Введение к работе
Аммониты являются'группой ископаемых организмов, по которым устанавливаются объемы и границы ярусов, подъярусов и зон в юре. По аммонитам проводится датировка юрских отложений в еди-' ницах геохронологической шкалы,- региональные и -межрегиональные корреляции. Выбор бореального бата и келловея в'качестве объекта исследования объясняется особенностью распространения и спецификой- аммонитов в юре. ','...
Вокруг .северного палеополюса -в -средней юре располагался Бореальный климатический пояс. Акватории в его пределах характеризовались- бедными комплексами аммонитов и входили в состав Арктической,' циркумполярной, и Бореально-Тихоокеанской областей. Сибирь была частью Арктической области. Акватории низких широт с богатыми по таксономическому составу комплексами аммонитов относились к Тетическому поясу. Европейская часть СССР характеризуется смешанным - суббореальным составом келловейских аммонитов (Бореально-Атлантическая область).
- Вторая половина средней юры ознаменовалась становлением и 'развитием эндемичного семейства аммонитов Cardioceratidae. Начиная с появления первого байосского рода Boreiocephaiites, вплоть до.конца кимериджа, кардиоцератиды образуют в бореальной юре-филетичеекий ряд, что создает возможность разработки на их основе зональной биостратиграфической шкалы. Отрезок юры, охарактеризованный родами - от Boreiocephaiites до Arctocepha-Htea'включительно, первоначально приравнивался в стандарте бату/и получил название бореального бата (термин Дж.Кэлломона). "Сейчас установлено, что сюда входит также верхний подъярус бай-оса. ; .
'. -В соответствии с рекомендацией Всесоюзного стратиграфического совещания по мезозою Сибири (Новосибирск, 1964 г.) и пот--ребностями геологической,практики в плане научно-исследователь-'ских работ Института: геологии и геофизики СО АН СССР была поставлена специальная тема по биостратиграфии бореального бата и келловея СССР, результатом которой является данная работа. Тема явилась'составной частью коллективных разработок по истории органического мира Земли и,детальной стратиграфии морской и континентальной юры Сибири. В течение 15 лет темой руководил член-
корреспондент All СССР В.Н.Сакс. В последнее десятилетие работа продолжалась в рамках программы "Сибирь" по теме "Мезозой Сибири" .
Актуальность работ. В связи с крупномасштабным картированием и развертыванием в Сибири буровых поисково-разведочных' работ на нефть и газ одной из первоочередных задач становится совершенствование биостратиграфических шкал и надежности в обеспечении региональных и межрегиональных корреляций осадочных толщ. Особую актуальность эта задача имеет для юрских от-лоаений Западной и Южной Сибири - важных поисковых объектов на нефть, газ, уголь. На Русской равнине келловейская глинистая толща является региональным водоупором; выявление ее объема и пространственного размещения - актуальная задача мелиоративных исследований.
Работы, связанные с созданием детальных биостратиграфических шкал бореалъной юры, являются основополагающими для установления закономерности образования, размещения, прогноза и разведки полезных ископаемых. В этом заключается их научное и практическое значение. Необходимым условием для достижения прогресса в совершенствовании биостратиграфических шкал бореаль-ной юры является изучение аммонитов - их систематики, закономерности вертикального и горизонтального распространения.
Цель исследований. Разработка эталонных для Сибири и европейской части СССР ярусной и зональной шкал бореального бата и келловея и суббореального келловея на основе филетической последовательности родов и видов Cardioceratidae и всех сопутствующих групп аммоноидеі.
Задачи исследования. I. Разработка систематики семейства Cardioceratidae (исследование морфогенеза раковины, выявление критериев выделения таксонов, ревизия систематического состава семейства, установление этапности и путей эволюционных преобразований) . Изучение сопутствующих семейств Kosmoceratidaa, Oppeliidae, Perisphinctidae, Macrocephalitidae И др.
2. Анализ стратиграфического распределения таксонов аммо-ноидей и разработка зональной и ярусной биостратитрафической шкалы бореального бата ж келловея Средней Сибири как эталона для всей Сибири. Детализация и уточнение унифицированной зональной шкалы келловея европейской части СССР.
-
Разработка схемы корреляции бореального бата и келловея севера Евразии и Америки.
-
Выявление закономерностей географической дифференциации ашсноидей'второй половины среднеюрской эпохи в северном полушарии в Бореальном поясе.
Объект исследования и материал. Изученный интервал боре-альноіі юры отвечает в стандарте верхнему байосу, батскоыу и келловеискому ярусам. Продолжительность его по новейшим радиологическим датировкам (Westexmann, 1984) оценивается примерно в 14 млн. лет. Палеонтологический объект - аммониты.
Настоящая работа представляет собой результат двадцатипятилетних исследований автора. Ярусная и зональная шкала среднего отдела бореалъной юры Сибири отрабатывалась на естественных выходах юры на территории Средней Сибири. Изучены все известные обнаїения средней юры, а также келловея в европейской части СССР. Коллекция сибирских байос-батских аммонитов составляет примерно 400 экземпляров, келловейских - немногим более. Небольшие коллекции были предоставлены Н.И.Шульгиной и В.И.Ефремовой - из Анабарской губы, Земли Франца-Иосифа, Новой Земли и о-ва Котельный; М.С.Месежниковым, В.Г.Князевым - из бассейнов рек Лены, Пижмы и Адзьвы. Автор участвовала в обработке керно-вого материала Н.Л.Вячкилевой из Западной Сибири и из Усть-Ени-сейского района. Обширная коллекция аммонитов - около 600 экземпляров - собрана в келловее европейской части СССР: в бассейне р. Печоры (Ижма, Пижма), в Московской, Рязанской, Костромской, Саратовской, Оренбургской областях. Керновый материал поступал и продолжает поступать из Московской, Рязанской, Воронежской, Брянской областей. Просмотрены коллекции среднеюрских аммонитов во Всесоюзном геологическом музее им. Ф.Н. Чернышева, в Ленинградском Горном Институте, Ленинградском Государственном университете и в Музее им. А.П. и В.М.Павловых при Московском геолого-разведочном институте.
Весь полученный палеонтологический материал, за исключением сибирских сборов самых последних лет, монографически описан. Новейшие данные освещены в серии статей, сданных в печать, и учтены в предлагаемой работе.
Методика, терминология. Для классификации на роды и виды использованы традиционные морфологические признаки раковины, а
также данные по индивидуальному-морфогенезу. . За основу взята ^ методика изучения и описания аммонойдей, изложенная ;Г.Я. Крым-, гольцем (I960), в "Основах палеонтологии" (1962) и И.А.Михайло-' / вой (1983). Обозначение элементов лопастной линии дано в гене- . тической терминологии В.Е.Руженцева-. Наиболее условной класси- . фикационной единицей является вид, поскольку' отсутствие- представительных выборок ограничивает возможность установления'полных рядов групповой изменчивости. Допускается возможность даль-, нейпшх видовых уточнений. При обработке келловейскиххаммонитов , из европейской части СССР автором проведена ревизия .существующих классификаций "" Коsmoceratidae,^Perisphinctidae, Macrocepha-\ litidae и других. Переописание:видов. в современной ;классифика-, ции способствовало'выявленикьзначительной. общности аммонойдей для разных интервалов келловея в Восточной и Западной Европе.
Автор выносит на защиту: ./""' '„...-' -/
Систему и схему филогении трех подсемейств кардиоцератид , из верхнего байоса, бата и келловея, "насчитывающих* 13 родов-и около 90 видов, что существенно уточняет классификацию - всего' семейства Cardiocera-fcidae. ' ' . , . -.
Унифицированную для Сибири зональную, шкалу верхнего бай- -оса, бата и келловея,.основанную на^филетической последователь- --ности родов и. видов Cardioceratidae. - - ,
" - Унифицированную зональную и, отчасти, субзональную-шкалу келловея европейской части СССР, основанную" на' монографическом изучении суббореальных-семейств'аммонойдей.^ ' - ' , - - - Схему ярусной и зональной корреляции верхнего ' байоса, ,, -бата и келловея Севера.Евразии.и-Северной Америки.. . - '.'
- Схему палеобиогеографического районирования морских., бо-
реальных бассейнов Северного полушария в позднем-баййсе,_бате и
келловее на основе особенности географической !. 'дифференциации .,-.
аммонитов. . > ' '' - , ., '
Научная новизна. I. .Впервые изучен индивидуальный морфоге- -, нез отдельных структур раковины байосских,. батских и келловей- -ских кардиоцератид; разработаны таксономические'Критерии подсе-. мейств и родов, их филогения; монографически описаны все сибирские роды (13) и виды (около 90) Arctocephalitinae, Cadocera-tinae и Quenstedtoceratinae, а также сопутствующие, кардиоце- -' ратидам в Сибири семейства (6, 8 родов), а "из келловея европей- '
ской части СССР - неизвестные ранее или существенно уточненные таксоны - 8 семейств, 13 родов, 53 вида (Меледина, 1973, 1977, 1987).
2. Установлен ряд последовательных комплексов аммонитов,
основу которых составляют роды и виды Cardlooeratidae. Разра
ботана унифицированная ярусная и зональная биостратиграфическая
шкала для верхнего байоса, бата и келловея Сибири. Впервые в
бореальной юре-СССР обоснован верхний подъярус байоса; уточнен
объем келловея; предложена измененная по сравнению с принятой в
СССР, трактовка объема батского яруса; установлен ряд новых зон,
подзон и слоев с аммонитами. Предлагаемая здесь шкала содержит
18 биостратонов, против 11-и, принятых ныне для верхнего байо-
са-келловея Сибири; всего автором выделено 14 новых биострато
нов.
Новая зональная шкала рекомендуется в качестве унифицированной при составлении легенд крупномасштабных карт Сибири и для использования при буровых работах на закрытых площадях.
Разработана новая зональная и субзональная шкала и уточнена корреляция со стандартом нижнего подъяруса келловея для европейской части СССР; уточнены зональные характеристики среднего и верхнего подъярусов; намечено субзональное деление верхнего келловея. Доказана применимость этой шкалы к европейскому Северу СССР - для нижнего и среднего келловея, а для верхнего -сибирской зональной шкалы. Разработана схема ярусной и зональной корреляции верхнего байоса, бата и келловея Сибири с другими бореальными регионами.
3. Рассмотрены вопросы географической дифференциации боре-
альных аммонитов для разных фаз позднего байоса и келловея и
для батского века. Проведено биогеографическое районирование
бассейнов.
Практическая реализация исследований. Материал и зональные шкалы, разработанные автором, вошли в унифицированную биостратиграфическую схему морского мезозоя Сибири и Дальнего Востока (Сакс и др., 1972); позднее - в унифицированные и корреляцион» ные схемы морского мезозоя Северо-Востока СССР и Средней Сибири (Магадан, 1975 г.; Новосибирск, 1978 г.). Автор - составитель и редактор региональных стратиграфических схем юрских отложений Средней Сибири и объяснительной записки к ним (Стратиграфия юр-
.5
ской системы..., 1976; Решения 3-го Межвед.Совещ., 1981). Уточнена датировка свит морской юры в Усть*-Енисейском районе (Сакс, Меледина, Шурыгин, 1978; Решения 3-го Межвед. Совещ., 1981). При участии автора разработаны унифицированная зональная схема верхнеюрских отложений Западной Сибири (Месеяников и др.,1984), рекомендации по общей шкале юрской системы (Постановления МСК СССР, 1978; Зоны юрской системы, 1982). Материалы и зональная шкала суббореального келловея (Меледина, 1987) принята, с небольшими изменениями, в качестве унифицированной для Русской платформы на Межведомственном стратиграфическом совещании (Ленинград, 1988, 1989 гг.).
Новый вариант зональной и ярусной шкалы бореального байоса, бата и келловея, явившийся результатом переизучения разрезов и новых палеонтологических материалов, отчасти опубликован (Меледина, Нальняева, Шурыгин, 1987), а полностью докладывался на Межведомственном стратиграфическом совещании 1988 г. и на УІ Межведомственной стратиграфической конференции "Комплекс стратиграфических исследований, применяемых в нефтяной геологии" . (г. Грозный, октябрь 1988 г.). Заключения о возрасте пород по коллекциям аммонитов использованы для уточнения строения и выявления простирания регионального келловейского водоупора при мелиоративных работах в центральных районах Русской платформы.
Апробация работы. Материалы и основные положения работы докладывались: на Совещаниях по биостратиграфии мезозоя Сибири (Новосибирск, 1972, 1978, 1983 гг.); на Международном симпозиуме по геологии Арктики (Сан-Франциско, 1972 г., докладчик В.Н. Сакс); на заседаниях бюро юрской комиссии МСК (Ленинград, 1978, 1985 гг.); на ХУІ Международном Тихоокеанском Конгрессе (Хабаровск, 1979 г.); на Всесоюзных совещаниях "Новые методы исследования и принципы систематики цефалопод" и "Систематика и филогения головоногих моллюсков" (Москва, МГУ, 1979, 1982 г.); на ХХУП сессии ВПО (Ленинград, 1981 г.); на 27-ом Международном геологическом Конгрессе (Москва, 1984 г.); на ІУ, У, У1-ой Межведомственной стратиграфической конференциях (Ашхабад, 1983 г.; Баку, 1986 г.; Грозный, 1988 г.); на научной сессии "Зональные и инфразональные шкалы бореального мезозоя и кайнозоя СССР"(Новосибирск, 1986 г.); на Межведомственном стратиграфическом совещании по отложениям фанерозоя Русской платформы (Ленинград,
1988 г.); на 2-ой Всесоюзной школе "Актуальные вопросы изучения ископаемых и современных моллюсков" (Красновидово, Московская обл., 1988 г.). Отдельные положения работы поэтапно обсуждались на расширенных заседаниях лаборатории палеонтологии и стратиграфии юры и мела ИГиГ СО АН СССР.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 8 монографий (5 коллективных) и более 50 статей.
Объем работы, содержание и структура. Последовательность выполнения поставленных задач обусловила логическое построение самой работы. Диссертация содержит 296стр. текста, 18 таблиц, 55 иллюстраций, а также библиографию из Зі7 наименований, из них "136- зарубежные публикации. Работа состоит из введения, четырех разделов и заключения. Разделы: I. Систематика аммонитов, П. Зональная стратиграфия, Ш. Ярусная и зональная корреляция верхнего байоса, бата и келловея бореальных районов Евразии и Америки, ІУ. Особенности географической дифференциации бореальных аммоноидей в позднем байосе, бате и келловее, - состоят из глав, главы - из частей. Аналогична и структура автореферата.
Инициатором темы моих исследований был член-корреспондент АН СССР В.Н.Сакс, который до последних дней своей жизни оставался научным руководителем работ. Я навсегда сохраню светлую память об этом замечательном ученом. Моя особая благодарность М.С.Месежникову - коллеге, другу, главному эрбитру в решении всех спорных вопросов, критически прочитавшему работу накануне своей безвременной кончины. Выражаю искреннюю признательность заведующему лабораторией, в которой работа выполнялась, доктору г.-м. наук В.А.Захарову; своим товарищам по работе Т.И.Нальняе-вой, Б.Н.Шурыгину, В.И.Ильиной, а также И.И.Сей, Е.Д.Калачевой, В.А.Басову, Н.И.Шульгиной за ценные советы и конструктивную критику во время подготовки работы; всем коллегам, предоставившим мне материалы для исследования, сотрудникам отдела и моей помощнице О.А.Родиной.
Раздел I. СИСТЕМА. АШОНОДЦЕЙ