Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Границы ордовикской системы и ее подразделений (на примере региональной шкалы ордовика Казахстана)
ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия
Автореферат диссертации по теме "Границы ордовикской системы и ее подразделений (на примере региональной шкалы ордовика Казахстана)"
й 6 ' 1 "
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ, ГЕОФИЗИКИ И МИНЕРАЛОГИИ
На правах рукописи
АПОЛЛОНОВ Михаил Константинович
ГРАНИЦЫ ОРДОВИКСКОЙ СИСТЕМЫ И ЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ ШКАЛЫ ОРДОВИКА КАЗАХСТАНА)
04.00.09 - палеонтология и стратиграфия 04.00.01 - общая к региональная геология
ДИССЕРТАЦИЯ
На соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук в форме научного доклада
НОВОСИБИРСК 1992
Работа выполнена в Институт ; геологических наук имени К.И.Сатпаева Академии наук Республики Казахстан.
Официальны« оппоненты: доктор геолого-ыинералогических наук
Р.Г.Матухин (СШМТ и МО)
доктор геолого-минералогических наук В.П.Сапельников (ИГГ УрО РАН)
доктор геолого-ыинералогнческшс наук Ю.И.Тесаков СОИ ГГМ СО РАН)
Оппонирующая организация: ВСЕГЕИ, г.Санкт-Петербург
Защита состоится " 1992 г. в часов
на заседании специализированного совета Д 002.50.02 при Объединенной Институте геологии, геофизики и иинералогии СО РАН, о конфорещ-зале.
Адрес: 630090, г.Новосибирск, 90, Университетский пр., 3 С диссертацией поено ознакомиться в библиотека ОИ ГРЫ СО РАН Диссертация разослана " О .у-^с^ь^Х 1992 г.
• Учений секретарь
- I -
БВДЕНИЕ
Актуальность темы. Срдовикские отложения занижают в Казахстане огромные площади, характеризуются чре звычайным разнообразием типов разрезов и в ряде районов вмещают месторождения полезных ископаемых. Изучение стратиграфии этой одной из самих продолжительных систем фанерозоя, разработка и совершенствование региональной шкалы и схемы ордовика Казахстана имеют непосредственное значение для практики, прежде всего для геологосъемочных работ. '
Хорошая обнаженность, многочисленность находок фауны и сравнительно небольшая тектоническая нарушанносгь в некоторых районах делают Казахстан одним из самых представительных регионов в мире для изучения фундаментальных проблем стратиграфии.
Определение границ ордовикской системы и подразделение ее на отделы являются одними из самых актуальных задач современной стратиграфии, фактика свидетельствует, что точное определение уровня границ стратиграфических подразделений рациональнее и продуктивнее для межрегиональной корреляции, чем сопоставление стратиграфических подразделений в полных объемах. Изучение пограничные отложений кембрия и ордовика в Малом Кара-тау.и ордовика и силура в Чу-Илийских горах позволило уточнить положение границ ордовикской системы в Общей шкале. Об актуальности проблем, рассматриваемых в работе, свидетельствует и тот факт, что проблема уточнения границ ордовикской системы и расчленения системы на отделы стала в последние годы объектом деятельности рабочих групп и подкомиссий Межведомственного стратиграфического комитета (МСК) СССР и Международной стратиграфической комиссии.
Цель"и задачи работы. Целью работы является совершенствование региональной шкала ордовика Казахстана, обоснование на казахстанских материалах положения границ ордовикской системы, решение проблемы подразделения ордовика на отделы.
Основными задачами, стоявшими перед автором, были:
1. Выбор наиболее совершенной концепции выделения и корреляции стратиграфических подразделений.
2. Выбор и изучение типовых разрезов ордовика во всех
структурно-форыационных зон_х Казахстана как основы для био-сгратиградических и палеотектокических построений, в том числа опорных разрезов нижней и верхней границ системы.'
3. Совершенствование стратиграфической шкалы ордовика, в первую очередь на основе данных по трилобитам.
4. Изучение палеоэкологических особенностей сообществ , ордовикских трилобитов.
5. Реконструкция далеотекгонических обсгановок для установления этапности развития казахстанского палеобассейна и выявления рубежей, имеющих значение для стратиграфии.
6. Обоснование положения нижней и верхней границ ордовикской системы и подразделение ее на отделы.
Научная; новизну щботц. .
1. Разработана тридобитовая шкала ордовика Казахстана.
2. Совместно с соавторами существенно усовершенствована региональная шкада ордовика Казахстана,' выделены новые горизонты.
3. Ошгсаны трилобиты верхов кембрия, тремадока и ашгилла.
4. Разработаны палеоэкологические модели пространственного распространения сообществ трилобитов.
5. Предложена далеотектоническая реконструкция территории Казахстана в ордовике, в соответствии с которой предполагается крупномасштабное перемещение континентальных плит и субдушдая в среднем и позднем ордовика, начавшаяся на границе лланвирна и дландейло.
6. Разработана планетарная корреляция отложений верхов вврхнах'о кембрия и ордовика на основании трилобитов с использованием данных по другим группам фауны.
7. Изучен и предложен в качестве международного сграто-тшщ границы кембрия к ордовика в основании зонн Согбу1ойив ргоауие Батырбайский разрез в Южном Казахстана.
8. Изучена серия разрезов пограничных отложений ордовика и силура и предложен (совместно с соавторами) новый уровень границы. '
9. Предложено новое палэобиогеохрафическое районирование Земли в ордовике по трилобитам.
Основные защищаемые положения.
I. Региональная шкала ордокпса Казахстана отражает ос-
новине этапы эволюции сообществ фауны. Важнейшей причиной смани стратиграфически значимых сообществ; приуроченных к определенный фациям, было изменение на некоторых временных рубежах условий обитания фауны. Кардинальные изменения среды обитания сообществ были обусловлены миграцией, исчезновением и появлением фаций, что в свою очередь было вызвано тектоническими перестройками геологической структуры Казахстана, а иногда изменениями уровня океана.
2. Пространственное распределение сообществ трилобитов на Земле позволяет выделить для ордовикского периода пять палеогеографических областей, примерно совпадающих с ордовикскими климатическими зонами. Важнейшие стратиграфические рубежи (границы системы и ее крупных подразделений), едины для всех областей, что объясняется проявлением на этих уровнях последствий общепланетарных событий.
3. Казахстанские материалы свидетельствуют, что по особенностям развития фауны и осадконакопления ордовикская система естественно делится на две части (отделы или подсистемы), границу между которыми следует проводить по основанию грапто-
ЛИТОВ/ОЙ ЗОНЫ Nsmagraptus gracilis,
4. Лучшим уровнем нижней границы ордовикской системы является подошва конодонтовой зоны Cordylodua proavus. Естественно-историческая граница ордовика и силура совпадает с основанием гралтолитовой зоны Akidogreptus acuninatus . На этих уровнях в Казахстане, как и за его пределами, произошли важные геологические события, с которыми связаны рубежи в эволюции фауны. . '
Практически ценность. Предложенная трилобитовая шкала и разработанные совместно с И.Ф.Никитпнш и Д.Т.Цаем стратиграфические схемы ордовика Казахстана составляют основу схем, принятых Казахстанскими стратиграфическими совещаниями в 1971 и 1986 гг. в качества стратиграфической основы для геологических работ.
Предложенное автором совместно с соавторами положение границы ордовика и силура принято в Общей стратиграфической
Ft лле.
Батнрбайский разрез пограничных отложений кембрия и ор-лиг-ика рассматривается в настоящее время в качестве одного из
основных кандидатов на роль сгратотида границы систем в Общай шкала, а предлагаемый уровень границы считается одним из Ве-
роя'гныл.
Корреляционная схема ордовика Казахстана и Киргизии, составленная авгором совместно с В.Г.Королэвнм, И.Ф.Никитиным и Д.Т.Даем и опубликованная Международным союзом геологических наук,. явилась вкладом в выполнение Международной программы геологической корреляции.
Результаты определений трилобитов, сделанных авгором в течение трех десятилетий, широко используются в практике геологосъемочных работ многими геологическими организациями Казахстана, а такие России, Кыргызстана и Узбекистана.
Фактический материал;. В основу работы положены результаты более чем тридцатилетних исследований,автора, посвященных изучению стратиграфии и трилобитов ордовика Казахстана. Основные материалы были получены при совместных исследованиях о И.Ф.Ни-кигиннм и Д.Т.Цаем по ордовику и с М.Н.Чугаевой, В.Г.Жемчукяи-ковым и С.В.Дубининой по пограничным отложениям кембрия : и ордовика.
В процессе работ были посещены все основные районы выходов ордовика в Казахстане. Автор был одним из основных исполнителей съемок двух листов Государственной геологической карты СССР масштаба 1:200 ООО и нескольких тематических карт. Тематические исследования проводились в рамках темдлана Института геологических наук АН КазССР.
Изучены десятки разрезов ордовика, обнаружено несколько сотен ыестонахоадений фауны. Особенно детально были изучены опорные разрезы в Чу-Илийских горах, Стзшшкском района и в хребте Чингиз, имеющие значение для построения региональной шкалы. Результаты этих работ освещены в серии публикаций и обобщены в стратиграфических схемах, одобренных МСК. В последние годы детально изучены разрезы пограничных отложений ордовика н силура в Чу41лнйсхих горах и кембрия и ордовика в хр. Малый Карат&у. Описаны трилобиты пограничных отложений кембрия и ордовика, а также ордовика и силура.
Для сравнения использованы результаты посещения районов развития ордовикских ¡1 верхнекембрийских отложений на Урале» в Киргизии, Узбекистане, Эзтошш, на Северо-Востоке СССР и
Ньюфаундленде'(Канада).
Апробацид работц и публикации. Основные результаты докладывались на республиканских, всесоюзных и международных совещаниях, в частности на Казахетанских стратиграфических совещаниях в 1971 и 1986 годах (Алма-Ата), на Всесоюзных коллоквиумах по трилобитам (Таллинн, 1968; Новокузнецк, 1970; Алма-Ата, 1971, 1979, 1987; Новосибирск, 1974); на сессии Всесоюзного палеонтологического общества (Ленинград, 1974), на нескольких заседаниях Казахстанского отделения ВПО (Алма-Ата), на пленуме ИСК, посвященном обсуждению Стратиграфического кодекса СССР (Ленинград, 1974), на объединенных заседаниях кембрийской и ордовикской комиссий МСК (Ленинград.,1981; Москва, 1983), на бюро кембрийской комиссии ИСК СССР (Зеленоград, 1991), на Международном консультативном совещании по общим вопросам стратиграфии (Алма-Ата, 1977), на Международном геологическом конгрессе (Москва, 1984), на У Международном симпозиума по ордовикской системе (Сент-Джонс, Ньюфаундленд, 1988), на Ш Международном симпозиуме по кембрийской системе (Новосибирск, 1990). Кроме того материалы представлялись и докладывались во время полевых геологических экскурсий по программа Казахстанского стратиграфического совещания в 1971 г. (Чу-Илийские горы, хр. Чингиз), по программе МГК в 1984 г. и III Международного симпозиума по кембрийской системе в 1990 г. (хр. Малый Каратау), а также докладывались во • время геологической экскурсии по Узбекистану и Таджикистану в 1971 г., во время меадународной экскурсии на ручей Мирный (Северо-Восток СССР) в 1979 г. Материалы представлялись на сессии Международных геологических конгрессов (фага, 1968; Москва, 1984), на международное совещание по изучению трилобитов (ССло, 1975), на П Международном симпозиума по кембрийской система (Годден, США,' 1981).
По теме диссертации опубликовано 80 работ, в том числе одна персональная и несколько коллективных монографий. 12 статей опубликованы в зарубежных изданиях. Написано также 17 научно-производственных отчетов.
Работа выполнена в лаборатории стратиграфии Института геологических наук шл.К.И.Сагплова АН Казахстана.
Порвий учитель Р.А.Борукаов определил направление исследований автора и научил его работе л поло.
Основные материалы по стратиграфии ордовика получены цри многолетних исследованиях с постоянными товарищами по работе и соавторами И.Ф.Шпштиным и Д.Т.Цаем. Эти исследования были организованы И.Ф.Никитиным и проводились под его научным руководством. Без этого сотрудничества и товарищеской помощи представляемая работа была бы невозможна. Материалы по пограничным отложениям кембрия и ордовика получены при совместных исследованиях с покойной М.Н.Чугаевой, которая внесла большой вклад в разработку этой проблемы, а также с В.Г.Жемчужниковш и С.В.Дубининой.
Большое значение для решения задач, поставленных перед •собой автором, имели советы и замечания Н.А.Азарбаава, Е,¿.Бабичева, Л.В.Бутшго, Г.Х.Ергалиева, №. А. Зайцева, Б.С.Звонцова, Н.К.Ившша, Д.Л.Кальо, Б.М.Келлера, О.П.Ковалавского, В.Г.Королева, К.А.Лисогор, Г.Ф.Лапичева, П.Л.Мисюса, Р.М.Мянниля, Л.Ы.Палец, Е.И.Паталахи, З.Е.Батруниной, Я.Е.Попова, А.В.Розовой, Г.Б.РукавииниковоД, Г.А.Сгукалиной, В.М.Щужанова и др. Многие обще вопросы стратиграфии, палеобиогеографии, палео-тектоншси обсувдались лично и в письмах с Дд.Миллером, Г.Куком, Р.Россом,. Б.Вебби, Б.фдгманном, В.Яануссоном, И.Тэйлором, А .Разгоном, Х.Вильдасогл.
Всем перечисленным коллегам автор глубоко признателен.
I. ВЫВ® СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ
Стратиграфия по природе своей интернациональна. Влесте с тем стратиграфические классификации, принятые в Стратиграфическом кодекса СССР (Сл), 1979 и в Меддународном стратиграфическом справочнике (МСС), 1978 различны, что зачетно тормозит развитие стратиграфии. В какой же степени возможно преодолеть эти различия?
По проблемам стратиграфической классификации в СССР существуют разные представления. Автору по многим вопросам наиболее близки взгляды Д.Л.Кальо, Б.М.Келлера, В.Е.Савицкрго, Б.С.Соколова, О.Б.Ковалевского и И.Ф.Никитина.
В СК стратиграфические подразделения классифицируются по размерам площади применения (общие, региональные и местные),
а в МСС по применяемому методу изучения (хроностратиграфиче-ские, биостратиграфические и литостратиграфическив). На первый взгляд разница очень существенна. Однако, на практике, насколько может судить автор, и в СССР и в США процесс картирования, региональной и планетарной корреляции происходит тоздественно, и расхождения в' классификации стратиграфических подразделений имеют скорее терминологический характер и во многом связаны с традициями. Причем оба подхода имеют и положительные и отрицательные черты. Различия в подходах представляются автору вполне преодолимыми. Несомненно, необходимо выявить го общее, что может приблизить к созданию единой международной стратиграфической концепции.
Классификация МСС не предусматривает выделения стратиграфических подразделений по площади применения, оставляя в этом неопределенность. Это, пожалуй, ее основное неудобство.
Классификация, принятая в СК, отвечает последовательности стратиграфических исследований: I - выделение местных подразделений; 2 - корреляция их внутри региона; 3 - сопоставление с общей шкалой. Согласно СК, все три категории стратиграфических подразделений являются совокупностями горных пород, относящимися друг к другу как частное к общему. Местные подразделения в совокупности образуют региональные, а последние слагают обдав подразделения, которые могут быть в принципе прослежены по всей поверхности Земли. На практике, зафиксированной в десятках корреляционных схем, как представляется автору, дело обстоит не .совсем так.
Местные подразделения,- являющиеся основой стратиграфии, выделяются с использованием всей совокупности доступных для изучения данных. Именно местные подразделения, в первую очередь свиты, или, что то.же самое, "формации" западных стран несут всю информацию о состава и строении стратифицированной оболочки Земли. Только местные подразделения могут картироваться. Их границы могут быть как диахрояными, так и близкими к изохронным, что скорее является частным случаем. Наличие фауны являйтся лишь одной из многих сторон характеристики местных подразделений. Распространение таксонов в местных стратиграфических подразделениях является уяе предметом био-стратиграфичзского метода.
- в -
Региональные подразделения, (горизонты) выделяются с главной целью - служить основой, шкалой для корреляции местных подразделений в пределах геологических регионов (далеобассейжш). , Горизонты выделяются на базе всех доступных биостратиграфических данных по всем группам фауны, и их объемы, таким образом, отвечают этапам развития сообществ фауны, базируясь на них«
Границы горизонтов строго зафиксирована в страготилах и стабильны ("принцип золотого гвоздя"). Поскольку региональная шкала предназначена для корреляции, на стратиграфических схемах границы горизонтов естественно имеют вид изохронных линий, близких к границам вертикального распространения соответствующих комплексов фауны. Будучи выделенными на биостратиграфической основе подразделениями региональных шкал, т.е. материализованного в породах геологического времени, горизонты фиксируются в стратотипах и на могут картироваться в принципе. Невозможность их картирования следует и из очевидного факта, что границы свит, соответствующие горизонтам, за пределами ограто-тиличэских районов обычно а разной степени не совпадают с границами горизонтов.
В качестве общей шкалы используется одна из региональных шкал, теоретически наиболее полная, охарактеризованная наиболее космополиткой фауной, "лучшая среди равных". Принципы ваде-ления подразделений региональной и обдай шкал ниже системы таким образом одни и те же. Горизонты региональных шкал гомологичны ярусам общей шкалы и фактически являются "региональными ярусами" (Келлер, 1950; Савицкий, 1969; Аполлонов, 1974^ идр.).
Из сказанного следует, что местные (картируемые) подразделения с одной стороны и региональные и общие подразделения (являющиеся элементами региональных и общах шкал) -' с другой, являются принципиально разными. Местные подразделения отвечают литостратиграфическим подразделениям МСС. При этом термин "яитостратиграфическиа" не вполне точно отражает существо этих подразделений, что вызывает недоразумения. Важно не только то, •что эти подразделения вццддявтея в первую очередь по наиболее ясным литолого-фациальным признакам, но и то, что именно при их выделении и изучении получается огромная разнообразная информация об этапности развития палеобассейнов, эволюции обста-новок осадконакопления и изменениях сообществ фауны. Именно
эти подразделения являются-подлинной основой стратиграфии. Чтобы избежать недоразумений, связанных с названием "литосгра-тиграфическиа", Г.П.Леонов (1973) ввел для.них термин "геостратиграфические подразделения". Автор, сознавая силу инертности мыпления, склонен сохранить название "литострагиграфические" для местных подразделений, еще раз напомнив о необходимости расширенного понимания этого термина.
Подразделения общей и региональной шкал, как отмечали многие исследователи, отвечают понятию "хроностратиграфические". Это совокупности горных пород, объединенные там, что они образовались в течение определенного интервала геологического времени. Границы их изохронны по определению. Подлинно реальны они лишь в стратотшах.
Ярусы и горизонты делятся на хронозояи, самые дробные подразделения общей и региональной шкал. В качестве хронозональной используется одна из региональных биостратиграфических шкал, основанная на наиболее космополиткой, широко распространенной группе фауны. Для верхов кембрия и для гремадока такой группой являются конодонты, а для остальной части ордовика граптолиты.
На практике некоторые ярусы ордовика, например лландейль-ский и карадокский, только теоретически делятся на граптолито-выэ зоны, так как их типовые разрезы охарактеризованы преимущественно ракушняковой фауной и до сих пор не вполне надежно скор-релированы с' граптолитовой шкалой. Граптолитовнэ зоны региональной шкалы ордовика Казахстана в некоторых случаях равны по объему горизонтам.
Для решения разнообразных стратиграфических задач могут использоваться различные типы биостратиграфических зональных подразделений, основные из которых перечислены в СК и МСС. О.Шиндевольф (1975) насчитывал более 90 различных типов зон. Нам однако представляется, что при разработке опорных (стандартных) шкал может использоваться лишь один тип зональных подразделений, который, во избежание путаницы, целесообразно называть просто биосгратиграфической зоной ( в.я1;г. ). Такая зона определяется как интервал разреза от первого появления типового таксона, как правило таксона-индекса, и сопровождающего его диагностичного комплекса до первого появления типового вида следующей зоны. Все остальные типы зон имеют для
- 10 -
баостратиграфш рабочий, вспомогательной, характер.
В геологической практике для каждого региона должна быть разработана серия параллельных биостратиграфических зональных шкал, в идеале по всем встреченным группам фауны. Естественно, значение для биостратиграфии каждой из таких шкал неодинаково. В совокупности же они дают -достаточно полную картину эволюции фауны и служат объективной основой для расчленения и корреляции отложений. Разумеется, в качестве зональных таксонов-индексов выбираются таксоны достаточно широкого географического распространения с характерной морфологией. При выделении зоны необходимо, чтобы уровень появления таксона-индекса совпадал (или был близок) с появлением нескольких других таксонов. Таким образом, нижняя граница зоны в вдеале фиксирует не только уровень появления в эволюционном ряду конкретного зонального таксона, но рубеж в эволюции сообщества фауны, связанный с геологическим событием большего или меньшего масштаба. Исчезновение на каком-либо уровне группы таксонов важно как свидетельство возможного геологического события, но не имеет само по себе значения для формального определения зональных границ.
В реальных разрезах, как правило, чередуются зоны широкого распространения ("планетарные" и провинциальные) и ограниченного распространения (региональные и "местные", "лоны"). Подошвы первых обычно связаны с глобальными событиями, фиксируются в шкалах, основанных на разных группах фауны, нередко совпадают с магнитными инверсиями, геохимическими аномалиями и другими набиологическими явлениями. Яркий пример - основание конодонтовой зоны Согйу1ойив ргоатиа на границе кембрия и ордовика, основание граптолитовой зоны (Лур-^гар^а tвretiuз-си1ив в середине ордовика.
Основания зон второго типа обычно проводятся по появлению таксонов локального распространения. Эти уровни нередко улавливаются лишь в одной-двух из параллельных шкал. Эволюция таксонов была, по-видимому, связана с местными причинами. 'Поскольку в реальных разрезах планетарные, провинциальные, региональные и "местные" зоны чередуются, формально обособлять кавдую категорию не представляется возможным. Поэтов, делять лоны в качестве самостоятельного типа зональных подразделений вряд ли целесообразно.
- II -
При корреляции удаленных разрезов критерием одновозрасг-ности гомотаксальных биостратиграфических подразделений может служить лишь тождественная последовательность нескольких зон. •Желательно, чтобы такая смена прослеживалась не менее, чем по двум группам фауны. Всегда остается сложным определение уровня действительно первого появления зональных таксонов. Наиболее надежным критерием является одновременное или близкое к одновременному появление нескольких характерных видов сразу вслед за цредковыми видами нижележащей зоны. Важным для корреляции таких уровней могут явиться физические реперы (геохимические аномалии, палеомагни!гные инверсии, седименгологические рубежи и т.д.), как это имеет место на предлагаемом нами уровне границы кембрия и ордовика.
Помимо сказанного серьезным препятствием для совершенствования общей стратиграфической шкалы ордовика является разный подход в СССР и в Великобритании к оценке ранга подразделений этой шкала. Как известно, ордовикская система в СССР делится на отделы (имеющие смысл подсистем) и ярусы, а в Великобритании на " Serles " и " Stages фи этом ярусы в советском понимании (тремадокский, аренигский и др.) в Великобритании,рассматриваются как " Serles " (аналоги отделов). Отделы (нижний, средний, верхний) официально-в Великобритании не выделяются. На практике они широко используются, но считаются неофициальными подразделениями.
Советские и зарубежные специалисты пытались найти выход из положения, но пока тщетно. Мне представляется, что при существующей ситуации единственным рациональным и радикальным выходом было бы согласие английских специалистов, занимающихся изучением нижнего ,палеозоя, принять иерархию,подразделений общей шкалы, используемую в СССР, т.е. выделять в общей'шкале нижний, средний и верхний (либо нижний и верхний) отделы ( Series ), а тремадокский и другие ярусы перевести в ранг Stages . Все другие компромиссные предложения только усугубляют положение. Очевидно, что эта непростая проблема требует серьезного международного обсуждения.
Стратиграфические подразделения общей шкалы палеозоя, в том числе ордовикская система и ее подразделения, достались нам в наследство из прошлого века. Остается лишь удивляться,
насколько удачно в целом они были вццелонн без глубокого биостратиграфического обоснования, во многом интуитивно. Однако, уровни границ системы и ее подразделений в наше время потребовали уточнения. При этом традиции и правило приоритета нередко выступают тормозящими факторами.
Философия выбора границ систем, в том числа ордовикской, во многом основана на классическом ужа опыте изучения границы силура и девона. Основные принципы определения границ систем известны:
1 - нижняя граница системы устанавливается как рубеж планетарного значения на основании изучения всех возможных данных - палеонтологических и непалеонтологических. Положение границ систем фанерозоя в стратиграфической шкале определяется только биостратиграфическнм ыагодом, как граница между смежными био-стратиграфичеокими зонами. Нижние границы зон фиксируются в стратотипе по первому появлению таксона-индекса в идеале в непрерывной эволюционной последовательности;
2 - верхняя граница системы определяется как основание вше лежащей системы;
3 - главное требование к границе - возможность надежной корреляции всеми доступными методами; желательно, чтобы граница была четким геологическим рубежом;
4 - выбранный уровень границы постоянен, не зависит от изменений биостратиграфических представлений ("принцип золотого гвоздя"). Он может быть изменен только специальным решением Международной стратиграфической комиссии. .
. Границы систем, как и их крупных подразделений, в общем случае обусловлены теми или иными геологическими событиями, которые приводили к изменениям существовавших экосистем или к их разрушению. Смена таксонов, обусловленная внутренними генетическими причинами, здесь не рассматривается.
Геологические события, определяющие' стратиграфические границы, могут быть космическими (столкновение с космическими телами, изменения уровня.космической радиации и т.п.) и земными. Последние разнообразны. Озновные из них связаны с изменениями уровня океана, климата, направления океанических течений, с крупнейшими тектоническими перестройками или с катастрофическими проявлениями вулканизма, с изменениями магнитного поля.
- 13 -
свойств воды и атмосферы. События могут быть связаны друг с другом в разных сочетаниях^ 1Ь географическим масштабам события могут быть местными, региональными и планетарными. Они могут быть кратковременными, либо постепенными, ступенчатыми.
Биосгратиграфические границы, обусловленные геологическими событиями, не всегда совпадают с собственно событийными границами (геохимическими аномалиями, инверсиями магнитного поля и пр.). Это связано с там, что после изменения и разрушения сообществ требуется время, чтобы возникшие таксоны расселились, заняли все подходящие для них экологические ниши и сформировали сообщества.
Событийная стратиграфия, базирующаяся, на своего рода "неокатастрофических" представлениях, несомненно способствует совершенствованию точной корреляции и общему прогрессу стратиграфии.
Автор придерживается изложенных взглядов, как правило известных, но не всегда общепринятых и не сведенных в единую систему.
2. ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ГРА1ЩЫ ГЛСБАЛЬНЫГ ХР СНОС ЗРАЖГРАФИЧЕСКЙХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ • СРДОВЖСКОЙ СИСТЕМЫ
Международная практика показала, что принятая при международной корреляции в качестве стандарта британская последовательность серий (ярусная шкала, по принятой в нашей стране терминологии) требует определенной ревизии. В связи с этим Международная подкомиссия по ордовикской системе поставила задачу обсудить и выбрать зональные границы с наибольшим потенциалом для глобальной корреляции в связи с уточнением границ серий. Были созданы международные рабочие группы для изучения проблем каждой из серий, конвшерами' которых стали У.Б.Н.Берри, Р.Дк.Росс, Д.Л.Бругон, С.М.Бергстрём и К.Р.Барнс. Предварительные результаты были обсуждены в Таллинне в 1990 г. при участии И.Ф.Никитина и диссертанта и в Сиднее, на Симпозиуме по ордовикской системе в 1991 г.
основание тремадока не определено до решения Международ-
■ . - 14 -
ной рабочей груши по границе кембрия и ордовика. Как известно, в качестве возможных уровней этих границ рассматриваются подошвы конодонтовых зон proavus и lindstromi . В Великобритании основание тремадока традиционно проводится по подошве граптоли-товой зоны Rhabdinopora ílabellifome . В СССР, как известно, до международного решения основание ордовика проводится го подошве зоны proavua.
Граница тремадока и apenara не вызывает особой дискуссии. Она принята В основании зоны Теtragraptua approximative . К этому уровню близко основание конодонтовой зоны Drepanodus pro-teua . В качестве стратотипа предлагается разрез Кау Хед на западе Ньюфаундленда, В качестве альтернативы Б.^дтман предлагает принять основание аренига в подошве хуннеберга (на уровне ланцефилд 2 австралийской шкалы).
. В качестве возможного'основания лланвирна обсуждаются три уровня.
Подошва зоны Dydimograptus artus (бывшая зона D. tdfi- . ¿ив ) является градационной подошвой лланвирна в Великобритании. Граница определяется по появлению висячих дидимограптид несколько выше появления двурядных граптолитов группы Undulo-graptus (прежде Glyptograptus ) auetrodentatua. Уровень соответствует основанию Da 2 австралийской шкалы. В качестве стратотипа предлагается новый разрез в Юкном Уэльсе ( Fortey et al. , 1991).
Другой возможный уровень основания лланвирна ато подошва зоны ündulogíaptus austrodentatus , совпадающая с основанием Дарривила в Австралии. Этот уровень близок к основанию конодонтовой зоны Еор2ас ognathus variabilia , уровня, ГД9 начинается радиация' платформенных конодонтов. Г.Вильяме- и К.Барнс в качестве стратотипа предлагают разрез на западе Ньюфаундленда, где грапголиты и конодонты встречаются совместно.
Третий уровень, близкий к основанию лланвирна, предлагает Р.Дд.Росс ( Ross et al. , 1991). Он полагает, что Вайт-'рокская серия является идеальным хроностратиграфическим подразделением, охватывающим интервал, примерно соответствующий лланвирну и лландайло. Основание вайтрока маркируется видами четырех различных типов - граптолигами (основание зоны iso-graptus victoriae , конодонтами (основание зоны Trlpodus
laevis ), а также брахиоподами и трилобитами (основание зоны L Росса, IS5I, зоны О. súbalata Hintze,1952 Я зоны Orthl-diella Купера, 1956).
Корреляция основания вайтрока с европейскими разрезами неоднозначна. Р.Дж.Росс и др. (1991), полагают, что основание вайтрока находится ниже основания конодонтовой зоны ЕорХаоо-gnathus variabilis и скорее всего соответствует какому-то уровню между кровлей зоны Oepi&odus етаз и основанием зоны я. variabilis , т.е. охватывает значительную часть аренигской граптоллтовоЙ зоны hirundo . Р.Форти ( Fortey et al., 1991) сопоставляет вайтрок с совокупностью лланвирна и лландейло.
Британские стратиграфн выдвинули недавно йредложение объединить лланвирн и ллаадейлр в единое подразделение ранга серии между аренигом и карадоком со стратотипом в Хйш'ом Уэльсе. Название новой серии сейчас обсуждается. До решения этих вопросов основание лландейло предлагается совместить с основанием ЗОНЫ Glyptograptua teretiusculus С Fortey et al., 1991).
Вблизи основания карадокской серии в качестве уровней с большим корреляционным потенциалом рассматриваются основания • ЗОН líemagraptus gracilis, Climaoograptus bio omis, Climaco-graptue ttmerioanus и Climaoograptus tubuliferus. Каждый из этих уровней имеет свои достоинства и свои недостатки.
Основание ЗОНЫ îTemagreptus gracilis прослеживается В граптолитовых фациях во многих районах мира, однако не совпадает ни с одной из границ конодонтовых зон, будучи расположенным где-то внутри ЗОНЫ Fygodua anserinus.
Уровень основания зоны Climacograptus Ъ1 о о ruis, совпадающий с ПОДОШВОЙ зоны Diplograptus raultidens , прослеживается в Северной Америке и Европе как в граптолитовых, так и конодонтовых фациях. Он отвечает основанию зоны Pryoniodus gerdae Атлантической конодонтовой шкалы к основанию зоны Prion! odus aculeatus Северной Америки. Этот уровень совпадает с основанием яруса Блэк Ривер и серии Могавк Северной Америки и вероятно близок подошве Глсборя 2 Австралии.
Ознованиа зоны Climacograptus americanus, ваделеняоЙ В США, совпадает с подошвой зоны Orthograptus truncatus intermedin Канады очень близко к подошве конодонтовой зоны Amor-phognathufl superbus и хорошо прослеживается в Северной
-16 -
¿марине. Не совпадает с какими-либо биостратиграфическими рубежами в Евразии и Австралии.
Основание зоны Clinacograptua tubuliierua хорошо прослеживается в граптолитовых фациях Северной Америки и совпадает с основаниями зон Orthograptue ruedemani И Climacograptua pygmaeus . Кроме того этот уровень совпадает с основанием зоны DIcranograptus clingani Западной Европы и Казахстана.
Наиболее вероятный уровнем основания ашгалла является ос-, нование грантолитовой зоны Dicellograptus complanatua. Оно близко к основанию Дасгилла (будучи чуть выше его) и к основанию конодонговой зоны Amorphognathus ordovicicua. Именно вблизи, этого уровня формируется ашгиллский комплекс трилобитов с PhlllipsinelXa parabola.
Можно ожидать, что британские серии ("ярусы") ордовика и в будущем будут играть роль эталонов при международной корреляции, хотя вопрос о выборе страготипов границ некоторых серий за пределаш Великобритании обсуждается весьма активно.
В связи с тем, что британские специалисты пытаются огка- • заться от традиционных серий лланвирн и лландейло возникает проблема стабильности международной шкалы, сохраняли которую уже несколько поколений стратиграфов мира.
3. РЕГИОНАЛЬНАЯ СТРАТИГРАФИЧЕСШ ШКАЛА (РДОБИКСКОЙ СИСТЕМЫ КАЗАХСТАНА
Основы региональной шкалы ордовика Казахстана были заложены В.Н.Вебером (1948), выделившим караканский и андеркан-ский горизонты. В дальнейшем вклад в разработку шкалы внесли Б.М.Келлер, И.Ф.Никигин, Д.Т.Цай, Т.Б.Рукавишникова, Н.К.Ивпшн, автор и др. Стратиграфическая схема, базирующаяся на современной региональной шкале (Никитин и др., 1968, 1987; Аполлонов и др., 1968; Аро11опоу е* а1., 1986) принята Казахстанскими 'стратиграфическими совещаниями в 1971 и 1986 гг.
Основой для дальнейшего совершенствования региональной . стратиграфической шкалы было изучение большого количества разрезов (Никитин, 1972; Аполлонов и др., 1963, 1968, 1972^3, 1980р 1984^_2 и др.). В качестве страготипов региональных
- 17 -
подразделений были изучены совместно о соавторами некоторые разрезы в Чу-Иляйских горах, в Стешякском районе и в Малом Каратау (Никитин, 1972; Аполлонов, 1980-^; Аполлонов, Чугаева, 1983^-; Аполлонов, Намчуяников, 1988 и др. К
Трилобитовая шкала, широко использовавшаяся при обосновании региональной стратиграфической шкалы, была разработана для нижнего ордовика в Батырбайском разрезе в Малом Каратау (Аполлонов, Чугаева, 1982 и др.). Для среднего и верхнего ордовика шкала базируется на разрезах Чу~Илийских гор и Степйякского района (Аполлонов, 1968, 1970, 1974^). В основу выделения зональных подразделений положены принципы, изложенные в глава I.
В принятой Щ Казахстанским стратиграфическим совещанием в 1986 г. схема автором (совместно с соавторами) выделены уйгурский и актаускяй горизонты в нижнем ордовике (Никитин и др., 1987) в дурбенскнй горизонт в верхнем ордовике (Аполлонов и др., 1980^). Анализировался объем и возраст караканского, андер-кенского и дуданкарияского горизонтов (Аполлонов, 1968, 19712, 1974^). В отличие от принятой на совещании 1986 года схемы автор (вместе с Д,Т.Цаем) считает, что копалинский и анрахай-ский горизонты, близкие по составу'трилобитов и гралтолитов следует объединить в караканский горизонт (Аполлонов, 19712» .1974^; Никитин и др., 1987). Автор полагает^ что нет данных для включения в андеркенский горизонт зоны тиИ;1(1ешз, Этот горизонт в стратотиде начинается с уровня зоны сНпваЩ. Между караканским и андеркенским "горизонтами автором выделен лидиевский горизонт (Аполлонов, 19742-), который рекомендуется включить в региональную шкалу (Никитин и др., 1987) (рис. I).-
4. ' ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ' ' ОТЛОШИЙ ОРДОВИКА КАЗАХСТАНА
, Восстановление изначального распределения осадков разных радиальных зон путем непосредственного прослеживания отложений в таких сложно построенных регионах, как Казахстан, весьма затруднительно, а чаще невозможно. В связи с этим для реконструкции фацнальных профилей приходится прибегать к актуалисти-ческим построениям. Автор рассмотрел самые общие закономерное-
ти осадкояакопления в Казахстана на фэне крупнейших региональных палеоструктур (Аполлонов, 1971р Аполлонов,. Паталаха, 1981, 1989 и др.), а также восстановил распространение типов осадков и связанных с ними сообществ трилобитов на основании расшифровки трансгрессивных и регрессивных разрезов шедъфовых отложений ( Apollonov, 1975; Аполлонов, 1976). Зоны'распространения осадков определенного фациального типа (фациальные зоны б.stг.) по маре трансгрессии или регрессии смещались. В образовавшейся последовательности; наслаивавшихся отложений, согласно правилу Головкинского-Вальтера, осадки сменяет друг'друга в том же порядке," в каком они сменялись в палеобассейна перпендикулярно береговой линш»
Для определения глубин и положения фациальных зон относительно береговой линии и друг друга использовалась совокупность данных о гранулометрии, текстурах и наличии фотосинтези-рующих водорослей, а также о цвете отложений. Важную информацию дают реконструкции гравитационных потоков и раблвдения над характером захоронения комплексов фауна (захороненных на места или дареотяоженных).
Характеристика зональности е распределении ордовикских сообществ фауны основана главным образом на трилобитах.
Фациальные обстановки в пределах казахстанского бассейна были различны как в разных его частях, так и в разные периоды его существования. Из всего разнообразия существовавших социальных обстановок рассмотрены наиболее типичные.
Изучена смена сообществ фауны в регрессивном Батырбайском разрезе верхов верхнего кембрия я трамадока. В нем наблюдается последовательность отложений от бассейновой впадины до лагуны (Аполлонов, Чугаева, 1982; Apollonov et al. , 1988). Комплексы трилобитов с преобладанием агноствд о тонкими уплощенными хитиноидящи панцирями, часто целыми, характерны для глубоководных обстановок со слабой гидродинамикой ( Taylor, Cook , J976; Аполлонов к др., 1990). Они приурочены к темным тонкозернистым тонкослоистым отложениям низов изученного разреза ( Apollonov et al., 1988 и др.). Предполагается, что это наиболее глубоководные комплексы, обитавшие в бассейновой впадине, на склоне, и, возможно, на внешней части шельфа.
Комплексы трилобитов с прос ' паданием полимерид (саукииды,
нилеиды, азафиды, иллениды)- со сравнительно толстыми хитиноад-но-яарбонагнши панцирями, часто в разной степени выпуклыми и нередко обладающими глубокими бороздами, рассматриваются как относительно мелководные. Обычно они приурочены к светлым разностям пород, часто с водорослями. Перемытые и перемещенные элементы таких сообществ нередко встречаются в глубоководных отложениях.
За пределами Малого Каратау мелководные тремадокскио трилобиты редки и известны на северо-востоке Казахстана (Ившн, 1961 ), В Малом Каратау и Удутау для этого интервала времени характерно глубоководное сообщество с Нуг^его1епио (Ергалиев, 1983). Сообщество относительно глубоководных трилобитов с Нув-terolenus, ¡5Нитагс1±а , П1сЬе1еру£е И др, известно-ИЗ Гор Кендыктас (Лисогор, 196Х)
В качестве модели профиля средиеордовикского шельфа принят профиль, основанный на детально изученном трансгрессивном разрезе андеркенской свитн Чу-Илшских гор ( АроНопоу , 1975; Аполлонов, 1976). Сходные профили, отличающиеся деталями, восстановлены для среднего ордовика других районов Казахстана (рис. 2).
Из реконструкции следует, что вдоль берега обособлялась полоса галечников литорали (базальная пачка свиты). Далее следовала широкая полоса песков. Наиболее мвлкородная часть песков обособляется как фациадьная. зона с "1воге1ип" хотапоувк1 Трилобиты были представлены лишь этим видом. Обычными были пе-лециподы Суг1; одси^а и БОтопаАв , гасгроподы 1орЬозр1га, Ьа!;!-taonia. , ТигЪосЬеЦ-иа и др. и беззамковце брахиоподн 1|3.пя«1е11а.
. . Более мористую часть зоны песков занимало сообщество био-фациальной зоны с ВаяШвиз ■ с азафидаш, 1юпсНоаотаа, Си1п-пазр!з. Замковые брахиоподн многочисленны* Встречаются пелециподы и гасгроподы. , '*
Далее от берега, ло ориентировочным оценкам, на глубинах •от 20-30 м и до 40-60 м, простиралась полоса известкошстых глин и илов зоны РагаЪавШсиз с многочисленными характерными трилобита® азафидамл и более редкими илленидами, рафиофо-ридами и реже лихидаш. Наиболее характерны для этой зоны разнообразный и многочисленные зашовш брахиоподн. Встречаются
ругозы, мшанки, гастроподы, остракоды, цисгоидаи. Водоросли местами буквально переполняют осадок. В условиях интенсивного поступления терригаиного материала эта зона монет быть продолжением прибрежной зоны песков, однако она характеризуется в таком случав сильной извос тковистостыо. Для этой зоны характерно небольшое, но очень устойчивое сообщество трилобитов Рага-basilicua levis, Eulanespis lavis, Pliomerina iliensie и Remopleurldes . Совместно с ними жили брахиоподы Dinorthie, Dulankarella, Rhjmchotrema и др. Встречались также пелеципо-ды, криноидеи, рецептакулигы и очень редкие корраллн. .
К средней части зоны нередко приурочены органогенные постройки (биостромы, биогермы, биогермные гряды), сложенные сине-зелеными и красными водорослями и кораллами. Здесь селились разнообразные криноидеи и брахиоподы (преимущественно строфомениды и камераллиды). Реже встречались наутилоидеи, остракоды и гастроподы. Трилобигц были разнообразны и многочисленны, однако обитали на ограниченных площадях, образуя большие скопления. Для них характерны выпуклые формы с .толстым существенно кальцаговым панцирем, часто с хорошо выраженными бороздами. Обычны Stenopareia, Bumastus, Glaphuriaa, Holotra-chelus, Pliomerina, Hadromeros, Hap-tabronteua , ЛИХИДЫ.
Описанные фацнальные зоны характеризовались малыми глубинами в пределах воздействия волн. Глубина внешней части зоны известковых илов и.'глин, обрамляющих биогермы, по-видимому, достигала 40-60 ы, т.к. по ориентировочным оценкам именно до , этих глубин обычны волнистые текстуры, характерные для описанных "осадков.
Далее от берега на внешней части шельфа существовала широкая зона накопления тонкослоистых алевритов и мелкозернистых песков или в случае слабого .поступления терригенного материала известковистых илов. Эта зона выделяется как зона о "Но -. bergia" - Telephina .Для нее свойственны многочисленные разнообразные трилобиты, как правило, с уплощенным хитиновдным панцирем - "Robergia", Ampyxinella, Dionidee, Bulbaspie, Trinucleidae . Из азафид встречается лишь Bimumitee с чрезвычайно ' широкой каймой. Характерны многочисленные беззамковне брахиоподы, конулярии, редкие мелкие гастроподы, пелециподы, наутилоидеи, остракоды, цистоидеи, астероидеи, хиолиты, коно-
донты. Замковые брахионоды редки, представлены сравнительно мелкими тонкими плоскими раковинами с тонкой ребристостью. Мягкое дно препятствовало широкому расселению прикрепляющихся форм. Граптолитн обычны, а местами многочисленны.
Далее за пределами шельфа на пологом склоне на глубинах в сотни метров простиралась область накопления глин с редкими прослоями алевритов и мелкозернистых песков. Сохранились остатки -граптолитов и редких беззамковых брахиодод и конулярий. килобиты, как правило, редкие и мелкие, представлены пелагическими циклопигидами, шумардаидами и чрезвычайно редкими одоятоплеу-ридами.
В отложениях глубоководных прогибов, где накапливались кремнистые осадки с прослоями песков (акдымская, бурубайталь-ская и др. свиты), в кремнях встречаются радиолярии, конодонты, спикулы губок, редкие беззамковые брахиоподы. Находки трилобитов и граптолитов единичны.
В ашгилле на большей части Казахстанского бассейна исчезли характерные для среднего, ордовика типы шельфовьк обсгановок, характеризовавшиеся накоплением преимущественно грубозернистых осадков, а шеста с ними исчезли характерные для них сообщества. Существовавшие условия сохранились частично лишь в Чингиз-ТарбагатаЙском бассейне и в отдельных районах Итим-Каратауской зоны. Сказанное не относится к биогермным-массивам, родовые сообщества которых очень устойчивы и существовали (с некоторыми изменениями) до позднего силура. ' ' - '
В начале ашгилла на широких выровненных поверхностях в условиях застойных вод отлагались темные чокпарские граптолито-вые сланцы. В массе воды обитали граптолиты, а на поверхности дна многочисленные черви-илоэды. Трилобиты практически отсутствовали.
■ Во второй половине ашгилла в условиях планетарной трансгрессии в Юяном Казахстане сформировался тип бассейна, характерный в это время для многих районов Мира. На внутренней части хорошо аэрированного широкого пологого шельфа отлагались кварц-полевошпатовые пески. Местам! были развиты биогермные известняки (типа улькунтасских). В более глубоководной зоне на глинис-го-извостковнх илах обитало дальманигиновое сообщество трилобитов.. На внешней части шельфа, где отлагались мелкозернистна
• - 22 -
осадки, обитали трилобытовочЗрахиоподовйе дальыанитоново-хкр-нантиевое сообщество и граптолиты ( АроИопоу а1.,19882). К концу-ашгилла эти сообщества исчезли, и в силуре,'на фоне новой трансгрессии, здесь возник относительно глубоководный • местами застойный бассейн, в котором обитали лишь многочисленные граптолиты.
Из рассмотренных материалов можно сделать следующие выводы:
1. Каждая феодальная обстановка в Казахстане в конце 'Позднего кембрия и в ордовике характеризовалась своими сообществами. Эврифациальные формы были связующими между смежными фациаль-ними зонами. ' • '
2. В неритовой области, где градиенты гидростатического давления и освещенности были невелики, глубина, как таковая, не играла решающей роли в распределении сообществ. Основное значение имел характер дна, отделяемый скоростью накопления торриганного материала, степенью цементации осадка (твердый или мягкий грунт), гидродинамическим режимом, Ш приуроченности к определенным типам дна могут быть выделены (достаточно условно) аренофильные (песчаные), калькарофильные (известковые)
и■аргидлефильные (глинистые) сообщества. Существовали переходные сообщества.
3. Ш характеру гидродинамической активности могут быть выделены шельфы двух типов: высокой активности с широкой зоной терригенннх осадков, среди которых преобладают грубообломочныа (шельф андеркенского времени в Чу-Илийских горах), и низкой активности с узкой зоной террягешшх осадков и преобладающим карбонатным осадконакоплеяием (шельф бестамакского времени на Чингизе); ' -
4. Распространение пелагических форм на было "безусловно зврифациальным. По-видимому, пелагические трилобиты как и граптолиты, наутилоидеи и конодонгоносители ьместе с донными сообществами были связаны сложными трофическими связями и являлись , членами единых экологических систем.
5. Эволюция сообществ фауны в раннем палеозое Казахстана . в значительной степени зависала от эволюции среды. Типы шельфов конца кембрия и раннего ордовика с одной стороны и позднего ордовика с другой отличаются друг от друга и от шельфов других эпох характером осадков и сообществами фауны.
- 23 -
.5. гЕктатущш ттаптст азашовск в (рдовйке Казахстана и вашзйше геологические
ссбьпия -
Лялвотектоптвскт реконструкции для автора работы на были "самоцелью и не выделялись в самостоятельную задачу. Они рассматриваются с одной стороны как способ научного внедрения данных стратиграфии в региональную геологию, а с другой - как база для совершенствования стратиграфии (в первую очередь ее событийного аспекта). Восстановление эволюции обсгановок осад-конакопления, выявление этапности формирования диалогических комплексов, рубежей тектонической перестройки позволяют достаточно обоснованно производить литоетрагиграфическое расчленение изучаемых отложений и анализировать смену сообществ фауны в пространстве и времени.
Фактической базой для палеотектонических реконструкций являются материалы, полученные автором при совместных исследованиях с И.Ф.Ншштиным, В.Г.Жемчужниковш, Д.Т.Щем и другими. Некоторые проблемы палеотектоники изучались совместно о Е.И.Па-талахой (Аполлонов, Еаталаха, 1981, 1989). Использованы данные из литературных источников, в первую очередь из работ К.Ф.Никитина, Г.Ф.Ляшчева, Н.А.Афоничева, Н.А.Богданова, В.Ф.Беспалова.
В качестве первоосновы своих взглядов автор опирается на концепцию Н.Г.Кассша о структуре палеозойского Казахстана как системе карельских сиалических блоков, разделенных зонами раскалывания, на которых сформировались теосянклинальяыв прогибы. К настоящему времени эта концепция путем трудного и противоречивого развития трансформировалась в современную тектонику плит. ,
Палеотектонячесгаш реконструкциям Казахстана в раннем палеозое посвящено много работ. Концепция автора отличается признанием в качестве гипотезы, возможности значительных горизонтальных перемещений блоков и вероятности'крупномасштабной субдукции в ллаядейло и карадоке, привлечением для определения условий ооадконаиоплеяия данных по экологии сообществ фауны, применением акгуалисгаческих моделей и одновременно геосинкли-налыюй терминологии.
Поскольку в соответствии с принятой автором картиной положения материков в раннем палеозое, Казахстан являлся зоной, переходной между Сибирской платформой и Уральским палеоокеа-ном, к раннепалаозойским образованиям Казахстана в принципе применимы все мобилистичаскив механизмы, постулируемые тектоникой плит для зон переходных мазду материками и океанами.
В соответствии с принятой автором концепцией, земная кора Казахстана к концу раннего палеозоя претерпела прогогеосинкли-нальную С а-рк1 ), протопдатформенную ( ), рифтовую
( й^-У) и геосинклиналъную ( -с-э ) эпохи. Эти эпохи подразделяются на этапы и стадии С Аполлонов, 1372; Аполлонов, Пагалаха, 1981, 1989). Основой структуры палеозоид Казахстана были блоки карельской сиалической коры, образовавшиеся в позднем рифее в результате раскалывания и раздвига блоков (рифтогенеза) единой до того протоплатформы. Блоковая казахстанская структура была отделена от Восточко-Европейсклэй, Сибирской и Таримской платформ Уральским, Зайсанским и ЕЬшо^Шанским гигантскими зонами раздвигов, имевших временами характер океанических бассейнов. Основными линеаментами, определявшими внутреннее строение казахстанской пегаструкгуры, были Чингиз-Тарбагатайский, Ерементау-Чу-йлийский и Ишим-Карагауский.
В качестве геосинклиналей рассматриваются линейные прогибы сложного строения длиной в сотни или в тысячи километров, заполненные разнообразны,ш осадками, среди которых часто присутствуют вулканические образования. Геосинклинали, как структуры поверхностные, возникли на месте глубинных подвижных зон разного происхождения.. Наиболее древние подвижные зоны образовались при раскалывании протоплатформы в зонах растяжения и прогибания краевых частей крупных блоков (срединных массивов). Стадию рифтогенеза они пережили в рифее и возможно венде. Крупнейшие структуры, возникшие в среднем ордовике (лландейло и карадок), как представляется автору, .образовались, в результате субдукции в условиях сжатия.
Эпохи рифтогенеза ( й^-У ) и геосинклинальная ( е-2 ) могут рассматриваться как сложный цикл Вильсона от начала формирования раздвиговых структур в позднем рифее до их частичного закрытия в среднем и начале позднего кембрия, затем последующего широкого раздвига в конце позднего камбрия и раннего
ордовика (рис. 3 А) и полного закрытия в' среднем (лландейло и карадок)■ (рис. 3 Б) и позднем ордовике'(рис. З'В). Это закрытие сопровождалось субдукцией и', возможно, обдукцией. Силур был •временем завершения этого процесса.
Существующая геосинклинальная терминология не может полностью удовлетворить потребности современной тектоники. Во-первых, за последние десятилетия накопился печальный опыт применения одних и тех же терминов в различных значениях. Достаточно вспомнить, к каким разным по строению и происхождению прогибам применяются термины "миогеосинклиналь" и "эвгвосинквшаль". Автор пытается придать этим терминам то же значение, которое они имеют в гектонотипах со времен Г.Штилле и М.Кея (Аполлонов, 1972; Аполлонов, Паталаха, 1989).
Срединные массивы, наиболее характерный из которых Балхашский, состоят из жесткой древней сиалической основы (кратона), перекрытой нередко относительно маломощными накоплениями осадочных пород рифея, венда, кембрия и ордовика, обычно мелководных или сравнительно мелководных (чехол срединного массива). Краевые погруженные части массивов характеризуются накоплением мощных толщ глубоководных гравигитов кембрия и ордовика, обычно карбонатных, сносимых, с мелководья. Эти зоны рассматриваются как "миогеосинклинали" или точнее "миогеоклинали". Такие структуры считаются принадлежностью краевых частей платформ и срединных массивов и исключаются из класса геосинклиналей, что соответствует взглядам Г.Штилле (Kay, 4967; Аполлонов, 1972).
Раннепалеозойскле геосинклинали Казахстана включают структуры разного типа (Аполлонов, Латалаха, 1989).
I - Эвгеосинклинали (Еременгау-Бурунтэусний и Лрэдчингаз-ский прогибы - «3-021п и Игмурундн-Агаднрский и Тектурмасский прогибы- o2li-o^ ). Широкие глубоководные прогибы, возникшие как результат спредцинга. Накапливались основные вулканиты, а также кремнистые осадки (преимущественно яшы и различные кремни), местами обломочные осадки (в том числе крзынеоблоыочные). Малое количество терригенных осадков позволяет предполагать, что суша была далеко, и ширина бассейнов многократно превышала ширину современных складчатых зон. Можно полагать, что эти бассейны соответствуют современным окраинным морда типа Японского (малым океанам). Основание, вероятно, симатическое, океаничо-
ского типа, сохранившееся лишь в евдз мелких блоков и клиньев ультраосновных пород,. первоначальная природа которых на всегда очевидна.
2 - Лаптогеосинклиналь (Ишм-Каратауский прогиб - Н3-О3 ). Широкий прогиб, где в рифее и вен,де накапливались мелководные, а в кембрии - начале среднего ордовика глубоководные маломощные карбонагно-глинисго-ткрамнистые осадки. С кембрия по средний ордовик лаптогеосинклиналь являлась частью огромного глубоководного бассейна и, возможно, здесь оканчивалось подножие склона расположенного восточнее срединного массива, представлявшего собой пассивную континентальную окрашу. Мощные мелководные отложения в зоне перехода к срединному массиву (миогеоклиналь)
не сохранились. В конца среднего и в позднем ордовике прогиб был заполнен огромной массой флиша и молассы. Локально проявлен вулканизм. Характер основания не известен, но можно предполагать, что осадки лептогеосишшшали залегали на глубоко опущенном крае сиадического срединного массива. ,
3 - Флишево-олистосгромово-ыояассовыа прогибы (Селетин-ский, Олвагашский и Чу-Иляйский прогибы - о2_3 ). Возникли вдоль активной окраины срединного массива, в зоне субдукции. Отличались большой глубиной, мощными (до 6 км) толщами обломочных гравититовых отложений (флиша и олистостром). Вулканиты практически отсутствуют. Флшпево-молассовый Чу-Илийский црогиб возник на продолжении Селатинского прогиба в условиях сжатия, но при отсутствии, по-видимому, значительной по масштабам субдукции. Характерны мелководные шельфовые осадки, отлагавшиеся на сильно расколотой и частично переработанной сиалической коре, (Анрахайский блок).
Исключительно важны в палеозойской структуре.Казахстана -вулканические пояса. Это Чиягиз-Тарбагатайский (е^? - о^) пояс, возникший на месте закрывшейся эагеосшклинали, и Степняк-Бе тпавдалинский ( о2_2 ), образовавшийся на сиалическом Кокчетав-Чуйском срединном массиве в результате субдукции. Характеризуются разнообразным набором мелководных палеообста-новок, запечатленных в отложениях разного типа, прежде всего в терригенных и вулкано-ттерригенных, нередко карбонатных био-гермных. Типичны щелочные вулканиты основного, среднего и кислого состава, характерны туфы.
Особняком стоит особая структура - подводная карбонатная гора, реконструированная для позднего кембрия - среднего ордовика в Малом Каратау В.Г.Жемчужниковш и Г.Куком ( Cook et al., 1989). По-видимому, она является аналогом современной Багамской банки.
Геологическая история Казахстана сложна, и даже ее ключевые моменты трактуются неоднозначно. Автор допускает, что сред-неордовикские вулканические пояса и флшвво-олисгостромовыа прогибы возникли при субдукции кори океанического типа под сиа-лическиа массивы по зоне Беньофа, что можно предположить в зоне сочлонения Селатинского и Степнякского прогибов (Аполлонов, Паталаха, 1981, 1989).
Почти поперечные к Еременгау-Бурунгауской зоне Изктурмас-ский и Игмурунды-Агадырский прогибы (эвгеосишшшали) возникли только во второй половине среднего ордовика, когда близкие по составу яшмовые толщ нижнего ордовика - ллаявирна Ерементау-Бурунтауской зоны уже были смяты в результате бокового сжатия и образовали кордильеру (рис. 3 Б и 3 В)i О возникновении такого поднятия свидетельствует,- в частности, наличие обломков красных и зеленых яшм в терригенных образованиях среднего и верхнего ордовика Салетинского и Чу-Илийского прогибов. Возможно, Тектурмасский и Итмурунды-Агадцрский прогибы являлись своего рода трансфорыами, возникшими при неравномерном движении Балхашского массива на запад и при его раскалывании при этом.
Предлагаемая картина того, что гаосинклинальные прогибы с корой океанического типа были сильно сжаты, и от океанической коры сохранились лишь блоки и клинья в узких швах, известна казахстанским геологам, хотя трактуется она, как известно, по разному.
Анализ тектонической истории палеозоид Казахстана .(Аполлонов, 1972; Аполлонов, Паталаха, 1981, 1989) позволяет установить в ордовике ряд рубежей, определивших смену характера осадконакоплешгя, эволюцию палеоэкологических обстановок, имеющих значение для стратиграфии. Это следующие рубежи:
I - начало эпохи растяжения структуры Казахстана в конце позднего кембрия, формирование глубоководных прогибов и связанное с этим появление в разрезах глубоководных кремней;
- 28 -
2 - начало эпохи сжатия в лландейло, возникновение зоны субдукции, образование флииевых прогибов и вулканических поясов, формирование широкого пояса гранодаоритов к западу и юго-западу от зоны Беньофа;
3 - региональная трансгрессия в начале андерканекого времени, фиксируемая широким развитием трансгрессивных отложений;
4 - резкое замедление тектонических процессов, выравнивание рольефа в чокларское и дурбенское время (ашгилл).
Тектонический анализ, опирающийся на актуадиетические построения, позволил наполнить генетическим содержанием существующую схему структурно-формационного районирования.
Перестройка структуры Казахстана в среднем ордовике по сравнению с ранним была чрезвычайно велика (рис. 3). Характер' осадконакопления изменился кардинально. В связи с этим для кембрия - низов среднего ордовика (лланвирн). должна существовать одна схема струкгурно-формационного районирования, а для среднего и верхнего ордовика другая.
6. ПАЛЕСБИОГЕ0ГРАЙ1ЧЕСКСЕ РАНЖИРОВАНИЕ ЗЕ:ЛЛИ В СРДОВИКЕ '
Палеобиогеографическое районирование с одной стороны базируется на данных стратиграфии и палеонтологии, а с другой, по принципу обратной связи, способствует более осмысленной научной корреляции изучаемых отложений. Так предложенный ва-'риант палеогеографического и палеобиогеографического районирования Земли (Аполлонов, Йаталаха, 1989) позволил автору обосновать принятую им корреляцию пограничных отложений кембрия и ордовика и объяснить легкость корреляции по трилобитам некоторых удаленных районов (Ю.В.Китая, Казахстана, Великобритании, Ю.Америки) и затруднительность корреляции соседних (Казахстана и Сибири) (рис. 4, 5).
Для кембрийского и ордовикского периодов как в СССР, так и за рубежом было предложено уже несколько вариантов палеобиогеографического районирования как на фиксистской, так и на ыо-билистской основе. Однако, из-за отсутствия глубокого анализа сходства и различия комплексов фауны из всех фациальных типов .
отложений каждого из регионов Земли и наде>.июго определения по-ложания каждого из палеобассейнов в системе комбрийскпх и ордовикских координат эти реконструкции остаются в значительной мере умозрительными и субъективными. И тем. но монео традиционного вццвлакия Атлантической и Тихоокеанской провинции явно недостаточно (Аполлонов, Чугаева, 19831).
Предлагаемая палеобиогеографическая реконструкция также является гипотетической. Однако совокупность палеонтологических, седименгологичаских, палоомагнитнцх данных прямо или косвенно свидетельствуют о возможности такого районирования.
Существование Гондваны в кембрии и ордовике и расположение южного полюса на севере Африки допускают многие исследователи, начиная с Г.Виттингтона и С.Хьюза (1972). Предполагается существование на севера Африки материкового оледонения ( РогЬеу, 1984; Егйгтшш , 1988; ВгепсШеу", 1988 и др.). Вслед за А.Ю.Розановым (1976) и Л.Н,Рашшой (1985), автор полагает, что в кембрии существовала Пангая. К концу кембрия она раскололась с образованием океанов Япатус и Уральского, но еще не распалась полностью. Существование океана Тэтис в это время проблематично. Все матершш были сближены и основная часть Еангеи была расположена в южном полушарии. Представления К.Р.Скотиза и У.С.Маккерроу (1991 и др.), в соответствии с которыми Казахстанский блок в ордошке был обособлен и далек от Китая, представляются весьма дискуссионными.
В конца позднего кембрия и в ордовике были две эпохи, когда биогеографическая зональность проявилась наиболее ярко -ранний тремадок и поздний ашгилл. В самом конце кембрия во многих регионах осадки не отлагались. В течение большей части ордовика эндемичность комплексов многих регионов делает общую картину нечеткой, хотя зональность в общих чертах сохраняется. Можно допустить, что в течение ордовика несколько менялись положения полюсов, изменялись расстояния между Европейским и Азиатским, Европейским и Американским континентами (гипотеза об открывающихся и закрывающихся океанах Япетус и Уральском). Однако можно полагать, что эти перемещения были невалики.
Распространение трилобитов, как и другой фауны, позволяет выделить для шзднекамбрийского и ордовикского времени несколько палеобиогеографические областей - 'Бэшческуп (при-
полярную), Южноашрикано-Евразиатскую (умеренных широт), Североамериканскую, Сибирскую, Австрало-Северокитайскую (приэкваториальные) (рис, 4 и 5).
Тетическая область характеризуется в раннем и среднем ордовике своеобразной фауной С Иевеик^ев ( Розову, 1984 И др.). В ашгилле здесь существовал комплекс с Ыиогопавр1в temieri, ВгопЕп±аг1в11а р1а*упс^в и эндемичными дальманитадаш, ( Оев-tотЪев , 1972). 0а1тапИ1па отсутствовала. Область считается холодноводной.
Кйщоамерикано-Евразиатская область в начале ордовика характеризуется единым большим комплексом раннего тремадока. с Hysterolenus, Б1сЬе1еру^е, МасгоруЕе, 31шпаг<11а И др. В разных районах он может быть представлен лишь частью таксонов, но все равно хорошо узнается. В эту область хорошо укладывается широкая зона распространения грилобитового сообщества с Ра1тапИ;1па и хирнаятиевого комплекса брахиопод позднего ашгилла (Аполлонов и др., 1980^). При этом сопутствующие элементы комплекса позволяют выделять внутри области провинции. Так, в Китае и Казахстане вместе с дальманитинами обычно ветре-. чается род Иа-ЬусогурЬе, , а в Европе чрезвычайно близкий род Вгоп£п1а1Че11а . Юкноачерикано-Евразиатская область достаточно надежно обособляется в ареннге и лланвирне, что подчеркивается широким распространением рода Алпвт^еНа . Вместе с тем для этого времени зональность выражена менее ярко, и элементы комплекса "вайтрокского типа" встречаются во всех провинциях. .
Расселение дальманитшювого сообщества в ашгилле происходило, по-видимому, с территории Южной и Центральной Европы, где соответствующие комплексы известны из гораздо более древних отложений.
Североамериканская, Сибирская и Австрало-Северокитайская области в раннем ордовике отличались выраженный провинциализмом, что возможно, объясняется трудностью проникновения океан- . ских течений на мелководные платформы. В среднем и позднем ордовике Северная Америка и Сибирь составляли единую область (Розмая, 1977). Дальманитиновое сообщество проникает здесь лишь в некоторые районы, представлено единичными элементами и нехарактерно.
- 31 -
Палеобиогеографическое районирование Земли для ордовикского периода по брахиоподам (Розман, 1977; НауИсек , 1989) хорошо вписывается в предлагаемую картину.
7. (ЩВЛЫ ОРДОВИКСКОЙ СИСТЕМЫ
Изучение ордовикских отложений Казахстана (Никитин, 1972; Аполлонов и др., 1972£_£з, 1980^ и др.), палоотекгонический и палеоэкологический анализ (Аполлонов, 1971р 1972; Аполлонов, Паталаха, 1981, 1989) приводят к выводу, что разнообразные по ' составу, сложные по строению ордовикские отложения всех струк-турно-формационных зон Казахстана мотуг быть разделены на два задагаших друг на друга комплекса (фактически это своего рода "суперкомплексы"). Образование комплексов соответствует двум крупным тектоническим эпохам.
I комплекс (унгурский-караканский горизонты). Глубоководные глинисто-кремнистые и кремнистые, реже карбонатные толвд Йлим-Каратауской и Атасу-Еампинской зон, кремнистые (яшмовые) толщи Ерементау-Бурунтауской и Чингиз-Гарбагатайской зон, тер-ригенные преимущественно мелкозернистые кварц-полавошпатовыа образования Селетшской и др. зон, а также мелководные терри-генные и карбонатные отложения на поднятиях (Аирахайский массив) и карбонатные на Малокаратауской подводной горе. Флиш и олистостромы не характерны. 1
П комплекс (лидиевский-дурбенский горизонты). Глубоководные зеленоцвагные флиш и олистострома и мелководная моласса Ишим-Каратауской, Селеты-Чуилийской и Шидертинской зон, разнообразные вулканиты,в вулканических поясах (Стеаняк-Бетпак-далинская и Чингиз-Тадйататайская зоны). В верхах обычны био-гермные массивы. Комплекс венчается песчаниками, граптолитовы-ми сланцами чокпарского горизонта, известковисто-алевролито-вкми дальыаштовыми слоями, редкими биогермами в Чу-Илийской зоне и мелководными терригенно-карбонатными отложениями в Чин-гиз-йэрбагатайской зона.
Грашща мезду этими двумя комплексам! проходит между караканским и лидиевским горизонтами и соответствует границе лланвирна и лдандэйдо в общей шкале. На этом рубеже, как уже
означалось, произошла крупная тектоническая перестройка. Кардинально изменились обстановки седиментации и ^связи с этим практически полностью сменились условия обитания фауны. Лито-страгиграфическая и бкостратиграфическая границы на втом рубахе четкие, легко устанавливаются на всей площади Казахстана. Это либо несогласие и трансгрессивное залегание (бестамакская свига Чингиза, Изобильная свита района Селеты), либо четкая диалогическая смена (основание суынднкской и дулыгалинской свит Ишим-Каратауской зоны).
Это важнейший рубеж в развитии фауны в Казахстане. Состав комплексов трилобитов обновляется очень значительно. Здесь исчезает большая группа характерных арениг-лланвирнских родов трилобитов ( Annamitella, Bumastides, Carolinitea, Pseudomera и дрПоявляется значительная группа новых ( Trigonoaspis ,
Sphaerexoch.ua, "Robergia", Birmanites, Cyclopyge, Symphysops
и др.). Видовой состав изменился практически полностью. Do данным Д.Т.Цая, здесь или немного ранее вымирают многие роды грап-толитов, исключительно широко распространенные в арениге и ЛЛанвирне, такие как Isograptus, Phyllograptus, Trigonograp-■tue, Tetragraptun и др. На этом уровне появляются разнообразные дицеллограптиды, дикраногралтиды и немаграптиды. Здесь начинается новый этап в развитии граптолитов. Основание зоны Hemagraptus gracilis является прекрасно трассируемым широкоизвестным рубежом. Статус, зоны Glyptograp-tus teretiusculus осгается не вполне определенным. Д.Скевингтон считает, что она является частью зоны П.. gracilis. " , -
Разумеется проблема соотношения границ между лланвирном и лдавдейло с одной стороны и зон murchieoni и teretiusculus далеко не решена, но современный уровень корреляции позволяет полагать, что, по-видимому, именно уровень основания зоны Hemagraptus gracilis (ИЛИ ЗОНЫ Glyptograptus trretiusculus, возможно, являющейся ее нижней частью)- делит ордовик Казахстана на две части, по рангу отвечающие отделам.
Этот рубеж довольно хорошо прослеживается в ряде других районов. В Великобритании некоторые исследователи по этому рубежу неофициально делили ордовикскую систему на две части -нижний и верхний ордовик. К вывЬду о целесообразности деления ордовикской системы на две части пришла Х.С.Роаман (1977) на
- 33 -
основании анализа материалов по Евразии и Северной Америке.
Цри таком подразделении ордовикской системы нижний ордовик (тремадок, арениг в лланвирн) имеет продолжительность по новейшим ураново-свннцовым датировкам 50 ылн.лет (интервал от 515 до 465 млн.лет) и верхний ордовик (лландейло, карадок, аш-гилл) 25 млн.лет (интервал от 465 до 440 ылн.лет) ( Тцскег , 1989). .
Рубеж в основании ашгилла устанавливается довольно четко и делит верхний ордовик по продолжительности на две равные части по 12,5 млн.лет ( Зискег , 1989). Если их принять за отделы, то они будут слишком уже непропорциональны по продолжительности. Кроме того отложения ашгилла, как правило, развиты на небольших площадях, имеют малые мощности, и юс обособление в качестве отдела вряд ли обоснованно дазиг^шсго практическим соображениям . *
Таким образом, представляется целесообразным подразделение ордовикской системы на две части (отделы или подсистемы) с границей в. основании лландейло.
8. НИЖНЯЯ И ВЕРХНЯЯ'ГРАНИЦЫ ОРДОВИКСКОЙ СЖЖЛЫ
В связи с повышением требований к точности стратиграфической корреляции в последние десятилетия усилился интерес к изучению границ ордовикской системы. Все основные достижения последних лет в изучении этих проблем связаны с созданными в 1974 году международными рабочими группами (МРГ) по границе кембрия и ордовика и ордовика и силура. Автор участвовал в работе этих групп, будучи действительным членом первой и чле-ноы-корреспонденгоы второй.
Разрезы пограничных отложений ордовикской системы в Казахстана оказались настолько полными и хорошо лалеонтологически охарактеризованными, что оказалось возможным предложить Батыр-байский разрез в хр. Малый Каратау в качестве возможного международного стратотипа границы кембрия и ордовика, а на примере разрезов Чу-Илийских гор предложить новый уровень границы ордовика и силура.
Нижняя и верхняя границы ордовикской системы определяют-
ся по совокупности данных по нескольким группгл фауны, что позволило выявить достаточно отчетливые рубежи в развитии органического мира. Границы фиксируются в зональных шкалах, основанных иа выбранных в результате международного соглашения группах фауны. Для границы кембрия и ордовика избрана конодонтовая шкала, а для границы ордовика и силура - граптолитовая.
Нижняя граница
Проблема границы кембрия и ордовика имеет многолетнюю историю. Вместе с, тем международного соглашения об уровне-границы и ее страготипе нет до сих пор. Это можно объяснить как объективными трудностями, так и традициями, а также привязанностью к историческим приоритетам, иногда излишне строгой.
К началу семидесятых годов XX века стало ясно, что существующие -представления о границе кембрия и ордовика неудовлетворительны. Определились три основных потенциально возможных варианта границы кембрия и ордовика: в основании тремадока, в основании верхнего тремадока и в основании аренига ( НеппЛпзвтоеп, 1973). '
В 1982 году в Осло МРГ пришла к заключещш, что основание тремадока или уровень близкий к нему является наиболее подходящим в качестве границы. Решение стало практически общепринятым.
В 1985 г..в Калгари (Канада) МРГ были приняты важные решения: I - конодонты являются ведущей группой при выбора границы;
2 - граница должна быть установлена в конодонтовой шкале как можно блюке к уровню первого появления нематофорних граптоли-гов. Наиболее вероятные уровни для установления границы - основание .зоны СогсЗуХосПш ¿ггЬеппейАив , либо ЗОНЫ С. Ип(1в£гот1;
3 - желательно, чтобы стратотип был пригоден для изучения палео-магнитянм, геохимическим и другими небиологичёскими методами;
4 - рсновныш кандидатами на роль сгратогипа являются разрезы Ньюфаундлендами Северо-Восточного ..Китая'(Даянча),: где совместно встречаются конодонты, граптолиты и трилобиты.
В те же годы автор совместно с М.Н.Чугаавой и С.В.Дубининой (Аполлонов, Чугаева4 1982; АроНошл/ et а1. , Г981) на основе изучения Батырбайского разреза а Южном Казахстане предложил проводить границу кембрия и,ордовика в"основании колодонго- ' вой зоны Согс1у1ос1иа ргоа\гий . Этот уровень был предложен в
качества границы австралийскими исследователями ( Jones et al., 1971), но в последующем длительное время не рассматривался ( Miller , 1984).
Ранее в Казахстане вопрос о границе кембрия и ордовика рассматривался Н.К.Ившиным и Г.Х.Ергалиевым на примере трило-битовых шкал, конодонты в которых отсутствовали.
Ордовикская подкомиссия МСК СССР по рекомендации рабочей группы по границе кембрия и ордовика СССР до международного' выбора уровня границы кембрия и ордовика приняла эту границу в основании зоны proavua . Г.Х.Ергалиев (1980, 1983) на основании изучения Кыршабактинского разреза предложил провести границу кембрия и ордовика в основании грилобитовой зоны Trlsulcagnostus trlsulcua , близко к основанию тремпило. Эта граница была принята для СССР кембрийской комиссией МСК СССР. Возке Г.Х.Ергалиев (1987) предложил проводить границу систем В основании зоны Micragnostua mutaWlia. Оба эти уровня не совпадают с предлагаемым нами положением границы. В самое последнее время Г.З.Ергалиав (1990) принял границу систем на том же уровне, что и автор.
В 1984 году Батырбайский разрез посетили восемь членов МРГ. С тех пор он стал рассматриваться как один из возможных сгратотипов, правда, после разрезов Северо-Восточного Китая и Ньюфаундленда, которые считались наиболее вероятными кандидатами. После совещаний МРГ в Сент-JfeoHce (Ньюфаундленд) в 1988 г. и в Вашингтона (США) в 1989 г., где разрезы Китая и Ньюфаундленда не получили безусловной поддержки, интерес к Батырбайскому разрезу вновь возрос.
В настоящее время в качестве границы кембрия и ордовика рассматриваются два уровня - основания конодонговых зон Сог-dylodus proavua и С. Undatromi. Озяованиа зоны proavua связано с крупным рубежом в развитии всех груш фауны, с геохимическими аномалиями и инверсией палеомагнитного поля ( Apollonov et al.,19882) . Это естественная геолого-историча-ская граница систем, напоминающая границу мела и палеогена. Основным достоинством основания зоны lindstromi является его близость к уровню первого появления нематофорных грапто-литов в типовом разрезе. Однако с корреляцией этого уровня связаны серьезные проблемы.
- 36 -
Шсде того, как в Осло в 1982 г. и в Калгари в 1985 г. было принято решение провести границу вблизи основания тремадо-ка или, что считалось тем же самым, вблизи первого появления немагофорных граптолитов, казалось, что задача определения уровня границы близка к разрешению. Казалось, остается лишь уточнить соотношение уровня появления немагофорных граптолитов с конодонтовой шкалой и выбрать стратотип.. Однако, все оказалось не так просто.
Как известно, основание тремадока в типовом разрезе в Северном Уэльсе определяется по появлению граптолитов Rhabdi.no-рога ИаЬеШГоппе , Но поскольку за пределами Акадо-Балтийского региона граптолиты на пограничном интервале редки, на практике граница кембрия и ордовика во многих регионах определялась по появлению трилобитов, характерных для тремадока. Подразумевалось, что тремадокские трилобиты появляются в разрезах одновременно с грапголигами, как это наблюдалось в типовом разрезе тремадока в Уэльсе. На появление в Казахстане и Китае нематофорных граптолитов позже тремадокских трилобитов, внимание не обращали. '
После находки в Уэльсе характерных для тремадока трилобитов Н1оЪе ЬотрЬга1, РагаЬо11па í,frequens, ВеЗЛеНа, БЬтагй1а, Ну^е'го1епив, Рго1еи1ота, Dichelepygë . в зоне Асегосаге ниже основания, тремадока С НивМоп , 1982) факт несовпадения уровней первого появления тремадокских граптолитов и тремадокских-трилобитов предстал в новом свете. Выяснилось, что граница кембрия и ордовика, определенная в некоторых районах (Казахстан, Китай, Аргентина) по появлению комплекса : трилобитов С Нус1его1епиа , ЗИитакиа, Воеока8р1в, Масгоруяе ( Macropyge ), Dichelepyge, Ви1ота ( ЕиГота ), ВеИ;е11а, Оп1сЬо-ру£е, ЛиЗ\11аар1в е др, в действительности может не соответствовать подошве тремадока в типовом разрезе в Уэльсе, а отве- > чать там основанш) ЗОНЫ Асегосаге. .
Проблема встала остро так как, , с одной стороны, появление этого комплекса является критерием определения основания ордовика на огромных территориях Казахстана, Алтае-Саянской'области, Китая, Западной Европы, Аргентины. Причем основание ордовика здесь без тени сомнения коррелируется с основанием тремадока. С другой стороны, в Уэльсе этот комплекс безоговорочно
отнесен к,кембрию ( Rushton , 1982). Тем самым представление обобъеме тремадока, как планетарного подразделения, стало неопределенным. Положения осложнилось в связи с тем, что появилось стремление выбрать в качестве границы кембрия и ордовика уровень основания зоны lindstromi именно с тем, чтобы макси-~ ыальяо приблизить границу к первому появлению нематофорных грап-толитов в типовом разрезе тремадока в Уэльсе.
Следует отметить, что, если появление тремадокского комплекса трилобитов совпадает с основанием конодонтовой зоны ргоатгиз или очень близко к нему (Rushton , 1982; Аполлонов, Чугаева, 1983^), то сведения о первых неыатофорных граптолигах не однозначны.
В случае, если граница кембрия и ордовика будет выбрана в основании зоны lindstromi , она пройдет внутри единого тремадокского комплекса трилобитов. К кембрию будет отнесена нижняя часть широко распространенной зоны Hysterolenus Уэльса, Казахстана и Китая, а также зона Euloma limitaris-Taoyuania в Малом Каратау (КЬшцй Казахстан) с Euloma ( Euloma ), Macropyge ( Macropyge ), Shumardia,Glaphurua и др. Это практически исключает возможность использования-трилобитов на пограничном интервале и создает немалые трудности в корреляции пограничных отложений, лишенных граптолигов и конодонтов. В связи с этим вероятно следует сравнить корреляционные возможности разных ipynn фауны и еще раз обсудить возможные уровни границ.
Три группы фауны - конодонты, гралтолиты и трилобиты являются основными для решения проблемы границы кембрия и ордовика.
Возможности конодонтов для расчленения и корреляции пограничных отложений хорошо известны. Конодонтовые зональные шкалы верхов кембрия и низов ордовика практически тождественны во всех регионах мира, что делает конодонтовые шкалы незаменимым инструментом для планетарной корреляции (Дубинина, 1982; Miller , 1988 И др.).
Граптолиты являются традиционной группой, определяющей основание ордовика в подошва тремадока. И сейчас многие исследователи связывают определение основания ордовика с появлением первых нематофорных граптолигов, причем это появление считается одновременным для всего мира ( Erdtmarm , 1988 и др.).
Окнако, невозможно оценить действительную одновременность появления нематофорнцх граптодитов в каждом.конкретном .случае, не прибегая к помощи конодонгов или трилобитов. В граптолитовой шкале отсутствует подразделение ниже основания зоны /1аЬе11±-£олпв и невозможно определить положение этого уровня в единой биостратиграфической последовательности. К тому же к настоящему времени за пределами Акадо-Балтийской провинции известны лишь единичные разрезы (Ньюфаундленд, Нью-Брансуик, северо-восточный Китай), где нематофорные граптолиты встречаются на пограничном интервале с другой фауной. В Ленинградской области (Попов и др., 1989) и в Эстонии ( Ка13о еЪ а1. ,1986, 1988) первые нематофорные граптолиты встречаются по-видимому в верхах зоны ргоауие . Строго говоря, не может быть гарантии, что в типовом разрезе Уэльса нематофорные граптолиты не будут найдены ниже, в зоне Асегосаге.
Нематофорные граптолиты отсутствуют непосредственно в пограничном интервале в таких крупных регионах как Казахстан, Сибирская платформа, центральные районы Северной Америки и редко встречаются в других районах, кроме Акадо-Балтийского региона. Бее это делает в принципе невозможным использование грапто-литов для определения положения границы кембрия и ордовика на уровне основания зоны Ипаз-ЬхотЛ . Правда Д.Т.Цай (1989) сопоставляет с этим уровнем появление анизограптид, но.это явление еще мало описано.
килобиты широко представлены в пограничных отложениях в осадках широкого фациальяого спектра и во многих районах явились основой'для установления "местных границ кембрия и ордовика". Биостратиграфические шкалы кембрия основаны почти исключительно на трилобитах.
Как уже отмечалось, распространение трилобитов позволяет выделить для пограничного интервала времени несколько областей. Корреляция пограничных отложений между областями затруднена, хотя есть заметные успехи. Внутри областей корреляция.осуществляется с большой точностью на огромных расстояниях (Аполлонов, Чугаева, 1983^; АроПопотг , 1991; С1шгаеуа, Ара11ошлг , 1982; ЕЬе^оЫ , 1988). Именно по трилобитам определяется граница кембрия и ордовика в таких крупнейших регионах как Северная Америка, Казахстан, Сибирская платформа, Алгае-Саял-
екая область, Урал и кроме, того во Франции, Баварии, Турции, Иране, Афганистане и по единичным пока находкам в Антарктиде. И даже в разрезе Нарснес в Норвегии, где пограничные отложения хорошо охарактеризованы граптолигами, граница проведена не по появлению нематофорных граптолитов, а по появлению трилобита Boeckaspis hirsuta ( Bruton et al, ,1988). В Аргентине ДО СИХ пор не решен вопрос, проводить ли границу кембрия и'ордовика в основании зоны Parabolina argentine (=Р.frequens ) тПгредла-гали Г.Харрингтон и А.Линца ( Harrington et Leanza , 1957), ИЛИ по подошве ЗОНЫ Jujuiaspis keideli-Dictyonema flabelliforme.
Во всех крупных регионах между кембрием и ордовиком выражена кардинальная перестройка в составе комплексов трилобитов на уровне основания зоны proavus . Так, в Северной Америке птихаспидный биомер сменяется хисгрикуридаым ( Palmer , 1979). В Сибири эндемичные комплексы кембрия с Piethopeitides , Sauklella и др. сменяются широко распространенным комплексом с Eoapatokephalus nyaicua. (Розова, 1985). В Австралии в Северном Китае эта перестройка выраяена- слабее и возможно определяет появление комплекса с Mictosaukia ., На территории йнноамерикано-Евразиатской области кембрийские комплексы с Lotagnostus сменились комплексом тремадокского типа с Hyste-rolenus, Dichelepyge, Onychopyge, Boeckaspis, Parabolina , Jujuiaspis, Shumardia, Macropyge (Macropyge), Euloma ( Euloma ) , Mictosaukia . Некоторые виды из пограничных отло-лениЗ распространены очень широко. Так, целая ipynna общих видов известна в юго-восточном Китае и Ккном Казахстане (Аполлонов, Чугаава, 1983^; Lu, Lin ,. 1984; Peng , 1984 и др.). Parabolina frequens ( =Р. argentina) известна В зоне Асегосах-е и одноврзрастнцх отложениях, которые, по нашему мнению, должны быть отнесены к ордовику в Уэльсе, Баварии, Аргентине, Боливии • и на Ньюфаундленда. Dichelepyge bioornia известна в низах ордовика в Кендыктасе (Казахстан) и из зоны Асегосаге Уэльса, lieoagnostus ЪИоЪиз и Plicatolina kindlei известны В зоне liissisquoia typicalis в Северной Америке (Shaw , 1951) и в зона Асегосаге Уэльса ( Rushton , 1982). Shumardia alata известна из зоны Асегосаге Уэльса и из низов ордовика Мексики (Hushton , 1982).
Трилобиты играют важнейшую роль в стратиграфии пограничных
отложений кембрия и ордовика. Наличие крупнейшего эволюционного рубежа в развитии трилобитов, совпадающего с основанием зоны proavus • должно рассматриваться как важнейший довод в . пользу проведения границы систем именно на этом уровне. На этом рубеже произошло крупнейшее эвстагическое событие, которое, по-видимому, явилось причиной крупных перестроек в составе практически всех групп фаун и перерывов в осадконакояленш ВО МНОГИХ районах с Erdtmami, Miller, 1981; Apollonov et al., 19882; Apollonov , 1991). В ряде районов на этом уровне- отмечены геохимические аномалии, в том числе в Багырбайском разрезе (д-р Д.Райт, личное сообщение). Ниже основания зоны proavus отмечена инверсия палеомагнитной полярности ( Apollonov et al., 19882). Подобные явления не отмечены на уровне основания зоны llndstromi , т.е. вблизи уровня гак называемого "традиционного основания тремадока".
Необходимо отметить, что в результате недостаточной ранее изученности разреза в Уэльсе и связанной с этим неточной корреляцией во многих районах мира за границу кембрия и ордовика принят не уровень появления нематофорных граптолитов (то есть не формально определенное основание тремадока), а уровень появления тремадокских трилобитов с Hysterolenus , т.е. уровень, близкий к основанию зоны Асегосаге . Этот уровень, совпадающий с основанием зона proavua , несомненно является лучшим для границы систем.
В связи со сказанным вряд ли оправдано проявившееся в последнее время стремление любой ценой- приблизить выбираемую границу кембрия и ордовика^именно к основанию тремадока в типовом разрезе ( Derty, 1986). Если же граница будет принята в подошве зоны proavus , то может быть стоит подумать над тем, чтобы уже основание тремадока приблизить к новой границе, сместив его ниже на уровень появления тремадокского комплекса трилобитов, то есть в основание зоны Асегосаге (и тем самым - в основание зоны proavus). В гаком случае подошва тремадока, как нам представляется, совпала бы с основанием отложений, выделяемых в качестве тремадокских практически повсеместно за пределами Акадо-Балтийского региона. Выделение нового яруса между основанием зоны proavus и подошвой тремадока представляется не лучшим выходом.
- 41 -
Проблема выбора стратотипа границы кембрия и ордовика имеет самостоятельное значение. Опыт.ивучения пограничных отложений кембрия и ордовика показал, что к страготипу границы этих систем помимо общих требований к сгратогипам должры быть предъявлены некоторые особые, связанные с особенностями палеонтологической и фациальной характеристики именно этих отложений. С нашей точки зрения, стратотип должен быть охарактеризован ко-нодонтами и пандемичными трилобитами. Брахиоподы и хитинозои очень желательны. Наиболее подходящими для стратогипа являются фации внешней части шельфа, верхней и средней частей склона, где перерывы наименее вероятны. Крупные скрытые перерывы наиболее возможны в очень мелководных, либо в глубоководных пелагических фациях (Лисицын, 1988).
Считавшиеся до недавнего времени наиболее вероятными кандидатами на роль стратотипа границы разрезы Ньюфаундленда и С.-В.Кигая (Даянча) не вполне отвечают этим требованиям. Так, трилобиты в разрезе Даянча слишком эндемичны, а в разрезах Ньюфаундленда практически отсутствуют. Конодонты редки в обоих разрезах, особенно на уровне основания зоны proavus (Barnee , 1988; Chen et al.,1988).
Сформулированным наш требованиям наиболее отвечают разрезы запада США, особенно в Неваде ( Miller et al. , 1982), а также Батырбайский разрез в Ккном Казахстане (Аполлонов, Чу-гаева, 1982; Apollonov et al. , 19882 и др.). Единственным серьезным недостатком североамериканских разрезов является присутствие перерыва на уровне границы. Однако, перерыв незначителен, и его временной интервал лепсо учитывать при корреляциях. Возможно перерыв отсутствует в разрезах Невада.
Батырбайский разрез отвечает всем требованиям к стратоти-пам ( Apollonov et al., 19882 и др.). Он находится на северо-западе хр. Малый Каратау, примерно в 15 км к СВ от города Жа-натас, легко доступен и охраняется государством. Представляет собой регрессивную последовательность карбонатных пород от отложений склона в позднем кембрии до мелководной сублиторади в арениге. Породы образуют практически полностью обнаженную моноклиналь. Амплитуды разрывов не превышают 5-10 м. Метаморфизм отсутствует. Индекс изменения вещества конодонтов 1-1,5. Породы благоприятны для палеомагнитных и других физических
методов изучения. Несогласия и признаки перерывов отсутствуют. Отложения собственно пограничного интервала образовались на верхней части склона или на внешнем шельфе, где скрытые перерывы наименее вероятны. Пласты гравитационных брекчий, с которыми связана локальная абразия, находятся далеко от уровня границы. Разрез охарактеризован разнообразными многочисленными кос-мополитными трилобитами, конодонтами и хитинозоями, а также замковыми и беззамковыми брахиоподами. В самых верхах кембрия найдены граптолиты. В собственно пограничном интервале остатки фауны не имеют следов перемыва и переотложения. 1&м обычны целые панцири трилобитов.
Стабильность условий, существовавших в бассейне, способствовала существованию длинных филогенетических линий среди трилобитов и конодонтов, что позволило разработать дробные зональные шкалы. Конодонтовая зональность в самых верхах кембрия является одной из самых полных в мире (Дубинина, 1982; БцЪ1п1 -па , 1991).
Таким образом, основание конодонтовой зоны ргоатгив , совпадающее с основанием трилобитовой зоны ЕиХота 11т:1^аг1в -Таоуиап±а , является во всех отношениях лучшим уровнем границы кембрия и ордовика. Этот уровень отвечает крупному рубежу в развитии всех групп фауны, совпадает с появлением характерного тремадокского комплекса трилобитов, фиксируется геохимическими и палеомагнитными данными и является естественной границей геологических систем, обусловленной крупнейшим планетар-нда событием. Эвстатическое событие на этом уровне возможно связано с быстрым таянием ледников на южном полюсе. Батырбай-ский разрез в Юкном Казахстане вполне может служить глобальным стратогипом границы кембрийской и ордовикской систем.
Верхняя граница
В отличие от границы кембрия и ордовика, уровень и стра-тотип которой до сих пор не выбраны, для границы ордовика и силура этот вопрос решен. Решением МРГ по границе ордовика и силура в 1983 г., утвержденным в 1984 г. на сессии ПУЛ Ш7К в Москве Международной стратиграфической комиссией, граница систем была проведена в основании граптолитовой зоны АМйо-gгaptus асил^па-Ьив , а в качестве стратотила выбран разрез
Доббс Динн в Икной Шотландии. Выбор стратотипа на был единогласным.
Граница ордовика и силура в типовых разрезах в Озерной области и в Уэльса в Великобритании была изначально проведена между ашгиллом и лландовери. Основание зоны GlyptograptuB persculptus было принято в качестве границы систем, когда ордовик и силур были признаны самостоятельными подразделениями в 1960 г. Граница систем в ракушняковых фациях была проведена в кровле сдоев с Dalmanltina mucronata и их аналогов ( Kielan, 1959; Jaanusaon , 1963; Соколов, 1968; Аполлонов, 1968, 1970 и др.).
Впервые вопрос о проведении границы ордовика и силура на по подошве зоны И. persculptus , а в основании зонц А. aouminatua ' был поставляя казахстанскими специалистами. Это явилось результатом находки С.Г.ТЬкмачевой, Б.А.Салиным, Т.Б.Рукаышшшовой и Н.В.ГЬлтавцевой в Чу-Идийских горах в .нескольких местах совместно трилобитов зоны D. mucronata и граптолитов зоны Gl. persculptus(e.I.) (Рукавишникова и др., 1968; Михайлова, 1980 и др.). При этом объемы трилобитовой и граптолитовой зон совпали. В случав проведения границы систем на традиционном уровне в основании зоны persculptus ( e.l. ) к силуру были бц отнесены дальманитиновые слои вместе с хир-нантиевым комплексом брахиопод, ордовикский тип фауны которых не вызывает сомнения.
Аналогичные соотношения граптолитовых и ракушняковых три-добитово-брахиоподовых комплексов вскоре были обнаружены в ряда других районов - в Озерной области в Англии, на Северо-Востоке СССР ( A. Global Analysis oí the Ordovlcian - Silurian boundary , 1988). Это послужило основанием для членов МРГ изменить положение границы систем, которая традиционно фиксируется в граптолитовой последовательности.
Три группы фауны - граптолиты, трилобиты и брахиоподы сыграли основнув роль при выборе границы ордовика и силура. Эти группы известны в пограничных отложениях во многих регионах Мира. Предложение использовать для определения положения границы конодоятовую шкалу, разработанную в разрезе о.Антикости в Канаде (Еагпев , 1988), вряд ли целесообразно, т.к. коно-донгы пока известны лишь в нескольких разрезах. Хигинозои и
- 44 -
акритархи имеют ограниченное значение.
Значение граптолитов для определения уровня границы ордовика и силура хорошо известно в результате работ Б.Рикардса, Т.Н.Корень, С.Вильямоа, Д.Т.Цая, Р.Ф.Соболевской, Н.Ф.Михайловой и др. Граптолиты широко распространены на этом уровне. Зональная шкала на пограничном интервале очень дробна, эволюционное развитие и смена комплексов хорошо изучены. Однако, несмотря на важнейшее значение граптолитов, решающую роль при установлении именно принятого ныне положения границы сыграли трилобиты и брахиоподы. Озаованив зоны persculptus , как уровень границы в граптолитовой шкале, само по себе мало в чем уступало основанию зоны acuminatus и к тому же было традиционным. И лишь тот факт, что этот уровень, как выяснилось, проходит внутри дальманитиново-хирнангиевого комплекса, а уровень основания зоны acuminatus находится вше, сыграл определяющую роль. При этом при формальном определении основания силура трилобиты и брахиоподы не' могут заменить граптолитов, так как редки гам.
В начале шестидесятых годов, когда автор приступил к изучению трилобитов верхнего ордовика, ашгиллские трилобиты в Казахстане не были известны. Верхний ордовик завершался чоклар-ским горизонтом, охарактеризованным грапголитами, а вышележащий улькунтасский горизонт с Conchidlum nünsteri относился к силуру (Келлер, 1958; Никитин, Аполлонов, Цай, Í968). В 1961 г. в ур.Жэрык на левобережье р.Шидерты (северо-восток Казахстана) автор собрал и описал коллекцию многочисленных аш-гиллских трилобитов зоны Phillipsinella parabola (Аполлонов, 1968, 1970, 1974), В IS65 г. на основе коллекции трилобитов С.Г.ТЬкмачавой из Чу-Илийских гор и последующих собственных сборов автор выделил в Казахстане зону Dalmanitina mucronata и обосновал ее ордовикский возраст (Аполлонов, 1968., 1970). Трилобиты были описаны в двух монографиях (Аполлонов, 1974; Граница ордовика и силура в Казахстане, 1980). Ашгиллский ярус в Казахстане получил хорошее палеонтологическое обоснование.
В Казахстане к началу ашгилла исчезло широко распространенное типично казахстанское андеркэнско-дулаякаринское сооб- •, щество, обитавшее на шельфах с высокой гидродинамикой, покрытых песками, алевритами и глинами. Широко распространились
граптолитовые фации чокпарского времени. Одновременно в некоторые районы Казахстана проникло очень характерное разнообразное полифациальное сообщество о Phillipainella parabola , широко расселившееся в раннем, ашгилла на территории Европы, Казахстана, Китая, Канады, (Аполлонов, 1970, 1974), а также известное на Урале (Коринавский, Аполлонов, Москаленко, 1986). К началу хирнантского (дурбенского) времени это сообщество повсеместно исчезло. Почти полностью вымерли агностиды, теле-финвды, ремоплеуридиды, азафиды, циклопигиды, рафиофориды, тринуклеиды, дионидиды. Позаа сохранились лишь единичные представители этих семейств.
С началом хирнантского времени широко расселилось небольшое дальманитиновое сообщество. Основой его являются виды рода Dalmanitina (неправильно, по мнению автора, относимого иногда К роду Hucronaspis ). Они сопровождаются Brongniartella, либо близким родом Platycoryphe , Часто с ниш встречаются Leonaspis ollnl и Dicranopel-tis . Это сообщество известно на всех материках, кроме Антарктиды (Аполлонов, 1974; Аполлонов и др., 19802). Дальманитиновое сообщество исчезает полностью на уровне основания граптодитовой,зоны acuminatus И трилобитовой Acernaspis.
Особенности распространения трилобитов ашгилла на территории Земли (Аполлонов и др., 1980) позволяют предположить, что палеобиогеографическое районирование, принятое для раннего ордовика, сохранилось и в ашгзлле. Это врем тектонической стабилизации, выравнивания рельефа, сокращения площадей, занятых морем. Понижение уровня моря к началу ашгилла связывается с формированием континентального ледникового покрова в южном полушарии. Континентальные гляциальные отложения известны на севере Африки, а морские гляциальные в Испании, Португалии и Франции ( McClure , 1988; Brenchley , 1988 и др.). Движение материков в ордовике скорее всего было минимальным.
Раннеашгиллскоа и поздаеашгиллское расселение трилобитов, о котором говорилось ранее, очевидно связаны с двумя планетарными трансгрессиями на выровненные поверхности материков. Повышение уровня моря не превышало 50-100 м ( Brenchley , 1988). Этих колебаний уровня океана было достаточно для того, чтобы разрушились сообщества, существовавшие в разных регионах
мира, и вслед за распространением унифицированных палеогеографических обстановок расселились космополитныа сообщества. Эти сообщества были богатыми в разнообразными в раннем ашгилле и обедненными в позднем.
С началом силура связана новая трансгрессия, которая привела к вымиранию сообществ мелководий, в первую очередь трило-битовых, брахиоподовых и граптолиговых, и к формированию нового биомера. Гралтолиты вновь становятся многочисленными и разнообразными. Сохранились и быстро разрастались биогермные массивы. Биологическая продуктивность возможно возросла в связи с увеличением поступления пеплового материала, что фиксируется во многих разрезах. Б низах силура трилобиты отсутствуют или редки. В связи с этим особое значение приобретает трилобит Acernaspis , известный в низах силура в Канаде, Норвегии, Прибалтике и на северо-востоке России. В разрезе по ручью Мирный первые Acernaspis встречаются в 60 см выше появления Akidograptus acnminatus.
Вша в силуре встречаются потомки Dalmanitina , Platyco-ryphe и Brongniartella , представленные уже другими родами., Наиболее же обычен в силуре комплекс из биогермных известняков, переживший без крупных изменений несколько крупных критических ситуаций в ордовике и продолжавший существовать до.раннего девона. Комплекс включает Stenopareia, Bumastús, Hadrome-ros, Sphaexexochus, Proetidae, Calymenidae, Idchldáe, Odón -topleuridae . Широко расселяются Encrinuildae.
Таким образом, лучшим уровнем границы ордовика и силура является официально принятое сейчас основание граптолитовой зоны Akidograptus acurainatua' и совпадающая с ней подошва 1 трилобиговой зоны Acernaspis . Однако, некоторые китайокие и советские специалисты по-прежнему считают лучшим уровнем границы основание зоны perscuiptus.
Палэомагнитных и геохимических данных для характеристики границы пока недостаточно С Brenchley , 1988).
Выбранный в качестве международного стратотипа границы систем разрез Доббс Линн в Шотландии, охарактеризованный исключительно граптолитами и имеющий высокий индекс тепловой проработки конодонтов, не отвечает требованиям к стратотипам. Выбор нового стратотипа, охарактеризованного граптолигаш,
трилобитами и брахиолодами, оотаатся, по мнению автора, важной проблемой. Лучшими кандидатами являются разрезы по ручью ¡Лирный на северо-востоке СССР и разрез по р.Ащису в Ювиом Казахстане ( Apollonov et al. , I988j). Разрез на о.Антикости не может служить страготипом, так как он плохо охарактеризован грапто-литами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе обобщены результаты изучения этапности развития обстановок осадконакопления и эволюции сообществ фауны ордовика Казахстана, имеющие значение для определения границ системы и подразделения ее на отделы.
1. Обоснована стратиграфическая концепция, предполагающая вцделэние литостратиграфических (местных), хроностратиграфиче-ских (региональных и общих) и биостратиграфических подразделений. На этой основе совершенствовалась региональная шкала ордовика Казахстана.
2. Установлены сообщества трилобитов, характерные для определенных фацаальных обстановок в ордовике Казахстана.
3. Для территории Земли в ордовике по распространению трилобитов выделены пять палеобиогеографических областей -
три приэкваториальны/ одна приполярная и одна умеренных широт.
4. На основании палеотектонических и биостратиграфических данных по территории Казахстана подтверждена точка зрения
ообразности подразделения ордовикской системы на два
отдела.
- 5,. Биостратиграфические данные, а также наличие геохимических аномалий, палеомагнитной инверсии, трансгрессивно-регрессивного геологического события вблизи основания конодонто-вой зоны Сог<1у1ос1из ргоауиа позволяют предлагать именно этот уровень в качестве границы кембрия и ордовика. Характер смены комплексов трилобитов, брахиопод и граптолитов привали к проведению границы ордовика и силура по основанию граптолитовой ЗОНЫ АЫЛоегар^а асши.па^а , то есть по кровле ' дальманитинового кошлекса. '
- 48 -
Основные работы автора по тема диссертации
1. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. фдовикские отложения пжной части Селетинского прогиба (Центральный Казахстан) //Изв. АН КазССР. Сер.геол. 1963. Вып.1 (52). G.36-53.
2. Аполлонов М.К. Зональная ткала средне- и верхнеордовикских отложений Казахстана, основанная на трилобитах, и ее корреляция со шкалами Европы и Америки // Стратиграфия нижнего палеозоя Центральной Европы. M. 1968. С.78-85.
3. Аполлонов М.К., Бандалетов С.М., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Ордовикские и силурийские отложения Казахстана и их корреляция с европейскими разрезами // Стратиграфия нижнего палеозоя Центральной Европы. M. 1968. (f. III-I23.
4. Никитин И.Ф., Аполлонов М.К., Цай Д.Т. Корреляционная схема ордовика Восточного Казахстана // Изв. АН КазССР. Сер. геол. 1968. № 3. C.I-I2.
5. Аполлонов М.К. О трилобитовых зонах ашгиллия и о верхней границе ордовшса Казахстана // Изв. АН КазССР. Сер.геол. 1970. № 6. С.50-58.
6. Аполлонов М.К. О формационных рядах каледонид Восточного Казахстана // Тектоника и формации Казахстана. Алма-Ата. 1971^. С.33-42.
7. Аполлонов М.К. О некоторых дискуссионных вопросах стратиграфии ордовика Казахстана // Стратиграфическое совещание по допалеозою и палеозою Казахстана (тезисы докладов). Алма-Ата. 19712. С.79-80.
8. Аполлонов М.К. О возможности применения терминов °эв-геосинклиналь" и "миоге о синклиналь" к каледонидам Восточного Казахстана // Вестник АН КазССР. 1972. в II. С.51-59. ,
9. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Г. Ордовикская система. Байконурский синклинорий // Геология СССР. T.XX. М. • I972j. C-I64-I67\ . • ■ "
10. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Ордовикская система. Улутауский антиклинорий // Там же. 1972р С.167.
11. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Ордовикская система. Степяякский синклинорий // Там же. 1972g. C.I67-I7I.
12. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Дай Д.Т. Ордовикская система. Джалаир-Найманский синклинорий // Там же. 1974.. С.174-176. 4
13. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Срдовикская система. Селегинский синклинорий // Там же. 1972ц. С.177-182.
14. Аполлонов М.К., Никитин II.Ф., Цай Д.Т. Ордовикская система. Оленгинокий синклинорий // Там же. 1972g. С.182-186.
15. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Срдовикская система. Успенский синклинорий // Там же. 1972^.,С.187-188.
16. Альперовпч Е.В., Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Пупы-шев H.A., Цай Д.Т. Атасу-Моинтинский антиклинорий и Западно-Балхашский синклинорий // Там же. I972Q. С.188-189.
17. Аполлонов M.K., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. фдовикская система. Кендцктшский и Баянаульский синклинории, Кызылтас-Экибастузский антшслинорий // шм же. 1972g. C.I9I-I94.
18. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т., Алкамерган-ский, Аркалыксний, Чингизский и Акчатауский антиклипории, Чу-найский, Абралинский и Коксвягирокий синклинории // 1ам же. I97^0. C.I94-200.
19. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Ордовикская система. Тарбагатайский антиклшорий // Там же. IS72jj .
С,200—203.
20. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Срдовикская система. Акбастауский антиклинорий и Коксонгирский синклино-рий // Там жа. I972jg. 0.207.
21. Аполлонов М.К., Никитин И.Ф., Цэй Д.Т. Ордовикская система. Северо-Балхашский антиклинорий // Там жа. 1972То. С.207-208. "
22. Аполлонов М.К., Бандалатов С.М., Никитин И.Ф., Палец U.M., Цай Д.Т. К проблеме границы ордовика и силура в Чу-йлий-ских горах (йший Казахстан! // Информационный сборник научно-исследовательских работ. 1972. Алма-Ата, 1973. С.23-25.
23. Аполлонов М.К. О некоторых проблемах стратиграфической шкалы ордовика Казахстана Г/ Допалаозой и палеозой Казахстана. T.I. М. 1974p С.154-159,
24. Аполлонов М.К. Ашгиллскиа трилобиты Казахстана. Алма-Ата. 19742. 136 с.
25. Аполлонов М.К. О палеоэкологической характеристике шельфовых осадков ордовика Казахстана // Информационный сборник научно-исследовательских работ. 1975. Алма-Ата. 1976.
С.22-25.
26. Никитин И.Ф., Аполлонов U.K., Цай Д.Г., Рукавишникова Т.Б. Срдовикская система // Чу-Илийский Ьудный пояс. Геология Чу-Илийского региона. Алма-Ата. 1980. С.44-78.
27. Паталаха Е.И., Абдулин A.A., Аполлонов U.K., Коробит В.В., Лукиешсо А.И. Тектоника Чу-Илийского региона Г/ Чу-Илийский рудный пояс. Геология Чу-Илийского региона. Алма-Ата. 1980. С.326-489. •
28. Аполлонов М.К., Бандалегов С.М., Никитин И.Ф., Шлец 1.М. Стратиграфия // Граница ордовика и силура в Казахстана. Алма-Ата. 1980p С.7-20.
29. Аполлонов М.К. Класс ТЪилобигы // Там же. 1980о. С.86-118. • *
30. Аполлонов М.К., Барсков И.О., Корень Т.Н.чи др. Общий обзор фауны // Там же. I9803. С.Г79-187.
31. Аполлонов М.К., Корень Т.Н., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Стратиграфические подразделения пограничных отложений ордовика и силура и их корреляция // Там же. 1980^. С.188-201.
32. Аполлонов М.К., Корень Т.Н., Никитин И.Ф., Цай Д.Т. Проблема границы ордовика и силура // Там же. 1980g. С.202-
33. Никитин И.Ф., Аполлонов Ы.К., Цай Д.Т., Буренин В.М., Дубинина C.B., Кузнечавский A.B. 0 возрасте кремнистых толЛ нижнего палеозоя юго-западного Прибалхашья //Изв. АН КазССР. Сер.геол. 1980. № 3. С.42-50.
34. Абдулин A.A., Паталаха Е.И., Аполлонов М.К. Геодинамика палеозоид // Геодинамика земной коры Казахстана. Алма-Ата. 1980. С. 35-87.
35. Аполлонов М.К., Паталаха Е.И. История геологического развития палеозоид Казахстана // Основные проблемы тектоники Казахстана. Алма-Ата. 1981. С.27-42.
36. Аполлонов М.К., Чугаева М.Н. Батырбайсайский разрез кембрия и ордовика в Малом Каратау (Юкшый Казахстан) // Изв. АН СССР. Сер.геол. 1982. В 4. С.36-45.
37. Аполлонов Ы.К. Род Dalmanitina Iîeed , 1905 // Граница ордовика и силура на северо-востоке CC-JP. Л. 1983. С. 9293.
38. Аполлонов Ы.К., Чугаева М.Н. Проблема границы кембрия и ордовика // Стратиграфия и палеонтология нижнего палеозоя Казахстана. Алма-Ата. I983j. С.16-25.
39..Аполлонов Ы.К., Чугаева М.Н. Некоторые трилобиты из пограничных отложений кембрия и' ордовика лога Батырбай в Малом Каратау // Стратиграфия и палеонтология нижнего палеозоя Казахстана. Алма-Ата. 19832« С.66-90.
40i Аполлонов Ы.К., Чугаева М.Н., Дубинина C.B. -Верхи верхнего кембрия и нижний ордовик по логу Батырбай // Сводный путеводитель экскурсий 045А и I0IA. Международный геологический конгресс. ШИ сессии. Алма-Ата. I984j. С.55-58.
41. Аполлонов М.К., Чугаева М.Н., Дубинина C.B. Трилобиты и конодонты разреза Батырбай (верхи кембрия - нижний ордовик) в Малом Каратау (атлас палеонтологических таблиц). Алма-Ата. 1984g. 48 с.
42. Аполлонов Ы.К., Дубинина C.B., Ергалиев Г.Х., Чугаева М.Н. Потенциальный страготип границы кембрия и ордовика в Малом Каратау // Изв. АН КазССР. Сер.геол. 1985. ¡1 4.
С.32-38.
43. Аполлонов М.К., Жамчужников В.Г. Ордовикская система Малый Каратау. Нижний - средний отделы // Геология и металлогения Каратау. T. I. Геология. Алма-Ата. 1986. С.49-51. .
44. Аполлонов М.К., Еогалиав Г.Х. Малокаратауская струк-турно-формационная зона. Каледонские формации // геология и металлогения Каратау. T.I. Геология. Алма-Ата. 1986.. C.I35-141.
45. Кориневский В.Г., Аполлонов М.К., Москаленко Т.А. Находка ворхнеордовикских отложений на Юиюм Урала ,// Доклады АН СССР. Т.291. № 5. CI986. C.II96-II99.
46. Заславская Н.М., Аполлонов М.К., Жемчужников В.Г." Первые хитинозои из верхов кембрия и низов ордовика Казахстана // Изв. АН КазССР. Сер.геол. № 3. 1987; С.42-50.
47. Никитин'И,Ф., Аполлонов М.К., Зима 1.1.Б., Королев В.Г.. МисюсП.П., Дай Д. Т. Ордовикская система в Казахстане и Киргизии // Изв. АН КазССР. Сар.геол. П 4. 1987. С.52-С0.
48. Аполлонов М.К., Жемчужников В.Г. Литоетратиграфия Батырбайского разраза пограничных отложений кэмбрия и ордовика в Малом Каратау /у Изв. АН КазССР. Сер.геол. 1988. Jt 4.
С. 22-36.
49. Аполлонов М.К., Латалаха В.И. Тектоника палаозоид Казахстана - фиксизм или мобилязм // Геология и металлогения Казахстана. Алма-Ата. 1989. С.146-162.
50. Аполлонов М.К., ЗЕамчужников В.Г., Дубинина С.В. фдо-вик северо-западного Прибалхашья // Изв. АН КазССР. Сер.геол. № 4. 1990. С.3-16.
51. Розанов А.Ю., Репина Л.Н., Аполлонов М.К. и др. Кембрий Сибири. Новосибирск. 1992 (в печати).
52. Apollonov Ы.К. Ordovician trilobite assemblages of Kazakhstan. Fossils and Strata. 1975. N 4. P. 375-380.
53. Apollonov U.K., Chugaeva M.N., Dubinina S.V. The Cambrian-Ordovician boundary In the Malyi Karatau, South Kazakhstan.In Short Papers for the Second International Symposium on the Cambrian System. 1981. Open-Pile Eeport 81-743. 1931. P. 15-17.
54. Chugeeva 11.11., Apollonov U.K. 'The Cambrian-Ordovician boundary in the Batyrbaisai section, Malyi Karatau Kange, Kazakhstan, USSR. In Bassett M.G., Dean W.T. (eds.). The Cambrian-Ordovician boundary,- sections, fossil distributions, and correlations. National Museum of Wales, Geol. Ser. II 3. Cardiff. 1982. P. 77-85.
55. Apollonov U.K., Koroljov V.G., Hikitin I.P., Tzaj D.T. Correlation chart for the Ordovician System in Kazakhstan and Kirgizia. In Nikitln I.P. et al. The Ordovician System in Kazakhstan and Middle Asia. IUGS Publication И 21. 1986. P. 2-18.
56. Apollonov M.K., Koren Т.Н., Hikitin I.P., Paletz L.U. , Tsai D.T. Nature of the Ordovocian-Silurian boundai-y in South Kazakhstan, USSR. Bull. Br. Kus.nat. Hist (Geol.). 1988... V. 43 . P. 145-154. 1
57. Apollonov M.K., Chugaeva U.N., Dubinina S.V., i'.ii. ibchuzh-nikov V.G. Batyrbay Section, South Kazakhstan, USSR - potential stratotype for the Cambrian-Ordovician boundary. Geol.Mag. 1908P. V.125. N 4. P. 445-449.
58. Cook H.B., Taylor M.В., Zhemchuzhnikov V.G., Apollonov M.K., Ergaliev G.Kh., Dubinina S.V., Melnikova L.M., Sargaskaev Z.S., Zakharov A.V. Evolution of an Early Paleozoic carbonate se-amount, 'Malyi Karatau Eange, Southern Kazakhstan, USSR: new evidence for the early history of Kazakhstan. 28-th Internet. Congress. Washington. Abstracts. V. 1. 1989. P. 322-323. (Authorship corrected, see: 28 Internat. Congress Gasette, July 11. 1989. P.4).
59. Cook H.E., Taylor M.E., Zhemchuzhnikov V.G., Apollonov U.K., Ergaliev G.Kh., Dubinina S.V., Melnikova "L.li. The Early Paleozoic Aisha-Bibi seamount, Malyi Karatau Range, Southern Kazakhstan. Abstracts All GSA Meeting: Annual meeting of the geological Society of America. St. Louis, Missouri. 1990.
60. Cook H.E., Taylor Ы.E., Zhemchuzhnikov V.G., Apollonov M.K., Ergaliev G.Kh., Sargaskaev Zh.S., Dubinina S.V., I.telniko-va L.M., Comparison of t.vo Early Paleozoic carbonate submarine fans-Tentern United States and Southern Kazakhstan, Soviet Union. ITn Cooper, Т.П. and Stevens, C.H., edn. 1991. Paleozoic Pnleogeo-
graphy oi the Western United States-II: Pacific Section SEBI. V.67. P. 847-872.
61. Apollonov U.K. The Carnbrian-Ordovician boundary in the U.S.S.R. Advances in Ordovlcian Geology.Geological Survey of Canada. Paper 90-9. 1991. T. 33-45.
62. Apollonov, U.K. The Cambrian-Ordovician boundary and the ptoblem of the base of the Tremadoc. Geological Magazine (in press ).
Ome^'UTaHO na pcTcrpmtTe TO!
TTcjymcanc b nc-iaTL 5.02.1992, fcpwar POxfU I/I6, ne'i. jacT Ppkis P, Inn
-
Аполлонов, Михаил Константинович
-
доктора геолого-минералогических наук
-
Новосибирск, 1992
-
ВАК 04.00.09
- Граптолиты и зональная стратиграфия нижнего и среднего ордовика Горного Алтая
- Конодонты ордовика Восточно-Европейской платформы и западной части Центрально-Азиатского складчатого пояса
- Ордовикские остракоды Казахстана и их стратиграфическое значение
- Биостратиграфия и конодонты ордовикских отложений Северо-Востока Азии
- История развития и особенности формирования биллингенско-азериских отложений (ранний-средний ордовик) северо-запада Русской плиты
