Содержание к диссертации
Введение
История изучения татарской флоры Восточно-Европейской платформы
Фитостратиграфия татарского яруса Восточно-Европейской платформы
Некоторые вопросы стратиграфической теории. Роль стратотипа в стратиграфической классификации
Стратотипический разрез татарского яруса на р. Вятке. Определение основных понятий
- История изучения татарской флоры Восточно-Европейской платформы
- Некоторые вопросы стратиграфической теории. Роль стратотипа в стратиграфической классификации
- Стратотипический разрез татарского яруса на р. Вятке. Определение основных понятий
История изучения татарской флоры Восточно-Европейской платформы
Впервые татарские растения Восточно-Европейской платформы стали изучаться, по-видимому, в составе флоры из так называемой формации медистых песчаников позднепермского возраста, распространённой в Среднем и Южном Приуралье. Первые научные описания некоторых из этих растений (по сборам Ф. Ф. Вангенгейма фон Квалена) были опубликованы С. С. Куторгой в 1835 - 1837 годах (Kutorga, 1835-1837). В середине XIX в. флора медистых песчаников описывалась в работах С. С. Куторги (1838; 1842; 1844), Г. И. Фишера де Вальдгейма (Fischer de Waldheim, 1840), Ад. Броньяра (по сборам известной экспедиции Р. И. Мурчисона: Brongniart, 1845), Э. И. Эйхвальда (1854; Eichwald, 1860a,b).
Некоторые виды, описанные в этих работах [например, «Odontopteris» wangenheimii (Fischer) Eichwald, Steirophyllum biarmicura (Eichwald) Gomankov], до сих пор фигурируют в списках нижнетатарских растений (см., например, Gomankov, 1995). Большой интерес представляет растение, описашюе Куторгой (Kutorga, 1838) под названием Aroides crassispatha и позже выделенное Ф. Унгером (Unger, 1850) в отдельный род Palaeospathe. Несколько экземпляров этого растения из коллекции Эйхвальда хранится на геологическом факультете Санкт-Петербургского университета и в Британском Музее Естественной Истории (Лондон). Оно представляет собой минерализованную «луковицу»: сильно укороченный побег с крупными, плотно навитыми друг на друга листьями. По своей морфологии эти листья близки к роду Pursongia, но отличаются гораздо более грубыми жилками, благодаря чему «луковица» на поперечном срезе выглядит как миниатюрный кочан капусты. Эйхвальд (1854) рассматривал эти растения как почки рода Noeggerathia, однако их размеры (около 5 см в диаметре) кажутся слишком большими для почек. Скорее всего, они действительно представляют собой луковицеобразные побеги, принадлежавшие каким-то птеридоспермам, - единственный известный до настоящего времени случай подобной жизненной формы у голосеменных.
К сожалению, в рассмотренных выше работах, как правило, отсутствуют точные географические привязки. А поскольку медистые песчаники на Восточно-Европейской платформе распространены в интервале от уфимского яруса до нижнетатарского подъяруса, то остаётся неясным, какие из описанных растений действительно являются раннетатарскими. а какие имеют более древний возраст. По-видимому, на роль раинетатарских могут «претендовать» лишь тс таксоны, которые были описаны из знаменитых Каргалинских рудников в Оренбургской области, где медистые песчаники разрабатывались в качестве руды на медь ещё с бронзового века (Черных, 1998). Р. Людвиг (Ludwig, 1863) был, вероятно, первым, кто указал, что медистые песчаники Каргалинских рудников являются «постцехштейновыми» («русским цсхштейном» он считал морские отложения казанского яруса) и, таким образом, - более молодыми, чем «доцехштейновые» медистые песчаники из «ротлигенда» Пермской области (со времён Мурчисона их считали синхронными друг другу). Однако даже в Каргалинских рудниках по современным представлениям часть медистых песчаников относится к казанскому ярусу, так что и для этой группы местонахождений возраст не может быть определён с точностью до века.
В 1882 г. У. Туэлвтриз (Twelvetrees, 1882) подвёл итог изучению флоры (равно как и других органических остатков) из Каргалинских рудников и дал иллюстрированный список видов, известных к тому времени, некоторые из которых обсуждаются в его работе в свете сравнения с другими таксонами. Позже ряд видов из Каргалинских рудников был описан И. Ф. Шмальгаузеном (1887). В этой же работе Шмальгаузена содержится первоописание (по материалам из казанских местонахождений) Sphenophyllum stoukenbergii Schmalhausen - вида, играющего важную стратиграфическую роль в татарском ярусе (см. ниже разделы 3.2.1.2.3.1.1, 3.3.3.2.2 и 3.5). Кроме того, здесь же впервые упоминается верхнетатарское местонахождение растений Мулино, подробно рассматриваемое в настоящей работе (см. раздел 3.2.1.2.3.3.1).
В дальнейшем находки верхнетатарских растений были сделаны Л. И. Лутугиным в 1891 г. на р. Ют вблизи устья р. Лузы (Zalessky, 1937). Собранные им отпечатки листьев были переданы М. Д. Залесскому, который, несмотря на плохую сохранность, признал их сходство с родом Glossopteris. Вероятно, на присутствие подобных листьев (хотя в большей степени, конечно, - двустворок, близких к южноафриканским) опирался В. II. Амалицкий, предпринимая свои поиски в татарских отложениях па севере Восточно-Европейской платформы фауны позвоночных тондванского типа. Его раскопки на р. Малой Северной Двине в 1895 - 1903 гг. увенчались, как известно, блестящим успехом. Вместе с остатками позвоночных Амалицким были собраны отпечатки листьев, которые он отнес (Amalitsky, 1901) непосредственно к родам Glossopteris и Gangamopteris, что помимо общего морфологического сходства подтверждалось сопутствующей фауной. Описания этих находок (без изображений) были опубликованы позже (Amalitzky, Karpinsky, 1922). В дальнейшем М. Д. Залесский отнёс находки Амалицкого, а также сходные остатки листьев из позднейших сборов А. П. Гартман-Вейнберг, М. Б. Едемскою и Е. М. Люткевича в бассейне Сев. Двины к новому виду Glossopteris amalitzkii (Zalesskij, 1929), который затем был выделен им в новый род Pursongia (Залесский, 1933). В близком родстве этого рода с глоссоптеридами Залесский, впрочем, не сомневался. В справочнике «Основы палеонтологии» (1963) род Pursongia включён в семейство Glossopteridaceae.
По сборам вышеупомянутых авторов из бассейна р. Сухоны Залесский выделил ещё несколько таксонов ископаемых растений, которые, однако, не были действительно обнародованы. Вся эта флора в целом рассматривалась Затесским как родственная гондванской. По работам Залесского составлялись списки верхнетатарских растений Восточно-Европейской платформы и в более поздних работах (Люткевич, 1955; «Геология СССР», 1963; «Решения Межведомственного...», 1965).
Некоторые вопросы стратиграфической теории. Роль стратотипа в стратиграфической классификации
Во всех этих работах отмечается высокое содержание в изученных комплексах двумешковой ребристой пыльцы, а также пыльцы типа Vittatina (ее содержание, правда, несколько уменьшается по сравнению с более древними отложениями) при небольшом количестве одномешковой пыльцы и спор. Можно вынести представление о резком отличии татарских палинокомплексов от комплексов ветлужской серии нижнего триаса, перекрывающей на Русской плаї форме отложения татарского яруса, и о гораздо менее значительном отличии от более древних комплексов казанского яруса. Однако рассматриваемые комплексы почти не привлекались для сопоставления разрезов и определения возраста вмещающих отложений. Работы сводились лишь к палинологической характеристике тех или других местных стратиграфических подразделений, возраст которых был уже определен какими-либо другими (не палинологическими) методами.
Таксономия спор и пыльцы в перечисленных работах остается слабо разработанной; во многих из них не приводятся даже изображения миоспор; нигде нет описаний видов. Надо отметить, что в русской палинологии 50-х годов господствовала тенденция использования "естественной" (т. е. основанной па макроскопических остатках) системы ископаемых растений. Даже в 60-е и 70-е годы представления о самостоятельной независимой классификации дисперсных спор и пыльцы еще с трудом пробивали себе дорогу в палинологической литературе. Систематика миоспор основывалась часто на морфологическом сравнении их со спорами и пыльцой мезозойских или даже современных растений, что порождало большое количество таксонов с нечеткими границами и неопределенными отношениями друг ко другу. Всё это до сих пор очень затрудняет сравнение описанных комплексов Русской платформы друг с другом и с комплексами из других регионов.
В ряде работ (Зоричева, Седова, 1954; Зауер, 1960а; Сиверцева, 19666; Молин, Колода, 1972) делаются попытки реконструкции флоры по палинологическим данным, однако они основываются большей частью на таком же морфологическом сравнении с миоспорами мезозойских и кайнозойских растений. Так двумешковая пыльца называется "пыльцой хвойных" и "пыльцой кейтониевых", монокольпатная пыльца - "пыльцой гинкгоцикадофитов" и т. д. Естественно, что реконструкции флоры, построенные на такой основе, носят довольно фантастический характер. Наиболее правдоподобной представляется реконструкция В. В. Зауер (1960а), впервые предположившей принадлежность ребристой пыльцы птеридоспермам, однако, палинологические комплексы, рассматривавшиеся сю как татарские, по современным представлениям происходят, скорее всего, из казанских отложений.
В статье В. В. Зауер и др. (1969) дается сравнение позднепермских (в том числе татарских) комплексов Р5 Сской платформы с одновозрастными комплексами Сибири и Индии и отмечается отсутствие близкого сходства между ними. С. В. Мейен (1973) показал, что хотя этот вывод основывается на сравнении очень крупных систематических группировок и при анализе соотношений конкретных родов можно усмотреть значительную общность ангарских и гондванских комплексов, эта общность всё же лишь кажущаяся и является в значительной мере следствием параллелизма в морфологии миоспор, а не систематической близости исходных растений. Из таксономически важных работ, содержащих описания родов и видов, используемых в настоящее время в систематике татарских миоспор Русской платформы, можно отметить статьи С. Р. Самойлович (1953), М. А. Седовой (1956), В. В. Зауср (1960b), монографии А. А. Любер и И. Э. Вальц (1941), Е. М. Андреевой и др. (1956), Л. М. Варюхиной (1971). Однако оригинальный материал для всех описаний в этих работах происходил из отложений другого возраста и (или) других ботанико-географических областей, нежели татарские отложения Русской платформы. Для стриатной пыльцы до сих пор широко используется классификация, предложенная Г. Д. Ефремовой (1966), хотя все введенные ею новые роды являются номенклатурно незаконными.
Несколько важных работ (Дюпина, 1975; Станичникова, 1980; Колода, 1986а) было посвящено систематике и стратиграфическому распределению Vittatina-подобной пыльцы, широко распространенной в пермских (в том числе и в татарских) отложениях Русской платформы, хотя наши современные представления в этой области еще далеки от завершенности.
В последнее время появился ряд книг ("Палеонтологический атлас...", 1983; Тужикова, 1985; Ярошенко и др., 1991) с хорошими описаниями некоторых видов, распространенных в татарском ярусе. Однако так же, как и в предшествующие десятилетия, эти описания основываются на материале, стратиграфически и (или) географически отличном от собственно татарских миоспор Восточно-Европейской платформы, которые, таким образом, никогда не были предметом специального монографического описания.
Потребность в таком описании ощущается весьма остро в настоящее время, т. к. рассматриваемая палинофлора, по-видимому, достаточно своеобразна и содержит большое число новых родов и видов. Следствием указанной "таксономической неразработанности" является и отсутствие в ряде случаев точных видовых определений в разделе 7 настоящей работы.
По той же причине, видимо, не удается построить приемлемую и детальную палинострашграфическую схему татарского яруса Русской платформы. Так в "Атласе характерных комплексов пермской фауны и флоры Урала и Русской платформы" (1986) весь татарский ярус отнесен к одной палинозоне, да к тому же еще недостаточно четко охарактеризованной. В книге "Практическая палиностратиграфия" (1990) выделяется два комплекса: для нижне- и для верхнетатарского подъярусов. Более детальная схема была предложена в диссертации Н. А. Колоды (1986), однако она касалась лишь северных районов платформы и ее применение остается крайне затруднительным без устоявшейся и общепринятой таксономии и при отсутствии иллюстраций.
Одной из главных задач систематического изучения позднетатарской флоры, предпринятого автором в 70 - 80-х гг. совместно с С. В. Мейеном, было изучение миоспор in situ и установление связей между таксонами миоспор и макрофоссилий. Основные результаты этой работы были изложены в ряде публикаций (Гоманьков, 1986; Gomankov et al., 1998). В последние годы нами совместно с Н. Е. Завьяловой для лучшего понимания морфологии и исправления таксономии татарских миоспор ведётся исследование их ультраструктуры с применением трансмиссионного электронного микроскопа, но опубликованы пока лишь самые первые и во многом предварительные результаты (Zavialova et al., 2001).
Стратотипический разрез татарского яруса на р. Вятке. Определение основных понятий
Хотя теоретические вопросы стратиграфии интенсивно обсуждаются ещё с середины XIX в., нельзя сказать, что к настоящему времени в ней выработалась какая-то устоявшаяся, авторитетная и общепринятая теоретическая концепция, которую, следуя терминологии Т. Куна (1977), можно было бы назвать парадигмой. Тем на менее, в бытующем многообразии мнений просматривается противостояние двух основных подходов, которые можно условно обозначить как «зональный» и «стратотипический». В 70-ых годах XX в., когда «накал страстей» в теоретической стратиграфии достиг, вероятно, своего максимума, эти подходы были наиболее ярко отражены в работах О. Шиндевольфа (1975) и С. В. Мейена (1989). Каждый из них обладает своими достоинствами и своими недостатками, и их всесторонний анализ не входит в число задач настоящей работы. Поэтому мы коснёмся их лишь в связи с наиболее острыми проблемами, существующими в практической стратиграфии татарского яруса.
Одна из основных проблем, с которыми приходится сталкиваться в настоящее время при обсуждении тех или иных вопросов, связанных со стратиграфией татарского яруса (и не только татарского яруса), заключается в нечёткости и расплывчатости того смысла, который вкладывается стратиграфами в названия конкретных стратиграфических подразделений (стратонов), будь то подразделения местные или глобальные, высокого или низкого ранга. Как можно определить то или иное подразделение стратиграфической шкалы? Что такое, например, верхняя пермь или сухонская свита?
Очевидно, что названия стратонов суть специальные научные термины и как таковые должны определяться . В противном случае существует опасность различного понимания этих терминов разными исследователями, которое, в свою очередь, приводит к логомахии - бесконечному и бессмысленному спору, причиной которого является неодинаковое понимание употребляемых спорящими слов (вполне возможно, что именно такую природу имеют многие реально существующие разногласия между стратиграфами). Другими словами, всякая стратиграфическая шкала только тогда сможет выполнять свою основную функцию (служить инструментом для измерения геологического времени), когда подразделения этой шкалы будут четко определены и будут однозначно пониматься всеми оперирующими с ними стратиграфами.
Из логики известно два основных способа определения понятий -экстенсиональный и интенсиональный. Экстенсиональный способ заключается в простом перечислении объектов, отвечающих определяемому понятию. Этот способ, по-видимому, широко используется в стратиграфии, особенно для определения стратонов высокого ранга (например, нижняя пермь - это совокупность ассельского, сакмарского, артинского и кунгурского ярусов), однако он, очевидно, не может быть единственным, т. к. определяет название одного стратона через названия других (ему подчиненных), которые, в свою очередь, тоже должны как-то определяться. Определения хотя бы некоторых стратиграфических подразделений должны быть операциональными, т. е. содержать описание процедуры, с помощью которой можно было бы однозначно решить, огносигся ли данный конкретный эмпирический объекг к данному общему понятию, т. е. (применительно к стратиграфии) датировать его.
Интенсиональный способ определения понятий, как правило, отвечающий требованию операциональности, заключается в указании некоторого свойства, которым обладают вес объекты, отвечающие определяемому понятию, и только
Мы не будем здесь делать различия между определениями стратонов и определениями названий стратонов (т. е. между реальными и номинальными определениями, см. Кондаков, 1971), поскольку это различие не существенно для дальнейшего изложения они. Последовательная теоретико-стратиграфическая концепция, опирающаяся на интенсиональное определение стратиграфических названий, была развита О. Шиндевольфом (1975). Согласно этой концепции наименьшими стратиграфическими подразделениями являются зоны, выделяемые на основании некоторого признака, значения которого могуг быть непосредственно установлены на том или другом геологическом объекте (например, присутствие в данном слое остатков одного из видов ископаемых организмов, образующих "зональную" последовательность). Последовательность зон задает шкалу времени, через которую могут определяться уже любые другие стратиграфические подразделения. Зональные признаки, служащие для определения стратиграфических подразделений, были названы Шиндевольфом архистратиграфическими. Бхли данный объект не обладает архистратиграфическими признаками, то он может быть привязан к зональной шкале путем синхронизации с той или иной зоной на основе обычных стратиграфических методов. Признаки, служащие для такой привязки к уже построенной шкале, были названы парастратиграфическими. Поскольку названия зон по Шиндевольфу абсолютно жестко привязаны к значениям архистратиграфических признаков (в этом их отличие от названий биологических таксонов, диагнозы которых могут, в принципе, подвергаться "эмендации", т. е. изменяться), зоны не нуждаются в стратотипах. Понятие стратотипа оказывается излишним.
Хотя этой концепции нельзя отказать в логичности, однако, как показал С. В. Мейен (1989), она вступает в противоречие с основными принципами стратиграфии, для применения которых требуется обязательно "субстратная основа", т. с. конкретные геологические тела, являющиеся носителями тех или иных признаков. Дело в том, что стратиграфические шкалы (в отличие от биологических классификаций) обязательно включают помимо самих стратопов также и отношения порядка между этими стратонами. Например, для зональной шкалы пермской системы по коподонтам (архистратиграфической группе) весьма существенно не только то, что в эту систему входит зона Jinogondolella nankingensis, но и то, что в шкале эта зона следует после зоны Mesogondolella idahoensis. Выражаясь языком теории измерений (Пфанцагль, 1976), можно сказать, что стратиграфические шкалы являются шкалами порядка, тогда как биологические классификации суть шкалы наименований. Хронологический же порядок стратонов может быть установлен только в конкретном разрезе и для обеспечения возможности проверки должен эталонироваться конкретным разрезом. Так, если мы утверждаем, что зона J. nankingensis следует после зоны М. idahoensis, то должен существовать некий объект, который мы всегда могли бы предъявить в качестве круциального доказательства того, что это действительно так. Такой объект и является ни чем иным, как стратотипом границы указанных зон. Таким образом, специфика стратиграфической классификации по сравнению с биологической приводит к тому, что в стратиграфии мы вынуждены тшшфицировать не только сами стратоны, но также и порядок их следования друг за другом и что стратотип в стратиграфической классификации играет существенно иную роль, нежели голотип в классификации биологической, - истина до сих пор плохо осознаваемая рядом стратиграфов (см., например, Лазарев, 1995). Правда, в свете концепции Шиндевольфа оказывается совершенно не обязательным, чтобы разрез, типифицирующий любую рассматриваемую границу, был только один: эталонными для нее будут все разрезы, в которых наблюдается данная зональная последовательность. Концепция Шиндевольфа приводит, таким образом, к представлению о "коллективном стратотипе".
