Карбон — органические отложения каменного угля¶

Карбон (от лат. carbo — уголь) — период геологической истории Земли, а также свита осадочных пород, сложенная преимущественно органическими отложениями, включающими каменный уголь. Термин применяется в двух основных значениях: как обозначение геологического периода (359,2—298,9 млн лет назад) и как название группы горных пород, богатых органическим веществом, — так называемого «карбонового» комплекса.

¶Геологический период карбон

Карбон — пятый период палеозойской эры, следующий за девоном и предшествующий перми. Период делится на два подотдела:

Название «карбон» связано с обширными угленосными отложениями, сформировавшимися в этот период на территории Европы, Северной Америки, Китая и других регионов. В России угленосные толщи карбона развиты в Донецком бассейне, Кузнецком, Печорском, Кизеловском и других бассейнах.

¶Климат и география

В карбоне климат Земли был влажным и тёплым на большей части суши, что способствовало бурному развитию растительности. К концу периода наступило похолодание, связанное с оледенением южных материков (Гондваны). Уровень Мирового океана колебался, формируя обширные мелководные моря на месте современных континентов.

¶Флора и фауна

Карбон известен как «эпоха папоротников»: гигантские лепидодендроны, сигиллярии, археоптерисы и другие древние растения образовывали обширные леса в болотистых низменностях. Из растительных остатков впоследствии сформировались основные запасы каменного угля.

Среди животных доминировали:

• Насекомые — гигантские стрекозы (Meganeura с размахом крыльев до 70 см), многоножки.
• Земноводные — первые амфибии, вышедшие на сушу.
• Пресмыкающиеся — первые настоящие рептилии, появившиеся в позднем карбоне.
• Рыбы — хрящевые и костные, включая крупных плакодерм, вымиравших к концу девона.

В морях обитали фораминиферы, брахиоподы, кораллы, мшанки, криноидеи.

¶Карбон как группа пород

В стратиграфии и петрографии «карбоном» также называют комплекс осадочных пород угленосных толщ — песчаников, алевролитов, глин, аргиллитов и непосредственно угля, — отлагающихся в болотных, дельтовых и прибрежно-морских условиях.

¶Состав

Карбоновые толщи включают:

• Каменные угли — горючие полезные ископаемые, состоящие из органического вещества (гумусового происхождения) с примесью минеральных компонентов.
• Глинистые сланцы и аргиллиты — перекрывающие и подстилающие уголь пласты.
• Песчаники — промежуточные слои, отлагающиеся в речных и прибрежных условиях.
• Известняки — формируются в морских эпизодах осадконакопления.

¶Углеобразование

Процесс формирования карбоновых отложений (углеобразование) включает несколько стадий:

1. Торфообразование — накопление растительных остатков в болотах при недостатке кислорода.
2. Лигнитификация — превращение торфа в бурый уголь под давлением вышележащих слоёв.
3. Катагенез — дальнейшее уплотнение и карбонизация, приводящие к образованию битуминозного (каменного) угля, а затем антрацита.

Степень метаморфизма определяет марку угля: от бурого (низкая степень) до антрацита (высокая).

¶Значение

Карбоновые отложения имеют большое экономическое значение: каменный уголь остаётся одним из основных видов топлива в мире и сырьём для коксования в металлургии. Крупнейшие угленосные бассейны России — Кузнецкий, Печорский, Канско-Ачинский — приурочены именно к отложениям карбонового возраста.

В геологической разведке карбоновые толщи служат стратиграфическими ориентирами и источником данных о палеоклимате палеозоя.

¶Интересные факты

• В карбоне сформировалось около 90 % мировых разведанных запасов каменного угля.
• Кислородная концентрация в атмосфере того времени достигала 35 % (против ~21 % сейчас), что объясняет гигантские размеры насекомых.
• Название «карбон» было предложено французскими геологами в начале XIX века для обозначения угленосной серии горных пород.

Источники:

• «Стратиграфический кодекс России» (издание 3-е, 2006)
• Геологический энциклопедический словарь / Под ред. В. Е. Хаина
• Стратиграфическая шкала Международной комиссии по стратиграфии (ICS, 2023)
• «Ископаемые угли России» / Под ред. А. И. Ламана