Копаевич Людмила Федоровна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук
|
содержание |
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.
Распределение водных масс на основе анализа комплексов фораминифер и палеогеография ВЕП и ее южного обрамления.
Палеогеографическая ситуация и водные массы (ВМ) тесно связаны между собой и определяют распределение микроорганизмов, в том числе и ПФ. Под ВМ понимаются большие объемы воды, соизмеримые с площадью и глубиной водоема и обладающие относительной однородностью физико-химических характеристик, формирующихся в конкретных физико-географических условиях. Свойства ВМ контролируют распределение организмов, локальный и региональный климат, тип осадконакопления. Основными факторами, формирующими ВМ, являются тепловой и водный балансы данного района и, следовательно, основные показатели - температура и соленость. При анализе ВМ учитываются также показатели содержания в ней кислорода и других гидрохимических элементов, которые дают возможность проследить распространение водной массы из района ее формирования (Зубов, 1947; Муромцев, 1958,1959; Матуль, 2009). Границы между ВМ могут быть как постепенными, так и резкими. В последнем случае они представляют собой непреодолимые барьеры для стенобионтных организмов (Барабошкин, 2008). Большинство микроорганизмов приурочено к определенным ВМ. Распространение планктонных организмов в мезозое и кайнозое можно использовать для характеристики ВМ. Например, колебания соотношения фораминиферы/радиолярии позволяют судить об изменениях температуры и солености ВМ.
Роль фораминифер необычайно велика для характеристики ВМ и палеогеографических реконструкций в силу массовости их раковин в карбонатных осадках. Карбонатные верхнемеловые толщи, образовавшиеся в эпиконтинентальных бассейнах и в относительно глубоководных открытых океанических акваториях, по своей природе планктоногенны. Основные их разности сложены остатками нанопланктона, но и доля раковин фораминифер также весьма значительна. Это обстоятельство определяет возможность реконструкции факторов, контролирующих процесс биогенного осадконакопления.
Отношение планктон/бентос, колебания уровня моря и глубина бассейна. В пределах эпиконтинентальных бассейнов на значительно удаленных от берегов участках скелетные остатки микроорганизмов составляли подавляющую часть материала, формирующего осадки. Следовательно, привнос СаСО3 на дно определялся биопродуктивностью пелагиали и бентали. Биопродуктивность находилась под непосредственным влиянием климатической и сезонной зональности, обеспеченности пищевыми ресурсами и, конечно, глубины бассейна. Воздействие последнего фактора кажется наиболее интересным, так как с меловым периодом связаны частые эвстатические колебания уровня Мирового океана. Естественно, что огромную помощь при реконструкции глубин оказывают актуалистические наблюдения. Распределение раковин ПФ и БФ в современных океанических илах показало следующую закономерность: в местах, удалённых от береговой линии, раковины ПФ составляют 99% и только 1% БФ. По мере движения к берегу это отношение постепенно меняется на обратное, уже в сублиторальной зоне, на глубинах, не превышающих 50 м, БФ составляют 99%, а ПФ 1%. Эта закономерность в распределении ПФ и БФ и, следовательно, в соотношении планктон/бентос (П/Б), позволяет судить о глубинах бассейна в прошлом (Гримсдейл, Моркховен, 1956).
Отношение П/Б с успехом использовалось для реконструкций палеоглубин. Его роль особенно значительна для территорий с широким развитием карбонатных пород с высоким содержанием СаСО3 как-то мел, мелоподобные известняки, карбонатные мергели. Именно в этих породах отношение П/Б соответствует таковому в осадке, оно в свою очередь отвечает прижизненному соотношению экологических групп, в то время как в кластических осадках первоначальные значения П/Б нарушены добавлением терригенной составляющей и механическим разрушением раковин. Породам, формирующимся на разных глубинах, отвечают различные значения фораминиферового числа (ФЧ). В открыто-морских глубоководных условиях ФЧ измеряется тысячами, десятками и сотнями тысяч, а в мелководных - десятками и сотнями.
В отечественной литературе первую характеристику реконструкции палеоглубин при помощи анализа комплексов фораминифер можно найти в работе В.Г. Морозовой и др. (1967). В последствии этот метод активно применялся для палеореконструкций глубин для многих регионов. Подробный анализ метода изложен в предшествующих публикациях автора (Найдин и др., 1994: Горбачик и др., 1994).
Отношение П/Б активно применялось для реконструкции палеоглубин позднемеловых бассейнов ВЕП и Крымско-Кавказского региона (Беньямовский, Копаевич, 1973; Копаевич, 1975; Найдин и др, 1980; Найдин и др., 1984; Копаевич, 1989; Kopaevich, 1996; Alekseev, Kopaevich, 1997; Alekseev et al., 1999) и многие другие.
Состав планктонного комплекса и глубина бассейна. В 1970-е годы реконструкции палеоглубин стали основываться на более глубоком, не только количественном, но и качественном анализе комплексов ПФ и БФ. Была установлена связь жизненного цикла ПФ с глубиной водной колонки, в которой они обитали. При этом большая часть современных ПФ предпочитает эвфотическую зону, или зону первичной продуктивности океана, не только хорошо освещенную, но и обеспеченную пищевыми ресурсами. Практически весь жизненный цикл таких форм завершается в этой же зоне. Однако существуют и другие виды, которые, начиная свое развитие на глубинах не более 100 м, в процессе жизненного цикла погружаются до 150-300 м, а иногда значительно глубже на 1000 и более метров.
В конечном итоге удалось выделить три ассоциации ПФ в зависимости от глубины их обитания в процессе онтогенетического развития (Bé, 1977). Мелководные формы, осваивающие только эвфотическую зону, переходные формы, живущие на глубинах от 50 до 100 м и глубоководные, для которых оптимальными являются глубины более 150 м. Глубоководные таксоны обладают толстой, сильно скульптированной раковиной, имеющей киль. Миграции современного зоопланктона связаны в частности с активной деятельностью симбионтов - водорослей зооксантелл. Ночью происходит накопление углекислого газа и как результат "облегчение" и всплывание раковины к утру. Днем поглощается кислород, выделяемый симбионтами, что влечет "утяжеление" и постепенное погружение на глубину. Многие планктонные организмы совершают регулярные вертикальные миграции с амплитудой в сотни метров, иногда свыше 1 километра, способствующие переносу пищевых ресурсов из богатых ими поверхностных слоев в глубины и обеспечению пищей глубоководного планктона.
Более ограничены данные о распределении типичных океанических "глубоководных" форм в эпиконтинентальных акваториях, хотя самые общие закономерности в распределении ПФ в так называемых мелководных морях известны (Murray, 1976; Горбачик и др., 1994). Они сводятся к следующим положениям:
1. Толща воды, отвечающая верхней части континентального склона, характеризуется полным рядом ПФ от ювенильных до взрослых форм у всех видов, максимальным видовым разнообразием ПФ для соответствующей климатической зоны, высокими значениями отношения П/Б в осадке - не менее 70%.
2. Внешний шельф (открытое море) содержит полный ряд форм от ювенильных до взрослых у одних видов и только ювенильных у "глубоководных" таксонов; видовое разнообразие в целом ниже, чем в предыдущей группировке, отношение П/Б от 40 до 70%.
3. Средний шельф (открытое море) характеризуется высоким процентом ювенильных особей и только несколько "мелководных" видов достигают взрослой стадии, низким видовым разнообразием, отношение П/Б в донном осадке от 10 до 60%.
4. Внутренний шельф (открытое море) охарактеризован почти исключительно ювенильными особями и низким таксономическим разнообразием. П/Б в осадке - менее 20%.
Данные о современных ПФ используются для интерпретации сведений, полученных на ископаемом материале для определения палеоглубин. Вполне вероятно, что в мезозое, и в частности, в позднем мелу, распределение было аналогичным, и обитавшие на разных глубинах виды отличались толщиной стенки, интенсивностью скульптуры, формой камер и размерами раковины. Морфотипы с мелкой тонкостенной, слабо скульптированной раковиной осваивали эвфотическую зону, морфотипы с сильно скульптированной раковиной, с дополнительными скелетными образованиями - килями, ребрами и т.д., являлись обитателями больших глубин.
Основываясь на этом предположении, М. Харт и Х.Бейли выделили среди альб-сантонских форм ассоциации ПФ, соответствующие определенным глубинам (Hart, Bailey,1979). К "мелководным" морфотипам предложено относить рода Heterohelix, Hedbergella, Globigerinelloides, к "переходным" - мелкие Praeglobotruncana, к "глубоководным" - Rotalipora, Marginotruncana, Dicarinella. Если рассматривать более высокие горизонты мела, то к "глубоководным" морфотипам следует относить также Concavatotruncana, Contusotruncana, Rugotruncana, Gansserina, некоторые Globotruncana и Globotruncanita (Копаевич, 1989). Соответствующие статические подсчеты позволяют наряду с изменением П/Б фиксировать изменения по разрезу соотношения "мелководных", "переходных" и "глубоководных" форм внутри комплексов ПФ. Это в значительной мере детализирует представление о палеоглубинах. Действительно, два комплекса ПФ, где отношение П/Б составляет 60%, но в одном из них 40% составляют "глубоководные" морфотипы, а в другом - 60% "мелководные" явно были обитателями разных глубин.
Для большей точности предлагаются различного рода коэффициенты (Leckie, 1985, 1987). М. Лики, основываясь на аналогии с современными фораминиферами, предлагает следующее разделение среднемеловых ПФ форм (апт-сеноман):
1. Эпиконтинентальная морская фауна (EWF), представленная родами Gubkinella, Guembilitria, Heterohelix и некоторыми Hedberdella.
2. Фауна мелководного открытого моря (SWF), представленная родами Hedberdella, Globigerinelloides, Praeglobotruncana и Schaсkoina.
3. Фауна глубоководного открытого моря (DWF) - роды Planomalina, Thalmanninella, Rotalipora и некоторые Praeglobotruncana.
Эпиконтинентальные фации характеризуются отсутствием DWF и возрастанием отношения EWF/SWF. Фации открытого мелководного бассейна характеризуются преобладанием SWF во фракции 0,63 мм, в то время как EWF составляют около 5%, а стратиграфически важные DWF - около 2%. Зоны апвеллинга продуцируют возрастание количества видов зоны EWF, то есть быстрое изменение параметров среды должно способствовать преобладанию видов-оппортунистов. Отношение EWF/ SWF может быть использовано также для определения близости береговой линии, определения направления палеотечений в эпиконтинентальных и окраинных бассейнах, а также для установления близости-удаления окраинного бассейна к открытому океану (в комплексе с отношением П/Б). Обитатели мелководных экологических ниш могут быть использованы как показатели биопродуктивности, насыщения кислородом, колебаний солености и температуры приповерхностных вод. Изменения этих параметров в свою очередь теснейшим образом связаны с океаническими флуктациями.
Влияние климатической зональности на состав комплексов фораминифер. Биопродуктивность и состав комплексов ПФ в значительной степени зависимы от климатической зональности. Известно, что таксономическое разнообразие растет с повышением температуры и возрастанием стабильности среды в направлении низких широт, однако биомасса достигает максимума в умеренных широтах.
Считается, что в позднемеловую эпоху не существовало ярко выраженной климатической зональности, что определялось менее контрастным, чем в настоящее время, климатом, отсутствием ледовых шапок на полюсах и, как следствие, низким температурным градиентом. Относительно высокие температуры для позднего мела отмечаются во многих работах (Bice, Norris, 2002; Bice et al., 2003; Huber et al., 2002; Norris et al., 2002; Левитан и др., 2010). Однако, различия в составе танатоценозов, а также изотопные палеотемпературные характеристики позволили выделить климатические пояса субширотного простирания, последовательно сменяющие друг друга от экватора к полюсам. На основании сравнения с распределением современных планктонных фораминифер с позднемеловыми ассоциациями, были выделены тепловодные, умеренные и холодноводные формы. При этом в число тепловодных таксонов включены крупные скульптированные формы с толстой раковиной, холоднолюбивые таксоны как правило небольших размеров, с тонкой шиповатой раковиной. Умеренные комплексы содержат незначительное количество тропических форм, а в холодноводных они отсутствуют.
Существование климатических флуктуаций в позднем мелу явилось возможной причиной изменения продуктивности пелагиали. Это проявилось в формировании ритмично построенных карбонатных толщ, состоящих из пары - известняк/мергель. В свою очередь, вялая океаническая циркуляция привела к возникновению совершенно особого типа ритмичности, представленной чередованием прослоев CaCO3/Сорг (Найдин и др, 1986; Найдин, Копаевич, 1988). Это связано с чередованием окислительных и восстановительных условий на дне бпссейна. Прослои так называемых "черных сланцев" имеются и эпиконтинентальных меловых толщах, в том числе в Крымско-Кавказской области. Подобное чередование связано с одной стороны, с тонкими климатическими вариациями, которые приводили к колебаниям интенсивности накопления отмершей биомассы на дне, и с другой с периодически меняющимся там содержанием О2 вследствие развития плотностной стратификации водной толщи (Dean et al., 1978; Arthur et al., 1984; Barron et al., 1985; Найдин и др., 1986).
Предполагается, что именно существованием климатических флуктуаций определялось изменение преобладающего характера навивания у некоторых видов ПФ, причем резкое увеличение левозавитых экземпляров указывает на снижение температур (Bandy, 1960; Hofker, 1962, 1966; Швембергер, 1965; Копаевич, 1978). Это предположение основано на современных данных, так как изучение ареалов распространения в Атлантическом океане видов Globorotalia truncatulinoides, Neogloboquadrina pachyderma, Globigerina .bulloides показало, что высокая доля левых форм связана с низкотемпературными водными массами (Boltovskoy, 1973; Ericson, 1959; Ericson et al., 1954, 1956; Meuter, Laga, 1970). Однако до сих пор изменение этого соотношения не имеет однозначного толкования. Так, О. Бэнди предположил, что у позднемеловых ПФ всегда преобладали правозавитые особи, а появление левозавитых экземпляров связано со стадией становления видовых таксонов (Bandy, 1960). Замечено, что у современных ПФ Л/П завитые раковины одного и того же вида могут иметь настолько разные размеры, что их находят в разных фракциях. Кроме того они значительно отличаются и толщиной стенки (Berger, 1989).
На протяжении мела в океанических и эпиконтинентальных бассейнах периодически возникали обстановки дефицита кислорода. Эти обстановки способствовали расцвету ПФ с вытянутыми удлиненными камерами, которые появлились периодически в позднем готериве-барреме (ОАЕ1а), апте (ОАЕ1b) и в пограничном сеноман-туронском интервале (ОАЕ2). К их числу относятся представители родов Clavihedbergella, Leopoldina, Schackoina (Горбачик, 1986; Coccioni, Luciani, 2002; 2005; Coccioni et al., 2006). Авторы предположили, что увеличение доли таких форм пропорционально интенсивности стрессовых обстановок, связанных с проявлением ОАЕ.
Интересные исследования о температурном режиме позднемеловых бассейнов на основе анализа комплексов фораминифер опубликованы М. Хартом (Hart, 2000; Hart et al., 2005; Hart, 2007). В последней работе данные анализа комплексов ПФ и БФ сравнивались с изотопными характеристиками в разрезах Северной Атлантики, Англии, Североморского бассейна и Дании. Главными выводами, к которым пришел М.Харт являются следующие.
1. Распределение ПФ и БФ позволяет предположить существование теплого климата с незначительным температурным градиентом на протяжении позднего мела.
2. Поздний сеноман и ранний турон идентифируются с "hot greenhouse" климатом.
3. Затем следует постепенное похолодание к началу кампана "cool greenhouse" климат.
4. В маастрихте фиксируются климатические флуктуации, из которых максимальным был импульс потепления в позднем маастрихте. Он по времени совпал с проявлением elegans - трансгрессии и продолжался около 430000 лет. Закончившись за 22000 лет до границы маастрихта и дания, этот импульс сменился пограничным маастрихт/датским похолоданием.
Таким образом, изменения в составе комплексов ископаемых фораминифер (состав ПФ и БФ, отношение П/Б, в некоторых случаях отношение Л/П) могут служить основанием для реконструкции колебаний глубины бассейна, а также температурных флуктуаций. Эти параметры среды теснейшим образом связаны с эвстатическими колебаниями уровня Мирового океана, которые определяли смену трансгрессивно-регрессивных циклов и служили причиной главных меловых событий.
Отношение П/Б и глубина бассейнов ВЕП и ее обрамления. Статистические подсчеты отношения П/Б и подсчеты внутри ассоциаций ПФ проводились для разрезов Мангышлака и Восточного Прикаспия (Копаевич, 1989), для пограничных отложений сеномана и турона, турона и коньяка в разрезах Воронежской антеклизы, маастрихтского интервала в разрезах Заволжья, для сеноман-туронского и кампан-маастрихтского интервалов в разрезах Крыма, для разрезов Восточного Предкавказья (Беньямовский, Копаевич, 1975; Ботвинник, 1975; Беньямовский и др., 1982; Найдин и др., 1994; Alekseev, Kopaevich, 1997; Alekseev et al., 1999; Олферьев и др., 2005; Копаевич и др., 2007). Данные проведенных исследований использовались при палеогеографических реконструкциях для ВЕП и ее южного обрамления (Baraboshkin et al., 2003; Алексеев и др., 2005; Копаевич, Вишневская, 2008; Vishnevskaya, Kopaevich, 2009; Копаевич, 2010; 2011). По другим участкам изученной территории привлекались литературные данные (Розумейко, 1975; Орел, 1976; Тур, 1998).
На всей изученной территории прослеживаются интервалы с повышенным содержанием ПФ (Рис. 8). К числу таковых следует отнести: пограничный рубеж сеномана и турона, средний турон-ранний коньяк и терминальный маастрихт. Кроме того, некоторые интервалы прослеживаются в одних регионах и не характерны для других. К их числу следует отнести сеноманский интервал, который сильно различен во всех регионах, раннекампанский - в Крымско-Кавказском регионе и на ВЕП, некоторые интервалы позднего кампана в Восточном Прикаспии и на Мангышлаке.
Первый интервал повышенных значений отношения П/Б относится к сеноманскому этапу, который хорошо выражен на территории Крымско-Кавказского региона. Здесь отношение П/Б достигло 70-90%, при этом ведущая роль принадлежала крупнораковинным Thalmanninella, Rotalipora и Praeglobotruncana. На территории ВЕП в комплексе фораминифер явным преобладанием пользуются БФ с известково-секреционной раковиной (до 90%). Ассоциации фораминифер хорошей сохранности характерны для глинистых разностей, они богаче и разнообразнее, присутствуют ПФ, принадлежащие к Hedbergella и Heterohelix (группа EWF), но содержание их не превышает 10-15%.
Второй интервал повышения отношения П/Б связан с сеноман-туронской границей. Следует отметить, что в большинстве разрезов ВЕП и Мангышлака верхнесеноманские отложения уничтожены эрозией и их следы сохранились лишь в виде фосфоритов в основании турона (Baraboshkin et al., 1998; Baraboshkin et al., 2003 Алексеев и др., 2005). Однако сохранившиеся в единичных разрезах верхнесеноманские-нижнетуронские отложения (Банновка, Чернетово, Коксыртау) содержат комплекс ПФ с преобладанием раковин Hedbergella, Whiteinella и Heterohelix (EWF/SWF с явным преобладанием первых). БФ в этой части разреза единичны, однообразны и малорослы. В Крымско-Кавказском регионе состав комплексов ПФ также резко изменился. Исчезли представители группы DWF, на смену им пришли занимавшие ранее подчиненное положение Whiteinella, Hedbergella, Heterohelix. Содержание ПФ колеблется от 60 до 100%. Помимо низкого таксономического разнообразия в некоторых разрезах отмечается и плохая сохранность раковин (Гаврилов, Копаевич, 1996). Ситуация в этом интервале связана с практически повсеместным событием ОАЕ 2. Для описанных в пределах Юго-Западного Крыма разрезов Аксудере, Сельбухра и Белая в составе комплексов ПФ отмечаются интервалы увелечения содержания таксонов с вытянутыми камерами (род Schackoina), а также рода Heterohelix (Кузмичева, 2000; Копаевич, 2008). При этом их количество показывает два всплеска - в нижней и верхней частях зоны Whiteinella archaeocretacea. Низкие содержания кислорода распространялись в водную толщу вплоть до эвфотической зоны, что определило вымирание представителей родов Thalmanninella, а затем Rotalipora. Эти данные демонстрируют сходство палеообстановок с бассейнами Средиземноморского пояса - разрезом Бонарелли (Coccioni et al.,2006), разрезом Пуэбло - Рок Каньон, являющегося стратотипом сеноман-туронской границы (Keller, Pardo, 2004), а также разрезом Истборн - Сассекс в Южнй Англии (Keller et al., 2001).
Несмотря на общий для всех осадочных бассейнов состав комплексов ПФ, следует отметить и существенные различия. Так в Крымско-Кавказском регионе бросается в глаза резкое сокращение таксономического разнообразия ПФ и смена ассоциаций DWF на SWF/EWF. В разрезах ВЕП и Мангышлака изменения затрагивают комплекс БФ, которые резко сокращают свое таксономическое разнообразие. На фоне этого события увеличивается количество экземпляров ПФ, принадлежащих EWF таксонам (Копаевич, 1989; Kopaevich, 1996; Kopaevich et al.,1999; Найдин, Йолкичев, 2002; Олферьев и др., 2005; Kopaevich, Kuzmicheva, 2004; Алексеев и др., 2007).
Третий интервал увеличения отношения П/Б связан со средним туроном-ранним коньяком. Установившаяся на всей изучаемой территории благоприятная для развития ПФ климатическая и батиметрическая обстановка способствовала увеличению таксономического разнообразия и росту общего количества ПФ. В этом интервале отношение П/Б увеличивается до 50-70% в разрезах Крымско-Кавказского региона, Прикаспия и Мангышлака и до 30-40% в разрезах ВЕП (Беньямовский, Копаевич, 1975; Копаевич, 1989; Копаевич, Валащик, 1993; Kopaevich, 1996; Олферьев и др., 2005). Однако при близких значениях отношения П/Б состав самого комплекса ПФ значительно разнится. Так в Крымско-Кавказском регионе большую часть комплекса ПФ составляют виды, относящиеся к категории DWF, характеризующих условия относительно глубоководного открытого бассейна. В то же время в разрезах ВЕП и Мангыщлака DWF виды присутствуют, но их гораздо меньше, не более 5-10% от планктонной ассоциации и большую часть ПФ составляют виды EWF и SWF групп. В средне-верхнеконьякских и нижнесантонских отложениях ВЕП процент ПФ убывает, хотя в некоторых образцах доля их по прежнему высока (до 30-50%) за счет видов EWF и SWF групп. Следует отметить, что этот импульс, как и предшествующий сеноманский, прослеживается в разрезах Англии (Hart, 2007). Присутствие левозавитых раковин Marginotruncana marginata на ВЕП возможно указывает на более низкие температуры, чем в в Крыму, на Кавказе и Мангышлаке, где они отсутствуют.
Четвертый интервал увеличения отношения П/Б связан с началом кампана и достигает максимума в середине века, однако он прослеживается только в разрезах с карбонатным типом седиментации. Для отложений этого интервала в разрезах ВЕП отношение П/Б не превышает 20-30%, а в комплексах ПФ преобладают ассоциации типа SWF, в которых ведущая роль принадлежит таким таксонам как Arcahaeoglobigerina, Globigerinelloides, некоторые Globotruncana. В разрезах Прикаспийского региона присутствие Rugoglobigerina и Arcahaeoglobigerina особенно ощутимо, в то время как в разрезах Мангышлака преобладают Arcahaeoglobigerina, Globigerinelloides и Heterohelix, спорадически присутствуют Globotruncana и Contusotruncana. В глубоководных участках Крымско-Кавказского региона отмечается высокий процент таксонов DWF, которые представлены Globotruncana, Globotruncanita, Contusotruncana, Globotruncanella и некоторыми многокамерными гетерогелицидамии - Pseudotextularia и Racemiguembelina на протяжении большей части кампана и маастрихта. В то же время в Ульяновско-Саратовском и Волгоградском Поволжье в кампанских отложених есть интервалы, где ассоциации фораминифер сменяются комплексами радиолярий и диатомей.
Пятый интервал относительно высоких значений П/Б принадлежит позднему кампану. Он отмечен в разрезах Восточного Прикаспия, Западной части платформы и в Крымско-Кавказском регионе. В Прикаспийском бассейне преобладали бескилевые таксоны SWF/EWF Rugoglobigerina, Archaeoglobigerina и Globigerinelloides. В некоторых образцах содержание ПФ достигает 75%. В Крымско-Кавказском регионе при отношение П/Б около 40% ведущая роль принадлежит представителям родов - Globotruncana и Globotruncanita.
Шестой интервал заметного увеличения П/Б совпадает с концом позднего маастрихта, с уже упоминавшейся elegans-трансгрессией. Кратковременное, но заметное возрастание отношения П/Б зафиксировано во все изучаемых регионах, но особенно заметно в разрезах платформы и Мангышлака. Для это пика характерно присутствие Globotruncana и Pseudotextularia (Копаевич, 1989; Alekseev et al., 1999; Kopaevich, Beniamowski, 1999). Это событие указывает на кратковременное углубление бассейнов ВЕП, связанное с быстрым проникновением трансгрессии из океана Тетис. Указанный импульс мало заметен в разрезах Южного Мангышлака (Южный Актау), где маастрихт представлен грубыми органогенными известняками с орбитоидами и обильными БФ, свидетельствующими об условиях мелководья. Малые глубины (не более 50 м) подтверждаются текстурными особенностями известняков, сформировавшихся в зоне фитали (Найдин и др., 1984). В Крымско-Кавказском регионе этот трансгрессивный импульс совпадает с возрастанием отношения П/Б до 60-75% и с доминированием в составе комплексов фораминифер DWF и SWF таксонов: крупных Globotruncana, Globotruncanita, Contusotruncana, Abathomphalus, многокамерных гетерогелицид - Planoglobulina, Racemiguembelina, Pseudotextularia, Ventilabrella. Именно в этом интервале ПФ достигают своего наибольшего таксономического разнообразия.
Распределение ВМ и палеогеография ВЕП и ее южного обрамления в позднем мелу
В сеномане на изучаемой территории обособляются две водные массы. Первая, располагавшаяся на территории ВЕП и Мангышлака, характеризовалась незначительными глубинами, с комплексами ПФ EWF группы и низкими значениями П/Б. Вторая - на территории Крымско-Кавказского региона со значительными глубинами, высокими значениями П/Б и DWF таксонов. Сходная ситуация существовала на территории южной и центральной частей Западной Европы, что свидетельствует о несомненных тесных связях с бассейнов Крымско-Кавказского региона с водными массами Средиземноморской палеобиогеографической области. Нельзя исключить и некоторое влияние водных масс Восточно-Европейской платформы, так как систематический состав тальманнинелл и роталипор более бедный, чем в разрезах Туниса и океанических скважин.
Эти данные подтверждаются седиментологическими характеристиками. Так в сеноманском веке большая часть Восточно-Европейской платформы и Мангышлака была покрыта мелководным морским бассейном с кластическим типом седиментации. Нижний и средний сеноман сложен в основном песками с отдельными горизонтами фосфоритов, в ряде случаев разрезы сеномана содержат глинистые породы. Во многих местах особенно в Поволжье породы нижнего и среднего сеномана перекрыты средним или верхним туроном и верхнесеноманские отложения отсутствуют, так как они были эродированы последующей раннетуронской трансгрессией. Карбонатный тип седиментации характерен лишь для территории Западной Украины, и для северной окраины Причерноморской впадины, хотя примесь кластического материала и здесь присутствует (рис. 9 а).
В тоже время в пределах Крымско-Кавказского региона сеноманские отложения представлены карбонатными породами, формировавшимися в относительно мелководных условиях в начале века, но затем глубины бассейна быстро увеличились. Глубины ниже критической уровня карбонатной компенсации могли существовать в пределах Северо-Западного Кавказа (Бадулина и др., 2009).
В конце сеномана в пределах водной массы на территории Крымско-Кавказского региона возникли придонные обстановки дефицита кислорода, что привело к резкой смене комплексов ПФ и вымиранию высокоспециализированных таксонов. Обстановки дефицита кислорода подтверждены: (1) присутствием в составе карбонатных и карбонатно-терригенных толщ битуминозных прослоев с повышенным содержанием Сорг - до 7,8% в разрезах Крыма и до 10% в разрезах Северо-Западного Кавказа (Бадулина, Копаевич, 2006; 2007); (2) составом комплексов фораминифер, особенности состава которых освещены в многих предшествующих публикациях; (3) изотопными и геохимическими характеристиками, составом Сорг (Алексеев и др., 1994; 2007; Kopaevich, Kuzmicheva, 2000; Бадулина и др., 2009; Левитан и др., 2010). Для Крымско-Кавказского региона предполагаются флуктуации биопродуктивности, связанные с периолическим возникновением микроапвеллингов (Бадулина и др., 2009; Левитан и др., 2010). Они способствовали "цветению" некоторых микроорганизмов, в частности радиолярий, роль которых при формировании сеноман-туронских аноксийных горизонтов отмечается и в разрезах Кавказского региона (Брагин, Брагина, 2007).
Условия дефицита кислорода возникали и на территории бассейнов Закаспия и Восточно-Европейской платформы. Это подтверждается как особенностями фораминиферовых ассоциаций, так и присутствием битуминозного прослоя в "пленусовых слоях" разрезов Мангышлака (Найдин, Йолкичев, 2002), а также изотопными характеристиками нижнего турона в разрезе Выгоничи ВЕП (Ильин, Найдин, 1995).
Следующий трансгрессивный эпизод, повлиявший на характер водных масс, начался в середине турона и достиг максимума в конце коньяка. На изучаемой территории в этот период существовало две ВМ. Одна из них распространялась на территорию Крымско-Кавказского региона и Закаспия (Мангышлак, Туаркыр). Ей были свойственны оптимальные глубины и температуры, что подтверждается присутствием ПФ групп DWF/SWF, высокими значениями П/Б, а также толстостенных иноцерамов и разнообразных морских ежей. ВМ на территории ВЕП обладала меньшими глубинами и более низкими температурами, о чем свидетельствует доминирование SWF/EWF групп, более низкие значения П/Б, менее разнообразные макрофоссилии. В тоже время эта водная масса находилась под влиянием океана Тетис, так как в составе ассоциаций иноцерамов и ПФ присутствуют общие виды с Крымско-Кавказским регионом. Общая палеогеографическая ситуация и характер осадконакопления подтверждают эти данные. Именно в это время на всей описываемой территории установился карбонатный тип осадконакопления. В это время даже к северу от Москвы накапливались карбонатные илы с БФ и нанопланктоном (Олферьев и др., 2002; Алексеев, Копаевич, и др., 2005).
Кампанскому предшествовал насыщенный важными событиями сантонский интервал. Произошло резкое изменение палеогеографической ситуации, так как в Северной и Восточной частях платформы устанавливается кремнистый тип осадконакопления (Олферьев и др., 2000; Алексеев, Копаевич, и др., 2005; Vishnevskaya, Kopaevich, 2009; Ахлестина, Иванов, 2009). Формирование этого клина кремнисто-терригенных осадков, в которых кремнистый материал состоит из раковин диатомовых водорослей и радиолярий, продолжалось на протяжении кампанского века (рис. 9 Б). Причем если сантонские ассоциации радиолярий содержат в своем составе тетические тепловодные элементы, то в кампанских ассоциациях содержатся только бореальные и даже арктические таксоны.
Эти изменения зафиксированы в разрезах Ульяновско-Саратовского Поволжья - Мезин-Лапшиновка, Вишневое.
Возможно, в это время открылся трансуральский пролив на широте городов Оренбурга и Орска, который соединил Прикаспийский и Западно-Сибирский бассейны. Другой пролив, соединивший водные массы Южно-Русского и Западно-Сибирского бассейнв, мог существовать на месте Тургайской депрессии. Проникновение холодных ВМ на территорию ВЕП вызывало опреснение, которое неблагоприятно влияло на комплексы фораминифер (Найдин и др., 2008). Именно, благодаря этому проливу, происходило смешение теплых и холодных вод, что отразилось на кампанских комплексах ПФ Прикаспийской впадины и Мангышлака, в которых доминировали неприхотливые ругоглобигерины и глобигеринеллоидесы (Алексеев и др., 2005). Существование оптимальных температурных условий в конце сантона на территории Крымско-Кавказского региона и Закаспия подтверждается присутствием в разрезах остатков морской лилии Marsupites testudinarius.
Существенные перестройки, произощедшие к раннему кампану, способствовали обособлению трех водных масс. Одна из них, находящаяся под явным влиянием бореальных течений и трансгрессий, располагалась вдоль Волги и протягивалась далеко на юг вплоть до Ставрополья. На большей части юга Восточно-Европейской платформы и в Закаспии существовала водная масса с глубинами открытого шельфа и карбонатным типом осадконакопления. Именно для этой водной массы характерен особый тип карбонатных осадков - писчий мел. В ассоциациях ПФ этой водной массы отмечены преобладание SWF/EWF групп и непостоянные значения П/Б. Только в южных участках Туранской плиты режим был возможно более глубоководным, о чем свидетельствует присутствие DWF таксонов. На месте Причерноморской впадины и Крымско-Кавказского региона существовала водная масса относительно глубоководного открытого морского бассейна. Однако элементы похолодания сказываются и здесь, поскольку копмплекс ПФ, в том числе DWF таксонов, хотя и близок к Средиземноморскому, но менее разнообразен.
На протяжении большей части маастрихта сохранялись обстановки, близкие к кампанским. Ярко выраженный трансгрессивный импульс, приуроченный к концу маастрихта, выравнил палеогеографическую ситуацию и снивелировал до некоторой степени распределение ВМ. Это выразилось в преобладании карбонатного типа осадков на большей части платформы и ее обрамления, а также в проникновении некоторых южных таксонов далеко на север, вплоть до Ульяновско-Саратовского бассейна (Рис. 9 В). Безусловно, южная часть изучаемой территории была занята водной массой с более высокими температурами. В то же время на территории Крымско-Кавказского региона резко обособляются две водные массы. Одна, располагалась в западной части территории и характеризовалась незначительными глубинами. Другая была связана с более глубоководными участками океана Тетис (Копаевич и др., 2007). Об этом свидетельствует разнообразный комплекс ПФ, наверное самый богатый за всю историю их существования в меловом периоде.
|
