Пермская система
Пермская система
— Под Пермской системой разумеют свиту слоев земной коры, слагающую верхнюю часть палеозойской группы. Промежуток времени, в который отлагалась данная свита, соответствует пермскому периоду. Этот последний, заканчивая собой наиболее продолжительную в истории земли палеозойскую эру и предшествуя мезозойской эре, вместе с тем завершает естественный и обширнейший цикл развития палеозойского лика Земли и палеозойского организованного мира и в то же время является периодом начала обособления мезозойской эволюции. Поэтому пермский период представляет особый интерес в смысле связующего звена между палеозойской и мезозойской эрами. Последовательность этой связи далеко еще не установлена, а между тем установление ее имеет громадное значение для стоящего в основе современной геологии эволюционного учения о последовательном и постепенном развитии на Земле физико-географических условий, рельефа земного шара и организованного мира, ибо в то время как геологам удалось более или менее преемственно, последовательно и генетически связать все части (системы) геологических эр, только границы самих эр — палеозойской с мезозойской и этой последней с кайнозойской — еще остаются довольно резкими. Уже и при современном знании этой системы можно сказать, что пермский период, сохраняя в общем палеозойский характер, имеет уже много предвестников приближения новой эры и при этом количество этих предвестников увеличивается к концу названного периода. В эволюционном развитии пермских морей и океанов с их живыми обитателями может быть прослежена полная генетическая связь с предшествовавшим каменноугольным периодом, которая так постепенна, что грань, отделяющая каменноугольный период от пермского, может быть проведена только условно. Те промежуточные слои, в которых может быть прослежена эволюционная смена каменноугольного периода пермским, русские геологи, в этом вопросе наиболее авторитетные, называют пермско-каменноугольными отложениями или странным термином «пермокарбон», оставляя название «пермские» или (слепо подражая иностранцам) — просто «пермь» за отложениями, в которых вполне обособился своеобразный пермский характер. Но далеко еще до установления генетической связи между П. системой и последующей триасовой, то есть самым последним из известных звеньев палеозойской эры и первым известным звеном мезозойской группы. Однако и тут можно с уверенностью сказать, что по отношению к эволюционному движению океанических и морских бассейнов с их живыми обитателями могут быть намечены некоторые предвестники приближения новой эры, тогда как на материках с их водными бассейнами и организованным миром мезозойские черты, особенно к концу пермского времени, выступают уже с поразительной ясностью и дают надежду, что пермская и триасовая материковые эволюции в скором времени будут последовательно и генетически соединены друг с другом.
Пермская система получила свое название от слова «Пермь», так как осадки этой системы наиболее типично развиты в районе древней «Биармии». Это название дано английским ученым Мурчисоном в сороковых годах истекающего этого столетия. Другое название, менее употребительное — «диас» — окончательно установлено немецким ученым Гейницем. П. система осадков слагается главным образом следующими осадочными породами: красноватыми песками и конгломератами, радужными глинами, мергелями и песчаниками. Известняки и доломиты, большей частью составляя мощные самостоятельные отложения, реже развиты совместно с указанными выше породами и тогда играют подчиненную роль. В Пермской системе часто встречаются залежи каменной соли, гипса и других солей, являющихся результатом концентрации морской воды; известны также медные и железные руды, залежи каменного угля, асфальт и нефть; из зоогеновых осадков часто встречаются известняки, состоящие из мшанок и еще чаще составленные скоплениями морских раковин; из фитогеновых пород указанные выше залежи каменного угля во внеевропейском районе — в Индии, Австралии и др. — достигают таких размеров, что служат предметом разработки. Несколько десятков лет тому назад было общепринятым мнение о том, что организованный мир П. системы крайне беден и однообразен; хотя исследования П. системы России и внеевропейских стран значительно обогатили палеонтологические данные об этой системе, но и до сих пор она по органическим остаткам должна считаться одной из беднейших. Указанные выше особенности этой системы давно уже обратили на себя внимание геологов, вследствие чего этой системе давали разные названия: так, в Англии она долгое время была известна под именем «нового красного песчаника», куда включался и триас Англии, или под термином «Poikilitic», что значит пестрая, наконец, давали названия, намекающие на бедность ее органическими остатками, пока, наконец, не установились два термина, а именно «Dyas», имеющий в виду резко выраженные два типа пермских отложений — материковые: «красный лежень» и морские: «цехштейн», и другой термин, «П. система» — данный по району наиболее типичного развития этой системы. Конечно, оба эти термина чисто искусственны и условны. Изверженные породы П. системы относятся преимущественно к кварцевым порфирам, порфиритам, мелафирам и др. и не пользуются обильным распространением. Организованный мир пермского периода представляет большой интерес. Несмотря на то, что наши познания об организмах пермского времени с каждым годом все более и более увеличиваются, тем не менее в общем пермские флора и фауна по количеству видов уступают представителям организованного мира других систем.
Весь пермский организованный мир может быть охарактеризован как обедненный палеозойский, в котором палеозойские организмы частью вымирают, частью доживают свой век и частью даже развиваются, а вместе с тем обосабливаются и такие представители, которые генетически связаны с мезозойскими организмами. Из животного мира особенно часты морские представители: мшанки (Fenestella, Polypora, Synocladia, Acanthocladya), образующие рифообразные скопления, множество брахиопод (Productus, Strophalosia, Dielasma, Athyris, Spirifer), из раковин которых совместно с раковинами пластинчатожаберных (Modiolopsis, Pseudomonotis, Macrodon и др.) и реже брюхоногих иногда составлены целые слои известняков. Вместе с этими весьма распространенными животными встречаются и другие представители беспозвоночных, но далеко не в таком изобилии. Из простейших — фузулины, служащие породообразователями в верхнекаменноугольных отложениях, встречаются только в пермско-каменноугольных отложениях и далеко не в таком громадном количестве; весьма распространенные в каменноугольное время строящиеся кораллы весьма жалко представлены в пермское время. Из многочисленных палеозойских наутилоидей и ракообразных здесь известны очень немногие представители. Но зато в пермское время обособились некоторые группы моллюсков, близких к мезозойским. Для примера достаточно указать на аммоноидей: эти последние выражены в пермское время, кроме доживающих здесь палеозойских гониатитов, также и впервые обособившимися низшими представителями аммонитов (Arcestes, Medlicottia, Popanoceras), достигших, как известно, наиболее широкого и высокого развития в последующую мезозойскую эру. Среди позвоночных — рыбы сравнительно с каменноугольными не делают почти никакого прогресса; очень слабо прогрессируют известные в пермское время низшие земноводные — стегоцефалы, — но зато общий прогресс в развитии позвоночных выразился совершенным обособлением впервые появившихся представителей класса рептилий. Большинство пермских рептилий из Theriodontia, Anomodontia, Deuterosauria — являются наиболее типичными выразителями всей П. фауны: имея особый своеобразный облик, они несут, с одной стороны, много черт, указывающих на их родство с упомянутыми выше Stegocephali, a с другой стороны, имеют много черт, сходных с более высокоорганизованными мезозойскими рептилиями и даже млекопитающими — классом, как известно, обособившимся в самом начале мезозойской эры и достигшим апогея своего развития в кайнозойское время. Указанные рептилии (Theriodontia, Anomodontia, Deuterosauria) со столь резко выраженными коллективными чертами имели широкое распространение в Техасе, Африке, Индии, Австралии и России, тогда как западноевропейские рептилии (Proterosaurus, Palaeobatteria и др.) более примитивны и тоже генетически связаны со стегоцефалами. Развитие П. флоры, имея много аналогий с развитием П. фауны, по-видимому, опередило эволюцию животного царства. Уже очень многие типичные палеозойские растения (напр. лепидодендроны, сигиллярии и др.) весьма редки в пермское время. В общем на западноевропейском и североамериканском материковых пространствах росла флора, сходная с каменноугольной (Calamites, Asterophyllites, Pecopteris и др.), тогда как в Южной и Центральной Африке, Индии, Австралии развилась другая флора — так называемая глоссоптериевая, по типичному ее представителю папоротнику «глоссоптерис». Эта флора интересна в том отношении, что она состоит из целого ряда обособленных форм, сходных с теми, которые характеризуют мезозойскую эру. Развитая в России П. флора замечательна в том отношении, что в нижнепермских отложениях она имеет характер западноевропейский, а в верхнепермских отложениях в ней проявляются черты индо-африканской флоры.
Совокупное изучение горных пород, составляющих П. систему и заключающихся в породах окаменелостей, позволяет строго установить два резко выраженных типа отложений: морской и материковый, а равно в каждом из них различать областные и фациальные подразделения.
Морские отложения выражены преимущественно известняками, доломитами, а затем мергелями и песками, главным образом характеризующимися остатками морских организмов. Среди них можно отличить довольно резко выраженные: 1) пелагическую фацию, или отложения открытых морей и 2) отложения внутренних морей или лагун. Отложения открытых морей, или пелагическая фация, отличается разнообразной фауной, для которой особенно характерны указанные выше гониатиты и низшие аммониты, а равно и фузулины. Наиболее полно эта фация выражена в пермско-каменноугольных и пермских отложениях Пенджаба в Индии, в пермско-каменноугольных отложениях Приуралья, Сицилии, Техаса и др. Отложения внутренних морей, сходных по своему характеру с нынешним Каспийским морем, выражены известняками, мергелями с частыми залежами гипса, каменной соли и других солей морской воды. Сюда относится так называемый «цехштейновый» тип, который характеризуется однообразной морской фауной, бедной видами, но богатой индивидуумами, так что часто остатки одинаковых организмов выполняют целые слои известняков: мшанковых (из остатков Fenestella, Acanthocladya), конхиферовых (Modiolopsis, Pleurophorus, Macrodon), брахиоподовых (Productus, Strophallosia, Dielasma) и пр. Цехштейновый тип резко выражен в Германии и Англии, где он составляет верхний отдел системы; тот же тип широко распространен и в России, где он проходит через всю систему, за исключением самых верхних слоев; но в России он отличен от западноевропейского цехштейна, главным образом, ввиду разнообразия горных пород (известняки, мергели и пески) и резко выраженной генетической связи его с пермско-каменноугольными отложениями. Этот тип отложений изобилует в России залежами гипса и каменной соли. Вероятно, к фации внутренних морей следует отнести еще далеко не определенный тип пермских отложений, сложенных из красных мергелей и туфовидных, дырчатых известняков, обыкновенно без всяких органических остатков. В Англии такие известняки содержат трудно определимые Spirorbis, откуда и название их спирорбис-известняки. У нас в России в таких известняках встречаются плохо сохранившиеся и потому трудно определимые мшанки, низшие кораллы, может быть губки, мелкие гастроподы и пластинчатожаберные, наконец — отпечатки, напоминающие фукоидные. Этот тип, широко развитый в России (Сухона, Сев. Двина, Волга, Ока), по-видимому, является промежуточным между «цехштейновым» типом отложений и следующим — так называемыми материковыми или континентальными отложениями.
Материковые отложения пользуются в П. системе большим развитием. Они состоят из песков, песчаников, конгломератов, радужных мергелей. Особенно характерно залегание первых трех пород в виде громадных линз среди радужных мергелей. Характеризуются эти отложения растительными остатками, а из животных в них находятся в большом количестве близкие к теперешним униям двустворчатые раковины из Anthracosidae (Anthracosia, Carbonicola, Palaeanodonta, Palaeomutelä, Anthracomya); кроме того, нередки остатки ганоидных и других рыб, амфибии из стегоцефалов и рептилии. Материковые отложения пользуются громадным распространением, и различия между ними могут быть приведены в связь с их географическим распределением; можно различать три области их распространения: 1) западноевропейскую; 2) южную и 3) русскую. Западноевропейская область характеризуется развитием красных песчаников и конгломератов, известных в Германии, Австрии, Франции и Альпах под общим названием «красного лежня», а в Англии под именем «нового красного песчаника» (нижний отдел). Названные отложения развиты в нижнем отделе системы и содержат типичную палеозойскую флору и фауну, тесно связанные с верхнекаменноугольным организованным миром. Из растений характерны: Calamites, Asterophyllites; папоротники: Callipteris, Odonthopteris и пр.; из хвойных Valchia. Из животных: пластинчатожаберные моллюски (Anthracosia), многочисленные стегоцефалы (Archegosaurus, Branchiosaurus) и немногие рептилии (Proterosaurus, Palaeohatteria). Южная область обнимает сходные материковые пермские отложения Южной Африки (Нижняя Кароо), Индии (Нижняя Гондвана), Австралии (Ньюкастль—серия), Бразилии, которые проходят через всю систему. Породы в общем сходны с западноевропейской областью, но характерно то, что в основании отложений данной области залегают особые конгломераты, которым придают ледниковое происхождение. Данные отложения содержат глоссоптериевую флору (Glossopteris, Phyllotheca, Schizoneura), из животных раковины Palaeomutela и весьма своеобразных громадных ящеров из Anomodontia и Theriodontia. Организованный мир тесно генетически связан с мезозойским организованным миром тех же местностей и в общем несет мезозойские черты. Русская область материковых отложений интересна в том отношении, что она занимает промежуточное место между названными двумя областями; русские материковые отложения во многих частях одновременны или параллельны русским морским отложениям; в нижнем отделе русские материковые отложения по флоре и фауне более сходны с материковыми образованиями западноевропейской области (красным лежнем), а в верхнем отделе наблюдается наибольшее сходство с южной областью. Вопрос о смене в русской области западноевропейского организованного мира южным и вообще о генезисе русской материковой фауны и флоры пермского периода остается далеко еще не разрешенным.
Вертикальное расчленение П. системы. Географическое распространение пермских осадков указано выше. Опуская детальное разделение, очень сложное, пермских отложений в вертикальном направлении или во времени, — ограничимся указанием, о чем было сказано выше, что можно отличать: 1) пермско-каменноугольные отложения, лежащие в основании П. системы и связующие эту систему с каменноугольной, и 2) лежащие над ними собственно пермские отложения. Пермско-каменноугольные отложения особенным развитием пользуются в России, где представлены главным образом пелагическими и прибрежными отложениями открыто-морского типа с аммонитовой фауной в нижнем ярусе (артинский ярус) и без аммонитов в верхнем (кунгурский) ярус, связующем этот тип отложений с русским «цехштейном». Эти отложения известны на Урале и Приуралье, Северной России, Волжско-Окском и Окско-Клязьминском бассейнах, в Донецком бассейне, Ферганской области, в Бухаре. Что касается других стран, то наиболее характерно пермско-каменноугольные отложения пелагического типа (с аммонитами) развиты в Пенджабе (Индии), Сицилии, Австралии, Техасе, Шпицбергене и др. Материковые отложения пермско-каменноугольного века тесно связаны с собственно пермскими отложениями и строго не могут быть отделены от них. Собственно пермские отложения наиболее полно выражены в России, где они занимают всю ее восточную часть от Ледовитого океана до Киргизских степей и от Владимирской и Новгородской губерний до Приуралья. Особенно отчетливо пермские отложения выражены в обнажениях по берегам рек: Северной Двины, Пинеги, Мезени, Сухоны, Вычегды, Волги (от устья реки Молот до границ Казанской губернии с Симбирской), Камы и Уфы с их притоками, Сока, Самары, Кинели, в Донецком бассейне и др. Среди них можно отличать как морские отложения русского цехштейнового типа, об особенностях которого мы уже говорили, так и материковые, свойственные русской области. В нижнем и среднем отделах системы известны те и другие, а в верхнем исключительно материковые; эти последние, сохраняя свои характерные черты, в нижнем отделе ближе стоят по фауне и флоре к западноевропейским («красный лежень»), а в верхнем к индо-африканским отложениям (Гондвана Индии и Кару Африки). Кроме этой главной площади развития — пермские отложения, построенные по западноевропейскому типу, известны в Царстве Польском около Келец (красный лежень и цехштейн), в Ковенской и Курляндской губерниях (цехштейн). Из полезных ископаемых можно указать на медные руды (Пермь, Каргала, Бахмут), железные руды (Владимирский и Нижегородский рудные районы), многочисленные залежи гипса и ангидрита (Нижегородская, Казанская, Вологодская, Архангельская и др.), каменной соли (Илецкая защита, Бахмут) и соляные ключи (Балахна, Тотьма, Серегово и др.). В Западной Европе, а именно в Германии (Гарц, Рейнская провинция, Тюрингия, Саксония) и в Англии, П. система в нижнем отделе выражена типом «красного лежня», а в верхнем «цехштейна». В Германии в основании цехштейна (у Мансфельда и др.) находится так называемый медистый сланец, заключающий медную руду. Из других полезных ископаемых особенного внимания заслуживают: каменная соль (Стасфурт, Сперенберг, Гольштейн, Зегеберг), гипс и сопровождающие их другие соли морской воды. Из внеевропейских стран наибольшим развитием пермские отложения пользуются в южной и центральной Африке (нижняя Кароо), в Индии (нижняя Гондвана), может быть, на Алтае, в Австралии в Новом Валлисе (Ньюкастль-серия), Бразилии, где всюду они выражены преимущественно материковыми образованиями, типичными для южной области. Реставрация физико-географических условий пермского периода является делом очень трудным. По-видимому, в продолжение пермского времени существовали две резко выраженные материковые области: западноевропейская (в Западной Европе, Северной Америке) и другая, южная (Южная и Центральная Африка, Индия, Азия, Австралия и Бразилия): первая из этих областей находилась в прямом соединении с русской областью, а вторая была в начале пермского периода изолированной. Изолированность этих материков может быть объяснена существованием громадного океана (Тетис-океана), остатки которого известны в пелагических отложениях Техаса, Сицилии, Ферганской области, Бухары, Индии, Тимора и Приуралья с восточной Россией. В продолжение пермского времени идет сокращение этого океана, распадение его на внутренние моря (цехштейновый тип), которые после временных увеличений (трансгрессий), тем не менее, продолжают процесс сокращения и превращения в реликтовые озера и пресноводные вместилища. Этот процесс наглядно выразился тем, что к концу пермского времени в России и Западной Европе пермские цехштейновые моря прекратили свое существование и заменились материковыми образованиями. Это сокращение указанного океана и внутренних морских бассейнов обусловило разрастание материковых отложений и соединение южной материковой области с русской. Вследствие такого соединения произошло смешение в России фаун и флор западноевропейского и южного типа, кончившееся вытеснением в России западноевропейских организмов индо-африканскими. Так как в западной Европе только в последующем триасовом периоде наблюдается проникновение туда организмов из южной области, то нужно думать, что Россия была на пути, по которому последовательно произошло переселение в Западную Европу организмов южной области. К концу пермского времени все известные на теперешней суше пермские морские бассейны, последовательно сокращаясь, прекращают свое существование, зато материки занимают не только теперешние материковые пространства, но, вероятно, далеко заходят за их пределы, как можно судить по несомненной непрерывности пермских материковых отложений Индии, Африки, Австралии и Бразилии, которые рассматриваются за образования сплошного материка. Поэтому надо полагать, что пелагические верхнепермские осадки, вероятно, находятся большей частью в слоях земной коры, покрытых современными океанами и морями, а потому и недоступны для исследований. Этой-то недоступностью и неизвестностью верхнепермских пелагических осадков можно объяснить, почему до сих пор мы не в состоянии установить полной генетической связи между палеозойской и мезозойской эволюцией морских бассейнов и связать палеозойский пелагический организованный мир с мезозойским — вопрос, который, как упомянуто в начале этой статьи, является наиболее интересным при изучении пермской системы.
- В статье воспроизведен материал из Большого энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона.
