаточно многочисленны в раннем силуре и единичны в позднем были двурядные граптолиты (подотряд Diplograptinae). Монограпты бурно эволюционируют, создавая ряд быстро вымиравших форм: Rastrites с изолированными теками в лландовери, Cyrtograptus с многоветвистыми колониями в уэнлоке, Saetograptus с шиловидными отростками тек в раннем лудлове и др.

В С. п. появились две группы позвоночных: бесчелюстные и рыбы. Среди бесчелюстных встречаются костнопанцирные и беспанцирные, а из рыб — акантоды.

В конце С. п. развивается первая наземная флора псилофиты (р. Cooksonia) — сосудистые травянистые растения, заселявшие прибрежные участки суши; их отпечатки найдены в верхнесилурийских отложениях Великобритании, Чехословакии, СССР (Подолия, Казахстан и др.).

Для детального стратиграфического расчленения отложений С. с. наиболее важные группы — граптолиты, брахиоподы, кораллы. Большое значение для расчленения и корреляции разнофациальных осадков имеют остракоды. Со 2-й половины 20 в. в детальной стратиграфии С. с. успешно используются конодонты, а также хитинозоа и акритархи.

Биогеографическое районирование. Обширные эпиконтинентальные моря, возникшие в результате лландоверийской трансгрессии, обусловили глобальные пути миграции и космополитный характер фауны в С. п. Географическое распространение брахиопод, трилобитов, наутилоидей, табулят и других указывает на отсутствие заметных провинциальных различий на родовом уровне. Однако на территории СССР отмечается обособление Европейской, Сибирской и Центральноазиатской провинций на основании особенностей распространения видовых и отчасти родовых комплексов брахиопод и табулят. В верхнесилурийских отложениях Южной Америки обнаружена эндемичная брахиоподовая фауна Clarkeia (Мальвинокаффрская провинция). Распространение граптолитов в С. п. повсеместно характеризуется единообразием состава видовых комплексов. Это свидетельствует об исчезновении в С. п. Атлантической и Тихоокеанской провинций, существовавших в ордовике.

Отложения С. с. в СССР распространены в Европейской и особенно широко в Азиатской частях страны. В силуре выделяются все ярусы международной стратиграфической шкалы. Разработаны региональные зональные схемы по граптолитам в разрезах геосинклинальных и платформенных областей, которые сопоставляются с единой стандартной граптолитовой шкалой. Непрерывные разрезы пограничных отложений ордовика и силура палеонтологически охарактеризованы в Казахстане, Тянь-Шане и на С.-В. СССР. Граница силура и девона фаунистически обоснована в разрезах Подолии, на Урале и в Казахстане. Отложения С. с. обнажены и вскрыты многочисленными буровыми скважинами в западной части Восточно-Европейской платформы в широкой полосе, протягивающейся от Прибалтики до Подолии. На С.-В. платформы достоверные отложения С. с. известны на Тиманском кряже и полуострове Канин; в центральной части, по данным глубокого бурения, они отсутствуют. В пределах Сибирской платформы отложения С. с. обнажены по окраинам Вилюйской и Тунгусской синеклиз. Не менее широко они распространены в Урало-Тянь-Шаньской, Казахстанской, Таймырской и Верхояно-Чукотской геосинклинальных областях; их выходы известны в Кавказской и Монголо-Охотской складчатых системах. С. с. в СССР представлена в основном морскими фациями платформенного и геосинклинального типов. Наиболее полные и детально изученные разрезы платформенных формаций известны в Подолии и Прибалтике. Разрез силура Подолии является опорным для территории СССР и мировым парастратотипом границы силура и девона. Платформенные отложения обычно представлены непрерывными сериями карбонатных и глинистых пород, содержащих остатки разнообразной бентосной и реже планктонной фауны. В платформенных разрезах наблюдаются перерывы между ордовиком и силуром, особенно значительны в отложениях лландоверийского яруса. В складчатых областях наиболее полные разрезы — на Урале и Пай-Хое, в Тянь-Шане, Казахстане, Туве, на Таймыре и С.-В. СССР. Геосинклинальные формации характеризуются развитием мощных вулканогенных и пирокластических толщ основного и кислого состава, глинистых и кремнистых пород, песчаников, реже конгломератов; карбонатные осадки представлены слоистыми и рифогенными известняками. Для всех складчатых областей на территории СССР характерны чёрные углисто-кремнисто-глинистые сланцы с граптолитами.

Полезные ископаемые. Отложения силура содержат ряд важных полезных ископаемых. Осадочно-вулканогенные породы Урала и Норвегии вмещают медно-колчеданные руды. С кремнистыми толщами Южного Урала и Средней Азии связаны месторождения марганца и фосфоритов. В США (штаты Нью-Йорк и Алабама) разрабатываются железорудные месторождения, приуроченные к грубообломочным лландоверийским породам, а также месторождения гипса и соли (центральная часть штата Нью-Йорк).

Лит.: Стратиграфия СССР. [т. 5]. Силурийская система, М., 1965; Атлас литолого-палеогеографических карт СССР, под ред. А. П. Виноградова, т. 1, М., 1968; Бандалетов С. М., Силур Казахстана, А.-А., 1969; Силур Эстонии, под ред. Д. Л. Кальо, Таллин, 1970; Опорный разрез силура и нижнего девона Подолии, Л., 1972; Correlation of the North American Silurian rocks, ed. W. B. N. Berry, A. J. Boucot, Boulder, 1970 (Geological Society of America. Special paper, № 102); Cocks L. R. М. [a. o.], A correlation of silurian rocks in the British Isles, "Journal of the Geological Society", 1971, v. 127, p. 103—36; Chiupáč J., The silurian-devonian boundary in the Barrandian, "Bulletin of Canadian Petroleum Geology", 1972, v. 20, № 1.

Т. Н. Корень.