История происхождения и развития жизни

8.5.4. Природа промежуточных пород

Среди отложений карбонового периода каменный уголь никоим образом не может рассматриваться как основная составная часть ископаемых пород. Отдельные пласты разделяются промежуточными породами, слой которых достигает порой многих метров и которые представляют собой пустую породу - она и составляет большую часть в слоях карбонового периода. Из предыдущего раздела стало ясно, что в рамках модели сотворения толкование такого явления, как леса каменноугольного периода, предполагает, что эти леса росли не на том месте, где впоследствии они были найдены, а их корни были снесены потоками воды в пласты отложений, где и превратились в окаменелости. Если сравнить структуру многообразных каменноугольных рудников и многочисленных горизонтов в пластах (в Рурской области их более 200), то становится понятно, что подобная структура могла появиться только в результате чрезвычайного по своим масштабам потопа. Если такое предположение верно, то подтверждение этому следует искать как в характере промежуточных пород, так и в условиях залегания угольных пластов. При составлении модели происхождения каменного угля должны быть учтены все факты. Поэтому далее мы перечислим некоторые типичные признаки слоев отложений, которые с трудом увязываются с традиционными представлениями об условиях образования бассейнов ископаемых карбонового периода, но могут хорошо вписаться в модель, согласно которой плавучая лесная растительность действительно существовала.

Трещины, скученные группы складок • Z-образные соединения в пластах

В чрезвычайно редких случаях пласты каменного угля залегают параллельно друг другу. Почти что все залежи каменного угля в какой-то момент разделяются на два и более отдельных пласта, (рис. 8.34). Объединение уже почти расколотого пласта с другим, расположенным выше, время от времени проявляется в залежах в виде Z-образных соединений (рис. 8.35). Трудно себе представить, как два расположенных друг над другом пласта должны были возникнуть благодаря отложению росших и сменивших друг друга лесов, если они связаны друг с другом скученными группами складок или даже Z-образными соединениями. Связующий диагональный пласт Z-образного соединения является особенно ярким доказательством того, что оба пласта, которые он связывает, изначально были образованы одновременно и являли собой один пласт, теперь же являются двумя параллельно расположенными друг над другом горизонталями окаменелой растительности.

Многочисленные разломы пластов указывают на то, пишет ШЕВЕН (1986, с. 57), что тектонические опускания почвы в отдельных местах происходили в разное время и в различных масштабах. Так, например, почти неразличимая полоса пустой породы в пласте каменного угля едва ли на протяжении двух километров может достигнуть 18 и даже 30 м. Уголь, тем самым, разделяется на нижний и верхний пласты (см. рис. 8.34). О том, что подобные мелкомасштабные опускания происходили резкими толчками, можно сделать вывод по осыпям, содержащим, в основном, обкатанные обломки пород (валуны, булыжники, галька). ("Тектонические толчки , JANSBN, 1980, с. 23). ШЕВЕН (1986, с. 65), реферируя и критикуя это, пишет в заключение: "Массивные промоины в пластах и забутовка песчаником до 20 м. глубиной, внедренные в почву пласта, объясняются внезапно наступившими изменениями в наклоне пласта. Вследствие этого возникают котловины многокилометровой длины. Заполнившие их пески и конгломераты доказывают тот факт, что вскоре они опять выровняются. Если теория автохтонного происхождения лесов каменноугольного периода (о том, что они выросли на месте их последующего обнаружения) правильна, то возникает парадокс: с одной стороны, внезапные опускания, а с другой стороны, состояние неизменности, так называемые паузы, длящиеся в течение тысячелетий; эти явления не только постоянно сменяли друг друга, но и порой встречаются по соседству друг с другом, часто на протяжении всего лишь нескольких километров. Подобные воззрения, естественно, не выдерживают критики". Поэтому тот же автор комментирует (1986, с. 59) рис. 8.34 и 8.35 следующим образом: Трещины в пластах, возникшие вследствие мелкомасштабных опусканий почвы, и явились причиной появления сложившейся картины, полностью отличающейся от приведенных представлений о широкомасштабном опускании и последующем поднятии ландшафта карбонового периода". Согласно этому, движения земной коры каменноугольного периода нельзя сравнивать с современными процессами поднятия (напр., Скандинавия) и опускания (напр., побережье Северного моря), протекающими очень медленно и распространяющимися на огромные площади.

Расположенные друг над другом, спрессованные в каменный уголь пласты, содержащие останки растительности, возникли, таким образом, из лесов, которые существовали в некий период одновременно и произрастали по соседству друг с другом на обширных, гигантских площадях пресной воды. В этом случае процесс отложения плавучих лесов должен был произойти за короткий период, равно как и промежуточных пород. Это и фактически подтверждается последовательностью расположения пород.

Песчаники и конгломераты

Диагональное напластование происходит в песке под воздействием воды самым различным образом. Но в каждом случае песчинки разной величины сортируются потоками воды и оседают отдельно друг от друга. Это механическое разделение отдельных составных частей отложений порождает характерную окраску в полоску тонких слоев отложений (ламелей). Если более сильный поток вновь поднимает уже осажденный песок и вновь его просеивает, то в течение чрезвычайно короткого времени может возникнуть перемежающееся по окраске поперечное напластование. И в настоящее время постоянно возникает поперечное напластование (например, речные отложения и отложения на побережьях), которое, однако, большей частью быстро разрушается в процессе перемещения отложений. Таким образом, возникновение наклонного и поперечного напластования в залежах песка само по себе не является неким необычным процессом, и эти структуры, как таковые, могут быть интерпретированы и с актуалистической точки зрения. Однако, среди промежуточных пород пластов каменноугольного периода встречаются достаточно мощные залежи, сильно вытянутые в горизонтальном направлении, и зачастую в них находят в больших количествах останки дрифтовой древесины, нередко достаточно хорошо сохранившейся. Наличие подобных песчаников в совокупности с пластами лесного торфа, заключенными между ними, можно хорошо увязать с концепцией краткого по длительности времени возникновения пород, составляющих слои карбонового периода.

Горизонтально расположенные песчаники

По сравнению с современными геологическими образованиями, необычными являются мощность кассеты пластов и огромная протяженность площади отложения с присущим им наклонным расположением слоев, иллюстрирующим направление потоков (палеорисунок наклона). Эта геологическая схема подходит и для многих других поперечно расположенных слоев отложений других систем. В качестве примера среди множества горизонтально (поверхностно) расположенных песчаников каменноугольного периода следует назвать насыпь песчаника "Идуна" (название происходит от имени богини молодости), шириной 150 км, длиной 200 км, протянувшаяся на север от района Оснабрюк-Иббенбюренер. Подобные мощные кассеты отложений "могли возникнуть только в процессе засыпания внезапно опустившихся районов точно так же, как снос огромного количества геологического материала можно объяснить только быстрым увеличением объемов насыпи в процессе наводнения, охватившего отдельный регион" (SCHEVEN, 1986, с. 57). Внутренняя структура песчаных отмелей (банок), от одного до многих метров толщиной, из которых, соответственно, и состоят песчаники горизонтального залегания мощностью в несколько десятков метров, указывают, однако, на постепенность процесса оседания. Однородность отмелей над и под линией расслоения указывает на то, что прерывистость отложений, которая и стала причиной подобных расслоений, может быть лишь краткой.

Конгломераты (песчаники, содержащие окатанные гальки)

Песчаники с скатанными обломками пород - не редкость для Рурской области карбонового периода, однако валуны (галька, булыжники), как правило, имеют в диаметре самое большее несколько сантиметров, в то время как в Саарской области скатанные обломки пород карбонового периода достигают зачастую 10 - 15 см в диаметре. Перенос подобных скатанных пород требует всякий раз гораздо больше энергетических затрат для их перемещения, чем для транспортировки песка. Даже в рамках концепции актуализма образование конгломератов, а также песчаников Саарского карбона объясняется смывом пластов. В определении этого явления речь идет о быстром (внезапном) экспедировании огромных масс воды. В процессе" отложения пласты оседают в виде вытянутых насыпей, толщина которых достигает многих метров. Среди наиболее известных явлений крупнозернистых конгломератов первенство отдается древесным конгломератам, размеры которых достигают 100 метров. Район распространения этих конгломератов - весь Саарский карбон вплоть до Лотарингии (а потому представляет собой наиболее важный ведущий горизонт). Здесь встречаются окатанные обломки пород до 40 и даже до 50 см в диаметре, а иногда и еще больше (до 90 см). Даже ученые, ориентирующиеся на доминирующую в настоящее время концепцию актуализма, говорят о некоторой катастрофе в природе невообразимых масштабов, которая и привела к образованию этих конгломератов.

Градуированные песчаники

Градуированное расположение слоев, при котором величина зерен в отложениях увеличивается от нижних слоев к верхним, возникает во время одной-единственной фазы наслоения насыпи (рис. 8.36, а также. Более грубые части оседают при этом первыми, и далее, отсортировываясь по величине зерен, все более и более легкие. И в этом случае проявляется масштабность распространения (по площади) и мощность пластов песчаника карбонового периода, что их явно отличает от современных геологических образований. Сквозное градуирование песчаников периода карбона в районе Оснабрюк-Иббенбюренер достигает толщины свыше 20 метров, а в Верхне-Силезском каменноугольном разрезе градуирование кассеты песчаников до 100 метров мощностью.

Так как песчаники в некоторых разделах верхнего карбона достигали 50-70 %, а в некоторых случаях до 80 % от общей массы промежуточных пород, то разъяснение процесса их катастрофического происхождения должно стать наиболее важной частью всякой создаваемой модели возникновения каменноугольной формации.

Турбидные потоки и подводные оползни

Турбидные потоки возникают, когда полностью пронизанные водой незакрепленные пласты отложений, находящиеся на уровне и выше наклона нижнего бьефа, устремляются вниз. Порожденные этим суспензионные потоки (турбидные потоки) имеют достаточно высокую плотность и сходят с большой скоростью. При этом ими могут быть захвачены и уже вполне затвердевшие отложения, они попадают в поток чрезвычайно огромными, вырванными из пласта блоками. Песчаные турбидные потоки, которые проходят, к примеру, через слабо скрепленные слои глины, могут раздробить комья глины и вновь осадить их в возникающей насыпи песка (рис. 8.37).

Подводные (возникшие ниже уровня моря) оползневые массы (англ, "slumping") образуются (в отличие от турбидных потоков, которые возникают в почти полностью пропитанных водой отложениях), если частично окаменевшие отложения вновь приходят в движение и, хаотически внедряясь друг в друга, вновь осаждаются (рис. 8.38 и 8.39).

Все подобные образования могут быть отнесены к явлениям оползания, как следствия тектонически обусловленных изменений наклона почвы (региональное образование впадин - мульд) во время или вскоре после отложения свежих пород.

Свидетельством этого является не только наличие отложений турбидных потоков и оползневых масс в карбоновый период, что бросает вызов привычной исконной модели образования, так как результатов подобного быстрого отложения и в настоящее время на морском грунте имеется огромное множество. Прежде всего, можно было бы их, конечно, объяснить периодическими поднятиями и опусканиями грунта, как это постулируется в актуалистической модели. Если же рассматривать их в совокупности с наличием скученных групп складок, Z-образных соединений и мелкорегиональным образованием впадин, а также во взаимосвязи с горизонтально залегающими песчаниками, конгломератами и фадуированными отложениями, то геологические образования турбидных потоков и оползневых масс также свидетельствуют о том, что существует офомный котлован геологических отложений, процесс наслоения которых в разных регионах происходил с разной скоростью. И на фоне этой общей картины образования слоев отложений каменного угля как результата катастрофы фрагмент, на котором изображены болотистые леса (как нам это преподносится исторической геологией), оказывается абсолютно чуждым.

Быстрое исчезновение плавучих лесов

Сейчас следует вспомнить о наших рассуждениях относительно плавучих лесов прослоек. Исследование структуры промежуточных пород может помочь нам лучше понять два следующих примера, служащих доказательствами быстрого" исчезновения лесов карбонового периода. Во-первых, становится понятно, что поперечное расположение слоев, равно как и частичное градуирование песчаных "почв, содержащих корни" само по себе, равно как и ненарушенное содержание в них корней, может быть расценено только как то, что корни существовали еще до "почвы" и в действительности были заключены в свежие отложения (погребены в песке, если речь идет о песчанике, заключены в турбиды, если это турбидные потоки отложения). Кроме того, понятным становится также (в рамках теории концепции быстрого отложения пород при засыпке плавучих лесов) присутствие среди окаменелостей заполненных обломками отложений полых древесных пней. На километровом скалистом побережье Новой Шотландии (Канада), которое дает возможность одним взглядом охватить всю картину расположения слоев отложения многокилометровой мощности карбонового периода, были найдены многочисленные стволы деревьев в вертикальном положении; они располагаются более чем к десяти горизонталях, расположенных одна над другой, чаще непосредственно над пластами каменного угля. В кернах горных пород эти стволы достигают 8-метровой высоты и служат явным доказательством постепенного повышения массы отложений. Можно постараться объяснить наполненность стволов турбидитами как редкое исключение из правил в контексте локальной катастрофы и предположить, что этот процесс происходил в течение длительного периода. Но тогда следует допустить, что такие локальные катастрофические наводнения с отложением большого количества пород в карбоновый период происходили в Новой Шотландии, по крайней мере, десятикратно и именно в одной и той же географической области (это означает, одно за другим), что вообще кажется маловероятным. В пользу быстрого оседания лесов карбонового периода говорят также отлично сохранившиеся останки растительности, в массовом масштабе осевшие во многих пластах органических сланцев, достигающих часто толщины многих дециметров. "В большинстве случаев речь идет о хорошо сохранившихся достаточно больших частях стволов или крон деревьев, которые зачастую располагаются перпендикулярно поверхности слоев, так, как будто они в наикратчайший срок после сноса попали в турбидит без какого-либо наводнения" (HAVLENA, 1961, с. 24). Наличие открытых во всех каменноугольных бассейнах многочисленных останков многометровых вертикальных стволов деревьев, заполненных в большинстве случаев, глинистыми отложениями, заставляет предположить не только быстрое оседание песчаников, -но и быстрое отложение сланцевой глины, которая составляет большую часть промежуточных пород (рис. 8.40). Если эта мелкозернистая порода смешивается с фракцией песка, то соответствующие сланцевые глины могут проявлять мелкомасштабное поперечно-складчатое расположение слоев, "и тем самым, своим отложением они обязаны стремительным потокам" (RICHTER, 1977, с. 136, 150).

Такая концепция погребения каменноугольных лесов в отложениях делает понятным и такое явление, как внедрение глинистых турбитов в рыхлые торфяные прослойки. Специалисты называют такие отложения неочищенным отлуглем горного дела, горючим сланцем или горной толщей (толща пустой породы) в пласте. То, что толстые слои, состоящие иногда из двух и даже более слоев, отделяются друг от друга лишь тонкими прослойками пустой породы (промежуточной породы) (рис. 8.34), объясняется тем, что плавучие леса, будучи выброшенными на берег, наслаивались плотно одни на другие.

Перечисленные выше факты являются весомыми доказательствами того, что отложения каменного угля можно рассматривать как последствия крупномасштабной катастрофы. Предполагаемая скорость отложения пород (крайне малая, принятая гипотетически; при этом за основу принималась скорость процессов отложения, происходящих в настоящее время) и предположительно долгий по времени период образования угля (эта скорость, приблизительно равная 2 см в столетие) находятся "в чудовищном противоречии с действительными условиями, в которых проходил процесс отложения пород, если судить по данным геологической разведки" (SCHEVEN, 1986, с. 23).

Процесс превращения в уголь плавучих лесов был, вероятнее всего, обусловлен натисками тектонического давления, возникающего при опускании угольных пластов. При этом ведущую роль играет повышающаяся с глубиной температура, а вовсе не время. Увеличивающийся объем отложений ископаемых пород служит причиной все возрастающей нагрузки. Появившееся благодаря этому давление обуславливает не только уплотнение угля (до объема, чуть меньшего, чем половина исходной растительной массы), но и имеет большое значение для процесса обугливания, а именно, является в данном случае колебательным давлением (которое проявляется, например, в пневматических толчках, сотрясающих породу, как при землетрясении). В институтах, занимающихся изучением природы каменного угля, научились в лабораторных условиях получать сходную с каменным углем субстанцию посредством изменения давления. Этот процесс занимает считанные минуты. И уже в 1882 году установили в ходе исследований с помощью демпферной техники (гидравлических толчков), что внутренность применяющихся для опытов еловых заготовок полностью превратилась в каменный уголь. Очень быстрое обугливание и окаменение растительной массы вследствие толчков земной коры огромной силы могло быть доказано на примере определенных пластов каменного угля. ШЕВЕН (1982, с. 40) делает заключение: "Процесс превращения растительной массы в уголь, в первую очередь, является результатом воздействия температуры при опускании геологической породы и давления (особенно колебательного, проявляющегося в форме гидравлических толчков). Лабораторные эксперименты продемонстрировали незначительность фактора времени, по сравнению с приведенными выше двумя другими факторами".

Что касается хода классического процесса обугливания - торф - бурый уголь - каменный уголь, то следует привести следующие замечания: как уже упоминалось, отмерший, распавшийся растительный материал является составной частью плавучих матов-прослоек карбоновых лесов, полностью пронизанных отростками корней плаунов. Таким образом, эти маты-прослойки - в отличие от настоящего торфа - сверху донизу состояли из живой эластичной ткани, наполненной воздухом, которую только в отдаленном смысле и с большими натяжками можно именовать торфом.

В противоположность отложениям карбонового периода, ископаемые третичной системы, также осевшие и засыпанные, но в несколько других условиях, вследствие иных катастроф, состоят из абсолютно других видов флоры, а именно, из лиственных и хвойных деревьев, которые можно встретить и о1-годня (например, Кельнская бухта). Несмотря на некоторые исключения, процесс обугливания этих растений дальше этапа превращения в бурый уголь не шел. Однако, это не вопрос времени. Объясняется это тем, что бурый уголь опускается не так глубоко, как каменный, и поэтому не подвергается воздействию достаточно сильного давления. В зависимости от условий залегания уголь третичного периода иногда почти достигает стадии каменного н но это может произойти, если он либо вступает в контакт с вулканическими породами (как, например, в районе Meйceна), либо опускается на большую глубину (как это произошло с верхне-баварским углем под влиянием движения альпийских складок). И наоборот, уголь нижнекарбонового периода в районе г. Тулы недалеко от Москвы, который никогда не попадал на большую глубину, достиг только стадии бурого угля.

Современный торф верховых болот на плоскогорьях образуется, в первую очередь, из низкорослых растений и прежде всего - из торфяного мха. Так как он располагается под покровом растительности вблизи поверхности земли, то для него не было условий для обугливания, тем более, что в настоящее время не наблюдаются подземные толчки как следствие быстрого опускания геологических трогов.

Рис. 8.33. Гипотетическое изображение плавающей растительности лесов каменноугольного периода. Многие стигмарии и отростки корней, которыми полностью были пронизаны торфообразные прослойки (отпершие части растений), остались вне рисунка (см. рис. 8.32), это сделано для того, чтобы лучше можно было рассмотреть некоторые важные детали. В действительности же эти переплетенные между собой корневища представляли собой, вследствие повышенной плавучести, пласты лесной почвы, способные передвигаться по воде, на которые наслаивалась вторичная флора, например, гигантские хвощи, а то время как в качестве первичных плавучих носителей биотопа служили плауны. Таким образом, едва державшаяся на воде "лесная почва" лежала прямо на водной глади. Так как стигмарии (от 10 до 20 метров длиной) были наполнены воздухом, то весь лес плыл по воде. Деревья, в силу своего строения, были относительно легкими. Для того, чтобы была хорошо видна центральная трубка, на рисунке, где изображен разрез стигмариев, не показана мягкая порастая паренхима, которая содержит в себе сосуды, подходящие к коре и обеспечивающие питание отростков, а уже на участках стигмариев более старшего возраста паренхима разрушена ввиду отпадения отростков.

Рис. 8.34. Разлом пласта а скученные группы складок в нижних и средних Бохунских залежах на левом берегу нижнего Рейна. Речь идет при этом о характерном явлении в пластообразовательном карбоновом периоде. (По SCHEVEN, 1986, no BACHMAN).

Рис. 8.35. Z-образные соединения в средних бохумских слоях в районе Оберхаузена-Дуйсбурга (сильно возвышенные). Часто встречающиеся группы складок, равно как и иногда попадающиеся Z-образные соединения, представляют собой серьезный вызов теории автохтонного происхождения каменноугольных пластов. (По SCHEVEN, 1986, по BACHMAN.)

Рис. 8.36. Градуированное расположение слоев. Градуированные циклы возникли в результате трех наслоений смешанных отложений. Самые тяжелые составляющие (окатанные обломки пород) оседают при этом в первую очередь, за ними следуют более легкие частички песка вплоть до самых мелких глинистых частиц. В период карбона постепенно градуированные кассеты отложений могут достигать толщины многих метров и распространяться на огромных площадях.

Рис. 8.37. Вкрапления глины в песчаник. Комки глины были захвачены водой и осели в слое отлагающегося песка. Керн из Рурского карбона. Место, где был взят керн, неизвестно.

Рис. 8.38. Кассета вклиненных друг в друга отложений как результат подводных оползней, вызванных подземными толчками. Пластообразующий нижнекарбоновый период, южное побережье Уэльса в районе Тенби, высота фрагмента приблизительно 5 метров.

Рис. 8.39. Наполовину затвердевший захваченный оползневым потоком блок ископаемых отложений который в результате оползания вклинился в так-же оползшие, опустившиеся кассеты отложений, где остался лежать и был обнаружен. Южное побережье Уэльса в районе Тенби.

Риc. 8.40. Полость древесного ствола, заполненная обломочными породами и пересекающая многие слои отложений, демонстрирует, насколько быстро могут осаждаться глиняные отложения. (Northumberland, England.)