«Руководство по элементарной геологии»

Узкие и параллельные зоны Аппалачей, упомянутые здесь, состоят из пластов, сложенных в последовательность выпуклых и вогнутых изгибов, впоследствии вскрытых денудацией. Составляющие их породы имеют большую толщину и все относятся к силурийской, девонской и каменноугольной формациям. Здесь нет главного или центрального осевого стержня, как в Пиренеях и многих других цепях — нет ядра, которому соответствовали бы все второстепенные хребты; но цепь состоит из многих почти равных и параллельных складок, имеющих то, что называется антиклинальным и синклинальным расположением (см. выше, стр. 48). Эта система холмов простирается, геологически говоря, от Вермонта до Алабамы, имея более 1000 миль в длину, от 50 до 150 миль в ширину и варьируясь по высоте от 2000 до 6000 футов. Иногда весь ансамбль хребтов идет совершенно прямо на расстояние более 50 миль, после чего все они поворачивают вместе и принимают новое направление под углом 20 или 30 градусов к первому.

Мы обязаны государственным землемерам Вирджинии и Пенсильвании, профессору У. Б. Роджерсу и его брату профессору Г. Д. Роджерсу, важным открытием ключа к общему закону строения, преобладающему во всем этом горном хребте, который, однако, простым, каким он может показаться, будучи однажды найденным и ясно объясненным, мог долго оставаться незамеченным среди такой массы сложных деталей. Оказывается, изгиб и разлом пластов наиболее выражены на юго-восточной или атлантической стороне цепи, и пласты становятся все менее и менее нарушенными по мере продвижения на запад, пока, наконец, не восстанавливают свое первоначальное или горизонтальное положение. Обратившись к разрезу (рис. 379), можно увидеть, что на восточной стороне, или в хребтах и впадинах, ближайших к Атлантике, преобладают юго-восточные падения вследствие того, что пласты были сложены обратно на себя, как в i, причем те, что на северо-западной стороне каждой арки, были инвертированы. Следующий набор арок (таких как k) более открыт, каждая имеет свою западную сторону наиболее крутой; следующая (l) открывается еще шире, следующая (m) еще больше, и это продолжается до тех пор, пока мы не прибудем к низкой и ровной части Аппалачского каменноугольного бассейна (D E).

В природе или на истинном разрезе количество изгибов или параллельных складок настолько велико, что их невозможно было бы выразить на диаграмме без путаницы. Также ясно, что большое количество породы было удалено водным воздействием или денудацией, что станет очевидным, если мы попытаемся завершить все кривые способом, указанным пунктирными линиями в i и k.

Движения, которые придали столь единообразный порядок расположения этой обширной системе пород, должны были быть, если не одновременными, то, по крайней мере, частями одной и той же серии, зависящими от какой-то общей причины. Их геологическая дата хорошо определена, по крайней мере в определенных пределах, ибо они должны были произойти после отложения каменноугольных пластов (№ 5) и до формирования красного песчаника (№ 4). Наибольшие разрушительные и денудационные силы, очевидно, были приложены к юго-восточной стороне цепи; и именно здесь наблюдается, что изверженные или плутонические породы внедрились в пласты, образуя дайки, некоторые из которых тянутся на мили линиями, параллельными основному направлению Аппалачей, или на северо-северо-восток и юго-юго-запад.

Толщина каменноугольных пород в регионе C очень велика и быстро уменьшается по мере продвижения на запад. Съемки Пенсильвании и Вирджинии показывают, что юго-восток был той стороной, откуда происходили более грубые материалы этих пластов, так что древняя суша лежала в том направлении. Конгломерат, который образует общее основание каменноугольных отложений, имеет толщину 1500 футов в Шарп-Маунтин, где я видел его (в C) близ Поттсвилла; тогда как он имеет толщину всего 500 футов примерно в тридцати милях к северо-западу и постепенно сходит на нет, если следовать еще дальше в том же направлении, пока его толщина не сокращается до 30 футов. Известняки, с другой стороны, в каменноугольных отложениях увеличиваются по мере того, как мы прослеживаем их на запад. Подобные наблюдения были сделаны в отношении силурийских и девонских формаций в Нью-Йорке; песчаники и все механически образованные породы выклиниваются по мере продвижения на запад, а известняки утолщаются, как бы за их счет. Следовательно, ясно, что древняя суша находилась на востоке, где сейчас Атлантика; глубокое море с его банками кораллов и раковин — на западе, или там, где сейчас расположена гидрографическая система Миссисипи.

В том регионе, близ Поттсвилла, где толщина каменноугольных отложений наибольшая, имеется тринадцать пластов антрацитового угля, некоторые из них более 2 ярдов толщиной. Некоторые из самых нижних чередуются с пластами белого песчаника и конгломерата более грубого зерна, чем я когда-либо видел где-либо еще, в сочетании с чистым углем. Галька кварца часто размером с куриное яйцо. Прослеживая эти конгломераты и песчаники на протяжении нескольких миль от Поттсвилла, через Тамакуа, до шахты Лихай-Саммит, в компании с г-ном Г. Д. Роджерсом в 1841 году, он указал мне, что грубозернистые пласты и сопровождающие их сланцы постепенно выклиниваются, пока семь угольных пластов, сначала широко разделенных, сближаются все больше и больше, пока последовательно не объединяются; так что в конце концов они образуют одну массу толщиной от 40 до 50 футов. Я видел, как этот огромный пласт антрацитового угля добывался открытым способом в Мауч-Чанк (или Медвежьей горе), после того как перекрывающий песчаник толщиной 40 футов был полностью удален с вершины холма, который, выражаясь словами шахтера, был «снят скальпом». Накопление растительного вещества, составляющего ныне этот обширный пласт антрацита, возможно, до того, как оно было спрессовано давлением и выделением водорода, кислорода и других летучих ингредиентов, могло иметь толщину от 200 до 300 футов. Происхождение такой огромной толщины растительных остатков, столь не смешанных с землистыми ингредиентами, может, я думаю, быть объяснено не иначе, как ростом в течение тысяч лет деревьев и папоротников, подобно торфу — теория, которую наличие стигмарий in situ под каждым из семи слоев антрацита полностью подтверждает. Соперничающая гипотеза о наносе растений в море или эстуарий оставляет отсутствие осадочных пород, или, в данном случае, песка и гальки, совершенно необъяснимым.

Рис. 380.

Рис. 381.

Но студент естественно спросит, что могло заставить так много угольных пластов, после того как они были постоянными на протяжении миль, сойтись и слиться в один единственный пласт, и притом равный в совокупности толщине нескольких отдельных пластов? Часто тот же вопрос задавали английские шахтеры, прежде чем удовлетворительный ответ на него был дан покойным г-ном Боуманом. Вот его решение проблемы. Пусть a a', рис. 380, будет массой растительного вещества, способной при сжатии образовать 3-футовый угольный пласт. Он покоится на подстилающей глине b b', заполненной корнями деревьев in situ, и поддерживает растущий лес (C D). Предположим, что часть того же леса D E была затоплена из-за опускания почвы на 25 футов, так что деревья были частично повалены, а частично остались стоять в воде, медленно разлагаясь, их пни и нижние части стволов были обволакиваемы слоями песка и ила, которые постепенно заполняют озеро D F. Когда это озеро или лагуна в конце концов были полностью заилены и превращены в сушу, скажем, в течение столетия, лес C D снова будет простираться непрерывно по всей площади C F, как на рис. 381, и еще одна масса растительного вещества (g g'), образующая еще 3 фута угля, может накопиться от C до F. Тогда мы находим в регионе F два угольных пласта (a' и g'), каждый толщиной 3 фута, разделенных 25 футами песчаника и сланца, со стоячими деревьями, основанными на нижнем угле, в то время как между D и C мы находим эти два пласта объединенными в 2-ярдовый уголь. Можно возразить, что непрерывный рост растений в течение столетия привел бы к тому, что растительное вещество в регионе C D было бы толще, чем два отдельных пласта a' и g' в F; и, несомненно, действительно был бы небольшой избыток, представляющий одно поколение деревьев с остатками других растений, образующий полдюйма или дюйм угля; но это не помешало бы шахтеру утверждать, что пласт a g на всей площади C D был равен двум пластам a' и g' в F.

Читатель видел, обратившись к разрезу (рис. 379, стр. 327), что пласты Аппалачского каменноугольного бассейна принимают горизонтальное положение к западу от гор. В этой менее возвышенной стране каменноугольные отложения пересекаются тремя великими судоходными реками и способны поставлять в течение веков жителям густонаселенного региона неисчерпаемый запас топлива. Эти реки — Мононгахила, Аллегани и Огайо, все они обнажают на своих берегах ровные пласты угля. Глядя вниз по первой из них в Браунсвилле, мы имеем прекрасный вид на основной пласт битуминозного угля толщиной 10 футов, обычно называемый Питтсбургским пластом, выходящий на крутом утесе у кромки воды; и я сделал прилагаемый набросок его вида с моста через реку (см. рис. 382). Здесь уголь толщиной 10 футов покрыт углистым сланцем (b), а тот, в свою очередь, слюдистым песчаником (c). Горизонтальные галереи могут быть проложены везде с очень небольшими затратами и работать так, чтобы дренировать самих себя, в то время как вагонетки, груженные углем и прицепленные друг к другу, скользят вниз по железной дороге, чтобы доставить свой груз в баржи, пришвартованные к берегу реки. Тот же пласт виден на расстоянии, на правом берегу (в a), и может быть прослежен весь путь до Питтсбурга, находящегося в пятидесяти милях. Поскольку он почти горизонтален, в то время как река спускается, он выходит на поверхность на постоянно увеличивающейся, но никогда не неудобной высоте над Мононгахилой. Ниже большого угольного пласта в Браунсвилле находится огнеупорная глина толщиной 18 дюймов, а ниже нее — несколько пластов известняка, под которыми, в свою очередь, находятся другие угольные пласты. Я также показал на своем наброске еще один слой пригодного для разработки угля (в d d), который выходит на склоне холмов на большей высоте. Здесь почти каждый владелец может открыть угольную шахту на своей земле, и, поскольку напластование очень регулярное, он может с точностью рассчитать глубину, на которой можно добыть уголь.

Аппалачский каменноугольный бассейн, частью которого являются эти пласты (от C до E, разрез, рис. 379, стр. 327), примечателен своей обширной площадью; так, по словам профессора Г. Д. Роджерса, он непрерывно простирается с северо-востока на юго-запад на расстояние 720 миль, при этом его наибольшая ширина составляет около 180 миль. По умеренной оценке, его общая площадь составляет 63 000 квадратных миль.

Рис. 382.

Вид мощного угольного пласта на реке Мононгахила у Браунсвилла, Пенсильвания, США.

a. Десятифутовый пласт угля.

b. Black bituminous or carbonaceous shale, 10 feet thick.

c. Слюдистый песчаник.

d d. Upper seam of coal, 6 feet thick.

Эта угольная формация до того, как ее первоначальные границы были сокращены в результате денудации, должна была достигать 900 миль в длину и в некоторых местах более 200 миль в ширину. Обратившись снова к разрезу (рис. 379, стр. 327), можно увидеть, что пласты угля залегают горизонтально к западу от гор в регионе D E и становятся все более наклонными и складчатыми по мере продвижения на восток. В настоящее время неизменно обнаруживается, как показал профессор Г. Д. Роджерс с помощью химического анализа, что уголь наиболее битуминозен у своей западной границы, где он остается ровным и ненарушенным, и что он постепенно теряет битуминозность по мере нашего продвижения на юго-восток к более изогнутым и деформированным породам. Так, на реке Огайо доля водорода, кислорода и других летучих веществ варьируется от сорока до пятидесяти процентов. К востоку от этой линии, на реке Мононгахила, она все еще приближается к сорока процентам, где пласты начинают испытывать некоторые слабые изгибы. При входе в Аллеганские горы, где начинают проявляться отчетливые антиклинальные оси, но до того, как дислокации становятся значительными, содержание летучих веществ обычно составляет восемнадцать или двадцать процентов. Наконец, когда мы прибываем к некоторым изолированным угольным бассейнам (5', рис. 379), связанным с наиболее резкими изгибами Аппалачской цепи, где пласты были фактически перевернуты, как около Поттсвилла, мы обнаруживаем, что уголь содержит лишь от шести до двенадцати процентов битума, превращаясь таким образом в настоящий антрацит.

Из исследований Либиха и других выдающихся химиков следует, что когда древесина и растительные остатки погребаются в земле, подвергаются воздействию влаги и частично или полностью изолируются от воздуха, они медленно разлагаются и выделяют углекислый газ, тем самым теряя часть своего первоначального кислорода. Благодаря этому они постепенно превращаются в лигнит или бурый уголь, который содержит большую долю водорода, чем древесина. Продолжение разложения превращает этот лигнит в обычный или битуминозный уголь, главным образом за счет выделения углеводородного газа, или газа, с помощью которого мы освещаем наши улицы и дома. Согласно Бишофу, горючие газы, которые постоянно выделяются из ископаемого угля и так часто становятся причиной несчастных случаев в шахтах, всегда содержат углекислый газ, углеводородный газ, азот и этилен. Выделение всех этих веществ постепенно превращает обычный или битуминозный уголь в антрацит, которому были даны различные названия: сплинт-уголь, блестящий уголь, кульм и многие другие.

Мы видели, что в Аппалачском каменноугольном бассейне существует тесная связь между степенью потери углем своих газообразных составляющих и величиной нарушений, которым подверглись пласты. Совпадение этих явлений можно отчасти объяснить большей легкостью выхода летучих веществ там, где растрескивание пород привело к образованию бесконечного числа трещин и щелей, а также теплом газов и воды, проникавших в эти трещины, когда происходили великие движения, разорвавшие и смявшие в складки аппалачские пласты. Хорошо известно, что в настоящее время во время землетрясений из земли вырываются термальные воды и горячие пары, и они не могли не способствовать выделению летучих веществ из каменноугольных пород.

Непрерывность угольных пластов. — Поскольку отдельные угольные пласты непрерывны на очень обширных территориях, возникал вопрос, как леса могли существовать непрерывно на таких широких пространствах, не будучи чаще затопляемыми мутными реками или, при погружении, не подвергаясь денудации морскими течениями. Из описания угольного бассейна Кейп-Бретон, сделанного г-ном Ричардом Брауном, следует, что ложная слоистость обычна в песчаных пластах, и некоторая частичная денудация их, по крайней мере, часто должна была происходить во время накопления каменноугольной серии.

В Динском лесу обнаружены древние речные русла, которые проходят через угольные пласты и в которых встречаются окатанные гальки угля. Они более древнего происхождения, чем перекрывающие их и ненарушенные каменноугольные отложения. Покойный г-н Баддл, который описал их мне, сказал, что видел подобные явления в Ньюкаслском угольном бассейне. Тем не менее, случаи таких русел встречаются гораздо реже, чем мы могли бы ожидать, особенно если вспомнить, как часто корни деревьев (Stigmariæ) вырывались с корнем и переносились в виде обломков в песчаники и гравелиты. Преобладание опускания, несомненно, является главной причиной, которая спасла так много обширных угольных пластов от разрушения речной деятельностью.

Чистота угля, или отсутствие в нем примесей землистых веществ, представляет собой еще одну теоретическую трудность для многих геологов, которые склонны полагать, что деревья и более мелкие растения каменноугольного периода росли на обширных болотах, а не на суше, не подверженной затоплению. Однако оказывается, что на аллювиальной равнине и в дельте Миссисипи встречаются обширные, так называемые «кипарисовые болота», густо покрытые различными деревьями, в которые при самых сильных наводнениях никогда не попадают вещества, находящиеся во взвешенном состоянии, поскольку все они окружены плотным краевым поясом из тростника, камыша и кустарника. Речная вода должна проходить через этот густой барьер, так что она неизменно хорошо фильтруется, прежде чем сможет достичь внутренней части лесистой местности, внутри которой постоянно накапливаются растительные остатки от разложения деревьев и полуводных растений. В доказательство этого я могу заметить, что всякий раз, когда какая-либо часть болота высыхает во время необычно жаркого сезона и лес загорается, в земле выгорают ямы глубиной во много футов, или настолько глубоко, насколько огонь может опуститься, не встретив воды, и тогда обнаруживается, что почти не остается никакого остатка или землистого вещества. На дне этих «кипарисовых болот» Миссисипи находится слой глины с корнями высокого кипариса (Taxodium distichum), точно так же, как подстилающие глины угольных пластов заполнены Stigmaria.

Климат каменноугольного периода. — До тех пор, пока ботаники учили, что каменноугольная флора подразумевает тропический климат, геологи могли быть в затруднении, пытаясь примирить сохранение такого большого количества растительного вещества с высокой температурой; ибо тепло ускоряет разложение опавших листьев и стволов деревьев, будь то в атмосфере или в воде. Хорошо известно, что торф, столь обильный на болотах высоких широт, перестает расти на болотах более теплых регионов. Однако, по-видимому, все более распространенным становится мнение, что каменноугольные растения в целом не указывают на климат, подобный тому, который сейчас наблюдается в экваториальной зоне. Древовидные папоротники встречаются на юге до южной части Новой Зеландии, а араукариевые сосны встречаются на острове Норфолк. Большое преобладание папоротников и плаунов указывает на тепло, влажность, равномерность температуры и отсутствие морозов, а не на сильную жару; и мы слишком мало знаем о сигилляриях, каламитах, астерофиллитах и других своеобразных формах каменноугольного периода, чтобы иметь возможность с уверенностью рассуждать о том, какой климат им мог потребоваться.

Несомненно, мы вправе предположить, исходя из кораллов и головоногих моллюсков горного известняка, что теплая температура была характерна для северных морей в каменноугольную эпоху; но отсутствие холода могло привести (как в настоящее время в морях Бермудских островов под влиянием Гольфстрима) к очень широкому географическому распространению рифообразующих кораллов и раковинных каракатиц, без необходимости прибегать к помощи тропической жары.

КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ РЕПТИЛИИ.

Там, где у нас есть свидетельства в одном угольном бассейне, как в Новой Шотландии или Южном Уэльсе, о пятидесяти или даже ста древних лесах, погребенных один над другим, с корнями деревьев, все еще находящимися в своем первоначальном положении, и с некоторыми стволами, все еще остающимися в вертикальном положении, мы склонны удивляться тому, что до 1844 года не было обнаружено никаких остатков современных им дышащих воздухом существ, за исключением нескольких насекомых. Никакие позвоночные животные, организованные выше рыб, никакие млекопитающие или птицы, никакие ящеры, лягушки, черепахи или змеи не были еще известны в породах такой глубокой древности. В угольном бассейне Коулбрук-Дейл упоминались два вида жуков из семейства Curculionidæ и сетчатокрылое насекомое, напоминающее род Corydalis, а также другое, родственное Phasmidæ. В других каменноугольных отложениях Европы мы находим упоминание о скорпионе и мотыльке, родственном Tinea, а также об одном дышащем воздухом ракообразном, или сухопутном крабе. Тем не менее, Агассис уже описал в своем великом труде об ископаемых рыбах более ста пятидесяти видов ихтиолитов из угольных пластов, девяносто четыре из которых принадлежали к семействам акул и скатов, а пятьдесят восемь — к классу ганоидов. Некоторые из этих рыб очень далеки по своей организации от любых ныне живущих, особенно те из семейства, названного Агассисом «завроидными», такие как Megalichthys, Holoptychius и другие, которые часто достигают больших размеров и все являются хищниками. Их остеология, говорит г-н Агассис, во многих отношениях напоминает скелеты ящероподобных рептилий, как по плотным швам костей черепа, их крупным коническим зубам с продольной штриховкой (см. рис. 383), сочленениям остистых отростков с позвонками, так и по другим признакам. Тем не менее, они не образуют семейство, промежуточное между рыбами и рептилиями, а являются настоящими рыбами, хотя, несомненно, более высокоорганизованными, чем любая живущая рыба.

Рис. 383.

Holoptychius Hibberti, Ag. Угольный бассейн Файфа; натуральная величина.

На прилагаемом рисунке представлен крупный зуб Megalichthys, найденный г-ном Хорнером в каннель-угле Файфа. Он, вероятно, обитал в эстуарии, как и многие его современники, и посещал как реки, так и море.

Рис. 384.

Archegosaurus minor, Goldfuss. Ископаемая рептилия из каменноугольных отложений, Саарбрюккен.

Наконец, в 1844 году Г. фон Мейер объявил об обнаружении первого скелета настоящей рептилии из угля Мюнстер-Аппель в Рейнской Баварии под названием Apateon pedestris, причем предполагалось, что животное близкородственно саламандрам. Три года спустя, в 1847 году, профессор фон Дехен обнаружил в угольном бассейне Саарбрюккена, у деревни Лебах, между Страсбургом и Триром, скелеты не менее трех различных видов дышащих воздухом рептилий, которые были описаны покойным профессором Гольдфусом под родовым названием Archegosaurus. Ихтиолиты и растения, найденные в тех же пластах, не оставили сомнений в том, что эти остатки принадлежали к настоящему каменноугольному периоду. Черепа, зубы и большая часть скелета, даже значительная часть кожи двух из этих рептилий были верно сохранены в центре сфероидальных конкреций глинистого железняка. Самая крупная из этих ящериц, Archegosaurus Decheni, должна была достигать 3 футов 6 дюймов в длину. На прилагаемом рисунке представлена самая маленькая из трех в натуральную величину. Они рассматривались Гольдфусом как ящеры, но Германом фон Мейером — как наиболее близкие к Labyrinthodon и, следовательно, связанные как с батрахиями, так и с ящерицами. Остатки конечностей не оставляют сомнений в том, что они были четвероногими, «снабженными», говорит фон Мейер, «руками и ногами, заканчивающимися отчетливыми пальцами; но эти конечности были слабыми, служащими только для плавания или ползания». Тот же анатом указал на некоторые моменты аналогии между их костями и костями Proteus anguinus; а г-н Оуэн заметил мне, что они приближаются к Proteus по краткости своих ребер. Две из этих древних рептилий сохранили большую часть внешней кожи, которая состояла из длинных, узких, клиновидных, черепицеобразных и роговых чешуек, расположенных рядами (см. рис. 385).

Рис. 385.

Черепицеобразный кожный покров Archegosaurus medius, Goldf.; увеличено.

Хейротериевые следы в каменноугольных отложениях, Соединенные Штаты. — В 1844 году, в тот самый год, когда в стране между Мозелем и Рейном впервые встретился Apateon или саламандра из угля, д-р Кинг опубликовал отчет о следах крупной рептилии, обнаруженных им в Северной Америке. Они встречаются в угольных пластах Гринсберга, в округе Уэстморленд, Пенсильвания; и у меня была возможность изучить их в 1846 году. Я сразу убедился в их подлинности и заявил о своем убеждении по этому поводу, относительно которого высказывались сомнения как в Европе, так и в Соединенных Штатах. Следы ног были впервые замечены выступающими в рельефе на нижней поверхности плит песчаника, лежащих на тонких слоях мелкой жирной глины. Я привез одну из этих масс, которая представлена на прилагаемом рисунке (рис. 386). На ней, наряду со следами ног, видны слепки трещин (a, a') различных размеров. Происхождение таких трещин в глине и слепков с них было объяснено ранее и отнесено к высыханию и сжатию ила, а также последующему заполнению песком открытых щелей. Видно, что некоторые трещины, как в b, c, пересекают следы ног и вызывают их искажение, как и следовало ожидать, ибо ил должен был быть мягким, когда животное проходило по нему и оставляло отпечатки; тогда как, когда он впоследствии высыхал и сжимался, он был бы слишком твердым, чтобы принять такие вмятины.

Не менее двадцати трех следов ног было замечено д-ром Кингом в том же карьере до того, как он был заброшен, большая часть их была расположена (см. рис. 387) на поверхности одного пласта таким образом, что это подразумевало, что они были сделаны последовательно одним и тем же животным. Везде был двойной ряд следов, и в каждом ряду они встречаются парами, каждая пара состоит из задней и передней ноги, и каждая находится на почти равных расстояниях от следующей пары. В каждом параллельном ряду пальцы повернуты: один набор вправо, другой влево. У европейского Cheirotherium, упомянутого ранее (стр. 290), как задние, так и передние ноги имеют по пять пальцев, и размер задней ноги примерно в пять раз больше передней. У американской ископаемой формы задний след даже не в два раза больше переднего, а количество пальцев неодинаково: пять на задней и четыре на передней ноге. В этом, как и у европейского Cheirotherium, один палец выступает как большой, и эти пальцеобразные выступы повернуты: один набор вправо, другой влево. Американский Cheirotherium был, очевидно, более широким животным и принадлежал к особому роду, отличному от рода триасовой эпохи в Европе.

Рис. 386.

Масштаб одна шестая от оригинала. Плита песчаника из каменноугольных отложений Пенсильвании со следами дышащей воздухом рептилии и слепками трещин.

Мы можем предположить, что рептилия, оставившая эти отпечатки на древних песках каменноугольных отложений, была дышащей воздухом, потому что ее веса было бы недостаточно под водой, чтобы оставить такие глубокие и отчетливые отпечатки. Тот же вывод подтверждается слепками трещин, описанными выше, ибо они показывают, что глина подвергалась воздействию воздуха и солнца, так что она высохла и сжалась.

Рис. 387.

Серия следов рептилий в угольных пластах округа Уэстморленд, Пенсильвания.

a. Отпечаток когтя?

Геологическое положение песчаника Гринсберга совершенно ясно: он расположен посреди Аппалачского каменноугольного бассейна, имея основной угольный пласт, называемый Питтсбургским пластом, упомянутый выше (стр. 331), толщиной 3 ярда, в 100 футах над ним, и разрабатываемый в окрестностях, с несколькими другими угольными пластами на более низких уровнях. Отпечатки Lepidodendron, Sigillaria, Stigmaria и других характерных каменноугольных растений встречаются как выше, так и ниже уровня следов рептилий.

Аналогичные следы крупной рептилии еще более древнего возраста были с тех пор найдены (1849 г.) г-ном Айзеком Ли в самых нижних пластах угольной формации в Поттсвилле, близ Филадельфии, так что теперь можно сказать, что у нас есть следы двух рептилий каменноугольного периода и скелеты четырех.

КАМЕННОУГОЛЬНЫЙ ИЛИ ГОРНЫЙ ИЗВЕСТНЯК.

Мы уже видели, что эта порода залегает иногда полностью под каменноугольными отложениями, тогда как в других районах она чередуется со сланцами и песчаником угля. В обоих случаях она лишена наземных растений и обычно насыщена кораллами, которые часто бывают крупного размера; и несколько видов принадлежат к пластинчатожаберному классу Ламарка, которые в значительной степени участвуют в структуре коралловых рифов, растущих в настоящее время. Существует также большое количество Crinoidea (см. рис. 388) и несколько Echinoderms, связанных с вышеупомянутыми зоофитами. Brachiopoda составляют большую часть Mollusca, причем многие виды относятся к двум вымершим родам: Spirifer (или Spirifera) (рис. 389) и Productus (Leptæna) (рис. 390).

Рис. 388.

Cyathocrinites planus, Miller. Горный известняк.

Рис. 389.

Spirifer glaber, Sow. Горный известняк.

Рис. 390.

Productus Martini, Sow. (P. semireticulatus, Flem.) Горный известняк.

Среди спиральных одностворчатых раковин вымерший род Euomphalus (см. рис. 391) является одним из самых распространенных ископаемых горного известняка. Внутри он часто разделен на камеры (см. рис. 391 d); септы или перегородки не перфорированы, как у фораминиферовых раковин, или у тех, которые имеют сифон, как у Nautilus. Животное, по-видимому, подобно современному Bulimus decollatus, отступало на разных этапах своего роста из ранее сформированной внутренней полости и закрывало всякое сообщение с ней перегородкой. Количество камер нерегулярно, и они обычно отсутствуют в самом внутреннем обороте.

Рис. 391.

Euomphalus pentagulatus, Min. Con. Горный известняк.

a. Верхняя сторона; b. нижняя, или пупочная сторона; c. вид, показывающий устье, которое менее пятиугольное у старых особей; d. вид полированного среза, показывающий внутренние камеры.

Рис. 392.

Часть Orthoceras laterale, Phillips. Горный известняк.

В горном известняке также много одностворчатых и двустворчатых раковин существующих родов, таких как Turritella, Buccinum, Patella, Isocardia, Nucula и Pecten. Но Cephalopoda в целом более значительно отклоняются от живущих форм, некоторые из них являются родовыми отличиями от всех тех, что найдены в пластах новее угля. К этому числу можно отнести Orthoceras, сифонную и камерную раковину, похожую на Nautilus, развернутый и выпрямленный. Некоторые виды этого рода достигают нескольких футов в длину (рис. 392). Goniatite — это еще один род, близкородственный Ammonite, от которого он отличается тем, что лопасти септ свободны от боковых зубцов или вырезов; так что их контур непрерывен и не прерывается (см. a, рис. 393). Их сифон мал, и по форме линий роста они напоминают Nautili. Еще одна вымершая родовая форма Cephalopod, в изобилии встречающаяся в горном известняке и не найденная в пластах более позднего времени, — это Bellerophon (рис. 394), раковина которого, подобно живущему Argonaut, была без камер.

Рис. 393.

Goniatites evolutus, Phillips. Горный известняк.

Рис. 394.

Bellerophon costatus, Sow. Горный известняк.

ГЛАВА XXVI.

СТАРЫЙ КРАСНЫЙ ПЕСЧАНИК, ИЛИ ДЕВОНСКАЯ ГРУППА.

Старый красный песчаник Шотландии и границ Уэльса — Ископаемые обычно редки — «Старый красный» в Форфаршире — Ихтиолиты Кейтнесса — Отдельный литологический тип Старого красного в Девоне и Корнуолле — Термин «Девонский» — Органические остатки промежуточного характера между таковыми каменноугольной и силурийской систем — Кораллы и раковины — Девонские пласты Вестфалии, Эйфеля, России и Соединенных Штатов — Коралловый риф на водопадах Огайо — Девонская флора.

В гл. XXII было сказано, что каменноугольная формация перекрывается одной, называемой «Новым красным», и подстилается другой, называемой «Старым красным песчаником». Британские пласты последней упомянутой серии были впервые распознаны в Херефордшире и Шотландии как имеющие большую мощность и непосредственно подстилающие уголь; но они были в целом настолько бедны органическими остатками, что было трудно найти палеонтологические признаки, имеющие достаточное значение, чтобы выделить их как самостоятельную группу. В Шотландии и на границах Уэльса «Старый красный» состоит главным образом из красного песчаника, конгломерата и сланца с небольшим количеством ископаемых; но известняки того же возраста, исключительно богатые органическими остатками, были в конце концов найдены в Девоншире.

Я сначала обращусь к характеристикам группы, как она развита в Херефордшире, Вустершире, Шропшире и Южном Уэльсе. Ее мощность оценивается в 8000 футов, и она была подразделена на—

1-е. Кварцевый конгломерат, переходящий книзу в шоколадно-красный и зеленый песчаник и мергель.

2-е. Корнстоун и мергель — красные и зеленые глинистые пятнистые мергели с нерегулярными прослоями нечистого конкреционного известняка, провинциально называемого Корнстоун.

Здесь, как обычно, ископаемые крайне редки в глинах и песчаниках, в которых преобладает красный оксид железа; но остатки рыб родов Cephalaspis и Onchus были обнаружены в Корнстоуне.

Вся северная часть Шотландии, от мыса Кейп-Рет до южного склона Грампианских гор, была хорошо описана г-ном Миллером как состоящая из ядра гранита, гнейса и других гипогенных пород, которые выглядят так, словно вставлены в раму из песчаника. Пласты Старого красного песчаника, составляющие эту раму, возможно, когда-то простирались непрерывно по всем Грампианам до поднятия этого горного хребта; ибо одна полоса песчаника следует по течению залива Мори-Ферт далеко вглубь великой Каледонской долины; а отдельные холмы и островные участки встречаются в нескольких частях внутренних районов, покрывая некоторые из более высоких вершин в Сазерлендшире и появляясь в Морейшире, как оазисы среди гранитных пород Стратспея. На западном побережье Россшира Старый красный образует те три огромных изолированных холма, описанных ранее (стр. 67), где пласты горизонтального песчаника высотой 3000 футов залегают несогласно на основании из гнейса, свидетельствуя о колоссальной денудации, которая имела место.

Но чтобы наблюдать самую верхнюю часть Старого красного, мы должны отправиться к югу от Грампианских гор и изучить его соединение с подошвой каменноугольной серии в Файфе. Этот верхний член можно увидеть в Дура-Ден, к югу от Купара; он состоит из пояса желтого песчаника, в котором д-р Флеминг впервые обнаружил чешую Holoptychius и в котором были встречены виды рыб родов Pterichthys, Pamphractus и другие. (Для рода Pterichthys см. рис. 400, стр. 345).

Пласты непосредственно под желтым песчаником хорошо видны в большой зоне Старого красного, которая окаймляет южный склон Грампианских гор от Стоунхейвена до залива Клайд. Там он образует, вместе с траппом, холмы Сидло и пласты долины Стратмор. Разрез этого региона уже был приведен (стр. 48), простираясь от подножия Грампианских гор в Форфаршире до моря у Арброта, на расстояние около 20 миль, где вся серия пластов имеет мощность в несколько тысяч футов и может быть разделена на три основные массы: 1-я, самая верхняя, красные и пестрые мергели, корнстоун и песчаник (№ 1 и 2 разреза); 2-я, конгломерат, часто огромной мощности (№ 3 там же); 3-я, кровельный и мостовой камень, сильно слюдистый и содержащий небольшую примесь карбоната кальция (№ 4 там же). В первом из этих подразделений, которое можно рассматривать как следующее за желтым песчаником Файфа, упомянутым ранее, гигантский вид рыбы рода Holoptychius был найден в Клэшбинни близ Перта. Были замечены некоторые чешуйки (см. рис. 395), которые измерялись 3 дюймами в длину и 2 1/2 дюймами в ширину.

В верхней части следующего подразделения, или непосредственно под конгломератом (№ 3, стр. 48), в Форфаршире были найдены некоторые замечательные ракообразные, вместе с несколькими рыбами рода, названного Агассисом Cephalaspis, или «щитоголовый», из-за необычайного щита, который покрывает голову (см. рис. 396), и который часто ошибочно принимали за голову трилобита из подразделения Asaphus.

Рис. 395.

Чешуя Holoptychius nobilissimus, Agas. Клэшбинни. Нат. вел.

Виды того же рода считаются в Англии характерными для второго или Корнстоунского подразделения (стр. 343).

Рис. 396.

Cephalaspis Lyellii, Agass. Длина 6 3/4 дюйма. Из образца в моей коллекции, найденного в Глэмисе, в Форфаршире. См. другие рисунки, Агассис, том ii, табл. 1. a. и 1. b.

a. Одна из своеобразных чешуек, которыми покрыта голова в идеальном состоянии. Эти чешуйки обычно удалены, как в образце, изображенном выше.

b, c. Чешуйки с разных частей тела и хвоста.

Рис. 397.

Яйца брюхоногого моллюска? Нижние пласты Старого красного, Лейс-Милл, Форфаршир.

Рис. 398.

Фукоиды и яйца брюхоногого моллюска? Нижний Старый красный, Файф.

В тех же серых мостовых камнях и грубых кровельных сланцах, в которых встречается Cephalaspis, в Форфаршире и Кинкардиншире, в изобилии представлены остатки морских растений или фукоидов. Они часто сопровождаются группами шестиугольных или почти шестиугольных отметин, которые состоят из мелких сплющенных углеродистых тел, расположенных в небольшом углублении песчаника или сланца. (См. рис. 397 и 398). Они очень напоминают по форме икру современного Natica (см. рис. 399), в которой яйца расположены тонким слоем песка и, по-видимому, приобрели многоугольную форму при нажатии друг на друга. Вещество яйца, если оно окаменело, могло дать начало небольшим пленкам углеродистого вещества.

Рис. 399.

Фрагмент икры британского вида Natica.

Эти ископаемые я встречал как к северу от Стратмора, в вертикальном сланце под конгломератом, так и в тех же пластах в холмах Сидло, во всех точках, где в разрезе (стр. 48) вставлена цифра 4.

Рис. 400.

Pterichthys, Агассис; верхняя сторона, показывающая рот; в реконструкции Г. Миллера.

Пласты красного сланца и красного песчаника, иногда связанные с пудинговым камнем (более древние, чем № 3, рис. 62, стр. 48) и лишенные органических остатков, отделяют в регионе Стратмор вышеописанные ископаемые пласты от более древних кристаллических пород Грампианских гор. Но на севере Шотландии мы находим в основании Старого красного другие серые сланцеватые песчаники в графствах Банфф, Нэрн, Морей, Кромарти, Кейтнесс и на Оркнейских островах, богатые ихтиолитами своеобразных форм, принадлежащими к родам Pterichthys (рис. 400), Coccosteus, Diplopterus, Dipterus, Cheiracanthus и другим родам Агассиса.

Пять видов Pterichthys были найдены в этом самом нижнем подразделении Старого красного. Крыловидные придатки, от которых род получил свое название, сначала предполагались г-ном Миллером как ласты, подобные ластам черепахи; но Агассис рассматривает их как оружие защиты, подобно затылочным шипам речного бычка (Cottus gobio, Linn.); и считает хвост единственным органом движения. Роды Dipterus и Diplopterus названы так потому, что их два спинных плавника расположены так, что они находятся напротив анального и брюшного плавников, так что кажутся двумя парами крыльев. У них костяная эмалированная чешуя.

Южный Девон и Корнуолл. — Большой шаг был сделан в классификации сланцеватых и известковых пластов Южного Девона и Корнуолла в 1837 году, когда большая часть пластов, ранее относимых к «переходной» или самой древней ископаемой серии, оказалась в действительности принадлежащей к периоду Старого красного песчаника. Этим реформам мы обязаны трудам профессора Седжвика и сэра Р. Мурчисона при содействии предложения г-на Лонсдейла, который в 1837 году, изучив ископаемые Южного Девоншира, заметил, что некоторые из них согласуются с ископаемыми каменноугольной группы, другие — с силурийской, в то время как многие не могли быть отнесены ни к одной из систем, причем все они вместе взятые демонстрируют своеобразный и промежуточный характер. Но эти палеонтологические наблюдения сами по себе не позволили бы нам с точностью определить истинное место в геологической серии этих сланцевых пород и известняков Южного Девона, если бы г-да Седжвик и Мурчисон в 1836 и 1837 годах не обнаружили, что кульмоносные или антрацитовые сланцы Северного Девона принадлежат к углю, а не, как предполагали предыдущие наблюдатели, к переходному периоду.

Поскольку пласты Южного Девона, о которых здесь идет речь, гораздо богаче органическими остатками, чем красные песчаники того же времени в Херефордшире и Шотландии, было предложено новое название «Девонская система» в качестве замены названия «Старый красный песчаник».

Породы этой группы в Южном Девоне состоят в значительной части из зеленых хлоритовых сланцев, чередующихся с твердыми кварцевыми сланцами и песчаниками. Кое-где известковые сланцы переслаиваются с синим кристаллическим известняком, а в некоторых подразделениях — конгломератами, переходящими в красный песчаник.

Связующее звено, представленное всей совокупностью заключенных в них ископаемых, соединяющее, как оно это делает, палеонтологию силурийской и каменноугольной групп, представляет собой высочайший интерес и одинаково поразительно, рассматриваем ли мы роды кораллов или раковин. Виды почти все различны.

Среди более обильных кораллов мы находим роды Favosites и Cyathophyllum, общие, с одной стороны, для горного известняка, а с другой — для силурийской системы. Некоторые даже из видов являются общими для девонской и силурийской групп, как, например, Favosites polymorpha (рис. 401), очень обильный в Южном Девоне.

Рис. 401.

Favosites polymorpha, Goldf., Ю. Девон. Из полированного образца.

a. часть того же, увеличено, чтобы показать поры.

Cyathophyllum cæspitosum (рис. 402) и Porites pyriformis (рис. 424, стр. 356) более характерны для девонских пород.

Что касается раковин, то все брахиоподовые роды, такие как Terebratula, Orthis, Spirifer, Atrypa и Productus, которые встречаются в горном известняке, встречаются вместе с таковыми силурийской системы, за исключением Pentamerus. Некоторые формы, однако, кажутся исключительно девонскими, как, например, Calceola sandalina (рис. 403) и Strygocephalus Burtini (рис. 404), которые были встречены как в Эйфеле, в Германии, так и в Девоншире, в самых нижних девонских пластах.

Рис. 402.

a. Cyathophyllum cæspitosum, Goldf., Плимут.

b. терминальная звезда.

c. вертикальный срез, демонстрирующий поперечные пластины, и часть другой ветви.

Среди своеобразных пластинчатожаберных двустворчатых моллюсков, также общих для Девоншира и Эйфеля, мы находим Megalodon cucullatus (рис. 405). Обильны несколько спиральных одностворчатых моллюсков, среди которых много видов Pleurotomaria и Euomphalus. Среди Cephalopoda мы находим Bellerophon и Orthoceras, как в силурийской и каменноугольной группах, и Goniatite и Cyrtoceras, как в каменноугольной. В некоторых верхних девонских пластах встречается раковина, напоминающая сплющенный Goniatite, называемая Clymenia, по Мюнстеру (Endosiphonites, Ansted).

Рис. 403.

Calceola sandalina, Lam. Эйфель; также Южный Девон.

a. обе створки соединены.

b. внутренняя сторона крышечковой створки.

Рис. 404.

Strygocephalus Burtini. (Terebratula porrecta, Sow.) Эйфель; также Южный Девон.

a. створки соединены.

b. вид сбоку того же.

c. внутренняя часть большей створки, показывающая толстую перегородку и более тонкую, продолжающуюся от нее.

Рис. 405.

Megalodon cucullatus, Sow. Эйфель; также Брэдли, Ю. Девон.

a. створки соединены.

b. внутренняя часть створки, показывающая крупный кардинальный зуб.

Рис. 406.

Clymenia linearis, Munster. (Endosiphonites carinatus, Ansted.) Корнуолл.

Своеобразный вид трилобита, называемый Brontes flabellifer (рис. 407), найден в девонских пластах Эйфеля и в Южном Девоне. Следует заметить, однако, что голова в образце, изображенном здесь Гольдфусом, наиболее совершенном, который можно было получить, неполна, и была предпринята попытка реконструкции г-ном Солтером на рис. 408, на основе данных, полученных от других видов того же рода, встречающихся в более древних породах.

Рис. 407.

Brontes flabellifer, Goldf. Эйфель; также Ю. Девон.

Рис. 408.

Реконструированный контур головы Brontes flabellifer.

Для определения истинных эквивалентов девонской группы в Рейнских провинциях и прилегающих частях Германии мы обязаны трудам г-д Седжвика и Мурчисона в 1839 году, из которых следует, что породы этого возраста выходят из-под каменноугольного бассейна Вестфалии, а также встречаются в мульдах среди силурийских пород в Нассау. Многие известняки, особенно те, что находятся на реке Лан, идентичны как по структуре, так и по коралловым остаткам с прекрасными мраморами Баббакомба, Торки и Плимута.

Известняки Эйфеля, давно прославленные своими ископаемыми и залегающие в бассейне, поддерживаемом силурийскими породами, оказались относящимися к нижней части девонской системы.

В России также г-да Мурчисон и Де Вернейль показали (1840 г.), что группа «Старого красного» занимает обширную территорию к югу от Санкт-Петербурга. Ранее предполагалось, что это Новый красный песчаник из-за его соленосных и гипсовых пластов; но теперь доказано, что это Старый красный, так как он содержит ихтиолиты родов, которые характеризуют эту группу на Британских островах, как, например, Holoptychius, Coccosteus, Diplopterus и т. д., связанные с моллюсками, найденными в девоне Западной Европы. Среди рыб также много видов акул цестрационтового подразделения, факт, заслуживающий внимания, потому что селахиевые рыбы наших дней обладают высочайшей организацией мозга и половых органов и в этих отношениях наиболее приближаются к высшим классам позвоночных.

Девонские пласты в Соединенных Штатах.

Положение этой формации между каменноугольными породами Пенсильвании и Огайо указано в разрезе, рис. 379, стр. 327, и М. де Вернейль замечает, что ни в одной европейской стране нет столь полного и непрерывного развития девонской системы, как в Северной Америке. На водопадах Огайо, в Луисвилле, штат Кентукки, наблюдается грандиозное проявление одного из известняков этого периода, напоминающее современный коралловый риф. Широкая поверхность обнажается в виде серии горизонтальных уступов во все сезоны, когда вода невысока; и поскольку более мягкие части камня разложились и разрушились, более твердые известковые кораллы выступают в рельефе, и многие из них выпускают ветви из своих вертикальных стеблей точно так же, как если бы они были живыми. Среди других видов я наблюдал крупные массы, не менее 5 футов в диаметре, Favosites gothlandica с хорошо выраженной красивой сотовой структурой, а рядом с ней Favistella, сочетающую подобную сотовую форму со звездой Astrea. Был также чашеобразный Cyathophyllum, и тонкая сеть Fenestella, и тот изящный и хорошо известный европейский вид ископаемого, называемый «цепной коралл», Catenipora escharoides, с множеством других (см. рис. 423, стр. 355). Эти коралловые формы были смешаны с члениками, стеблями и иногда головками лилиевидных энринитов. Хотя сотни прекрасных образцов были отделены от этих пород, чтобы обогатить музеи Европы и Америки, другой урожай постоянно пробивается наружу под действием потока, солнца и дождя в теплое время года, когда русло осушается. Воды Огайо, когда я посетил это место в апреле 1846 года, были более чем на 40 футов ниже своего самого высокого уровня и на 20 футов выше самого низкого, так что большие пространства обнаженной породы были открыты для обозрения.

Девонская флора.

За исключением вышеупомянутых фукоидов (стр. 344), о растениях девонской группы известно немногое с уверенностью. Было показано (в 1850 г.) г-ном де Вернейлем, что находки, сделанные в департаменте Сарта во Франции и в различных частях Бретани, которые ранее относили к девонской эпохе, принадлежат к каменноугольной серии. То же самое можно сказать о видах Lepidodendron, Knorria, Calamite, Sagenaria и других родах, недавно описанных (1850 г.) г-ном Ф. А. Рёмером из формации, называемой «Greywacké à Posodonomyes» в Гарце. [350-A] Они сопровождаются Goniatites reticulatus Phillips, G. intercostatus Phil. и другими видами горного известняка и ранее были отнесены г-нами Мурчисоном и Седжвиком к самой древней части каменноугольной серии.

Если в будущем мы хорошо изучим наземные растения девонской эпохи, мы можем с уверенностью ожидать, что почти все они будут родовым образом совпадать с растениями каменноугольного периода, но виды будут такими же различными, как девонские позвоночные и беспозвоночные животные отличаются от ископаемых видов угольного периода.

ГЛАВА XXVII.

СИЛУРИЙСКАЯ ГРУППА.

Силурийские пласты, ранее называвшиеся переходными — Термин «граувакка» — Подразделения верхнего и нижнего силура — Ладлоуская формация и ископаемые остатки — Венлокская формация, кораллы и раковины — Карадокские и лландейловские слои — Граптолиты — Lingula — Трилобиты — Cystideæ — Огромная мощность силурийских пластов в Северном Уэльсе — Несогласное залегание карадокского песчаника — Силурийские пласты Соединенных Штатов — Степень видового сходства ископаемых с европейскими — Большое количество брахиопод — Глубоководное происхождение силурийских пластов — Отсутствие речных формаций — Минеральный состав древнейших ископаемых пород.

Далее в нисходящем порядке мы переходим к древнейшим из первичных ископаемых пород, к той серии, которая охватывает большую часть пластов, ранее называвшихся Вернером «переходными» по причинам, изложенным в гл. VIII, стр. 91 и 92. Геологи также применяли к этим более древним пластам общее название «граувакка», которым немецкие горняки обозначают особую разновидность песчаника, обычно представляющую собой агрегат мелких обломков кварца, кремнистого сланца (или лидийского камня) и глинистого сланца, сцементированных глинистым веществом. Слишком большое значение придавалось этому типу породы, как если бы он принадлежал к определенной эпохе в истории Земли, тогда как подобный песчаник или гравелитовый песчаник иногда встречается в древнем красном песчанике, в мильстоун-грите угольного периода, а иногда в некоторых меловых и даже эоценовых формациях в Альпах.

Название «силурийские» было впервые предложено сэром Родериком Мурчисоном для серии ископаемых пластов, залегающих ниже древнего красного песчаника и занимающих ту часть Уэльса и некоторые прилегающие графства Англии, которые когда-то составляли королевство силуров, племени древних бриттов. Пласты были разделены на верхнесилурийские и нижнесилурийские, и они, в свою очередь, в упомянутом регионе допускают несколько хорошо выраженных подразделений, все из которых объяснены в следующей таблице.

UPPER SILURIAN ROCKS.

Prevailing Lithological characters. Thickness in Feet. Organic Remains.

1. Ludlow

formation Tilestones. Finely laminated reddish and green sandstones and shales. 800? Marine mollusca of almost every order, the Brachiopoda most abundant. Serpula, Corals, Sauroid fish, Fuci.

Upper Ludlow. Micaceous grey sandstone. 2000

Aymestry limestone. Argillaceous limestone.

Lower Ludlow. Shale, with concretions of limestone.

2. Wenlock formation. Wenlock limestone. Concretionary limestone. 1800 Marine mollusca of various orders as before, Crustaceans of the Trilobite family.

Oldest bones of fish yet known.

Wenlock shale. Argillaceous shale.

LOWER SILURIAN ROCKS.

3. Caradoc formation. Caradoc sandstones. Flags of shelly limestone and sandstone, thick bedded white freestone. 2500 Crinoidea, Corals, Mollusca, chiefly Brachiopoda, Trilobites.

4. Llandeilo

formation. Llandeilo flags. Dark coloured calcareous flags. 1200 Mollusca, Trilobites.

ВЕРХНЕСИЛУРИЙСКИЕ ПОРОДЫ.

Ладлоуская формация. — Этот член верхнесилурийской группы, как видно из приведенной выше таблицы, имеет большую мощность и подразделяется на четыре части: плиточный песчаник (Tilestone), верхний и нижний Ладлоу и промежуточный Эйместри-известняк. Каждый из них можно отличить вблизи города Ладлоу и в других местах Шропшира и Херефордшира по характерным органическим остаткам.

1. Плиточный песчаник (Tilestones). — Это самое верхнее подразделение первоначально классифицировалось сэром Р. Мурчисоном как часть древнего красного песчаника, поскольку во всем силурийском регионе они разлагаются в красную почву. В то же время он рассматривал плиточный песчаник как переходную группу, образующую переход от силура к древнему красному песчанику. В настоящее время установлено, что ископаемые остатки в значительной степени совпадают видово, а по общему характеру полностью соответствуют остаткам последующей формации.

2. Верхний Ладлоу. — Следующее подразделение, называемое верхним Ладлоу, состоит из серого известковистого песчаника, разлагающегося в мягкий ил, и содержит, среди прочих раковин, Lingula cornea, которая является общей для него и самых нижних, или плиточных слоев древнего красного песчаника. Но Orthis orbicularis свойственна только верхнему Ладлоу и встречается очень часто; а самые нижние, или илистые слои, на протяжении 30 футов насыщены Terebratula navicula (рис. 410) в огромных количествах. Среди головоногих моллюсков встречаются роды Bellerophon и Orthoceras, а среди ракообразных — Homalonotus (рис. 418, стр. 354). Коралл под названием Favosites polymorpha, Goldf. (рис. 401, стр. 346) встречается как в этом подразделении, так и в девонской системе.

Рис. 409.

Orthis orbicularis, Дж. Сау. Делбери. Верхний Ладлоу.

Рис. 410.

Terebratula navicula, Дж. Сау. Эйместри-известняк; также в верхнем и нижнем Ладлоу.

Среди ископаемых раковин встречаются виды Leptæna, Orthis, Terebratula, Avicula, Trochus, Orthoceras, Bellerophon и другие. [352-A]

Некоторые песчаники верхнего Ладлоу имеют знаки ряби, что свидетельствует о постепенном осаждении; то же самое можно сказать и о сопутствующих тонких глинистых сланцах, которые имеют большую мощность и были местно названы «мадстоунами» (илистыми камнями). В этих сланцах многие зоофиты найдены в вертикальном положении, очевидно, став ископаемыми в тех местах, где они росли на дне моря. Легкость, с которой эти породы при воздействии погоды превращаются в ил, доказывает, что, несмотря на свою древность, они находятся почти в том же состоянии, в котором были первоначально отложены.

Чешуя, шипы (ichthyodorulites), челюсти и зубы рыб родов Onchus, Plectrodus и других представителей того же семейства были обнаружены в породах верхнего Ладлоу.

Рис. 411.

Pentamerus Knightii, Сау. Эйместри.

a. вид обеих соединенных створок.

b. продольный разрез через обе створки, показывающий центральную пластину или перегородку; половина нат. величины.

3. Эйместри-известняк. — Следующая группа представляет собой подкристаллический и глинистый известняк, который местами достигает 50 футов в толщину и отличается в окрестностях Эйместри обилием Pentamerus Knightii, Сау. (рис. 411), также найденного в нижнем Ладлоу. Этот род брахиопод был найден только в силурийских пластах. Название происходит от греческих слов pente — пять и meros — часть, потому что обе створки разделены центральной перегородкой, образующей четыре камеры, а в одной створке сама перегородка содержит небольшую камеру, образуя пять; но ни структура этой раковины, ни связь животного с ее частями до сих пор не изучены. Г-ны Мурчисон и Де Вернейль обнаружили этот вид, рассеянный мириадами в белом известняке верхнесилурийского возраста на берегах реки Ис, на восточном склоне Урала в России.

Рис. 412.

Lingula Lewisii, Дж. Сау. Холмы Абберли.

Три другие распространенные раковины в Эйместри-известняке: 1-я, Lingula Lewisii (рис. 412); 2-я, Terebratula Wilsoni, Сау. (рис. 413), которая также является общей для нижнего Ладлоу и Венлокского известняка; 3-я, Atrypa reticularis, Лин. (рис. 414), которая имеет очень широкий ареал, встречаясь во всех частях силурийской системы, за исключением лландейловских флагов.

Рис. 413.

Terebratula Wilsoni, Сау. Эйместри.

Рис. 414.

Atrypa reticularis. Линн. Син. Terebratula affinis, Min. Con. Эйместри.

a. верхняя створка.

b. нижняя.

c. передний край створок.

4. Сланцы нижнего Ладлоу. — Темно-серые глинистые отложения, содержащие, среди прочих ископаемых, новые роды камерных раковин: Phragmoceras Бродерипа и Lituites Брейна (см. рис. 415, 416). Последний частично прямой, а частично свернутый, почти как у Spirula.