Введение к работе
Палеонтолого-стратиграфические исследования на современном этапе требуют комплексного подхода для выявления закономерностей развития биоты и отдельных ее групп, с целью зонального расчленения осадочных толщ, создания детальных стратиграфических схем, их региональной и межрегиональной корреляции в связи с переходом к крупномасштабному геологическому картированию и проведением геолого-поисковых работ. Подобного рода исследования базируются прежде всего на монографическом изучении и ревизии отдельных групп фоссилий, выяснении этапности их развития, дальнейшем совершенствовании стратиграфических схем на базе разных групп, выявлении ассоциаций и сообществ организмов для проведения фациально-генетических и палеогеографических построений и в конечном итоге разработке сценария развития, эволюции биоты осадочного бассейна и создании моделей осадконакопления. Такая постановка проблемы исключительно важна для морских триасовых отложений, широко распространенных на огромной территории от Таймыра на севере до Тихоокеанского побережья на востоке и содержащих горючие полезные ископаемые, а также олово, золото, алмазы и другие благородные металлы. В связи с этим, особую актуальность приобретают исследования по разработке надежного стратиграфического каркаса для триаса, созданию не только приоритетной для мезозоя аммоноидной, но и автономных зональных шкал, основанных на других группах организмов и дальнейшего их уточнения и совершенствования.
Объектом работы являются бентосные и пелагические двустворки
как важнейшая группа ископаемых моллюсков для зонального
расчленения, широких межрегиональных корреляций и
палеогеографических построений, а также вмещающие их триасовые отложения Северо-Восточной Азии. Проведенные автором в последние два десятилетия детальные биостратиграфические и палеонтолого-палеоэкологические исследования по двустворчатым моллюскам значительно дополнили представление о стратиграфии триаса Сибири. Несмотря на то, что триасовые двустворки изучались более ста лет, остается целый ряд нерешенных вопросов. Прежде всего требовалось дополнительное изучение триасовых бивальвий, дальнейшее совершенствование зональной шкалы и ее увязки с аммоноидной, а также проведение бореальных и по возможности бореально-перитетических и глобальных сопоставлений. При таких синхронизациях неоднозначным является оценка корреляционного потенциала зон, основанных на двустворчатых. Кроме того, не решены вопросы, связанные не только с систематикой рассматриваемых моллюсков, но с этапностью и выявлением
основных закономерностей развития этой группы и в целом ее роли и месте в формировании триасовой биоты.
Северо-Восточная Азия является благоприятнейшим полигоном, на котором имеются основные типы разрезов триаса, а именно: платформенные, субплатформенные, гео-, мио- и эвгеосинклинальные. Они содержат таксономически и палеоэкологически разнообразные сообщества ископаемых организмов, в том числе и ассоциации двустворчатых, что исключительно важно для решения широкого круга вопросов палеонтологии и стратиграфии. На основе вышеизложенного актуальность исследований определяется необходимостью разработки зональной шкалы триаса по двустворкам, проведения региональных и межрегиональных корреляций для геологического картирования, поисков и разведки полезных ископаемых.
Цель работы. На основе комплексного исследования триасовых бентосных и пелагических двустворок Северо-Восточной Азии разработать зональную и инфразональную шкалу для бореального триаса; провести широкие региональные и межрегиональные зональные корреляции.
Основные задачи. 1. Монографическое изучение и ревизия триасовых двустворчатых моллюсков Северо-Восточной Азии. 2. Выявление эволюционно-миграционных и фациально-миграционных комплексов двустворок для обоснования зональной последовательности; оценка корреляционного потенциала зон для циркумбореальных, бореально-перитетических и глобальных сопоставлений. 3. Установление закономерностей латерального и вертикального распространения ассоциаций двустворчатых и их взаимодействия с важнейшими абиотическими факторами. 4. Выяснение особенностей биогеографической дифференциации триасовых двустворок в Северном полушарии и этапности их развития.
Фактический материал. В основе работы лежат результаты более чем двадцатилетних исследований по стратиграфии и двустворкам триаса, полученные автором при его участии в тематических и геолого-съемочных полевых работах при выполнении Государственной геолсъемки масштаба 1:50000, 1:200000 (отв. исполнители Е.И.Малютин, М.Н. Соловьев, Ю.И.Сенотрусов, А.И.Некрасов) в ряде арктических и субарктических регионов Северо-Восточной Азии. На севере Средней Сибири, в Верхоянье и отчасти Северо-Востоке России автор посетил и изучил опорные разрезы 18 фациальных зон в 10 структурно-фациальных областях (п-в Таймыр, побережье Анабарской губы и Оленекского залива моря Лаптевых, низовья рек Оленек и Лены, их междуречья, дельта р.Лены, хр.Хараулах и Орулган, Западное и Восточное Верхоянье, бассейн р.Яны от верховий до ее низовья, среднее течение р.Колымы) с 1975 по 1996 годы. Кроме этого, материал был собран автором в керне скважин, пробуренных на площадях
Енисей-Хатангского, Лено-Анабарского и Предверхоянского прогибов. Всего диссертантом изучено свыше 200 разрезов, в которых послойно отобрана коллекция бивальвий, насчитывающая более 100 000 экземпляров из 300 местонахождений. Отпрепарированный материал, охватывающий свыше 400 замочных и внутренних структур, позволил выявить элементы внутреннего строения практически для всех описанных 185 видов.
Помимо собственного палеонтологического материала,
отобранного автором в течение 20 полевых сезонов, использованы сборы с
территории Северо-Восточной Азии ряда сотрудников СНИИГТиМСа
(А.М.Казаков, Г.В.Касаткина - Верхоянье), ОИГГиМ СО РАН
(А.Г.Константинов, Е.С.Соболев, А.В.Ядренкин - о-в Котельный, бассейны
рек Чебукулах, Индигирки, Колымы и Яны-Охотской), ДВНЦ РАН
(Ю.ДЗахаров - Приморье), ИГН ЯФ СО РАН (СПЕрмакова - Восточное
Верхоянье), Центральной геолого-съемочной экспедиции (А.М.Трущелев -
Верхоянье), Космоаэрогеологической экспедиции № 3 ПГО
"Аэрогеология" (А.Ю.Егоров, Ю.А.Богомолов, М.КМаксимов,
Ю.Б.Алешко, В.Г.Азарова, Е.П.Сурмилова - о-в Котельный, п-в Таймыр,
междуречье рек Оленека и Лены, верховье р. Яны, р.Ульбея), ГГП
"Янгеология" (Е.И.Малютин, М.Н.Соловьев, А.Н.Федянин, А.И.Некрасов,
И.Р.Бергазов, Ю.И.Сенотрусов, В.А.Малов, Э.Х.Соловьева,
В.П.Мусалитина, Л.Г.Вдовина, В.В.Бояршинов - бассейн р.Яны), Аллах-Юньского ГГП (М.Г.Афанасьев - Восточное Верхоянье), ПГО "Читагеология" (Е.ЙБарабашева - Забайкалье). Кроме этого, автору были любезно представлены небольшие триасовые коллекции из Австрии и Монголии (А.С.Дагис), Мангышлака (В.А.Гаврилова), Свальбарда (М.В.Корчинская), Японии (В.А.Захаров). Автором изучены и ревизованы коллекции, хранящиеся в музеях ЦНИГР им. Ф.Н.Чернышева (Санкт-Петербург, ВСЕГЕИ), Москвы (МГУ), Магадана (СВГУ), а также просмотрены коллекции Ю.М.Бычкова, Л.В.Миловой и частично И.В.Полуботко (Северо-Восток России), А.М.Трущелева (Верхоянье), Т.М.Окуневой (Дальний Восток и Забайкалье), М.В.Корчинской (Свальбард, Земля Франца-Иосифа), В.А.Гавриловой (Мангышлак), Данг By Хука (Северный Вьетнам). В качестве сравнительного палеонтологического материала автором собраны и использованы в работе коллекции двустворок из верхнего палеозоя, нижней и средней юры Верхоянья. В целом, авторская коллекция триасовых двустворок является уникальной, лучшей среди бореальных и насчитывает 82 рода.
Автором изучены и проанализированы основные фондовые работы
по триасу Сибирско-Верхоянского региона. Использованы результаты
многочисленных литолого-геохимических (гранулометрический,
минералого-петрографический и др.), биогеохимический, изотопный и другие виды анализов, а также определения по различным группам фаун
(аммоноидеи, наутилоидеи, брахиоподы, фораминиферы, конхостраки, конодонты и др.), выполненные и опубликованные другими исследователями по триасу.
Методы исследований. Поставленные задачи решались на основе комплексного подхода. В полевых условиях проводился послойный отбор остатков фауны по палеоэколого-тафономической методике, разработанной школой российских палеоэкологов, значительный вклад среди которых был внесен И.А.Ефремовьш (1940), Р.Ф.Геккером (1940, 1954, 1957), Р.Л.Мерклиным (1950, 1960), Б.П.Марковским (1960), ВАЗахаровым (1974, 1984), В.А.Собецким (1978) и др. На лабораторном этапе исследования применялись различные методы: морфологический и филогенетический - при решении вопросов систематики; морфофункциональный, актуалистический, биостратиграфический, биогеохимический, изотопный, биогеографический, биофациальный и катенный - при стратиграфических, палеоэкологических, палеогеографических и палеобиогеографических построениях.
Основные защищаемые положения и выводы.
-
Новая зональная шкала для нижнего и среднего триаса и усовершенствованная шкала для верхнего триаса Северо-Восточной Азии по двустворчатым моллюскам последовательность изменения зональных комплексов пелагических и бентосных двустворок, этапность отдельных филумов и основные закономерности пространственной и временной дифференциации группы. Шкала отражает эволюционно-миграционные события и представлена 38 биостратонами.
-
Высокий корреляционный потенциал ряда зон обусловлен быстро эволюционировавшей и космополитной группой преимущественно пелагических двустворок.
-
Латеральное и вертикальное распределение ассоциаций бентосных и пелагических двустворок связано с широтной климатической зональностью, трансгрессиями и регрессиями, что служит критерием для реконструкции условий осадконакопления сибирских осадочных бассейнов и бореальных палеобиохорий.
Научная новизна. Личный вклад. Выполненная работа является первым обобщенным исследованием по комплексному изучению триасовых двустворчатых моллюсков в пределах Бореальной области для целей стратиграфии, палеоэкологии и палеобиогеографии.
1. Впервые обобщен и значительно пополнен таксономический состав двустворок из триасовых отложений ряда регионов Северо-Восточной Азии;
установлено около 330 видов, относящихся к 82 родам, 38 семействам, 10 отрядам и 5 подклассам, благодаря монографическому изучению и ревизии значительной части представительного палеонтологического материала, в меньшей степени основываясь на определениях двустворок в оригинальной коллекции. В различных коллекциях было определено еще порядка 50 видов. Автором монографически описано 185 видов из 62 родов, для которых изучены особенности внутреннего строения: замки и отпечатки мягкого тела;
впервые установлено 87 видов, 1 подрод, 8 родов и 1 семейство исходя из особенностей морфологии и изучения более 400 замочных аппаратов и отпечатков мягких частей тела;
- выявлены критерии видовых, родовых и семейственных
категорий на основании морфологического (с учетом новых данных) и
морфофункционального изучения внешних и внутренних элементов
раковин.
2. Впервые разработана зональная шкала для нижнего и среднего и
усовершенствована шкала для верхнего триаса Северо-Восточной Азии
путем анализа последовательности комплексов бентосньгх и пелагических
двустворок и их монографического изучения. Она отражает эволюционно-
миграционную природу и объединяет 38 биостратонов в ранге зон, подзон
и слоев с двустворками.
3. Установлены стратотипы зон по двустворкам впервые для
нижнего и среднего триаса, карния и нижнего нория.
-
Проведены панбореальные, бореально-перитетические и глобальные сопоставления зон, в основу которых положены преимущественно пелагические двустворки с высоким зональным и корреляционным потенциалом.
-
Впервые в триасе Северо-Восточной Азии выявлены многочисленные ассоциации бивальвий, контролирующиеся фациями и последовательно замещающиеся по латерали и вертикали, на основе использования эволюционно-и фациально-миграционных подходов.
6. Уточнено структурно-фациальное районирование изученной
территории и предложены новые структурно-фациальные единицы: 1
область и 11 фациальных зон для триасовых толщ Верхоянья.
7. Разработаны палеоэкологическая и этолого-трофическая
классификации триасовой биоты Северо-Восточной Азии, основанные
преимущественно на морфофункциональном анализе и методе актуализма.
Опираясь на установленные ассоциации бентосных и пелагических
бивальвий и катенный анализ, вьывлены закономерности латерального и
вертикального распределения этой группы моллюсков в Сибирско-
Верхоянском бассейне.
8. Предложена новая легенда на основе этолого-трофической
классификации для целей палеогеографии и рассмотрены условия формирования триасовых отложений, что позволило впервые разработать модели осадконакопления Сибирско-Верхоянского бассейна.
9. Впервые установлено 5 этапов и 13 стадий в развитии
бореальных двустворок триаса на основе филогенетического анализа, что
использовано в разработке зональной шкалы.
10. Предложено палеогеографическое районирование акваторий
Бореальной области по двустворкам - наиболее детальное в бореальном
триасе. Выделено по 2 провинции в раннем и среднем триасе, 3 провинции
в карний, б провинций и 5 округов в нории и 1 провинция в рэте благодаря
анализу биогеографической дифференциации ассоциаций бивальвий.
Практическая ценность и использование полученных результатов. Проведенные исследования по всестороннему изучению триасовых двустворок позволили детально расчленить с их помощью монотонные толщи триаса и использовать палеоэкологические сведения для фациально-генетических и палеогеографических построений. Автором обоснована правомерность использования бентосных и пелагических бивальвий для зональной стратиграфии триаса и возможности широких корреляций, что исключительно важно при крупномасштабном картировании и геологопоисковых работах на различные полезные ископаемые и в особенности на энергетическое сырье. Результаты биостратиграфических исследований по двустворчатым вошли в региональные стратиграфические схемы триасовых отложений мезозойских прогибов Сибирской платформы, принятые 3-м Межведомственным региональным стратиграфическим совещанием по мезозою и кайнозою Сибири (Решения..., 1981) и Всесоюзным совещанием по биостратиграфии мезозоя Сибири и Дальнего Востока в Новосибирске (Всесоюзное совещание..., 1985).
Исследования автора по палеонтологии и стратиграфии триаса
входили в научные программы СНИИГТиМСа и ОИГГиМ СО РАН.
Результаты работ использовались производственными предприятиями
Сибири и Дальнего Востока: ПГО Аэрогеология, Енисейнефтегазгеология,
Красноярскгеология, Ленанефтегазгеология, Севвостгеология,
Читагеология, Якутскгеология, ГТП Янгеология и другими организациями. Полученные разработки положены в основу легенд для Государственной гсолсъемки масштаба 1:50000 и 1:200000 Бытантайской, Верхоянской, Дулгалахской, Куларской, Сартангской и др. серий листов и широко используются при проведении геолого-съемочных и поисковых работ на севере Средней Сибири и Верхоянье.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на заседаниях отдела стратиграфии и палеонтологии СНИИГТиМСа, Ученых Советов СНИИГТиМСа, ОИТТиМ СО РАН, НТС производственных предприятий. Основные положения диссертации докладывались на
различных региональных, всесоюзных, международных совещаниях, конференциях, сессиях, коллоквиумах, симпозиумах, полевых международных геологических экскурсиях: конференциях геологов и геофизиков Сибири (Новосибирск, 1976, 1978, 1980, 1982); 3-м Межведомственном стратиграфическом совещании (Новосибирск, 1978); Всесоюзном совещании по биостратиграфии мезозоя Сибири и Дальнего Востока (Новосибирск, 1983); полевой геологической экскурсии 27-го Международного геологического конгресса по проблеме 054 (Якутия, 1984); Всесоюзной конференции "Актуальные вопросы геологии Сибири" (Томск, 1988); Всесоюзном совещании по пектиноидам СССР (Тирасполь, 1988); 2,4 мемориальных научных сессиях, посвященных памяти чл.-корр. РАН В.Н. Сакса (Новосибирск, 1988, 1996); IV Дальневосточном региональном межведомственном стратиграфическом совещании (Хабаровск, 1990); XXXVI сессии ВПО (Сыктывкар, 1990); XXXVII сессии ВПО (Новосибирск, 1991); заседании Сибирского отделения ВПО (Новосибирск, 1991); Международном симпозиуме "Эволюция экосистем" (Москва, 1995); Годичной сессии Научного совета Межведомственной региональной научной программы "Поиск" (Новосибирск, 1995); научной конференции РФФИ "Геодинамика и эволюция Земли" (Новосибирск, 1996) и др.
По теме диссертации опубликовано 70 работ, в том числе три монографии, из которых одна персональная. Три статьи на английском языке опубликовано за границей. Итоги исследований изложены также в 15 научно-производственных отчетах и 10 отчетов защищены с участием диссертанта.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, и приложения.