Введение к работе
Актуальность. Исследования изотопного состава кислорода и углерода карбонатных скелетов ископаемых беспозвоночных являются одним из основных направлений в реконструкции физико-химических условий осадконакопления в геологической истории. В последние годы появилось мною публикаций по изотопному составу органогенных карбонатов из меловых отложений высоких и средних широт Южного полушария. Вместе с тем, единичны публикации по изотопным палеотемпературам высоких широт Северного полушария мелового периода и особенно позднемеловой эпохи (Lowenstam, Epstein, 1959; Тейс, Найдин, 1973; Гольберт, 1987; Zakharov et al., 1996, 2000), а также соответствующие работы по средним широтам Дальнего Востока. Поэтому особую актуальность приобретают изотопно-кислородные и изотопно-углеродные исследования раковинного материала ископаемых беспозвоночных из меловых отложений Корякского нагорья, Южного Сахалина и Хоккайдо, что позволяет реконструировать изменения условий эпиконтинентальных морей разных широт Северного полушария.
Цель и задачи исследования. Основная цель работы состояла в реконструкции условий морской среды в меловое время на примере высоких и средних широт Дальнего Востока.
Для достижения поставленной цели было намечено выполнение следующих первоочередных задач:
-
Выявление изотопного состава кислорода и углерода меловых органогенных карбонатов из ряда свит и формаций Корякского нагорья (Пенжинская губа и бассейн р. Таловка), Южного Сахалина (п-ов Крильон) и Хоккайдо, а в сравнительных целях также из одновозрастных отложений ряда других регионов мира.
-
Реконструкция палеотемпературных условий меловых морских бассейнов высоких и средних широт Дальнего Востока.
-
Выявление отклонений в изотопно-углеродном составе меловых карбонатов Дальнего Востока.
Фактический материал и методы исследований. Для проведения геохимических исследований в настоящей работе использован первичный кальцитовый и арагонитовый материал раковин меловых беспозвоночных, собранных в районе Пенжинской губы, в бассейне р. Таловка (колл. Ю.Д. Захарова, A.M. Попова, В.В. Голозубова, А.А. Коляды, К. Танабэ, Я. Шигэты и X Маэды, сборы 1998-99 гг.), в ряде разрезов о-ва Хоккайдо - Сакасагава (колл. Ю.Д. Захарова и A.M. Попова, сборы 1999 г.), Ваккавенбетсу, Абешинай и Осошинай (колл. К. Танабэ и Ю.Д. Захарова, сборы 1995 г.), в разрезах п-ова Крильон (Сахалин) (колл. Я. Шигэты и X. Маэды, сборы 1997 г.), а также за пределами Дальневосточного региона (колл. Ю.Д. Захарова,
1 1 *Ч»С. НАЦИОНАЛЬНАЯ/
I библиотек* |
Е.А. Соколовой, К. Танабэ, Я. Шигэты и X. Маэды). Также были исследованы писчий мел мелового возраста (колл. Ю.Д. Захарова и М.Е Мельникова) и раковины современных беспозвоночных Nautilus pompilius Linne и брахиопод, добытые на Филиппинах Я. Саито и Я. Шигэта.
Различные группы моллюсков были определены К. Танабэ (гетероморфные аммониты), Я. Шигэта (Tetragonitidae, Desmoceratidae), X Маэда (Inoceramidae, Beudanticeratinae, Marshallitinae, Pachydiscidae, Kossmaticeratidae) и Ю.Д. Захаровым (двустворчатые моллюски, за исключением иноцерамид; гастроподы, наутилоидеи, Gaudrycerahdae и некоторые другие группы цефалопод), брахиоподы - A.M. Поповым, планктонные фораминиферы - Е А. Соколовой, СП. Плетневым и О.П Смышляевой.
В ходе работы выполнено 440 изотопных анализов кислорода и углерода, 350 рентгеноструктурных анализов, 100 определений Ca-Mg отношений и 6 катодолюминесцентных определений. Все анализы выполнены в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН Т.А. Веливецкой, А.В. Игнатьевым, О.П. Смышляевой (изотопный анализ), Т.Б. Афанасьевой, СМ. Горюхиной (рентгеноструктурный анализ), В.И. Сапиным и А.А. Карабцовым (люминесцентный анализ) и А.К. Чербаджи (кальций-магниевый анализ).
Палеоклиматические схемы (регистрационные карты) были подготовлены на основе палеогеографических карт, выполненных Л.П. Зоненшайном с соавторами (Зоненшайн и др, 1984), частично модифицированных по данным Дж. Голонки с соавторами (Golonka et al., 1994).
Научная новизна: 1) Впервые проведено детальное изучение изотопного состава раковин как семипелагических групп организмов (аммоноидеи), так и бентосных форм из коньякских и сантонских отложений Корякского нагорья, Сахалина и Хоккайдо; 2) впервые на основе изотопных данных дана интерпретация изменений климатических условий в высоких широтах Дальнего Востока в разные века мелового периода.
Защищаемые положения:
1. Изотопно-кислородные данные в сочетании с палеоботаническими
материалами свидетельствуют о существовании в меловое время ряда
климатических оптимумов на Дальнем Востоке (Пенжинская губа, Крильон,
Хоккайдо) и заметном спаде температуры в позднемаастрихтское время.
Полученные результаты согласуются с соответствующими изотопными
свидетельствами по другим регионам мира. Значительная сезонная
контрастность с перепадом температур в 10-12 С в высоких широтах
Дальнего Востока установлена для двух веков мелового периода: альбекого
и коньякского.
2. Изотопные свидетельства по меловым беспозвоночным вносят
коррективы в представления об образе жизни важнейших в палеобиогеогра-
* * ** I J *- ,
фическом, стратиграфическом и палеоэкологическом отношении вымерших групп моллюсков (белемноидей, аммоноидей и иноцерамид). В отличие от современного наутилуса, аммоноидей, видимо, не совершали существенных вертикальных миграций и обитали преимущественно в шельфовой части морей, реже - в верхней части батиали; образ жизни белемноидей, напротив, по-видимому, близок к таковому современного наутилуса; иноцерамиды нередко могли обитать в мелководных частях морских бассейнов, испытывавших влияние пресных вод, что важно учитывать при расчетах палеотемператур вод палеобассейнов.
3. В меловых органогенных карбонатах Корякского нагорья впервые установлено пять изотопно-углеродных аномалий, из них, по-видимому, лишь раннеаптская, а возможно, и раннебарремская, имели глобальное распространение.
Практическая значимость: Результаты данной работы могут быть учтены в палеоклиматических обобщениях (при корреляции осадочных толщ, перспективных на поиски горючих полезных ископаемых).
Апробация работы и публикации: Результаты проведенных исследований докладывались на следующих совещаниях: (1) IV междун. симпозиум по проекту 434 МПГК ("Cretaceous Continental Margin of East Asia: Stratigraphy, Sedimentation and Tectonics") (Хабаровск, 2002 г.); (2) междун. конференция «Углерод: минералогия, геохимия и космохимия» (Сыктывкар, 2003 г.); (3) V междун. симпозиум по проекту 434 МПГК ("Stratigraphic Correlation of marine and non-marine Cretaceous rocks in South and East Asia and adjacent areas") (Каласин, Таиланд, 2003 г.); (4) II Всерос. совещание "Меловая система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии" (С.-Петербург, 2004 г.); (5) XVII симпозиум по геохимии изотопов (Москва, 2004 г.).
По теме диссертации опубликовано 17 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения, объемом 101 стр. текста, и иллюстрирована (Г рисунками. Список литературы включает 290 наименований.
