Введение к работе
Актуальность. Как известно, ископаемые органогенные постройки и рифы являются индикаторами палеогеографической и палеотектонической обстановок. В последнее десятилетие достигнут значительный прогресс в восстановлении истории рифов палеозойского возраста, выявлении роли биогенных и абиогенных факторов, участвовавших в их формировании (Geldsetzeretal., 1988; Talent, 1988; Рифогенные..., 1990 " ; Flugel, FIugel-Kahler, 1992; James, Bourgue, 1992; Большакова и др., 1994; Wood, 1995; Cooper, 1997; Рифогенные..., 1997 и др.). Однако, глобальная картина распространения палеорифов только тогда станет полной, когда фазы их зарождения, расцвета и исчезновения могут быть установлены на уровне ярусов или даже в пределах ярусов. Выявление причин изменения рифов в течение времени дает ключ к реконструкции ряда важных геологических процессов. Разработка четких критериев диагностики ископаемых органогенных каркасных структур позволяет более определенно идентифицировать рифы с выявлением фаз их развития. Огромное количество накопленной информации вызывает объективную необходимость ее систематизации и обобщения. На этой основе возможна разработка эволюционных моделей, учитывающих морфологию, экологию и эволюцию рифовых компонентов. С этой точки зрения Печорский Урал предоставляет уникальную возможность с единых позиций и в пределах единого палеобассейна проследить эволюцию палеозойского рифообразования от его зарождения до затухания. Изучение палеозойских рифов Печорского Урала и сопредельных областей имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение, так как к ним в Тимано-Печорской провинции приурочены месторождения нефти и газа.
Цель работы. Создание эволюционной модели палеозойского рифообразования на основе разработанных критериев диагностики и пространственно-временного анализа органогенных каркасных структур Печорского Урала и сопредельных областей,
Задачи исследований. 1. Изучение морфо-генетическихтипов органогенных каркасных структур и выделение диагностических признаков ископаемых рифов :реди них. 2. Обоснование закономерностей стратиграфической и пространственной приуроченности выделенных морфо-генетических типов в тектоно-седимента-ционных циклах. 3. Выделение основных этапов и стадий развития органогенных каркасных структур как составляющих процесса эволюции палеозойской рифовой экосистемы. 4. Выявление генетических и палеогеографических особенностей палеозойских рифов Печорского Урала в зависимости от глобальных и региональных факторов.
Фактический материал. Основу работы составляли материалы исследований ївтора за 1970-1998 гг. Объектами изучения являлись карбонатные отложения верхнего ордовика-нижнего девона Тимано-Уральского региона, силура-среднего
девона восточного склона Приполярного Урала, верхнего девона гряды Чернышева, верхнего карбона-нижней перми западного склона Приполярного Урала и верхнего силура на островах юго-восточной Аляски (архипелаг Александра). Изучались стратиграфия, литология и палеоэкология палеозойских органогенных образовании. Некоторые материалы для сравнительного анализа получены при детальных исследованиях верхнедевонских рифов Южного Тимана, верхнеюрских биогермов на юго-восточном побережье Крыма и неогенового атолла Казантип на азовском побережье Крыма и верхнесилурийскнх рифов и органогенных построек архипелага Александра юго-восточной Аляски. Менее детально исследовались силурийские 11 нижнедевонские рифы Среднего и Южного Урала, нижнепермские рифогенные массивы Башкирии и каменноугольно-нижнепермские органогенные постройки гряды Чернышева, силурийские органогенные постройки Эстонии, верхнедевонские биогермы на северо-западе Свентокшнрских гор в Польше, знаменитые силурийские рифы района Великих Озер и среднедевонские биогермы на западе штата Ныо Йорк в Северной Америке, силурийские биогермы и олистостромы нижнедевонскпх рифов формации Нюбриджин Нового Южного Уэльса Австралии. В общей сложности при литолого-палеоэкологических исследованиях разновозрастных органогенных построек и рифов было изучено 260 разрезов, около 10000 шлифов, большое количество пришлифовок всех основных разновидностей пород органогенных образований и вмещающих отложений.
Научная новизна. 1. Впервые с единых позиций охарактеризованы органогенные каркасные сооружения палеозоя Печорского Урала с детализацией их стратиграфического и пространственного распределения. 2. Выделены конкретные диагностические признаки 12 основных морфогенетических типов органогенных построек и рифов, характеризующихся четкой приуроченностью к палеоландшаф-тным фациям. 3. Впервые установлено преобладающее распространение органогенных построек и рифов в наиболее регрессивной и сложно построенной части тектоно-седиментационных циклов доорогенной палеозойской истории Печорского Урала. Собственно рифы, наиболее характерные для верхнеордовикско-нижне-девонской части первого цикла, имели четкую палеогеографическую позицию - на окраине карбонатного шельфа. 4. Целенаправленное изучение рифогенных фаций впервые дало возможность проследить всю историю палеозойских рифов Печорскою Урала от их зарождения в ордовике до их отмирания в перми. На основе этого работана эволюционная модель палеозойского рифообразования, которая состоит из трех стадий, имеющих свои характерные экологические черты, различающиеся по палеогеографической позиции каркасных структур, масштабам рифообразования. 5. Впервые обобщен и с единых позиций диагностирован материал по палеозойским органогенным постройкам и рифам восточного склона севера Урала и Пайхойско-Новоземельского региона, показывающий их сходство и отличие от одновозрастных органогенных,образований Печорского Урала, обусловленные
конкретной геологической обстановкой этих регионов. 6. Впервые показаны генетические и палеогеографические особенности палеозойских рифов и органогенных построек Печорского Урала среди одновозрастных образовании других регионов мира.
Практическое значение. Результаты проведенных исследований представляют определенный вклад в теорию рифообразования. Разработанная морфо-генетпческая типизация органогенных построек и рифов способствует их более правильной диагностике, более корректной реконструкции морских палеобассейнов, может использоваться при геологическом картировании районов распространения карбонатных отложений.Установленные закономерности распределения органогенных структур в палеозойском Тимано-Уральском осадочном бассейне позволяют уточнить региональную стратегию поисков карбонатных резервуаров, содержащих углеводородное сырье.
Защищаемые положения. В работе обоснованы следующие положения:
-
Палеозойские органогенные постройки и рифы Печорского Урала распространены в интервале от среднего ордовика до нижней перми и представлены широким спектром морфо-генетических типов. Их размещение в палеобассейне соответствует батиметрическому профилю от внутреннего шельфа до континентального склона. Собственно рифы развивались только на окраине шельфа.
-
Развитие и наибольшее распространение рифов и органогенных построек в палеозое Печорского Урала и Приуралья связаны с завершающими фазами тек-тоно-седнментационных циклов в доорогенный этап образования платформенного чехла Печорской плиты. Собственно рифы наиболее выразительны и крупномасштабны только в интервале от верхнего ордовика до нижнего девона.
-
Палеозойское рифообразование Печорского Урала может быть представлено п виде эволюционной модели трехстадпйного развития рифовой палеоэкосисте-мы: фазы зарождения, быстро прогрессирующей в зрелую фазу, и постепенно вырождающуюся в фазу затухания. Эта модель прослежена в истории палеозойского рифообразования Пайхойско-Новоземельского региона и севера Восточного Урала, но продолжительность и полнота стадий в течении определенных временных интервалов обусловлены конкретной геологической обстановкой.
-
Таксономическое и структурное подобие позднесилурийско-раннедевон-ских рифовых сообществ Урала п южной Аляски выявило существование между этими ныне столь удаленными регионами тесную палеобиогеографическую связь в среднем палеозое.
-
Сочетание палеогеографических и палеотектоннческих факторов обусловило уникальность рифов Печорского Урала, выразившуюся в продолжительном на протяжении палеозоя существовании окрапнношельфовых рифов, в своеобразии и распространении биотстроматолит-содержащих каркасных рифовых структур, в формировании наиболее мощного, протяженного и фациалыю-дифференци-
рованного рифового пояса в раннем девоне, в развитии типичных рифов в раннем карбоне.
Объем и структура работы. Диссертация состоит их введения, 9 глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 307 страниц, в том числе 100 рисунков, 10 текстовых таблиц и 43 фототаблицы, библиография включает387 источников.
