Копаевич Людмила Федоровна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
|
содержание |
Актуальность. Фораминиферы относятся к группе одноклеточных организмов (Protista) с наружным скелетом, которые имеют кальцитовую, арагонитовую или агглютинированную раковину. Их скелеты обнаружены в морских, реже солоновато-водных осадках от кембрия до голоцена включительно.
Образ жизни фораминифер определяют развитие двух групп - бентосных (БФ) и планктонных (ПФ). Большинство являются бентосными, но существенная часть мезо-кайнозойских форм вела планктонный образ жизни. Длительное существование фораминифер в истории Земли от древнейших раннепалеозойских представителей до обитателей современных акваторий обусловлено их высокой адаптационной способностью, которая проявляется в разнообразии морфотипов. Следствием этого является высокое многообразие местообитаний и освоение различных экологических ниш. Они жили и живут на различных уровнях в толще воды, но в осадках встречаются совместно.
Первые упоминания о фораминиферах известны давно, однако прогресс в их изучении связан с развитием нефтяной геологии и разбуриванием закрытых территорий, датированием и корреляцией разрезов скважин, так как иногда они являлись единственными представителями органических остатков.
Начавшееся с середины прошлого столетия активное изучение ПФ остается актуальным до настоящего времени. Это связано со следующими причинами:
1. Относительно низкое разнообразие и сравнительно легкая идентификация; широкое пространственное распространение - от полярных широт до экватора, от мелководных эпиконтинентальных морей до открытых океанических бассейнов.
2. Начиная с юрского периода, и вплоть до настоящего времени они являются одним из главных компонентов морских осадков.
3. ПФ служат прекрасными био-маркерами, так как многие таксоны обладали узким стратиграфическим и широким площадным распространением.
4. Для территории распространения мелководно-морских отложений, а также для бореальных разрезов ПФ практически не используются в стратиграфических схемах.
5. В закрытых районах они могут являться главным инструментом для биостратиграфических построений.
6. Состав комплексов ПФ и соотношение их с другими группами простейших (в частности радиоляриями) отражают параметры водных масс и служат прекрасным инструментом для их реконструкции.
7. Несмотря на высокую степень изученности, остается еще много нерешенных вопросов, касающихся изменений ПФ на критических рубежах позднемеловой эпохи, их взаимоотношений с окружающей средой, роли в палеоокеанологических реконструкциях.
Исследования выполнялись при финансовой поддержке РФФИ (гранты 00-05-64917, 02-05-64576; 03-05-64330; 05-05-64623, 05-05-65157, 06-05-65172; 08-05-00283); проектов "Научные школы" НШ-326.2003.5, НШ-5280.2006.5, НШ-841.2008.5; грантов от компании Conoco Phillips, а также в рамках международной программы Пери-Тетис (1995-1998), гранта INTAS (1994-1996) и совместного гранта Московского государственного университета и Бельгийской академии наук (1998-1999).
Цель и задачи работы. Целью работы являлось обоснование стратиграфического значения ПФ, их роли в палеогеографических реконструкциях и восстановлении характера водных масс для Восточно-Европейской платформы (ВЕП) и ее южного обрамления; установление изменения морфологии ПФ на критических рубежах позднемеловой эпохи, характера эволюции в контексте современных представлений о развитии этой группы. Для достижения поставленной цели нужно было решить следующие задачи:
1. Проанализировать распределение ПФ в опорных разрезах и выделить зональные или характерные комплексы для каждого из изучаемых регионов с использованием данных предшествующих исследователей. Предложить уточненные зональные шкалы и провести их сопоставление с таковыми смежных регионов и со стандартной шкалой.
2. Выявить дополнительные событийные уровни с целью детализации зональной шкалы, особенно вблизи границ ярусных и подъярусных подразделений.
3. Проанализировать поведение ПФ на критических рубежах позднего мела с целью выяснения особенностей жизненной стратегии и путей эволюции этой группы.
4. Установить этапность в развитии глоботрунканид на основе анализа морфологических изменений в строении раковины и смены систематического состава комплексов.
5. На основе количественной обработки комплексов фораминифер уточнить и дополнить реконструкцию палеогеографии Восточно-Европейской платформы и ее южного обрамления в переломные моменты позднемеловой эпохи.
6. Синтезировать данные, полученные по ПФ, с информацией по другим группам микрофоссилий (в частности, радиоляриям) для восстановления характера водных масс на разных участках изучаемого региона.
Научная новизна и практическая значимость.
1. Впервые для ВЕП и Мангышлака составлена схема расчленения верхнемеловых отложений по ПФ, включающая 12 подразделений в ранге слоев.
2. Уточнена и дополнена зональная шкала для Крымско-Кавказского региона.
3. Внутризональные событийные уровни позволили детализировать стратиграфические схемы и осуществить межбассейновую корреляцию.
4. Предложенные схемы служат существенным дополнением к региональным стратиграфическим шкалам и должны использоваться при разработке легенды к геологическим картам.
5. В развитии ПФ выделены поли- и олиготаксонные этапы развития, смена которых определялась изменениями параметров водных масс (события дефицита кислорода, климатические флуктуации, изменения глубины и солености). Флуктуации состава комплексов ПФ на критических рубежах выражаются в резком сокращении таксономического разнообразия, изменении жизненной стратегии и частичном или полном вымирании высокоспециализированных таксонов.
6. Анализ количественного состава комплексов фораминифер и типа осадконакопления позволил восстановить характер водных масс на территории ВЕП и ее южного обрамления в переломные этапы развития (поздний сеноман, ранний кампан, поздний маастрихт). Установлены эпизоды проникновения тетических (поздний сеноман-начало турона, пограничный турон-коньякский интервал, терминальный маастрихт) и бореальных (сантон и кампан) водных масс на ВЕП.
7. На основе соотношения фораминиферы/радиолярии удалось выделить зоны микроапвеллингов на рубеже сеномана и турона в Крымском и Северокавказском регионах и установить этап похолодания, связанный с сантон-кампанской границей.
Апробация работы и личный вклад автора. По теме диссертации опубликовано 156 работ. Из них 58 статей в изданиях по перечню ВАК, 9 коллективных монографий, 27 статей в прочих изданиях. Результаты многократно докладывались на международных и всероссийских совещаниях (всего опубликовано тезисов 62). В том числе они были доложены на: Всероссийских совещаниях по меловой системе (2002, 2004, 2006, 2008 и 2010 гг.); на 2ом международном симпозиуме по геологии Восточного Средиземноморья (Израиль,1995); международных симпозиумах по меловой системе (1995; 2000; 2005, 2009); на заседании меловой подкомиссии по границе коньяка и сантона, в Бильбао, 2002; 2ом международном конгрессе "Биосфера и эволюция (Лаутраки, Греция, 2008.), 5 Всероссийском литологическом совещании в 2008 г. (Екатеринбург); на ежегодной сессии "Палеострат" (Москва) - 2006, 2008, 2009, 2010гг.; Всероссийских заседаниях Палеонтологического общества в Санкт-Петербурге (2008, 2009, 2010); международном микропалеонтологическое совещании в Новосибирске в 2008 г. и международном микропалеонтологическом симпозиуме в Польше в 2009 г; 3, 4 и 5 Международных конгрессах "Environmental Micropalaeontology, Microbiology and Meiobenthology" (Вена, 2002; Турция, Испарта, 2004; Мадрас, 2007); 10 совещании по эволюционной биологии (Марсель) в 2006 г.; на научных чтениях в МГГА, посвященных памяти М.В.Муратова в 2010 г.
Научные результаты автора как руководителя и как соисполнителя вошли в отчеты по восьми грантам РФФИ, по грантам научных школ, по международным программам Пери-Тетис и грантам INTAS.
Личным вкладом автора является решение проблемы корреляции верхнемеловых отложений Восточно-Европейской платформы и ее южного обрамления по ПФ на основе анализа важнейших био- и геособытий.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. Уточненная зональная схема расчленения верхнемеловых отложений Крымско- Кавказского региона по ПФ с выделенными внутри зон событийными уровнями. Схема включает 14 зональных подразделений и две подзоны. Возраст зон уточнен в соответствии с современными представлениями о границах ярусных и подъярусных подразделений международной шкалы. Предложено инфразональное расчленение пограничных альб-сеноманского, сеноман-туронского, коньяк-сантонского интервалов на основе анализа изменения систематического состава планктонных фораминифер.
2. Схема расчленения верхнемеловых отложений по ПФ для ВЕП и Мангышлака. Выделенные в ранге слоев 12 подразделений сопоставлены с региональными зонами по другим группам макро- и микрофоссилий. Для ВЕП особенно важна корреляция со слоями по радиоляриям.
3. Морфофункциональные изменения раковин планктонных фораминифер, количественные флуктуации комплексов связаны с переломными моментами позднемеловой эпохи (терминальный сеноман, ранний кампан, поздний маастрихт). Именно эти рубежи определили ход эволюции группы.
4. Модель эволюции глоботрунканид, в которой установлены три продолжительных политаксонных этапа (поздний альб-сеноман, средний турон-сантон, середина раннего кампана-маастрихт) и три кратковременных олиготаксонных интервала (граница сеномана и турона, терминальный сантон-ранний кампан, терминальный маастрихт-начадо дания). Каждому этапу свойственен собственный набор типов раковины, определенный тип жизненной стратегии и эволюционного развития, свой уровень таксономического разнообразия.
5. Распределение водных масс и их связь с особенностями палеогеографии ВЕП и ее южного обрамления на протяжении позднего мела на основе количественного анализа комплексов фораминифер с привлечением других геологических и палеонтологических данных. На всей изучаемой территории установлены: эпизод дефицита кислорода на сеноман-туронской границе, похолодание в начале кампана и тетическая трансгрессия в терминальном маастрихте.
Благодарности. Необычайно ценным для автора были руководство и совместная работа с Д.П.Найдиным, Н.И.Маслаковой, Т.Н.Горбачик. Работа всегда находила понимание и одобрение А.Ю.Розанова, И.С.Барскова. Автор глубоко признателен А.С.Алексееву, помощь, поддержка и конструктивная критика которого сыграли решающую роль в определении тематики и структуры работы. Совместная работа с сотрудниками кафедры региональной геологии и истории Земли во главе с ее заведующим профессором А.М.Никишиным, постоянный интерес с их стороны к проводимым исследованиям стимулировали осуществление и завершение работы. Автор благодарен коллегам, с которыми связаны многолетние совместные исследования - В.Н.Беньямовскому, В.С.Акимец, Э.О.Амону, Е.Ю.Барабошкину, В.С.Вишневской, А.Б.Веймарну, Р.Р.Габдуллину, Ю.О.Гаврилову, В.И.Гладковой, А.Ю.Гужикову, О.Б.Дмитренко, В.И.Железко, А.В.Иванову, Т.А.Кузмичевой, Е.С.Липник, Е.А.Лыгиной, М.Н.Овечкиной, А.Г.Олферьеву, Г.Н.Папулову, Р.А.Сегедину, Е.А.Соколовой, Н.В.Тур, Е.А.Щербининой, Е.В.Яковишиной.
Автор постоянно ощущал поддержку со стороны сотрудников кафедры региональной геологии и истории Земли С.Н.Болотова, А.В.Ершова, Б.Я.Журавлева, М.В.Коротаева, В.С.Милеева, Л.М.Расцветаева, П.Л.Тихомирова, А.В.Тевелева, Ар.В.Тевелева, Т.О.Федорова, Т.Ю.Тверитиновой. Много полезных замечаний и советов было получено от Д.И.Панова. Ценные замечания по содержанию и форме подачи материала были получены от А.Л.Юриной, Т.Н.Смирновой, Н.В.Горевой, Л.И.Кононовой. При подготовке фотоматериалов неоценимой была помощь со стороны Л.И.Кононовой, М.А.Мошкиной, Н.Н.Коротаевой. Большую помощь в проведении полевых работ в Крыму, на Кавказе, а также в Саратовском Поволжье оказали Л.А.Золотая, В.А.Лаврищев, А.В.Иванов. Среди зарубежных коллег следует упомянуть в первую очередь Ани-Валери Дондт, которая была руководителем нескольких совместных грантов, а также Р. Марциновского, И. Валащика, Д.Пирит и других коллег из Варшавского университета, с которыми проводились совместные полевые исследования, результаты которых были впоследствии опубликованы.
| 