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

Глава 6. Роль глобальных событий в детализации стратиграфических границ и увязке межрегиональных стратиграфических схем

Разработка легенд для серий Государственных геологических карт России масштаба 1:200.000 сталкивается с рядом нерешенных проблем как в детальных региональных стратиграфических схемах, так и в вопросах межрегиональных стратиграфических корреляций.

Глобальные катастрофические события приурочены к узким геохронологическим интервалам. При условии сохранения и распознавания их следов в разрезах разных геологических структур различных палеогеографических областей мы получаем надежные маркеры для удаленных стратиграфических корреляций.

Детально рассмотренные в главе 4 события на границе франского и фаменского веков в Тимано-Печорской провинции, в центральной части Русской плиты и Волгоградском Поволжье позволяют более обоснованно подойти к корреляции субрегиональных стратиграфических схем этих регионов и выделению региональных горизонтов для всей Русской плиты в данном интервале разреза.

Рис. 6.1. Сопоставление разрезов пограничнызх отложений франского и фаменского ярусов.

Глобальная регрессия на F/F границе, констатируемая нами после изучения событий этого времени, четко фиксируется на большей части Русской плиты (рис.6.1 ) перерывом между ливенским и задонским горизонтами. Ливенский является верхним горизонтом франского яруса, а задонский - нижним фаменского в региональной стратиграфической схеме девонских отложений Русской платформы, утвержденной МСК в 1988 г. [Решение Межведомственного..., 1990]. Однако стратиграфический объем гиатуса между этими горизонтами оставался не выясненным. Это, отчасти, объясняется мелководностью большинства разрезов, что не дает возможности проведения точных корреляций со стандартными конодонтовыми зонами. В непрерывных франско-фаменских разрезах востока Русской плиты (Волгоградское Поволжье, относительно глубоководные разрезы Тимано-Печорской провинции и др.) хорошие результаты получены при изучении миоспор. А.М. Назаренко и др. [1993] уверенно фиксируют зоны характеризующие ливенский и задонский горизонты, и выделяют между ними зону Corbulispora vimenens - Gemniospora vasjamica. Отложения, соответствующие этой зоне, они предлагают выделить в качестве волгоградского регионального горизонта. Это было принято и в работе А.С. Алексеева с соавторами [Alexeev et al., 1996]. Данные по совместному изучению миоспор и конодонтов [Обуховская, Кузьмин, 1993] подтверждают правильность выделения волгоградского регионального горизонта для Русской платформы. Однако, полное соответствие его конодонтовой зоне triangularis нуждается в дополнительном изучении. Если нижняя граница горизонта, исходя из приведенной в гл. 4 характеристики событий на F/F рубеже, должна соответствовать границе ярусов и соответственно границе конодонтовых зон linguiformis-triangularis, то положение верхней границы требует уточнения.

Изучение событий на F/F рубеже на Южном Урале (см. главу 4) позволило констатировать, что время начала образования зилаирской свиты совпадает с рубежом франского и фаменского веков (рис. 6.1) Зилаирская свита знаменует начало нового геодинамического этапа развития региона, поэтому точное определение возраста начала ее формирования очень важно для уральской геологии. Кроме того, появилась возможность уверенной корреляции для этого интервала времени южно-уральских стратиграфических схем с региональной стратиграфической схемой Русской платформы.

Рубеж сеномана и турона также омечен многими событиями, как биотическими, так и абиотическими. Их использование в практике геолого-съемочных работ, особенно детальных, может обеспечить высокую надежность локальных и удаленных корреляций. Выявленная последовательность импульсов вымирания в конце сеномана (Kauffman, Hart, 1995) в сочетании с колебаниями изотопного состава кислорода и углерода биогенных карбонатов включает в себя следующие реперные уровни, прослеживание которых возможно на территории юга европейской России:

1. 520-540 тыс. лет до границы сеномана и турона. Вымирание тепловодных аммонитов и двустворчатых моллюсков, начало положительного сдвигаd¹³С;

2. 490 тыс. лет. Глобальное вымирание килеватых планктонных фораминифер рода Rotalipora, первый пик dd¹³С;

3. 390 тыс. лет. Второй импульс вымирания моллюсков, сильная отрицательная экскурсия dd¹³С и d¹⁸О;

4. 340-350 тыс. лет. Глобальное вымирание тепловодных моллюсков с падением разнообразия на 55%. Положительный пик d¹³ С;

5. Граница сеноман/турон. Зона быстрых колебаний стабильных изотопов, последний положительный пик d¹³ С. Мксимальный уровень моря и финальное вымирание моллюсков (на 70%) и нанопланктона.

К рубежу сеномана и турона приурочен максимум глобальной эвстатической трансгрессии мезокайнозоя, когда уровень океана превышал современный на 300 м. Вместе с тем не исключено, что в терминальном сеномане (слои с P.plenus) на фоне общей трансгресии имел место кратковремнный импульс регресии, приведший к появлянию застойных обстановок с накоплением больших масс органического углерода. Этот регрессивный эпизод объясняет широкое развитие перерыва между сеноменом и туроном в южных и центральных районах Русской платформы. Совокупность всех событий позволяет использовать для решения стратиграфических вопросов предложенный С.В.Мейеном принцип взаимозаменяемости признаков.

Прослеживание обогащенного органическим углеродом горизонта на Русской платформе почти невозможно из-за слишком мелководных обстановок, однако присутствие положительного сдвига d¹³ С в осадках так называемой "сурки" ( дятьковская свита) подтверждает ее соответствие событию терминального сеномана. На платформе хорошим корреляционным маркером самых молодых осадков сеномана является белемнит Praeactinocamax plenus (Blainville) - представитнель пульс-фауны, известный от Англии на западе до Афганистана на востоке (Найдин, 1996). Везде этот таксон ассоциирует с уровнем накопления осадков, обогащенных органическим веществом и несущих четко выраженные изотопные аномалии углерода. В сочетании, эти признаки допускают точную корреляцию. По рекомендации Международной подкомиссии по стратиграфии мела, подошва турона должна проводиться в основании зоны Watinoceras devonense по аммонитам, с чем примерно совпадает появление иноцерамов рода Mytiloides, планктонных фораминифер Helvetgolobotruncana praehelvetica и известковых нанофоссиллий Quadrum gartneri (Bengtson, 1996). Прослеживание этого уровня возможно только событийным путем, особенно на Русской платформе, где большинство этих индексов отсутствует.

Наиболее резкие изменения как в биоте, так и во внешних оболочках Земли происходили на рубеже мела и палеогена. Какими-бы ни были конкретные причины этих событий, сами по себе их следы в осадочных породах имеют неоценимое корреляционное значение. Международной комиссией по стратиграфии в качестве уровня нижней границы палеогена принята "иридиевая аномалия", а стратотип этой границы предложен в разрезе Эль-Кеф, Тунис (Keller et al., 1995). Существует мнение, что граница мела и палеогена является идеальной границей, так как на ней сближены или совпадают резкие изменения комплексов организмов, изотопные и геохимические аномалии, присутствие в осадках материала выбросов и вещества космического ударника. Это делает данную границу распозноваемой практически глобально и именно катастрофические события на рубеже маастрихта и дания заставили перенести датский ярус в палеоген.

Однако детальные исследования с отбором проб по сантиметрам показали, что вымирание морских микроорганизмов не было мгновенным, но растянутым во времени (Keller et al., 1995). При этом многие таксоны меловых планктонных фооаминифер и известкового нанопланктона продолжали существать на протяжении нескольких сотен тысяч лет датского века. Ранее все они считались переотложенными, и существуют сильные аргументы, что это действительно так. Вне зависимости от того, переотложены они или нет, поскольку датский планктон в этих породах редок и имеет очень мелкие размеры, надежность датировки базальных слоев дания палеонтологическим методами снижена. Но эти затруднения могут быть преодолены путем использования геохимических, изотопных и минералогических методов.

Во многих районах мира граница мела и палеогена маркируется четко выраженным перерывом, возникновение которого связано с кратковременным понижением уровня океана, последовавшим за терминальной маастрихтской elegans-траснсгрессией. Этот перерыв является хорошим индикатором данной границы и он широко прослеживается в Крыму, Поволжье, Прикаспии и на Мангышлаке (Alekseev et al., 1998).