Файл: Егоров, А. И. Очерки угленакопления.pdf

очень многими условиями накопления и последующих трансформаций исходных веществ, иногда на протяжении многих геологических эпох. В числе главных факторов, формирующих физико-химические особенности угля (и строение пласта) выступают: 1) геодинамика ложа бо­ лотной ванны (скорость погружения его, соотношение этой скорости и скорости нарастания биомассы торфяни­ ка; скорость и глубина захоронения торфяника и т. п.); 2) условия обводнения торфяной залежи; 3) химический потенциал болотных вод; 4) геоморфология ложа и окру­ жающей суши; 5) климатические особенности области торфонакопления и области, питающей болотную ванну водами; 6) геохимические особенности этих областей, оп­ ределяющие солевой состав вод и состав приносимой ими минеральной взвеси; 7) типы и состав растительной тор­ фообразующей формации конкретной геологической эпо­ хи, зависящие от достигнутого к этой эпохе уровня раз­ вития растительного мира, от климатической дифферен­ циации растений, от условий водного и солевого пита­ ния. Позже, па стадии диагенеза и метаморфизма, вклю­ чаются и другие действующие силы, коренным образом изменяющие свойства накопленной биомассы, но все же не уничтожающие полностью первичные различия нако­ пленной растительной массы, и в частности те, которые порождались климатическими особенностями геозон.

Между тем роль климата в создании физико-хими­ ческих различий торфа и угля едва ли не самый мало­ изученный аспект торфонакопления и углеобразования.

СВОЕОБРАЗИЕ КАРБОНОВЫХ УГЛЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Растения умеренной гумидпоп зоны не нуждаются в защите организма от излишнего испарения. У них обычно слабо раз­ виты покровные ткани, оболочки спор и пыльцевых зерен тонки, хорошо развита древесина. Гигрофиты (обитатели влажных лесов, болот) отличаются обычно крупным ростом при слабо развитой и неглубокой корневой системе; механическая ткань сильно редуцирована; листовые пластинки широкие.

К более холодным частям гумидной зоны видовой состав беднеет; постепенно редеют, а затем полностью исчезают древо­ видные формы и однолетние растения; доминирующими стано­ вятся многолетники с кожистыми листьями, приспособленными для уменьшения испарения (у современных растений тундры — свертывание в трубку, волосистость нижней поверхности листа и т. п.), т. е. появляются черты, сближающие их с ксерофитами южных пустынь.

Физиологические и, следовательно, анатомические особенно­ сти растений пустынь и полупустынь более разнообразны, так как аридные зоны отличаются очень пестрым составом почв, от каменистых и песчаных или красноцветных, латеритных до бо­ лотных в долинах и дельтах рек, на пологих морских побере­ жьях; в некоторых безотточпых впадинах почвы засолонены. Здесь обычны ксерофиты, у которых приспособление к недо­ статку влаги выражается в редукции листовой поверхности (мельчание их, свертывание, превращение в колючки, чешуи), в мощном развитии кутикулы, волосистого по.крова и т. п. В на­ коплении растительной массы в пределах аридного или суб­ аридного пояса наибольшее значение имеют, однако, не ксеро­ фиты, не солянки, не растения-эфемеры, засыхающие летом, а очень своеобразные растения болот этого пояса. Как болотные растения, они не имеют уходящей вглубь корневой системы, но горячий, сухой воздух и изобилие света заставляют их защи­ щать надземные части—-стебель, ветви, листья — от излишнего испарения и щедрых солнечных лучей. Характеризуя раститель­ ность карбоновых болот Центральной Европы, лежавших на границе субаридного пояса, Ш. Гребер отметил в строении кор­ ней и надземных органов лепидофитов, основной группы поздне­ палеозойских углеобразователей, такие же различия: «...стигмарии соответствовали болотному типу растительности, для кото­ рой не нужны были поиски воды в глубине. Однако листья си­ гиллярий и лепидодендронов были игольчатые п обладали очень толстой склеренхимной покровной тканью. Она должна была сопротивляться проникновению лучей света... Мы приходим к

выводу о внутреннем противоречии: вот растения, которые со­ четали одновременно характер ксерофитных растений и расте­ ний болотных, они жили основанием в воде, а верхушками на солнце» (Greber, 1962). Такими же противоречивыми физиоло­ гическими особенностями обладали и кордаиты.

Плауновые субаридного пояса отличались любопытной осо­ бенностью: они периодически сбрасывали филлоиды, в некото­ рых случаях тем самым увеличивая количество кутинизировапных элементов в торфяной массе болот. Потребность в сбрасы­ вании листьев (филлоидов), характерная для плауповых суб­ тропической и тропической зон карбона, и способность сохра­ нять их в умеренно теплой зоне, где сезонные различия обычно контрастнее, кажется на первый взгляд, трудно объяснимой. Так, М. О. Борсук писала: «С точки зрения представлений о со­ временной растительности, необъяснимой (с достоверной убеди­ тельностью) является потребность растений тропического и суб­ тропического климата палеозоя сбрасывать филлоиды и, на­ оборот, сохранять их в умеренной зоне» (Основы палеонтоло­ гии, 1963, стр. 429). Кажущаяся необъяснимость, аномальность таких особенностей палеозойских тропических растений исчеза­ ет, если рассматривать их жизненный цикл без отрыва от среды обитания. Север и восток Европы, откуда описано наи­ большее число видов растений позднего палеозоя, лежал вблизи или непосредственно в поясе сухих тропиков. Хотя на значи­ тельной площади из-за островного характера суши не было полного отсутствия осадков как, например, в современных афри­ канских или американских пустынях, однако, существовал се­ зонный дефицит влаги, особенно ощутимый при высоких темпе­ ратурах, свойственных этому поясу. Ш. Гребер обращает осо­ бое внимание на необходимость правильного понимания сезон­ ности при изучении углеобразующей позднепалеозойской фло­ ры: «смену сезонов не обязательно следует понимать как чере­ дование тепла и холода. Это могли быть чередования периодов засухи и увлажнения, что доказывается анатомией настоящих сигиллярий» (Greber, 1962). Кстати, и «с точки зрения представ­ лений о современной растительности» сбрасывание листьев в жаркий п сухой период для защиты от излишнего испарения — явление вполне нормальное для пустынных и даже полупустын­ ных растений (баобаб и др.).

В качестве «пробного камня» для раскрытия причинно-след­ ственных связей цепи климат — растение — уголь взято ранне­ карбоновое угленакопление на территории Советского Союза. Такой выбор продиктован тем, что угленакопление в раннем карбоне охватило экваториальную, тропическую аридную и се­

100

верную умеренную гумидную зоны и поэтому имеется богатый материал для сравнения зональных флор, характера процессов угленакопления в разных условиях.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ ЗОНЫ РАННЕГО КАРБОНА

Закономерности пространственного размещения различных типов углей раннего карбона, как, впрочем, и углей других воз­ растов, могут быть выявлены только при учете той ориентиров­ ки географических, и в первую очередь климатических зон, ко­ торая существовала в эту эпоху. Еще в тридцатых годах А. Н. Криштофович выделил Вестфальскую и Тунгусскую бота­ нико-географические области как зоны, вытянутые с северо-за­ пада на юго-восток по отношению к нынешней географической сети (Криштофович, 1937). Юго-восточное наклонение ранне­ карбоновых климатических зон Евразии отмечал и Г. П. Рад­ ченко, полагая, что «в это время ось геоида была наклонена на несколько градусов к востоку» (Радченко, 1957). То или иное отклонение раннекарбоновых климатических зон от их нынеш­ него положения отмечают и многие другие исследователи. В «Атласе литолого-палеогеографических карт СССР» («Атлас»...

т. 2, 1967) раннекарбоновые палеомагнитные широты, нанесен­ ные, по данным А. ТЕ Храмова, на территории Советского Сою­ за, почти совпадают с современными географическими мери­ дианами. Положение их на геоиде и ориентировка относитель­ но градусной сети нынешней эпохи обоснованы большим чис­

Но характер, положение и ориентировка на поверхности зем­ ного шара климатических, ботанических и других зон (поясов), в частности угленосных, определяются особенностями атмо­ сферной циркуляции, а значит, близки к географическим, а нс магнитным широтам. В раннем карбоне территорию Советско­ го Союза пересекали тропическая (лучше — экваториальная) влажная, северная аридная и северная умеренная зоны гумидного климата. Море покрывало не менее трех четвертей погра­ ничных областей, обособляя многочисленные мелкие острова и вдаваясь глубокими заливами в Фенно-Скандинавскую сушу. Границы между климатическими зонами в такой физико-гео­ графической обстановке не могли быть четки и поэтому на палеоклиматических картах разных исследователей они могут быть намечены неодинаково. Однако, как бы субъективно ни

101