Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Конодонты и зональное расчленение эмских отложений Салаира

ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации по теме "Конодонты и зональное расчленение эмских отложений Салаира"

11 Г -« I и

? 5 №

На правах рукописи

ИЗОХ Надежда Георгиевна

КОНОДОНТЫ И ЗОНАЛЬНОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ ЭМСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ САЛАИРА

04.00.09 - палеонтология и стратиграфия

А втореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

I

НОВОСИБИРСК 1998

Работа выполнена в Институте геологии нефти и газа Сибирского отделения Российской Академии наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

Е.А.Елкин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических

наук O.A. Бетехтина

кандидат геолого-минералогических наук Т. В! Клец

Ведущая организация: Сибирский научно-исследовательский

институт геологии, геофизики и минерального сырья (г.Новосибирск)

Защита состоится "24 " марта 1998 г. в час. на заседании

диссертационного совета Д 002.50.02 при Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале. Адрес: 630090, Новосибирск, пр-т Ак. Коптюга, 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГТМ СО РАН. Автореферат разослан "_//_" февраля 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.г.-м.н.

//

Н.В.Сенников

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Региональная стратиграфическая шкала эмского яруса Северо-Восточного Салаира, как и нижнего-среднего девона в целом, является опорной для территории всей Сибири. Она хорошо обоснована разнообразной бентосной фауной, часто широкого географического распространения. Однако имелись значительные расхождения во мнениях специалистов относительно границ и объемов всех местных подразделений эмса Салаира, даже в их стратотипических разрезах. Это негативно отражалось как на корреляции соседних разрезов этих подразделений, так и на их сопоставлении с региональными подразделениями других областей. Таким образом, проблема однозначной трактовки подразделений схемы стратиграфии эмса Салаира требовала скорейшего своего решения. Как представлялось, сделать это можно было на базе изучения такой группы пелагических организмов, как конодонгы.

Цель настоящей работы состояла в том, чтобы на основе изучения конодонтов в типовых выходах эмского яруса Северо-Восточного Салаира на восточной окраине г. Гурьевска разработать схему зонального расчленения и тем самым биохронологически строго определить границы региональных и местных подразделений.

Основная задача исследований заключалась в изучении стратиграфически строго фиксированной последовательности видов ранних полигнатид с целью уточнения их схемы филоморфогенеза как основы зональной шкалы. При ее решении возникли дополнительные задачи, в том числе и такие, которые потребовали выйти за пределы рассматриваемого региона.

Фактический материал. Материалом для диссертации послужили коллекции конодонтов, собранные во время комплексных коллективных полевых работ на Салаире и в Южном Тянь-Шане. На Салаире в этих работах в разные годы (1979-1990 гг.) принимали участие специалисты из разных организаций: ОИГТиМ СО РАН, ГТГО "Запсибгеология", Новокузнецкого пединститута, ТГУ и ВСЕГЕИ. В окрестностях г. Гурьевска было описано более 20 разрезов по типовым для Салаира выходам эмских отложений. Всего отобрано на конодонгы около 1000 образцов, весом более 2 тонн. В 40% из них конодонты не

обнаружены. Полученная коллекция конодонтов включает более 4000 разрозненных их элементов.

В Южном Тянь-Шане изучался разрез на территории Китабского государственного заповедника (КГГЗ) по саю Зинзильбан (Зеравшанский хребет) объединенным коллективом сотрудников ОИГГиМ СО РАН, ПГО "Ташкентгеология" и Китабского заповедника с 1987 по 1989 годы. Всего для обработки в Новосибирске было отобрано около 400 образцов общим весом более 1 тонны. Конодонты обнаружены практически во всех образцах. Количественно они представлены примерно 3000 экземплярами. Совместное их изучение провели Е.А. Ёлкин, К. Ведциге (ФРГ), Н.Г. Изох и М.В. Ерина (Ташкент).Описанные коллекции конодонтов хранятся в Центральном сибирском геологическом музее (ЦСГМ) под номерами 956/С и 1042.

Методы исследования. Учитывая исключительную бедность эмских отложений Салаира на конодонты, отбор образцов первоначально производился из всех пачек. При повторных сборах образцы брались из всех пластов исследуемого интервала разреза.

При изучении конодонтов анализ изменений морфологии их платформенных элементов во времени производился последовательно от образца к образцу. Это позволило фиксировать малейшие вариации признаков и, в частности, четко обособить ранние формы видов.

Защищаемые положения:

1) зональное расчленение по конодонтам эмских отложений Салаира в их стратотипических выходах в окрестностях г. Гурьевска;

2) соотнесение границ местных стратиграфических подразделений с границами конодонтовых зон;

3) родственные отношения ранних полигнатид;

4) предложения к уточнению Стандартной конодонтовой зональной шкалы эмского яруса и обоснование по конодонтам стратотипа его нижней границы.

Научная новизна. Для более точного определения систематического положения изученных таксонов ранних полигнатид в анализ введены признаки верхней стороны их платформенных элементов. Выделена новая зона по^орегЬопт и изменены виды-индексы двух других стандартных конодонтовых зон.

Практическое значение. Разработанное зональное расчленение эмских отложений Салаира позволяет однозначно фиксировать

границы местных и региональных стратиграфических подразделений относительно Общей стратиграфической шкалы.

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований были доложены на региональных стратиграфических конференциях (Новокузнецк, 1986, Новосибирск, 1989, 1990, 1991), на коллоквиумах по линии Конодонтовой комиссии Проблемного совета РАН (КГТЗ, 1987; КГУ, г. Казань, 1988; Институт геологии АН УССР, Каменецк-Подольский, 1989), на VI Европейском конодонтовом симпозиуме (Варшава, 1996).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 214 страниц. Работа иллюстрирована 7 таблицами, 43 рисунками и 9 палеонтологическими таблицами. Список цитированной литературы включает 224 наименования, в том числе 104 работы на иностранных языках.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 статей и кратких сообщений. Одна статья написана диссертантом без соавторов. Основные работы приведены в автореферате.

Диссертационная работа подготовлена в лаборатории палеонтологии и биостратиграфии палеозоя ИГНГ СО РАН

г. Новосибирска. Научным руководителем диссертанта является

д.г.-м.н. Е.А. Елкин, которому автор выражает глубокую -благодарность за повседневное руководство и научное сотрудничество. Большую помощь при подготовке диссертации оказали к.г.-м.н. Р.Т. Грацианова, д.г.-м.н. Н.В. Сенников, к.г.-м.н. Н.К. Бахарев, к.г.-м.н. А.Г. Клец, А. Ю. Язиков, С.А. Анастасиева.

Компьютерное оформление выполнено Т.П. Киприяновой, O.A. Родиной и E.H. Шемякиной. Техническая обработка каменного материала и отбор микрофауны из нерастворимого осадка наряду с автором выполнялись JI.A. Беловой, М.У. Инешиной и Т.М. Пехлетской. Съемка конодонтов проводилась на сканирующем микроскопе ISM-35 в ОИГГиМ СО РАН и в Сенкенбергском научно-исследовательском центре в г. Франкфурт-на-Майне (ФРГ). Фотографии сделаны в фотолаборатории ОИГГиМ СО РАН О.П. Ульяновой. Автор благодарен всем названным коллегам за содействие в работе. •

Содержание автореферата соответствует структуре работы.

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ РАННЕ- И СРЕДНЕДЕВОНСКИХ КОНОДОНТОВ САЛАИРА

Изучение девонских конодонтов на Салаире началось сравнительно недавно. В первых публикациях О.Б. Тимофеева (1973, 1976, 1978) привела списки форм с их фотоизображениями из нижнедевонских разрезов в окрестностях г. Гурьевска и предложила местные зоны по конодонтам на основе рода Spathognathodus.

С конца 70-х годов началось интенсивное изучение девонских конодонтов Салаира. Эти работы проводились параллельно двумя группами - одна из них под руководством Е.А. Ёлкина, в которую входила и диссертант, а вторая - под руководством М.А. Ржонсницкой в составе М.Х. Гагиева, С.А. Родыгина и О.Б. Тимофеевой. Результаты многолетних работ освещены в серии публикаций, в которых приводятся в основном многочисленные списки конодонтов, (Ржонсницкая и др., 1983, 1985, 1990; Ёлкин, Барсков, 1984; Ёлкин и др., 1985; Rzhonsnitskaya et al., 1985; Yolkin et al., 1985; Ёлкин, Изох, 1986; Стратотипические разрезы..., 1986, 1987; Гагиев и др., 1986, 1987 и др.). На основе этих исследований для эмса Салаира было предложено два варианта зональных схем по конодонтам.

Описание и изображения как известных, так и новых видов конодонтов девона Салаира даны в немногочисленных публикациях, в которых приведены: результаты ревизии и описания ранних полигнатид (Ёлкин, Изох, 1988), описания новых видов рода Icriodus (Изох, 1990), а также новых видов родов Pelekysgnathus и Spathognathodus (Ржонсницкая и др., 1990; Тимофеева, 1991).

Глава 2. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ КОНОДОНТОВ

Описание методов исследования конодонтов приведено в публикациях С.П. Сергеевой (1966), В.Н. Пучкова (1979), И.С. Барскова (1985), "Conodonts: Investigative Techniques and Applications" (Austin, ed., 1987), в методическом руководстве К. С. Иванова (Иванов, 1987), в работе австралийских специалистов (Talent et al., 1987) и др.

Обработка каменного материала проводилась традиционными методами, при этом использовались "овощные" сетки и пластмассовые ведра емкостью 3-5 литров. Описание конодонтов сделано согласно

рекомендациям, предложенным разными авторами (Барсков и др., 1975; Сергеева н др., 1975 и др.) с уточнениями диссертанта.

Глава 3. МОРФОЛОГИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ КОНОДОНТОВ

Общепринятая сейчас терминология конодонтов основана на разработках, выполненных еще X. Панд ером, Е. Ульрихом, Р. Басслером и другими. В более поздних работах (Барсков и др., 1975; Барсков и др., 1991; Clark et al„ 1981; Ziegler (ed.), 1973; и др.) рассматриваются термины и их синонимы на английском, немецком, русском и французском языках. Здесь приведены морфологические термины, которые использованы автором при описании конодонтов.

Глава 4. СИСТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

В этой главе приводится описание 25 таксонов - 4 рода и 21 вид и подвид, включающих б новых видов, из которых 4 описаны автором, а 2 - с коллективом соавторов. Описание четырех таксонов -Ро. kitabicus, Ро. excavatus, Ро. ex. exca\>atus и Ро. ex. gronbergi -проводилось по материалам из разрезов Северо-Восточного Салаира и Зинзильбанского разреза, трех видов - Ро. pireneae, Ро. sokolovi и Ро. hindei - только по материалам из Зинзильбанского разреза, а остальные виды описаны по коллекции, полученной из разрезов Северо-Восточного Салаира.

При описании конодонтов в тех случаях, когда отсутствовали диагнозы или проводилась ревизия видов и родов, предложены ревизованные диагнозы. Тип Conodonta Pander, 1856 Класс Conodonta Pander, 1856 Семейство PolygnathidaeBassler, 1925 Род Polygnathus Hinde, 1879

Polygnathus pireneae Boersma, 1974 Polygnathus sokolovi Yolkin, Weddige, Izokli et Erina, 1994 Polygnathus hindei Mashkova et Apekina, 1980 Polygnathus kitabicus Yolkin, Weddige, Izokh et Erina, 1994 Polygnathus excavatus Carls et Gandl, 1969 Polygnathus excavatus excavatus Carls et Gandl, 1969

Polygnathus excavatus gronbergi Klapper et Johnson, 1975 Polygnathus nothoperbonus Mawson, 1987 Polygnathus inversus Klapper et Johnson, 1975 Polygnathus bultyncki Weddige, 1977 Polygnathus totensis Snigireva, 1975 Polygnathus serotinus Telford, 1975 Polygnathus foliformis Snigireva, 1975 Род Pandorinellina Muller et Muller, 1957 Pandorinellina exigua (Philip, 1966) Pandorinellina exigua philipi (Klapper, 1969) Pandorinellina exigua exigua (Philip, 1966) Pandorinellina expansa Uyeno et Mason, 1975 Семейство Icriodontidae Muller et Muller, 1957 Род Caudicriodus Bultynck 1976

Caudicriodus amplus (Izokh, 1990) Caudicriodus vicinus (Izokh, 1990) Caudicriodus longicavatus (Izokh, 1990) Род Vjaloviodus Gagiev, 1984

Vjaloviodus alius Izokh, sp. nov.

Глава 5. ФИЛОГЕНИЯ

В данной главе проанализирована филогенетическая последовательность видов рода Polygnathus, рассмотрены также родственные связи представителей родов Pandorinellina и Caudicriodus, которые образуют лишь короткие цепочки видов.

5.1. Филогения рода Polygnathus Hinde, 1879

5.1.1. История создания схем родственных отношений и филогенетических древ для ранних полигнатид

Первую схему эволюции ранних (эмеких) полигнатид разработали Г. Клаппер и Д. Джонсон (Klapper et Johnson, 1975) по результатам ревизии группы Polygnathus linguiformis foveolatus Philip et Jackson.

Обобщенная схема филогении рода Polygnathus была предложена Е.А. Ёлкиным, К. Веддиге, Н.Г. Изох и М.В. Ериной (Yolkin et al.,

1994). Она вобрала в себя основные элементы предыдущих филогенетических схем (Klapper et Johnson, 1975; Weddige, 1977; Weddige et Ziegler, 1979; Бардашев, 1986; Ёлкин, Изох 1988; и др.). Главная ее особенность заключается в учете изменения во времени большего числа признаков, относящихся как к верхней, так и к нижней стороне платформенного элемента.

5.1.2. Оценка систематической и эволюционном значимости морфологических признаков

Анализ морфологических признаков Р-элементов у видов рода Polygnathus показал (Ёлкин, Изох, 1988; Yolkin et al., 1994), что необходимо учитывать характерные признаки обеих сторон платформенных элементов - верхней и нижней.

Для нижней стороны наиболее информативными являются: 1) базальная полость - уменьшение ее глубины и инверсия, 2) размер и расположение базальной ямки и окружающих ее структур.

На верхней стороне заметные изменения во времени претерпевают: 1) очертание платформы, 2) относительное положение левой и правой передних кромок платформы и угол их соединения со свободным листом, 3) прикаринальные желобки, 4) поперечные ребрышки на задней части платформы (или язычке) и др.

5.1.3. Филогенетическая последовательность видов рода Polygnathus Hinde, 1879

Исходным морфотипом рода Polygnathus является

позднепражский вид Ро. pireneae Boersma, от которого в эмском веке намечаются три линии развития - основной ствол и две короткие ветви. Эту точку филогенеза можно рассматривать как радиацию ранних полигнатид на рубеже, отвечающем началу эмского века.

Основной ствол эволюции полигнатид составляет филолиния pireneae - kitabicus - excavatus - nothoperbonus - inversus - bultyncki, которая в своем начале дает два боковых направления развития -pireneae - sokolovi - hindei - tamara и pireneae - pannonicus. Позже от основного ствола отходят еще два направления - excavatus

- mashkovae - totensis - serotinus - foliformis и excavatus -laticostatus -?Po. sp. В -costatus (рис.1).

Фнлолиния pireneae - kitabicus - excavatus - nothoperbonus -inversus - bultyncki включает наибольшее количество звеньев и характеризует весь эмский век. В морфоструктуре составляющих ее таксонов намечаются изменения по определенным направлениям (трендам) наиболее значимых признаков.

Эволюция в основном стволе происходит в направлении развития прикаринальных желобков, их постепенного углубления, а также в уменьшении размеров (ширины и глубины) базальной полости.

С появлением Ро. nothoperbonus начинается инверсия базальной полости (Елкин, Изох, 1988). Для морфотипа Early form характерна еще широкая, но уплощенная, со слабо выгнутой задней частью базальная полость. У морфотипа Late form остаточная часть базальной полости узкая, а ее задняя часть уже полностью инвертирована. При этом базальная борозда на киле еще хорошо развита. На верхней стороне Р-элемента обсуждаемых двух форм оба прикаринальных желобка развиты одинаково.

Инверсия базальной полости окончательно завершается у вида Ро. inversus. У него от базальной полости остается только небольшая базальная ямка. Верхняя сторона платформы Ро. inversus имеет параллельные края одинаковой высоты и длинные прикаринальные желобки. Эту филогенетическую линию продолжает вид Ро. bultyncki, у которого базальная ямка смещена вперед.

Филогенетическая ветвь pireneae - sokolovi - hindei - tamara. Эволюция в данной ветви начинается с появлением резкого изгиба внешнего края платформы и единичных бугорков на верхней ее стороне. Дальнейшие преобразования связаны с расширением внешней стороны платформы и появлением на ней многочисленных бугорков и (или) ребрышек между ее краями и кариной. У крайнего вида ветви формируется дополнительная боковая лопасть, а на нижней его стороне под лопастью развивается базальная полость.

Филогенетическая ветвь pireneae - pannonicus. Изменения связаны с появлением ростральных гребней на уплощенной верхней стороне платформы вблизи переднего ее края, а также четко выраженных прикаринальных желобков. На нижней стороне

serotinus

Рис. 1. Схема эволюции ранних полигнатид (по Yolkin et al.. 1994) (с изменениями)

Р-элемента уменьшаются ширина и глубина базальной полости, которая приобретает черты асимметричности.

Филогенетическая ветвь excavatus - mashkovae - totensis -serotinus - foliformis. В этой ветви происходит постепенное формирование приподнятого внешнего края платформы и широкого внешнего прикаринального желобка. Инверсия базальной полости начинается с Ро. mashkovae и заканчивается у Ро. totensis, у которого формируется киль и наряду с базальной ямкой наблюдается остаток внешней боковой стенки базальной полости. У вида Ро. serotinus осталась небольшая базальная ямка с вновь развитыми вокруг нее структурами - протуберанцем субтреугольного очертания. У последнего вида ветви помимо уменьшения общих размеров Р-элементов увеличивается высота внутреннего края платформы, а базальная ямка немного смещается к переднему краю.

Филогенетическая ветвь excavatus - laticostatus - ? Po. sp. В -costatus. У данных видов изменениям подвержены морфологические признаки обеих сторон Р-элемента. На верхней стороне развиваются грубые боковые ребра и широкие прикаринальные желобки. Процесс инверсии базальной полости на нижней стороне элемента происходит аналогично тем изменениям, которые наблюдаются у видов основного ствола на этом уровне, но очень быстро.

5.2. О родственных связях видов рода Pandorinellina Muller et Müller, 1957

В ряду единой филолинии Parid, exigua philipi - Pand. ex. exigua -Pand. expansa основные морфологические изменения происходят на нижней стороне Р-элемента. У подвида Pand. exigua philipi базальная полость небольшая, с асимметричными стенками. При переходе ко втором)' подвиду Pand. exigua exigua стенки базальной полости выравниваются и ширина ее увеличивается, а у вида Pand. expansa базальная полость имеет уже каплевидное очертание.

5.3. О родственных связях видов рода Caudicriodus Bultynck, 1976

В раннем девоне из икриодонтид широко развита группа Caudicriodus. Родственные связи видов внутри этой группы

рассмотрены в ряде публикаций (Carls et Gandí, 1969; Bultynck. 1976; Weddige et Requadt, 1985). Эволюционные изменения проявляются на обеих сторонах I-элемента. На верхней стороне - уменьшение размеров зубчиков в боковых рядах и редукция заднего отростка. В цепочке салаирских видов Caudicriodus amplus - С. vicimis - С. longicavatus четко наблюдаются отмеченные тенденции.

Глава 6. СТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Данная глава, как очерк, представляет собой общее описание стратиграфических подразделений эмского яруса в окрестностях г. Гурьевска и включает 4 раздела.

6.1. История изучения эмских отложений

на Северо-Восточном Салаире

В данном разделе рассматриваются этапы формирования схемы стратиграфии нижнего девона Северо-Восточного Салаира. Обобщенные сведения приведены в серии фундаментальных работ по стратиграфии девона Южной Сибири (Петц. 1901; Ржонсницкая, 1952, 1968; Дубатолов, 1959; Биостратиграфия..., 1960: Фомичев и Алексеева. 1961; Ёлкин, 1968. 1983: Стратиграфия СССР..., 1973 и др.). Эмские отложения на Салаире, начиная с Г. Петца вплоть до недавнего времени, помещались в состав среднего девона. По решению Международной подкомиссии по девону эмский ярус, в уточненных его границах, отнесен к нижнему девону. Это решение было одобрено и Девонской комиссией МСК России.

6.2. Характеристика дробных стратиграфических

подразделении

В Стандартной стратиграфической шкале в составе нижнего девона сейчас официально выделяются лохковский, пражский и эмский ярусы (Oliver, Chlupac, 1991). В данном разделе "Стратиграфического очерка" рассматриваются малобачатский, салаиркинский, беловский и шандинский горизонты.

Нижний девон

Наиболее полная изученная последовательность слоев от верхов пражского по низы эйфельского яруса установлена в Крековской синклинали по железнодорожной выемке, проложенной от железнодорожного моста через р. Салаирка к стройплощадке для новой дробильной фабрики. Этот разрез для эмекого интервала является опорным. Остальные изученные разрезы представляют собой отдельные фрагменты, для увязки которых использовались установленные реперные уровни, слои и пачки, их характерное сочетание, а также весь комплекс встреченных пелагических и бентосных групп фауны и флоры.

Пражский ярус

На Северо-Восточном Салаире к пражскому ярусу относится только малобачатский горизонт.

Малобачатскни горизонт

Название малобачатские слои предложено М.А. Ржонсницкой (Ржонсницкая, 19566) по р. Малый Бачат. В ранг горизонта эти слои были переведены на Межведомственном стратиграфическом совещании в Новосибирске в 1964 году.

В светло-серых и серых массивных органогенно-обломочных известняках. мощностью около 60 м, встречена обильная фауна -табуляты, ругозы, брахиоподы, трилобиты, криноидеи, остракоды и конодонты - Pandorinellina exigua philipi (Klapper), Panderodus sp.

Эмский ярус

Эмский ярус на Северо-Восточном Салаире включает салаиркинский, беловский и шандннский горизонты вместе взятые составляющие теленгитский надгоризонт (Елкин и др., 1982; Стратотипическиеразрезы .... 1986, 1987).

Салаиркинский горизонт

В качестве самостоятельного стратиграфического подразделения -салаиркинских слоев, горизонт установлен М.А. Ржонсницкой (1952). Нижняя граница салаиркинского горизонта в типовых выходах связана с резким фациальным переходом от массивных слабоглинистых известняков малобачатского горизонта к песчано-глинистым породам, принадлежащим уже салаиркинскому горизонту (Ёлкин, 1964; Путеводитель..., 1968; Стратотипические разрезы..., 1987; и др.). Верхняя часть разреза рассматриваемого горизонта представлена пачкой желтых аргиллитов и известняков.

Преимущественно на литологической основе салаиркинский горизонт подразделяется на три части: нижне-, средне- и верхнссалаиркинские слои. Суммарная мощность салаиркинского горизонта в опорном разрезе 9 составляет около 90 м.

Ннжнесллаиркинскис слои представлены переслаиванием алевролитов и аргиллитов с известняками, а также пачкой темно-серых слоистых коралловых известняков, большинство пластов которых переполнены крупными веточками тамнопорид. Мощность слоев составляет около 55 м. Среди обнаруженных окаменелостей определены: табуляты, ругозы, брахиоподы, остракоды, растительные остатки и конодонты - Panderodits sp.. Pandorinellina exigua phi Ii pi (Klapper), Bclodella devónica (StauíTer):

Среднесалаиркииские слон. представлены органогенно-обломочными известняками с обильными остатками разнообразных групп фауны. Верхняя часть интервала сложена характерными черными глинистыми тонкослоистыми и листоватыми известняками, которые являются литологическим репером для всех разрезов Крековской синклинали. Мощность среднесалаиркинских слоев составляет 25 м. В отложениях этих слоев установлены - табуляты, ругозы, брахиоподы, остракоды и конодонты - Pandorinellina exigua philipi (Klapper) Pand. exigua exigua (Philip), Pancierodus sp.

Верхиесалаиркиискне слон сложены зеленовато-желтыми, бурыми аргиллитами с тонкими пластами известняков. Такие породы на этом стратиграфическом уровне впервые появляются во всех разрезах салаиркинского горизонта в Крековской синклинали, так же

как и массовые скопления хонстид. Мощность верхнесалаиркинских слоев составляет 10 м.

Фаунистические остатки приурочены в основном к прослоям известняков. Среди них определены: табуляты, ругозы, брахиоподы. остракоды и конодонты - Polygnathus kitabicus Yolk., Wedd., Iz. et Er., Pandorinellina exigua philipi ({Clapper), Panel exigua exigua (Philip), Caudicriodus amplus (Izokli). C. vicinus (Izokh), Panderodus sp.

Бсловский горизонт

В качестве самостоятельного подразделения под названием "подшандинские известняки" они были введены в схему стратиграфии девона Салаира Г.С. Хариным (1958), который указал в качестве стратотипа нового подразделения разрез в бывшем карьере 2-й сопки и дополнительно выходы в северо-западной части Акарачкинского карьера. Название беловский горизонт было предложено в конце 70-х годов (Елкин и др., 1982; Решения..., 1982).

Полная последовательность слоев беловского горизонта с обеими его границами, вскрывается в серии разрезов, приуроченных к Крековской синклинали. Все они сложены породами иного фациального типа по сравнению с типовыми выходами в Акарачкинском карьере, а именно: аргиллитами, переслаивающимися с тонкими пластами глинистых известняков (Стратотипические разрезы..., 1986, 1987). В качестве парастратотипа горизонта предлагается рассматривать наиболее полный разрез 9 (слои 16-20А). Мощность его здесь составляет около 35 м.

Из отложений беловского горизонта определены: табуляты, ругозы, брахиоподы, остракоды, растительные остатки и конодонты -Ро. kitabicus Yolk., Wedd., Iz. et Er., Po. excavatus excavatus Carls et Gandl, Po. excavatus gronbergi Klapper et Johnson, Pandorinellina exigua exigua (Philip), Caudicriodus amplus (Izokh), C. vicinus (Izokh), C. longicavatus (Izokh), Belodella devonica (Stauffer), Panderodus sp.

В северо-западной части Акарачкинского карьера к беловскому горизонту ранее относили и выходы серых криноидных слоистых и массивных известняков. Изучение конодонтов предположительно из этих выходов показало, что по находкам в них Po. serotinus Telford их следует относить к шандинскому горизонту.

Шандииский горизонт

Впервые в качестве самостоятельного подразделения этот горизонт был выделен М. А. Ржонсницкой (1952) как шандинские слои.

В последние годы получен новый материал по Крековской синклинали и Акарачкинскому карьеру, который позволяет уточнить строение данного участка (Стратотипические разрезы..., 1986, 1987). В составе шандинского горизонта в Акарачкинском карьере намечаются три литологически разнородные и разновозрастные части: нижняя -черные и темно-серые слоистые известняки, средняя - серые массивные известняки, по простиранию переходящие в морские терригенно-карбонатные и терригенные породы, и верхняя преимущественно неморские терригенные отложения. Эти три части обособлены в нижне-, средне- и верхнешандинские слои. Однако по латерали они литологически не выдержаны даже на такой небольшой территории, как район г. Гурьевска.

Нпжпсшаидннскнс слои в разрезах, приуроченных к Крековской синклинали, сложены зеленовато-желтыми аргиллитами с прослоями глинистых известняков, включающих обильные фаунистические остатки: табуляты, ругозы, брахиоподы, остракоды и конодонты -Ро. excavatus gronbergi Klapper et Johnson, Pa. nothoperbonus Mawson. Ozarkodina prolata Mawson, Belodella devonica (Staufler).

В Акарачкинском карьере нижнешандинские слои представлены темными, слоистыми, внизу глинистыми известняками, а в верхней части - с более мощными пластами серых, криноидных известняков. Из конодонтов установлены Polygnathus inversus Klapper el Johnson, Belodella devonica (StauiTer). B. triangularis (Staufler).

Среднешандппскне слон. Данный интервал особенно отличается большой фациальной изменчивостью по латерали на всей относительно небольшой изученной территории. Наиболее резко это выражено по стенкам Акарачкинского карьера, где наблюдаются взаимоотношения массивных известняков с терригенно-карбонатными и терригенными породами, выполняющими две седиментационные мульды.

Палеонтологическая характеристика среднешандинских слоев разнообразна, но имеет свои особенности, характерные для каждой фации. В Акарачкинском карьере в массивных известняках из

конодонтов установлены Ро. serotinus Telford, Belodella devonica (Stauffer), В. triangularis (Stauffer), Pandorinellina expansa Uyeno et Mason. В слоистых терригенно-карбонатных породах в северовосточной мульде установлены: брахиоподы, остракоды и конодонты - Polygnathus serotinus Telford. Ро. bultyncki Weddige, Belodella sp.

В разрезах Крековской синклинали в темных слоистых плитчатых среднешандинских известняках (разрез 25) выявлен также богатый комплекс фауны, включающий ругозы, брахиоподы, остракоды и конодонты - Ро. inversus Klapper et Johnson, Ро. serotinus Telford. Ро. bultyncki Weddige, Po. fohforniis Snigireva. Belodella devonica (Stauffer), II. resiina (Philip), Pandorinellina expansa Uyeno ct Mason.

В аргиллитовой фации среднешандинских слоев разреза 9 (Стратотипические разрезы..., 1986) фаунистическая ассоциация представлена: табулятами, ругозами, брахиоподами, остракодами и конодонтами - Polygnathus nothoperbonus Mavvson, Caudicriodus vicinus (Izokh), C. longicavatus (Izokh), Ozarkodina prolata Mawson, Oz. buchanensis (Philip), Panderodus sp.

Верхиешандииские слои. В фациальном отношении они резко отличаются от среднешандинских слоев и представлены главным образом песчаниками, алевролитами и аргиллитами с обильными, часто унифицированными остатками флоры. Однако в самой верхней части разреза имеется один прослой глинистых известняков с нормально-морской фауной с табулятами, ругозами, брахиоподами и остракодами. Конодонтами данный интервал не охарактеризован.

Стратиграфически выше этого прослоя известняков в Акарачкинском карьере залегает линзовидный пласт угля мощностью 0,15-1,25 м, который связан с переломным рубежом в осадконакоплении и принимается за основание вышележащего мамонтовского горизонта.

6.3. Корреляции границ региональных н местных подразделений с границами стандартной зональной конодонтовой шкалы

. Имеющийся материал по конодонтам из изученных разрезов эмекого яруса (табл.1) позволяет уверенно коррелировать границы

Таблица 1.

Распространение конодонтов в эмском веке (данные по Салаиру)

Ярус Э m с к и ii

Горизонт Салаир-кинский Беловский Шандииский

Слои н. с. в. нижнешандинские средн.

""~»~^<0|10Д01ГГ0вые виды/""*'---^301П,1 подвиды kitabicus excavatus nothoperbonus inversus serotinus

Pand exigua philipi С. amplus Pand. exigua exigua Po. kitabicus C. vicinus V. alius Po. e.excavatus Po. e. gronbergi Pand. st miae C. longicavatus Po. nothoperbonus Oz buchanensis Oz- prolata Po. inversus Po. totensis Pand expansa Po. serotinus Po. bultyncki Po. foliformis B. devónica B. resima B. triangularis Panderadas sp.

—

-

-

салаиркинского/беловского и беловского/шандинского горизонтов с нижними границами стандартных конодонтовых зон ехстаШя и поМорегЬопия (табл. 2). Граница малобачатского и салаиркинского горизонтов отождествляется с границей пражского и эмского ярусов на основан™ комплексов фауны, характеризующих эти горизонты. Верхнюю границу шандинского горизонта соотнести с границами

конодонтовых зон не представляется возможным из-за фациальных причин. Она, вероятно, располагается в низах эйфельского яруса, поскольку в вышележащем мамонтовском горизонте установлены конодонты второй эйфельской зоны с. со^шиз (Ёлкин и др., 1989).

Таблица 2.

Схема стратиграфии нижне- и срелнедевонских отложений Северо-Восточного Салаира

Стандартная стратиграфическая шкала Региональные подразделения Северо-Восточного Салаира

¡Система Отдел Ярус Зоны Надго-ризонт Горизонт, слои

а Средний Эйфельский kockelianus austraiis с. сostatus >s S £ <в с (2 Мамонтовский

л Верхнешандинские

L patulus | >s Шандин-ский

iC serotinus S Среднешандинские

о s inversus notnopefbonus о Нижнешандинские

X S ъл О axcavatus S Беловский

Г 5 X Салаир-кинский Верхнесалаиркинские

X о kitabicus с о> 1— Среднесалаиркинские

сх X Нижнесалаиркинские

Пражский ' ptreneae' kindlei sulcatus _ Белтир-ский Малобачатский

Стратиграфический интервал салаиркинского горизонта соответствует полному объему зоны kitabicus и по конодонтам не подразделяется, поэтому границы нижне- и среднесалаиркинских, а также средне- и верхнесалаиркинских слоев располагаются внутри этой зоны. С учетом стратиграфического распространения конодонгов в пределах шандинского горизонта (табл. 1), а также латеральных фациальных переходов границу нижне- и среднешандинских слоев можно совместить с основанием зоны serotinus. Верхняя граница среднешандинских слоев условно может быть сопоставлена с верхней границей данной зоны. Исходя из вышеизложенного на

верхнешандииские слои, представленные в основном неморскими фациями, приходятся 2 конодонтовые зоны. Одна из них - раШ1ия -принадлежит эмсу, а вторая - рагШих, относится уже к эйфелю.

6.4. Сопоставление схем стратиграфии эмса Салаира и смежных регионов

Наиболее близкими к изученным эмским разрезам Салаира по их фациальному развитию и палеонтологическому содержанию являются разрезы эмса Урала и Южного Тянь-Шаня. Все они охарактеризованы сходными ассоциациями бентосной фауны. Реперным интервалом при их межрегиональной корреляции в пределах названных регионов были слои с Megastrophia ига1еп$1$ и СопсЫсИвИа рхеидоЬавНктса (Стратиграфия СССР..., 1973), относимыми ранее к эйфельскому ярусу. На этом основании шандинский горизонт сопоставлялся с тальтийским горизонтом Урала и конхидиеловыми слоями Южного Тянь-Шаня. Появление новых данных по конодонтам в 70-х годах позволило уточнить эти корреляции. С низами шандинского горизонта были сопоставлены верхи карпинского горизонта Урала и джаусские слои Южного Тянь-Шаня (Ёлкин и др., 1985; Ким и др., 1985). Этот вывод подтверждается и современными данными по конодонтам. При этом салаиркинский горизонт коррелируется с верхней частью тошемского (Урал) и зинзильбанским (Южный Тянь-Шань) горизонтами. Беловскому горизонту на Урале отвечает нижняя часть карпинского горизонта, а в Средней Азии - норбонакский горизонт.

Глава 7. К УТОЧНЕНИЮ СТАНДАРТНОЙ ЗОНАЛЬНОЙ ШКАЛЫ ЭМСКОГО ЯРУСА ПО КОНОДОНТАМ

В настоящей главе приведен обзор истории формирования зональной шкалы эмского яруса и дана общая характеристика современной зональной последовательности по конодонтам.

7.1. История создания конодонтовой зональной шкалы для эмса

Первый вариант этой зональной шкалы предложен Л. Фореусом (РаЬгаеив, 1971). В последующее десятилетие она была сформирована

в полном объеме. В это же время разработана ее методическая основа, направленная на максимально точное определение прежде всего границ зон. Для решения данной задачи использовались филолинии (фенолинии, lineages), которые были установлены на ряде разрезов (Klapper et Johnson, 1975; и др.). Было осознано, что точка дивергенции или радиации форм, фиксируемая в интервале сосуществования предка и потомка, является идеальным рубежом для локализации зональной границы. Последовательные подобные точки в единой филолинии или первое появление таксона ограничивают зональные интервалы (зоны). Для выделения конодонтовых зон важно иметь филогенетическую последовательность видов (подвидов), а их прослеживание по латерали дополнительно обеспечивается зональным комплексом форм (Klapper et Ziegler, 1979).

Конодонтовая зона отвечает понятию "филозона" (Жамойда, ред.. 1992) и "lineage zone" (Salvador, ed., 1994). На этой методической основе разработана и совершенствуется девонская конодонтовая шкала (Klapper, with contributions Johnson, 1977; Klapper et Ziegler, 1979; Weddige et Ziegler, 1977; Ёлкин, Изох, 1988; Yolkin et al., 1994; и др.).

7.2. Характеристика стандартной конодонтовой зональной шкалы

В настоящее время эмский ярус включает 6 конодонтовых зон: kitabicus, excavatus, nothoperbonus, inversus, serotinus и patulus. Их характеристика в диссертации рассмотрена на основании изучения коллекционных материалов по конодонгам из разрезов, расположенных на Северо-Восточном Салаире (Стратотипические разрезы..., 1986, 1987; Ёлкин, Изох, 1988; Изох, 1990), на территории Южного Тянь-Шаня (Ким и др., 1978, 1984; Yolkin et al., 1989, 1994), а также с привлечением опубликованных данных по Западной Европе -Рейнским сланцевым горам (Weddige et Requadt, 1985) и Северной Африке (Bultynck, 1996).

Зона kitabicus. Нижняя граница зоны определяется по первому появлению вида Po. kitabicus (Early form). Первоначально эта зона была установлена Л.Фореусом (Fahraeus, 1971) как "конодонтовая фаунистическая зона" dehiscens.

В связи с упорядочением номенклатуры ранних полигнатид (Yolkin et al., 1994) вместо вида Po. dehiscens был введен новый вид

Po. kitabicus. Он является непосредственным потомком вида Po. pireneae - вида-индекса предшествующей пражской зоны. Комплекс конодонтов зоны kitabicus достаточно разнообразный (табл.3).

Зона excavatus. Ее нижняя граница проводится по первому появлению подвида-индекса Ро. excavatus excavatus. Эта зона подразделяется на три подзоны, нижние границы которых устанавливаются по появлению видов/подвидов-индексов рода Polygnathus: Lower subzone - excavatus excavatus, Middle subzone -excavatus gronbergi и Upper subzone - perbonus.

Впервые рассматриваемая зона была установлена К. Веддиге и В. Циглером как "gronbergi-Fauna" (Weddige et Ziegler, 1977). В качестве формальной зоны gronbergi она предложена Г. Клаппером и Д. Джонсоном (Klapper with contributions Johnson, 1977).

В результате таксономической ревизии (Yolkin et al., 1994) вид Po. excavatus Carls et Gandl был признан валидным и в его состав в качестве подвида был включен вид Po. gronbergi. Это послужило основанием для замены вида-индекса данной зоны. Ее зональный комплекс приведен в таблице 3.

Зона nothoperbonus. Нижняя граница зоны проводится по первому появлению Po. nothoperbonus. Впервые она выделена Е.А. Ёлкиным и Н.Г. Изох (Ёлкин, Изох 1988; Yolkin et al., 1988) как зона Po sp. п. "Po. äff. Po. perbonus" и соотнесена с нижней частью интервала laticostatus-Fauna по К. Веддиге (Weddige, 1977).

Обновление комплекса конодонтов рассматриваемой зоны (см. табл. 3) происходит кардинально. От главного ствола развития полигнатид отщепляются две новые филолинии, связанные с появлением видов Po. mashkovae и Po. laticostatus.

Зона inversus. Первое появление вида-индекса Ро. inversus определяет нижнюю границу зоны. Впервые ее установили Г. Клаппер и Д. Джонсон (Klapper et Johnson, in Klapper, 1977). Авторы полагали, что вторым ее видом-индексом может быть вид Ро. laticostatus. Но в настоящее время по результатам изучения ранних полигнатид (Ёлкин, Изох 1988; Yolkin et al., 1994; Weddige, 1996) установлено, что зона inversus отвечает только верхней части интервала laticostatus-Fauna. Комплекс конодонтов рассматриваемой зоны приведен в таблице 3.

Таблица 3.

Распространение конодонтов в эмском веке раннего девона (данные по Салаиру,- по Южному Тянь-Шаню - (+); Европе и Северной Африке - (*))

Ярус

Эмский

конодонтовые подвиды

kitabicus

excavatus

notho-perbonus

inversus

serotinus

patulus

+Po. piretieae +Po. sokolovi +PetL mariamwe Pand st miae PantL exigua philipi +Ps. beckmanni Po. kitabicus +/>o. pannonicus *c. celtibéricas

*C. sigmoiilalis *L. bilatericrescens +01. excavata +Po. h 'mdei +Po. tomara +PetL sherryae Pand. exigua exigua C. amplus *L. latus C. vicituts V. alius

Po. e. excavatus Po. e. gronbergi *z~ b.beckmanni C. longicaratus -f-Po. perbonus Po. nothoperbonus *L. b.sinuatus Oz. buchanensis *C. ultimas Oz. prolata Po. mversus *C.fusiformis--C.c.ancestralis Pand. expansa *C. culicelus +Po. mashkovae +/'o. laticostatus Po. totensis Po. serótinas Po.bultyncki Po. foliformis *[. rectirostratus *Po. c. patulus_

(r~

Зона serotinus впервые выделена Д. Перри и его соавторами (Perry et al., 1974) в качестве зонального интервала с P. perbonus п. subsp. D. Позднее, после описания П. Телфордом (Telford, 1975) вида Ро. serotinus, К.Веддигс и В. Циглер (Weddige el Ziegler, 1977) переименовали это подразделение в интервал с "seroiifms-Favma". и вскоре К. Веддиге (Weddige. 1977) перевел его в ранг формальной зоны с четкой нижней границей по первому появлению вида Ро. serotinus. Зональный комплекс форм отражен в таблице 3.

Зона patulus впервые выделена К. Веддиге (Weddige, 1977) с двумя подзонами Lower и Upper. Позднее верхняя ее часть обособлена как самостоятельная зона partitus (Weddige et al., 1979), а за нижней частью закреплено название "зоны patulus". Нижняя граница зоны определяется по первому появлению подвида-индекса Ро. costatus patulus. Комплекс конодонтов данной зоны приведен в таблице 3.

На Салаире в разрезах эмекого яруса в районе г. Гурьевска интервал, приходящийся на зону patulus, а также на зону partius, конодонтами не охарактеризован. Он представлен неморскими отложениями, относящимися к верхнешандинским слоям шандинского горизонта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены новые результаты. К наиболее важным из них относятся следующие.

1. Выполнено монографическое описание эмеких конодонтов на основе изученных коллекций из опорных разрезов Северо-Восточного Салаира и дополнительных материалов по ранним полигнатидам из стратотипического для нижней границы эмеа Зинзильбанского разреза, находящегося в западных отрогах Южного Тянь-Шаня. Всего описан 21 вид и подвид, принадлежащие 4 родам: Polygnathus, Pandorinellina, Caudicriodus и Vjaloviodus. Из них 6 таксонов новые, в том числе 4 описаны диссертантом и два вида с коллективом соавторов.

2. Разработано зональное расчленение по конодонтам эмеких отложений Салаира в их стратотипических выходах в окрестностях г.Гурьевска, где установлено 5 стандартных конодонтовых зон -kitabicus, excavatus, nothoperbonus, inversus, serotinus.

3. Предложена обобщающая схема филогении эмских полигнатид. Она базируется, в отличие от исходного варианта, разработанного Г. Клаппером и Д. Джонсоном, а также от других вариантов, на нескольких филолиниях. Эти направления развития полигнатид связаны с изменениями во времени базальной полости, прикаринальных желобков и характера ребристости язычка платформенных элементов.

4. Уточнена Стандартная конодонтовая зональная шкала. По материалам из изученных разрезов на Салаире предложена новая зона nothoperbonus. На основе ревизии ранних полигнатид изменены виды-индексы двух стандартных конодонтовых зон - dehiscens на kitabicus и gronbergi на excavatus. Эти предложения приняты Международной подкомиссией по стратиграфии девона, которая уже произвела соответствующие изменения в стандартной шкале. Дано обоснование по конодонтам стратотипа нижней границы эмекого яруса, который установлен в Зинзильбанском разрезе в основании зоны kitabicus.

В первоочередную задачу дальнейших исследований входит изучение средне- и верхнедевонских конодонтов юга Западной Сибири.

Список основных публикации по теме диссертации

1. Ёлкин Е.А., Бахарев Н.К., Грацианова Р.Т., Желтоногова В.А., Изох Н.Г. и др. Стратотипические разрезы нижнего и среднего девона Салаира. Теленгитский надгоризонт: терригенно-карбонатные фации. Новосибирск: Изд-во ИГиГ СО РАН, 1986, 143 с.

2. Ёлкин Е.А., Бахарев Н.К., Грацианова Р.Т., Желтоногова В.А., Изох Н.Г. и др. Стратотипические разрезы нижнего и среднего девона Салаира. Теленгитский надгоризонт: карбонатные фации. Новосибирск: Изд-во ИГиГ СО РАН, 1987, 193 с.

3. Ёлкин Е.А., Изох Н.Г. Зональные виды конодонтов в типовых выходах теленгитского надгоризонта (девон, Салаир) // Фауна и стратиграфия палеозоя Средней Сибири и Урала. Новосибирск: Наука, 1988, с. 3-17.

4. Изох Н.Г. Икриодусы теленгитского надгоризонта Салаира (конодонты, девон, эме) // Новое в палеонтологии и биостратиграфии палеозоя Азиатской части СССР. - Новосибирск: Наука, 1990, с. 107111.

5. Yolkin E.A., Apekina L.S., Erina M.V., Izokh N.G., Kim A.I., Talent J.A., Walliser O.H., Weddige K., Werner R.. Ziegler W. Polygnathid lineages across the Pragian-Emsian Boundary, Zinzilban Gorge, Zerafslian, USSR // Cour. Forsch.-Inst.Senckenberg, 1989, v. 110, p. 237-246.

6. Yolkin E.A., Weddige K„ Izokh N.G., Erina M.V. New Einsian conodont zonation (Lower Devonian) // Cour. Forsch.-Inst. Senckenberg, 1994, v. 168, p. 139-157.

7. Yolkin E.A., Weddige K„ Izokh N.G., Erina M.V. The "dehiscens" problem and the GSSP for the lower Emsian boundary. Sixth European Conodont Symposium (ECOS VI), Abstracts, 1. Institut Paleobiology PAN, Warszawa, 1996, p. 66.

Технический редактор O.M. Вараксина

Подписано к печати 04.02.98 Формат 60x84/16. Бумага офсетная №1. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.4. Тираж 130 экз. Заказ 48.

Издательство СО РАН, НИЦ ОИГТМ 630090, Новосибирск 90, проспект Академика Коптюга, 3