Введение к работе
Актуальность работы. Постановка темы исследований продиктована необходимостью уточнения палеогеографических реконструкций и хронологии переломных климатических изменений на юге Западно-Сибирской равнины в голоцене в связи с появившимися в последние годы новыми палеонтологическими и геологическими данными, не согласующимися с некоторыми прежними представлениями. В частности, острые дискуссии возникли по-поводу возможности существования водотоков между озерными системами юга Западной Сибири и Арало-Каспия, их взаимосвязи с климатическими изменениями и катастрофическими паводковыми событиями, связанными с синхронизованными прорывами подпрудных озер в питающих горных областях. Впервые стала широко обсуждаться идея об унаследовании в голоцене сформировавшегося в дочетвертичное время между этими далеко разобщенными озерными системами водного пути, который в современном геоморфологическом плане отчетливо выражен в виде высохшего русла р. Камышинка (впадавшей в р. Иртыш), Тургайской ложбины и меридиональной цепочки озер на территории Казахстана, ориентированной по направлению Арала.
Считается общепризнанным, что важнейшими индикаторами палеогеографических обстановок являются остракоды - самая массовая группа скелетных гидробионтов в пресноводных биотопах всех типов. Как палеобиологический объект и инструмент палеогеографических реконструкций они обладают уникальным сочетанием популяционных, морфофизиологических и экологических характеристик (короткими жизненными циклами, высокими темпами размножения, хорошей сохранностью в тафоценозах многочисленных скелетных остатков взрослых и личиночных стадий, устойчивостью к кратковременным изменениям среды при сохранении в более долговременном диапазоне экологических специализаций и избирательности к физико-химическим условиям среды, включая климатический и солевой факторы).
Основополагающие исследования по четвертичным остракодам юга Западной Сибири были выполнены Т.А. Казьминой в рамках разработки и детализации стратиграфических схем этих отложений для геолого-съемочных работ. Ею было доказано большое значение этой группы для стратиграфической корреляции свит континентального генезиса на этой территории, однако в связи с такой практической направленностью этих многолетних работ палеоэкологические и палеогеографические аспекты анализа выявленных комплексов по существу не рассматривались.
Цель работы. Выявление общего таксономического состава остракод в озерных отложениях голоцена южной части Западно-Сибирской равнины и Тургайской ложбины, их стратиграфического и латерального распространения по широтно-меридиональному трансекту и, с учетом индикаторных характеристик ассоциаций, реконструкция палеогеографических обстановок и климатических изменений.
Задачи: Изучить с максимальной стратиграфической детальностью таксономический состав голоценовых ассоциаций остракод из кернов скважин юга Западной Сибири и Тургайской ложбины, и с учетом изотопно-геохронологических датировок провести их сопоставление.
На основе анализа литературных данных и выборочного изучения ассоциаций остракод из различных типов современных водоемов провести палеоэкологическую и биогеографическую типизацию одновозрастных ассоциаций остракод по трансекту юг Западной Сибири - Тургайская ложбина.
С учетом однонаправленных изменений в составе и структуре ассоциаций остракод, анализа их индикаторных палеоэкологических характеристик дать обоснование климатостратиграфического расчленения и корреляции голоценовых отложений изученной территории.
Фактический материал. Основой работы является фактический материал, собранный в течение 6 полевых сезонов. Образцы с юга Западно-Сибирской равнины были отобраны в ходе работы экспедиционных отрядов под руководством С.К. Кривоногова (ИГМ СО РАН) (2002, 2004, 2006г.г.). Бурение ручных скважин, отбор образцов из керна, современных и субфоссильных остракод из озер на территории Северного Казахстана проводились в составе экспедиционного отряда под руководством С.А. Гуськова (ИНГГ СО РАН) в течение 3 полевых сезонов (2002, 2003, 2004г.г.). Всего было обработано 510 образцов из кернов 10 скважин и 3 естественных обнажений. Также, при участии Е.И. Шорникова (ИБМ ДВО РАН), было проанализировано 16 образцов из различных типов водоемов с целью анализа современных ассоциаций остракод и уточнения их экологических характеристик. Для сравнительных целей использовалась коллекция четвертичных остракод Т.А. Казьминой, хранящаяся в ИНГГ СО РАН. Из изученных автором разрезов было определено 35 видов остракод, принадлежащих 20 родам, 6 семействам. В работе монографически описано 14 видов с наиболее четкими экологическими характеристиками, позволяющими использовать
их для диагностики палеогеографических обстановок.
Методы исследований. Отбор образцов из естественных обнажений производился только после тщательной зачистки и детального описания разреза, при этом было обеспечено по возможности полное освещение каждого отдельного стратиграфического подразделения вплоть до наиболее дробных единиц. Скважины бурились непосредственно в водоеме или на берегу у уреза воды. Отбор образцов из кернового материала производился послойно из всех литологических разностей с шагом не менее 5 см, а внутри литологически однородных разностей бороздовым способом столбиками по 5 см.
На камеральном этапе обрабатывалась стандартная навеска образца (ЮОгр) растворялась в воде с добавлением соды или перекиси водорода (Н2О2). Плотные глины дополнительно разогревались на плитке до слабого кипения. Дезинтегрированный осадок промывался на сите с диаметром ячеи 0.052 мм. Далее отмытый осадок просматривался под микроскопом Zeiss Stemi 2000. Фотографирование проводилось под микроскопом Zeiss Diskovery.V12. Полученные изображения использовались при составлении фототаблиц с обязательным приложением масштабной линейки.
Для установления и уточнения экологических характеристик некоторых видов остракод были отобраны образцы из различных типов водоемов, находящихся в различных географических зонах. Отбор образцов производился при помощи самодельного сита, основой которого является «мельничный газ», образцы фиксировались в 70% растворе спирта. Для каждого вида велся подсчет раковин и отдельных створок, половых диморф и личиночных стадий. Приведенные в работе датировке из скважин юга Западно-Сибирской равнины предоставлены С.К. Кривоноговым, по Тургайской ложбине данные получены от С.А. Гуськова.
Основные защищаемые положения - Установлен таксономический состав и структура ассоциаций голоценовых остракод юга Западной Сибири и Тургайской ложбины, определено 35 видов, принадлежащих 20 родам, 6 семействам. Дано монографическое описание 14 видов наиболее значимых для палеоэкологических реконструкций. Проведена ревизия таксономических наименований.
На основе анализа литературных данных с использованием актуопалеонтологического изучения наиболее распространенных индикаторных видов остракод в современных водоемах Сибири и
Казахстана автором дана климатостратиграфическая типизация разновозрастных голоценовых ассоциаций.
На основе изучения состава и послойного стратиграфического распределения остракод в кернах скважин доказана синхронная смена их ассоциаций в озерных отложениях голоцена на юге Западно-Сибирской равнины и в Тургайской ложбине Казахстана.
На основе сопоставления однотипных последовательностей климатостратиграфических ассоциаций остракод с использованием палинологических данных по смежным регионам и изотопно-геохимических датировок реперных уровней в изученных разрезах выделено 2 фазы потепления и 2 фазы похолодания, сопровождавшиеся изменениями солености озер.
Научная новизна и личный вклад. Впервые проведены детальные микрофаунистические исследования голоценовых отложений оз. Белое, Чича, Ложка, Малые Чаны в южной части Западно-Сибирской равнины. Полученные результаты совместно с данными других исследователей по палинологическому анализу использованы для комплексной характеристики разрезов.
Впервые изучен таксономический состав и стратиграфическое распространение остракод в водоемах, расположенных на территории Тургайской ложбины и юга Западной Сибири, проведена региональная корреляция разрезов на основе литологических и микрофаунистических данных, установлены основные этапы изменения солености и уровня воды.
На основе изучения современных видов остракод из различных типов водоемов уточнены экологические характеристики вида Fabaeformiscandona fabaeformis (Fischer), Ilyocypris caspiensis (Negadaev) и Scordiscia vara (Liepin).
Автор принимал активное участие в проведении полевых работ и бурении большинства изученных скважин, а также в описании и опробовании кернов. Лично провел весь цикл исследований остракод и интерпретацию полученных материалов с применением современных методик изучения таксономического состава и тафономических особенностей ассоциаций остракод.
Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы для уточнения и детализации региональных стратиграфических схем четвертичных отложений юга Западной Сибири и Северного Казахстана с позиций климатостратиграфической концепции, детальных палеогеографических реконструкций этих
территорий, а в методическом плане выявленные индикаторные характеристики голоценовых ассоциаций остракод могут служить инструментом диагностики палеогеографических обстановок в континентальных палеобассейнах голоцена.
Полученные автором новые данные дополняют имеющиеся материалы по климатическим изменениям в голоцене на юге Западной Сибири и в Северном Казахстане и могут стать ретроспективной основой для построения прогнозных сценариев изменений природной среды.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на
научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (Томск,
2003), Первой Всероссийской научной школе молодых ученых-
палеонтологов (Москва, 2004), Второй Сибирской международной
конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2004),
Международной конференции «Проблемы палеонтологии и археологии
юга России и сопредельных территорий» (Азов, 2005), III
Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле» (Томск, 2005),
XIII Всероссийском микропалеонтологическом совещании
«Микропалеонтология в России на рубеже веков» (Москва, 2005), 10-ой Международной конференции по масс-спектрометрии (Калифорния, США, 2005), 4-ом Международном симпозиуме «Terrestrial Environmental Changes in East Eurasia and Adjacent Areas» (Кёнджу, Корея, 2005), V Всероссийском совещании по изучению четвертичного периода «Фундаментальные проблемы квартера: итоги изучения и основные направления дальнейших исследований» (Москва, 2007), Втором Международном полевом симпозиуме «Торфяники Западной Сибири и цикл углерода: прошлое и настоящее» (Ханты-Мансийск, 2007), 6-ой Международной конференции «Environmental micropaleontology, microbiology and meiobenthology» (Москва, 2011), Научной сессии посвященной 100-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР В.Н. Сакса («Седьмые саксовские чтения», Новосибирск, 2011).
По теме диссертации опубликовано 12 работ, из них 3—в рецензирумых журналах, рекомендованных перечнем ВАК («Вестник Томского Государственного Университета», «Доклады академии наук»).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, приложений. Работа изложена на 165 страницах, иллюстрирована 67 рисунками, 7 фототаблицами. Список цитируемой литературы включает 154 наименования, в том числе иностранных работ - 78.
