Кембрийский период

Согласно международной стратиграфической шкале кембрийская система подразделяется на 4 отдела: терренёвский (541—521 млн лет назад), 2-й отдел (521—509 млн лет назад), 3-й отдел (509—497 млн лет назад) и фуронгский отдел (497—485,4 млн лет назад)^[10].

В российской стратиграфической шкале кембрийская система подразделяется на 3 отдела, 4 надъяруса и 10 ярусов:

Для подразделений верхнего кембрия в Северной Америке разработано иное ярусное деление, здесь выделяют 3 яруса:

• Дресбахский ярус
• Франконский ярус
• Тремиаелейский ярус

В начале кембрийского периода произошёл распад суперконтинента, существовавшего в конце неопротерозоя. На юге возник континент Гондвана, который сформировали Южно-Американская, Африкано-Аравийская, Индостанская, Австралийская и Антарктическая платформы. К северу от Гондваны располагались континенты Лаврентия (преимущественно на основе Северо-Американской платформы), Балтика (Восточно-Европейская платформа) и Сибирь (Сибирская платформа). Между Гондваной и северными континентами находился океанический бассейн, а окружал все континентальные блоки, по-видимому, океан Палеопасифик. В океане находились также несколько микроконтинентов — Центральноказахстанский, Тувино-Монгольский, Баргузино-Витимский, Центральномонгольский, — на окраинах которых формировались островные вулканические дуги^[6].

В раннем кембрии на большей части северных континентов были часты океанские трансгрессии, в ходе которых значительные площади покрывались мелководными, богатыми фауной тёплыми морями (так, температура воды в морях Сибири в это время предположительно не опускалась ниже 25 °C). Гондвана на протяжении кембрия, за исключением северных и восточных окраин, испытывала поднятие^[6].

Во второй половине периода в результате столкновения островных дуг с континентами и микроконтинентами началась салаирская стадия каледонского тектогенеза. Этот процесс породил складчато-надвигово-покровные горные системы в районе Урало-Охотского, Тасманского и Трансантарктического подвижных поясов. С середины кембрия площадь внутренних морей на Сибирской и Восточно-Европейской платформах постепенно уменьшалась. К концу периода горообразовательные процессы привели к тому, что рельеф континентов стал более контрастным, сформировались предгорные и межгорные прогибы, заполнявшиеся молассой, произошла активизация вулканической деятельности^[6].

Климат на Земле на протяжении кембрийского периода отличался как от современного, так и, в особенности, от предшествовавшей ему неопротерозойской эпохи. Если в настоящее время среднегодичная планетарная температура составляет около 14 °C, а в неопротерозое она была ещё ниже — около 12 °C, то на протяжении кембрия она составляла 22 °C. Более высокой средняя планетарная температура была только на протяжении короткого времени ближе к концу пермского периода. Высоким температурам, вероятно, способствовало отсутствие на географических полюсах суши или внутренних морей, что препятствовало появлению полярных ледяных шапок значительных размеров. По-видимому, в поясе между 30-м градусом северной и южной широты в этот период держался субтропический климат, а на широтах тропика Рака и тропика Козерога располагались обширные полупустыни^[10].

Кембрий — время возникновения и расцвета трилобитов. Это древняя группа членистоногих животных, ближе всего стоящих к ракообразным. Все известные представители класса трилобитов были морскими животными.

В начале этого периода возникли организмы, обладавшие минеральными скелетами. В палеонтологической летописи появились все обладающие скелетами типы животных, известные в настоящее время, за исключением мшанок. Долгое время «взрывное» появление жизни в кембрийском периоде ставило в тупик учёных. Относительно недавно была открыта так называемая эдиакарская фауна, а также менее известные хайнаньская фауна и фауна Доушаньто, относящиеся к эдиакарскому периоду позднего протерозоя — более древние, но не имевшие никаких скелетных образований и долгое время остававшиеся скрытыми от палеонтологов. Стало ясно, что многоклеточная жизнь возникла не в кембрии, а существенно раньше, а в кембрии организмы «научились» строить минеральные скелеты, которые имеют гораздо больше шансов сохраниться в толщах пород, чем мягкие тела животных.

В основном кембрийская биота обитала в морских бассейнах. Существовало большое количество трилобитов, гастропод, брахиопод. Одновременно существовали и животные, которых трудно отнести к какой-либо известной группе. Вообще, даже виды, принадлежащие к известным типам, на современные совершенно не похожи. Рифостроящими организмами были археоциаты, существовавшие только в кембрии, и водоросли, выделяющие известь. Судя по всему, в кембрии появились первые почвенные беспозвоночные — черви и многоножки. Также в этот период появились коралловые полипы, головоногие моллюски, членистоногие и хордовые.

Комплекс горных пород, характеризующих кембрийскую систему, выделен на примере пород Уэльса А. Седжвиком в 1835 году^[6]. В спор между Седжвиком и ещё одним геологом Родериком Мэрчисоном, впервые описавшим в это же время силурийскую систему, частично пересекавшуюся с оригинальным описанием кембрийской, оказалось вовлечено большинство ведущих геологов Великобритании, и в итоге временные рамки обоих периодов были уточнены к 1879 году с введением промежуточной ордовикской системы^[10]. Седжвик выделил в геологии кембрийской системы три отдела. Дальнейшая ревизия его выводов (Ч. Уолкотт, Ч. Лапуорт) легла в основу градации отделов кембрия, принятой 4-м Международным геологическим конгрессом в 1888 году^[6].

В процессе морских трансгрессий на территории северных континентов кембрия формировались толщи осадочных пород. В эпиконтинентальных морях континента Сибирь в основном накапливались карбонатные породы. На юго-западе Сибири в начале периода сформировался солеродный бассейн, с юга ограниченный горами байкальской складчатости, а с севера отделяемый от моря полосой биогермов. В морях континента Балтика формировались глинистые и песчано-глинистые отложения. В морях на западе Лаврентии накапливались карбонатные осадки, а на востоке континента — терригенные^[6].

Известны несколько областей кембрийских вулканических пород в Южном полушарии. В начале периода наиболее активной была вулканическая деятельность на территории современной Австралии. Её север и центральную часть характеризуют трапповые базальты, сформировавшиеся в это время. На северо-востоке Австралии, в Новой Зеландии и ряде районов Антарктиды (север Земли Виктории, горы Элсуэрт и Пенсакола) вулканические периоды раннего и среднего кембрия связаны с деятельностью вулканической островной дуги и представлены базальтами и мафическими интрузиями. В северном полушарии вулканические породы, датируемые ранним и средним кембрием, находятся в южной Сибири и западной Монголии (Алтайские и Саянские горы), на востоке Казахстана и северо-западе Китая (Тянь-Шань) и на северо-востоке Китая. В Северной Америке вулканическая деятельность первой половины кембрия представлена гранитными интрузиями и базальтовыми и риолитовыми экструзиями на территории Оклахомы. К нижнему кембрию относятся цирконы из слоя вулканического пепла в Нью-Брансуике (Канада) и вулканические туфы в Марокко и юго-западном Китае, датируемые 521 млн лет назад — границей между томмотским (дотрилобитовым) и атдабанским ярусами^[10].

Тёплый климат кембрия обусловил отсутствие датируемых этим периодом валунных суглинков, формирующихся как ледниковые отложения. Эти породы наличествуют как в более ранних слоях осадков, так и в более поздних, формировавшихся в ордовикский период, когда континент Гондвана начал дрейф в сторону Южного полюса. Песчаники, содержащие зёрна кварца с царапинами из-за перекатывания ветром, вентифакты (отполированные ветром валуны) и эвапориты, представляют собой наследие кембрийских пустынь и полупустынь тропической зоны^[10].