Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Материал и методы 8
Глава 2. Общие сведения о нанопланктоне, морфология, терминология и систематика 11
2.1. Строение и биология современных кокколитофорид И
2.2. Экология и географическое распространение современных кокколитофорид 14
2.3. Морфология и терминология 15
2.4. Система известкового нанопланктона 27
Глава 3. История изучения известковых нанофоссилий кампана и Маастрихта Восточно-Европейской платформы и прилегающих бластей 36
3.1. Световая микроскопия 36
3.2. Трансмиссионная электронная микроскопия 36
3.3. Сканирующая электронная микроскопия 53
Глава 4. Стратиграфия кампан-маастрихтских отложений юга Русской плиты 57
4.1. Подразделения общей стратиграфической шкалы 58
4.2. Региональные стратиграфические подразделения 59
4.3. Зональное деление по бентосным фораминиферам 61
4.4. Надгоризонты и горизонты 65
4.5. Местные стратиграфические подразделения 67
4.6. Описания разрезов 82
Глава 5. Зональное расчленение кампана и Маастрихта юга Русской плиты по известковому нанопланктону 106
5.1. Расчленение по шкалам У. Сиссинха(1977) и Дж. Барнетт (1998) 106
5.2. Границы ярусов 154
5.3. Оценка пригодности международных шкал для расчленения верхнемеловых отложений территории Восточно-Европейской платформы 163
5.4. Зональное расчленение кампанских и маастрихтских отложений юга Русской плиты 184
Глава 6. Количественный анализ комплексов нанофоссилий кампана и Маастрихта юга Русской плиты 195
6.1. Палеогеографическое положение изученных разрезов 196
6.2. Экологические группы известковых нанофоссилий 199
6.3. Количественный анализ 205
6.4. Изменения температуры поверхностных вод морского бассейна Русской плиты в кампане и Маастрихте 226
Заключение 238
Список литературы 239
Приложение 265
Палеонтологические описания 266
Фототаблицы и объяснения к ним 400
- Экология и географическое распространение современных кокколитофорид
- Трансмиссионная электронная микроскопия
- Региональные стратиграфические подразделения
- Оценка пригодности международных шкал для расчленения верхнемеловых отложений территории Восточно-Европейской платформы
Введение к работе
Актуальность. Благодаря своим мельчайшим размерам и субглобальному географическому распространению группа известкового нанопланктона в последнее время занимает одно из ведущих мест в стратиграфии мезозоя и кайнозоя океанов и континентов. Известковому нанопланктону верхнемеловых отложений Русской плиты посвящено довольно много публикаций, но несмотря на это, его изученность недостаточна. Исследования в основном были проведены в 1960-х и 1970-х годах до появления стандартных зональных шкал и до широкого использования сканирующего электронного микроскопа. Выделенные тогда зоны и слои (Шумейко, 1976; Люльева, Липник, 1981; Дмитренко, 1985, 1988) не получили признания. Поэтому остается нерешенной задача выяснения пригодности этих шкал для расчленения и корреляции верхнемеловых отложений Восточно-Европейской платформы, разработки в случае необходимости самостоятельной региональной схемы по этой группе. Особое значение имеет изучение кампанского и маастрихтского интервала в связи с тем, что в это время происходило глобальное похолодание климата, обусловившее трудности при использовании стандартной шкалы за пределами низких широт. Известковый нанопланктон является чувствительным индикатором палеотемператур и его количественный анализ позволяет восстанавливать относительные изменения температуры поверхностных вод морских бассейнов прошлого, что важно для познания климатических условий, существовавших в меловом периоде. Для верхнего мела Восточно-Европейской платформы они ранее не выполнялись.
Цель и задачи. Целью диссертационной работы является изучение систематического состава известкового нанопланктона кампанских и маастрихтских отложений южной части Русской плиты для зонального расчленения данного интервала и как основы для палеотемпературных реконструкций этого времени. Для этого необходимо было решить следующие задачи: (1) выявить систематический состав и вертикальное распределение известкового нанопланктона в наиболее полных разрезах кампана и Маастрихта Воронежской антеклизы и Ульяновско-Саратовского прогиба; (2) выделить комплексы нанопланктона, привязанные к зональным шкалам по фораминиферам и белемнитам; (3) выяснить их сходство и различие с комплексами, использованными для стандартной шкалы У. Сиссинха и бореальной шкалы Дж. Барнетт, оценив тем самым пригодность использования последних на Русской плите; (4) в случае их неприменимости разработать региональную шкалу зонального расчленения кампана и Маастрихта юга Русской плиты по известковому нанопланктону; (5) определить положение
международных границ сантон/кампан и кампан/маастрихт по нанопланктону; (6) на основании количественного анализа комплексов известкового нанопланктона восстановить изменения температуры поверхностной водной массы морского бассейна, имевшие место на протяжении кампана и Маастрихта.
Материал и методы. Для диссертации были использованы образцы, собранные автором во время полевых работ (1997-2000 гг.) в Саратовской, Ростовской, Белгородской и Воронежской областях. Также были изучены детально отобранные образцы керна из скважин 100 Бутово, 614 Ровеньки (Белгородская область) и обнажения Колбинское 147, предоставленные А.Г. Олферьевым. Всего было обработано более 650 образцов из 17 разрезов. Для большинства разрезов имеются данные по макрофауне и зональному расчленению по бентосным фораминиферам. Определения фораминифер выполнены В.Н. Беньямовским, Л.Ф. Копаевич и Л.М. Осиповой из тех же образцов, что были использованы при изучении нанопланктона.
Нанопланктон изучался в постоянных препаратах в канадском бальзаме, приготовленных из суспензии, с помощью светового микрокоскопа Axiolab Carl Ziess при увеличении х 1500. Фотографирование выполнялось как на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ), так и на световом с помощью цифровой фотокамеры и насадки. Количественные подсчеты проводились в препаратах суммарно для 200 экз. в случайно выбранных полях зрения. Основные защищаемые положения
В кампанских и маастрихтских отложениях Русской плиты присутствуют 107 видов нанофоссилий, принадлежащих к 48 родам и 17 семействам. Это несколько обедненный за счет отсутствия ряда тепловодных форм космополитный комплекс.
На Русской плите в изученном интервале невозможно применение стандартной зональной шкалы У. Сиссинха и К. Перч-Нильсен, а также бореальной шкалы Дж. Барнетт, так как в верхней части нижнего кампана и во всем верхнем кампане отсутствуют маркеры зональных границ.
Предложена оригинальная региональная зональная шкала, включающая 8 зон и 14 подзон, которая сопоставлена со шкалами У. Сиссинха и Дж. Барнетт.
Граница сантонского и кампанского ярусов находится в самой нижней части верхней подзоны локальной зоны Broinsonia рагса рагса (подошва зоны Gavelinella clementiana clementiana), а граница кампанского и маастрихтского ярусов проводится в основании локальной зоны Broinsonia рагса constricta (подошва зоны Neoflabellina reticulata).
5. В кампанском веке на юге Русской плиты происходило заметное прогрессивное похолодание поверхностных вод. Для этого времени выделены 7 фаз различных палеотемпературных обстановок. В начале Маастрихта похолодание усилилось и достигло максимума в середине раннего Маастрихта. Всего в маастрихтском веке выделено 5 фаз. В самом конце Маастрихта четко фиксируется потепление, имевшее глобальный характер.
Научная новизна
Впервые с использованием СЭМ изучен систематический состав и стратиграфическое распределение известковых нанофоссилий в кампанско-маастрихтских отложениях юга Русской плиты.
Впервые предложена зональная шкала по известковому нанопланктону, обеспечивающая детальное расчленение и корреляцию разрезов кампана и Маастрихта на всей территории юга Русской плиты.
Впервые проведен количественный палеоэкологический анализ комплексов известкового нанопланктона, на основе чего выявлены колебания температурного режима поверхностных вод морского бассейна, занимавшего южную часть Русской плиты в кампане и Маастрихте.
Теоретическое и практическое значение. Полученные данные позволяют использовать известковый нанопланктон для детального расчленения разрезов верхнемеловых отложений Русской плиты и прилегающих областей, для уточнения и детализации стратиграфической схемы верхнемеловых отложений. Результаты исследований были непосредственно использованы при разработке региональной стратиграфической схемы верхнего мела Русской платформы (Олферьев, Алексеев, 2005) и при совершенствовании легенды Госгеолкарты-1000 Центрально-Европейской серии листов третьего поколения.
Апробация. Основные положения диссертации изложены в 19 опубликованных работах, в том числе в 8 статьях. Результаты были апробированы на российских и зарубежных конференциях: Биособытия на границе мел/палеоген на южной окраине мелового бассейна - палеобиология, палеобиогеография, секвентная стратиграфия, геохимия и геохронология (Москва, 1998); 150-летию маастрихтского яруса: юбилейная конференция (Маастрихт, 1999); Международной конференции молодых ученых «Ломоносов-98» (Москва, 1998); Конференциях молодых палеонтологов МОИП (Москва, 1998, 2000, 2001); 6-ом Международном меловом симпозиуме (Вена, Австрия, 2000); Первом Всероссийском меловом симпозиуме (Москва, 2001); Международной конференции: Биособытия: их стратиграфическая летопись, примеры и причины
(Каравака, Испания, 2003); Втором Всероссийском меловом симпозиуме (Санкт-Петербург, 2004); научных сессиях программы ФЦНТП «Коэволюция экосистем в условиях глобальных изменений прошлого», Федеральной целевой программы «Экология и рациональное природопользование. Глобальные изменения климата и их вероятные последствия».
Структура и объем работы. Работа изложена на 401 странице машинописного текста и состоит из введения, 6 общих глав и заключения, которые проиллюстрированы 65 рисунками и 16 таблицами. Список использованной литературы включает 349 работы, в том числе 231 иностранных. Приложение содержит монографическое описание 107 видов, проиллюстрированное 53 рисунками и 21 фототаблицей.
Благодарности. Автор выражает особую благодарность своему научному руководителю профессору А.С. Алексееву за огромную помощь в написании работы. Автор признателен А.Г. Олферьеву за консультации, ценные замечания, подбор литературы и предоставление образцов; Л. Швабеницке (Чехия), М. Ламольде (Испания), М.К. Мелинте (Румыния), М. Ваграйху (Австрия), Д. Воткинсу (США), К. Перч-Нильсен (Швейцария) за предоставление литературы и ценные замечания; В.Н. Беньямовскому, Л.Ф. Копаевич и Л.М. Осиповой за определение фораминифер; В. Антропову и А.В. Мазину за помощь в изготовлении фотографий на СЭМ; М.К. Емельяновой за техническую работу; коллективам лабораторий протистологии и артропод ПИН РАН за поддержку в течение всего периода написания работы; B.C. Вишневской, Д.В. Барановой, П.Б. Кабанову и А.Ю. Степановой за различную помощь, моральную поддержку и полезные консультации. Автор чрезвычайно признателен член.-корр. РАН А.Ю. Розанову, Т.Б. Леоновой и Т.А. Тумановой за постоянное внимание к работе и ценные замечания. Искренняя признательность выражается М.Б. Мостовскому за постоянную неоценимую помощь в написании работы, моральную поддержку и ценные замечания.
Экология и географическое распространение современных кокколитофорид
Глубина обитания. Оптимальная глубина обитания большинства кокколитофорид составляет верхние 100 - 150 м водной толщи. В настоящее время есть данные, что некоторые представители предпочитают обитать на определенных глубинах. Одни таксоны нормально развиваются на глубинах 0 - 80 м, а другие приспособились к большим глубинам - до 120 - 220 м (Winter et al., 1994).
Соленость. Большинство кокколитофорид - типично морские организмы, обитающие при солености 35%о. Небольшое число видов кокколитофорид живут в пресных водах или в водах с очень низкой соленостью (Paasche, 1968; Таррап, 1980). Есть данные, что некоторые представители могут существовать и в гиперсоленных обстановках (при 250%о) (Таррап, 1980).
Температура. Исследования современных кокколитофорид показали, что большинство из них эвритермны и могут существовать в диапазоне температур от 1 до 31 С. Однако имеются данные, что некоторые виды приурочены к водам определенной температуры.
Географическое распространение. Кокколитофориды, подобно большинству групп фито- и микрозоопланктона, могут быть подразделены на пять главных групп: субарктические, переходные, субтропические (центральные), тропические (экваториальные) и субантарктические (Winter et al., 1994). Известковый нанопланктон представляет собой разнообразные одноклеточные планктонные организмы размером 2-63 мкм в диаметре с известковой оболочкой клетки. Предложенный Ломанном термин нанопланктон (Lohmann, 1902) объединяет планктонные организмы или их скелетные остатки (ископаемый нанопланктон) по признаку размерности, безотносительно их систематического положения. Эта неформальная группировка включает кокколитофориды, Obliquipitonella, Chrysophyta, но не включает бактериальный пикопланктон с размерностью клеток меньше 2 мкм. Нанофоссилии - фоссилии меньше 63 мкм в диаметре, исключая фрагменты или молодые формы фоссилии большего размера. Известковые нанофоссилии -нанофоссилии, состоящие из карбоната кальция.
К современному известковому нанопланктону относят одноклеточные водоросли - кокколитофориды и сближаемые с ними формы с панцирем, обычно состоящим из отдельных телец - кокколитов. Кокколит - это известковая структура, сформированная кокколитофоридами. В ископаемом состоянии встречаются почти исключительно изолированные кокколиты и довольно редко целые панцири - коккосферы. Коккосфера - это минеральная оболочка клетки кокколитофорид очень разнообразной формы. Все кокколиты делятся на две крупные группы: голококколиты и гетерококколиты. Гетерококколиты состоят из кристаллов различной формы и размера. Кристаллы обычно сгруппированы в циклы, имеющие радиальную симметрию. Голококколиты образованы множеством мельчайших (меньше 0,1 мкм) кристаллитов одинаковой формы и размера. Строение голококколитов может быть достаточно разнообразным, в наиболее простом случае - это эллиптическая пластина, состоящая из сотен ромбоэдров кальцита. К гетерококколитам относятся большинство ископаемых и многие современные формы. Они очень разнообразны по строению и могут подразделяться на ряд морфологических групп (морфотипов). Значительная часть этих групп выделяется в качестве искусственных таксонов. К группе нанолиты относятся известковые нанофоссилии, которые не имеют особенностей строения, типичных для гетеро- и голококколитов.
Коккосфера может состоять из гетерококколитов {гетерококколитофорид), либо из голококколитов (голококколитофорид). Но встречаются и комбинированные коккосфвры, состоящие из гетеро- и голококколитов. Ниже приведена краткая характеристика основных морфологических групп известковых нанофоссилий. Тремалиты (плаколиты) - кокколиты, состоящие из двух щитков, соединенных друг с другом посредством короткой трубки или вложенных друг в друга, наподобие запонки. Центральное поле обычно имеет сквозное отверстие, часто перекрытое элементами центральной структуры и может быть обрамлено стенкой из вертикально расположенных кристаллитов.
Трансмиссионная электронная микроскопия
С концом 50-х - началом 60-х годов 20 века связан переломный этап в изучении нанопланктона, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, к этому времени был накоплен уже достаточный материал, показывающий, что нанофоссилий обладают широким географическим и стратиграфическим распространением, очень разнообразны морфологически и могут успешно использоваться в стратиграфии. Второй причиной было освоение исследователями нанопланктона электронно-микроскопической техники. Внедрение в практику исследований известкового нанопланктона трансмиссионного электронного микроскопа позволило косвенно судить о структуре нанофоссилий.
Первые опыты применения электронного микроскопа были предприняты еще в начале 50-х годов прошлого столетия, но они были малоэффективны вследствие несовершенства применявшейся методики «теневого метода». Несколько фотографий, полученных таким способом, были опубликованы В.Н. Векшиной (1959, 1962), которая изучала известковый нанолланктон маастрихтского яруса (ганькинская свита) Западной Сибири, откуда ею было определено около 20 видов. Векшина (1959) описала 12 новых видов, многие из которых используются до настоящего времени, в том числе Arkhangelskiella cymbiformis Veksh., A. specillata Veksh., Micula decussata Veksh. Указан типичный комплекс нанофоссилий для Маастрихта: Arkhangelskiella cymbiformis Veksh., A. specillata Veksh., DiscoUthus glabrus Veksh., Ephippium acutiferrus Veksh., Micula decussata Veksh., Zygolithus extenuatus Veksh., Cribrosphaerella ehrenbergii (Arkh.), Coccolitus pelagicus (Wallich), Braarudosphaera bigelowii (Gran, et Braarud).
Огромный скачок в изучении нанофоссилий связан с освоением метода электронно-микроскопических, в основном углеродных реплик (Шумейко, 1962), а затем и сканирующей электронной микроскопии, позволяющей исследовать ультратонкую структуру кокколитов (Шумейко, 1971). Разработка метода электронно-микроскопических реплик разрешила проблему изучения непрозрачных для электронного пучка объектов.
Шумейко (1962) впервые применил для изучения верхнемеловых кокколитов различные вариации метода электронномикроскопических угольных реплик.
В 1967 г. С.А. Люльева впервые описала кампанский комплекс нанопланктона Днепровско-Донецкой впадины. Он насчитывает более 50 видов, среди которых наиболее часто встречающимися являются Cretarhabdus anthophorus (Defl.), Tetralithus obscurus Defl., Lucianorhabdus cayeuxii Defl., Arkhangelskiella parca Str., A. cymbiformis Veksh., Kamptnerius magnificus Defl., Cribrosphaerella ehrenbergi (Arkh.), Micula staurophora (Gardet), Zygrhablithus turriseiffeli (Defl.), Z. amphipons (Braml. et Mart.), Coccolithus pelagicus (Wallich). Несколько реже отмечались Microrhabdulus decoratus Defl., Deflandrius spinosus Braml. et Mart., Cylindralithus ex gr. serratus Braml. et Mart., Zygrhablithus octoradiatus (G6rka), Cretarhabdus? regularis (G6rka), Staurolithites bochotnicae (G6rka). Единично и спорадически представлены Zygolithusfibulus Lec.-Schl., Z chelmiensis G6rka, Staurolithites mielniensis (Gorka), Cretarhabdus decorus (Defl.), С conicus Braml. et Mart., C. ex gr. decussatus Maniv., Cribrosphaerella polygonata (G6rka), Marhasterites inconspicuus Defl., Microrhabdulus stradneri Braml. et Mart., Lithraphidites helicoideus (Defl.), Arkhangelskiella ornamenta (Carat.), Stephanolithion cf. Iqffitei Noel, Corollithion signum Str., Braarudosphaera bigelowii (Gran et Braarud), Tetralithus ovalis Str., T. gothicus Defl., Tremalithus laevis Chamr.
Из всего этого комплекса С.А. Люльева особо выделяет Cretarhabdus anthophorus (Defl.), Tetralithus obscurus Defl. и Lucianorhabdus cayeuxii Defl. et Str., считая, что в Днепровско-Донецкой впадине эти виды достигают массового развития только в отложениях кампана и могут иметь важное стратиграфическое значение. Ею были опиасаны новый род Mennerius и 6 новых видов: Chiatozygus cuneatus, Tranolithus lobatulus, Mennerius longus, M. morosus, Zygrhablithus incondiaus, Corollithion derosum. Часть из них и ныне используется, хотя под другими видовыми названиями (табл. 3.1).
В своей диссертационной работе 1967 г. С.А. Люльева для кампанско-маастрихтского интервала выделила три комплекса: кокколитовый комплекс VII установлен в кампанских отложениях, VIII, IX в маастрихтских.
Комплекс VII содержит 67 видов кокколитов. В этом интервале достигают максимума Arkhangelskiella parca Str., Lucianorhabdus cayeuxi Defl., Cretarhabdus? anthophorus (Defl.), Tetralithus obscurus Defl. Впервые в большом количестве отмечаются также Arkhangelskiella су mbiformis Veksh ., Microrhabdulus decoratus D efl., обычными формами становятся Deflandrius spinosus Braml. et Mart., Cretarhabdus? regularis (Gorka) и другие.
Комплексы VIII и IX характеризуют маастрихтские отложения, в их составе было определено 68 видов. Наряду с Arkhangelskiella cymbiformis Veksh., Micula staurophora (Gardet), Kamptnerius magnificus Defl., Cribrosphaerella ehrenbergii (Arkh.) и другими, в число доминирующих компонентов впервые входят Staurolithites bochotnicae (Gorka), Staurolithites mielnicensis (G6rka), Cribrosphaerella polygonata (G6rka) и другие. Постоянно, хотя и в небольшом количестве, отмечаются Braarudosphaera bigelowi (Gran et Braarud), ZygolilhusJibulus Lec.-Schl., Cretarhabdus decorus (Defl.). Виды, представленные большим количеством экземпляров по всему разрезу Маастрихта: Arkhangelskiella cymbiformis Veksh., Micula staurophora (Gaard.), Kamptnerius magnificus Defl., Cribrospaerella ehrenbergii (Arkh.), Staurolithus bochotnicae (Gard.), S. mielnicensis (Gard.) и другие. Виды, повышенное содержание которых наблюдалось лишь в определенных частях разреза. Для верхнего Маастрихта это Nephrolithus multicavatus (Lulieva), N. furcatus (Gorka), Zygodiscus elegans (Lulieva), для нижнего - Cretarhabdus regularis (Gorka), Microrhabdulus decoratus Defl. Виды, отмечающиеся по всему разрезу, но в небольшом количестве: Deflandrius spinosus (Braml. et Mart.), Microrhabdulus stradneri Braml. et Mart., Cretarhabdus decoratus (Gait.). Виды, представленные единичными экземплярами и встречающиеся спорадически: Zygolithus fibulus Lecal-Schl., Zygodiscus diplogrammus Defl., Tetralithus obscurus Defl., Arkhangelskiellaparca (Arkh.), Corollithion exiguum Str. и другие. В 1968 г. СИ. Шумейко применил метод электронномикро скопических углеродных реплик для изучения верхнемеловых нанофоссилий разрезов восточной части Воронежской антеклизы (Украина и район КМА), то есть окраины Днепровско-Донецкой впадины и им были описаны два новых вида Arkhangelskiella enormis и А. distincta.
С.И. Шумейко в 1969 г. изучил некоторые позднемеловые формы нанофоссилий Русской платформы (разрезы южного склона Воронежского массива, Днепровско-Донецкой впадины и окраин Донецкого складчатого сооружения) с использованием метода углеродных реплик. Изучение в электронном микроскопе позволило выявить новые особенности в морфологии форм, относящихся к роду Lithastrinus, а также считать роды Eprolithus и Radiolithus его младшими синонимами. С.И. Шумейко в этой статье описал 10 новых видов, встречающихся в кампане и Маастрихте: Arkhangelskiella verrucosa, A. clivosa, Crepidolithus rimosus, Discolithus squameus, Discorhabdus spatiosus, D. perforatus, Cyclolithus pulcher, Coccolithites Jlosculus, С stellatus, T. parvulus. В 1969 г. СИ. Шумейко обнаружил наноконусы в маастрихтских отложениях Северной окраины Днепровско-Донецкой впадины (окрестности г. Сумы) и описал два новых вида - Nannoconus spicatum и N. maslovi.
В 1970 г. СИ. Шумейко, использовав метод электронной микроскопии, исследовал формы, относящиеся к семейству Microrhabdulacea, из ряда разрезов верхнемеловых отложений юга Русской платформы (Украина, Белоруссия, Курская магнитная аномалия, Поволжье) и описал 5 новых видов: Microrhabdulus virgatus, М. orbitosus, М. reticulatus, Lithraphidites serratus и Cretarhabdus imbricis.
Региональные стратиграфические подразделения
Для верхнего мела Восточно-Европейской платформы в 1954 г. была принята первая региональная зональная шкала (Решения.., 1955), которая в основном базировалась на макрофаунистических зонах, предложенных А.Д. Архангельским (1912) для верхнего мела Поволжья. Верхняя часть верхнего мела (сенон) подразделялась на зоны Inoceramus pachti, Pteria tenuicostata, Belemnitella mucronata и Belemnitella Ianceolata. В схеме учитывалась информация по палеонтологической характеристике верхнего мела восточных, западных и южных районов Русской плиты. Впервые наряду с белемнитами и иноцерамами в нее вошло деление по аммонитам. Кампан расчленялся на зоны Gonioteuthis quadrata, G. mammillata (нижний подъярус) и Hoplitoplacenticeras coesfeldiense, Belemnitella mucronata (верхний подъярус). Нижний Маастрихт включал зону Bostrychoceras polyplocum, Belemnitella langei, а верхний - зону Discoscaphites constrictus. Последняя зона представляла совокупность подзон Acanthoscaphites tridens и Belemnitella Ianceolata, Pachydiscus neubergicus и Belemnitella americana.
Среди региональных подразделений в данной схеме приняты горизонты и лоны, причем в качестве последних использованы две параллельные шкалы, основанные на макрофаунистических комплексах и бентосных фораминиферах (табл. 4.2). Подробнее остановимся на зональном делении по бентосным форамиферам, поскольку часть изученного интервала вскрыта скважинами и коррелляция этих разрезов возможна только на микропалеонтологической основе. В некоторых естественных разрезах или карьерах также не всегда присутствуют макрофаунистические остатки, что затрудняет их корреляцию по макрофауне.
Лона Gavelinella clementiana clemetiana. Выделена B.C. Акимец (1980), устанавливается по появлению вида-индекса (табл. 4.3) и прослеживается на всей территории Европейской палеобиогеографической области, но сохранилась от размыва в ограниченном числе пунктов. Она отвечает зоне Belemnitella praecursor mucronatiformis по моллюскам, а в Германии ее комплекс известен в зоне Placenticeras bldorsatum нижнего кампана. ,,
Лона Cibicidoides temirensis. Предложена В.П. Василенко (1960). Верхняя зона нижнего кампана подразделена на две подзоны: подзону Cibicidoides temirensis и подзону Cibicidoides aktulagayensis. Они полностью эквивалентны двум верхним подзонам зоны Bolivinoides decoratus decoratus, предложенной В.Н. Беньямовским и Л.Ф. Копаевич (Beniamovskii, Kopaevich, 1998) для Европейской палеобиогеографической провинции и установленной в Западной Германии (Koch, 1977). Подзона Cibicidoides temirensis отвечает зоне Belemnitella mucronata alpha по головоногим моллюскам, а подзона Cibicidoides aktulagayensis — зоне Belemnellocamax mammillatus.
Лона Brotzenella monterelensis, установленная И.В. Долицкой (1961), является нижней зоной верхнего подъяруса кампана. Определена по появлению вида-индекса, а также Arenobulimina puschi (Reuss), Orbignyina simplex (Reuss), Eponides grodnoensis Akim. и др. Соответствует зоне Hoplitoplacenticeras coesfeldiense/Belemnitella mucronata mucronata по головоногим моллюскам и отвечает нижней аммонитовой зоне верхнего кампана общей шкалы. Западная Германия Зонлльная схема по бентосным фораминнферамЕвропейской палеобиогеографической облает»(Беньямовскпй н Копаевпч, 1998) Восток Европейскойпа леобногеографичес койобласти Запад Европейской палеобиогеографической области фораминиферам Русскойплатформы (Олферьев,Алексеев - настоящая статья) подъярусы и нх подразделения (Найпин и др., 1984а, б;Акинец, Беньямовскнй нКопаевнч, 1991) (Koch, 1977) (SchUnfeld, 1990) зоны подзоны и слои т2 mj ШЇ Hanzawaia ekbtomi/Pseudotextularia elegans BF13 Pseudotextularia elegans XXVI Pseudotextula-ria elegans Pseudotextularia elegans -1. Zonepaleocenicus/retuculata P.R. Zone Brotzenella praeacuta-Han-zawaia ekblomi ]т2 Cavelinella danica/Brotzenella praeacuta BF12 Brotzenella praeacuta XXV Gavelinelladanica т, .я т, т1 т,1 т, Bolivinoides draco draco BFM Bolivinoides draco draco XXIV Bolivinoidesdraco draco Brotzenella complanata Bolivinoides draco draco
Лона Globorotalites emdyensis. Выделена B.C. Акимец (1974), разделена на три подзоны: Globorotalites emdyensis s. str., Bolivinoides draco tniliaris и Brotzenella taylorensis, отвечающие зонам BF5, BF6 и BF7 схемы В.Н. Беньямовского и Л.Ф. Копаевич (Beniamovskii, Kopaevich, 1998). Ее нижняя граница определяется по появлению вида-индекса, а также Heterostomella foveolata (Marss.) и Orbignyina pinguis Wolosch. Подзона Globorotalites emdyensis соответствует подзоне Belemnitella langei minor/Bostrychoceras polyplocum по головоногим моллюскам, подзона Bolivinoides draco miliaris - подзоне Belemnitella langei langei/Didymoceras donezianum, а подзона Brotzenella taylorensis - нижней части подзоны Belemnitella langei najdini/Micraster grimmensis.
Лона Angulogavelinella gracilis/Bolivinoides peterssoni. Предложена В.Н. Беньямовским и др. (1973), является терминальной для кампана Восточно-Европейской платформы. Ее стратиграфический объем изменен. В региональной схеме 2002 г. зона Angulogavelinella gracilis выделяется по появлению вида-индекса, а также Spiroplectammina suturalis Kalin., Cuneus minutus (Marss.), Bolivinoides delicatulus Cushm., B. peterssoni Brotz. и присутствию в комплексе Silicosigmoilina volganica (Kuzn.) и S. epigona (Rzeh.)
Зона Angulogavelinella gracilis сопоставляется (Beniamovskii, Kopaevich, 1998) с зоной Bolivinoides peterssoni-Globorotalites hiltermanni Северо-Западной Германии (Schonfeld, 1990), которая принадлежит терминальной части зоны Micraster grimmensis-Cardiaster granulosus, венчающей разрез кампанского яруса в Западной Европе. На Русской плите зона Angulogavelinella gracilis соответствует верхней части подзоны Belemnitella langei najdini/Micraster grimmensis и зоне Belemnella licharewi/Micraster grimmensis (Практическое..., 1991). Маастрихт Лона Neoflabellina reticulata. В. Кох (Koch, 1977) выделил эту зону, которая начинает Маастрихт и обособляется по появлению вида-индекса, а также Heterostomella bullata Akim., Cibicidoides bembix (Marss.), Bolivina decurrens (Ehr.) и Pseudouvigerina cristata (Marss.). Данная лона отвечает нижней части подзоны Belemnella lanceolata.
Лона Brotzenella complanata. Впервые предложена А.А. Григялисом и др. (1974), позднее ее стратиграфический объем был несколько изменен (Акимец и др., 1983). Состоит из двух подзон - Brotzenella complanata s. str. и Bolivinoides draco draco. Первая подзона отвечает верхней части подзоны Belemnella lanceolata, верхняя - отвечает подзоне Belemnella sumensis Лона Brotzenella praeacuta-Hanzawaia ekblomi. Завершается Маастрихт зоной Brotzenella praeacuta-Hanzawaia ekblomi. Данная лона отвечает зоне Belemnitella junior-Neobelemnella kazimiroviensis no головоногим моллюскам.
Оценка пригодности международных шкал для расчленения верхнемеловых отложений территории Восточно-Европейской платформы
Благодаря микроскопическим размерам и глобальному распространению известковый нанопланктон стал чрезвычайно важной группой для решения стратиграфических проблем.
Один из первых вариантов зональности для верхнемеловых отложений был предложен в 1969 г. П. Чепеком и В. Хеем (Cepek, Hay, 1969). Он был разработан по разрезам относительно низких широт (Алабама и Канзас, США) (табл. 5.2). В кампане эти исследователи предложили выделять 5 зон (снизу вверх): Marthasterites furcatus, Arkhangelskiella ethmopora, Kamptnerius punctatus, K. magnificus, Tetralithus aculeus и плюс самая нижняя часть зоны Chiastozygus initial is. В нижнем Маастрихте выделена зона Chiastozygus initialis, а в верхнем Маастрихте - зоны Lithraphidites quadratus и Nephrolithus frequens. Последние две зоны потом стали широко использоваться для высоких и низких широт.
X. Маниви (Manivit, 1971) предложила зональную схему для мела Франции. В кампане она выделила две зоны - Kamptnerius magnificus и Arkhangelskiella specillata, а в Маастрихте три - Tetralithus aculeus, Lithraphidites quadratus и Tetralithus murus с ее бореальным аналогом зоной Nephrolithus frequens. Надо отметить, что нижняя граница зоны L. quadratus во Франции была зафиксирована ниже, чем нижняя граница в разрезах Канзаса и Алабамы. Зона Т. aculeus соответствует двум зонам, выделенным Чепеком и Хеем (1969) - Chiastozygus intialis и Т. aculeus.
П. Рот (Roth, 1973) разработал свой вариант зональной шкалы меловой системы, основанный на разрезе рейса 17 DSDP, пробуренной в центральной части Тихого океана. Для кампана предложено выделять две зоны: Eiffellithus eximius и Broinsonia рагса, а для Маастрихта три зоны: Tetralithus trifidus, L. quadratus и Micula mura.
В 1977 г. У. Сиссинх (Sissingh, 1977) опубликовал схему расчленения меловых отложений, которая впоследствии приобрела статус стандартной шкалы. Зональная шкала разработана на разрезах Западной Европы, Туниса, Турции, Омана, Нью-Джерси (США) и базируется на фиксации уровней появления или исчезновения характерных видов-индексов. Для кампана выделено 6 зон и 9 подзон, для Маастрихта - 4 зоны и 5 подзон.
Дж. Вербек (Verbeek, 1977) использовал предложенную им схему расчленения для Туниса, Южной Испании и Франции. В ней в кампане выделены зоны Broinsonia рагса, Ceratolithoides aculeus, Quadrum gothicus, а для Маастрихта - 3 зоны: Quadrum trifidum, L. quadratus и Micula mura.
Атлантического океана. В ней он в кампане выделяет зоны Broinsonia рагса и Tetralithus aculeus, плюс нижнюю часть зоны Tetralithus trifidus. Маастрихт им также разделен на три зоны: Lithraphidites praequadratus, Lithraphidites quadratus и Micula murus (бореальный аналог - зона Nephrolithus frequens). Зону Т. trifidus Д. Бакри и X. Тирштайна (1974) П. Рот предложил разделить на две зоны - собственно зону Tetralithus trifidus, соответствующую верхнему кампану и зону Lithraphidites praequadratus, которая отвечает нижнему Маастрихту.
К. Мортимер (Mortimer, 1987) опубликовал довольно дробную зональную схему расчленения, разработанную для Северного моря и опирающауюся на уровни исчезновения или появления предложенных им видов-индексов, однако эта шкала не получила признания.
К. Перч-Нильсен (Perch-Nielsen, 1985) публикует свою субглобальную схему расчленения по известковому нанопланктону, основанную на уточнении и детализации стандартной шкалы Сиссинха (1977). В зоне Aspidolithus parcus добавляется еще одна третья подзона Ceratolithoides verbeeki, а в зоне Arkhangelskiella cymbiformis выделяется верхняя третья подзона Micula mura.
Дж. Барнетт (Burnett, 1998) разработала дробный вариант бореальной шкалы, основанный на разрезах Скандинавии, Дании, Германии, Северного моря и Северной Америки. В кампанском ярусе ею выделены 4 зоны и 11 подзон, в маастрихтском - 4 зоны и 4 подзоны.
Для выяснения наибольшей пригодности схем для кампано-маастрихтских отложений Восточно-Европейской платформы проанализируем наиболее дробные шкалы: стандартную схему расчленения У. Сиссинха (Sissingh, 1977) с дополнениями Перч-Нильсен (Perch-Nielsen, 1985) и бореальную шкалу Барнетт (Burnett, 1998). Схема сопоставления зон, выделенных Сиссинхом, Перч-Нильсен и Барнетт, представлена на таблице 5.3.
В качестве независимой шкалы использована зональность по бентосным фораминиферам. В результате изучения известкового нанопланктона в кампан-маастрихтском интервале выявлены следующие особенности.
Также хорошо удается зафиксировать нижнюю границу зоны СС 18, которая устанавливается в ряде изученных разрезов (Ровеньки, Лысая Гора, Подгорное, Бутово 100) по появлению видов Broinsonia ex gr. рагса (рис. 5.21). У зонального подвида Broinsonia рагса рагса также зафиксирована диахронность первого появления.
Верхняя граница зоны на практике устанавливается с известной степенью сложности, поскольку вид-индекс Martasterites furcatus, по исчезновению которого фиксируют границу, довольно редок. Однако, как показало изучение разрезов (Ровеньки, Лысая Гора, Колбинское и Бутово 100), если имеется последовательность с хорошей частотой отбора образцов, то удается точно установить уровень исчезновения этого вида. В обнажении Колбинское 147 и Ровеньки Martasterites furcatus исчезает в нижнекампанской зоне Cibicidoides temirensis, а в разрезе Лысая Гора и 100 Бутово- в более молодой зоне Brotzenella monterelensis.
Расчленение на подзоны вызывает определенную трудность. Нижняя подзона выделяется достаточно уверенно во всех исследованных разрезах данного интервала (Ровеньки, Подгорное 170 и Бутово 100), кровля которой устанавливается по появлению Broinsonia parca constricta. Подзоны b и с разделить не удается, поскольку нижняя граница подзоны СС 18с определяется по появлению тепловодного вида Ceratolithoides verbeeki, который отсутствует в изученных разрезах.
Подошва зоны СС 19 определяется по исчезновению Martasterites furcatus и как выше уже сказано прослеживается во всех изученных разрезах. Труднее обстоит дело с установлением верхней границы зоны СС 19 по появлению тепловодного вида Ceratolithoides aculeus. Этот вид в изученных нами разрезах очень редок и мы не можем использовать его на практике. Также сложно выделить зону СС 21, Поскольку нами не были обнаружены на этом стратиграфическом уровне тепловодные представители Tetralithus (у многих авторов Quadrum=Uniplanatius), по появлениям которых определяется подошва зоны (Tetralithus nitidus) и кровля зоны (Tetralithus trifidus). Виды рода Uniplanarius встречаются в наших разрезах очень редко и их единичные находки зафиксированы на более высоких стратиграфических уровнях (разрезы Тарасовский 1, 2, Ефремово-Степановка, Белгород) (рис. 5.22). Расчленение зоны на подзоны также не представляется возможным из-за отсутствия Cylindralithus arcuatus, по появлению и исчезновению которого устанавливают нижнюю и верхнюю границы подзоны 2lb.