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

3.8. Предлагаемая модель развития ОАЕ 2.

Рис. 3.12. Модель развития дефицита кислорода (аноксии) и его отражение в осадках океанического и эпиконтинентального бассейнов.

По материалам крымских разрезов, дополненных имеющимися сведениями о развитии аноксии в других регионах, авторы настоящего раздела разработали модель, графически представленную на рис.3.12.
Во вторую половину сеноманского века происходило заметное углубление моря, связанное с развитием глобальной эвстатической трансгрессии. Углубление очень четко регистрируется в крымских разрезах как по литологическим, так и по палеонтологическим показателям (практически полное исчезновение макрофауны и резкое возрастание отношения планктон/бентос). Почти полное отсутствие флористических и палинологических остатков в пачке "черных прослоев", очевидно, связано с исчезновением при углублении моря участков суши (прежде всего островов), с которых могли бы поступать растительные остатки. В то же время возможны краткие импульсы обмеления и увеличения интенсивности сноса, о чем свидетельствует возрастание терригенной составляющей и "цветение" кальцисферулид на этом уровне.

Планктоногенная природа "черных прослоев" аксудеринского разреза. Как и других подобных образоавний, подтверждается результатами изотопных исследований. К настоящему времени накоплены обширные материалы изотопных определений уровня [Arthur et al., 1990, Haynes et al., 1989, Hart & Leary, 1989 etc]. Интерес, проявляемый к изотопной характеристике этого уровня, связан с тем, что ныне общепризнана большая роль значений и d¹⁸O при реконструкциях - характера и развития природных процессов геологического прошлого.

Отмеченный выше положительный экскурс значений d¹³C_орг и d¹³C_CaCO3 для пачки "черных прослоев" разреза Аксудере несомненно отражает глобальный процесс. Возрастание значений d¹³C является результатом преимущественного изъятия из морской воды d¹²C. Происходило утяжеление d¹³C карбонатного углерода. Параллельно изменялся изотопный состав планктонной составляющей в результате изменения углеродного "водного фона" (то есть в результате изменения d¹³C растворенной в воде CO₂). То, что изменение d¹³C фитопланктона по амплитуде превышает изменение d¹³C_CaCO3 можно объяснять уменьшением парциального давления CO₂ в атмосфере во время развития аноксии.

Важная роль в определении степени недосыщенности воды О₂ принадлежит ихнологическим данным. Разработана шкала оценки степени развития дефицита кислорода по следам (трубкам ходов нор), оставленным организмами неустановленного систематического положения. Установлено, что чем ниже содержание О₂, тем меньше разнообразие ходов и тем они тоньше. При крайне низком содержании О₂ в осадке остаются лишь Сhondrites.

Различные формы Сhondrites обитают в осадке у его границы с водой. Это ветвящиеся трубочки (геологи их совершенно неверно называют фукоидами) диаметром от 0,1 до нескольких миллиметров. Сhondrites встречаются в широком спектре морских условий от шельфа до абиссали; из довольно большого разнообразия ихнофоссилий только они присутствуют в осадках анаэробной зоны. В некоторых слоях пачки "черных прослоев" разреза Аксудере обнаружены Сhondrites с сечением трубочек 1,5 мм; скорее всего вся пачка "черных прослоев" формировалась в анаэробных условиях.

По видимому, в Средиземноморье и ЕПО на рубеже сеноман/турон не было протяженного эвксинного бассейна. Об этом свидетельствуют материалы крымских разрезов: пачка "черных мергелей", вскрытая в овраге Аксудере, по простиранию либо редуцируется, либо вообще исчезает в других, рядом расположенных разрезах. Поэтому непрерывный стратиграфически прослеживаемый горизонт, отвечающий ОАЕ 2, отсутствует. Этот горизонт выражен, так сказать, пунктирно, что отражает локальный характер возникновения аноксии. Локальность обусловлена особенностями рельефа дна моря и характером динамики водной cреды. Развитие подобных условий обеспечивалось глобальным фоном, благоприятствовавшим аноксии, общей вялой циркуляцией океаносферы.

Не только в пространстве, но и по разрезу не прослеживается непрерывное распространение отложений, обогащенных C_орг. Распределение по вертикали слоев, в той или иной степени обогащенных органикой, подчиняется ритмичному строению толщи. Сеноман на огромных пространствах от Северной Америки на западе до Копет-Дага на востоке представлен ритмично построенными известняково-мергельными толщами. Ритмичность появления слоев с повышенными концентрациями C_орг. выявлена как в разрезах континентов, так и океанов [Найдин.,1986]. Появление и неуклонное периодическое возрастание повышенных содержаний С_орг фиксируется,начиная со среднего сеномана во всех вышеупомянутых регионах [Kuhnt et al., 1992].
Б. Сейджеман [Sageman, 1989] пришел к заключению, что наиболее распространенная концепция длительно развивавшегося "бассейна стагнации" не пригодна для объяснения аноксии. Должна быть предложена более тонкая модель. В частности, по его наблюдениям, в сеноманском бассейне Гринхорн (Северная Америка) дизаэробные и анаэробные условия развивались эпизодически вследствие менявшегося притока пресных вод и динамики бассейна (штормы).

"Черные прослои" вместе с заключающими их карбонатными отложениями, как уже неоднократно подчеркивалось, по своему происхождению нанопланктоногенны. Ритмичный характер известняково -мергельного комплекса связан с жизнью пелагиали. Ритмичность обусловлена периодическими изменениями ее продуктивности: при высокой продуктивности на дно поступает больше отмершей биомассы, при низкой - меньше. Соответственно на дне чередуются окислительные и восстановительные обстановки (рис.3.10).

Меняющаяся продуктивность была связана с флюктуациями климата. В настоящее время общепринято объяснять ритмичность циклами Миланковича т.е периодическими измениями параметров земной орбиты (циклы прецессии, наклона эклиптики, орбитального эксцентриситета). Под воздействием этих циклов происходили климатически флюктуации, изменялись соленость и температура, менялся характер вертикального перемешивания, что отражалось на балансе питательных веществ и кислорода и в конечном счете сказывалось как на продуктивности, так и на сохранности органического материала в осадках. Безусловно влиянияли и флуктуации, пусть не очень резкие, климата, вызывавшие перераспределение водных масс и "цветение" одних групп микроорганизмов и провоцировавших вымирание других. Надо сказать, что само "цветение" могло оказывать отравляющее действие на рост и воспроизводства высоко специализированных таксонов, о чем уже упоминалось в предыдущем разделе [Гаврилов, Копаевич, 1996].

Можно предположить, что ОАЕ 2 состояло из нескольких фаз аноксии. Основная происходила в самом конце сеноманского века. Ей соответствуют пленусовые мергели Англии, горизонт Бонарелли Северной Италии, горизонт Томель юго-востока Франции, пачка "черных прослоев" Крыма (отложения зоны Whiteinella archeocretacea). Как до, так и после основной фазы возникали условия, благоприятствовавшие развитию дефицита кислорода в придонных участках моря. Об этом свидетельствуют слои в различной степени обогащенные C_орг., с одной стороны, верхнего сеномана , а с другой, турона (ананурский горизонт южного склона Большого Кавказа). Материалы по многочисленным разрезам позволили установить, что наиболее мощные процессы накопления органического материала связаны с зонами высокой биопродуктивности (внешний шельф), а по продолжительности - накопление органического вещества было наиболее длительным в низких широтах [Kuhnt et al., 1992].