Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Реконструкция событии гляци-плейстоцена и голоцена в регионах, подвергавшихся материковым оле-енениям, проводится, в основном, по материалам изучения растительных статков — пыльцы и спор, плодов и семян, диатомовых водорослей. В эраздо меньшей степени для стратиграфических и палеогеографических ыводов используются данные по ископаемым животным. Отчасти это вязано с тем, что фаунистические остатки немногочисленны и обнару-мваются значительно реже флористических. Раковины моллюсков в гом отношении являются исключением. Если они присутствуют в отло-:ениях, то в массовых скоплениях. Частая встречаемость раковин, даже в тложениях, где нет друпгх палеонтологических остатков, позволяет ши-око использовать эту группу организмов в фундаментальных и приклэд-ых исследованиях. Ископаемые моллюски дают широкие возможности ля восстановления палеотемператур, влажности, распространения типов астительности, для биостратиграфических построений, реконструкции »лювиальных сред (особенно речной сети), оценки экологической и гсо-имической обстановок, прогноза природных изменений. Значимость ма-акологического метода возрастает также в связи с возможностью коли-ественного изучения видового состава раковин в непрерывной серии от-ожений, что позволяет восстанавливать развитие малакоценозов во вре-(ени, а вместе с тем эволюцию п&теоклиматов и смену ландшафтов в те-ение тех или иных отрезков четвертичной истории. На основе количест-енного изучения малакофауны становится возможным стратиграфиче-кое расчленение осадочных толщ и корреляция геологических событий. Іемаловажно и то, что полевые и лабораторные методы малакологиче-ких исследований довольно просты и не требуют значительных матсри-льных затрат. Это позволяет получать экспресс-информацию об услови-х формирования и возрасте фауносодержащих отложений.
Изученность континентальной малакофауны гляциоплейстоцена и олоцена в Европе весьма неравномерна. Малакологические исследования областях распространения древнематериковых оледенений, в том числе і на территории Беларуси, в силу развития здесь преимущественно лед-іиковьіх образований и по ряду других причин, не получили широкого аспространения. Целые разделы плейстоцена здесь еще не охарактсризо-аны в малакологическом отношении. Прежние попытки стратиграфиче-кого расчленения плейстоценовых отложений по межледниковым фау-іам не принесли в свое время удовлетворительных результатов. Несколь-:о вымерших видов моллюсков не могли служить основой для стратигра-
фических построений, поэтому интерес к раковинам пресноводных мс люсков, как к биостратиграфическому материалу, значительно снизилс Однако согласиться с тем, что этот широко известный метод, прекрас: зарекомендовавший себя в стратиграфии морских отложений, являет бесперспективным для областей материковых оледенений, было невс можно. Предпринятое исследование показало, что малакофауна и в ле пиковых областях служит важным, часто единственным источником и формации об условиях и времени формирования отложений. Эта фау имеет стратиграфическое и палеогеографическое значение и может шир ко использоваться в геологических исследованиях. Малакологическ: данные важны не только для геологии, в них нуждаются археология, би логия, геохимия, гидрогеология, а также палеоклиматология, палеопот мология, ландшафтоведенис, экология и другие отрасли знаний, касаі щиеся истории плейстоцена и голоцена.
Связь работы с крупными научными программами и темам Малакологические исследования проводились в рамках следующих тем программ: 1. ''Комплексное изучение антропогеновых образований Бел руси с целью создания детальной стратиграфической шкалы плейстоцеї как основы для крупномасштабной геологической съемки и поисков п лезных ископаемых" (госбюджетная тема Лаборатории геологии антроп гена Института геологических наук Национальной Академии наук (ИГ НАН) Беларуси, утверждена Ученым советом и подписана директоре ИГН НАН Беларуси, академиком А.В. Матвеевым, № госрегистращ 199490, выполнялась в 1990-1994 гг.); 2. "Эволюция природного процесі в плейстоцене и голоцене Беларуси" (госбюджетная тема Лабораторг геологии антропогена ИГН НАН Беларуси на 1995-2000 гг.; утверждеї Ученым советом и подписана директором ИГН НАН Беларуси, академі ком А.В. Матвеевым, № госрегистрации 1995155); 3. "Закономерное! эволюции позднекайнозойских флор и фаун как основа для стратиграфі ческого расчленения и корреляции плейстоценовых отложений Беларуси (тема выполнялась в ИГН НАН Беларуси в 1994-1995 гг. при финансовс поддержке Фонда фундаментальных исследований Республики Беларус утверждена председателем секции биологии совета Фон/ Л.В. Хотылевой, № госрегистрации 199571); 4. "Палеогеография позднеї плейстоцена и голоцена Беларуси и Польши" (тема в рамках договор между ИГН НАН Беларуси и Институтом географии ПАН, г. Краков; д< говор, утвержденный директорами этих институтов, выполняется 1996 г.); 5. "Изучение опорных разрезов плейстоцена по результата стратиграфического бурения" (договорная программа №49(17/92)). У'
рждена директором ИГН НАН Беларуси, академиком А.В. Матвеевым. >шолнялась в 1993-1994 гг.
Тема диссертационной работы утверждена на заседании Ученого вста ИГН НАН Беларуси 10 марта 1998 г.
Цель и задачи исследования. Целью предлагаемой работы являет-установленис закономерностей формирования и развития малакофауны ;ларуси в плейстоцене и голоцене на основе усовершенствования мето-іки количественного изучения ископаемых малакофаунистических ком-іексов различного возраста и стратиграфического ранга. Это потребова-) решения следующих задач: 1) выявить и определить таксономический >став моллюсков во всех известных на сегодняшний день местонахож-їниях ископаемой фауны, в том числе во многих новых, впервые обнаженных и изученных; 2) провести анализ малакофауны на основе ком-псксной методики, включающей тафономический, экологический, зоо-;ографичсский, морфометрическнй, палсоклиматический, литолого-ациальный, геохимический, геохронологический аспекты и дать обосно-іние возраста каждой фауны; 3) установить сходство и различие состава эмплексов моллюсков из основных стратиграфических подразделений лейстоцена и голоцена, выявить для них группы характерных таксонов; ) выполнить монографическое описание собранной коллекции моллю-ков; 5) провести корреляцию плейстоценовых и голоценовых отложений еларуси с сопредельными территориями на основании изучения малако->ауны.
Объект и предмет исследования. Изучались раковины ископае-гых моллюсков, извлеченные из плейстоценовых и голоценовых отложе-[ий различного возраста и генезиса. Анализу подвергались раковины из тратотипов, опорных разрезов и новых местонахождений. Видовые оп-іеделения проведены почти по 100 000 раковин, среди которых гастропо-іьі составляют приблизительно 80, а бивальвии — 20 %. Этот материал івился основой для выяснения закономерностей формирования и разви-ия фауны моллюсков в плейстоцене и голоцене. Комплексная характери-:тика фауны способствовала выработке критериев стратиграфического )асчлснсния отложений и палеогеографических реконструкций в одном із регионов области древнематериковых оледенений.
Гипотеза. Идея использовать виды и сообщества моллюсков для зыяснения времени формирования отложений и условий прошлого возникла более двухсот лет назад. Особенно удачным стало применение .триёма, основанного на установлении времени зарождения, существования и вьіміграния вида при изучении морских бассейнов мезозоя и кайнозоя. Однако механическое перенесение методики "морской стратиграфии"
на исследования континентальной обстановки в плейстоцене и голоцен Беларуси не дало положительных результатов. Вымерших видов здсс оказалось мало, что не позволяло осуществлять детальное расчлснени толщ. Поэтом)' для установления возраста слоев и палсообстановок наря ду с традиционной биостратиграфической была применена климатостра тиграфическая методика. Она была усовершенствована применительно особенностям геологического строения плейстоценовой толщи региона условиям залегания фауносодержащих слоев. В результате выполненны работ были найдены весомые критерии, подтверждающие возможност использования фауны моллюсков плейстоцена и голоцена в стратиграфі: ческих целях. Количественное изучение малакофауны при этом обеспе чило получение ранее отсутствующей информации о событиях прошлого
Методология и методы проведенного исследования. Использс вался принцип актуализма, заключающийся в том, что реконструкция ус ловий жизни моллюсков в прошлом осуществляется на основе сведсни по экологии современных видов. Анализ малакофауны вёлся в трёх взаі: модополняющнх направлениях: стратиграфическом, палеогеографичс ском и палеоэкологическом. Проведению такого анализа во многом спс собствуст методика количественного изучения и комплекс специальны методов, включающий послойную промывку фауносодержащих отложе ний в полевых и особые приёмы обработки материала в камеральных ус ловиях. Помимо морфометрического, палеоэкологического, палсоклима тического, палсоландшафтного, зоогеографического, био- и климатостра тнграфичсского подходов при характеристике фауны моллюсков впсрвы для Беларуси использовались данные геохимических методов. В частне сти, определялось содержание макро- и микроэлементов в раковина моллюсков и сопутствующих им отложениях, изотопный состав раковиі радиоуглеродное датирование раковинного вещества. Для корреляций детализации условий формирования отложений малакологические работі проводились параллельно со спорово-пыльцевыми, карпологическимі диатомовыми, териологическими, энтомологическими, остракодологичс сними исследованиями.
Научная новизна и значимость полученных результатов. Фаун плейстоценовых и голоценовых моллюсков Беларуси исследована монс графически впервые. Малакологическим методом охарактеризованы ос новные горизонты плейстоцена и среди них впервые корчевский и беле вежский. Значительно расширены сведения о видовом составе моллюско по сравнению с составом, приведенным ранее в работах В.М. Мотуза И.В. Даниловского для рассматриваемого региона. Всего установлено 14 вида наземных и пресноводных моллюсков. Эти данные подтверждаю
5 пение подавляющего большинства исследователей о континентальном ежиме данной территории в плейстоцене. При малакологических иссле-ованиях применен электронный сканирующий микроскоп, с помощью оторого установлены новые диагностические признаки раковин моллю-ков, в частности, пористость поверхности раковин Vallonia coslata Midler) и V. pidchella (Mutter), наличие индивидуального типа текстур на у'бном аппарате у представителей рода Vertigo Mutter и др. Методика ко-ичественного изучения малакофауны расширила возможности палсо-лиматических и палеогеографических реконструкций природной среды ревнеледниковых регионов в гляциоплейстоцене и голоцене, позволила асчленять отложения на основе климатостратиграфических построений. 1а основе изучения химического и изотопного состава раковин выяснена вязь малакофауны с особенностями геохимической среды, трофностью зерных водоемов. Даны первые радиоуглеродные датировки по ракови-іам моллюсков. Поставлен и решен также ряд теоретических вопросов, асающихся тафономического анализа малакофаун, палеоэкологической, оогеографической и стратиграфической роли отдельных моллюсков и их омплексов. Предложена и обоснована классификация отложений, содержащих раковины моллюсков.
Основным научным результатом диссертации следует считать дока-ательство стратиграфического и палеогеографического значения мала-юфауны в геологии гляциоплейстоцена и голоцена. Полученные резуль-аты расширяют возможности применения малакологического метода (ля познания природных процессов и явлений прошлого. В связи с этим, ювокупность приемов и методов, позволяющих восстанавливать события ю ископаемым моллюскам, вносит весомый вклад в палеомалакологию, :оторая представляет собой систему знаний об ископаемых моллюсках и [)ауносодсржащих отложениях, стоящую на стыке между геологией и па-ісонтологией, биогеографией и экологией, с выходом на решение лракти-іеских задач геологосъемочных и геолого-поисковых работ, инженерной еологии, оценке состояния окружающей среды. Выполненная работа ложет служить базой для углубления начатых и постановки новых иссле-юваний, в частности, проведения ЭПР-анализа раковинного вещества, іминохронологических построений, проведении палеопотамологических, жологических и других исследований. Пресноводная и наземная малако-рауна плейстоцена и голоцена Беларуси, как наиболее полно изученная га пространстве северной части Восточно-Европсіїской равнины, может іграть роль эталона для других территорий пояса материковых оледене-
ІИЙ.
Практическая значимость полученных результатов. Малакол гичсскис исследования являются составной частью комплексных работ і стратиграфии и палеогеографии плейстоцена Беларуси. Материалы і малакологии вошли в пять научно-исследовательских отчетов. Результ ты внедрены в производственные организации геологического профиля виде докладных записок, что подтверждено восьмю прилагаемыми акт ми о внедрении. Выводы о стратиграфической роли малакофауны испол зованы при расчленении плейстоценовых и голоценовых осадков, щ создании стратиграфической схемы четвертичных отложений Бслару< [5, 18, 20, 24, 28, 30]. Породы, содержащие раковины моллюсков, в бол шинстве случаев представляют собой залежи полезного ископаемого -пресноводные известковые отложения. Они могут широко использовать* в народном хозяйстве как сырье для известкования кислых почв. Поим таких отложений следует вести на основе предлагаемой морфогенетич ской классификации.
Основные положення диссертации, выносимые на защиту:
-
Применительно к условиям Беларуси разработана методика ю личественного изучения фауны моллюсков гляциоплейстоцена и голоц на. Малакофауна региона разделена на 6 экологических типов и 12 экол гических групп. Палеоэкологические, фациально-стратиграфические, п; лсоклиматические, геохимические и зоогеографические данные по ка> дому виду для удобства количественной обработки систематизированы закодированы в таблицу классификационных признаков. Использоваш учащенного отбора проб и графического изображения результатов аналі за позволило рассматривать фауну в развитии, что обеспечило прите новых, ранее недоступных сведений. Полученная на этой основе инфо] мация выводит малакофаунистический метод на уровень наиболее разві тых палеонтологических методов, решающих комплекс проблем не толі ко в пределах определенной группы ископаемой биоты, но и проблс геологии, палеогеографии, палеоклиматологии, с выходом на решет ряда геологосъемочных, геолого-поисковых и экогеологических задач.
-
Стратиграфическое значение плейстоценовой и голоценовой м; лакофауны следует рассматривать в био- и климатостратиграфическо аспектах. По времени вымирания Bithynia labiata Neumayr, Vivipan diluvianus (Kunth), Pisidiutn sulcatum (Wood) и некоторых других виде устанавливается относительный возраст горизонтов гляциоплеистоцсн; Редкие экзотические виды, в частности, южные и западные мигрант Corbicula fliiminalis (Miiller), Dreissena polymorpha (Pallas), Belgrandi marginata (Michaud), также позволяют идентифицировать мсжлєдниковьі периоды. Особенность развития сообществ ископаемых моллюсков е
7 іремени даст возможность проводить дробное расчленение фауносодер-кащих отложений. В сочетании зтігх аспеїстов малакофауна становится )сальным инструментом стратиграфии гляциоплейстоцена и голоцена.
3. Палеогеографическая роль малакофауны заключается в том, что і) пресноводные ископаемые моллюски позволяют восстанавливать генетический тіш и фациальнуто разнородность аквальных фауносодержащих сложений; б) наземная фауна является тонким индикатором климатиче-:ких изменений, позволяющим фиксировать смены географических зон, їх температурный режим и степень увлажнения; в) раковинный материал )чень точно отображает геохимическ}то среду древнего биотопа.
Личный вклад соискателя. Комплекс малакологических работ, іачиная с поиска местонахождений моллюсков, их извлечения из породы, самеральной обработки материалов, а также интерпретации результатов, )существлялся лично автором диссертации. Всего изучено более 60 мс-;тонахождений плейстоценовых и голоценовых моллюсков. Большое 5нимание уделялось также исследованиям рельефа и геологического ггроения плейстоценовых отложений, облегчающих поиск местонахож-іений малакофаун и irx стратиграфическую и палеогеографическую интерпретацию. Поскольку малакологические исследования часто выполня-шсь в комплексе с другими методами изучения плейстоценовых и голо-;сновых отложений, то соавторами ряда опубликованных работ являются :псциатисты по соответствующим направлениям.
Апробация результатов диссертации. Материалы и основные по-южения работы докладывались на V, VII и VIII Всесоюзных совещаниях ю краевым образованиям материковых оледенений (Киев, 1976; Воро-іеж, 1985; Минск, 1990), Белорусском межведомственном региональном лратиграфическом совещании (Гомель, 1981), Межведомственном стратиграфическом совещании по четвертичной системе Восточно-Европей-жой платформы (Ленинград, 1984), XI (Москва, 1982) и XIV (Бер-іин, 1995) конгрессах ИНКВА, Всесоюзных симпозиумах по истории >зёр (Ленинград, 1986; Минск, 1989), VI и VII Всесоюзных совещаниях ю изучению четвертичного периода (Кишинёв, 1986; Таллинн, 1990), Всесоюзной конференции "Геохронология четвертичного периода" (Мо-жва, 1985), Международных симпозиумах подкомиссии Европейской іетвертичной стратиграфии SEQS-INQUA (Лодзь, 1994; Вильнюс, 1997), Международном симпозиуме "Эволюция экосистем" (Москва, 1995), Ме-кдународной конференции по глобальной континентальной палеогидро-югии (Толедо, 1996), Европейской конференции "Аллювиальные бассей-іьі" (Тулон, 1996), белорусско-польском семинаре "Природные процессы і плейстоцене и голоцене Беларуси и Польши" (Минск, 1996), Палсогео-
8 графической комиссии Польской академии умсльства (Краков, 1996), Отделе геоморфологии и гидрогеологии гор и равнин Института гсогрг фии ПАН (Краков, 1997), региональной конференции "Молодая тектош ка в формировании рельефа и отложений Оравской котловины" (Закош не, 1997), семинаре "Геоморфологическая и седиментологическая запис паводков — настоящее, прошлое" (Краков, 1997), научных чтениях, ш священных памяти Л.Н. Вознячука (1995) и Г.И. Горсцкого (1993, 1998 польско-белорусском семинаре "Палеогеография позднего плейстоцена голоцена восточной Польши и Беларуси" (Краков, 1998).
Опубликованность результатов. По теме диссертации авто опубликовал 4 монографии (две в соавторстве), 1 брошюру в соавторстві 35 статей и 19 тезисов докладов. Общий объем опубликованных матери: лов составляет 981 страницу.
Структура и объем диссертации. Она состоит из введения, обще характеристики работы, четырех глав и выводов к ним, заключения, cm ска использованных источников и приложения — определителя плейстс ценовых и голоценовых моллюсков Беларуси. Полный объем диссертащ онной работы — 347 страниц (текст на 181 странице). Иллюстраций -60, таблиц -— 51. Список литературы включает 380 названий. В приложс нии - 202 страницы текста, 133 иллюстрации и 77 таблиц.