«Руководство по элементарной геологии»

Брекчиевидный известняк (№ 2) не содержит обломков чужеродных пород, а, по-видимому, состоит из разрушенного самого пермского известняка примерно во время его консолидации. Некоторые угловатые массы в скалах Тайнмута достигают 2 футов в диаметре. Эта брекчия рассматривается профессором Седжвиком как одна из форм вышеупомянутого известняка № 1, а не как регулярно подстилающая его. Обломки угловатые и никогда не окатаны водой, и, по-видимому, были сцементированы заново на том месте, где они образовались. Поэтому предполагается, что они могли возникнуть вследствие тех внутренних движений массы, которые вызвали конкреционную структуру; но этот вопрос очень неясен, и после изучения этого явления в скалах Марстон на побережье Дарема я счел невозможным составить какое-либо определенное мнение по этому поводу. Хорошо известные брекчиевидные известняки Пиренеев, как мне показалось, представляют ближайшую аналогию, но в гораздо меньшем масштабе.

Ископаемый известняк (№ 3) рассматривается г-ном Кингом как глубоководная формация из-за многочисленных нежных кораллов, которые он включает. Один из них, Fenestella retiformis (фиг. 336), является очень изменчивым видом и получил много различных названий. Иногда он достигает больших размеров, измеряясь 8 дюймами в ширину. Тот же зоофит также в изобилии встречается в пермских отложениях Германии.

Фиг. 336.

a. Fenestella retiformis, Schlot.

Син. Gorgonia infundibuliformis, Goldf.; Retepora flustracea, Phillips.

b. Часть того же самого при сильном увеличении.

Магнезиальный известняк, Хамблтон-Хилл, близ Сандерленда. [303-A]

Раковины родов Spirifer и Productus, которые не встречаются в пластах моложе пермских, обильны в этом подразделении серии в обычном желтом магнезиальном известняке. (См. фиг. 337, 338.)

Фиг. 337.

Productus calvus, Sow. Min. Con. Син. Productus horridus, Bronn's Index и др., King's Monogr. и др.; Leptæna, Dalman.

Магнезиальный известняк.

Фиг. 338.

Spirifer undulatus, Sow. Min. Con. Син. Triogonotreta undulata, King's Monogr.

Магнезиальный известняк.

Плотный известняк (№ 4) также содержит органические остатки, особенно коралловые, и тесно связан с предыдущим. Под ним залегает мергелистый сланец (№ 5), который состоит из твердых известковых сланцев, мергелистого сланца и тонкослоистых известняков. В Ист-Тикли, в Дареме, где его мощность составляет тридцать футов, этот сланец дал много прекрасных образцов ископаемых рыб родов Palæoniscus, Pygopterus, Cœlacanthus и Platysomus — родов, которые все встречаются в угольных пластах каменноугольной эпохи и которые, следовательно, как говорит г-н Кинг, вероятно, жили недалеко от берега. Но пермские виды являются своеобразными и по большей части идентичны тем, что найдены в мергелистом или медном сланце Тюрингии.

Фиг. 339.

Восстановленный контур рыбы рода Palæoniscus, Agass. Palæothrissum, Blainville.

Вышеупомянутый Palæoniscus относится к тому подразделению рыб, которое М. Агассис назвал «гетероцеркальными», у которых хвосты неравнолопастные, как у современных акул и осетров, а позвоночный столб проходит вдоль верхней хвостовой лопасти. (См. фиг. 340.) «Гомоцеркальные» рыбы, которые составляют почти все 8000 видов, известных в настоящее время в живой природе, имеют хвостовой плавник либо одинарный, либо равноразделенный; и позвоночный столб обрывается, не продолжаясь ни в одну из лопастей. (См. фиг. 341.)

Фиг. 340.

Акула.

Гетероцеркальный.

Фиг. 341.

Сельдь. (Clupea, семейство сельдевых.)

Гомоцеркальный.

Теперь это примечательный факт, впервые указанный Агассисом, что гетероцеркальная форма, которая ограничена небольшим числом родов в существующей природе, является универсальной в магнезиальном известняке и всех более древних формациях. Она характеризует ранние периоды истории Земли, когда организация рыб была ближе к организации ящероподобных пресмыкающихся, чем в более поздние эпохи. Во всех пластах выше магнезиального известняка преобладает гомоцеркальный хвост.

Полное описание видов рыб, характерных для мергелистого сланца, было дано сэром Филипом Эгертоном в вышеупомянутой монографии г-на Кинга, где можно найти изображения ихтиолитов, которые очень целы и хорошо сохранились. Даже отдельная чешуйка обычно настолько характерно отмечена, что указывает на род, а иногда даже на конкретный вид. Они часто разбросаны по пластам поодиночке и могут быть полезны геологу при определении возраста породы.

Фиг. 342.

Palæoniscus comtus, Agassiz. Чешуйка при увеличении. Мергелистый сланец.

Фиг. 343.

Palæoniscus elegans, Sedg. Нижняя поверхность чешуйки при увеличении. Мергелистый сланец.

Фиг. 344.

Palæoniscus glaphyrus, Ag. Нижняя поверхность чешуйки при увеличении. Мергелистый сланец.

Фиг. 345.

Cœlacanthus caudalis, Egerton. Чешуйка с гранулированной поверхностью при увеличении. Мергелистый сланец.

Чешуя рыб. Магнезиальный известняк.

Фиг. 346. Pygopterus mandibularis, Ag. Мергелистый сланец.

a. Внешняя сторона чешуйки при увеличении.

b. Нижняя поверхность той же самой.

Фиг. 347. Acrolepis Sedgwickii, Ag. Мергелистый сланец.

Нижние песчаники (№ 6, табл. стр. 301), которые лежат под мергелистым сланцем, состоят из песчаника и песка, отделяющих магнезиальный известняк от угля в Йоркшире и Дареме. В некоторых случаях с этими пластами были найдены ассоциированные красный мергель и гипс. Они были отнесены к магнезиальному известняку профессором Седжвиком, так как они почти совпадают с ним по географическому распространению, хотя их соотношения очень неясны. В некоторых регионах, как утверждается, включенные растения все специфически идентичны растениям каменноугольной серии; и если это так, то они, вероятно, принадлежат к той эпохе; ибо истинная пермская флора, согласно исследованиям ММ. Мурчисона и де Вернейля в России и полковника фон Гутбира в Саксонии, по-видимому, за немногими исключениями, отличается от флоры угля (см. стр. 307).

Доломитовый конгломерат Бристоля. — Близ Бристоля, в Сомерсетшире, и в других графствах, граничащих с Северном, несогласные пласты нижнего нового красного песчаника, залегающие непосредственно на угле, состоят из конгломерата, называемого «доломитовым», потому что галька более древних пород сцементирована красной или желтой основой из доломита или магнезиального известняка. Этот конгломерат или брекчия, ибо включенные обломки иногда угловаты, встречается пятнами по всем холмам близ Бристоля, заполняя впадины и неровности в горном известняке и будучи в основном составленным в каждом месте из обломков тех пород, на которых он непосредственно покоится. В одном месте мы находим куски угольного сланца, в другом — горного известняка, узнаваемого по его характерным раковинам и зоофитам. Сломанные кости, а также зубы ящеров рассеяны по некоторым частям брекчии.

Эти ящеры (которые до открытия Archegosaurus в угле были самыми древними примерами ископаемых пресмыкающихся) все отличаются тем, что их зубы глубоко посажены в челюстную кость и в отдельные альвеолы, а не припаяны, как у лягушек, к простому альвеолярному гребню. В доломитовом конгломерате близ Бристоля были найдены остатки видов двух различных родов, названных Thecodontosaurus и Palæosaurus доктором Райли и г-ном Стачбери [306-A]; зубы которых конические, сжатые и с мелко зазубренными краями (фиг. 348 и 349).

Фиг. 348.

Зуб Palæosaurus platyodon, нат. вел.

Фиг. 349.

Tooth of Thecodontosaurus, 3 times magnified.

В России также встречаются текодонтные ящеры в пластах пермского возраста нескольких родов, в то время как другие, названные Protorosaurus, встречаются в цехштейне Тюрингии. Это семейство пресмыкающихся родственно живущему варану, и его появление в первичной или палеозойской формации, отмечает г-н Оуэн, противоречит доктрине прогрессивного развития пресмыкающихся от рыб или от более простых к более сложным формам; ибо, если бы они существовали в наши дни, эти вараны заняли бы место во главе отряда ящериц. [306-B]

В России пермские породы состоят из белого известняка с гипсом и белой солью; и из красных и зеленых песчаников, иногда с медной рудой; также магнезиальных известняков, мергелистых сланцев и конгломератов.

Мансфельдский округ в Тюрингии можно назвать классической землей нижнего нового красного песчаника, или магнезиального известняка, или пермской формации на континенте. Он состоит там главным образом из, во-первых, цехштейна, соответствующего верхней части нашей английской серии; и, во-вторых, мергелистого сланца с рыбами видов, идентичных тем, что встречаются в пласте с таким же названием в Дареме. Этот сланцеватый мергель густо пропитан медным колчеданом, ради которого его интенсивно разрабатывают. Магнезиальный известняк, гипс и каменная соль встречаются среди верхних пластов этой группы. У его основания лежит ротлигендес, предположительно соответствующий вышеупомянутому нижнему новому красному песчанику, который занимает аналогичное место в Англии между мергелистым сланцем и углем. Его местное название «ротлигендес», «красный слой» или «Roth-todt-liegendes», «красный мертвый слой», было дано рабочими на немецких рудниках из-за его красного цвета и потому, что медь «умирает» (исчезает), когда они достигают этой породы, которая не является металлоносной. Это, по сути, мощное отложение красного песчаника и конгломерата с ассоциированными порфиром, базальтовым траппом и миндалекаменной породой.

Пермская флора. — Мы узнаем из недавнего исследования полковника фон Гутбира, что в пермских породах Саксонии было найдено не менее шестидесяти видов ископаемых растений, сорок из которых еще не были найдены в других местах. Два или три из них, такие как Calamites gigas, Sphenopteris erosa и S. lobata, также встречаются в Пермской губернии в России. Семь других, и среди них Neuropteris Loshii, Pecopteris arborescens и P. similis, с несколькими видами Walchia (Lycopodites), являются общими для каменноугольных пластов.

Среди родов, также перечисленных полковником Гутбиром, есть Asterophyllites и Annularia, столь характерные для каменноугольного периода; также Lepidodendron, который является общим для пермских отложений Саксонии, Тюрингии и России, хотя и не в изобилии. Noeggerathia (см. фиг. 350), предположительно, по мнению А. Броньяра, родственная Cycas, является еще одним связующим звеном между пермской и каменноугольной растительностью. Также встречаются хвойные араукариевого типа; но они также встречаются как в более древних, так и в более новых породах. Растения, называемые Sigillaria и Stigmaria, столь заметная черта каменноугольного периода, пока отсутствуют.

Фиг. 350.

Noeggerathia cuneifolia. Ad. Brongniart. [307-A]

Среди примечательных ископаемых ротлигендеса, или самой нижней части пермских отложений в Саксонии и Богемии, находятся окремненные стволы древовидных папоротников, называемые в родовом смысле Psaronius. Их кора была окружена плотной массой воздушных корней, которые часто составляли значительное дополнение к первоначальному стеблю, удваивая или утраивая его диаметр. То же самое замечание справедливо в отношении некоторых живущих внетропических древовидных папоротников, особенно тех, что растут в Новой Зеландии.

Psaronites также найдены в самом верхнем угле Отена во Франции и в верхних каменноугольных пластах штата Огайо в Соединенных Штатах, но специфически отличные от тех, что в ротлигендесе. Они служат для связи пермской флоры с более современной частью предыдущей, или каменноугольной, группы. В целом, очевидно, что пермские растения ближе к каменноугольным, чем к триасовым; и то же самое можно сказать о пермской фауне.

ГЛАВА XXIV.

УГОЛЬНАЯ ИЛИ КАМЕННОУГОЛЬНАЯ ГРУППА.

Каменноугольные пласты на юго-западе Англии — Налегание угольных пластов на горный известняк — Отклонение от этого типа на севере Англии и в Шотландии — Разрез в Южном Уэльсе — Подстилающие глины со Stigmaria — Каменноугольная флора — Папоротники, Lepidodendra, Calamites, Asterophyllites, Sigillariæ, Stigmariæ — Хвойные — Эндогены — Отсутствие экзогенов — Уголь, как образовался — Стоячие ископаемые деревья — Паркфилдская шахта — Угольный бассейн Сент-Этьен — Наклонные деревья или коряги — Ископаемые леса в Новой Шотландии — Солоноватоводные и морские пласты — Происхождение глинистого железняка.

Следующая группа, которую мы встречаем в нисходящем порядке, — это каменноугольная, обычно называемая «угольной», потому что она содержит много пластов этого минерала в более или менее чистом состоянии, перемежающихся с песчаниками, сланцами и известняками. Сам уголь, даже в Великобритании и Бельгии, где он наиболее обилен, составляет лишь незначительную часть всей массы. На севере Англии, например, мощность угленосных пластов оценивается в 3000 футов, в то время как различные угольные пласты, числом 20 или 30, в совокупности не превышают 60 футов. [308-A]

Каменноугольная формация включает два очень различных члена: 1-й, обычно называемый угольными пластами, смешанного пресноводного, наземного и морского происхождения, часто включающий пласты угля; 2-й, названный в Англии горным или каменноугольным известняком, чисто морского происхождения и содержащий кораллы, раковины и энкриниты.

В юго-западной части нашего острова, в Сомерсетшире и Южном Уэльсе, три подразделения, о которых обычно говорят английские геологи, таковы:

1. Coal-measures { Strata of shale, sandstone, and grit, with occasional seams of coal, from 600 to 12,000 feet thick.

2. Millstone grit { A coarse quartzose sandstone passing into a conglomerate, sometimes used for millstones, with beds of shale; usually devoid of coal; occasionally above 600 feet thick.

3. Mountain or Carboniferous limestone } A calcareous rock containing marine shells and corals; devoid of coal; thickness variable, sometimes 900 feet.

Жерновой песчаник можно рассматривать как один из угольных песчаников более грубой текстуры, чем обычно, с некоторыми сопутствующими сланцами, в которых иногда встречаются угольные растения. На севере Англии в этом песчанике встречаются некоторые полосы известняка с гребешками, устрицами и другими морскими раковинами, точно так же, как в обычных угольных пластах, и даже несколько пластов угля. Поэтому я буду рассматривать всю группу как состоящую только из двух подразделений: угольных пластов и горного известняка. Последний находится в южных британских угольных бассейнах в основании системы или непосредственно в контакте с подстилающим древним красным песчаником; но по мере продвижения на север к Йоркширу и Нортумберленду он начинает чередоваться с настоящими угольными пластами, причем оба отложения вместе образуют серию пластов мощностью около 1000 футов. За этой смешанной формацией следует мощная толща настоящего горного известняка. [309-A] Дальше на север, в угольном бассейне Файф в Шотландии, мы наблюдаем еще более широкое отклонение от типа юга Англии, или более полную интеркаляцию мощных масс морских известняков с песчаниками и сланцами, содержащими уголь.

УГОЛЬНЫЕ ПЛАСТЫ.

В Южном Уэльсе угольные пласты, как было установлено путем фактических измерений, достигают необычайной мощности в 12 000 футов, причем все пласты, за исключением самого угля, по-видимому, образовались в воде умеренной глубины во время медленного, но, возможно, прерывистого опускания земли в регионе, куда реки приносили постоянный запас илистого осадка и песка. Та же самая область иногда покрывалась обширными лесами, подобными тем, что мы видим в дельтах великих рек в теплом климате, которые подвержены затоплению пресной или соленой водой, если земля опускается вертикально на несколько футов.

В одном разрезе близ Суонси в Южном Уэльсе, где общая мощность пластов составляет 3246 футов, мы узнаем от сэра Г. Де ла Беша, что имеется десять основных масс песчаника. Одна из них имеет мощность 500 футов, а все они вместе составляют мощность 2125 футов. Они разделены массами сланца, варьирующимися по мощности от 10 до 50 футов. Интеркалированные угольные пласты, числом шестнадцать, обычно имеют мощность от 1 до 5 футов, один из них, в котором прослоены два или три слоя глины, достигает 9 футов. [309-B] В других точках того же угольного бассейна сланцы преобладают над песчаниками. Горизонтальное распространение некоторых пластов угля гораздо больше, чем других, но все они представляют одну характерную черту: каждый из них имеет то, что называется подстилающей глиной. Эти подстилающие глины, сопутствующие каждому слою угля, состоят из песчанистого сланца, иногда называемого огнеупорным камнем, потому что из него можно делать кирпичи, которые выдерживают огонь печи. Они варьируются по мощности от 6 дюймов до более чем 10 футов; и г-н Логан впервые объявил научному миру в 1841 году, что они рассматриваются шахтерами в Южном Уэльсе как существенное сопровождение каждого из ста пластов угля, встреченных в их угольном бассейне. Говорят, что они образуют «пол», на котором покоится уголь; и некоторые из них имеют небольшую примесь углеродистого вещества, в то время как другие полностью почернели от него.

Все они, как указал г-н Логан, характеризуются включением особого вида ископаемого растения, называемого Stigmaria, при исключении других растений. Было также замечено, что, в то время как в перекрывающих сланцах или «кровле» угля папоротники и стволы деревьев изобилуют без каких-либо Stigmariæ, и они сплющены и сжаты, те своеобразные растения в подстилающих глинах всегда сохраняют свои естественные формы, свободно ветвясь и посылая свои тонкие листья, как их раньше называли, через ил во всех направлениях. Несколько видов Stigmaria были давно известны ботаникам и описаны ими до того, как было указано их положение под каждым пластом угля. Высказывалось предположение, что они могли быть водными, возможно, плавающими растениями, которые иногда свободно распространяли свои ветви и листья в жидком иле и которые в конечном итоге были обволакиваемы тем же илом.

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ ФЛОРА.

Этих утверждений будет достаточно, чтобы убедить читателя в том, что мы не можем прийти к удовлетворительной теории происхождения угля, пока не поймем истинную природу Stigmaria; и чтобы объяснить то, что сейчас известно об этом растении и о других, которые способствовали своим разложением образованию угля, необходимо будет предложить краткий предварительный очерк всей каменноугольной флоры, совокупности ископаемых растений, с которой мы знакомы лучше, чем с любой другой, процветавшей до третичной эпохи. Следует также отметить, что Гепперт установил, что остатки каждого семейства растений, разбросанные по угольным пластам, иногда встречаются в самом чистом угле, факт, который значительно увеличивает геологический интерес, придаваемый этой флоре.

Папоротники. — Число видов каменноугольных растений, описанных до сих пор, составляет, по словам М. Ад. Броньяра, около 500. Это, возможно, лишь фрагмент всей флоры, но их достаточно, чтобы показать, что состояние растительного мира было тогда чрезвычайно отличным от того, что установлено сейчас. Мы поражены с первого взгляда сходством многих папоротников с ныне живущими и несходством почти всех других ископаемых, за исключением хвойных. Среди папоротников, как, например, в случае с Pecopteris (фиг. 351), не всегда легко решить, следует ли их относить к другим родам, чем те, что установлены для классификации живущих видов; тогда как в отношении большинства других современных групп, за исключением хвойных, часто трудно угадать семейство или даже класс, к которому они принадлежат. Папоротники каменноугольного периода обычно лишены органов плодоношения, но в некоторых образцах они хорошо сохранились. При общем отсутствии таких признаков они были разделены на роды, различающиеся главным образом ветвлением вай и способом расположения жилок листьев. Большая часть, как предполагается, была размером с обычные европейские папоротники, но некоторые были определенно древовидными, особенно группа, названная Caulopteris Линделеем, и Psaronius верхних или новейших угольных пластов, о которых упоминалось ранее (стр. 307).

Фиг. 351.

Pecopteris lonchitica. (Foss. Flo. 153.)

Фиг. 352.

a. Sphenopteris crenata.

b. То же самое, при увеличении.

(Foss. Flo. 101.)

Фиг. 353.

Caulopteris primæva, Lindley.

Все современные древовидные папоротники принадлежат к одному семейству (Polypodiaceæ) и лишь к небольшому числу родов в этом семействе, у которых поверхность ствола отмечена шрамами или рубцами, оставшимися после опадения вай. Эти рубцы напоминают рубцы Caulopteris (см. фиг. 353). Из угольных пластов уже получено не менее 250 папоротников; и даже если мы сделаем некоторое сокращение на основании разновидностей, которые были ошибочно приняты в отсутствие их плодоношения за виды, все же результат поразителен, потому что вся Европа в настоящее время дает не более 50 местных видов.

Живущие древовидные папоротники различных родов. (Ad. Brong.)

Фиг. 354. Древовидный папоротник с острова Бурбон.

Фиг. 355. Cyathea glauca, Маврикий.

Фиг. 356. Древовидный папоротник из Бразилии.

Lepidodendron Sternbergii. Угольные пласты близ Ньюкасла.

Fig. 357. Branching trunk, 49 feet long, supposed to have belonged to L. Sternbergii. (Foss. Flo. 203.)

Фиг. 358. Ветвящийся стебель с корой и листьями L. Sternbergii. (Foss. Flo. 4.)

Фиг. 359. Часть того же самого ближе к корню; нат. вел. (Там же.)

Lepidodendra. — Эти ископаемые принадлежат к семейству плауновых (Lycopodiums), однако большинство из них достигало размеров больших деревьев. Приложенные рисунки представляют большой ископаемый Lepidodendron длиной 49 футов, найденный в шахте Джарроу близ Ньюкасла, лежащий в сланце параллельно плоскостям стратификации. Фрагменты других, найденные в том же сланце, указывают по размеру ромбоидальных рубцов, которые их покрывают, на еще большую величину. Живущие плауны, которых насчитывается около 200 видов, обильны в тропическом климате, где один вид иногда встречается, достигая высоты 3 футов. Они обычно стелются по земле, но некоторые стоят прямо, как L. densum из Новой Зеландии (фиг. 360).

Фиг. 360.

a. Lycopodium densum; берега р. Темзы, Новая Зеландия.

b. ветвь, нат. вел.

c. часть того же самого, при увеличении.

В каменноугольных пластах Коулбрук-Дейл и во многих других угольных бассейнах встречаются удлиненные цилиндрические тела, называемые ископаемыми шишками, названные М. Адольфом Броньяром Lepidostrobus. (См. фиг. 361.) Они часто образуют ядро конкреционных шаров глинистого железняка и хорошо сохранились, демонстрируя коническую ось, вокруг которой компактно черепицеобразно налегало большое количество чешуек. Мнение М. Броньяра сейчас общепринято, что Lepidostrobus — это плод Lepidodendron.

Фиг. 361.

Lepidostrobus ornatus, Brong.; в пол-нат. вел. Шропшир.

Фиг. 362.

Calamites cannæformis, Schlot. (Foss. Flo. 79.) Нижний конец с корешками.

Фиг. 363.

Calamites Suckowii, Brong.; нат. вел. Обычен в угле по всей Европе.

Equisetaceæ. — К этому семейству принадлежат два вида рода Equisetites, родственные живущему «хвощу», который сейчас растет на болотистых почвах. Другие виды, имеющие членистые стебли, дальше отстоят от Equisetum, но все же имеют аналогичную организацию. Они отличались от него главным образом тем, что были снабжены тонкой корой, которая представлена в стебле C. Suckowii (фиг. 363), где видно, что полосатый внешний узор не совпадает с тем, что остался на камне, где кора содрана; так что если бы два отпечатка были увидены отдельно, их можно было бы принять за два различных вида.

Самые высокие живущие «хвощи» в Европе имеют высоту всего 2 или 3 фута, и даже в тропическом климате достигают, как в случае с Equisetum giganteum, открытым Гумбольдтом и Бонпланом в Южной Америке, высоты около 5 футов, при диаметре стебля в один дюйм. Некоторые из каламитов угля приобретали высоту и размеры небольших деревьев.

Фиг. 364.

Asterophyllites foliosa. (Foss. Flo. 25.) Угольные пласты, Ньюкасл.

Asterophyllites. — В это семейство М. Броньяр включает несколько родов, и среди них Calamodendron, Asterophyllites и Annularia. Изящное растение, представленное на приложенном рисунке, считается ветвью кустарника под названием Calamodendron, нового рода, выделенного Броньяром из каламитов прежних авторов. Его сердцевина и сердцевинные лучи, по-видимому, показывают, что оно было двудольным, и оно, по-видимому, было родственно по природе своей ткани голосеменным или, еще больше, Sigillaria, о которой будет сказано далее.

Sigillaria. — Большая часть деревьев каменноугольного периода принадлежала к этому роду, из которого известно около тридцати пяти видов. Структура, как внутренняя, так и внешняя, была очень своеобразной и, по отношению к существующим типам, очень аномальной. Они были ранее отнесены М. Ад. Броньяром к папоротникам, на которые они похожи скаляриформной текстурой своих сосудов и, в некоторой степени, формой рубцов, оставленных основанием опавших черешков листьев (см. фиг. 365). Но с этими точками аналогии с тайнобрачными они сочетают внутреннюю организацию, весьма напоминающую организацию саговников, и у некоторых из них установлено наличие длинных линейных листьев, совсем не похожих на листья папоротников. Они достигали большой высоты, от 30 до 60 или даже 70 футов, с правильными цилиндрическими стеблями и без ветвей, хотя некоторые виды были дихотомическими к вершине. Их желобчатые стволы диаметром от 1 до 5 футов, по-видимому, быстро разрушались внутри, становясь полыми, когда стояли; поэтому, когда они были повалены на ил, они были сдавлены и сплющены. Отсюда мы находим, что кора двух противоположных сторон (теперь превращенная в яркий блестящий уголь) образует два горизонтальных слоя, один над другим, толщиной в полдюйма или дюйм. Эти же стволы, когда они расположены наклонно или вертикально к плоскостям стратификации, сохраняют свою первоначальную округлую форму и не сжаты, так как цилиндр коры был заполнен песком, который теперь дает слепок внутренней части.

Фиг. 365.

Sigillaria lævigata, Brong.

Stigmaria. — Это ископаемое, важность которого уже была указана, ранее предполагалось водным растением. Теперь установлено, что это корень Sigillaria. Связь корней со стеблем, ранее подозревавшаяся на ботанических основаниях Броньяром, была впервые доказана фактическим контактом в угольном бассейне Ланкашира г-ном Бинни. Этот факт был недавно показан еще более отчетливо г-ном Ричардом Брауном в его описании Stigmariæ, встречающихся в подстилающих глинах угольных пластов острова Кейп-Бретон в Новой Шотландии.

Фиг. 366.

Stigmaria, прикрепленная к стволу Sigillaria. [315-A]

В образце одного из них, представленном на приложенном рисунке (фиг. 366), размах корней составлял 16 футов, и некоторые из них посылали корешки во всех направлениях в окружающую глину.

Способ прикрепления волокон к стеблю напоминает шаровой шарнир, основание каждого корешка вогнутое и прилегает к бугорку (см. фиг. 367 и 368). Ряды этих бугорков расположены спирально вокруг каждого корня, который всегда имеет сердцевинную полость и древесную текстуру, весьма напоминающую текстуру Sigillaria, причем структура сосудов, как и у нее, скаляриформная.

Фиг. 367.

Поверхность другого экземпляра того же вида, показывающая форму бугорков. (Foss. Flo. 34.)

Фиг. 368.

Stigmaria ficoides, Brong. В одну четверть нат. вел. (Foss. Flo. 32.)

Хвойные. — Хвойные деревья этого периода относятся к пяти родам; древесная структура некоторых из них показывает, что они были ближе к араукариевому типу сосен, чем к любым из наших обычных европейских елей. Некоторые из их стволов превышали 44 фута в высоту.

Эндогены. — До сих пор в угольных пластах было обнаружено лишь несколько однодольных растений. Большинство из них состоит из плодов, относимых некоторыми ботаниками к пальмам. Трехгранные орехи, называемые Trigonocarpum, семь видов которых известны, по-видимому, имеют наибольшее право считаться пальмами, хотя М. Ад. Броньяр питает некоторые сомнения даже относительно того, являются ли они однодольными.

Экзогены.

Полное отсутствие, насколько позволяют судить наши палеонтологические исследования, обычных двудольных или экзогенов в каменноугольных отложениях весьма примечательно. Вследствие этого г-н Адольф Броньяр назвал этот период веком акрогенов из-за огромного преобладания папоротников и лепидодендронов. Тем не менее, лес того периода, который мы сейчас рассматриваем, мог иметь значительное сходство с теми лесистыми регионами Новой Зеландии, где в изобилии встречаются папоротники, древовидные и травянистые, а также плауны и многие хвойные.

Сравнительная пропорция ныне живущих папоротников и араукарий на острове Норфолк по отношению ко всем остальным растениям представляется очень похожей на ту, которую некогда имели эти группы растений в лесах каменноугольного периода.

Я уже упоминал, что профессор Гёпперт, изучив ископаемые растения каменноугольных бассейнов Германии, обнаружил в пластах чистого угля остатки растений всех семейств, которые, как известно, встречаются в ископаемом состоянии в угле. Многие пласты, отмечает он, богаты сигилляриями, лепидодендронами и стигмариями, причем последние встречаются в таком изобилии, что, по-видимому, составляют основную массу угля. В некоторых местах почти все растения представлены каламитами, в других — папоротниками.

Уголь, как он образовался — Стоячие деревья. — Теперь я рассмотрю, каким образом вышеупомянутые растения оказались заключены в пласты и как они могли способствовать образованию угля. «Некоторые из растений нашего угля, — говорит д-р Бакленд, — росли на тех самых берегах из песка, ила и грязи, которые, будучи ныне отвердевшими в камень и сланец, образуют пласты, сопровождающие уголь; в то время как другие части этих растений были принесены с различных расстояний из болот, саванн и лесов, которые их породили, особенно те, что рассеяны в песчаниках или смешаны с рыбами в сланцевых пластах». «В Балгрее, в трех милях к северу от Глазго, — говорит тот же автор, — я видел в 1824 году, как и сейчас можно увидеть, недвусмысленный пример пней нескольких стволов больших деревьев, стоящих близко друг к другу на своем родном месте, в карьере песчаника каменноугольной формации».

В период между 1837 и 1840 годами в каменноугольном бассейне Ланкашира, где он пересекается Болтонской железной дорогой, было обнаружено шесть ископаемых деревьев. Все они находились в вертикальном положении по отношению к плоскости пласта, который падает под углом около 15° на юг. Расстояние между первым и последним деревом составляло более 100 футов, а корни всех их были погружены в мягкий глинистый сланец. В той же плоскости, что и корни, находится пласт угля толщиной восемь или десять дюймов, который, как было установлено, простирается через железную дорогу на расстояние не менее десяти ярдов. Сразу над покрывающим слоем корней, но под угольным пластом, было обнаружено такое большое количество Lepidostrobus variabilis, заключенного в конкреции твердой глины, что более бушеля было собрано из небольших отверстий вокруг основания деревьев (см. рисунок этого рода, стр. 313). Внешняя поверхность ствола каждого из них была отмечена слоем хрупкого угля толщиной от одной четверти до трех четвертей дюйма; но он рассыпался при удалении матрицы. Размеры одного из деревьев составляют 15 1/2 футов в окружности у основания, 7 1/2 футов в верхней части, при высоте 11 футов. Все деревья имеют крупные раскидистые корни, твердые и прочные, иногда ветвящиеся, прослеженные на расстояние нескольких футов и, как предполагается, простирающиеся гораздо дальше. Г-н Хокшо, описавший эти ископаемые, полагает, что, хотя они были полыми при погружении, изначально они могли состоять из твердой древесины целиком; ибо твердые двудольные деревья, когда они падают в тропических лесах, как, например, в Венесуэле на берегу Карибского моря, по его наблюдениям, разрушаются изнутри, так что остается немногим больше, чем внешняя оболочка, состоящая главным образом из коры. Это гниение, говорит он, происходит наиболее быстро в низких и плоских местах, где имеется глубокая богатая почва и избыточная влага, поддерживающая высокие лесные деревья и крупные пальмы, под которыми пышно процветают бамбуки, тростники и мелкие пальмы. Такие участки из-за своей низменности легче всего подвергались затоплению, и их густая растительность могла затем дать начало угольному пласту.

В глубокой долине близ Капел-Коэлбрен, ответвляющейся от верхней части долины Суонси, в 1838 году были замечены четыре ствола стоячих сигиллярий, пронзающих каменноугольные отложения Южного Уэльса; один из них был 2 футов в диаметре и 13 с половиной футов в высоту, и все они, как было установлено, заканчивались внизу в угольном пласте. «Они, — говорит сэр Г. Де ла Беш, — по-видимому, составляли часть подземного леса в эпоху, когда формировались нижние каменноугольные пласты».

На угольной шахте близ Ньюкасла, как сообщают авторы «Ископаемой флоры», большое количество сигиллярий было расположено в породе так, как будто они сохранили то положение, в котором росли. Не менее тридцати, некоторые из них 4 или 5 футов в диаметре, были видны на площади 50 квадратных ярдов, причем внутренняя часть была заполнена песчаником, а кора превратилась в уголь. Корни одного экземпляра были найдены погруженными в сланец; а ствол, сохраняя перпендикулярное направление и круглую форму на высоту около 10 футов, затем изгибался, становясь горизонтальным. Здесь он был расширен в стороны и сплющен так, что его толщина составляла всего один дюйм, при этом желобки были сравнительно отчетливыми. Такие вертикальные стволы хорошо знакомы нашим шахтерам под названием «угольных труб». Один из них, длиной 72 фута, был обнаружен в 1829 году близ Госфорта, примерно в пяти милях от Ньюкасла, в угольном песчанике, который он пронизывал. Внешняя поверхность ствола была отмечена через определенные интервалы узлами, указывающими на точки, из которых отходили ветви. Древесина внутри превратилась в карбонат кальция; и ее структура была прекрасно видна при нарезке поперечных срезов, настолько тонких, что они были прозрачными. (См. стр. 40.)

Эти «угольные трубы» внушают большой страх нашим шахтерам, ибо почти каждый год в Бристольском, Ньюкаслском и других угольных бассейнах они становятся причиной несчастных случаев со смертельным исходом. Каждый цилиндрический слепок дерева, состоящий из твердого песчаника, постепенно увеличивающийся в размерах к основанию и не имеющий ветвей, всей своей тяжестью давит вниз и не получает никакой поддержки от слоя хрупкого угля, заменившего кору. Поэтому, как только сцепление этого внешнего слоя нарушается, тяжелая колонна внезапно падает в перпендикулярном или наклонном направлении с кровли галереи, откуда был извлечен уголь, раня или убивая рабочего, стоящего внизу. Странно размышлять о том, сколько тысяч этих деревьев упали изначально в своих родных лесах, подчиняясь закону гравитации; и как те немногие, что продолжали стоять прямо, повинуясь спустя мириады веков той же силе, обрушиваются, чтобы принести в жертву своих человеческих жертв.

Было замечено, что если бы шахтер, вместо того чтобы работать в темноте, привык снимать верхний слой породы с каждого угольного пласта и обнажать почвы, на которых росли древние леса, доказательства их прежнего роста были бы очевидны. Так, в Южном Стаффордшире в 1844 году был обнажен угольный пласт в так называемой открытой выработке на шахте Паркфилд близ Вулвергемптона. На площади около четверти акра появилось не менее 73 пней деревьев с прикрепленными к ним корнями, как показано на прилагаемом плане (рис. 369), некоторые из них более 8 футов в окружности. Стволы, обломанные у самого корня, лежали плашмя во всех направлениях, часто пересекая друг друга. Один из них достигал 15, другой 30 футов в длину, остальные меньше. Они неизменно были сплющены до толщины в один или два дюйма и превращены в уголь. Их корни составляли часть угольного пласта толщиной 10 дюймов, который покоился на слое глины толщиной 2 дюйма, под которым находился второй лес, покоящийся на 2-футовом угольном пласте. Пятью футами ниже этого снова был третий лес с большими пнями лепидодендронов, каламитов и других деревьев.

Рис. 369.

План ископаемого леса, шахта Паркфилд, близ Вулвергемптона, показывающий положение 73 деревьев на четверти акра.

В отчете, представленном в 1821 году г-ном Алексом Броньяром об угольной шахте Трёй в Сент-Этьене близ Лиона, он указывает, что отчетливые горизонтальные пласты слюдистого песчаника пронизаны вертикальными стволами однодольных растений, напоминающих бамбуки или крупные хвощи. После консолидации камня здесь местами происходило скользящее движение, которое нарушило непрерывность стволов, отбросив их верхние части в сторону, так что они часто не совпадают с нижними.

Из этих явлений был сделан вывод, что мы имеем здесь памятники затопленного леса. Ранее я возражал против этого заключения, предполагая, что в таком случае все корни должны были быть найдены на одном и том же уровне, а не разбросаны беспорядочно по всей массе. Я также полагал, что почва, к которой были прикреплены корни, должна была отличаться от песчаника, в который заключены стволы. Однако, увидев каламиты близ Пикту в Новой Шотландии, погребенные на разной высоте в песчанике и в аналогичном стоячем положении, я теперь почти не сомневаюсь, что мнение г-на Броньяра было правильным. Эти растения, по-видимому, росли на песчаной почве, подверженной периодическим затоплениям и поднимающейся за счет новых наносов осадочных пород, как это может происходить в болотах близ берегов большой реки в ее дельте. Деревья, которые любят болотистую почву, не страдают от того, что их основания оказываются погребенными на глубину нескольких футов; а другие деревья постоянно вырастают из новых почв, на несколько футов выше уровня первоначального основания топи. На берегах Миссисипи, когда вода спадала, я видел разрезы подобных отложений, в которых части пней деревьев с корнями in situ появлялись на многих разных высотах.

Рис. 370.

Разрез, показывающий вертикальное положение ископаемых деревьев в угольном песчанике в Сент-Этьене. (Алекс Броньяр.)

Когда я посетил в 1843 году вышеупомянутые карьеры Трёй, ископаемые деревья, показанные на рис. 370, были удалены, но я получил доказательства существования других лесов стоячих деревьев в том же каменноугольном бассейне.

Рис. 371.

Наклонное положение ископаемого дерева, прорезающего горизонтальные пласты песчаника, карьер Крейглейт, Эдинбург. Угол наклона от a до b 27°.

Коряги. — В 1830 году в карьере Крейглейт близ Эдинбурга был обнажен наклонный ствол, общая длина которого превышала 60 футов. Его диаметр в верхней части составлял около 7 дюймов, а у основания он измерялся 5 футами в большей и 2 футами в меньшей ширине. Кора превратилась в тонкий слой чистейшего и тончайшего угля, создавая поразительный контраст по цвету с белым кварцевым песчаником, в котором он лежал. На прилагаемом рисунке представлена часть этого дерева длиной около 15 футов, которую я видел обнаженной в 1830 году, когда все пласты были удалены с одной стороны. Пласты, которые остались, были настолько неизменными и нетронутыми в точке соединения, что ясно показывали, что они были спокойно отложены вокруг дерева, и что дерево не пронзало их впоследствии, пока они были еще в мягком состоянии. Они состояли главным образом из кремнистого песчаника, по большей части белого, и были разделены на пластинки настолько тонкие, что на дюйм толщины можно было насчитать от шести до четырнадцати штук. Некоторые из этих тонких слоев были темными и содержали угольное вещество; но самые нижние из пересекаемых пластов были известковыми. Дерево не могло быть полым при погружении, так как внутри сохранилась древесная структура в идеальном состоянии, причем окаменевающее вещество было по большей части известковым. Также ясно, что окаменевающее вещество не проникало латерально из пластов, через которые проходит ископаемое, так как большинство из них не были известковыми. Хорошо известно, что в Миссисипи и других великих американских реках, где тысячи деревьев ежегодно плывут вниз по течению, некоторые тонут корнями вниз и закрепляются в иле. Так расположенные, их сравнивали с копьем на изготовку; и они так часто пробивают носы судов, которые на них натыкаются, что делают навигацию чрезвычайно опасной. Г-н Хью Миллер упоминает четыре других огромных ствола, обнаженных в карьерах близ Эдинбурга, которые лежали по диагонали через пласты под углом около 30°, своими нижними или более тяжелыми частями вниз, причем корни у всех, кроме одного, были стерты истиранием. Один из них был 60, а другой 70 футов в длину и от 4 до 6 футов в диаметре.

Рис. 372.

Разрез скал Саут-Джоггинс, близ Минуди, Новая Шотландия.

Количество лет, в течение которых стволы деревьев при постоянном погружении могут сопротивляться разложению, очень велико; как мы могли бы предположить, исходя из долговечности древесины в искусственных сваях, постоянно покрытых водой. Следовательно, эти ископаемые коряги могут не означать быстрого накопления пластов песка, хотя русло реки или часть лагуны часто заполняются за очень немногие годы.

Новая Шотландия. — Одним из лучших примеров в мире последовательности ископаемых лесов каменноугольного периода, открытых для обозрения в естественном разрезе, является тот, что виден в высоких скалах, граничащих с проливом Чигнекто, ответвлением залива Фанди в Новой Шотландии.

На прилагаемом разрезе (рис. 372), который я исследовал в июле 1842 года, видно, что все пласты от c до i падают в одну сторону, их средний наклон составляет угол 24° на юго-юго-запад. Вертикальная высота скал составляет от 150 до 200 футов; и между d и g, в пространстве которого я наблюдал семнадцать деревьев в вертикальном положении, или, точнее говоря, под прямым углом к плоскостям напластования, я насчитал девятнадцать угольных пластов толщиной от 2 дюймов до 4 футов. Во время отлива на пляже открывается прекрасный горизонтальный разрез тех же пластов. Толщина упомянутых пластов между d и g составляет около 2500 футов, причем стоячие деревья состоят главным образом из крупных сигиллярий, встречающихся на десяти различных уровнях, один над другим; но г-н Логан, который впоследствии провел более детальную съемку той же линии скал, обнаружил стоячие деревья на семнадцати уровнях, простирающихся через вертикальную толщу в 4515 футов пластов; и он оценил общую толщину каменноугольной формации, с углем и без него, не менее чем в 14 570 футов, повсюду лишенную морских органических остатков. Обычная высота погребенных деревьев, виденных мной, составляла от 6 до 8 футов; но один ствол был около 25 футов в высоту и 4 футов в диаметре, со значительным утолщением у основания. Ни в одном случае я не смог обнаружить ни одного ствола, пересекающего слой угля, какой бы тонкий он ни был; и большинство деревьев заканчивались внизу в угольных пластах. Лишь немногие из них основывались в глине и сланце, ни одно из них — в песчанике. Таким образом, стоячие деревья, по-видимому, в основном росли на угольных пластах. В некоторых подстилающих глинах я наблюдал стигмарии.

Рис. 373.

Ископаемое дерево под прямым углом к плоскостям напластования. Каменноугольные отложения, Новая Шотландия.

Что касается растений, то они принадлежали к тем же родам, а большинство из них — к тем же видам, что и те, которые встречаются в отдаленных каменноугольных бассейнах Европы. В песчанике, который заполнял их внутренности, я часто наблюдал листья папоротника, а иногда фрагменты стигмарий, которые, очевидно, попали туда вместе с осадками после того, как ствол сгнил и стал полым, и пока он все еще стоял под водой. Таким образом, дерево a b, рис. 373, то же самое, что представлено на a, рис. 374, или в пласте e на большем разрезе, рис. 372, представляет собой полый ствол длиной 5 футов 8 дюймов, проходящий через различные пласты и срезанный сверху слоем глины толщиной 2 фута, на котором покоится угольный пласт (b, рис. 374) толщиной 1 фут. На этом угле, в свою очередь, стояли два больших дерева (c и d), в то время как на большей высоте деревья f и g покоятся на тонком угольном пласте (e), а над ними находится подстилающая глина, поддерживающая 4-футовый уголь.

Рис. 374.

Стоячие ископаемые деревья. Каменноугольные отложения, Новая Шотландия.

Если мы теперь вернемся к дереву, упомянутому первым (рис. 373), мы обнаружим диаметр (a b) 14 дюймов вверху и 16 дюймов внизу, длина ствола 5 футов 8 дюймов. Пласты внутри состояли из серии, полностью отличной от тех, что снаружи. Самый нижний из трех внешних пластов, которые он пронизывал, состоял из пурпурного и синего сланца (c, рис. 373) толщиной 2 фута, над которым находился песчаник (d) толщиной 1 фут, а над ним глина (e) толщиной 2 фута 8 дюймов. Но внутри было девять различных слоев разного состава: внизу, во-первых, сланец 4 дюйма, затем песчаник 1 фут, затем сланец 4 дюйма, затем песчаник 4 дюйма, затем сланец 11 дюймов, затем глина (f) с конкрециями железняка 2 дюйма, затем чистая глина 2 фута, затем песчаник 3 дюйма и, наконец, глина 4 дюйма. Из-за внешнего наклона поверхности скалы разрез (рис. 373) был не совсем перпендикулярен оси дерева; и отсюда, вероятно, кажущееся внезапное окончание у основания без пня и корней.

В этом примере слои вещества внутри дерева более многочисленны, чем снаружи; но в каменноугольных отложениях всех стран чаще встречается цилиндр из чистого песчаника — слепок внутренней части дерева, пересекающий множество чередующихся пластов сланца и песчаника, которые первоначально обволакивали ствол, когда он стоял вертикально в воде. Такое отсутствие соответствия в материалах снаружи и внутри — это именно то, чего мы могли бы ожидать, если задуматься о разнице во времени, в которое происходит отложение осадков в двух случаях; погребение дерева продолжалось много лет, прежде чем его разложение зашло далеко.

Высокие приливы в заливе Фанди, поднимающиеся более чем на 60 футов, настолько разрушительны, что постоянно подмывают и смывают всю поверхность скал, и таким образом новый урожай стоячих деревьев открывается взору каждые три или четыре года. Известно, что они простираются на пространстве между двумя и тремя милями с севера на юг и более чем вдвое на большее расстояние с востока на запад, будучи видимыми в берегах ручьев, пересекающих каменноугольный бассейн.

На острове Кейп-Бретон г-н Ричард Браун наблюдал в угольном бассейне Сидней общую толщину каменноугольных отложений, не включая подстилающий мильстоун-грит, в 1843 фута, падающих под углом 8°. Он опубликовал подробные сведения обо всей серии, показывая, на скольких различных уровнях встречаются стоячие деревья, состоящие из сигиллярий, лепидодендронов, каламитов и других родов. В одном месте восемь стоячих стволов с прикрепленными к ним корнями и корневищами были замечены на одном уровне, в пределах горизонтального пространства длиной 80 футов. Пласты угля различной толщины переслаиваются. Некоторые из сопутствующих пластов имеют знаки ряби с отпечатками капель дождя. Принимая во внимание сорок одну глину, заполненную корнями стигмарий в их естественном положении, и восемнадцать слоев стоячих деревьев на других уровнях, в целом имеются четкие доказательства существования по меньшей мере пятидесяти девяти ископаемых лесов, расположенных один над другим в этом угольном бассейне, в вышеупомянутой толще пластов.

Ископаемые раковины на Кейп-Бретоне и в разрезе Новой Шотландии (рис. 372), состоящие из Cypris, Unio (?), Modiola, Microconchus carbonarius (см. рис. 375) и Spirorbis, по-видимому, указывают на солоноватую воду; но мы никогда не должны удивляться, если, следуя по тому же пласту, мы придем к пресноводному или чисто морскому отложению; ибо это будет зависеть от того, выберем ли мы направление выше или ниже по древнему речному или дельтовому отложению. Когда пласты Пёрбек в Вельдене были описаны в главе XVIII, я попытался объяснить тесную связь пластов, образованных в устье реки, или в спокойных лагунах дельты, или в море после небольшого погружения суши, с ее «грязными пластами» (dirt-beds).

В английских каменноугольных бассейнах часто отмечалась та же ассоциация пресноводных, или, скорее, солоноватоводных, с морскими пластами в тесной связи с угольными пластами наземного происхождения. Так, например, отложение близ Шрусбери, вероятно, образовавшееся в солоноватой воде, было описано сэром Р. Мурчисоном как самый молодой член каменноугольной серии того района, в точке, где каменноугольные отложения соприкасаются с пермскими или «нижними новыми красными» (Lower New Red). Оно состоит из сланцев и песчаников толщиной около 150 футов, с углем и следами растений; включая пласт известняка, варьирующийся от 2 до 9 футов в толщину, который является ячеистым и напоминает некоторые озерные известняки Франции и Германии. Он был прослежен на 30 миль по прямой линии и может быть узнан в еще более отдаленных точках. Характерными ископаемыми являются мелкий двустворчатый моллюск, имеющий форму Cyclas, мелкий Cypris (рис. 376) и микроскопическая раковина аннелиды вымершего рода под названием Microconchus (рис. 375), родственного Serpula или Spirorbis.

В нижних каменноугольных отложениях Коулбрук-Дейл пласты, по словам г-на Прествича, часто полностью меняются на очень коротких расстояниях, песчаники переходят горизонтально в глину, а глина в песчаник. Угольные пласты часто выклиниваются или исчезают; а разрезы в почти соседних местах представляют заметные литологические различия. В этом единственном бассейне, в котором пласты имеют толщину от 700 до 800 футов, было обнаружено от сорока до пятидесяти видов наземных растений, помимо нескольких рыб и трилобитов форм, отличных от тех, что встречаются в силурийских пластах. Также более сорока видов моллюсков, среди которых два или три относятся к пресноводному роду Unio, и другие морских форм, такие как Nautilus, Orthoceras, Spirifer и Productus. Г-н Прествич предполагает, что смешение пластов, содержащих пресноводные раковины, с другими, полными морских остатков, и чередование грубого песчаника и конгломерата с пластами тонкой глины или сланца, содержащими остатки растений, можно объяснить, предположив, что отложение Коулбрук-Дейл возникло в морском заливе или эстуарии, в который впадала значительная река, подверженная периодическим паводкам.

Пресноводные ископаемые — Уголь.

Рис. 375.

a. Microconchus carbonarius.

b. разн. того же; нат. вел. и увелич.

Рис. 376. Cypris inflata, натуральная величина и увеличенная. Мурчисон.

В Эдинбургском каменноугольном бассейне, в Бердихаусе, д-ром Хиббертом были найдены ископаемые рыбы, моллюски и циприсы, очень похожие на те, что в Шропшире и Стаффордшире. В каменноугольном бассейне Йоркшира также есть пресноводные пласты, некоторые из которых содержат раковины, отнесенные к роду Unio; но посреди серии есть один тонкий, но очень широко распространенный пласт, изобилующий рыбами и морскими раковинами, такими как Ammonites Listeri (рис. 377), Orthoceras и Avicula papyracea, Goldf. (рис. 378).

Рис. 377.

Ammonites Listeri, Sow.

Рис. 378.

Avicula papyracea, Goldf. (Pecten papyraceus, Sow.)

Никакого подобного интеркалированного слоя морских раковин не было замечено в соседнем каменноугольном бассейне Ньюкасла, где, как и в Южном Уэльсе и Сомерсетшире, морские отложения находятся полностью ниже тех, что содержат наземные и пресноводные остатки.

Глинистый железняк. — Полосы и конкреции глинистого железняка обычны в каменноугольных отложениях и образованы, говорит сэр Г. Де ла Беш, карбонатом железа, смешанным механически с землистым веществом, подобным тому, что составляет сланцы. Г-н Хант из Музея практической геологии провел серию экспериментов, чтобы проиллюстрировать образование этого вещества, и обнаружил, что разлагающееся растительное вещество, которое распределялось бы по всем угольным пластам, предотвращало дальнейшее окисление протосолей железа и превращало перекись в закись, забирая часть ее кислорода для образования угольной кислоты. Такая угольная кислота, встречаясь с закисью железа в растворе, соединялась бы с ней и образовывала карбонат железа; и это, смешиваясь с тонким илом, когда избыток угольной кислоты удалялся, могло образовывать пласты или конкреции глинистого железняка.

ГЛАВА XXV.

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ ГРУППА — продолжение.

Каменноугольные бассейны Соединенных Штатов — Разрез страны между Атлантикой и Миссисипи — Положение суши в каменноугольный период к востоку от Аллеган — Механически образованные породы, выклинивающиеся к западу, и утолщающиеся известняки — Объединение многих угольных пластов в один толстый — Горизонтальный уголь в Браунсвилле, Пенсильвания — Огромная протяженность и непрерывность отдельных угольных пластов — Древнее русло реки в каменноугольном бассейне Форест-оф-Дин — Отсутствие землистого вещества в угле — Климат каменноугольного периода — Насекомые в угле — Редкость дышащих воздухом животных — Огромное количество ископаемых рыб — Первое открытие скелетов ископаемых рептилий — Следы рептилий — Горный известняк — Его кораллы и морские раковины.

В последней главе было указано, что большое единообразие преобладает в ископаемых растениях каменноугольных отложений Европы и Северной Америки; и я могу добавить, что четыре пятых тех, что были собраны в Новой Шотландии, были идентифицированы с европейскими видами. Следовательно, прежнее существование в отдаленный период, который мы рассматриваем (каменноугольный), континента или цепи островов там, где сейчас катит свои волны Атлантика, представляется справедливым выводом. Не недостает и других, независимых доказательств такой древней суши, расположенной к востоку от нынешнего атлантического побережья Северной Америки; ибо геолог делает тот же вывод из минерального состава каменноугольных и некоторых более древних групп пород, как они развиты на восточных склонах Аллеган, в отличие от их характера в низменной стране к западу от этих гор.

Прилагаемая диаграмма (рис. 379) поможет читателю понять явления, о которых идет речь, хотя я должен предостеречь его от предположения, что это точный разрез. Большое количество деталей по необходимости было опущено, а масштаб высот и горизонтальных расстояний неизбежно искажен.

Рис. 379. Диаграмма, поясняющая геологическое строение части Соединенных Штатов между Атлантикой и Миссисипи.

Длина с востока на запад 850 миль.

A B. Атлантическая равнина.

B C. Атлантический склон.

C D. Аллеганы или Аппалачская цепь.

D E. Аппалачский каменноугольный бассейн к западу от гор.

E F. Куполообразный выход пластов на Огайо, более древний, чем уголь.

F G. Иллинойсский каменноугольный бассейн.

h. Водопады и пороги рек в месте соединения гипогенных и более новых формаций.

i, k, l, m. Параллельные складки Аппалачей, становящиеся последовательно более открытыми и плоскими при движении с востока на запад.

Ссылки на различные формации.

1. Миоценовая третичная.

2. Эоценовая третичная.

3. Меловые пласты.

4. Красный песчаник с орнитихнитами (новый красный или триас?), обычно сильно пронизанный траппом.

5. Каменноугольные отложения (битуминозный уголь).

5'. Антрацитовые каменноугольные отложения.

5''. Каменноугольный известняк Иллинойсского бассейна, отсутствующий в Аппалачском.

6. Старый красный или девонский, оливковый сланец и т.д.

7. Первичные ископаемые или силурийские пласты.

8. Гипогенные пласты, или гнейс, слюдяной сланец и т.д., с гранитными жилами.

Примечание. Пунктирные линии в i и k выражают части породы, удаленные денудацией, величину которой можно оценить, предположив, что подобные линии продлены от других точек, где различные пласты заканчиваются внезапно на поверхности.

N.B. Нижний разрез в ** соединяется с верхним в *.

Начиная с берегов Атлантики, на восточной стороне континента, мы сначала приходим к низменному региону (A B), который первые географы называли аллювиальной равниной. Он занят третичными и меловыми пластами, описанными ранее (стр. 171, 206 и 224), которые почти горизонтальны. Следующий пояс, от B до C, состоит из гранитных пород (гипогенных), главным образом гнейса и слюдяного сланца, покрытых иногда несогласно залегающим красным песчаником, № 4 (новый красный или триас?), примечательным своими орнитихнитами (см. стр. 327). Иногда этот песчаник также покоится на краях нарушенных палеозойских пород (как видно на разрезе). Регион (B C), иногда называемый «Атлантическим склоном», почти соответствует по средней ширине низкой и плоской равнине (A, B) и характеризуется холмами умеренной высоты, резко контрастирующими по своей округлой форме и высоте с длинными, крутыми и высокими параллельными хребтами Аллеганских гор. Выходы пластов в этих хребтах, подобно двум поясам гипогенных и более новых пород (A B и B C), упомянутым выше, при нанесении на геологическую карту демонстрируют длинные полосы разных цветов, идущие в северо-восточном и юго-западном направлении, точно так же, как лейас, мел и другие вторичные формации в средней и восточной половине Англии.