Общая характеристика, стратиграфические подразделения и стратотипы.

Ордовикская система получила свое название от племени ордовиков, населявших в древнос­ти Уэльс (Великобритания). Первоначально ордовикские отложения включались в состав ранее выделенной силурийской системы. Долгое время ордовик рассматривался как нижний отдел силу­рийской системы, а ее верхним отделом был готландий (по острову Готланд в Балтийском море). Впервые название "ордовикская система" было предложено Ч.Лэпвортом в 1879 г. В отечествен­ной геологической литературе А.Ф.Лесникова и Д.В.Наливкин в 30-е годы выступили за самосто­ятельность ордовикской и силурийской систем (последняя в объеме готланда). В 1951 г. ордовикс­кая система была официально выделена на государственных геологических картах СССР. Однако только в 1960 г. самостоятельность и наименование ордовикской и силурийской систем были ут­верждены на XXI сессии Международного геологического конгресса в Копенгагене. Ордовик был установлен по типичным разрезам в районе Арениг- Бала в северной части Уэль­са. Первоначально границы ордовика и его подразделений были определены по изменению комп­лексов раковинной фауны, а значительно позднее для этих целей стали использовать быстро эво­люционировавших граптолитов. Поэтому до настоящего времени существуют две стратиграфичес­кие шкалы, которые окончательно еще не увязаны друг с другом, а это затрудняет корреляцию раз­резов Уэльса с разрезами других регионов, расчлененных по остаткам граптолитов.

В Великобритании нижнюю границу ордовика проводят по подошве аренига, так как трема-док здесь тесно связан с кембрием. В других странах Европы и в России нижним ярусом ордовика считается тремадокский. Верхняя граница системы формально совпадает с кровлей ашгильского яруса. Однако надо заметить, что положение как нижней, так и верхней границы ордовика дискус­сионно и не получило официального международного признания.

Ярусная и зональная шкалы ордовика основываются на граптолитах, а начало деления ордо­вика заложено работами Ч.Лэпворта и Г.Эллеса. Ч.Лэпворт предложил трехчленное деление ордо­вика, но чаще пользовался двучленным. Это связано с определенными трудностями расчленения и является предметом дискуссии. В России принято трехчленное деление ордовика, хотя границы между отделами в ряде случаев недостаточно определенные.

Стратотип тремадокского яруса располагается в Карнарвоншире. Его объем был установлен А. Седжвиком, относившим этот ярус к кембрию. Стратотипический разрез аренигского яруса на­ходится в Аренигских горах Северного Уэльса. Он также установлен А. Седжвиком. Стратотип неполный и плохо охарактеризован фауной.

Лланвирнский ярус описан в Пембрукшире в Западном Уэльсе. Здесь распространены сланцы с многочисленными граптолитами. Среди них наиболее характерен род Didymograptus. Лландейлс­кий ярус среднего ордовика в Карнарвоншире в Уэльсе слагается плитчатыми известняками с Glyptograptus и Nemagraptus.

В Западной Англии в Шропшире находится стратотип карадокского яруса. Здесь развиты кварцевые песчаники и кварциты, содержащие Dicranagraptus, Climacograptus.

Ашгиллский ярус свое название получил от ручья Аш Гилл в Ланкашире в Северной Англии. Здесь обнажается толща сланцев с Dicellagraptus. Характерные разрезы ордовика и силура показаны на схеме III, цв. вкл.

Органический мир

В отличие от кембрия в ордовике жизнь была значительно разнообразнее. В растительном мире господствовали водоросли, в том числе зеленые. Представитель зеленых водорослей (или цианобионтов?) - род Gloeocapsomorpha играл большую роль в образовании горючих сланцев ку­керситов.

Огромное значение для зональной стратиграфии ордовика имеют граптолиты, относящиеся к типу Hemichordata (полухордовые). Граптолиты в ордовике быстро эволюционировали, обладали значительными ареалами и поэтому являются руководящими ископаемыми. Для раннего ордовика характерны безосные формы {Phyllograptus, Didymograptus), для среднего и позднего - осеносные двурядные граптолиты (Diplograptus, Climacograptus).

Весьма широко в ордовике распространились конодонты, которые появились еще в среднем кембрии. Конодонты относятся к примитивным хордовым и представляют собой подобие челюст­ного аппарата этих животных в виде зубчиков микроскопических размеров и разнообразной фор­мы: простые ("клыки"), стержневидные и платформенные. Конодонты обитали в самых разных морских обстановках: от глубоководных (предпочтительно) до мелководных.

Животный мир морей представлен беспозвоночными животными, а также бесчелюстными ры­бообразными организмами (телодонтами). Особенно широкое распространение имели трилобиты, морские пузыри, брахиоподы, головоногие моллюски из подклассов эндоцератоидеи и наутилоидеи, коралловые полипы из подклассов четырехлучевые (ругозы) и табулятоморфы.

Трилобиты представлены в основном новыми родами. Важнейшими из них являются Asaphus, Trinucleus, Megistaspis, Illaenus и др. Трилобиты приобрели способность к свертыванию из-за того, что появились хищники - головоногие моллюски. Как следствие этого - развитие рав­новеликих и близких по очертанию головного и хвостового щитов. Брахиоподы представлены как беззамковыми с хитиново-фосфатной, так и замковыми формами с известковой раковиной. Из без­замковых известен род Obolus (но другие виды, чем в кембрии); из замковых -Porambonites.

Из эндоцератоидеи, ортоцератоидей и других похожих прямораковинных головоногих, кото­рые жили в морях с нормальной соленостью, для ордовика особенно характерны крупные формы рода Endoceras, а также Orthoceras, Actinoceras и представители различных отрядов наутилоидеи. Они вели придонный, активный образ жизни. Раковины этих хищников достигали в длину 2-3 м {Endoceras). В ордовике началось развитие кишечнополостных - табулят (род Syringopora) и че-тырехлучевых кораллов (ругоз), которые совместно с гидроидными полипами - строматопоратами (Stromatoporata) - были не только руководящими, но и породообразующими организмами. Вместе с мшанками и кораллами они строили рифы. Из иглокожих в донных биоценозах получили разви­тие морские пузыри (цистоидеи), к которым со среднего ордовика присоединились морские лилии (криноидеи).

Таковы основные группы беспозвоночных. Помимо них в морях ордовика существовали и другие группы фауны, которые не пользовались столь широким развитием. К ним относятся фора-миниферы, радиолярии, остракоды, губки, черви, двустворки, гастроподы, мшанки и др.

Структуры земной коры и палеогеография

В ордовике существовали те же платформы и геосинклинальные пояса, что и в конце кемб­рийского периода. В геосинклинальных прогибах продолжалось интенсивное погружение, что благоприятствовало накоплению многокилометровых толщ преимущественно терригенных морс­ких осадков и эффузивов.

В конце ордовика в ряде геосинклинальных областей началась вторая фаза каледонской эпо­хи тектогенеза - таконская. Она проявилась примерно в тех же участках Северного полушария, где проходила салаирская фаза складчатости. В связи с таконской фазой складчатости некоторые участки геосинклинальных областей превратились в высокоподнятые горные сооружения, из ко­торых одни существовали очень долго (Северные Аппалачи, северные хребты Тянь-Шаня), а дру­гие в начале силура вновь погрузились под уровень моря (Уэльс в Великобритании).

Регрессия морей конца кембрия с наступлением ордовика сменилась новой общей трансгрес­сией. Площадь эпиконтинентальных морей настолько расширилась, что ордовикская трансгрессия на платформах оказалась наибольшей за всю историю палеозоя (талассократическая эпоха). Одна­ко не на всех древних платформах эта трансгрессия протекала одинаково. Если ордовикская трансгрессия на Северо-Американской платформе превышала кембрийскую во много раз и почти охватила всю территорию, то на Сибирской и Восточно-Европейской она была слабее кембрийс­кой. Расширение эпиконтинентальных морей произошло и на Гондване.

К концу периода, в связи с горообразованием в ряде геосинклинальных систем и особенно граничащих с платформами, происходит сокращение как геосинклинальных, так и эпиконтинен­тальных морей.

Для ордовика, по данным изучения палеомагнетизма горных пород, сохраняется тот же план расположения полюсов и соответственно климатических зон, что и в кембрии. Очевидно, широ­кое развитие трансгрессий в Северном полушарии смягчило здесь климатические условия. Тропи­ческая влажная зона располагалась в полосе, протягивающейся от южной Гренландии через Но­вую Землю в Западную Сибирь. Характерно, что все теплые зоны в то время были смещены дале­ко на север по сравнению с современным положением экватора.

Положение континентов в позднем ордовике согласно концепции новой глобальной тектони­ки показано на схеме XVI, цв. вкл.

История развития платформ 

Восточно-Европейская (Русская) платформа

Отложения ордовика распространены там же, где и кембрийские, то есть в Прибалтике, При­днестровье и Московской синеклизе, и представлены всеми тремя отделами. Залегают они со стра­тиграфическим несогласием на кембрии. Это горизонтально лежащие толщи морских мелковод­ных отложений небольшой мощности (~300 м), содержат богатую морскую фауну западно-евро­пейского типа, что свидетельствует о трансгрессии, идущей с запада (см. схему III, цв. вкл.). Начи-нается.разрез Эстонии в береговых обрывах и уступах оболовыми песчаниками. Огромное количе­ство фосфатных створок рода Obolus превратило эту толщу в фосфорсодержащий горизонт, разра­батываемый в Эстонии и Ленинградской области. Выше - черные граптолитовые аргиллиты с дик-ционемами. Обе толщи составляют тремадокский ярус. Верхняя часть нижнего ордовика - арениг-ский ярус - сложена глауконитовыми песчаниками и известняками с многочисленными остатками брахиопод и трилобитов {Asaphus, Megistaspis). Средний ордовик (мощность до 160 м) представ­лен известняками с богатой фауной брахиопод, трилобитов, граптолитов, остракод. Здесь имеются толщи горючих сланцев - кукерситы. Они свидетельствуют о временных поднятиях и обмелении теплого ордовикского моря, зарастании его сине-зелеными водорослями (цианобионтами), из кото­рых образовались горючие сланцы - кукерситы. Верхний ордовик снова слагается известняками с фауной. Ордовикские известняки широко применяются для разнообразных строительных целей. Разрез Эстонии типично платформенный, сложен морскими мелководными отложениями, являю­щимися хорошим строительным материалом (Старая городская ратуша и другие здания г.Таллина).

Сибирская платформа

Ордовик занимает западную часть платформы, обнажается по окраинам Тунгусской синекли-зы и на юго-западе платформы. Разрезы различаются по литологии и палеонтологической харак­теристике. Наблюдается господство карбонатных пород с остатками разнообразной морской фау­ны, особенно брахиопод. По окраинам бассейна отлагались мелководные осадки: доломитовые илы, пестроцветные пески и глины, иногда с прослоями гипса. В разрезах отмечается региональ­ный перерыв перед средним ордовиком. Мощность отложений несколько сотен метров.

Китайская платформа

Здесь широко распространены нижне- и среднеордовикские песчано-глинистые и карбонатные отложения мощностью несколько сотен метров с остатками брахиопод, гастропод, наутилоидей.

Северо-Американская платформа

В начале ордовика здесь происходила наибольшая трансгрессия, во время которой накапли­вались карбонатные осадки. В начале среднего ордовика была кратковременная регрессия и по­явились острова. В позднем ордовике платформа снова стала погружаться, отлагались известняко­вые и доломитовые илы. На востоке в море стал поступать обломочный материал - продукты раз­рушений таконских поднятий в Аппалачской геосинклинали. Мощность ордовика - первые сотни метров.

Гондвана

В южно-американской части Гондваны в ордовике господствовали поднятия. Морские обло­мочные отложения встречаются на крайнем западе по границе с Восточно-Тихоокеанской геосин­клинальной областью. Песчано-глинистые отложения небольшой мощности известны в Амазонс­кой впадине. Африканская часть Гондваны начала опускаться на севере в конце кембрия. В ордо­вике на территории Сахары отлагались морские кварцевые пески с прослоями галечников и глин. Лежат они непосредственно на докембрийском фундаменте. Мощность толщи 500-800 м, в авла-когенах 2-2,5 км. На Аравийском полуострове ордовик представлен песчано-глинистыми образо­ваниями значительной мощности. В австралийской части Гондваны большую площадь море зани­мало в ордовике. Оно заливало центральную область и распространялось в широтном направле­нии. Отлагались здесь пески, реже известковые илы.

История развития геосинклинальных поясов

Северо-Атлантический геосинклинальный пояс

Грампианская геосинклинальная область. Грампианская геосинклиналь. В пределах этой геосинклинали накапливались мощные толщи осадочных и вулканогенных по­род. Разрез ордовика Уэльса - стратотипический, обнажается во многих районах этой территории (см. схему III, цв. вкл). Самый нижний, тремадокский ярус - сланцеватые аргиллиты с Dictyonema и трилобитами, с отчетливым несогласием перекрываются породами аренига. Поэтому английс­кие геологи относят тремадок к кембрию. Аренигский ярус сложен эффузивами с прослоями изве­стняков с трилобитами и брахиоподами (мощность нижнего ордовика - 1,2 км).

Лланвирн состоит из сланцев с остатками трилобитов, брахиопод, граптолитов. Иногда по простиранию сланцы сменяются эффузивами. Лландейлский ярус - это наиболее карбонатная часть разреза ордовика - плитчатые известняки с раковинами брахиопод и трилобитов. Карадокс-кий ярус - карбонатно-глинистые отложения с брахиоподами и граптолитами или эффузивами (мощность среднего ордовика - 2 км). В конце ордовика вулканическая деятельность прекрати­лась и ашгилл представлен полимиктовыми песчаниками, косослоистыми, со знаками ряби и гли­нистыми сланцами (мощность - 1 км).

Урало-Монгольский геосинклинальный пояс

Алтае-Саянская геосинклинальная область. Салаирский цикл тектогенеза, проявившийся в этой области в среднем кембрии, стабилизировал ее не полностью. Геосинклинальные условия в ордовике восстанавливаются в Западно-Саянском и Горно-Алтайском прогибах, которые разделе­ны Горно-Шорским поднятием. Но в ордовикских прогибах накапливаются уже флишевые форма­ции (мощность - 7-8 км).

На поднятиях другой тип разрезов: меньшая мощность, осадки - карбонатные илы, пески с обилием мелководной фауны. В отложениях ордовика известны перерывы в осадконакоплении (это проявления каледонских движений). Следует отметить, что в Алтае-Саянской области между отложениями кембрия и ордовика - резкое угловое несогласие. Это результат салаирской фазы складчатости.

В целом не вся территория Урало-Монгольского геосинклинального пояса в ордовике была занята морем. В ere пределах располагались раннекаледонские поднятия и острова, поставлявшие терригенный материал в депрессионные зоны. Такие поднятия были в Центральном Казахстане и на востоке пояса - в Алтае-Саянской области и Монголии. В конце ордовикского периода на запа­де центрально-азиатской части Урало-Монгольского пояса активно проявилась таконская фаза ка­ледонской складчатости. Ее следствием стало образование обширных поднятий в Казахстане, про­слеживающихся от Кокчетава на юг до Тянь-Шаня и являвшихся областью сноса терригенного материала в силуре. Каледонская складчатость в южной и восточной частях Урало-Монгольского гёЪсинклинального пояса сопровождалась интрузивным магматизмом. С таконской фазой связано внедрение крупных гранитоидных интрузий на обширной территории от Северного Тянь-Шаня до Петропавловска и Омска.

Средиземноморский геосинклинальный пояс

В Европейской геосинклинальной области отложения ордовика распространены шире кемб­рийских. Они известны на севере Европы, где представлены морскими песчаниками, глинистыми сланцами с прослоями известняков или горизонтов эффузивов. Франко-Чешский массив (Молданубская глыба) в ордовике представлял огромный остров, и на его восточной окраине в Чехии на­капливались морские терригенные отложения с прослоями кремнистых и эффузивных пород. Раз­рез этих толщ стал классическим еще в XIX веке благодаря трудам И. Барранда. Разрез начинает ся конгломератами, дикционемовыми сланцами и песчаниками, несогласно залегающими на поро­дах кембрия (см. схему III, цв. вкл). Выше наблюдаются песчаники и сланцы с трилобитами, грап-толитами и кварциты с раковинами брахиопод. В южной Европе ордовик согласно залегает на кембрии, представлен морскими терригенными фациями типичного геосинклинального облика, но эффузивы отсутствуют. В Азиатской области наблюдаются также геосинклинальные условия с набором соответствующих фаций.

Тихоокеанский геосинклинальный пояс

Весь ранний палеозой представлен морскими фациями. В Верхоянской геосинклинали в ор­довике существовал обширный морской бассейн с архипелагом островов, где накапливались тер­ригенные отложения. Максимальная трансгрессия приходится на средний ордовик. В Кордильерс­кой и Андской геосинклиналях также преобладали морские условия с накоплением терригенных пород. Это раннегеосинклинальный этап развития этой территории.

Полезные ископаемые

В ордовике известны продуктивные горизонты Мидконтинента США (штаты Канзас и Окла­хома), которые дают треть годовой добычи нефти. В Алжирской Сахаре в кембрии и ордовике открыто крупное нефтяное месторождение. Признаки нефти имеются на Сибирской платформе. В глинистых сланцах нижнего ордовика Швеции известен уран осадочного происхождения. К сред­нему ордовику относятся горючие сланцы - кукерситы Прибалтики (Эстония) и Ленинградской области. В ордовике прослеживаются месторождения оолитовых железных руд на о.Ньюфаунд­ленд в Канаде, а также в Аргентине и ряде стран Западной Европы. С магматизмом ордовика свя­заны месторождения меди и кобальта Норвегии, полиметаллы Салаирского кряжа и золота Ка­захстана. К тремадоку (оболовый горизонт) Прибалтики принадлежат активно разрабатывающие­ся месторождения фосфоритов.