2. Зеленые и белые листоватые мергели. — Те же первичные породы Оверни, которые в результате частичного разрушения своих более твердых частей дали начало вышеупомянутым кварцевым гравелитам и конгломератам, при измельчении тех же материалов в порошок и при разложении их полевого шпата, слюды и роговой обманки произвели бы глиноземистую глину, а если присутствовало достаточное количество карбоната извести — известковистый мергель. Этот мелкий осадок естественным образом уносился бы на большее расстояние от берега, как и различные более мелкие мергели, ныне отлагающиеся в озере Верхнее. И как в американском озере галька и песок ежегодно накапливаются близ северных берегов, так и в Оверни вышеупомянутые гравелиты и конгломераты, очевидно, формировались близ границ.
Рис. 156.
Cypris unifasciata, современный вид, сильно увеличенный.
a. Верхняя часть.
b. Вид сбоку того же самого.
Рис. 157.
Cypris vidua, современный вид, сильно увеличенный.
Общая мощность этих мергелей неизвестна; но она, безусловно, превышает в некоторых местах 700 футов. Они по большей части либо светло-зеленые, либо белые и обычно известковистые. Они тонко листоватые — характер, который часто возникает из-за бесчисленных тонких раковин или створок панциря того маленького животного, называемого Cypris; рода, который включает несколько видов, из которых некоторые являются современными и могут быть замечены быстро плавающими в водах наших стоячих прудов и канав. Антенны, на конце которых находятся тонкие пучки волос, являются основными органами движения и вибрируют с большой быстротой. Это животное обитает внутри двух маленьких створок, не сильно отличающихся от створок двустворчатой раковины, и периодически линяет, чего не делают моллюски. Это обстоятельство может отчасти объяснить бесчисленные мириады раковин Cypris, которые сбрасывались в древних озерах Оверни, давая начало делениям в мергеле, тонким как бумага, и притом в стратифицированных массах мощностью в несколько сотен футов. Более убедительного доказательства спокойствия и прозрачности вод, а также медленного и постепенного процесса, посредством которого озеро заполнялось мелким илом, желать нельзя. Но мы можем легко предположить, что, пока этот мелкий осадок оседал в глубоких и центральных частях бассейна, гравий, песок и обломки пород устремлялись в озеро и отлагались близ берега, образуя группу, описанную в предыдущем разделе.
Недалеко от Клермона зеленые мергели, содержащие в изобилии Cypris, подходят на расстояние нескольких ярдов к граниту, образующему границы бассейна. Залегание этих мергелей так близко к древней окраине можно объяснить тем, что на дне древнего озера в промежутках между точками впадения рек и потоков не отлагались грубые частицы, а переносился лишь более тонкий ил, приносимый течениями. Вертикальное положение некоторых пластов в вышеупомянутом разрезе свидетельствует о значительных местных нарушениях, произошедших после отложения мергелей; однако такие наклонные и вертикальные пласты встречаются очень редко.
Рис. 158.
Вертикальные пласты мергеля в Шампраделе, близ Клермона.
A. Гранит.
B. Промежуток в 60 футов, где разрез не виден.
C. Зеленый мергель, вертикальный и наклонный.
D. Белый мергель.
3. Известняк, травертин, оолит. — Оба предыдущих члена озерных отложений, мергели и песчаники, иногда переходят в известняк. Иногда в них встречаются лишь конкреционные желваки, но там, где увеличивается количество известкового материала, они объединяются в правильные пласты.
По обе стороны бассейна Лимань, как на западе у Ганна, так и на востоке у Виши, добывают белый оолитовый известняк. В Виши оолит по внешнему виду и красоте напоминает наш батский камень; как и он, в момент добычи из карьера он мягкий, но быстро твердеет на воздухе. В Ганна камень содержит наземные раковины и кости четвероногих, напоминающие кости из гипса Парижа. В Шадра, на холме Ла-Сер, известняк пизолитовый, причем мелкие сфероиды сочетают в себе как радиальную, так и концентрическую структуру.
Индузиальный известняк. — В Оверни существует еще одна примечательная форма пресноводного известняка, называемая «индузиальной» от слова indusiæ — чехлики ручейников (личинок Phryganea); огромные скопления которых были инкрустированы карбонатом кальция в том виде, в каком они лежали, и превратились в твердый травертин. Порода иногда бывает чисто известковой, но иногда в ней присутствует примесь кремнистого вещества. Часто можно наблюдать несколько пластов этого известняка, либо в виде сплошных масс, либо в виде конкреционных желваков, лежащих друг на друге с прослойками мергеля. Прилагаемый рисунок (рис. 159) показывает, каким образом один из этих индузиальных пластов (a) обнажается на поверхности между мергелями (b b) у подножия холма Жерговия; он также служит примером того, до какой степени озерные пласты, которые некогда должны были заполнять впадину, подверглись денудации и сформировали холмы и долины на месте древних озер.
Рис. 159.
Пласт индузиального известняка, переслаивающийся с пресноводным мергелем, близ Клермона (Кляйншрод).
Рис. 160.
Личинка современной Phryganea. [185-A]
Рис. 161.
a. Индузиальный известняк Оверни.
b. Ископаемая Paludina, увеличенная.
Мы часто можем наблюдать в наших прудах Phryganea (или ручейника) в состоянии гусеницы, покрытую мелкими пресноводными раковинами, которые они способны прикреплять к внешней стороне своих трубчатых чехликов, вероятно, для придания им веса и прочности. Особи, изображенные на прилагаемом рисунке, принадлежащие к виду, очень распространенному в Англии, покрыли свой чехлик раковинами мелкой Planorbis. Таким же образом крупный вид ручейника, который в изобилии водился в эоценовых озерах Оверни, обычно прикреплял к своему жилищу раковины мелкого спирального унивальвия рода Paludina. Иногда можно увидеть сотню таких крошечных раковин, расположенных вокруг одной трубки, часть центральной полости которой часто остается пустой, а остальное заполнено тонкими концентрическими слоями травертина. Чехлики были набросаны в беспорядке и часто лежат, как на рис. 161, под прямым углом друг к другу. Если учесть, что десять или двенадцать трубок упакованы в объеме одного кубического дюйма, а некоторые отдельные пласты этого известняка имеют толщину 6 футов и могут быть прослежены на значительной площади, мы можем составить представление о бесчисленном множестве насекомых и моллюсков, которые внесли свой вклад в виде покровов и раковин в создание этой необычно сложенной породы. Нет необходимости предполагать, что Phryganeæ жили в тех местах, где сейчас находят их чехлики; они могли размножаться на мелководье у берегов озера или в питающих его ручьях, а их чехлики могли быть перенесены течением далеко в глубокую воду.
Летом 1837 года, исследуя вместе с доктором Беком небольшое озеро недалеко от Копенгагена, я имел возможность наблюдать прекрасный пример того, как, вероятно, накапливались трубчатые чехлики в Оверни. Это озеро, называемое Фуре-Сё, расположенное во внутренних районах Зеландии, имеет около двадцати английских миль в окружности и в некоторых местах глубину 200 футов. Вокруг мелководных берегов можно наблюдать обильные заросли тростника и камыша, покрытые индузиями Phryganea grandis и других видов, к которым прикреплены раковины. Растения, которые их поддерживают, — это камыш (Scirpus lacustris) и обыкновенный тростник (Arundo phragmitis), но главным образом первый. Летом, особенно в июне, сильный порыв ветра иногда вызывает течение, под действием которого эти растения вырываются с корнем, уносятся прочь и плавают длинными полосами, более мили в длину, в глубокой воде. В том же озере в изобилии водится Cypris; и только известковых источников не хватает для образования обширных пластов индузиального известняка, подобных овернским.
4. Гипсоносные мергели. — Более 50 футов тонкослоистых гипсоносных мергелей, точно напоминающих таковые на холме Монмартр в Париже, разрабатываются на гипс в Сен-Ромене, на правом берегу Алье. Они залегают на серии зеленых мергелей с Cypris, которые чередуются с песчаником, причем общая мощность этой нижней группы, как видно в вертикальном разрезе на берегах реки, превышает 250 футов.
Общее расположение, происхождение и возраст пресноводных формаций Оверни. — Взаимоотношения различных групп, описанных выше, невозможно понять при изучении какого-либо одного разреза; и геолог, который приступает к работе с ожиданием найти фиксированный порядок последовательности, возможно, пожалуется, что разные части бассейна дают противоречивые результаты. Песчаниковая толща, мергели и известняк в некоторых местах могут чередоваться друг с другом; тем не менее, ни в коем случае нельзя утверждать, что порядка расположения не существует. Пески, песчаники и конгломераты в целом составляют прибрежную группу; листоватые белые и зеленые мергели — одновременные центральные отложения; а известняк по большей части подчинен более новым частям и тех, и других. Верхние мергели и пески более известковисты, чем нижние; и мы никогда не встречаем известковых пород, покрытых значительной толщей кварцевого песка или зеленого мергеля. Исходя из сходства известняков с итальянскими травертинами, мы можем заключить, что они образовались из вод минеральных источников — таких источников, которые и сейчас существуют в Оверни и которые можно увидеть пробивающимися сквозь гранит и осаждающими травертин. Они иногда бывают термальными, но этот характер отнюдь не постоянен.
По-видимому, когда древнее озеро Лимань только начало заполняться осадками, вулканическая деятельность еще не привела к образованию лавы и шлаков ни в одной части Оверни. Поэтому в озеро не переносилась галька лавы, и в конгломерате не были заключены фрагменты вулканических пород. Но в более поздний период, когда накопилась значительная толща песчаника и мергеля, начались извержения, и в некоторых местах лава и туф отлагались попеременно с озерными пластами. Не исключено, что холодные и термальные источники, содержащие в растворе различные минеральные ингредиенты, стали более многочисленными во время последовательных потрясений, сопровождавших это развитие вулканической деятельности, и таким образом образовались отложения карбоната и сульфата кальция, кремнезема и других минералов. Отсюда эти минералы преобладают в самых верхних пластах. Подземные движения могли продолжаться до тех пор, пока они не изменили относительные уровни местности, не привели к осушению озер и прекращению дальнейшего накопления правильных пресноводных пластов.
Мы легко можем представить себе аналогичную серию событий, приводящую к аналогичным результатам в любом современном бассейне, например, в бассейне озера Верхнее, куда многочисленные реки и потоки сносят детрит горной цепи. Переносимые материалы должны располагаться в соответствии с их размером и весом: более грубые — у берега, более мелкие — на большем расстоянии от суши; но в гравийных и песчаных пластах озера Верхнее не может быть включений гальки современных вулканических пород, поскольку в настоящее время в этом районе их нет. Если бы в этой местности началась магматическая деятельность и образовались лава, шлаки и термальные источники, отложение гравия, песка и мергеля могло бы продолжаться, как и прежде; но, кроме того, произошло бы смешение с вулканическим гравием и туфом, а также с породами, выпавшими в осадок из вод минеральных источников.
Хотя пресноводные пласты Лимани в целом близки к горизонтальному положению, доказательств местных нарушений достаточно много, чтобы предположить значительные изменения уровня со времени озерного периода. Мы не можем указать северную границу древнего озера, хотя все еще можем проследить его пределы на востоке, западе и юге, где они были образованы крутыми гранитными возвышенностями. И нам не следует удивляться нашей неспособности полностью восстановить физическую географию страны после столь значительной серии вулканических извержений; ибо отнюдь не невероятно, что одна ее часть, например, южная, могла быть поднята целиком, в то время как другие оставались в покое или даже подверглись опусканию.
Принадлежат ли все пресноводные формации Лимань-д'Овернь к одному периоду, я не берусь судить, так как крупные массы как песчаниковых, так и мергелевых групп часто лишены окаменелостей. Много света на фауну млекопитающих пролили труды г-д Бравара и Круазе, а также г-на Помеля. Последний натуралист указал на видовое отличие всех или почти всех видов млекопитающих от видов гипсовой серии близ Парижа. Тем не менее, многие формы аналогичны эоценовым четвероногим. Cainotherium, например, недалеко ушел от Anoplotherium и, по мнению Уотерхауса, идентичен роду Microtherium немецких авторов. Существуют два вида сумчатых животных, родственных Didelphys, роду, также найденному в парижском гипсе. Amphitragulus elegans Помеля был отождествлен с рейнским видом из Вайссенау близ Майнца, названным Каупом Dorcatherium nanum; и другие окаменелости Оверни, например, Microtherium Reuggeri и мелкий грызун Titanomys, видово идентичны млекопитающим майнцского бассейна.
Канталь. — Пресноводная формация, очень похожая на овернскую, расположена в департаменте Верхняя Луара, близ города Ле-Пюи в Веле, а другая встречается близ Орийака в Кантале. Главной особенностью последней упомянутой формации, в отличие от формаций Оверни и Веле, является огромное обилие кремнезема, ассоциированного с известковыми мергелями и известняком.
Вся серия может быть разделена на два отдела: нижний, состоящий из гравия, песка и глины, которые могли образоваться в результате разрушения и разложения гранитных сланцев окружающей местности; верхний комплекс, состоящий из кремнистых и известковых мергелей, содержит подчиненные прослои гипса, кремнезема и известняка.
Сходство пресноводного известняка Канталя и сопровождающего его кремня с верхним мелом Англии весьма поучительно и вполне способно предостеречь студента от слишком безоговорочного доверия к одному лишь минеральному составу как надежному критерию относительного возраста.
При приближении к Орийаку с запада мы пересекаем обширные вересковые равнины, где бесплодный слюдяной сланец едва покрыт растительностью. Близ Итрака, а также между Ла-Капель и Вискампом поверхность усеяна рыхлыми обломками кремней, некоторые из которых черные внутри, но с белой внешней коркой; другие окрашены в желтые и красные тона и по внешнему виду точно напоминают гравий из кремней наших меловых районов. Когда груды этого гравия возвестили о приближении к новой формации, мы, наконец, достигаем уступа озерных пластов. У подножия холма, который возвышается перед нами, мы видим пласты глины и песка, залегающие на слюдяном сланце; а выше, в карьерах Бельбе, Лейбро и Брюэль, — белый известняк в горизонтальных пластах, поверхность которого была изрыта нерегулярными бороздами, впоследствии заполненными битым кремнем, мергелем и темной растительной почвой. В этих полостях мы узнаем точную копию тех, что так многочисленны на изборожденной поверхности нашего собственного белого мела. Продвигаясь от этих карьеров по дороге, сделанной из белого известняка, который отражает такой же ослепительный свет на солнце, как и наши дороги из мела, мы, наконец, достигаем в окрестностях Орийака холмов из известняка и известкового мергеля в горизонтальных пластах, разделенных в некоторых местах правильными слоями кремня в желваках, причем корка каждого желвака имеет непрозрачный белый цвет, как и внешняя сторона кремнистых желваков нашего мела.
Следует помнить, что кремнистая порода из Билина, называемая трепелом, является пресноводным отложением и, как показал Эренберг, имеет инфузорное происхождение (см. стр. 24). То, что справедливо для богемского кремня и опала, где пласты достигают толщины 14 футов, возможно, окажется верным и в отношении кремнезема из Орийака, который также мог непосредственно происходить из крошечных чехликов микроскопических анималькулей. Но даже если этот вывод будет подтвержден, обильное поступление кремнистого, известкового и гипсового материала, которое получали древние озера Франции, могло быть связано с подземной вулканической деятельностью, ареной которой эти регионы были столь долгое время, и которая могла насыщать источники минеральным веществом еще до великого излияния лавы. Хорошо известно, что горячие источники Исландии и многих других стран содержат кремнезем в растворе; и недавно было заявлено, что пар при высокой температуре способен растворять кварцевые породы без помощи какого-либо щелочного или иного флюса. [189-A]
Путешественники нередко упоминают в своих отчетах об Индии, Австралии и других отдаленных землях, что они видели мел с кремнями, который они принимали за мел того же возраста, что и меловая система Европы. Беглый осмотр белого известняка и кремня Орийака мог бы навести на ту же мысль; но когда мы переходим от минерального облика и состава к органическим остаткам, мы находим в кремнях Канталя семенные коробочки пресноводной хары (Chara), вместо морских зоофитов, так обильно заключенных в меловых кремнях; а в известняке мы встречаем раковины Limnea, Planorbis и других озерных родов, вместо устриц, теребратул и морских ежей мелового периода.
Доказательства постепенного отложения. — Некоторые разрезы листоватых мергелей в долине Сер, близ Орийака, самым недвусмысленным образом свидетельствуют о чрезвычайной медленности, с которой накапливались материалы озерной серии. На холме Барра, например, мы находим скопление известковых и кремнистых мергелей, в которых на глубине не менее 60 футов слои настолько тонки, что иногда тридцать из них умещаются в толщине одного дюйма; и когда их разделяют, мы видим сохранившимися в каждом из них сплющенные стебли хары или других растений, а иногда мириады мелких Paludinæ и других пресноводных раковин. Эти крошечные листоватости мергеля точно напоминают некоторые современные слоистые пласты шотландских мергелевых озер и могут быть сравнены со страницами книги, каждая из которых содержит историю определенного периода прошлого. Различные слои могут быть сгруппированы в пласты толщиной от фута до полутора футов, которые различаются по составу и цвету, причем оттенки бывают белыми, зелеными и коричневыми. Иногда встречается разделяющий слой чистого кремня, или черного углеродистого растительного вещества толщиной около дюйма, или белого порошкообразного мергеля. Мы находим несколько холмов в окрестностях Орийака, сложенных из таких материалов, высотой более 200 футов от их основания, причем все это иногда покрыто скалистыми потоками трахитовой или базальтовой лавы. [190-A]