Карбонски период

Карбонски период (система)

 През 1822 г. Конибир и Филипс (Уелс, Англия) отделят "Карбонска формация", включваща няколко свити - "Въгленосна свита", "Карбонски варовик“ и "Стар червен пясъчник"; 

В 1839 г. Седжуик и Мърчисън отнасят скалите в Девоншир, залягащи под карбонската система към нова серия – Девонската;



Продължителността – 59 млн.г.

ГРАНИЦИ Долната граница (границата Девон - Карбон):  по Международната стратиграфска скала границата се приема в основата на цефалоподната зона Cattendorfia т.е. над зоната Wocklumeria;  във Франко-Белгийския басейн - в основата на Етренските пластове.

Горната граница (граница - Карбон-Перм) В морските фациеси – по швагерини, псевдошвагерини и други близки фузулиниди.  В Русия - в основата на Аселския етаж;  В Карнийските Алпи - основата на Ретендорфските пластове;  В Северна Америка - в основата на Волфкемпа. В континенталните фациеси:  В Западна Европа и Северна Америка - по първото появяване на род Callipteris;  В Гондвана - по появяването на род Glossopteris.

СТРАТИГРАФСКО РАЗЧЛЕНЯВАНЕ В Западна и Централна Европа се поделя на две серии:  Долна част - предимно от морски наслаги,  Горна част – предимно континентални. В Руската платформа са развити морски наслаги, разчленявани на три серии: В Северна Америка - двете серии, регионално възприемани като самостоятелни периоди (системи): 1. Мисисипски период (система); 2. Пенсилвански период (система).

Биостратиграфско зонално разчленяване и корелация:  Морските наслаги – по фузулиниди, гониатитни амонити и брахиоподи.  Континентални наслаги - по растителните останки.

310

Средна

314

Московски

Ерцгебиргска т. ф.

Намюрски Судетска т. ф.

Башкирски

Уралски

Мапингски

(Въглищни пластове) (Точиларски)

Серпуховски

Далански

Хуашибански Деуански

Ра нн

а

323 326

До лн а

340

350

Астурийска т.ф.

Вестфалски

320

330

Гжелски Касимовски

Северноамерикатска

Китайска

Пенсилвански

303

Стефански

(Англия-Шотландия)

Визейски Динантски

342

Турнейски 354

Бретонска т. ф.

Авалонски (Кулмски)

Датангски Янгуански Шаодонгски

Мисисипски

300

Серия 295 а сн а Къ орн Г

Стандартна (Белгия-Германия) (Руска плат.)

Силезийски

Епоха

РАЗВИТИЕ НА ОРГАНИЗМОВИЯ СВЯТ Характерен младопалеозойски облик:  Изчезват последните граптолити;  Намалява присъствието на трилобитите, наутилоидеите и гигантостраките;  Нараства значението на продуктидите, спириферидите, гониатитите и фузулинидите;  Нараства значението на сухоземната флора .

ФЛОРА

 Раннокарбонската флора наподобява на девонската - Lepidodendron, Archaeosigillaria, Sphenophyllum, папратовидни, първите кордаити.  В къснокарбонската епоха възникват фитогеографски области: Северна “Тунгуска” флора на умерено топъл и по-хладен климат (Северна Европа и Азия) - предимно от кордаитови растения; Тропична “Вестфалска” флора (Южна Европа и Азия) - големи до гигантски хвощови, плавунови и дървовидни папрати (липсата на годишни кръгове , преобладание на дървесните растения, големите размери, силно развитие на сърцевината) - Calamites, Sphenophyllum, Alethopteris, Odontopteris, Sphenopteris, Lepidodendron , Sigillaria. Южната сухолюбива флора (Гондвана) - основно от папрати;

ФАУНА

ФОРАМИНИФЕРИ  Големи бентонни форми на разр. Fusulinida;  На места са изграждали цели варовити комплекси;  Бърза еволюция - детайлното разчленяване на карбонските наслаги;  Характерни видове - Fusulina, Trisitites;  В граничните с Девона пластове - род Quasiendothyra;  В граничните с Перма пластове - родовете Diaxina, Pseudofusullina.

КОРАЛИ  Табулатните – Syringopoda;  Четирилъчеви - Lithostrotion, Zaphrentis. ТРИЛОБИТИ  Преживяват упадък;  Доживяват последните факопиди и претиди - Phillipsia. ГРАПТОЛИТИ  Преживяли упадък – Dictyonema;  Не преминава горната граница на карбона.

МЕКОТЕЛИ (MOLLUSCA)  Бивалвии - родовете Aviculopecten, Posidonia, Pseudomonotis;  Гастроподи - Loxonema, Euomphalus и Bellerophon.

ГЛАВОНОГИ  Гониатити - много нови семейства и родове със зонално стратиграфско значение - родове Imitoceras, Cattendorfia, Goniatites.  Първи белемнити - род Eobelemnites.

БРАХИОПОДИ  Продуктиди и спирифериди - масово развитие  Характерни родове - Spirifer и Prorichthofenia  Някои придобиват гигантски размери Gigantoproductus giganteus..

БОДЛОКОЖИ  Криноидеи - широко развитие (Aulocrinus, Poteriocrinus).  Старите морски таралежи - разцвет (родовете Melonechinus, Archeocidaris).

РИБИ  Кросоптериги;  Акулови хрущялни риби – бързо развитие (род Helicoprion) СУХОЗЕМНАТА ФАУНА БЕЗГРЪБНАЧНИ  Насекоми - бързо развитие (над 1000 вида) - скорпиони и многоножки;  Белодробните охлюви. ГРЪБНАЧНИ Земноводни (Amphibia):  Ранен карбон – примитивни стегоцефали, близки до кросоптеригиите (Eogyrinus)  Късен Карбон - саламандоподобни и змиевидни блатни форми; Влечуги (Reptilia) – късен Карбон.  Крайници – отстрани, тялото се влачи

СТРУКТУРНО И ПАЛЕОГЕОГРАФСКО РАЗВИТИЕ  Нова вълна от нагъвателни движения, обхваща всички геосинклинални области Херцински (Вариски) нагъвателен цикъл;  Нагъвателните движения достигат максимум в края на Карбона;  Обхващат главно Западноевропейската геосинклинална област (Харц, Судетите, Рейнските и Полските планини) и по-голямата част от обширния Урало-Монголски мобилен пояс (Източен Урал и Тян-Шан), където възникват нови нагънати системи;  Нарастват на северните платформи и усложняване на релефа – множество междупланински и окрайни понижения;  Стесняване на геоинклиналните области.

СТРОЕЖ И РАЗВИТИЕ НА МОБИЛНИТЕ ПОЯСИ Средиземноморски мобилен пояс Западноевропейска геосинклинална област Долнокарбонска серия - морските отложения. Северна зона:  Плиткоморски органогенни варовици и доломити с изобилни останки от корали, брахиоподи (Spirifer и Productus) и гониатити;  В северната част – лагунни песъчливи скали, прослоени с гипс и битуминозни шисти с останки от морски организми или от растения. Централна Молданубска зона - Кулмски фациес (1000-2000 m) – Рейнски шистови планини, Харц, Южна Англия, Пиренейте и Испания.  Кремъчни радиоларийни шисти и прослойки от ефузивни скали;  Глинести шисти с Posiidonia becheri, брахиоподи, гониатити и трилобити;  Грауваки, преминаващи в конгломерати (в Тюрингия, Силезия, Бретан) с растителни останки.

Горнокарбонска серия – континентални отложения.  Планинообразувателни процеси в централната част на геосинклиналата, но са оказали значително влияние на южната и особено на северната зона;  Общо издигане, нагъване на областта - планински релеф с многобройни междупланински понижения;  Във вътрешните междупланински котловини - дебели 4000-5000 m конгломератно-песъчливи и лимнични (езерни) въгленосни задруги;  Судетска фаза - главната фаза на Вариския (Херцинския) тектонски цикъл;  Саарско-Лотарингския басейн - огромни лепидодендроново, сигилариево, папратово и хвощови торфища (кафяви и каменни въглища);  Южна и Средна Англия, Северна Франция, Белгия (2000 m) и Западна Германия (5000 m в Вестфалско-Рурския басейн) - окрайно предпланинско понижение с мощна теригенна въгленосна (паралична) седиментация (редуване на пясъчници, алевролити, глинести шисти, варовици с молска фауна, и многобройни пластове каменни въглища).  Централнен Френски, Арморикански и Чешки масиви – грабени с въгленосна седиментация.

БРИТАНСКИ КАЛЕДОНИДИ Ранен Карбон - морска трансгресии:  На юг - органогенни варовици, доломити, аргилити и пясъчници;  На север (Шотландия) - литорални лагунни и континентални утайки, съдържащи въглища, прослоени с базични вулканити. Горен Карбон - пясъчници, кварцити, алевролити, глинести шисти и значителни въгленосните задруги в Англия, Шотландия и Ирландия.

УРАЛО-МОНГОЛСКИ МОБИЛЕН ПОЯС Урало-Тяншанска геосинклинална област Ранен Карбон Западен Урал - миогеосинклинална зона:  Северен Урал - континентални въгленосни образувания, в горната част на които се появяват морски прослойки;  Среден Урал - плитководни варовици с малка дебелина;  Южен Урал - флишоидна задруга. Източен Урал – типична евгеосинклинална зона:  Вулкански скали и туфи, кремъчни скали, опали и пясъчници (до 2700-3000 m);  В края на ранния Карбон - нагъване и епирогенно издигане;  Многобройни интрузии с основен и ултраосновен състав (Уралска габроперидотитова формация).

Среден и късен Карбон: Източен Урал (300-1000 m):  В изолирани участъци, залягат несъгласно над по-старите скали;  Морски пясъчно-глинести задруги с карбонатни прослойки и големи пачки от конгломерати;  В горните части на разрезите - пъстри лагунни и континентални наслаги с гипс и останки от сухоземна флора. Западен Урал:  Предимно карбонатни отложения;  На места теригенни флишки задруги;  В източния край, в близост с издигащите се планини, се образували дебели моласови песъчливи конгломератни наслаги.

Изводи: Ранен Карбон:  В средния карбон евгеосинклинална зона - заключителен (орогенен) етап на развитие;  Сложно нагъната система, изградена от линейни антиклинории и синклинории. Среден и Късния карбон:  Цялата източна и централна част - превръща се в издигната планинска нагъната система; Западната (миогеосинклинална) част - все още преобладава потъване.  На границата с платформата е започнало формирането на Предуралското окрайно понижение; Внедряване на огромни гранитни интрузии.

УРАЛО-МОНГОЛСКИ МОБИЛЕН ПОЯС Казахстано-Монголска геосинклинална област  Постепенен преход от девона - теригенни и вулканогенни комплекси (до 8000-10 000 m);  В края на ранния карбон завършва главният геосинклинален етап;  Започват нагъвателни и планинообразувателни процеси - сложно нагъната херцинска система; Кузнецкия басейн.  Долен Карбон - варовици, морски пясъчници и шисти с останки от брахиоподи (р.

Productus).  Горен Карбон (5000-8500 m) - пясъчници, алевролити и глинести шисти, с многобройни пластове въглища.

ТИХООКЕАНСКИ МОБИЛЕН ПОЯС Кордилерска геосинклинална област Две понижения: Западно (Тихоокеанско) с евгеосинклинален характер - теригенно-вулканогенни седименти (пясъчници, конгломерати, кремъчни шисти и варовици, спадащи към Мисисипската система. Източно (в областта на съвременните Скалисти планини) с миогеосинклинален характер и постепенен преход от Девонската система - глинести шисти, тънкослойни варовици и доломити, над които заляга карбонатната формация Рандел.  В края на “Мисисипския период” – орогенеза (аналогична на Судетската) в областта на съвременния Мексикански залив, засегнала и югозападната част на Скалистите планини (Колорадски планини) – съществена промяна на характера на седиментацията.  “Пенсилванска система” наслаги (6000 m) - пясъчници и конгломерати, хоризонтална посока изтъняват и преминават във варовици.

СТРОЕЖ И РАЗВИТИЕ НА ПЛАТФОРМИТЕ ИЗТОЧНОЕВРОПЕЙСКА ПЛАТФОРМА Северна част: Долен Карбон:  Турнейска серия - варовици с брахиоподи, корали и фораминифери (източна част) и пясъчници и глини (западна част);  Визейска серия - обширно разпространение на пясъци и глини с прослойки от кафяви въглища (Подмосковски басейн);  Серпуховска серия - морски варовици с брахиоподи, корали, морски лилии и фузулини, редуват с доломити и глини. Среден Карбон:  В централната и западната част на платформата лежат върху размив;  Представени са от континентални наслаги (пясъци и червени глини), а в централните участъци от варовита задруга, която преминава без прекъсване в Московската серия. Горен Карбон - Касимовска и Гжелска серии:  Единен карбонатен комплекс със среднокарбонските - морските варовити скали съдържат богати оставки от фузулини, криноидеи, брахиоподи и пр.  В горните части - доломити с прослойки от гипс и анхидрит.

Южна част - Днепровско-Донецкия авлакоген  Долнокарбонска серия (300-600 m) - варовици.  Горнокарбонска серия (18 000 m) - пясъчници, алевролити, аргилити с варовити прослойки и 300 въглищни пласта (Донбаски басейн); Изводи:  Началото на Карбона – трансгресия на плитко епиконтинентално нормално солено море, поплитко и непостоянно в близост с Балтийския щит;  В края на Турнейската епоха – издигане и регресия до осушаване;  В началото на Визейската епоха - обширна алувиална равнина с пищна дървесна (плавунова, хвощова, папратовидна) растителност;  Късновизейската епоха – нова трансгресия до плитко море с карбонатна седиментация;  След Серпуховската епоха – издигане и денудация;  В началото на средния карбон - нова морска трансгресия с максимум в Московската епоха;  Интензивно потъване на Днепровско-Донецкия авлакоген;  В края на Карбона Днепровско-Донецкият авлакоген е претърпяла епиплатформена орогенеза

СИБИРСКА ПЛАТФОРМА  По-голямата част - издигната  Северен край на платформата - Тунгуската и Вилюйска синеклизи Долен Карбон - варовици с брахиоподи, корали и фораминифери, на юг - литорални пясъчници и конгломерати. Среден и Горен Карбон - континентални въгленосни наслаги (Тунгуска свита - аргилити, алевролити, пясъчници и въглищни пластове). В южната част на областта – прослойки от вулкански базични скали.

СЕВЕРНОАМЕРИКАНСКА (КАНАДСКА) ПЛАТФОРМА “Мисисипски период” (на изток от Апалачите):  Теригенни фациеси, които на запад се заменят с карбонатни наслаги;  В западната и южната част на платформата варовици (900 до 1800 m) с брахиоподи и криноидеи;  В края – нагъване и регресия. “Пенсилванския период”  В централната и източна част на платформата – паралични въгленосни и варовити скали.

ГОНДВАНА Долен Карбон (Северна Африка) пясъчници, аргилити и варовици с брахиоподи, гониатити и корали. Горен Карбон - континентален произход.  Влизат в състава на огромна серия, формирането на която е започнала от късния Карбон до края на ранната Креда;  Изучена в Индия (областта Гонд) - Гондванска серия;  Еквиваленти й в останалите платформи на Гондвана са получили местни имена. Състав на карбонската част на серията:  Ледникови (тилити) ледниково-езерни и ледниково-речни глинесто-песъчливи наслаги с изключителна фациална прилика - в Индия, Антарктида, свити Кару и Двика (Африка). наслаги;  В Южна Америка (свита Итараре) и Австралия сред ледниковите образувания с прослойки от въглища или от морски скали;  В Северна Африка и Амазония - евапорити което показва че северозападната част на Гондвана е представлявала аридна зона. Изводи:  Многократни мащабни континентални заледявания;  Северозападна част на Гондвана - аридна зона

КЛИМАТ Преобладаващо топъл и влажен:  Ранния Карбон - сравнително равномерен;  Късен Карбон - климатичната диференциация: Климатична зоналност: Влажната тропична зона - очертана от разпространението на плавунова, папратовидна и хвощова растителност (Вестфалска флора), с много въглищни залежи, карбонатни скали, железни руди, боксити и др. Аридни зони Умерени зони:  Северна – с кордатови въглища;  Южната (Гондванска) - със сухолюбива флора;  Студен глациален климат – южна Гондвана (тилити).

ПОЛЕЗНИТЕ ИЗКОПАЕМИ Кафяви, черни и антрацитни каменните въглища - Силезийски басейн, Рурски басейн Подмосковски, Донбаски, Франски, Белгийски, Английски, Апалачки, Пенсилвански, Мичиган, Илинойски, Аляскски, Бразилски, Аржентински; Африкски, Източноавстралийски и Азиатски въгленосни басейна; Нефт и газ - Урал и Северна Америка. Ендогенни - магнетит, сребро, мед, олово, цинк . Долен Карбон:  Вулканити в Източен Урал - опали, малахит, медни руди;  Уралска габроперидотитова формация - платина, хромити, азбест, талк. Горен Карбон:  Гранитни интрузии с находища на злато, желязо, волфрам и олово

Литература: Вергилова, М., 1990. Исторична геология. – МНВО, С,: 335 с. (Карбонски период (система). – 204-222 сс.). Рид., Г, Уотсон, Дж,. 1981. История Земли. Поздние стадии истории Земли. – Недра, Л.: 408 с. (Глава 6. Гондвана и позднем Палеозое. – 184-205 сс.; Глава 6: Распад суперконтинента Гондвана. – 252-259 сс. ) Cope, J. C., J. K. Ingham, P. F., 1992. Atlas of Paleogeography and Lithofacies. – The Geol. Soc. Memoir 13:153 pp.

(Carboniferous – 67-86 pp.).

Cooper, J. D., Miller, R. H., Patterson, J., 1986. A trip through time: Principles of Historical Geology. – Merrill Publ., Columbus: 469 p. (Carboniferous History: The Mississippian and Pennsylvanian. – 279-298 pp.)

Seyfert, C. K., Sirkin, L. A., 1979. Eaerth History and Plate Tectonics. An Introduction to Historical Geology. – Happer and Row Publ., New York: 600 p. (Chapter 11: The Late Paleozoic Era. – 309-367 pp.)

Stanley, S. M., 1986. Earth and Life through Time. – W. H. Freeman, New York: 690 p. (Chapter 14: The Late Paleozoic World. – 397-429 pp.)

Woodcock, N., Strachan, R. (Eds.), 2002. geological History of Britain and Ireland. – Blackwell, Oxford, 423 p. (Part 5: The Variscan Cycle: Consolidation of Pangea. – 227-294 pp.).