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.

---

Палеогеографическая схема позднего Силура.

---

Характерные представители фауны силура на дне моря — членистоногие: Eurypterus (маленькие экземпляры внизу) и Pterygotus , достигающие 2 м в длину (вверху).

---

Руководящие ископаемые. Брахиоподы (1—5): 1 — Eospirifer radiatus; 2 — Conchidium knighti; 3 — Stricklandia lens; 4 — Dayia navicula; 5 — Pentamerus oblongus. Пелециподы: 6 — Cardiola interrupta. Головоногие моллюски: 7 — Endoceras vaginatum. Кораллы (8—10): 8 — Favosites gothlandicus; 9 — Halysites labirinthicus; 10 — Goniophyllum pyramidale. Остракоды: 11 — Craspedobolbina variolata. Гигантостраки: 12 — Eurypterus. Криноидеи: 13 — Schypbocrinites excavatus. Граптолиты (14—19): 14 — Cyrtograptus murchison; 15 — Akidograptus decussatus; 16 — Monograptus priodon; 17 — Retiolites geinitzianus; 18 — Demirastrites convolutus; 19 — Saetograptus shimaera. Панцирные рыбы: 20 — Birkenia.

---

Палеогеографическая схема раннего Силура.

---

Дно шельфового моря: на переднем плане слева — трилобиты, в центре — головоногие и брюхоногие моллюски, справа — банка брахиопод, на заднем плане — заросли криноидей и водорослей, полипняки табулят.

---

Схема стратиграфии силурийской системы.