Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методика исследований 10
Глава 2. История изученности нижне-среднекаменнугольных отложений Южно-Минусинской впадины 12
2.1.Геологические исследования 12
2.2. Палинологическая изученность 18
Глава 3. Палинокомплексы и палинозоны верхов нижнего-низов среднего карбона Южно-Минусинской впадины 23
3.1. Палинокомплексы и этапы развития палинофлоры 24
3.2. Проблемы установления палинозон в верхнепалеозойских отложениях Ангариды и их стратиграфическое значение 29
3.3. Палинозона пограничных отложений нижнего-среднего карбона 35
3.4. Палинозоны низов среднего карбона 37
Глава 4. Стратиграфия пограничных отложений нижнего-среднего карбона Южно-Минусинской впадины 42
4.1. Каменноугольная система. Нижний отдел. Серпуховский ярус Ci s Байновская свита Сі bn 44
Подсиньская свита Сі pd 45
4.2. Каменноугольная система. Средний отдел. Башкирский ярус С2 bs Соленоозерская свита С2 so 47
Сарская свита. Нижнесарская подсвита Сг sri 49
Сарская свита. Верхнесарская подсвита С2 sr2 50
Черногорская свита. Нижнечерногорская подсвита С2 cri 50
Черногорская свита. Верхнечерногорская подсвита С2 сг2 52
Глава 5. Палеогеография конца раннего-начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины 53
5.1. Раннекаменноугольная эпоха, серпуховский век 55
5.1.1. Байновское и подсиньское время 57
5.2. Среднекаменноугольная эпоха, башкирский век 60
5.2.1. Соленоозерское время 60
5.2.2. Сарское время 62
5.2.3. Черногорское время 64
Глава 6. Сравнение палинокомплексов и корреляция основных разрезов пограничных отложений нижнего-среднего карбона в пределах Ангарской палеофитогеографической области на основании сравнения палиностратиграфии Южно-Минусинской впадины 68
6.1. Сравнение палинокомплексов в пределах Ангарской палеофитогеографической области 69
6.2. Корреляция разрезов пограничных отложений конца раннего-начала среднего карбона Ангарской палеофитогеографической области 79
Заключение 90
Литература 92
- Палинологическая изученность
- Проблемы установления палинозон в верхнепалеозойских отложениях Ангариды и их стратиграфическое значение
- Каменноугольная система. Средний отдел. Башкирский ярус С2 bs Соленоозерская свита С2 so
- Байновское и подсиньское время
Введение к работе
Актуальность биостратиграфического изучения отложений нижней части позднепалеозойского этапа седиментогенеза связана с установлением глобально коррелируемых событий на этом уровне. На территории Южно-Минусинской впадины сосредоточены непрерывные и полные разрезы континентального карбона Ангарской палеофитогеографической области, где пограничные отложения нижнего-среднего карбона вмещают переходные спорово-пыльцевые комплексы конца ранней-начала среднекаменноугольной эпох. Установление одновозрастных отложений в осадках фациальноизменчивой и высокодинамичной угленосной формации имеет особое практическое значение. Комплексно охарактеризованные непрерывные разрезы Южно-Минусинской впадины дают ключ к установлению возраста, наличия перерывов, корректной корреляции отложений со смежными регионами и, в цедом, к распознаванию срединной границы карбона в континентальных разрезах Ангариды.
Выполненные исследования проведены в результате
специализированных стратиграфических работ (рис.1) с комплексом палеонтологических исследований для государственных геологических съемок масштаба 1:200 000 по листам N-46- XX (Абаканский), N-46-XXV (Аскизский), где особую актуальность приобрели вопросы обеспечения этих работ качественными серийными легендами (Минусинская серия листов).
Детальная стратиграфия и корреляция континентальных угленосных формаций является важной теоретической и практической проблемой, первоочередное решение которой выдвигается современными запросами науки в свете установления глобально коррелируемых событийных уровней на границе раннего-среднего карбона; запросами промышленности в связи с необходимостью разведки угольных месторождений и для целей геологического картирования. Это требует повышения детализации расчленения и повышения надежности стратиграфической основы. При изучении континентальных толщ важная роль отводится исследованию макро- и микроскопических остатков растений, позволяющих обосновывать выделение местных и региональных стратиграфических подразделений и определять геологический возраст отложений. Биостратиграфическое обоснование возраста каменноугольных отложений района базируется на комплексе исследований по разным группам органики. Это двустворчатые моллюски, макроостатки растений и палинофлора. Последняя является ведущей группой при расчленении и корреляции разрезов на закрытых территориях юго-запада и востока Тунгусской синеклизы (Тычанский, Мало-Ботуобинский и Айхальский алмазоносные районы), где задачи стратиграфии пограничных отложений раннего-среднего карбона являются весьма актуальными, так как к ним приурочены промежуточные коллектора алмазов и их минералов - спутников.
Разрез карбона Южно-Минусинской впадины по сравнению с другими бассейнами Ангарской палеогеографической области обладает уникальным
км 20 0 20 40
80 км
Рис.1 Схема расположения площади изученных листов - Аскизский и Абаканский листы
строением угленосной формации. Эта уникальность обусловлена теми обстоятельствами, что каменноугольные отложения Южно-Минусинской впадины образованы в режиме стабильного конседиментационного прогибания и по своей полноте сравнимы с аналогичным уровнем Кузнецкого бассейна, принятого в настоящее время за стратиграфический эталон Ангариды. Низкая степень метаморфизма отложений, позволяющая изучать в одних и тех же пересечениях палиноспектры и макромерные остатки флоры, высокая насыщенность ими осадков и простота внутрибассейновой корреляции, дают возможность предлагать их в качестве альтернативных типовых разрезов. Таким конкретным разрезом, не имеющим аналогов в Ангарской палеофитогеографической области является Изыхский береговой разрез (ИБР) по правому берегу р. Абакан в районе пос. Изыхские Копи, где в непрерывном обнажении вскрываются отложения раннего, среднего и позднего карбона с подстилающими и перекрывающими отложениями девона и перми. Поэтому данный разрез, являясь уникальным хранилищем геологической и палеонтологической информации, является еще и ключевым как для внутрибассейновой корреляции, так и для межрегиональных сопоставлений.
В интересующем нас аспекте пограничные отложения конца раннего-начала среднего карбона представлены байновской, подсиньской свитами (подугленосными) и соленоозерской, сарской и черногорской свитами (угленосными). Уровень подугленосной части разреза в стратотипических районах Минусинского бассейна до недавнего времени не имел палинологического обоснования, а палинокомплексы из вышележащей, продуктивной части угленосного разреза (которая в основном и изучалась предшественниками), не были достаточно четко увязаны с этапами развития флоры и седиментационных обстановок.
Значительный интерес представляют выявленные особенности палеогеографических обстановок конца раннего-начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины, где показано формирование новых аллювиально-дельтовых обстановок, заложение новых ландшафтов на континенте и освоение их флорой ангарского типа.
Целью данной работы, в связи с этим, явилось изучение палинологических комплексов из пограничных отложений конца раннего -начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины, установление стратиграфического диапозона миоспор по разрезу, выяснения изменчивости палинокомплексов при их прослеживании по разрезам разного типа строения в латеральном ряду фаций, выделение палинозон и разработка на этой основе палиностратиграфической схемы конца раннего-начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
- изучение стратиграфического диапазона распространения миоспор по разрезу верхней части нижнего (подугленосного) и нижней части среднего (угленосного) карбона;
- выделение палинокомплексов и анализ их с учетом изменения
видового состава и количественного соотношения миоспор в латеральном
ряду фаций разных седиментационных бассейнов Ангарской
палеогеографической области;
- выделение палинозон в изученной части разреза Южно-
Минусинского седиментационного бассейна, прослеживание их в другие
бассейны Ангариды;
уточнение объемов и границ местных стратиграфических подразделений конца раннего - начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины и сопоставление их с ярусами Международной стратиграфической шкалы;
- реконструкция палеогеографических обстановок исследуемого
региона в конце ранней - начале среднекаменноугольной эпох.
Фактический материал. В работе сведен палинологический материал по разрезам угольных месторождений Изыхского, Черногорского, Аскизского и Алтайской мульды Минусинского бассейна. Подавляющая часть палинологического материала, использованная в настоящей работе, происходит с Изыхского месторождения (сборы автора, В.Е. Сивчикова, А.Н. Федотова, В.Е. Калинина). Автором переизучена палинологическая коллекция 1975 г. по скважинам первой поисковой линии (Ядренкин и др., 1975ф), любезно предоставленная автору ведущим палинологом Западно-Сибирского Испытательного Центра (г. Новокузнецк) Любовью Леонидовной Дрягиной. Менее объемные материалы также по Изыхскому месторождению с точными стратиграфическими привязками позаимствованы из фондовых источников (Трошкова, 1965ф). Очень важная для понимания взаимоотношений угленосных и подстилающих отложений коллекция палинофлоры получена по разрезу скважины С-1 из Алтайской мульды (Донова, 1996; Федотов, 1996ф); коллекция из Аскизской мульды по разрезам скважины А-1 (сборы А.В. Ладыгина); коллекция (сборы автора) из шурфов №№15 (т.н. 625), 16 (т.н. 624), 17 (т.н. 623), заданных по контакту угленосных и подугленосных отложений на северном крыле месторождения, и магистральным линиям 1-І и ІІ-ІІ канав южного крыла (Донова, 2003; Федотов, 2003 ф). Проанализировано около 2000 спорово-пыльцевых спектров. При анализе ретроспективных палинологических материалов предшественников самое пристальное внимание уделялось надежности стратиграфической привязки каждого палиноспектра. К характеристике палинокомплексов не привлекались материалы предшественников с довольно обобщенным списком таксонов и отсутствием надежной их увязки с опорным разрезом Изыхского месторождения угля. Работа основана на результатах многолетних исследований автора палинологического материала с 1989 г.
Для сравнения использовались атласы и статьи Л.Л. Любер (Любер, 1941), С.Н. Наумовой (1953), Г.И. Кедо (1966), А.Ф. Дибнер (1971), Л.А. Коваленко (1956), Л.Л.Дрягиной (Верхний..., 1988; Нижний карбон..., 1980), Л.Н. Петерсон (Петерсон, 1973ф, 1980, 1987ф, 1999, Нижний карбон, 1980),
B.C. Ищенко (1955ф), Г.Н. Трошковой (Трошкова, 1952ф, 1965ф), Н.Г. Пашкевич (Нижний карбон..., 1980), М.В.Ошурковой (Практическая палиностратиграфия, 1990; Ошуркова, 2003), Е.М. Андреевой (Атлас..., 1956; Палеопалинология, 1966), В.К. Тетерюка (1978), Б. Овэнса (Owens et al., 1977), Д. Клейтона (Clayton et al., 1977). Защищаемые положення:
1. Установлены шесть разновозрастных ПК, последовательно
сменяющих друг друга, в пограничных отложениях нижнего-среднего
карбона непрерывного разреза Южно-Минусинской впадины и четырех
палинозоны с неповторимым таксономическим составом и количественным
содержанием спор и пыльцы на этом стратиграфическом уровне для
регионов Ангариды.свит сопоставим с серпуховским ярусом нижнего
карбона, соленоозерскую свиту следует датировать ранним башкирским
веком среднего карбона.
Граница между нижним и средним карбоном в континентальных отложениях Южно-Минусинской впадины проводится в основании соленоозерской свиты башкирского яруса среднего карбона, т.е. на границе двух формаций: вулканогенно-осадочной и угленосной. Стратиграфический объем байновской, подсиньской
Особенности палеогеографических обстановок конца раннего-начала среднего карбона Южно-Минусинской впадины отражают формирование новых ландшафтов и освоение их флорой архаичных голосеменных.
Проведен сравнительный анализ ПК разных регионов в пределах Ангарской палеофитогеографической области и обосновано наличие региональных перерывов на Сибирской платформе.
Значимость работы заключается в детальном расчленении и корреляции мощных разнофациальных угленосных толщ и подугленосных частей разреза на границе двух высокоранговых палеоэкосистем, установлении одновозрастных осадков в бассейне седиментации и уточнении стратиграфического объема и возраста базальной части угленосной формации.
В настоящее время, на основе послойного изучения спорово-пыльцевых спектров в наиболее полном непрерывном разрезе байновской, подсиньской, соленоозерской, сарской и черногорской свит Южно-Минусинской впадины автор считает возможным выделение четырех палинозон (Донова, 1998, 1999), охарактеризованных шестью местными палинокомплексами. Палинокомплексы имеют экосистемную природу, обусловленную не только эволюционными изменениями растительных сообществ, но и отражают этапность развития ландшафтных и геодинамических обстановок в конкретном бассейне осадконакопления Южно-Минусинской впадины. Палинозоны отражают стадийность перехода от раннекаменноугольной лепидофитовой палеофлоры к начальным этапам развития позднепалеозойской кордаитантовой палеофлоры через промежуточный этап с доминированием архаичных голосеменных. Отсутствие ярко выраженной дискретности в распределении миоспор по
разрезу позволяет отрицать наличие существенных перерывов в изученной части разреза и предполагать постепенную смену флор на границе нижнего и среднего карбона. На основании анализа смены растительных сообществ и реконструкции палеоэкосистемных обстановок предлагается установить стандарт срединной границы карбона для Ангарской палеогеографической области (Mid-Carboniferous boundary of the Angaraland) в подошве соленоозерской свиты. Этой границе соответствует наиболее яркое палеоэкосистемное событие, обусловленное резкой климатической перестройкой, и выразившееся в смене осадочных формаций и растительных палеосообществ.
Практическая ценность и реализация результатов. Материалы палинологических исследований автора использованы при составлении Государственных геологических карт 1:200 000 масштаба нового поколения по листам N-46-XX (Абаканский) и N-46-XXV (Аскизский) и составлении к ним блока серийных легенд Минусинской серии и отражены в 7 производственных отчетах (Махлаев и др., 1990ф, 1993ф; Берзон и др., 1991ф; Зорин, 1994ф; Федотов, 1996ф, 2003ф; Сивчиков, Донова, 1997ф). Палинологические результаты являются основой для дальнейшего уточнения и детализации региональной стратиграфической схемы верхнего палеозоя, внутрибассейновой корреляции и межрегиональных сопоставлений на территории Ангарской палеогеографической области.
Апробация. Основные положения исследований автора диссертации изложены в докладах на VIII, IX и XI Всероссийских палинологических конференциях (Москва, ИГиРГИ, 1996 г., 1999 г., 2005 г.), на I, II и III Международных симпозиумах «Эволюция жизни на Земле» (Томск, ТГУ, 1997 г., 2001 г., 2005 г.) XI Международном палинологическом конгрессе (Испания, Гранада, 2004 г.). По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Объем диссертации. Диссертация объемом 118 страниц состоит из введения, 6 глав, заключения, 7 приложений палинологических фототаблиц. Диссертация содержит 11 рисунков и 2 таблицы.
Благодарности. Автор глубоко благодарен доктору геол.-минерал. наук, акад. РАЕН, профессору В.М. Подобиной, генеральному директору ФГУГП «Красноярскгеолсъемка» кандидату геол.-минерал. наук М.Л. Кавицкому и главному геологу предприятия кандидату геол.-минерал. наук А.К. Мкртычьяну. Автор считает своим приятным долгом выразить особую благодарность и глубокую признательность за всестороннюю помощь и поддержку своему соратнику В.Е. Сивчикову, кандидатам геол.-минерал. наук С.Д. Сидорасу, О.В. Сосновской за помощь и благожелательное отношение. Автор благодарен за предоставление уникальной коллекции кандидату геол.-минерал. наук Л. Л. Дрягиной (ЗапСибИЦ). Большую помощь в изучении разрезов Минусинского прогиба оказали А.Н. Федотов, кандидаты геол.-минерал. наук В.А. Федотова, М.Л. Махлаев, |В.Т. Зорин. Ценные советы и консультации автору были оказаны докторами геол.-минерал. наук-М.В. Ошурковой (ВСЕГЕИ), Б. Овенсоном (университет г.
Шиффелда, Англия), кандидатами геол.-минерал, наук В.Н. Манцуровой (ВолгоградНИПИморнефть), Г.А. Мкртычьяном, О.Ю. Перфиловой, которым автор выражает глубокую благодарность. Искренняя благодарность учителям-палинологам кандидатам геол.-минерал. наук Л.Н. Петерсон и В.В. Круговых., а также почетному Председателю палинологической комиссии России доктору геол.-минерал. наук Л. В. Ровниной (ИГиРГИ). Автор также благодарит за участие в техническом оформлении работы сотрудников предприятия Ю.З. Сахибгареева, А. С. Сидораса, Е.Н. Талалай.
Палинологическая изученность
Первые сведения о каменноугольных спорах и их краткие описания с микрофотографиями приведены в работах В.А. Еловского и З.В. Ергольской в 1929-1930 гг. из угольных пластов «Мощный» и «Двухаршинный» черногорской свиты Черногорских копей Минусинского бассейна (Еловский, 1930; Ергольская, 1930).
Изучение спор и пыльцы из угленосных отложений Ангарской палеофитогеографической области (Тунгусской) начается в 40-х годах двадцатого столетия с Кузнецкого бассейна и связывались с одновременным изучением петрографического состава углей. Палинологическое изучение каменноугольных отложений Минусинского бассейна определялось задачами геологической съемки и поисков того или иного вида сырья. Для нижнекаменноугольной осадочно-пирокластической формации с широким развитием пепловой пирокластики характерны проявления цеолитов, адсорбционных и керамических глин, кварцевых песчаников, флюорита, фосфатов. Для угленосной формации главным объектом являются месторождения угля. Эти отложения, вмещающие пласты каменного угля, оказались пригодными на выделение из них спор и пыльцы. В связи с разведкой угольных месторождений с целью изучения петрографитческого состава углей, а в дальнейшем и стратиграфии, начала активно внедряться методика спорово-пыльцевого анализа. На первых этапах выделение спорово-пыльцевых спектров осуществлялось из углей и, в дальнейшем по мере совершествования методики выделения спор и пыльцы, этим методом были охвачены все перспективные литологические разности как угленосного разреза, так и его подугленосной части. Надо заметить, что на первом этапе изучения спор и пыльцы Минусинского бассейна исследовались в основном продуктивные, промышленно значимые горизонты каменных углей. Особенно это характерно для Аскизского угольного месторождения, с которого и началось планомерное освоение Минусинского угольного бассейна (Любер, 1939; Соловьев, 1952ф; Ковбасина, 1952ф; Радченко, 1955). На характеристике Аскизского месторождения следует остановиться особо, так как в свое время (Радченко, 1955, Ковбасина, 1952ф) при его изучении в основу стратиграфического расчленения были положены разнородные критерии: в одних случаях стратоны выделялись по литологическим признакам, в других по характерным комплексам растительных остатков. В итоге в стратиграфической схеме Минусинского бассейна 1961 г. были заложены ошибки, которые на долгие годы внесли путаницу в понимание базальных горизонтов угленосной формации. В это же время (Трошкова, 1952ф) из продуктивной части разреза угленосных Г.Н. Трошковой выделены два палинологических комплекса (угольные пласты №0-№25).
Итак, в 1939 г. появляются первые сведения о составе палинологических комплексов угленосных отложений Минусинского бассейна, соответствующих каменноугольному и пермскому этапам угленакопления, а также вариант сопоставления их с Кузбассом (Любер, 1939). В работе А.А. Любер по корреляции спор из угленосных отложений верхнего палеозоя Кузнецкого и Минуссинского бассейнов впервые сделан вывод о том, что балахонская свита Кузбасса неоднородна и, как минимум, делится на две толщи, алыкаево-мазуровскую и ишаново-кемеровскую, имеющие каменноугольный и пермский возраст. В Минусинском бассейне по материалам, полученным из черногорской свиты Калягинских и Черногорских копей, а также конгломератовой свиты Сарской мульды (ныне Аскизская мульда), ею сделан вывод о параллелизации этих свит с алыкаево-мазуровской толщей Кузбасса и о их делении на два комплекса по характерным водорослям Pila из гумусово-сапропелевых углей конгломератовой и Pastillus cellulosus в черногорской. Для конгломератовой свиты характерны специфические споры Congestiella larvata (Cyclogranisporites larvatus Peters.). На основании морфологического сходства споровых комплексов алыкаево-мазуровских отложений Кузнецкого бассейна со спорами из углей Карагандинского бассейна Казахстана и вестфальскими спорами А.А. Любер делает заключение об их каменноугольном возрасте. На данном этапе палинологический материал из острогской свиты Кузбасса еще не был изучен и делать какие либо выводы о споровом составе нижней минусинской свиты не представлялось возможным. В 1941 г. вышел в свет первый «Атлас спор и пыльцы палеозоя СССР» А.А. Любер и И.В. Вальц, где описаны основные формы по Вестфальской и Тунгусской палеофлористическим областям. Приведены зарисовки очень многих форм из Минусинского бассейна. Этим заканчивается первый собирательный этап в истории палинологического изучения Минусинского бассейна. Таким образом, первый этап изучения спор и пыльцы связан с установлением двух типов спорово-пыльцевых комплексов, примерно соответствующих карбоновому и пермскому периодам.
Второй этап связан с внедрением программы по планомерному изучению угольных месторождений Минусинского бассейна. Таким образом, первый этап изучения спор и пыльцы связан с установлением двух типов спорово-пыльцевых комплексов, примерно соответствующих карбоновому и пермскому периодам.
В начале второго этапа изучения стратиграфии бассейна B.C. Ищенко (1953ф) дала палинологическую характеристику состава углей Изыхского берегового разреза. Ею охарактеризованы основные стратиграфические уровни угленосного разреза в пределах свит схемы Г.А. Иванова 1929-1936 гг. (Иванов, 1929,1930,1936).
Далее, Е.М. Андреева, которая внесла существенный вклад в познание спорово-пыльцевых комплексов палеозоя Кузбасса (Атлас..., 1956), сделала попытку предварительного сопоставления спорово-пыльцевых комплексов из угленосного разреза Кузбасса с комплексами Минусинского бассейна. Ею было установлено 11 последовательно сменяющих друг друга типов спорово-пыльцевых комплексов, некоторые из которых она проследила в Минусинском и Тунгусском бассейне. А в 1960 г. Е.М. Андреевой (Андреева, 1960) были выделены споры из нижнеминусинской свиты Изыхского берегового разреза, что расширило представление о палинологической характеристике каменноугольных отложений Минусинского бассейна и в целом азиатской части СССР. Споры в нижнекаменноугольной части были установлены впервые. По наличию характерных форм с толстыми широкими оторочками Simozonotriletes sp., Crassizonotriletes sp., Trematozonotriletes sp. и др. из визейского спорового комплекса Подмосковного бассейна и других районов европейской части СССР они указывали на визейский облик спорового комплекса. Так впервые по палинологическим данным было обосновано выделение отложений нижнего карбона в Минусинском бассейне. В дальнейшем положение этого комплекса определилось стратиграфической характеристикой кривинской и соломенской свит (Богомазов, 1961). В это же время появляются материалы по спорово-пыльцевым комплексам еще не разделенной острогской свиты Кузбасса (Коваленко, 1956), и в работах дальнейших исследований в Минусинском бассейне появляются сопоставления комплексов из нижней части угленосного разреза с комплексами острогской свиты. Это работы по палинологическому изучению Изыхского месторождения Г.Н. Трошковой, Л.Н.Петерсон (1965ф), Г.Н. Трошкова, Л.А. Жичко (1967). Ими дана палинологическая характеристика углей в рамках стратиграфической схемы И.С. Педана 1964 г. М.В. Ошуркова (1973) опубликовала палинологическую характеристику отложений белоярской и нарылковской свит. В дальнейшем Л.Л. Дрягина (Дрягина, 1975; Ядрёнкин, 1975ф) в разрезе по скважинам I поисковой линии Изыхского месторождения выделила палинологические комплексы, одноименные с комплексами Кузбасса: от острогского до ишаново - кемеровского.
Проблемы установления палинозон в верхнепалеозойских отложениях Ангариды и их стратиграфическое значение
С верхним палеозоем Ангариды мы связываем новый этап в истории развития континентального карбона и имеем ввиду единую палеофитогеографическую область с флорой ангарского типа и включаем в нее наиболее изученные угольные бассейны Тунгусский, Минусинский, Кузнецкий. Последний является палиностратиграфическим эталоном и используется для межрегиональных сопоставлений. В пределах Кузнецкого бассейна Л.Л. Дрягиной (Верхний палеозой.., 1988) установлены ПЗ для нижнего, среднего и верхнего карбона. Оценивая существующую биозональную шкалу Кузбасса по палиноморфам, можно заметить, что ПЗ выделены по признаку доминантности и по объему соответствуют ярусам, ни в одну ПЗ нижнего карбона лепидофитовой формации не входят таксоны принадлежащие лепидофитам, в состав видов-индексов входят виды, имеющие широкий диапозон вертикального распространения такие, как Psilohymena psiloptera (Lub.) Hart et Harr., P. mirabilis (Lub.) Hart et Harr., Cyclobaculisporites trichacanthus (Lub.) Lub. Установлено, что эти виды имеют широкое вертикальное распространение и характеризуют в целом разрез угленосной формации карбона и нижней перми Ангарской палеофитогеографической области и являются постоянными спутниками птеридоспермо-кордаитового сообщества и вряд ли их можно рекомендовать в качестве видов-индикаторов ПЗ, как более дробных подразделений. Такое выделение ПЗ противоречит принципам и критериям выделения ПЗ, сформулированных в 1973 г. Е.Н. Бойцовой (Бойцова, Ошуркова, Панова, 1973) и, впоследствии, в 1995 г. усовершенствованных Т.Н. Корень (Корень, Ганелин, Гогин и др., 1995). «Палинозона - региональное или местное биостратиграфическое подразделение, характеризующееся неповторимым в региональном разрезе комплексом спор и пыльцы. Палинозоны могут быть выделены только на основе детального послойного изучения спор и пыльцы в непрерывных разрезах. Главным критерием в установлении палинозон служит выявление определенных сочетаний разных видов растений. Название палинозонам дается по наиболее характерным видам; обычно это вид, имеющий максимальное распространение в данной зоне и вид, впервые появившийся в этой зоне».
Попытки установления палинозон в Ангарской палеофитогеографической области делались неоднократно. Так в 1977 г. А.Ф. Дибнер (Дибнер, 1977) в каменноугольных отложениях западной Ангариды были предложены три палинозоны, соответствующие нижнему, среднему и верхнему отделам карбона. В 1990 г. Л.А. Пановой и Г.М. Романовской (Панова, Романовская, 1990) в разделе «К методике выделения и обоснования дробных стратиграфических подразделений по палинологически данным» был дан критический анализ такого выделения. В данном случае здесь мы имеем дело с довольно значительной частью разреза каменноугольных отложений (в объеме отдела), охарактеризованных комплексом спор и пыльцы, таксономический состав и количественные показатели которого практически неизменны на очень большой территории.
Биостратиграфические подразделения, согласно последнему изданию Стратиграфического кодекса (СК, 1992, ст. VII. 1), представляют собой «охарактеризованные остатками организмов совокупности горных пород, границы между которыми определяются как эволюционными изменениями отдельных таксонов или комплексов фауны (флоры), так и сменой экологических ассоциаций».
К настоящему времени определились общий подход и единые требования к выделению биостратиграфических зон по различным группам ископаемых организмов несмотря на то, что они неравноценны по разрешающей способности расчленения и корреляции. Для выделения зоны наиболее важен выбор диагностического комплекса, который характеризует подразделение, и нижней границы, которая его определяет. Верхняя граница каждого подразделения определяется нижней границей перекрывающей зоны. Только сочетание этих двух критериев (комплекс и граница) определяют стратиграфический объем зоны и точность последующих корреляций. Такие зоны обычно выделяются в непрерывных разрезах на основании изучения стратиграфических диапазонов видов (родов) определенной группы. Используются самые высокие и самые низкие стратиграфические уровни находок вида-индекса и других диагностических таксонов в разрезах, анализируется на площади последовательность их появлений, исчезновений и характер перекрытия. Изменения таксономического состава комплексов, по которым определяются и прослеживаются по площади такие зональные границы, основаны на эволюционных преобразованиях с учетом фактора миграции таксонов, возникших в других ареалах.
Наибольшую ценность в установлении определяющих видов-индексов для палинозон имеют филозоны, генетическая принадлежность которых реконструирована и границы совпадают с появлением последовательных видов в одной линии развития. В нашем случае примером таких филозон могут служить филозоны по лепидофитам на рубеже раннего-среднего карбона в нижней части угленосной формации и подстилающих ее отложениях: филозона с Lycospora subtriquetra (Lub.) Pot. et Кг., известная из визейских отложений Минусинского бассейна (Петерсон, 1987ф, 1999; Зорин, Петерсон, 1989) сменяется филозоной Densosporites acerosus Peters, серпуховских отложений и, далее во времени, - филозоной с Vallatisporites radiatus Peters, в башкирских отложениях; а по голосеменным филозона с первой пыльцой голосеменных древнего морфологического облика Florinites grandis Lub. сменяется филозоной с пыльцой более молодого облика Florinites katskaiensis Medv.; в линии развития птеридоспермов такая картина наблюдается в смене Retusosporites spp. на Cyclogranisporites larvatus (Lub.) Peters., Apiculiretusispora ciliaris Peters.
Так как палинокомплексы (ПК) имеют не только филогенетическую природу, но и седиментационную, т.е. ведут себя как частицы определенной экологической ниши (Grott. 1966, Красилов, 1973), необходимо заметить, что границы подразделений по палиноморфам существенно контролируются господствующими ландшафтно-седиментационными обстановками и приуроченными к ним типами растительности. Так, на время формирования осадков пограничных отложений раннего-среднего карбона (серпухов-ранний башкирий) на территории Ангарской палеофитогеографической области существовали разные типы ландшафтов, что отразилось в разном составе ПК в отдельно взятых регионах. В Кузбассе это обширные прибрежно-морские обстановки с доминирующими лепидофитами — в составе палинокомплексов ликоспоры доминируют в отложениях острогской подсерии на протяжении евсеевского и каезовского времени (Верхний палеозой, 1988). В Южно-Минусинской впадине это существенно континентальные, лагунно-континентальные обстановки - в составе палинокомплексов из отложений сарской свиты ликоспоры (споры лепидофитов) резко сокращены, практически отсутствуют. А на Сибирской платформе (которая сама по себе представляет относительно устойчивое жесткое поднятие в обрамлении прогибов), в составе ПК из каолинит-халцедонового горизонта, условно относимого к серпуховскому веку (Решения..., 1982) Л.Н. Петерсон (Петерсон, 1980) указывает незначительное количество спор лепидофитов, пыльцу голосеменных древних флоринитов и даже пыльцу кордаитов до 8% (Петерсон, 1980).
Каменноугольная система. Средний отдел. Башкирский ярус С2 bs Соленоозерская свита С2 so
Выделена Г.П.Радченко (Радченко, 1955; Ковбасина, 1952ф) в ранге «горизонта» на Аскизском месторождении; в ранг свиты переведена по предложению В.Е. Сивчикова (Сивчиков, 1996), является нижним подразделением угленосной формации Минусинского бассейна, и ее нижняя граница расматривается в качестве границы структурных подъярусов, соответствующих формациям разного генезиса. Мощность свиты претерпевает значительные изменения, что характерно для отложений с существенной ролью аллювиальных фаций. В наиболее полных разрезах Изыхского и Бейского месторождений мощность свиты оценивается по сводным разрезам в интервале 140-170 м.
Стратотип свиты на восточной оконечности Аскизской мульды в обнажениях по левому берегу р. Абакан. Отложения свиты известны на восточной оконечности Аскизской мульды в обнажениях по левому берегу р. Абакан. Отложения свиты прослежены на Аскизском, Бейском, Изыхском месторождениях, в Алтайской и Строгановской мульдах. В пределах Кутень-Булукского и большей части Черногорского месторождений предполагается ее отсутстствие в результате предсарского размыва. Во всех известных разрезах свита с размывом залегает на подсиньской и так же с размывом перекрывается сарской свитой. Свита имеет хорошо выраженное ритмичное строение и по объему соответствует мегаритму.
Из всех свит угленосного разреза соленоозерская свита характеризуется наибольшей фациальной изменчивостью, обусловленной неустойчивостью режима осадконакопления в период заложения седиментационного бассейна нового типа и, вероятно, разноамплитудными размывами как в основании, так и в кровле свиты. По преобладающему литофациальному облику отложений выделяется два основных типа разрезов.
В обоих типах разрезов в подошве свиты прослеживается в разной степени размытая и весьма изменчивая по латерали пачка мощностью до 30 м. Наиболее распространены разрезы с мощной (до 50-60 м) пачкой ритмично переслаивающихся гравелитов, конгломератов и крупно-среднезернистых песчаников в нижней половине, которая вверх по разрезу постепенно переходит в пачку переслаивания мелкозернистых песчаников и алевролитов с маломощными прослойками углей. Подобные разрезы известны в Строгановской и Алтайской мульдах, на Изыхском и северном фланге Бейского месторождений, т.- е. в северных сегментах бассейна. В стратотипическом разрезе Аскизского месторождения, при сохраняющемся общем плане ритмичного строения, нижняя пачка мощностью до 45 м сложена преимущественно крупно- среднезернистыми песчаниками дельтовых фаций. Сходное с Аскизским разрезом строение имеет свита на юго-западном фланге Бейского месторождения, но здесь в ее составе весьма заметна роль зольных углей и углистых алевролитов (Санжара, 1954ф). Подобное распределение фациальных типов пород позволяет утверждать, что в соленоозерское время сохранялся палеогеографический план, характерный для байновского и подсиньского времени, когда Южно-Минусинская впадина соединялась проливом с Кузнецким бассейном. Основной областью сноса терригенного материала в это время являлись складчатые сооружения Восточного Саяна.
Литологический состав свиты наиболее полно изучен на Изыхском месторождении (Ядренкин, 1975, 1975ф) и в Алтайской мульде (Федотов, 1996ф). Конгломераты свиты полимиктовые с преобладающим размером галек 1-2,5 см. В их составе преобладают кварц и кремнистые породы, реже эффузивы разного состава и туфогенные породы нижнего карбона. Тот же состав обломков с еще большей долей кварца и кремнистых пород характерен для гравелитов, где их окатанность несколько хуже. Песчаники полимиктовые, реже олигомиктово-кварцевые со средней сортированностью и окатанностью обломков. Цемент преимущественно поровый глинистый и глинисто-хлоритовый, иногда с карбонатом. В разрезе Алтайской мульды в песчаниках заметна примесь вулканомиктового материала вплоть до образования прослоев туфопесчаников.
В основании свиты залегает полифациальная пачка пород мощностью от 0 до 30 м. Разрез пачки сложен мелкозернистыми полимиктовыми песчаниками зеленовато-серого цвета и серыми с зеленоватым и желтоватым оттенком алевролитами, часто углистыми темно-серыми. На юго-восточном фланге Бейского месторождения (участки Сосновоозерский - 1 и 2) пачка почти нацело сложена углистыми породами и невыдержанными по латерали пластами угля мощностью до 2,5 м. В Алтайской мульде в скважине С-1 (Федотов, 1996ф) в разрезе пачки на нижнем контакте наблюдаются следы явного размыва подстилающих отложений. Вышележащие породы имеют облик и состав, обычные для угленосных отложений и относятся по последним данным (Донова, 1998; Федотов, 1996ф) к соленоозерской свите. Этот момент важен потому, что очень многие авторы, начиная с Г.А. Иванова, отмечали углистые прослои в кровле подсиньской свиты.
Свита охарактеризована макромерными остатками растений с зональным видом Chakassopteris concinna и палинокомплексом, входящим в состав палинозоны Densosporites acerosus — Florinites grandis (Сивчиков, Донова, 1997ф; Донова, 1998), сопоставляется с евсеевским горизонтом Кузбасса. Возраст свиты в настоящее время по легенде Минуинской серии принят серпуховским раннего карбона. По приведенным данным макромерных остатков флоры, палинофлоры и проведенному палеоэкосистемному анализу предлагается возраст свиты датировать башкирским веком среднего карбона.
Сарская свита С2 sr В ранге свиты выделена Г.П. Радченко (Радченко, 1964), который включил в ее состав нижне- и верхнесарский «горизонты» своей прежней схемы (Радченко, 1955). Стратотип указан на Аскизском месторождении, но без приведения конкретного разреза. В схеме СибРМСК - 79/82 для свиты предложен другой объем, который принят и в настоящей работе. По решению СибРМСК неостратотип свиты устанавливается в Изыхском береговом разрезе в границах от подошвы мощных песчаников над пластом №6 Г.А. Иванова до подошвы мощных песчаников над пластом 19 (Никольским). По объему свита соответствует ярко выраженному мегаритму. С размывом залегает на соленоозерской, и видимо, подсиньской свитах. Верхняя граница резкая, но без видимого несогласия и перерыва. Отложения свиты известны на Кутень-Булукском, Черногорском, Изыхском, Бейском и Аскизском месторождениях. По преобладающему типу пород свита во всех разрезах подразделяется на две пачки с постепенными переходами между ними. Мощность свиты меняется от 40 до 300 м. В настоящей работе предлагается деление свиты на две подсвиты.
Нижнесарская подсвита С2 sn Выделяется из состава конгломератовой свиты Г.А. Иванова (верхняя часть), сопоставляется с сохкельским «горизонтом» Г.П. Радченко. Мощность подсвиты меняется в пределах от 40 м в северных разрезах до 90 100 м в южных. В составе преобладают грубообломочные породы: песчаники, гравелиты и конгломераты. В распределении пород по площади прослеживается определенная закономерность, обусловленная палеогеографической обстановкой. В разрезе Аскизского месторождения отложения пачки (сохкельский «горизонт») почти нацело представлены аллювиальными конгломератами. На западной оконечности Бейского месторождения в ее составе уже преобладают песчаники, хотя роль конгломератов и гравелитов довольно велика. На Изыхском месторождении отложения нижней пачки представлены среднезернистыми песчаниками дельтового генезиса с редкими линзами гравелитов. На северном фланге Черногорского месторождения мощная пачка песчаников с гравелитами залегает непосредственно на отложениях подсиньской свиты, либо на сильно эродированной соленоозерской свите. На Кутень-Булукском месторождении пачка песчаников мощностью до 80 м (Подскребалина, 1951ф) залегает в самом основании угленосного разреза, но достоверно ее взаимоотношения с подстилающими отложениями неизвестны.
Байновское и подсиньское время
В байновское время, по всей вероятности, произошло разделение бассейнов Южно-и Северо-Минусинских впадин в результате активизации Батеневского поднятия. Анализ латерального ряда фаций байновской свиты указывает, что роль песчаного материала и его размер увеличивается в северном направлении, в юго-западном направлении содержание песчаного компонента снижается, уменьшается размер обломков и заметно увеличивается количество известкового материала. Тренд фаций, направленность в сторону возрастания величины обломков к северо-востоку, вплоть до гравелитов, устанавливается и в направлении Восточного Саяна. Тенденция увеличения мощностей от 80 м на северо-востоке до 140 м на юго-западе котловины и карбонатности прослеживается на юго-запад в сторону Таштыпа - стыка Кузнецкого Алатау и Западного Саяна (Федотов и др., 1996, 2003). В окраске пород отмечается закономерная изменчивость, заключающаяся в появлении красноцветных прослоев по направлению к северу и востоку от центра впадины (Сивчиков, Донова, 1997ф, 1998, Зорин, 1998). Эти особенности позволяют предполагать, что в байновское время на территории Южно-Минусинской впадины полностью сохранялся структурный план, характерный для всего раннего карбона (рис. 6)
В фациальном отношении осадки свиты образованы в условиях прибрежно-дельтового комплекса с элементами пересыпей и баров. Насыщенность макромерными органическими остатками, представленными исключительно растениями лепидофитового комплекса, весьма слабая. В средней части свиты установлены смены в доминантах макрофлоры (Зорин, 1998) - здесь же в палиноспектрах автором зафиксировано появление первой пыльцы голосеменных Florinites grandis и новых представителей спор птеридоспермового сообщества Cyclobaculisporites trichacanthus и Psilohymena psiloptera (таблица 1).
По сравнению с банковским временем в подсиньское время накапливаются более тонкие осадки, представленные преимущественно зелено- и сероцветными туфогенными (до алевропелитовых туфов среднего состава) породами с подчинёнными терригенными прослоями и линзами глинистых известняков и мергелей. Текстурно-структурные особенности и состав осадков указывают на преобладание спокойных гидродинамических обстановок в условиях дряхлеющего компенсированного басейна и низкой энергии рельефа в областях денудации. Основным источником поступающего материала является аэральный привнос тонкого вулканического пепла из удаленных областей (рис.6).
В отложениях свиты на данном этапе времени характерно постоянное присутствие в заметных количествах углистого растительного аттрита и наличие в средней - верхней частях свиты более 10 горизонтов по 0,2-0,4 м погребенных почв, насыщенных корневыми остатками, по которым развиты псевдоморфозы анальцима (район дер. Изыхские Копи и Аскизской мульды). Органические остатки редки и представлены преимущественно лепидофитами раннекаменноугольного облика в сочетании с архаичными голосеменнными и мелкоподушечными плауновидными, более характерными для вышележащих угленосных отложений.
Структурный план подсиньского времени сложно аргументировать ввиду ограниченности распространения свиты в современном эрозионном срезе и выдержанности литолого-фациального состава по латерали. Но имеющаяся в нашем распоряжении совокупность фактов позволяет считать подсиньское время очень стабильным в отношении тектонического режима Южно-Минусинской впадины, что, в свою очередь, предполагает отсутствие сколь-либо заметных палеогеографических изменений. Оценивая палеогеографическую обстановку байновского-подсиньского времени, следует подчеркнуть особо важные моменты. 1) Отложения сформированы в условиях стабильного тектонического режима при постепенном обмелении водоёма (бассейна) и уменьшении энергии рельефа. Рассматривая данные отложения в контексте их взаимоотношений с подстилающими и перекрывающими отложениями, можно сделать вывод об их формировании в заключительную стадию тектоно-седиментационного цикла (= осадочной серии в понимании В.П. Казаринова, 1969). 2) Стабильность тектонического режима и палеогеографического плана сохранялась на протяжении всего раннекаменноугольного времени. 3) Отмечается некоторая тенденция гумидизации климата, выразившаяся в резком сокращении количества красноцветов в байновской свите и полного их отсутствия в подсиньской (Сивчиков, Донова, 1998; Зорин, 1998). 4) Появление со средины байновского времени в составе растительного сообщества архаичных голосеменных. Совершенно ясно их аллохтонное происхождение, так как в составе лепидофитовой флоры полностью отсутствуют таксоны, которые могли бы претендовать на предковую роль. Скорее всего, эти растения мигрировали в Ангарскую фитогеографическую область из районов современного Центрального Казахстана, где они достоверно известны с раннего карбона, в результате глобального обмеления изолирующих морей (Ошуркова, 1981, Игнатьев И.А., 2003) и гумидизации климата. Вероятно, и другие группы растений (мелкоподушечные лепидофиты, некоторые членистостебельные) так же являются мигрантами (Дуранте, 1995).
Во время накопления соленоозерских отложений в палеогеографии Южно-Минусинской впадины произошло несколько крупных изменений, радикальным образом изменившие обстановку. В самом начале солёноозёрского времени наблюдается активизация тектонических движений в Восточно-Саянском поднятии, и впервые обозначившем влияние на распределение фаций поднятия Кузнецкого Алатау.
Но наиболее существенным фактором, повлиявшим на характер осадконакоплениея, стал скачкобразные климатический сдвиг в сторону гумидизации климата на рубеже подсиньского и солёноозёрского времени -произошло многократное увеличение количества осадков. Увеличение влажности климата и, вероятно, более равномерное распределение дождей по временам года способствовало заложению постоянных речных сетей и широкому распространению аллювиальных фаций, представленных полимиктовыми конгломератами, гравелитами и песчаниками. Их формирование происходило в узкой долине наиболее прогнутой части впадины, где они в настоящее время установлены в Большеозёрновской, Изыхской, Черногорской, Алтайской и частично Бейской мульдах. В аллювиально-дельтовых фациях они представлены в Аскизской и юго-западной части Бейской мульды. В Кутень-Булукской мульде, расположенной в непосредственной близости к Кузнецкому Алатау, достоверно отложения соленоозерской свиты не установлены, и наличие их лишь предполагается, хотя мало вероятно.
Анализ распределения фациальных комплексов свиты по площади показывает значительную разность в палеогеографических планах для начала и конца солёноозёрского времени.
