Глобальные катастрофические события и их роль при стратиграфических
корреляциях осадочных бассейнов разного типа

1.1.3. Выявление биотических событий на основе анализа зональных стратиграфических шкал

Накопленный опыт составления стратиграфических схем убедительно показывает, что в настоящее время не приходится говорить о существовании единого зонального деления Международной стратиграфической шкалы (МСШ). Шкала не может быть составлена из зон, выделенных разными авторами на различной методической основе для разных палеогеографических областей. По твердому убеждению авторов зональная шкала должна иметь единую палеобиогеографическую основу. Это обстоятельство признается рядом исследователей, которые предлагают две параллельные зональные шкалы для мезозоя Европейской (Среднеевропейской, Бореальной) палеобиогеографической области (ЕПО) и Средиземноморской (Тетис) области.

Выделение хронозон является как бы завершающим этапом биостратиграфического исследования; ему предшествует достаточно длительная и трудоемкая процедура установления региональных стратиграфических подразделений. Под термином региональная зона (лона) понимаются отложения ниже и выше которых не повторяется характерный для них комплекс ископаемых организмов [Найдин и др.,1984, с. 72]. Отложения зоны образовывались таким образом на протяжении существования определенной ассоциации организмов, часть которой и представлена зональным комплексом [Стратиграфический кодекс,1992; Найдин, Копаевич, 1977]. Подзона - часть зоны с незначительными, иногда количественными изменениями в составе зонального комплекса [Стратиграфический кодекс,1992, Найдин, Копаевич, 1977, Найдин и др.,1984]. Стратиграфические интервалы, относимые к подзонам, могут соответствовать эпиболям некоторых видов или подвидов, фиксировать экспансию одного или двух-трех видов, заменивших многовидовую ассоциацию. Выделение подзон позволяет не только детализировать зональные шкалы, делать их более дробными, что само по себе очень важно, но позволяет фиксировать определенные моменты в развитии биоты, отвечающие какому-либо региональному или даже глобальному событию, связанному например с трансгрессивно-регрессивными циклами, или бескислородными обстановками.

Безусловно звенья родственных линий быстро эволюционирующих групп организмов - идеальное средство детальной стратиграфии. В частности, для юрской и раннемеловой истории мезозойской эры такие линии прослежены в группе аммонитов. Для позднего мела аммонитов уже нельзя считать столь универсальной группой и выбор зональных форм определяется их последовательностью в соответствующих стратиграфических интервалах верхнего мела на всем пространстве определенной палеобиогеографической области. Для области Тетис на протяжении большей части позднемеловой эпохи такой группой оставались аммониты, для ЕПО в туроне, коньяке и раннем сантоне на смену аммонитам приходят иноцерамы, в позднем сантоне, кампане и маастрихте дробное расчленение наиболее логично проводить по филогенетическим изменениям в группе белемнитов. Белемнитовые и иноцерамовые зоны и подзоны выделяются по видам и подвидам, составляющим филогенетические линии.

Рис. 1.4. Зональное расчленение сантон-маастрихтских отложений (верхний мел) ЕПО по бентосным фораминиферам

Для позднепалеозойских и мезокайнозойских отложений большую роль в зональном расчленении начинают играть разного рода микрофоссилии. Для позднего палеозоя это бентосные фораминиферы, для юры и мела - это также бентосные и в значительной мере планктонные фораминиферы, для определенных интервалов интересные данные получены по остракодам. Для палеогена это нуммулиты, планктонные фораминиферы, нанопланктон, динофлагелляты, силикофлагелляты, диатомеи. Примером достаточно дробной стратиграфической схемы, охватывающей практически все пространство ЕПО, можно считать зональную схему по бентосным фораминиферам для кампан-маастрихтского интервала [Beniamovskii, Kopaevich, 1998](рис. 1.4). В основу этой схемы положены детальные биостратиграфические схемы для двух регионов; Мангышлак-Прикаспийского и Западно-германского [Найдин и др., 1984б; Schoenfeld & Burnett, 1991]. Эта схема содержит 13 зон, которые названы по характерным для каждого из двух регионов индекс-видам. Многие из этих зон и подзон прослеживаются и в других частях ЕПО: в Ульяновском Поволжье [Беньямовский и др., 1988], в Днепрово-Донецкой впадине [Липник и Люльева, 1981], в Белорусси и Литве [Акимец и др.,1991], в Крыму, Польше и юго-западной Англии [Alekseev & Kopaevich, 1997; Gawor-Biedowa, 1992; Bailey et al., 1983]. Для биостратиграфической схемы использованы филогенетические линии важных в стратиграфическом отношении видов фораминифер.
Последние десятилетия были отмечены многими знаменательными успехами стратиграфии. Среди наиболее важных следует назвать событийную стратиграфию, которая позволяет коррелировать геологические события в глобальном или субглобальном масштабе. Фиксация определенного события или событий всегда имела место при разработке стратиграфических схем, но только в последние годы выявление сигналов, то есть максимально кратковременных явлений прошлого, позволило усилить событийное направление в стратиграфии. Сочетание различных методов реконструкции событий геологического прошлого, попытки причинного объяснения их, придает стратиграфическим выводам более высокую степень достоверности и точности, позволяет создать жесткую систему временных реперов, которые могут служить надежным каркасом общей стратиграфической шкалы. Непрерывное введение в стратиграфию новых методик расчленения, сопоставления и датирования осадочных толщ (геохимических, радиометрических, геофизических, палеомагнитных и др.) повышает точность стратиграфических построений. Особо важную роль здесь приобретают биособытия, поскольку именно они чаще всего находят свое отражение в зональных стратиграфических шкалах. Именно на этой основе - событийной или биособытийной - выделяются так называемые инфразональные категории, которые соответствуют отдельным частям зон [Гладенков, 1997].

Рис. 1.5. Зонально-событийная шкала для позднесантонских-маастрихтских отложений Запада и Востока ЕПО.

Существуют различные классификации биособытий. Одна из них была предложена О. Валлизером [Wallizer, 1983], который различает 4 типа событий. К первому типу он относит инновации , то есть возникновение принципиально новых морфологических планов строения организмов. Ко второму - события радиации - взрывной рост таксономического и морфологического разнообразия какой-либо группы, отражающий ее адаптивную радиацию в связи с освобождением многих экологических ниш (биотопов). Третий тип событий включает скоротечные расширения географического ареала какой-либо группы. Наконец, в четвертый тип событий выделены вымирания , прежде всего МВ, которые могут быть либо ступенчатыми, либо одновременными. В частности включение некоторых событий в состав приведенной выше схемы в значительной степени детализирует ее (рис. 1.5).

Более развернутая классификация биособытий, которая нашла наиболее широкое применение, дана Э.Кауффманом [Kauffman, 1986]. Она включает восемь типов событий:

1 - события прерывистой эволюции (скачкообразное появление новых таксонов видового ранга);
2 - популяционные взрывы;
3 - кратковременоое увеличение продуктивности бассейна;
4 - иммиграция и эмиграция;
5 - экологические события (резкие и существенные изменения структуры биосообществ);
6 - региональная колонизация (заселение незанятых биотопов);
7 - массовая гибель (из-за действия абиотических факторов);
8 - массовые вымирания (исчезновение более 50% таксонов в глобальном масштабе в относительно короткое время).

Любое из этих событий может оставить соответствующий след и использоваться при детализации стратиграфических шкал. Среди перечисленных восьми типов 7 и 8 соответствуют глобальным катастрофическим событиям и сопровождающим их биотическим кризисам. Примером может служить маастрихт - датское событие и связанное с ним МВ. События 3, 5 и 6 также являются глобальными и субглобальными, они сопровождались малыми вымираниями - например событие на границе сеномана и турона. Типы 2 и 6 - связаны с экспансией отдельных видов в условиях, когда большинство других таксонов не выдерживает изменений условий среды.

Любые дискретные явления в развитии органического мира, запечатленные в геологической летописи, могут быть использованы для детализации расчленения древних толщ и выявления событий катастрофического плана. Здесь важно выбрать и установить масштаб явления, а также его длительность. Причем разрешающая способность такого подхода становится выше при разработке более дробного зонального расчленения изучаемых толщ. Дробное деление позволяет также отделить региональные подразделения от чисто местных, связанных с локальными колебаниями среды. В последнее время разработаны дробные зональные шкалы, особенно для мезозоя и кайнозоя. Высокую степень детальности имеют многие палеозойские конодонтовые шкалы.

Важное значение имеет выделение реперов, естественно не только биологических (см. следующий раздел).
Суммируя данные по внутризональным единицам, можно сказать, что они часто отражают кратковременные, скачкообразные, спазматические события. Все они или многие из них могут считаться катастрофическими. Большинство из них фиксируются как региональные, (отдельные бассейны, провинции), но отмечаются и субглобальные (океаны, континенты). В этих случаях их можно уверенно классифицировать как достаточно резкие, катастрофические.

Таким образом ясно, что дробные зональные и инфразональные подразделения и уровни являются основой для составления календаря кратковременных геологических событий, к разряду которых принадлежат и катастрофические. Корреляционное значение инфразонального уровня или зоны не остается постоянным, а меняется с накоплением данных и в зависимости от интерпретации. Уровень, подзона или зона, выделенные в качестве чисто локальной единицы, могут со временем оказаться планетарными. Поэтому резкое разграничение местных, региональных и глобальных шкал носит преходящий характер. Планетарные подразделения складываются из местных, а не существуют независимо от них [Красилов и др., 1985].