В геологическом сложении Урала участвуют образования многих систем, начиная с докембрия. Замечательна меридиональная вытянутость палеозойских пород, что придает геологической карте Урала полосовой характер.
При прослеживании геологического строения хребта в поперечном сечении бросается в глаза резкое различие между Западным и Восточным склонами. На Восточном склоне слабо развиты образования кембрия и ордовика, отсутствуют отложения верхнего карбона и всей Перми; начиная с силура и до среднего карбона на этом склоне преобладают вулканические образования. На Западном склоне вместо вулканогенных пород развиты нормально осадочные породы тех же возрастов, преимущественно морские. Палеозойские толщи на Восточном склоне несогласно перекрыты мезозойскими и палеогеновыми континентальными накоплениями, распространенными локально и приуроченными, как правило, к депрессиям в палеозойском субстрате. Мезозойские и палеогеновые породы в бассейнах рек Ори и Сакмары на Южном Урале развиты в осевой полосе хребта и на его Западном склоне. Морской мезозой и кайнозой лежат на Русской равнине и Западно-Сибирской низменности, у подножий Урала. Склоны во многом различаются по участию в их сложении магматических интрузивных пород, по характеру тектонических структур, по истории геологического развития и разнообразию полезных ископаемых.
Разнообразие фаций не только Западного и Восточного склонов, но и каждого из них в отдельности (в меридиональном направлении) столь значительно, что нередко для той или иной системы или отдела нельзя дать единой сводной стратиграфической колонки.
Докембрий. Докембрийские и нижнепалеозойские образования на Урале фациально весьма разнообразны и очень слабо охарактеризованы палеонтологически. Образования докембрия надежно различаются лишь в немногих местах. При установлении возраста мощных немых толщ к докембрию относят нижние части, учитывая степень регионального метаморфизма, наличие конгломератовых накоплений, резких угловых несогласий. Но надежно установить докембрийский возраст, конечно, возможно лишь тогда, когда немые толщи непосредственно перекрыты пластами с фауной кембрия. Этим объясняется существование многочисленных локальных стратиграфических схем, элементы которых трудно синхронизируются. В дальнейшем мы будем придерживаться тех стратиграфических обобщений, которые приняты в «Геологии СССР», т. I (1958) вместе с зональным подразделением. Основными зонами являются: Западная, Восточная, Центральная, Северная и Южная.
Архей и нижний протерозой. В бассейне Уфы наблюдается выступ кристаллического субстрата Русской платформы, вклинившийся в складчатый пояс Урала. Комплекс пород разделяют здесь на нижнюю и верхнюю свиты. Нижняя сложена в восходящем разрезе гнейсами (до 1000 м) и полосчатыми мигматитами, верхняя — очковыми гнейсами (до 1000 м) с прослоями магнетитовых кварцитов. Метаморфизм верхней свиты слабее нижней. Все это прорвано интрузиями гранитов и габбро.
Этот комплекс пород известен под названием тараташского, по имени массива. Некоторые считают его нижнепротерозойским.
На Полярном Урале выделяется харбейский комплекс в районе рек Харбея и Ханмея (бассейн Оби). В ряде других мест Приполярного Урала различают шатмагинскую серию, слабее метаморфизированную и имеющую субмеридиональное простирание структур. Харбейскую серию считают нижнепротерозойской, а шатмагинскую — верхнепротерозойской. Харбейская серия состоит из гнейсовой, сланцевой и амфиболитовой свит общей мощностью до 2800 м. Она несогласно перекрывается нижним кембрием. Верхний протерозой — рифей. В Башкирском антиклинории толща свыше 15 000 м принята в качестве стратотипа рифейской группы. Она распадается на три серии, разделенные стратиграфическими перерывами и угловыми несогласиями (снизу): бурзянскую, машакскую и юрматинскую.
Бурзянская серия, в свою очередь, в восходящем разрезе распадается на три свиты: айскую, саткинскую и бакальскую, общей мощностью 5000—6000 м. Юрматинская серия в центральной зоне Южного Урала также делится на три свиты: зигальгинскую, зигазино-комаровскую и авзянскую; общая мощность их до 4000 м. Машакская серия состоит из одной свиты, которая несогласно лежит на бакальской и несогласно покрывается зигальгинской.
Айская свита сложена катаклазированными слюдистыми кварцитами, аркозовыми, серицитизированными песчаниками с магнетитом, гематитом, лимонитом и углисто-глинистыми сланцами. Мощность ее не менее 2000 м. Породы свиты выходят в ядрах крупных антиклинальных структур в районе от верховий р. Ай до р. Авзян.
Саткинская и бакальская свиты в основном сложены карбонатными породами, мраморизованными известняками, доломитами, магнезитами. К бакальской свите приурочены крупнейшие месторождения железных руд. Суммарная мощность саткинской свиты достигает 2300 м в Саткин-ском районе и 1500—1600 м в Инзеро-Авзянском районе; наибольшая мощность бакальской свиты составляет 1250—1300 м в Бакальском районе и 1000—1100 м в Авзяно-Инзерском районе. В саткинской свите обнаружены водоросли Conophyton frequens и др.; в бакальской — Osagia vesica Vol.
Зигальгинская свита характеризуется непостоянным литологическим составом. Это песчаники, кварциты; в южных районах преобладают филлитизированные сланцы; нередко имеются графитовые и углистые кварциты. Мощность свиты на юге района достигает 1000 м и более.
Зигазино-комаровская свита сложена серицитизированными и хлоритизированными песчаниково-глинистыми, слюдисто-глинистыми и песчаниковыми сланцами с тонкой слоистостью; мощность свиты 900—1100 м. В Тирляно-Белорецком районе этой свите отвечают зеленые вулканогенные слюдисто-хлорито-альбитовые, слюдисто-хлорито-кварцевые и хлоритовые сланцы до 1500 м мощности.
Авзянская свита состоит из сланцев и карбонатных пород: известняков и доломитов; мощность ее от 1000 до 1500 м. С перерывом ее покрывает зильмердакская свита, относимая к кембрию.
Одним из отличительных признаков пород докембрия, развитых на Южном Урале, является присутствие в них углистых (графитовых) разностей, обусловливающих вместе с биотитом и амфиболом более темную окраску их по сравнению с палеозойскими породами. Протерозой условно выделяют в антиклиналях восточного склона: Мугоджарско-Тобольском, Ильменско-Сысертском, Салдинском, Мурзинско-Адуйском и Камышловском.
Палеозой. Кембрий. На западном склоне Урала различают западную и центральную зону развития кембрийских отложений. За типичный разрез принимают разрез западной зоны, где выделены в восходящем порядке зильмердакская, катавская, инзерская, миньярская и ашинская свиты, общей мощностью примерно от 2380 до 6050 м. Они несогласно лежат на протерозое и несогласно покрываются нижним ордовиком. Зильмердакская свита представлена конгломератами, толстослоистыми кварцевыми песчаниками и кварцитами. Грубозернистость и мощность пород возрастают к западу. Всюду наблюдается значительная фа-циальная изменчивость. Мощность свиты от 880 до 2450 м.
Катавская свита выражена разноцветными известняками с тонкой («ленточной») слоистостью и с флорой Collenia compacta Masl, С. buria-tica Masl., С. ferrata Grant, et Brud., Gymnosolen sibiricus Takovl. Мощность свиты 370—640 м.
Инзерская свита — это зелено- и светло-серые мелкозернистые аркозовые песчаники, часто слюдистые и известковистые. Породообразующими минералами являются глауконит, хлорит, серицит, бурые окислы железа. Средняя мощность 210—800 м.
Миньярская свита представлена карбонатными однообразными (доломиты, известняки) породами с флорой Collenia buriatica Masl. и Osa-gia; остатками археоциат, возможно, губками, обломками брахиопод. Устанавливается глубокий (местами нацело) размыв свиты.
Приведенный разрез Западной зоны более или менее сопоставим со свитами Центральной и Восточной зон. Различие петрографического состава и фаций кембрийских отложений разных зон Урала явилось результатом как первичных условий осадконакоплеиия, так и вторичных геологических процессов. Наблюдаемые несогласия и перерывы между свитами, а также в основании и кровле свидетельствуют о нескольких циклах прекращающегося и возобновляющегося литогенеза. Базальные конгломераты и повсеместные несогласия в основании зильмердакской свиты с несомненностью указывают на верхнепротерозойский цикл тектогенеза. Подобные несогласия внутри нижнего кембрия обусловлены тектогенезом тех времен. Наконец, несогласное налегание ордовика открывает третий, позднекембрийский цикл. Он соответствует, по-видимому, салаирскому тектоно-магматическому циклу, завершившемуся интрузиями основной, затем кислой магмы и замыканием уральской кембрийской миогеосинклинали. Начались сильные эрозионные процессы, глубоко размывшие салаирские складчатые структуры, местами до протерозоя.
В пределах Башкирского антиклинория и Полюдовского поднятия, т. е. в западной зоне, шло накопление обломочных и карбонатных пород. В области Центрального антиклинория, в Сакмарском поднятии и на восточном крыле Ляпинского антиклинория, т. е. в восточной зоне на обширных площадях напряженные вулканические извержения образовали мощные толщи различного состава эффузивов и их туфов.
Распределение формаций дает основание предполагать в западной части кембрийской геосинклинали существование миогеосинклинальных условий по границе с Русской платформой, в восточной располагалась эвгеосинклиналь. В Брединском районе (на востоке Южного Урала) намечается восточный край всей ортогеосинклинали углисто-глинистыми и углисто-кремнистыми осадками.
Ордовик на Западном склоне почти всюду залегает несогласно на разных горизонтах кембрия, иногда протерозоя (юрюзанская мульда). Характер пород вдоль склона неодинаков: можно выделить четыре района развития различных пород этого возраста: северный, центральный, юго-западный и южный. Ордовикские отложения северного района развиты в бассейнах рек Чусовой, Вишеры и Печоры. Здесь среди песчаниково-сланцевых толщ нередко имеются известковистые массивы, в которых почти повсеместно присутствует морская фауна, преимущественно брахиоподы (ортиды, строфомениды) и трилобиты: определены: Orthis parva Pand., О. calli-gramma Balm., Asaphus sp., Phacops sp. (эквивалент горизонтов В и С Прибалтийского ордовика); самые верхи аналогичны горизонту F. Эта фауна прослежена до Югорского Шара.
В центральном районе, а именно в верховьях рек Уфы и Чусовой, широко развиты морские фации. Ордовик выражен зеленовато-серыми сланцами, иногда доломитами. Фауны не найдено. Мощность пород большая.
Юго-западный район распространения ордовикских отложений ограничен с юга и востока р. Белой, с севера — водоразделом между реками Уфой и Ай. Здесь развиты песчаники, нередко с волноприбойными знаками, иногда с трещинами усыхания. Фауны также не найдено. Высказывалось предположение о континентальном характере толщи; т. е. эта часть Урала в ордовикский период была сушей, прибрежной равниной. Южный район пород ордовика намечается в бассейнах рек Сакмары и Ика, по долине Белой и ее левых притоков. Они характеризуются широким развитием морских фаций, интенсивно дислоцированы и нередко метаморфизованы.
Породы представлены зелено-серыми песчаниками и темными буроватыми глинистыми сланцами; прослои известняков находятся в резко подчиненном количестве. Общая мощность ордовика не менее 1000 м. В породах имеется фауна: азафиды, цистоидеи, брахиоподы; в основании лежат конгломераты и песчаники с Obolus, Orthis, Eulona (трилобит), указывающие на тремадокский ярус.
Палеонтологически охарактеризованный ордовик особенно широко развит в Зилаирском синклинории Южного Урала, где отчетливо выделяются нижний и средний ордовик. Наибольшая полнота и мощность (до 1000 м) установлена в Юрюзанской мульде.
Амфиболиты, порфиритоиды, зеленые сланцы и другие метаморфи-зованные вулканогенные образования на восточном склоне Северного Урала тоже начали теперь относить к ордовику.
Палеонтологически охарактеризованный нижний ордовик открыт на восточном склоне Южного Урала в Брединском районе, где он несогласно кроет кембрий и в восходящем разрезе делится на рымницкую и маячную свиты, общей мощностью до 1000 м. Однако областью повсеместного развития ордовика в миогеосинклинальных преимущественно фациях является Западный склон. Оставив локальные стратиграфические схемы, укажем лишь на деление западного ордовика на две свиты (снизу): ашинскую и щугорскую. Первая несогласно лежит на разных горизонтах кембрия и заключает нижний и средний ордовик, вторая отвечает верхнему ордовику, несогласно перекрывая нижнюю свиту.
Силур. Силурийская система известна как на Западном, так и на Восточном склонах Урала. Породы силура по характеру распространения и литологическому составу тесно связаны с ордовикскими на Западном склоне и девонскими — на Восточном. На Западном склоне силурийские отложения, как и ордовикские, можно описать по тем же четырем районам. Силурийские отложения северного района выражены доломитами то битуминозными, то брекчиевидными, светлыми, светло-серыми, иногда белыми, мелкозернистыми, с фауной Atrypa marginalis Dalm. и Orthoce-ras sp. Выше залегают серые и красноватые глинистые и песчанистые сланцы с Halysites, Cystiphyllum, многочисленными Favosites, Syringopo-ra, Amplexus. Мощность измеряется сотнями метров. Силур центрального района представлен песчаниками с прослоями известняков. Выделяют: лландоверский ярус (условно); венлокский ярус по фауне Halysites, Favosites, редкими трилобитами, Encrinurus, пелеци-подам и брахиоподам; мощность пород достигает 500 м; лудловский ярус, представленный внизу песчаниково-доломитовой толщей, вверху доломитовой, фауна редкая — Halysites, Favosites, Leperditia; мощность пород 800—1000 м; даунтонский ярус — светлые, реже темные, слоистые или массивные известняки; мощность пород составляет несколько десятков метров. В юго-западном районе силурийские породы развиты вместе с ордовикскими. На юге и севере этого района в породах известны скудные остатки фауны и силура.
В южном районе отложения силура развиты также совместно с ордовикскими и представлены в тех же фациях. Для силура южного района особенно типичны светлые массивные рифовые известняки, а также сланцево-песчанистая толща до 500 м мощностью; местами она содержит граптолиты, брахиоподы Spirifer ex gr. crispus и трилобиты Calymene blumenbachi Goldf. Породы силура нарушены слабее, чем ордовикские. На Восточном склоне образования силура распространены в Тагило-Магнитогорском, Алапаевско-Брединском и Притобольском прогибах; на разделяющих их поднятиях они маломощны или отсутствуют.
Фаунистически охарактеризованные отложения известны в различных районах. Они всюду выражены чередованием осадочных и вулканогенных пород. Фауна в осадочных породах следующая: Atrypa marginalis Dalm., Monograptus argenteus Nich., (лландовери — таранон) и M. nilsso-tii Borr., M. bohemicus (лудлоу). Особенно полно развиты силурийские образования в Тагило-Магнитогорском прогибе, где установлены ллан-доверский, венлокский и лудловский ярусы.
Вулканогенные породы преимущественно состоят из основных лав и туфов базальтового и андезито-базальтового состава; более кислые эффу-зивы или отсутствуют, или играют подчиненную роль. Переслаивание и переходы осадочных толщ в вулганогенные следует рассматривать как результат извержений в морских подводных условиях. Наблюдается большое сходство эффузивов силура и нижнего девона, вследствие чего их обычно приходится объединять на карте в единую вулканогенную толщу силур — нижний девон, отвечающую первому большому этапу в истории среднепалеозойского вулканизма на Урале. Местами вулканогенная толща измеряется многими километрами.
С концом силурийского периода начался новый этап в развитии Урала. Геологическая обстановка стала резко различной на Западном и Восточном склонах. Это деление началось еще в силуре. К концу периода в западной зоне закрылась полностью каледонская геосинклиналь под воздействием трех фаз тектогенеза, отмеченных перерывами осадконакопления и угловыми несогласиями: салаирской, таконской и арденско-эрийской. Почти на всем пространстве Западного склона поднялись каледониды геосинклинального развития и на возникшей суше начались напряженные эрозионные процессы. Другие события происходили на большей части восточного склона. Здесь еще в силуре проявились погружения, сопровождавшиеся разрывами земной коры и эффузивным магматизмом. Заложилась геосинклиналь и продолжала развиваться в девоне. Последующие тектонические нарушения привели к тому, что мы можем наблюдать теперь лишь эвгео-синклинальную зону; миогеосинклинальная, лежавшая восточнее и ограниченная там, как увидим, докембрийскими и каледонскими образованиями, опущена на глубину под покров более молодых отложений Западно-Сибирской платформы.
Девон представлен на Западном и Восточном склонах Урала разными формациями, к которым на обоих склонах приурочены бокситы. На Западном склоне девонские отложения изменяются по простиранию. Д. В. Наливкин различает семь районов их распространения: Печорский, Вишерско-Чусовской. Нязепетровский, Айский, Каратаус-кий, Стерлитамакский, Зилаиро-Бельский. Девон в Печорском районе значительно распространен, представлен всеми тремя отделами и выражен преимущественно различными органогенными известняками; песчаники характеризуются меньшим развитием. Фауна типично девонская. Гониатитовые фации доманика отсутствуют. Общая мощность пород — сотни метров. В Вишерско-Чусовском районе отложения девона близки к Стерлитамакский. Разрез делится на нижнюю, песчаниково-сланцевую толщу (1000—2000 м) (нижний отдел) и верхнюю, известняковую (средний и верхний отделы). Иногда встречаются растительные остатки Pteridorha-chus sp. Есть континентальные слои. В морских отложениях много типичной фауны. В Нязепетровском районе широко развиты мощные светлые рифовые известняки, типичные герцинские. В основании их присутствует фауна Atrypa marginalis (силур); в средних частях разреза — Karpinskya (нижний девон), в верхних — фауна среднего — Pentamerus acutilobatus Sand. и верхнего — Spirifer anossofi Vern., Phynchonella cuboides Sow. девона. Непрерывные разрезы девона в этом районе неизвестны. В Диском районе фаменский, франский и живетский ярусы выражены морскими фациями, преимущественно известняками, как и в Стерли-тамакском районе. Почти отсутствуют гониатитовые фации; разрезы мало изменяются с северо-востока на юго-запад; на севере имеются более древние морские фации (эйфельский ярус), возможно, нижний девон или даже силур. Мощность пород составляет несколько сотен метров. В Каратауском районе морской средний девон отсутствует. Восходящий разрез слагается из немых серых глинистых песчаников и сланцев, светлых массивных рифовых известняков с фауной: Spirifer zigzag Ro-ет., Sp. bifldus Roem., Pentamerus, Atrypa, характерной для свиты доманик (битуминозные известняки 45—50%, горючие сланцы 20— 35%, кремнистые сланцы 20—30%). Общая мощность пород — несколько сотен метров.
В Стерлитамакском районе замечательно широкое распространение гониатитовых фаций во франском и фаменском ярусах. Здесь наблюдается значительное разнообразие фаций — гониатитовые, брахиоподовые, коралловые, трилобитовые; исключительно широкое развитие имеют известняки живетского, франского, фаменского ярусов; редки песчаники и битуминозные известняковые и кремнистые сланцы. Общая мощность отложений до 100 м.
В Зилаиро-Бельском районе широко, особенно на юге, развиты сланцево-песчаниковые толщи; известняки имеют подчиненное значение и залегают в виде прослоев и линз. Известны нижний, средний и верхний девон. Мощность составляет первые две-три сотни метров.
Сводя все известное о девонских отложениях Западного Урала, необходимо отметить, что чаще всего нижний отдел полностью отсутствует и осадки среднего лежат несогласно на размытой поверхности каледонид, нередко начинаясь красноцветными, грубообломочными с галечником толщами. Характерно также несогласие в основании пашийских слоев (начало верхнего девона). Средний и верхний девон построен различными фациями, что вызвало необходимость создания локальных стратиграфических схем, иногда надежно, а иногда условно синхронизированных.
Во всей девонской толще видную роль играют органогенные известняки с богатой фауной кораллов, брахиопод и гониатитов. Общая мощность не превышает 1500 м. Набор фаций и мощности резко отличаются от Восточного склона.
На Восточном склоне разрез девонских отложений имеет довольно постоянный характер вдоль всего склона. Различие осадков разных отделов обусловлено неодинаковой напряженностью вулканизма. В нижнедевонскую эпоху было сильное его проявление: сначала извергались основные, базальтовые и андезито-базальтовые продукты, затем стали преобладать кислые лавы и туфы трахи-липаритового и липа-ритового состава. Во многих районах немало осадочных образований, переслоенных с вулканогенными; они выражены преимущественно кремнистыми отложениями с радиоляриями; максимум таких накоплений приурочен к концу нижнего девона. Кремнистые отложения были превращены затем в плотные яшмы. Время образования кремнистых пород совпадает с ослаблением вулканизма. В районах относительно спокойной вулканической деятельности происходило накопление мощных толщ известковых осадков с богатой фауной открытого моря. Связь вулканогенных пород с нормально осадочными указывает на подводные морские извержения. В среднем девоне эффузивная деятельность вновь становится напряженной, но лавовые покровы и потоки образуются реже. Чрезвычайно распространены мощные толщи пирокластического материала (от тонкозернистых до грубоагломератовых туфов). Изменяется и состав пород: почти совсем отсутствуют породы базальтового и андезито-базальтового состава, широкое развитие получают туфы липаритового, трахитового, дацито-андезитового или андезитового состава; при этом кислые эффузивы характерны для начала среднего девона, излияния андезитовой магмы — для более позднего времени девона. Осадочные образования отличаются значительно большим разнообразием фаций; это известняки (брахиоподовые, коралловые, строматопоровые), тентакулитовые сланцы, кремнистые сланцы, песчаники, грубообломочные конгломераты.
Верхний девон характеризуется дальнейшим ослаблением вулканизма. По составу продукты вулканической деятельности его сходны со среднедевонскими, но значительно меньше распространены и приурочены преимущественно к слоям франского яруса. Мощность туфов и их состав быстро меняются; лавовые потоки имеют малые размеры, что указывает на отсутствие трещинных излияний и замену их небольшими извержениями центрального типа. Местами вулканизм совершенно затухал.
Главная масса осадочных пород представлена песчано-глинистыми и частью кремнистыми осадками, нередко, правда, богатыми туфогенным материалом; известняки маломощны и неустойчивы по простиранию. В терригенных слоях обычны прослои конгломератов, нередки остатки наземной флоры, что указывает на мелководность, частью прибрежность осадков верхнего девона.
В общем на Восточном склоне Урала можно различать три разреза девона: североуральский, среднеуральский и южноуральский. В последнем девонские породы собраны в крупные складки, нередко опрокинутые на запад и осложненные более мелкой складчатостью с разрывами и надвигами. Карбон. Отложения каменноугольной системы весьма широко развиты на обоих склонах Урала. На Западном склоне они характеризуются сплошным распространением. Прерываются лишь в районе Уфимского амфитеатра. На всем протяжении Западного Урала карбон отличается сравнительным постоянством разрезов. Выделяются районы: Вишерско-Чусовской, Уфимский амфитеатр, Стерлитамакский, Урало-Сакмарский, Уфимское плато. В образованиях карбона полностью отсутствуют вулканогенные породы. Весь разрез выражен нормально осадочными отложениями с преобладанием известняков, особенно в верхней его половине. Различают нижний, средний и верхний отделы карбона. Неясен характер перехода между верхним девоном и нижним карбоном и верхним карбоном и нижней Пермью. Поверхностью раздела верхнего карбона и перми считают слои с Pseudofusulina lutugini, отнесенные к нижней перми. В нижнем карбоне (визе) имеется угленосная толща промышленного значения. На Уфимском плато присутствие карбона определенно не установлено.
Нижний карбон. Осадки турнейского яруса неотделимы от верхнего девона, кроме некоторых районов, а также Пай-Хоя, Вайгача и Новой Земли, где наблюдается перерыв литогенеза. К турне относят мелководные платформенные карбонатные осадки с Productus niger Goss., Spirifer distans Sow. и др. Мощность 100—400 м. Море имело архипелаговый характер.
Визейские отложения в Северном, Среднем Урале и Приуралье частью лагунно-морские, частью континентальные, песчано-глинистые, угленосные с остатками лепидодендрона и др., участвуют и известняки. Накопление угленосной толщи шло частью в подводных, частью в суб-аэральных условиях при преобладании дельтового режима. Мощность угленосных осадков 300—350 м. Снос терригенного материала шел с участков суши на Русской платформе, с островов осевой части Урала и с Западно-Сибирского континента. В Западном Приуралье угленосная толща местами замещается морскими нефтеносными накоплениями.
Морские условия существовали и в пределах Южного Урала, где непосредственно на турне залегают мелководные, главным образом карбонатные, осадки открытого моря с Productus humerosus Sow. и др. визейской фауной.
Намюрский век отмечается трансгрессией, по всему Западному Уралу накопились карбонатные мелководные слои с Productus striatus Fisch., Uralopronorites mirus Libr. и др. В высоких горизонтах намюра присутствуют обломочные породы, что свидетельствует о начавшихся поднятиях. Мощность всего намюра 100—300 м.
Средний карбон ознаменовался накоплением карбонатных, кремнистых и глинистых мелководных осадков с Pseudostaffella antiqua Dut.; Choristites gobicus Chao и др. фауной башкирского яруса. Известняки, мергели, глинистые и песчаные слои накапливались в московский век то в береговых фациях, то в открытом, но мелком море с Pseudostaffella confusa Lee et Chen, Choristites mosquensls Fisch. и др. Мощность башкирских и московских толщ 200—250 м. Верхний карбон характеризуется карбонатными осадками мелкого открытого моря с Triticites arctlcus Schallw., Choristites jugulenses Stuck. и др. Мощность около 200 м.
На Восточном склоне нижнекаменноугольные отложения местами занимают обширные площади, местами сохранились незначительными участками. Залегают они в западной части согласно на породах верхнего девона, в восточной — несогласно. Мощные вулканические извержения кислого и основного состава дали вулканогенные толщи, на востоке преобладают терригенные. Слои турнейского и визейского ярусов нижнего карбона палеонтологически бедны; по литологическому составу они пестрые, фациально изменчивые, состоят из осадочных и вулканогенных пород, что затрудняет их расчленение.
О карбоне Северного Урала данных мало. Установлено, что на толще основных эффузивов залегают массивные известняки нижнего турне; выше лежит толща основных эффузивов, затем конгломератов, песчаников и известняково-глинистых сланцев с остатками рыб; глинистые сланцы и известняки содержат фауну верхнего турне. На Северном Урале в основании карбона лежит песчано-сланцевая толща, венчающаяся угленосной с пластами угля; местами к ним примешан вулканогенный материал; угли представлены антрацитом и тощими разностями; жирных и коксующихся углей мало; мощность толщи от нескольких сотен метров до 150 м; выше следует 1000—1500-метровая известняковая серия с фауной кораллов, губок, брахиопод, пелеципод.
Средний карбон выражен известняковыми конгломератами и брекчиевидными известняками; грубыми конгломератами с гальками и вами из известняков нижнего карбона; известняково-глинистыми сланцами. Мощность от 200 до 700 м и больше. Верхний карбон отсутствует или установлен условно. Каменноугольный период был богат разнообразными геологическими событиями, обусловленными крупными, преимущественно восходящими движениями в герцинской геосинклинали Восточного склона в связи с начавшимся ее замыканием. Они отражались и на всем Запад-м склоне, вызывая там колебания земной коры, а вместе с ними трансгрессии и регрессии моря. Особенно важные события приурочены к границе турне — визе и началу визе. В то время на Западном склоне Северного и северной части Среднего Урала поднятия привели к смене открытого моря прибрежным мелководьем и приморскими заболоченными дельтовыми равнинами. Здесь получили развитие торфообразование, накопление растительного и песчано-глинистого материала, что привело к образованию угленосных терригенных осадков. Возможно, что накопление их шло частью под водой, частью на прибрежной суше. В условиях прибрежных болотистых равнин накапливались и песчано-глинистые угленосные свиты (брединская, егоршинская и др.) вдоль Среднего и Южного Урала на Восточном склоне, где, по-видимому, недалеко могла располагаться Западно-Сибирская суша. К началу среднего карбона, вследствие общего опускания на всем Урале, установилось открытое неглубокое море.
Наконец, в верхний карбон Восточный Урал был поднят, Западный же оставался мелким, богатым разнообразной фауной, морем.
Пермь. Пермские отложения не проникают в Уральский хребет, и известны в Предуральском краевом прогибе и широко распространены на западе на Русской плите. При составлении карты Урала границу между верхним карбоном и нижней Пермью проводили под горизонтом известняков, характеризующихся массовым присутствием пермских форм — Pseudofusulina (Ра-rafusulina) lutugini Schell. Это известняки иргинского и саргинского горизонтов. Все ярусы нижней перми типично развиты и хорошо палеонтологически документированы в Западном Приуралье. В Южном Урале на Западном склоне установлены осадки сакмарского яруса. Они делятся на подъярусы — швагериновый и верхнесакмарский. Это конгломераты, песчаники, глины, известняки. На Северном Урале выделяется лишь швагериновый подъярус. В Южном Урале в окрестностях Артин-ского завода прослежены слои артинского яруса. В артинских конгломератах содержатся обломки палеозойских и докембрийских пород Урала. На Полярном и Северном Урале в разрезах Колво-Вишерского края, по данным буровых скважин в Чердыни, на Среднем Урале, в Кизелов-ском районе и др. артинские слои лежат согласно с подстилающими их породами. Описывать пермские отложения в Предуральском краевом прогибе и на Русской плите мы не будем, так как они лишь окаймляют Уральский хребет. Мезозой и кайнозой. Мезокайнозойские отложения всем своим фаииальным и структурным обликом резко отличаются от подлежащих толщ, что с полной ясностью говорит о совершенно других, новых фазах развития Урала в послепалеозойские времена.
Триас — юра. Подошвой мезозоя на Восточном склоне Урала являются рыхлые образования древней латеритовой коры выветривания; накопление континентальных осадков началось здесь в триасе и особенно интенсивно шло в нижней и верхней юре; породы триаса отделены от юрских угловым несогласием и перерывом. В южной части Западного Урала ни угловые несогласия, ни перерывы в осадконакоплении не наблюдаются и триас неотделим от юры.
Граница между триасом, юрой и мелом может быть проведена на Урале пока еще не везде. Континентальные осадки мезозоя развиты почти во всех районах Урала; они обычно слагают небольшие площади; повсюду залегают на неровной поверхности палеозоя и выполняют глубокие эрозионные и карстовые впадины послегерцинского рельефа. В их составе совершенно отсутствуют известковистые породы. Окраска пород всюду обусловлена присутствием закисных или маловодных окисных соединений железа. Из органогенных пород известны бурые угли, из химических — разнообразные железняки, а на Восточном склоне Урала — бокситы.
На Восточном и Западном склонах имеются угленосные континентальные отложения мезозоя, содержащие 15—20% углистой массы и значительное число пластов угля. Наиболее древние отложения с кордаитами (триас или дорэтский возраст) известны на Западном склоне на р. Суракай. На Восточном склоне угленосные отложения мезозоя особенно распространены в Челябинском районе (Челябинский разрез), где они залегают в грабенообразной впадине палеозойского ложа. Ширина впадины по р. Миас до 10 км, южнее 4—5 км; мощность пород до 1000 м. Здесь различают три свиты: нижнюю — песчано-конгломерато-вую (100—300 м), среднюю — песчано-глинистую с тонкими прослоями угля (около 200 м) и верхнюю — углисто-глинистую, продуктивную (до 500 м). Продуктивная свита содержит 5—30 пластов бурых углей меняющейся мощности; главная масса угля происходит из остатков хво-щевых. По растениям (слоевцовые, папоротникообразные, хвощевые, цикадовые, гинкговые) породы отнесены к рэту или нижнему лейасу. Описанные породы покрывают отложения озерного типа; возраст их ясен лишь для верхней части. Во время древнекиммерийской складчатости осадки испытали интенсивную дислоцированность с образованием среди угленосной толщи асимметричных складок с разрывами.
Севернее Челябинского разреза открыто Елкинское месторождение углей. Угленосная толща (450 м) по литологическому составу делится на четыре свиты (снизу вверх): а) конгломераты; б) песчано-глинистые сланцы, песчаники, конгломераты мощностью 250—300 м; в) преимущественно сланцы с пятью пластами угля; г) конгломераты (15— 20 м), жирные и песчанистые глины с четырьмя пластами угля. Континентальные юрские отложения ранее относили к наносным четвертичным образованиям; среди них уже более 100 лет разрабатываются гнезда железняка, мелкие- залежи бурых углей и белых огнеупорных глин. Оказалось, что в большинстве случаев это накопления мезозойского возраста.
На юге Западного склона и в некоторых районах Восточного устанавливается деление континентального мезозоя на две свиты; верхняя сложена в основном грубыми пролювиальными галечниками из пород метаморфической полосы; это связывают с поднятием центральной части Урала на границе нижней и средней юры. На Восточном склоне, где толщи мезозоя особенно мощны, отложение их сопровождалось прогибанием герцинских синклиналей.
С континентальным мезозоем связаны многие месторождения красных и бурых железняков, сидеритов, бокситов, марганцевой охры, минеральных красок и огнеупорной глины; в юрских осадках кроются золотые и платиновые россыпи. Некоторые пески используются в стекольном производстве. В золе юрских углей нередко содержатся значительные концентрации ванадия, никеля, кобальта и хрома.
Из полезных ископаемых юры Урала известны фосфориты, горючие сланцы, известняки и мергели.
Мел. Континентальные отложения мела представлены на Урале песчано-глинистыми сланцами с углем, конгломератами. Они охарактеризованы растительными остатками: Sphenopteris, Cladophlebis, Sequoia heterophylla Velen., Mognoiia af. tenuifolia Nemb.
Палеогеновые и неогеновые континентальные отложения не имеют на Урале широкого распространения и совершенно не встречаются в центральных его частях. Современный пенепленизированный облик Урал принял еще в доюрское время; большая часть осадочных пород, принимавшаяся за третичные, относится к мезозою.
Четвертичная система. Достоверных следов древнего оледенения в пределах Уральских гор не обнаружено. Развиты древнеаллю-виальные и делювиальные осадки. В Среднем Урале по обоим склонам они покрывают IV и III надпойменные террасы и содержат Elephas tro-gontherii М. Pavl., Equus caballus L. и др. На Южном Урале на IV террасе встречены остатки морской фауны бакинского времени: Didacna rudis Nal. и др. В среднечетвертичную эпоху ледник, спускавшийся с Новой Земли, перекрыл Полярный Урал и южнее разбился на два потока. Один из них шел по Русской равнине до 58° с. ш., другой — по Западно-Сибирской низменности — до впадения Иртыша в Обь. В Среднем и Южном Урале известны синяя глина и галечники средне-межледникового возраста. В новочетвертичную эпоху Северный Урал до 63° с. ш. был центром самостоятельного покровного оледенения.
На Урале повсеместно развит делювиальный покров, достигающий местами 25 м мощности.