Введение к работе
Актуальность проблемы. Стратиграфическая основа лпбых геологических работ, и особенно геолого-съемочных, требует на современном этапе изучения значительного детального расчленения и обоснования принципов дальнейшего ее совершенствования. Современно качественную основу в лпбых палеонтологостратиграфи-ческих построениях составлявт зональные «калы. Выделение зональных подразделений по различным группам фауны позволяет проводить точнеймие корреляции различных разрезов в значительно разобщенных регионах, определять их положение относительно Международной стратиграфической жкалы, а также и совершенствовать зональнуо основу этой акалы.
Объектом настоящей работы является граптолиты и содержание их палеозойские толви Средней Сибири. Несмотря на то, что граптолиты, как одна из вавнейвих групп для разработки конкретных зональных вкал нижнего палеозоя и для теоретического осмысливания Фундаментальных вопросов стратиграфии, изучались продолжительное время, целый ряд вопросов остается пока не ревенным. Так, много проблематичных моментов в понимании их биологической природы, в характере их пловддного распределения и стратиграфического распространения. Неоднозначно оценивается и корреляционная значимость граптолитовых зон при глобальных и межрегиональных построениях. Наиболее дискуссионный является создание на основе граптолитовых зон зональной части Международной стратиграфической пкалы.
Средняя Сибирь, иаевзая как платформеннув (центральная часть), так и складчатуи (ианая часть) геологические структуры, содерянт в своих разрезах богатые комплексы нижнепалеозойской Фауны, в том числе граптолитов. и несет ценнув информации для понимания эволвцин древних биот и обстановок осадконакопления.
Цель и задачи работы. На основе комплексного изучения граптолитов (определение закономерностей их географического распространения, эволоционной направленности их Филогенетических линий, характера симбиотических связей и реакций на изиенявци-еся геохимические особенности среды их обитания) разработать региональнне граптолитовне зональные пкалы кембрия, ордовика и
силура основных регионов Средней Сибири: Сибирской платформы. Салаира, Горного Алтая, Тувы, а также сводных зональных грапто-литовых ікал для всей Средней Сибири. Основными задачами работы является:
-
Монографическое изучение граптолитов Средней Сибири.
-
Выяснение направлений эволюции граптолитовых сообществ при анализе трендов морфологических изменений в фил о линиях..
-
Определение палеоценотических взаимоотношений граптолитовых сообществ с другими организмами и со средой обитания.
-
Реконструкция с использованием граптолитовой зональной стратиграфии ландшафтов дна палеобассейнов и выявление закономерностей пространственного распространения граптолитовых ассоциаций Сибири, на основе определения принципов и критериев для палеозоогеографического районирования по этой группе фауны.
-
Определение ранга, объема и положения границ региональных подразделений на основе зональных граптолитовых акал.
-
Определение взаимоотношений зон с ярусами Международной и горизонтами Региональных стратиграфических екал.
Фактический материал. Основой работы послуаили более чем двадцатилетние исследования автора по стратиграфии и граптоли-там кембрия, ордовика и силура Сибири, как при тематических работах, так и при проведении Государственной геологической съемки масштаба 1:50 000 и 1:200 000 (ответственные исполнители В.Н.Токарев. Л.Л.ЗейФерт. Л.ft.Гладких, А.В.Кривчиков. А.Н.Мам-лин). Источником материала явились опорные разрезы ордовика и силура во всех фациальных зонах Горного Алтая, Салаира, Кузнецкого Алатау, Горной Іории. Материал с Сибирской платформы и Тувы был получен от руководителей иследовательских группе Г.И. Тесаков, А.В.Каныгин, А.Г.Ядренкина, Н.П.Кульков. Л.В.Огиенко).
Изучено около сотни разрезов, собраны граптолиты из многих сотен местонахождений. Наиболее благоприятными для изучения граптолитов ь разработки зональной стратиграфии явились разрезы в Чарыжско-Ннской, Уйменско-Лебедской фациальных зонах Алтая и в северо-западной части Бердско-Ельцовской зоны Салаира.
В качестве сравнительного материала автор использовал коллекции и стратиграфические материалы полученные им самим или его коллегами (Д.Л.Кальо, Т.Н.Корень, Р.Ф.Соболевская, А.И.Ким, М.В.Ерика, В.Е.Дмитровская, М.К.Аполлонов, С.В.Рожнов, Г.Р.Іиж-
кина. Г.П.Абаимова. Т.В.Лопувинская. С.И.Доронина, Й.В.Тимохин, В.Г.Хромых, Ю.Л.Пельман, С.У.Вагапов. Н.А.Берзин, Н.В.Олениче-ва. L.Teller. P.Storch, M.Kunst, G.Kraft, P.Kraft. Ge Hei-yu. Hang Xiao-fens. Chen Xu, R.B.Rickards, P.Dunan. J.Talent) при полевых исследованиях и геологических экскурсиях в Эстонии, Казахстане, Язбекистоне, Кыргызстане, Таджикистане, в Ленинградской, Московской и Ярославской областях Русской платформы, на Колыме и Дальнем Востоке, в Свентоквистских горах и Судетах (Полыа), в Баррандиене (Чехо-Словакия), в Озерном районе (Англия), в Ноффате (Вотландия), в районах Вхан, Нанкин и Лнгван (Китай), в северном Квинслэнде (Австралия).
При монографическом изучении граптолитов диссертант для сравнения сибирских таксонов с одноименными таксонами из других регионов изучил типовой материал, хранящийся в различных музеях: в Институте Палеобиологии имени Козловского Польской АИ в Варваве, в Иегелонском Университете в Кракове (Польва), в Национальном музее им. Барранда в Праге (Чехо-Словакия), в Иузее Природы в Рикицанах (Чехо-Словакия), в Нанкинском Институте Геологии и Палеонтологии (Китай), в Седмвикском музее в Кембридже (Англия), в Австралийском Национальном музее в Сиднее, в музее Эниверситета Макквори в Сиднее (Австралия), в Центральном геологическом музее имени Ф.Н.Черннвева в Санкт-Петербурге, в Институте Геологических Наук Казахской АН в Алма-Ате. в Институте геологии Академии Наук Эстонии в Таллинне, в Центральном Сибирском геологическом музее в Новосибирске, в ПГО "Тавкентге-ология".
Методы исследований. В процессе работы над диссертацией автор ревал больвинство поставленных перед собой задач на основе метода актуализма. воссоздавая палеообстановки среды обитания морских организмов и протекаввие в то время процессы осадкона-копления через изучение современных условий и процессов, исходя из того, что чем древнее рассматриваемый геологический срез, тем значительнее и отличия сравниваемых параметров. Это осу-вествлялось на основе полевых наблюдений (послойное описание разрезов с определением всех характеристик палеообстановок и их изменчивости по плокади. со сбором всех групп фауны и установлением прижизненных взаимоотновений этих групп друг с другом и со средой их обитания), а такве лабораторных исследований (оп-
ределение геохимических характеристик отдельных образцов пород, определение таксономического состава комплексов древних организмов), на основе сравнительного анализа со сходными современными обстановками осадконакопления и с их воздействием на формирование ныне іивццих комплексов организмов и с помощью выявления возможных аналогов среди типов взаимоотномений у ряда современных групп морских организмов.
Основные заживаемые положения и выводы.
-
Взаимоотножения комплексных зон в зональных граптолито-вых жкалах являются отражением синхронных морфологических изменений в независимых филогенетических линиях граптолитов.
-
Граптолиты (классы Craptoloidea и Stereosrtolonata), как вымержая группа животных и ныне живущие птеробранхии (класс Pterobranchia) находятся в ближайжих родственных отножениях, а их объединенная граптолито-птеробранхиевая группа по типам построения колоний и соотновениям полиморфных зооидов резко отличается от всех других, даже близких к ним групп животных.
-
Единая система уровней интеграции жизненных форм граптолитов имеет следуюций вид: индивид > псевдоколония > колония > группа колоний > кормидий > кормус (синрабдосома).
-
Граптолиты, как зоопланктон, являлись переходным звеном (первичным консументом) в лицевых цепях морских палеоценозов между основными первичными фитопланктонными продуцентами (акри-тархи и хитинозои) и остальными животными-консументами.
-
В Средней Сибири в ордовике существовала Южно-Сибирская граптолитевая палеозоогеографическая провинции, с рядом подпро-винций и регионов, а в силуре - Сибирская граптолитовая провинция, с двумя подпровинциями (Северо-западно-Центральноплатфор-менной и Йлтайско-Тувинской) и рядом регионов.
Научная новизна. Личный вклад.
І. На основе новых геологических данных (составление послойных разрезов, детальных геологических планов, сбор новых палентологических коллекций) и анализа филогенетического развития граптолитов впервые обобщен весь таксономический состав этой группы Фауны на Сибирской платформе (средний кембрий -нижний силур), на Горном Алтае (средний кембрий - нижний силур), на Салаире (ордовик - нижний силур), в Кузнецком йлатау (верхний кембрий - нижний ордовик), в Горной Нории (нижний ор-
довик), в Туве (верхний ордовик - нижний силур), в Западном Саяне (нижний силур). К настоящему времени в Средней Сибири установлено 363 вида и подвида граптолитов, относящиеся к 121 роду. Впервые для Сибири автором настоящей работы монографически описаны 143 таксона, а 197 таксонов определены в различных коллекциях. 23 таксона среднесибирских граптолитов, опреде-ляваихся ранее без участия автора, привлечены к анализу только после их переизучения в музейных коллекциях.
-
На современной основе последовательной смены комплексов граптолитов разработаны региональные зональные их вкалы для среднего-верхнего кембрия Сибирской платформы; ордовика Горного Алтая, Салаира, Сибирской платформы; нижнего силура Горного Алтая, Сибирской платформы, Тувы.
-
Для целей межрегиональных и глобальных корреляций на основе региональных икал созданы новые сводные шкалы граптоли-товых зон для ордовика и силура Средней Сибири.
-
Для региональных стратиграфических построений предложены стратотипы граптолитовых зон и эталонные разрезы ряда непрерывных последовательностей таких зон.
-
На новой, "биологической" основе (трофические и симбио-тические связи) впервые выполнены реконструкции взаимоотношений планктонных граптолитовых сообществ с сообществами других планктонных организмов - акритарх и хитинозой.
-
Впервые изучены и даны на основе метода актуализма интерпретации возможных взаимоотнонений граптолитовых сообществ с реконструированными ландшафтными формами дна палеобассейнов и предполагаемыми химическими параметрами среды их обитания.
?. Разработана единая система в подходе анализа и интерпретации уровней интеграции жизненных форм граптолитов.
8. На основе площадной дифференциации граптолитовых сообществ обосновано палеозоогеографическое районирование Средней Сибири на различных возрастных срезах.
Практическая ценность и использование полученных результатов. Предлояенные зональные граптолитовые шкалы Сибири служат основой для разработанных и утвержденных МСК в 1983 году региональных стратиграфических икал ордовика и силура АлтаеСаянской складчатой области и Сибирской платформы. Именно эти граптолитовые икалы используются при совериенствовании стратиграфи-
ческой основа при проводимых тематических и геолого-съемочных работах. С их поможьв можно реіать .целый комплекс стратиграфических задач дробного расчленения и точной корреляции осадочных тол», а такие по ревизии и упорядоточенив местной стратиграфической терминологии.
В процессе работы по Международной программе геологической корреляции по заказу Ордовикской подкомиссии Международной стратиграфической комиссии при Международном совзе геологических наук совместно с З.Е.Петруниной. Е.А.Елкиннм, A.M.Обутом составлена по международному стандарту и издана на английском языке корреляционная стратиграфическая схема ордовика западной части Алтае-Саянской складчатой области.
Апробация работы. Главные положения диссертации докладывались на различных региональных, всесоюзных и международных конференциях, совещаниях, коллоквиумах, полевых геологических экскурсиях. Среди них можно отметить: заседания ордовикской и силурийской комиссий МСК СССР (Ленинград, 1972. 1981, 1982, 1987; Москва, 1983); II, III, ІУ, V Всесоюзные коллоквиумы по граптолитам (Таллинн, Зстония. 1973; Алма-Ата, Казахстан, 1979; Фрунзе-Бенкек, Кыргызстан. 1983; Вильнюс, Литва, 1988); заседания Сибирской региональной стратиграфической комиссии МСК СССР (Новосибирск, 1974, 1976, 1979); всесоюзное совещание "Экосистемы в стратиграфии" (Владивосток, 1978); региональные стратиграфические совещания по палеозою Сибири (Новокузнецк, 1978, 1986. 1991; Бийск. 1985. 1988, 1990; Новосибирск. 1990); XIU Тихоокеанский научный конгресс (Хабаровск, 1979); II и IV Международные конференции по граптолитам (Кембридж, Англия, 1981; Нанкин. Китай, 1990); всесоюзное совещание "Теория и опыт экостратиграфии" (Таллинн, Эстония, 1982); II Международный симпозиум по девонской системе (Калгари, Канада, 1987); III Международный симпозиум по кембрийской системе (Новосибирск, 1990); заседание БританоИрландской группы по граптолитам (Эдинбург, Іотландия, 1991); всесоюзное совещание "Геодинамика, структура и металлогения складчатых сооружений Юга Сибири" (Новосибирск, 1991); XXXVIII сессия ВПО (Новосибирск, 1992); геологические экскурсии в рамках глобальной корреляции ордови-ко-силурийских отложений (Колыма, 1979; Кыргызстан. 1988; Алтай. 1988. 1990. 1991).
По теме диссертации опубликовано 100 работ, в том числе одна персональная монография и пять монографий в соавторстве, есть статей на английском языке опубликовано за границей. Три научно-производственных отчета зачтены с участием диссертанта.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, заключения, списка литературы, приложения и семи основных разделов: I. История изучения граптолитов Средней Сибири, II. Стратиграфическое и географическое распространение граптолитов Средней Сибири, III. Биологическая природа граптолитовнх сообществ Средней Сибири. IV. Вопросы систематики и таксономии граптолитов Средней Сибири. U. Филогенетические связи в граптолитовнх сообществах Средней Сибири, UI. Биохронология по грап-толитам Средней Сибири. UII. Зоогеографическое районирование по среднесибирским граптолитам.