Существуют основания, как было сказано ранее (стр. 205), предполагать, что третичная область Лондона превратилась в сушу раньше, чем область Гэмпшира, и по этой причине она не содержит морских эоценовых отложений, столь современных, как отложения Бартон-Клифф, или еще более новых пресноводных и флювио-морских пластов Хордвелла и острова Уайт. Последние, по-видимому, недвусмысленно демонстрируют локальную неравномерность поднимающих и опускающих движений упомянутого периода; ибо мы находим, несмотря на свидетельства, представленные в бухтах Алум и Уайт-Клифф, о продолжающемся опускании на величину 1800 или 2000 футов, что в конце эоценового периода образовалась плотная формация пресноводных пластов. Ископаемые остатки этих пластов свидетельствуют о реках, осушающих прилегающие земли, и о существовании многочисленных четвероногих на этих землях. Вместо таких явлений можно было бы естественно ожидать признаков открытого моря как следствия столь значительного опускания, если бы это опускание не сопровождалось или не сменялось поднятием в непосредственно прилегающем регионе.
Когда мы пытаемся размышлять о географических изменениях, которые произошли в ранней части эоценовой эпохи, и восстановить в воображении прежнее состояние физической географии юго-востока Англии, нам следует помнить, что везде, где есть доказательства значительной денудации, там же, вероятно, существовала и наибольшая площадь суши. Кроме того, в том же пространстве можно предположить, что колебания уровня и попеременное погружение и поднятие берегов были наиболее частыми; ибо эти колебания способствуют разрушающей и удаляющей силе волн, течений и рек.
Нам также следует помнить, что в последних денудационных операциях всегда существует тенденция к стиранию всех признаков предшествующей денудации, или, по крайней мере, всех тех следов разрушения, по которым геолог может определить дату удаления отсутствующих пластов в пределах денудированной области. Часто бывает трудно установить хронологию даже последнего из ряда таких актов удаления, но по самой природе вещей почти всегда невозможно назначить дату каждой из предшествующих денудаций. Если мы хотим определить время разрушения пород, мы должны искать где угодно, только не в пространствах, когда-то занятых отсутствующими породами. Мы должны спросить, в какие регионы были перенесены руины белого мела, зеленого песчаника, Уилдена и других пластов, которые исчезли. Тогда мы сразу переходим к изучению всех отложений, более новых, чем мел, и прежде всего к древнейшим из них — нижнему эоцену, его песку, гальке и глине. В них, столь широко развитых в непосредственной близости от денудированной области, мы обнаруживаем искомые нами руины, регулярно стратифицированные и заключающие в некоторых своих слоях органические остатки литорального, а иногда и флювиального характера. Чего еще мы можем желать? Берега должны были состоять из мела, зеленого песчаника и Уилдена, поскольку это были единственные поверхностные породы на юго-востоке Англии в начале эоценовой эпохи. Волны моря, следовательно, и реки перемалывали меловые кремни и кремень из зеленого песчаника в гальку и песок или смывали известковое и глинистое вещество из меловых и уилдских пластов в течение всего эоценового периода. Таким образом, мы получаем дату большей части, по крайней мере, того огромного количества денудации, памятники которой мы имеем в пространстве между Северными и Южными Даунсами.
Рис. 265.
A. Мел со слоями кремня, слегка наклоненными к югу.
b. Древний пляж, состоящий из мелкого песка толщиной от одного до четырех футов, покрытый галькой толщиной от пяти до восьми футов из мелового кремня, гранита и других пород, с обломками раковин современных морских видов и костями китообразных.
c. Слои слонов, толщиной около пятидесяти футов, состоящие из слоев белого мелового щебня с обломками меловых кремней, в которых находят кости быка, оленя, лошади и мамонта.
d. Песок и галька современного пляжа.
После эоценового периода на юго-востоке Англии произошли некоторые движения суши в меньшем масштабе. Одно из последних произошло в плейстоцене или, возможно, даже в постплиоценовый период. Формация, названная доктором Мантеллом «слоями слонов» у подножия меловых утесов в Брайтоне, представляет собой не просто осыпь известкового щебня, собранного у основания внутреннего утеса, а демонстрирует все признаки того, что она была распределена последовательными горизонтальными слоями движущейся водой.
Упомянутое отложение окаймляет берега между Брайтоном и Роттингдином, а другая масса, по-видимому, того же возраста встречается в Дувре. Явления, как мне кажется, позволяют сделать следующие выводы: во-первых, юго-восточная часть Англии приобрела свою фактическую конфигурацию, когда образовался древний меловой утес A a, а пляж из песка и гальки b был выброшен у основания утеса. Впоследствии все побережье, или, по крайней мере, та его часть, где сейчас простираются слои слонов, опустилось на глубину 50 или 60 футов; и в период погружения накапливались последовательные слои белого известкового щебня c, так что они покрыли древний пляж b. Впоследствии побережье снова поднялось, так что древний берег оказался на уровне несколько выше своего первоначального положения.
ГЛАВА XX.
ООЛИТ И ЛИАС.
Подразделения оолитовой или юрской группы — Физическая география оолита в Англии и Франции — Верхний оолит — Портлендский камень и ископаемые — Литографский камень Золенгофена — Средний оолит, коралловый риф — Зоофиты — Неринеевый известняк — Дицерасовый известняк — Оксфордская глина, аммониты и белемниты — Нижний оолит, криноидеи — Великий оолит и Брэдфордская глина — Стоунсфилдский сланец — Ископаемые млекопитающие, плацентарные и сумчатые — Сходство с австралийской фауной — Доктрина прогрессивного развития — Колливестонские сланцы — Йоркширский оолитовый угольный бассейн — Уголь Броры — Нижний оолит и ископаемые.
Оолитовая или юрская группа. — Ниже пресноводной группы, называемой Уилден, или, там, где она отсутствует, непосредственно под меловыми отложениями, в Англии и многих других частях Европы встречается большая серия морских пластов, обычно называемых «оолитом». Эта группа была так названа потому, что в странах, где она была впервые исследована, принадлежащие к ней известняки имели оолитовую структуру (см. стр. 12). Эти породы занимают в Англии зону, средняя ширина которой составляет почти 30 миль, и простираются через остров от Йоркшира на северо-востоке до Дорсетшира на юго-западе. Их минеральные характеристики не являются единообразными на всем протяжении этого региона; но ниже приведены названия основных подразделений, наблюдаемых в центральной и юго-восточной частях Англии:
OOLITE.
Upper { a. Portland stone and sand.
b. Kimmeridge clay.
Middle { c. Coral rag.
d. Oxford clay.
Lower { e. Cornbrash and Forest marble.
f. Great Oolite and Stonesfield slate.
g. Fuller's earth.
h. Inferior Oolite.
The Lias then succeeds to the Inferior Oolite.
Верхняя оолитовая система в приведенной выше таблице обычно имеет в своем основании кимериджскую глину; средняя оолитовая система — оксфордскую глину. Нижняя система покоится на лиасе, глинисто-известковой формации, которую некоторые включают в нижний оолит, но которая будет рассматриваться отдельно в следующей главе. Многие из этих подразделений различаются по своеобразным органическим остаткам; и, хотя они различаются по толщине, их можно проследить в определенных направлениях на большие расстояния, особенно если сравнить часть Англии, к которой относится вышеупомянутый тип, с северо-востоком Франции и прилегающими горами Юра. В той стране, удаленной более чем на 400 географических миль, аналогия с английским типом, несмотря на тонкость или случайное отсутствие глин, более совершенна, чем в Йоркшире или Нормандии.
Физическая география. — Чередование в крупном масштабе различных формаций глины и известняка привело к тому, что оолитовая и лиасовая серии породили некоторые заметные черты в физическом очертании частей Англии и Франции. Широкие долины обычно можно проследить на протяжении длинных полос страны, где выходят на поверхность глинистые пласты; и между этими долинами наблюдаются известняки, составляющие ряды холмов или более возвышенные местности. Эти ряды резко обрываются на той стороне, на которой различные глины поднимаются из-под известковых пластов.
Рис. 266.
Прилагаемая диаграмма даст читателю представление о конфигурации поверхности, о которой идет речь, такую, какую можно увидеть при проезде из Лондона в Челтнем или по другим параллельным линиям с востока на запад в южной части Англии. Однако на этом рисунке необходимо было значительно преувеличить наклон пластов и высоту различных формаций по сравнению с их горизонтальным простиранием. Будет замечено, что линии утесов или уступов обращены к западу в великих известковых возвышенностях, образованных мелом и верхним, средним и нижним оолитами; у подножия которых мы имеем соответственно голтскую глину, кимериджскую глину, оксфордскую глину и лиас. Последний обычно образует широкую долину у подножия уступа нижнего оолита, но там, где он приобретает значительную толщину и содержит твердые пласты мергелистого камня, он занимает нижнюю часть уступа.
Внешнее очертание страны, которое геолог наблюдает при путешествии на восток от Парижа до Меца, точно такое же и вызвано аналогичной последовательностью пород, залегающих между третичными пластами и лиасом; с той разницей, однако, что уступы мела, верхнего, среднего и нижнего оолитов обращены на восток, а не на запад.
Мел выходит из-под третичных песков и глин Парижского бассейна близ Эперне, а голтская глина — из-под мела и верхнего зеленого песчаника в Клермон-ан-Аргон; и, проезжая от этого места через Верден и Этен до Меца, мы находим два известняковых ряда с промежуточными глинистыми долинами, точно напоминающими долины южной и центральной Англии, пока не достигаем великой равнины лиаса у подножия нижнего оолита в Меце.
Очевидно, следовательно, что денудирующие причины действовали одинаково на области диаметром в несколько сотен миль, более интенсивно смывая мягкие глины, чем известняки, и подмывая последние так, что они образовывали крутые утесы везде, где более твердая известковая порода покоилась на более податливой и разрушаемой глине. Эта денудация, вероятно, произошла, когда суша медленно поднималась из моря.
Верхний оолит.
Портлендский камень уже упоминался как образующий в Дорсетшире фундамент, на котором покоится пресноводный известняк нижнего Пурбека (см. стр. 232). Он поставляет хорошо известный строительный камень, из которого построены собор Святого Павла и многие другие главные здания Лондона. Этот верхний член, характеризующийся своеобразными морскими ископаемыми, покоится на плотном слое песка, называемом портлендским песком, под которым находится кимериджская глина. В Англии эти формации верхнего оолита почти полностью ограничены южными графствами. Кораллы в них редки, хотя один вид встречается в изобилии в Тисбери, в Уилтшире, в портлендском песке, превращенном в кремень и роговик, причем первоначальное известковое вещество замещено кремнеземом (рис. 267).
Рис. 267.
Columnaria oblonga, Blainv.
Как видно на отполированной плите роговика из песка верхнего оолита, Тисбери.
Среди характерных ископаемых верхнего оолита можно упомянуть Ostrea deltoidea (рис. 269), найденную в кимериджской глине по всей Англии и на севере Франции, а также в Шотландии, близ Броры. Gryphaea virgula (рис. 268), также встречающаяся в той же глине близ Оксфорда, настолько обильна в верхнем оолите частей Франции, что послужила причиной того, что отложение стали называть «marnes à gryphées virgules». Близ Клермона в Аргоне, в нескольких лье от Сент-Мену, где эти отвердевшие мергели выходят из-под голтской глины, я видел, как при разложении они оставляют поверхность каждого вспаханного поля буквально усеянной этой ископаемой устрицей.
Верхний оолит: кимериджская глина. 1/4 нат. величины.
Рис. 268. Gryphaea virgula.
Рис. 269. Ostrea deltoidea.
Рис. 270.
Trigonia gibbosa. 1/2 нат. величины. a. замок.
Портлендский оолит, Тисбери.
Кимериджская глина состоит в значительной части из битуминозного сланца, иногда образующего нечистый уголь толщиной в несколько сотен футов. В некоторых местах Уилтшира она очень напоминает торф; и битуминозное вещество могло быть, по крайней мере частично, получено в результате разложения растений. Но поскольку отпечатки растений редки в этих сланцах, которые содержат аммониты, устрицы и другие морские раковины, битум, возможно, имеет животное происхождение.
Знаменитый литографский камень Золенгофена в Баварии принадлежит к одному из верхних подразделений оолита и представляет собой замечательный пример разнообразия ископаемых, которые могут быть сохранены при благоприятных обстоятельствах, и того, какие тонкие отпечатки нежных частей определенных животных и растений могут быть удержаны, когда осадок чрезвычайно мелкий. Хотя количество моллюсков в этом сланце невелико, а растений мало, и все они морские, граф Мюнстер определил не менее 237 видов ископаемых, когда я видел его коллекцию в 1833 году; и среди них не менее семи видов летающих ящеров, или птеродактилей, шесть саурий, три черепахи, шестьдесят видов рыб, сорок шесть ракообразных и двадцать шесть насекомых. Эти насекомые, среди которых есть стрекоза (libellula), должны были быть унесены ветром в море, вероятно, с той же суши, к которой прибегали летающие ящеры и другие современные им рептилии.
Средний оолит.
Коралловый риф. — Один из известняков среднего оолита был назван «коралловым рифом» (Coral Rag), потому что он состоит отчасти из непрерывных пластов окаменелых кораллов, по большей части сохраняющих положение, в котором они росли на дне моря. Они принадлежат главным образом к родам Caryophyllia (рис. 271), Agaricia и Astrea и иногда образуют коралловые массы толщиной 15 футов. На прилагаемом рисунке Astrea из этой формации видно, что чашеобразные полости наиболее глубокие с правой стороны и что они становятся все более мелкими, пока те, что на левой стороне, почти не заполнятся. Последние названные звезды считаются полипами преклонного возраста. Эти коралловые пласты простираются через известковые холмы северо-запада Беркшира и севера Уилтшира и снова встречаются в Йоркшире, близ Скарборо.
Рис. 271.
Caryophyllia annularis, Parkin. Коралловый риф, Стипл-Эштон.
Рис 272.
Astrea. Коралловый риф.
Один из известняков Юры, отнесенный к возрасту английского кораллового рифа, был назван М. Тирриа «неринеевым известняком» (Calcaire à Nérinées); Nerinæa — это вымерший род одностворчатых раковин, очень напоминающий Cerithium по внешней форме. Прилагаемый разрез (рис. 273) показывает любопытную форму полой части каждого оборота, а также отверстие, которое проходит вверх по середине столбика. N. Goodhallii (рис. 274) — еще один английский вид того же рода из формации, которая, по-видимому, образует переход от кимериджской глины к коралловому рифу.
Рис. 273.
Nerinæa hieroglyphica. Коралловый риф.
Рис. 274.
Nerinæa Goodhallii, Fitton. Коралловый риф, Уэймут. 1/4 нат. величины.
Подразделение оолита в Альпах, рассматриваемое большинством геологов как современное английскому коралловому рифу, часто называлось «Calcaire à Dicerates» или «дицерасовый известняк» из-за того, что оно содержит в изобилии двустворчатую раковину (см. рис. 275) рода, родственного Chama.
Рис. 275.
Слепок Diceras arietina. Коралловый риф, Франция.
Рис. 276.
Cidaris coronata. Коралловый риф.
Оксфордская глина. — Коралловый известняк, или «коралловый риф», описанный выше, и сопровождающие его песчаные пласты, называемые «известковыми песчаниками» среднего оолита, покоятся на мощном пласте глины, называемом оксфордской глиной, толщина которой иногда составляет не менее 500 футов. В ней нет кораллов, но в изобилии встречаются головоногие родов аммонит и белемнит. (См. рис. 277.) В некоторых глинах очень тонкой текстуры аммониты очень совершенны, хотя и несколько сжаты, и видно, что они снабжены по бокам отверстия единственным роговидным выступом (см. рис. 278). Они были обнаружены при прокладке Большой Западной железной дороги близ Чиппенхэма в 1841 году и описаны г-ном Праттом.
Рис. 277.
Belemnites hastatus. Оксфордская глина.
Рис. 278.
Ammonites Jason, Reinecke. Син. A. Elizabethae, Pratt. Оксфордская глина, Кристиан-Малфорд, Уилтшир.
Рис. 279.
Belemnites Puzosianus, D'Orb. Оксфордская глина, Кристиан-Малфорд.
a, a. выступающие отростки раковины или фрагмокона.
b, c. сломанная внешняя часть конической раковины, называемой фрагмоконом, которая внутри разделена на камеры или состоит из ряда мелких вогнутых ячеек, пронизанных сифоном.
c, d. Защитный слой или осселет, который обычно называют белемнитом.
Подобные удлиненные отростки также наблюдались отходящими от раковин некоторых белемнитов, обнаруженных доктором Мантеллом в той же глине (см. рис. 279), который с помощью этого и других экземпляров смог пролить много света на структуру этой своеобразной вымершей формы каракатицы.
Нижний оолит.
Верхнее подразделение этой серии, которое более обширно, чем предыдущий или средний оолит, называется в Англии «корнбраш» (Cornbrash). Оно состоит из глин и известковых песчаников, которые переходят вниз в лесной мрамор (Forest marble) — глинистый известняк, изобилующий морскими ископаемыми. В некоторых местах, как в Брэдфорде, этот известняк замещается массой глины. Песчаники лесного мрамора Уилтшира часто имеют волнообразную рябь и заполнены обломками разбитых раковин и кусками плавника, будучи явно сформированными на побережье. Плиты расщепляющегося оолита с рябью используются для кровли и были прослежены по широкой полосе страны от Брэдфорда в Уилтшире до Тетбери в Глостершире. Эти известковые плитки отделены друг от друга тонкими прослойками глины, которые отложились на них и приняли их форму, сохранив волнистые гребни и борозды песка с такой полнотой, что отпечатки маленьких следов, по-видимому, крабов, которые ходили по мягким влажным пескам, все еще видны. В том же камне наблюдаются клешни крабов, фрагменты морских ежей и другие признаки соседнего пляжа.
Великий оолит. — Хотя название «коралловый риф» было присвоено, как мы видели, члену верхнего оолита, описанному ранее, некоторые части нижнего оолита во многих местах в равной степени заслуживают того, чтобы называться коралловыми известняками. Так, великий оолит близ Бата содержит различные кораллы, среди которых Eunomia radiata (рис. 280) очень заметна; отдельные особи образуют массы диаметром в несколько футов, и, вероятно, им потребовалось, подобно крупному существующему мозговому кораллу (Meandrina) тропиков, много столетий, прежде чем их рост был завершен.