Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. История изучения пограничного интервала кампана маастрихта и проблема глобальной корреляции подошвы маастрихта 11
1.1. История изучения пограничного интервала кампана-маастрихта в Западной Европе 11
1.2. История изучения пограничного интервала кампана - маастрихта на Восточно-Европейской платформе 15
1.3. Актуальность определения положения границы кампана-маастрихта на Русской плите . 22
1.4. Магнитостратиграфические изучения границы кампана-маастрихта 25
ГЛАВА 2. Методика работ 32
2.1. Выбор объектов исследований и полевые работы 32
2.2. Лабораторные исследования, анализ и интерпретация данных
2.2.1. Петромагнитные и магнито-минералогические исследования 35
2.2.2. Палеомагнитные исследования 41
ГЛАВА 3. Результаты исследований. 53
3.1. Разрез «Большевик» 54
3.2. Разрез «Коммунар» 61
3.3. Разрез «Хвалынск» 67
3.4. Разрез «Нижняя Банновка»
3.4.1. Литология 70
3.4.2. Биостратиграфия 76
3.4.3. Магнитостратиграфия 85
3.5. Разрез «Актолагай» 97
3.5.1. Литология и биостратиграфия 98
3.5.2. Магнитостратиграфия. 102
3.6. Разрез «Чахмахлы» 105
3.7. Разрез «Токма» 107
ГЛАВА 4. Решение стратиграфических задач на основе палеомагнитных и петромагнитных данных по пограничному интервалу кампана–маастрихта юго-востока русской плиты 110
4.1. Прослеживание уровня нижней границы маастрихта в разрезах юго-востока Русской плиты и Горного Крыма 110
4.1.1. Поволжье (Саратовское Правобережье) 110
4.1.1.1. Разрезы «Большевик» и «Коммунар» (г. Вольск) 110
4.1.1.2. Разрез «Хвалынск» 113
4.1.1.3. Разрез «Нижняя Банновка»
4.1.2. Плато Актолагай. 120
4.1.3. Горный Крым. 123
4.2. Решение задач местной и региональной стратиграфии на основе палеомагнитных и петромагнитных данных 125
4.2.1. Обоснование позднемаастрихтского возраста карбонатно-терригенной толщи лохской свиты на юге Саратовского Правобережья. 125
4.2.2. Обоснование среднекампанского возраста отложений на плато Актолагай 126
4.2.3. Дополнительные критерии для границ местных стратиграфических подразделений. 1 4.2.3.1. Север Саратовского Правобережья. 127
4.2.3.2. Плато Актолагай. 130
ГЛАВА 5. Реконструкции некоторых условий осадконакопления в кампанских-маастрихтских бассейнах юго-востока русской плиты и горного крыма на основе палеомагнитных и петромагнитных данных . 132
5.1. Оценка длительности перерыва в осадконакоплении. 132
5.2. Оценка темпов формирования разных типов пород. 133
5.3. Оценка скорости маастрихтской трансгрессии на севере Саратовского Правобережья. 134
5.4. Реконструкции некоторых условий осадконакопления в разрезе «Нижняя Банновка». 134
5.5. Петромагнитные данные, как возможный индикатор повышенных концентраций космогенных частиц 138
5.5.1. Разрез Большевик (г. Вольск) 138
5.5.2. Актолагай 142
5.5.3. Разрез Нижняя Банновка. 145
5.5.4. Горный Крым. 146
Заключение 149
Список сокращений и условных обозначений 151
Список литературы
- Актуальность определения положения границы кампана-маастрихта на Русской плите
- Разрез «Нижняя Банновка»
- Разрезы «Большевик» и «Коммунар» (г. Вольск)
- Петромагнитные данные, как возможный индикатор повышенных концентраций космогенных частиц
Введение к работе
Актуальность работы. Проблема глобального трассирования
уровня нижней границы маастрихта от точки глобального стратотипа
границы (ТГСГ, GSSP, «золотой гвоздь») яруса в разрезе Терсис
(Франция) (Odin, Lamaurelle, 2001) является актуальной задачей
стратиграфии верхнего мела. Значительные успехи в прослеживании
подошвы маастрихта, достигнутые в Северо-Западной, Южной Европе и
Северной Америке, практически, не коснулись территорий Европейской
России и ближнего Зарубежья. Проблема нижней границы
маастрихтского яруса Восточно-Европейской платформы (ВЕП), как и на
территории всей России, возникшая после утверждения «золотого гвоздя»
маастрихта в Международной стратиграфической шкале (МСШ), не
решена до настоящего времени. Определению уровня подошвы
маастрихта по аналогии с GSSP - по появлению аммонита Pachydiscus
neubergicus, препятствует отсутствие находок этого тетического аммонита
на Русской плите (РП), которая принадлежит к Бореальной надобласти. К
сожалению, не только по аммонитам, но и по другим палеонтологическим
данным, бореальные разрезы ВЕП не сопоставляются напрямую с
западнотетическим разрезом Терсис. Корреляция возможна только путем
хронологической взаимозаменяемости признаков через
североевропейские (датские, северогерманские) разрезы. Для контроля изохронности прослеженного таким образом уровня подошвы маастрихта, наряду с биостратиграфическими материалами, необходимо привлечение непалеонтологических признаков – геомагнитных инверсий и изотопных аномалий.
Магнитостратиграфическое изучение пограничного интервала
кампана–маастрихта РП актуально также в связи с совершенствованием
местных и региональных стратиграфических схем.
Магнитостратиграфические схемы являются обязательным атрибутом среднемасштабных геологических съемок нового поколения на территории России, но палеомагнитные данные по кампану–маастрихту ВЕП до последнего времени практически отсутствовали.
Отдельным аспектом магнитостратиграфических исследований является изучение скалярных магнитных характеристик пород, эффективность использования которых для решения задач региональной геологии продемонстрирована при исследовании пород различного возраста и генезиса (Молостовский, Храмов, 2007; Evans, Heller, 2003 и др.). Геологическая информативность и экспрессность получения сведений являются достоинствами петромагнитного метода,
определяющими актуальность его применения для выяснения
особенностей состава, строения и формирования терминального мела РП.
Цель работы. Изохронное прослеживание по комплексным
(биостратиграфическим, магнитостратиграфическим и изотопным)
данным подошвы маастрихта от GSSP яруса до юго-восточной окраины
Восточно-Европейской платформы, уточнение схемы верхнего мела
Среднего–Нижнего Поволжья и реконструкция условий седиментации в
кампанских–маастрихтских бассейнах на территории юго-востока
Русской плиты на основе полученных палео- и петромагнитных материалов.
Для достижения поставленных целей необходимо было решить
следующие задачи: 1. Провести детальное палеомагнитное и
петромагнитное опробование опорных разрезов кампана–маастрихта юго-
востока РП, в рамках их комплексных исследований, включающих
литолого-седиментологические описания, сборы макрофауны и отбор
проб по системе «образец в образец» на микропалентологические
(фораминиферы, радиолярии, известковый наннопланктон, диноцисты),
палеомагнитные, петромагнитные, изотопные и геохимические анализы.
2. Выполнить лабораторную обработку петромагнитных и
палеомагнитных образцов, компонентный анализ, построить
магнитостратиграфические разрезы. 3. В совокупности с
палеонтологическими и физико-химическими материалами провести геологическую интерпретацию палео- и петромагнитных данных.
Фактический материал. За время полевых работ (2012-2014 гг.) при участии автора была собрана коллекция из 740 ориентированных штуфов из пяти опорных разрезов кампана–маастрихта на юго-востоке Русской плиты: Большевик, Коммунар, Хвалынск, Нижняя Банновка – в Саратовском Правобережье и плато (Казахстан). Учитывая важность Крымско-Кавказкой области при прослеживании подошвы маастрихта, как связующего звена между Тетическим поясом и Европейской областью, в Крыму проведено магнитостратиграфическое опробование двух разрезов пограничного интервала кампана–маастрихта: Чахмахлы и Токма, которые охарактеризованы белемнитами, планктонными (ПФ) и бентосными фораминиферам (БФ). Суммарная мощность опробованных обнажений составила около 500 м. В общей сложности, палео- и петромагнитным исследованиям подвергнуто более 2000 образцов.
Защищаемые положения.
1. На юго-востоке Русской плиты в разрезах Большевик, Коммунар
(г. Вольск, Саратовское Поволжье) и плато Актолагай (юг Прикаспия,
Казахстан) обоснован уровень подошвы маастрихта, изохронно
прослеженный по комплексу био-, магнитостраграфических и изотопных данных от GSSP яруса (разрез Терсис, Франция).
-
Уточнена схема верхнего мела для южной части Ульяновско-Саратовского прогиба: в разрезе Нижняя Банновка установлен позднемаастрихтский возраст лохской свиты, относимой ранее к нижнему маастрихту; в разрезе Большевик предложены петромагнитные критерии для идентификации подошвы радищевской свиты.
-
На основе палео- и петромагнитных данных реконструированы особенности седиментации на юго-востоке Русской плиты в кампане и маастрихте: оценены скорости формирования карбонатных отложений и маастрихтской трансгрессии в пределах Вольской и Хвалынской впадин, длительности перерывов в осадконакоплении в вольских разрезах и разрезе Нижняя Банновка; в Саратовском Поволжье (разрезы Большевик и Нижняя Банновка) и на юге Прикаспия (плато Актолагай) установлено обогащение космогенным веществом осадков, формировавшихся в конце маастрихтского века.
Научная новизна. 1. Впервые получены магнитостратиграфические
данные по опорным разрезам пограничного интервала кампана–
маастрихта Саратовского Правобережья (Вольск и Хвалынск), Южного
Прикаспия (плато Актолагай) и Горного Крыма (Чахмахлы, Токма).
2. Впервые получены изотопные данные по кампану – маастрихту
Саратовского Поволжья и Прикаспия. 3. Впервые подошва маатрихта на
Русской плите обоснована по комплексу био- и
магнитостратиграфических данных. 4. Впервые обосновано наличие
верхнего маастрихта на юге Саратовского Правобережья. 5. Впервые для
терминального мела Саратовского Поволжья, на основе палеомагнитных
данных, проведены расчеты скоростей осадконакопления, длительности
перерывов, скорости трансгрессии. 6. Впервые рассчитаны
палеомагнитные полюса для кампана– маастрихта юго-востока Русской плиты. 7. Впервые в ряде разрезов установлены интервалы, обогащенные космогенным веществом.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные позволили решить фундаментальную стратиграфическую проблему – изохронно проследить уровень подошвы маастрихта от GSSP яруса до юго-востока РП. Уточненная стратиграфическая схема маастрихта Саратовского Поволжья необходима для проведения геологосъемочных работ в регионе. Палео- и петромагнитные данные позволили решить задачи, связанные с детальным расчленением, корреляцией разрезов и реконструкциями условий формирования пород.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались автором на Всероссийских совещаниях «Меловая система России» (Геленджик, 2012; Владивосток, 2014), Международной школе-семинаре «Проблемы палеомагнетизма и магнетизма горных пород» (Казань, 2013), Всероссийском совещании «Геологические науки - 2014» (Саратов, 2014), Всероссийской молодежной конференции «Трофимуковские чтения – 2015» (Новосибирск, 2015), Всероссийской школе-семинаре по проблемам магнетизма и палеомагнетизма горных пород, (Москва–Борок, 2015), семинаре «Актуальные проблемы стратиграфии, седиментологии и эволюции биосферы» (Новосибирск, 2015). Результаты исследований привлечены в научные отчеты по проектам РФФИ (№ 12-05-00196-а) и Минобрнауки России (госзадание в сфере научной деятельности № 1757). По теме диссертации опубликовано 15 работ, из которых 3 в журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация, объемом 177 страниц, состоит из 5 глав, введения и заключения. Она содержит 2 таблицы и 39 рисунков. Список литературы включает 185 наименований.
Актуальность определения положения границы кампана-маастрихта на Русской плите
История стратиграфии меловых пород тесно связана с именем известного французского палеонтолога А. Орбиньи, который в 1842 г. подразделил отложения, соответствующие верхнему отделу меловой системы в современном его понимании, на три яруса: сеноманский, туронский и сенонский. К сенону были отнесены карбонатные породы, преимущественно белого цвета, широко распространенные в южной части Парижского бассейна, и известные на тот момент под названием «белый мел». (Найдин, 1958)
В 1849 г. А. Дюмон предложил, из отложений, относимых в Бельгии после работы А. Орбиньи к сенону, выделять «маастрихтскую систему» (хотя отложения маастрихта не развиты в Парижском бассейне, он неоднократно включался в состав сенона). Название было дано от г. Маастрихт в южной части голландской провинции Лимбург, к югу от которого расположена гора Сен-Пьер (Санкт-Питерсберг), являющаяся стратотипической местностью маастрихтского яруса. (Найдин, 1987; Стратиграфия СССР, 1986). Первоначально к «маастрихтской системе» А. Дюмон относил весь вскрытый близ г. Маастрихта разрез, но вскоре ограничил ее верхней частью, получившей в литературе наименование «туфов Маастрихта» или «туфового мела Маастрихта». Вследствие чрезвычайно сложных взаимоотношений между отдельными слоями верхнего мела в Бельгии и Голландии и весьма больших затруднений, возникших при сопоставлении с другими районами, объем маастрихтского яруса дальнейшими исследователями понимался различно, причем от первоначального объема маастрихта не осталось и следа. Уже ко второй половине XX века стало ясно, что стратотипический разрез маастрихта (карьер ENCI) охватывает лишь небольшой диапазон верхнего маастрихта в современном его понимании (Найдин, 1958; 1978).
Большую роль в детализации сенонского яруса сыграли работы Г. Кокана для юга Франции. В разрезах Аквитании этот геолог различает четыре самостоятельных яруса, в числе которых кампанский и дордонский, в совокупности, соответствующие стратиграфическому интервалу, занимаемому сеноном А. Орбиньи. Ярусы Г. Кокана, за исключением дордонского, получили всеобщее признание и заняли прочное место в стратиграфических схемах. Дордонский ярус, приблизительно отвечающий ранее выделенному маастрихтскому, по праву приоритета был заменен последним (Стратиграфия СССР, 1986). Уже после установления яруса Г. Кокан указал на ранее изученные обнажения на правом берегу р. Дронн у замка Обтер как на полный разрез кампана с обеими границами. В действительности, как выяснили Г. Арно (1876 — 1897 гг.) и А. Гроссувр (1893 — 1901 гг.), в обтерском разрезе обнажается только верхняя часть яруса. Верхнюю границу кампана Г. Кокан провел по кровле пачки С (или по подошве слоя R1 Г. Арно), а Г. Арно – по подошве зоны (или пачки) F. Много позже, при сопоставлении разреза с объектами на территории Северной Европы, было установлено, что граница приурочена не к подошве, а примерно к середине зоны R1, так как в вышележащих слоях были найдены виды, характерные для маастрихта Южной Европы и запада Средней Азии (Стратиграфия СССР, 1986).
Изучение разрозненных обнажений в стратотипическом районе кампана (в департаментах Шаранта и частично Приморская Шаранта, Франция) в дальнейшем было пополнено наблюдениями Ж. Плате в 1977 г., однако положение верхней границы яруса не могло быть им определено, так как не было доказано присутствие здесь, как и во всей северной части Аквитанского бассейна, маастрихтского яруса.
В 1908-1911 гг. Ог включил в маастрихт верхние горизонты верхнего мела Парижского бассейна, полагая, что нижняя граница этого яруса должна проводиться по подошве мукронатовых слоев северо-западной Европы. В 1927 г. Лериш провел основание маастрихтского яруса в Бельгии по подошве мела Спьенн, а Гроссувр считал маастрихт лишь фацией кампана (Найдин, 1958).
В 1954 г. был образован Маастрихтский комитет, объединивший усилия геологов и палеонтологов ряда стран по изучению стратотипа маастрихтского яруса. На Копенгагенском конгрессе (1960 г.) комитет был преобразован в Комитет по стратиграфии верхнего мела Стратиграфической комиссии Международного геологического конгресса. С 1964 г. при комитете существовала Маастрихтская рабочая группа (Найдин, 1978).
К этому времени граница между кампанским и маастрихтским ярусами проводилась между зонами Bostrychoceras polyplocum и Hoploscaphites ex gr. constrictus, по появлению аммонитов Acanthoscaphites tridens и примитивных белемнелл Belemnella lanceolata, или уровню, на котором белемниты Belemnitella ex. gr. langei внезапно сменяются массовыми находками ростров Belemnella (Бискэ, Прозоровский, 2001; Стратиграфия СССР, 1986).
В 1995 году в Брюсселе состоялся II Международный симпозиум по границам ярусов меловой системы. В связи намеченной за многие годы потребностью в наиболее точной международной фиксации ярусных границ меловой системы (возможность осуществления которой в значительной мере обусловлена успехами, достигнутыми физическими и химическими методами стратиграфической корреляции) Бюро Международной стратиграфической комиссии Международного союза геологических наук предложило пересмотренный вариант своих руководящих указаний по стратиграфии, в котором, в частности, отмечается, что ярусные границы устанавливаются с помощью GSSP (Global Boundary Stratotype Section and Point – точка глобального стратотипа границы). GSSP – это описанная в публикациях стратиграфическая граница, установленная в конкретном разрезе определенной последовательности слоев; служит стандартом для установления и распознавания границы между двумя стратиграфическими (хроностратиграфическими) единицами (Найдин, 1996, 1998).
Разрез «Нижняя Банновка»
Тщательный анализ не обнаружил никакой зависимости знака полярности от состава, цвета, петромагнитных характеристик и других особенностей пород. Относительно надежные, основанные на результатах количественного анализа, магнитополярные определения не противоречат, а, напротив, удачно вписываются в структуры палеомагнитных колонок, намеченных по качественным признакам. Все эти обстоятельства, в совокупности, позволяют признать результаты нашей магнитополярной интерпретации полученных данных пригодными для проведения магнитостратиграфических операций. 25% образцов от общего объема коллекции были забракованы, потому что по ним невозможно было даже предположительно судить о знаке полярности. Однако эти образцы спорадически рассеяны по разрезам и не сказываются на общем впечатлении о палеомагнитной структуре колонок.
Полевые тесты. Важной частью палеомагнитных исследований является статистический анализ выделенных компонент, применение тестов и методов обоснования первичности намагниченности. В настоящей работе, к сожалению, тесты складки и кругов перемагничивания невозможно было использовать из-за субгоризонтального залегания слоев во всех изученных разрезах. Тест обращения применялся весьма ограниченно, в основном для палеомагнитных результатов по наиболее сильномагнитным и стабильным образцам из кампана г. Вольска.
Тест (метод) обращения Ирвинга-Криера – это способ выделения и оценки направления древней компоненты Jn по прямо и обратно намагниченным одновозрастным породам одного объекта. Первичная остаточная намагниченность таких пород должна отличаться на 180. Если принять, что вторичные компоненты в равной мере участвуют в Jn прямой и обратной полярности, то поворот на 180 одной из намагниченностей по отношению к другой и сложение после этого их нормированных векторов приведет к уничтожению вторичной компоненты Jn, возможно близкой к первичной. Тест обращения проводился по методике, предложенной П.Л. Макфадденом и М.В. Макелхинни (McFadden, McElhinny, 1990). Вид и генезис ферромагнитных минералов. Изученные отложения кампана маастрихта Саратовского Поволжья и плато Актолагай по виду и генезису основных магнитных минералов относятся к группе магнетита и минералов близких к нему. Несмотря на то, что магнитную фракцию не удалось выделить из проб, даже с помощью электромагнита, а результаты ДТМА по несепарированным пробам, к сожалению, во многих случаях оказались безинформативными (вероятно, полезный сигнал от носителя намагниченности сопоставим с предельной чувствительностью прибора ТАФ-2), в редких случаях на кривых ДТМА фиксировался пик в районе точки Кюри магнетита 578C (рисунок 8б), в единичных - приросту намагниченности после 350-400C (рисунок 8в), связанный, вероятно, с магнитными сульфидами или с аутигенным магнетитом, образовавшимся в ассоциации с сидеритом, который обладает сходным термомагнитным эффектом.
Наличие магнетитовых разностей подтверждается относительно низкими значениями полей насыщения (100-200 мТл) и остаточной коэрцитивной силы (20-40 мТл) (рисунок 9).
В наиболее слабомагнитных разностях (писчий мел, мелоподобные мергели, опоки) ведущую роль, как носитель намагниченности, играет космогенное вещество: магнетитовые сферулы и микрочастицы железа. Их наличие подтверждается данными ДТМА (спад намагниченности продолжается после 700oC) (рисунок 8а) и результатами микрозондового анализа (рисунок 10).
Природа палеомагнитных зон. Методика обоснования первичности намагниченности при магнитостратиграфических исследованиях имеет свою специфику (Гужиков, 2013б и др.). В частности, отсутствие результатов полевых тестов или статистически недостоверные результаты не является основанием для отбраковки данных, если, имеются убедительные объяснения подобной ситуации. Резюмируя вышеприведенное описание магнитополярной интерпретации данных, можно перечислить следующие критерии, позволяющие считать, что построенные нами палеомагнитные колонки разрезов отражают режим геомагнитной полярности позднемелового поля:
Разрезы «Большевик» и «Коммунар» (г. Вольск)
Нижний – слои с Prunobrachium mucronatum - Lithostrobus turitella, соответствующий среднему кампану, установлен в пачках 1-7 алтынской надсвиты (образцы 3012/3, 7, 9, 11, 15, 23, 27 и 3011/2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11). Характерными видами комплекса являются Phaseliforma carinata Pessagno, Crucella crux (Lipman), Orbiculiforma campbellensis Pessagno, O. monticelloensis Pessagno, O. sacramentoensis Pessagno, O. volgensis (Lipman), P. boreale Vishnevskaya, P. kozlovae Vishnevskaya, Patulibracchium petroleumensis Pessagno, Prunobrachium mucronatum (Lipman), P. angustum (Lipman), P. crassum (Lipman), P. concentricum (Lipman). P. ornatum (Lipman), P. sibiricum (Lipman), Dictyomitra striata Lipman, Lithostrobus turitella Lipman, Stichomitra manifesta Foreman.
Следующий комплекс – слои с Prunobrachium articulatum (верхняя часть верхнего кампана) установлен в верхах алтынской надсвиты (образцы 3011/12–16, 19, 26, 27 и 28). Характерными видами являются: Phaseliforma carinata Pessagno, Crucella crux (Lipman), Orbiculiforma campbellensis Pessagno, O. monticelloensis Pessagno, O. sacramentoensis Pessagno, Prunobrachium articulatum (Lipman), P. boreale Vishnevskaya, P. kozlovae Vishnevskaya, Pseudobrachium trilobatum Vishnevskaya, P. gracilis Vishnevskaya, Dictyomitra andersoni Campbell et Clark, Archaeodictyomitra regina (Campbell et Clark), Theocampe apicata Foreman, Xitus grandis (Campbell et Clark).
Ранее Л.И. Казинцовой (2000) в разрезе Нижняя Банновка был установлен верхнекампанский комплекс радиолярий с Prunobrachium articulatum. Нами в образце 5 из коллекции А.Г. Олферьева и Л.И. Казинцовой (Вишневская и др., 2014) из верхов пудовкинской свиты (Овечкина, 2007), представленной переслаиванием слабокремнистых мергелей с светло-серыми опоками, установлено присутствие многочисленных форм маркирующего вида позднего кампана Prunobrachium articulatum (Lipman). Вместе с ним определены виды Prunobrachium crassum (Lipman), P. angustum (Lipman), Crucella crux (Lipman), Xitus grandis (Campbell et Clark), дополняющие состав комплекса и позволяющие подтвердить позднекампанский возраст комплекса. Третий комплекс слои с Rombastrum выделен в самой терминальной части алтынской надсвиты в образце 32 и характеризуется двумя четкими особенностями: полным исчезновением всех форм предыдущего комплекса и началом развития рода Rombastrum. Он датируется как переходный между кампаном и маастрихтом.
Четвертый верхнемаастрихтский комплекс радиолярий с Spongurus marcaense - Tholodiscus densus, установлен в верхнем горизонте, низы лохской свиты (интервал, соответсвующий образцам 3011/43-53). Характерными видами комплекса являются Rhombastrum sp., Spongurus marcaensis Pessagno, S. splendiarmatum (Clark et Campbell), Dictyomitra andersoni Campbell et Clark, Archaeodictyomitra regina (Campbell et Clark), Orbiculiforma australis Pessagno, Orbiculiforma renillaeformis (Campbell et Clark), Tholodiscus densus (Kozlova).
Уместно заметить, что комплекс слоев с Spongurus marcaense - Tholodiscus densus, близок по составу к комплексу со Spongurus marcaense-Rhombastrum russiense, описанному из терминальной части суходольской свиты на севере Ростовской области, датированной переходным от кампана к маастрихту интервалом зоны LC19 по БФ (Беньямовский и др., 2012). Важно также обратить внимание на еще один вид - Orbiculiforma renillaeformis, являющийся видом-индексом одноименного комплекса слоев с O. renillaeformis в налитовской свите на юго-западе Волгоградской области, которые установлены на уровне верхов зоны LC19 совместно с диноцистовыми нижнемаастрихтскими слоями с Canningia microreticulata (Александрова и др., 2012). Слои с O. renillaeformis выделены в нижнемаастрихтской журавлевской свите Кустанайского Притоболья (Амон, 1990), возраст которой подтверждается находками ростров белемнелл Belemnella ex gr. sumensis Jel., B. sumensis praearkhangelskii Naid.
Слои с Prunobrachium articulatum являются индикатором верхов верхнего кампана в разрезах Русской плиты, Западной Сибири и Приполярного Урала (Практическое..., 1999; Вишневская, 2001), в то время как маастрихт определяется по появлению высококонических кайнотипных диктиомитрид и первому появлению Spongurus marcaensis, Orbiculiforma renillaeformis и др. (Вишневская 2009; 2010). Таким образом, обоснованная по радиоляриям граница кампана– маастрихта приходится в разрезе Нижняя Банновка на верхи алтынской надсвиты (верхи пачки 9, интервал между образцами 3011/28 и 3011/32), что согласуется с данными о положении границы по бентосным фораминиферам (внутри зоны LC19).
Нанопланктон. Комплекс нанопланктона из лохской свиты представлен комплексом с Effelitthus turriseiffeli, Micula concavа, M. decussatа, в котором отмечаются несколько группировок форм (Вишневская и др., 2015). Это Arkhangelskiella specillata Vekshina и Broinsonia parca parca (Stradner), распространение которых начинается с нижнего кампана и заканчивается в нижнем маастрихте. Вторая группировка: Discorhabdus ignotus (Grka), Dodekapodorhabdus noelinae Perch-Nielsen, характеризующая преимущественно верхний кампан–маастрихт. И, наконец, третья группировка видов: Eiffellithus turriseiffeli (Deflandre in Deflandre et Fert), Kamptnerius magnificus Deflandre, Micula concava (Stradner in Martini et Stradner), Micula decussata Vekshina, Prediscosphaera bukryi Perch-Nielsen, которая появляется в верхах кампана и следует до маастрихта (Овечкина, 2007). В пачке 11 (образец 3011/60) установлен также Kamptnerius magnificus Deflandre, возрастной интервал которого сеноман-маастрихт.
Известковые диноцисты. В низах пачки 11 (обр. 3011/44) установлены известковые диноцисты питонеллового типа, отнесенные к Pithonella globosa Futterer, 1984, имеющей распространение верхний маастрихт – нижний даний в Ангольском бассейне Южной Атлантики, плато Кергелен и плато Вомбат в Индийском океане (Вишневская, 2015).
Найденные цисты имеют внешнее сходство с Pithonella krasheninnikovi Bolli, а также морфотипом Orthopithonella gustafsoni Bolli из верхнего маастрихта моря Веддел Антарктического региона, но отличаются правильной сферической формой, значительно большими размерами (85-90 мкм, у P. globosa из типового местонахождения диаметр 84-132 мкм) и более мелкими кристаллами (более 100 рядов кристаллов на диаметр, а не до 50, как у O. gustafsoni). Наличие маленького археопиля у данного типа известковых цист позволяет коррелировать их время существования с эпизодом теплого климата, согласно данным (Streng et al., 2004).
Таким образом, находка известковых диноцист Pithonella globosa Futterer позволяет датировать соответствующие отложения не древнее верхнего маастрихта и указывает на теплый эпизод во время накопления карбонатных глин нижней части лохской свиты.
С целью получения магнитополярной характеристики разреза изучено более 250 образцов, выпиленных из 106 ориентированных штуфов, взятых с разных стратиграфических уровней. Сводный разрез дифференцирован по петромагнитным свойствам (рисунок 21). На фоне слабомагнитных кремнисто-терригенных и терригенно карбонатных пород, К и Jn которых варьируют от 2 до 1810-5 ед. СИ и от 0.03 до 0.710-3 А/м, соответственно, повышенными значениями параметров (K = 34 – 5810-5 ед. СИ, Jn = 0.03 – 3.510-3 А/м, K/Jrs = 0.2 – 310-2 м/А) выделяется глауконитовый песчаник (пачка 10), что связано с глауконитом, являющимся сильным парамагнетиком (рисунок 21). В верхах пачки имеется уровень с аномально высокой Jn = 1.8–3.510-3 А/м. Значения K в кремнисто-терригенных пачках 1–9 находятся в прямой связи с концентрацией глинистых частиц в опоках, достигая локальных максимумов в кремнистых глинах (3-510-5 ед. СИ) и редких прослоях алевритисто-песчанистых глин (1810-5 ед. СИ). В карбонатно-терригенных пачках 11–12, заметных вариаций K не наблюдается, но величины Jn, Q и Jrs обнаруживают закономерную тенденцию к возрастанию, а параметр K/Jrs – не менее выразительный тренд к убыванию вверх по разрезу (рисунок 21). Значения параметра K/Jrs, значительно большие в кремнистой толще, чем в терригенно-карбонатной, что указывает на минимальный размер ферромагнитных частиц в верхней части разреза (Гужикова, 2015а).
Петромагнитные данные, как возможный индикатор повышенных концентраций космогенных частиц
Разрез «Актолагай» является, в своем роде, уникальным, поскольку в нем наиболее полно (относительно других, известных на сегодняшний день, разрезов) представлен пограничный интервал кампана-маастрихта в пределах ВЕП. Он прекрасно обнажён, кроме того богат макро- и микрофоссилиями. Здесь определена полная последовательность белемнитов верхнего кампана и маастрихта востока ЕПО, которая надёжно сопоставлена с распределением богатых и характерных комплексов БФ. С современных позиций определения нижней границы маастрихта важно, что в актолагайском разрезе зафиксировано верхнее ограничение биозоны бентосной формы clementiana, отвечающее подошве зоны LC20. На Актолагае, как и в разрезе Коммунар (Вольск), нижняя часть зоны Belemnella lanceolata (т.е. нижний маастрихт ОСШ) включает зоны LC18 (верхняя половина) и LC19, датируемые, согласно МСШ, верхним кампаном. (Беньямовский и др., 2013) (рисунок 28).
К сожалению, магнитополярная интерпретация данных по разрезу сильно затруднена из-за близости направлений перемагничивания современным геомагнитным полем (в той или иной мере этот эффект повсеместно присутствует в разрезе, что неудивительно в условиях аридного климата, при котором весьма высока вероятность окисления первичных ферромагнетиков) и позднемелового палеомагнитного вектора. Наиболее уверенно в структуре палеомагнитной колонки выделяются магнитозоны обратного знака в низах (аналог хрона 33r) и верхах (аналог хрона 29r) разреза. Маломощные R-зоны в нижней части зоны B. lanceolata (зона LC18 по БФ) и подошве B. sumensis (верхи зоны LC19 по БФ), предположительно, отождествляются с хронами 32r и 32n1.r, соответственно. Большая часть пачки XIII, соответствующая белемнитовой зоне B. Sumensis, сложена наименее благополучными в палеомагнитном отношении породами, по которым или не удалось выделить приемлемого качества компоненты Jn или в них нельзя исключить полное перемагничивание современным полем. Тем не менее в пачке XIV выделяется маломощная магнитозона обратного знака, которая, возможно, является фрагментом более мощной магнитозоны, соответствующей хрону 31r (рисунок 28). Теоретически возможная мощность гипотетической R-зоны непропорциональна мала по отношению к длительности хрона 31r, но это обстоятельство хорошо согласуется с данными М.И. Овечкиной по наннопланктону, согласно которым зоны UC18 и UC19 нижнего и верхнего маастрихта отсутствуют в разрезе. Согласно имеющимся данным по колонкам глубоководного бурения, зоны UC18 и UC19 отвечают, как раз, значительной части хрона 31r. Причем гиатус, установленный по наннопланктону, совпадает в разрезе с уровнем перерыва в осадконакоплении, зафиксированным при седиментологическом описании разреза Е.Ю. Барабошкиным (рисунок 28). К этому же рубежу приурочены и резкие изменения ряда петромагнитных параметров (K, Jn, K/Jrs), являющиеся дополнительными свидетельствами существования размыва.
Таким образом, если магнитополярная интерпретация полученных данных верна, то подошва маастрихта, по аналогии с разрезом Терсис, должна располагаться в пределах магнитозоны нормальной полярности – вероятного аналога хрона 32N1, внутри пачки XI (верхи зоны LC18 – зона LC19 по БФ, верхняя часть белемнитовой зоны B. Lanceolata). Вариации на графике K отражают изменения концентраций ферромагнетиков в породе, обусловленных колебаниями уровня моря вследствие тектонического и/или эвстатического фактора. Показательно, что их ритмичный характер хорошо согласуется с главными секвенциями (трансгрессивно-регрессивными циклами) (Gradstein et al., 2012) (рисунок 28). Если принять точку зрения о глобальном падении уровня Мирового океана на рубеже кампанского и маастрихтского веков, то подошву маастрихта на Актолагае следует совместить с границей петромагнитных ритмов 2 и 3, также расположенную внутри пачки XI, в нижней части зоны LC19 и верхней части зоны Belemnella lanceolata (рисунок 28).
Примечательно, что уровень подошвы маастрихта, намеченный по магнитостратиграфическим материалам, практически совпал с нижней границей яруса, обоснованной в разрезе по данным бентосных фораминифер и по палинологии. По БФ подошва маастрихта обоснована В.Н. Беньямовским по исчезновению seudogavelinella clementiana laevigata и появлению Pileussella cayexi. Этот уровень (верхний предел биозоны clementiana) определяется однозначно и соответствует тому, что установлено в лимитотипе этой границы в карьере Терсис юго-запада Франции (Odin, Lamaurelle, 2001). (Гужиков и др., 2014б). На основании изучения диноцист, Г.Н. Александрова предлагает проведение нижней границы маастрихта по основанию слоёв с Alterbidinium minus. На ее взгляд, с точки зрения палинологических данных эта граница наиболее близка к установленной в разрезе Терсис.
Материалы М.И. Овечкиной по нанопланктону не противоречат такому положению границы. В разрезе плато Актолагай для выявления границы кампана–маастрихта наиболее важны следующие биособытия: исчезновение E. eximius (обр. 3019/35), исчезновение U. trifidus (обр. 3019/85) и исчезновение B. parca constricta (обр. 3019/100). Поскольку в этих двух обнажениях нам не удалось зафиксировать первое появление U. trifidus, который был найден в самом нижнем образце обн. 3018, то М.И. Овечкина определяет положение границы кампана и маастрихта между исчезновением E. eximius и исчезновением U. trifidus, то есть в интервале обр. 3019/35–80.
Изотопные данные, несмотря на достаточно большое количество образцов, по которым были получены определения, к сожалению, оказались неинформативными (рисунок 28). Достоверно, на графике 13C нельзя опознать характерный отрицательный сдвиг, фиксирующий уровень нижней границы маастрихта. Вероятно, это связано с тем, что карбонатный матрикс породы имеет, по крайней мере, частично, вторичное происхождение.