Введение к работе
Актуальность проблемы. Построение детальной шкалы магнитной полярности континентов - одна из актуальных проблем современной науки о Земле. В геофизике палеомагнитная шкала является основным источником информации об эволюции магнитного поля Земли, в геологии она широко применяется при стратиграфических и геодинамических построениях.
Основа общей шкалы магнитной полярности кайнозоя создана главным образом морскими магнитными съемками, однако, конкретные вопросы стратиграфии, палеогеографии и тектоники не могут решаться на базе океанской аномалийной шкалы. Для этого необходима магнитостратиграфическая шкала континентов, для построения которой важен синтез региональных магнитостратиграфических схем.
Актуальность работы по созданию континентального варианта шкалы магнитной зональности определяется еще одним принципиальным моментом. Валидность шкалы линейных магнитных аномалий, равно как справедливость гипотезы спрединга, лежащей в ее основе, наиболее доказательно подтверждаются (или опровергаются) путем ее сопоставления с магнитостратиграфической шкалой.
Для неогена первая региональная схема магнитной зональности была создана на основе морских разрезов Средиземноморья (Ryan et al., 1974). Несколько позднее подобная схема была построена для Кавказского региона, где сосредоточены многочисленные опорные разрезы морского неогена (Молостовский, 1983, 1986). Последняя долгое время оставалась основной разработкой в отечественной магнитостратиграфии неогена, однако за два последних десятилетия значительно возросли требования к точности измерений и методике лабораторных исследований. Как следствие, вполне закономерно встал вопрос о детализации и ревизии первого макета магнитостратиграфической схемы неогена Кавказа в соответствии с современными требованиями.
Помимо того, назрела проблема распространения типовой Кавказской схемы на территорию Северного Прикаспия и Нижнего Поволжья с целью создания унифицированной магнитостратиграфической схемы неогена Восточного Паратетиса. Подобная схема имеет особое значение для прикладной геологии юга Европейской России, где неогеновые отложения пользуются широким территориальным распространением, содержат практически значимые запасы полезных ископаемых и являются одним из основных объектов поисково-разведочных работ.
Для решения ряда конкретных геологических задач серьезное значение приобрели скалярные магнитные характеристики осадочных пород, которым ранее не уделялось надлежащего внимания. Работы такого плана в других интервалах шкалы выявили значительные информационные возможности петромагнетизма в стратиграфии, палеогеографии и геодинамике (Молостовский, 1967, 1986; Ф.Н.Ефимов, 1969; Туезова, 1989 и др.). Для неогена это перспективное направление до сих пор почти не разработано, хотя широкий спектр численных магнитных характеристик этих отложений на юге России создает хорошие предпосылки для их широкого использования в геологии.
Значительное внимание в работе уделено анализу основных особенностей распределения ряда главных характеристик магнитного поля по шкале геологического времени. Эта информация принципиально важна, как для понимания самой эволюции геомагнетизма, так и для оценки возможной взаимосвязи палеомагнитных и геологических событий неогена.
Целями настоящего исследования являются:
- Уточнение и детализация региональной магнитостратиграфической схемы
морского неогена Кавказской области и с " u**rr*4t—fftyfттіі р ft»iwpiiniY>
Прикаспия и Нижнего Поволжья; 1 **0<~ НАЦИОНАЛЬНАЯ^
| БИБЛИОТЕКА і
систематизация скалярных магнигньж характеристик неогеновых для детального расчленения и корреляции разрезов, геохимических и геодинамических реконструкций;
анализ основньж особенностей режима магнитной полярности в неогене на базе магнитостратиграфической шкалы.
В соответствии с поставленными целями были решены следующие основные задачи:
Изучены запасные коллекции палеомагнитной лаборатории НИИ геологии на более точной аппаратуре с использованием современных лабораторньж методик;
- обработаны новые материалы по неогену Северного Прикаспия и Нижнего
Поволжья;
Проведено сопоставление региональной магнитостратиграфической схемы неогена юга Европейской России и Закавказья со шкалой линейных магнитньж аномалий и палеомагнитной схемой Средиземноморской области;
- Систематизированы данные о скалярных магнитньж характеристиках неогеновых
отложений и выделен ряд пегромагнитньж реперов для целей практической геологии;
Произведено детальное подразделение палеомагнитной шкалы неогена и изучены некоторые особенности развития магнитного поля Земли в этот период. Защищаемые положения:
1. Региональная магнитостратиграфическая схема неогеновых отложений юга
Европейской России и Закавказья является важной составной частью общей
магнитостратиграфической шкалы континентов. Ее структурное сходство со шкалой
океанских линейных магнитньж аномалий, сводными палеомагнитными колонками
донных осадков Атлантики и Пацифики и магнитостратиграфической схемой
Средиземноморья служит веским подтверждением справедливости исходньж постулатов
палеомагнетизма и гипотезы спрединга.
-
Неогеновой шкале магнитной зональности доступно решение значительного круга задач прикладной стратиграфии. Значительным информативным потенциалом обладают и скалярные магнитные характеристики осадочньж пород, вариации которьж по шкале времени отражают специфику развития породных бассейнов и сопряженных питающих провинций.
-
По основным палеомагнитным характеристикам (частоте инверсий и асимметрии полярности) гиперзона Согдиана общей магнитостратиграфической шкалы может быть подразделена на три суперзоны: Согдиана I (хатт-сакараул, 27-20,1 млн. лет), Согдиана II (коцахур-нижний сармат, 18,2-11 млн. лет) и Согдиана III (верхний сармат-неоплейстоцен, 9,7-0 млн. лет). Подобное подразделение позволяет более полно и объективно судить об эволюции геомагнитного поля за последние ~30 млн. лет.
Научная новизна работы:
-
Впервые построена магнитостратиграфическая схема неогена Северного Прикаспия и Нижнего Поволжья. Усовершенствована магнитостратиграфическая схема неогена Кавказа и на основе двух местных схем создана провинциальная схема магнитной зональности неогеновых отложений Восточного Паратетиса.
-
Выполнено детальное подразделение палеомагнитной шкалы неогена с подразделением гиперзоны Согдиана на три суперзоны.
-
Впервые построены сводные пегромагнитные разрезы неогена Северного Прикаспия и Предкавказья.
-
Показана возможность работы с палеомагнитными коллекциями, носителями намагниченности в которьж являются аутигенные магнитные сульфиды.
5. С помощью пегромагнитньж данньж уточнены особенности смены седиментационньж обстановок в миоценовых и плиоценовых бассейнах Понто-Каспия.
Реализация результатов и практическая ценность исследований. Результаты палео- и петромагнитных исследований использованы Саратовской и Волгоградской гидрогеологическими экспедициями и объединением «Кавказгеолсъемка».
Региональная магнитостратиграфическая схема юга Европейской России и Закавказья может быть использована в стратиграфии и геологическом картировании, а сводные петромагнитные разрезы - для палеогеохимических и геодинамических реконструкций. Результаты исследований могут применяться для корреляций и детального расчленения разрезов.
Фактический материал. В диссертации использован материал, собранный и обработанный автором в процессе выполнения хоздоговорных и бюджетных исследований лаборатории палеомагнетизма НИИ геологии СГУ. Изучена коллекция из 1077 ориентированных «верх-низ» штуфов 13 скважин Северного Прикаспия и Нижнего Поволжья. Помимо того, проведено повторное палео- и петромагнитное исследование ряда коллекций из опорных разрезов Кавказа, любезно предоставленных автору ЭАМолостовским, на современной аппаратуре (9 разрезов, 1657 ориентированных штуфов).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональной научно-практической стратиграфической конференции «Проблемные вопросы региональной и местной стратиграфии фанерозоя Поволжья и Прикаспия» (г.Саратов, 2001 г.); на научной межведомственной конференции (г. Саратов, 2001 г.); на Международных семинарах по геомагнетизму (ОИФЗ РАН, п.Борок, 2000 и 2001 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура работы. Диссертация состоит из 3 глав, содержит 181 страницу машинописного текста, 9 таблиц, 28 рисунков и 31 приложение. Список литературы содержит 134 библиографических наименований.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность ЭА.Молостовскому за научное руководство диссертацией и признательность за помощь в исследованиях своим коллегам, сотрудникам палеомагнитной лаборатории НИИ геологии СГУ: О.ВАбакшину, АБ.Богачкину, АН.Гришанову, ВАФомину и И.Ю.Фролову. Автор признателен О.ЮАндрушкевичу за содержательные советы и консультации, при статистической обработке палеомагнитных данных.
