Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты

Пименов, Максим Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты
ВАК РФ 25.00.01, Общая и региональная геология

Автореферат диссертации по теме "Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты"

На правах рукописи

Пименов Максим Викторович

Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты (бореально-тетические корреляции и решение задач практической

геологии).

Специальность 25.00.01 общая и региональная геология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

003172Э40

САРАТОВ 2008

003172940

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени НГ. Чернышевского» на кафедре общей геологии и полезных ископаемых геологического факультета и в лаборатории Петрофизики.

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий лабораторией Петрофизики Саратовского государственного университета им Н Г. Чернышевского А.Ю. Гужиков (г.Саратов)

Официальные оппоненты.

доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Лаборатории геодинамики и палеомагнетизма Института Геологии СО РАН А.Ю. Казанский (г.Новосибирск) доктор геолого-минералогических наук, профессор Саратовского государственного университета им. Н.Г. Чернышевского Д.А.Кухтинов (г.Саратов)

Ведущая организация

Геологический институт РАН (г.Москва)

Защита состоится 27 июня 2008 г. в 14 час. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212.243.08 при Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83 , геологический факультет, аудитория 53.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУ.

Автореферат разослан «. » мая 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета, Лу^/

доктор геол.-мин наук, профессор (/$ О.П. Гончаренко

Введение.

Актуальность работы. Сведения о палеомагнетизме средней-верхней юры Русской плиты (РП) весьма ограничены. Подобную ситуацию нельзя признать удовлетворительной по многим причинам Во-первых, на территории РП располагаются опорные разрезы, имеющие мировое значение, - это, в первую очередь, стратотип волжского ре-гиояруса (д Городищи, Ульяновская обл ) и разрезы п Дубки (г Саратов), п. Просек (Нижегородская обл), претендующие на роль точек глобального стратотипа границ (ТГСГ, GSSP) келловея и оксфорда, соответственно Согласно требованиям Международной стратиграфический комиссии [Remane et al, 1996] разрезы подобного ранга должны иметь надежную магнитополярную характеристику, которая до настоящего времени отсутствовала. Во-вторых, магнитостратиграфические сведения по опорным разрезам юры РП необходимы для уточнения и детализации соответствующего интервала Общей магнитостратиграфической шкалы. В-третьих, палеомагнитные материалы, обобщенные в виде магнитостратиграфических схем, необходимы для повышения эффективности местных и региональных геологосъемочных работ, что особенно актуально, в связи с выполнением федеральной программы по созданию среднемаснггаб-ной геологической карты нового поколения (ГГК-200). В-четвертых, определения координат виртуальных геомагнитных полюсов (ВГМП) по юрским отложениям РП, которых, пока, крайне мало, требуются для палеогеодинамических реконструкций

Петромагнитные подразделения, наряду с палеомагнитными (магнитополярными), являются самостоятельными разновидностями магнитостратиграфических подразделений [Стратиграфический кодекс, 2006] Кроме того, петромагнитные данные, при безусловном знании вида и генезиса минералов - главных носителей намагниченности, позволяют экспрессно получать информацию о многих условиях осадконакопления [Гужиков, Молостовский, 1995 и др.]. К настоящему времени накоплены представительные петромагнитные данные по юрским отложениям РП, обобщенные в виде сводных петромагнитных разрезов [Гужиков, 2004] На их основе решен ряд конкретных геологических задач, связанных с детальным расчленением и корреляцией осадочных толщ, выяснением различных особенностей седиментогенеза [Гужиков и др, 1999, 2002, Пименов и др., 2005, 2007] Поэтому актуальность получения новых материалов о петромагнетизме юры РП для повышения информативности геологических исследований - не вызывает сомнений

Цель работы. Построение сводного магнитостратиграфического разреза средней -верхней юры РП и решение на его основе некоторых фундаментальных и практических проблем геологии: осуществление детальных межпровинциальных корреляций и уточнение геологического строения юрского комплекса Поволжья

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: 1. Проведение детального палео- и петромагнитного изучения опорных, в том числе стратотипических, разрезов средне-верхнеюрских отложений РП при надежном палеонтологическом и литологическом контроле. 2. Построение сводного магнитостратиграфического разреза РП на основе анализа и обобщения полученных данных и опубликованных материалов других авторов 3. Детальное расчленение и корреляция разрезов на основе палео- и петромагнитной зональности, проведение детальных межрегиональных магнитостратиграфических корреляций. 4. Выяснение с помощью петромагнитных характеристик некоторых условий осадконакопления в юрских бассейнах РП 5. Совершенствование методики термокаппаметрических исследований, направленное на получение количественных (полуколичественных) оценок концентраций пирита в горных породах.

Фактический материал. Магнитостратиграфические исследования средне-верхнеюрских отложений РП ведутся автором с 2002 года по настоящее время За этот срок изучены 8 разрезов на территории Брянской, Волгоградской, Нижегородской, Рязанской, Саратовской, Ульяновской, Ярославской, областей, в том числе верхнекиме-риджские-волжские отложения в стратотипе волжского региояруса (с. Городищи, Ульяновская область), пограничные отложения бата-келловея и келловея-оксфорда в разрезах - кандидатах на роль ТГСГ (БвЗР) (п Просек, Нижегородская обл и п. Дубки, г Саратов, соответственно), а также разрезы пограничных отложений юры-мела Горного Крыма (м Св Ильи, г Феодосия и р Тонас, Судакский район) Объем каменного материала, подвергшегося лабораторным палеомагнитным, петромагнитным и магнито-минералогическим исследованиям, составил более 1000 образцов, отобранных, приблизительно, с 400 стратиграфических уровней.

Защищаемые положения.

1. Построен новый вариант сводного магнитостратиграфического разреза средне - верхнеюрских отложений Русской плиты, отличающийся от предыдущих аналогов большей полнотой и детальностью палеомагнитной информации

2. Палеомагнитная зональность юрских отложений Русской плиты подтверждает представления о частых сменах знака геомагнитной полярности в средне- и позднеюр-скую эпохи Анализ палеомагнитных материалов по юре Русской плиты и других регионов свидетельствует в пользу точки зрения о низкой напряженности геомагнитного поля в келловейском, оксфордском и кимериджском веках.

3. На палеомагнитной основе проведено сопоставление бореального верхнего кимсриджа и волжского региояруса с кимериджем-титоном Паитетической надобла-сти, осуществлена детальная корреляция нижнебатских отложений Русской плиты и Северного Средиземноморья С помощью палео- и петромагнитных характеристик выявлен крупный перерыв в осадконакоплении в батском ярусе Саратовского Правобережья и реконструированы неизвестные ранее особенности тисгонического режима батского века на территории Поволжья

Научная новизна. 1. Впервые получены магнитостратиграфические характеристики ряда опорных разрезов средней-верхней юры РП 2. В сводном магнитострати-графическом разрезе РП впервые получили надежную магнитополярную характеристику пограничные интервалы бата-келловея и келловея-оксфорда, оксфордский ярус, верхнекимериджский и нижневолжский подъярусы 3. Приведены аргументы, основанные на особенностях магнитополярного режима, в пользу аномально низкой напряженности келловейского-кимериджского геомагнитного поля 4. Проведены палео-магнитные сопоставления средней-верхней юры РП, Европы, Америки Магнитная зональность стратотипического разреза д Городищи идентифицирована с магнитными хронами, что позволило провести детальную корреляцию верхнекимериджских-средневолжских отложений с их возрастными аналогами в Средиземноморье и Западной Европе 5. Уточнено геологическое строение батского комплекса на территории Саратовского Правобережья. 6. Показано, что петромагнитные свойства фиксируют некоторые палеоэкологические особенности юрских бассейнов РП 7. Обоснована и апробирована модифицированная методика термокаппаметрических исследований

Теоретическая и практическая значимость. Установление аномально сложной палеомагнитной Структуры' келловея-оксфорда РП дает дополнительное обоснование д!пй гипотезы о низкой напряженности позднеюрского геомагнитного поля,

' Магнитостратиграфическая бореально-тетическая корреляция позднеюрских отложений позволила предложить обоснованный вариант сопоставления верхнего киме-риджа и волжского региояруса РП с титоном

Наличие магнитополярных данных является обязательным условием при утверждении разрезов в качестве точек глобальных стратотипов границы

Магнитостратиграфические сведения по средне-верхнеюрским отложениям РП необходимы для проведения среднемасштабных геологических съемок.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международном семинаре по геомагнетизму (Борок 2002), на Всероссийских совещаниях «Юрская система России» (Москва, 2005, Ярославль, 2007), на Втором Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (Саратов, 2006), на Всероссийских научных конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2006-2008), на межведомственной научной конференции «Геологические науки-2007» (Саратов, 2007) Итоги исследований входили составной частью в научные отчеты по проектам, поддержанным Российским фондом фундаментальных исследований (№№ 00-05-64773-а, 03-05-65309-а, 03-05-65309-мас), и в отчеты о реализации инновационно-образовательного проекта Саратовского университета. По теме диссертации автором опубликовано 21 работа.

Структура и объем работы. Диссертация, объемом 175 страниц, состоит из 4 глав, введения и заключения Она содержит 4 таблицы и 38 рисунков Список литературы включает 130 наименований

Благодарности. Автор искренне благодарит В А Захарова, М А Рогова (ГИН РАН) и Д Н Киселева (ЯГПУ), Е Ю Барабошкина (МГУ) за помощь в выборе объектов, советы, консультации и совместное опробование разрезов Автор благодарен Е.М Перву-шову, О П Гончаренко, В А Фомину, А Г Маникину, О БЛмпольской, С В Астаркину, ЕВ Попову, ВБСельцеру, МИБагаевой, А М Михайлову, ВАКожену (все СГУ), Б Н Шурыгину, Л А Глинских (ИНГГ СО РАН), ЕВЩепетовой, СЮМаленкиной (ГИН РАН) за обсуждение различных аспектов работы, совместные полевые исследования, помощь в лабораторном изучении Автор признателен П Прунеру (Чешская АН, Прага), А Ю Куражковскому (Геофизическая обсерватория «Борок» ОИФЗ РАН), А Ю Симоненко (СГУ), К М Константинову, СЮУбинину (петрофизическая лаборатория Амакинской ГРЭ АК "АЛРОСА", Якутия) за проведение палеомагнитных измерений, необходимых для настоящей работы, А П Ипполитову за предоставленную информацию о разрезах, В.Ф.Салтыкову (СГУ) за ценные рекомендации и советы Отдельная благодарность автора В Н Староверову, ЯЛ.Рихтеру, Е К Толмачевой и другим сотрудникам кафедры общей геологии и полезных ископаемых СГУ, декану геологического факультета СГУ Е Н Волковой за содействие в работе С особой теплотой автор выражает благодарность своему научному руководителю А Ю Гужикову

Автор выражает свою глубокую признательность РФФИ за финансовую поддержку исследований и инновационно-образовательной программе СГУ, в рамках которой было закуплено современное оборудование для проведения палеомагнитных и петро-магнитных исследований

Глава 1. Состояние проблемы.

Приведены сведения о магнитостратиграфической изученности средне-верхнеюрских отложений РП и других регионов, рассмотрено современное состояние соответствующего интервала Общей палеомагнитной шкалы, проанализированы некоторые актуальные проблемы юрской стратиграфии, в связи с получением новых палеомагнитных данных по средней и верхней юре РП

Магнитостратиграфическая изученность юрских отложений РП. На большей части РП отложения юрской системы представлены средним (начиная с байосского

яруса) и верхним отделами В магнитополярном отношении, до последнего времени, они были изучены слабо, несмотря на то, что их исследования ведутся более 30 лет. В 1970-80 годы магнитостратиграфическим изучением юры РП занимался коллектив лаборатории палеомагнетизма НИИ Геологии СГУ (Саратов) В это время были опробованы опорные разрезы юры Поволжья, однако качество большинства палеомагнитных определений было неудовлетворительным из-за чрезвычайно слабой величины естественной остаточной намагниченности пород (БОН, «!„). Тем не менее, полученные фрагментарные результаты свидетельствовали о сложной палеомагнитной структуре юры Поволжья и имели важное рекогносцировочное значение для проведения дальнейших исследований Позже были получены палеомагнитные определения по керну ряда скважин, вскрывших разрезы средней и верхней юры Поволжья [Гришанов и др., 2003, Молостовский и др., 2003, Гужиков, 2004; Балабанов, 2004; Зорина, 2005]. Новые материалы позволили предложить версии сводных палеомагнитных разрезов юры РП [Гужиков, 2004; Молостовский, 2004] Сведения о петромагнетизме юрских отложений Поволжья [Балабанов, 2004, Гришанов и др., 2003, Гужиков и др, 1999, 2000, 2002, Молостовский и др, 2003 и др ] обобщены в [Гужиков, 2004]

Таким образом, сведения о палео- и петромагнетизме средне-верхнеюрских отложений РП ограничены территорией Поволжья, причем магнитополярные определения получены, в основном, по разрезам скважин Для построения магнитостратиграфиче-ской схемы юры РП необходимы данные, во-первых, по другим регионам РП, во-вторых, по естественным обнажениям, где возможностей для надежной увязки магни-тозон с детальными биостратиграфическими подразделениями больше, по сравнению со скважинами. Кроме того, в последних отбираются образцы, ориентированные только в положении «верх-низ», что снижает качество магнитополярных определений. Сделан вывод о необходимости исследований ряда опорных разрезов средней-верхней юры РП для достижения цели настоящей работы

Магнитостратнграфическая изученность средне-верхнеюрских отложений разных регионов. Кавказ и Закавказье Средне-верхнеюрские отложения Северного Кавказа и Закавказья в магнитостратиграфическом отношении изучались Т.А Исмаил-Заде [1976] и другими авторами Структура палеомагнитного разреза средней-верхней юры Северного Кавказа носит крайне упрощенный характер: на фоне доминирующей прямой полярности (Ы) выделяются отдельные магнитозоны обратного знака (Я) Па-леомагнитная колонка содержит многочисленные пропуски, магнитозоны привязаны к биостратиграфическим подразделениям с точностью до яруса. Для современной маг-нитостратиграфии эти материалы не представляют особой ценности, однако, в свое время, они были необходимым этапом палеомагнитных исследований юрской системы и имели важное рекогносцировочное значение для дальнейшего изучения магнетизма юры Кавказа. Крым Магнитостратиграфическим изучением средне-верхнеюрских отложений Горного Крыма занимались К И. Анферова и Л Г. Гладченко [1968], согласно которым нерасчлененная байос-батская толща, характеризуются исключительно Ы-полярностью В фондовой литературе приведены данные Э А. Молостовского, В Н Еремина и др. [1977], свидетельствующие об обратной намагниченности низов титон-ского яруса. При магнитостратиграфических исследованиях нижнего мела Горного Крыма в 2002-2004 гг. (в которых автор принимал непосредственное участие) были получены данные по пограничным отложениям титона и берриаса [Ямпольская и др., 2006] К сожалению, по палеонтологическим данным граница юры-мела в изученных разрезах точно не обоснована, а качество палеомагнитных определений по этому интервалу оказалось невысоким Таким образом, на сегодняшний день магнитостратнграфическая характеристика юрских отложений Крыма практически отсутствует

Средняя Азия На территории Туаркыра, Большого Балхана и Кугитанга палеомагнит-ные исследования среднеюрских отложений проводились X Назаровым, М Мамедо-вым [1973, 1976, 1989], С Рамазановым [1988] Согласно их данным, среднеюрские отложения характеризуются преимущественно N-полярностью с единичными зонами обратного знака Изученные разрезы имеют слабое биостратиграфическое обоснование, поэтому трудно однозначно судить о причинах доминирования прямой намагниченности в средней юре Туркмении Возможно, разрезы, представленные в основном лагунными и континентальными фациями, сильно редуцированы Нельзя исключить и возможности регионального перемагничивания, и причин, связанных с несовершенством измерительной аппаратуры Сибирь Западная Сибирь Данные Г А Поспеловой [1976] по керну глубоких скважин на территории Западной Сибири сыграли в свое время большую роль в опровержении концепции, базировавшейся на ошибочной интерпретации линейных магнитных аномалий (JIMA) о доминирующем режиме нормальной полярности средне- и позднсюрского геомагнитного поля Палеомагнитные определения хорошего качества выявили ряд крупных магнитозон обратного знака в средне-верхнеюрских толщах Северо-Восточная Азия Магнитостратиграфические определения Д М Печерского [1969,1970] по разрезам мезозоя Северо-Востока Азии с надежным палеонтологическим обеспечением фиксируют в средне-верхнеюрском интервале доминирующую N-полярность, на фоне которой выделены зоны обратного знака на границах байоса-бата, бата-келловея и внутри оксфорда Северная Сибирь (Таймыр) В 2007 году российскими и чешскими исследователями опубликованы палеомагнитные данные по стратиграфически и седиментационно непрерывному разрезу пограничных отложений юры-мела на полуострове Нордвик [Хошаи др, 2007] В нем, в интервале от кровли средневолжского подъяруса (зона Е variabilis) до нижней части рязанского яруса (зона Н kochi), зафиксирована последовательность магнитозон, аналогичная последовательности хронов магнитной полярности M20n - Ml7г.

Европа Чехия, Словакия Магнитостратиграфические данные по опорным разрезам пограничных отложений титона - берриаса г Жилина и г Штрамберк [НоиЗа et al, 1996, 1997, 1999] идентифицированы как аналоги магнитных хронов Ml 7-М 19 Авторами впервые были установлены субзоны обратной полярности - «Бродно» и «Кысу-ца», которые являются яркими индивидуализирующими признаками магнитных хронов прямой полярности М19п и М20п, соответственно Польша Магнитостратиграфические данные получены по отложения нижнего келловея - среднего оксфорда в восьми разрезах Краковского Нагорья [Ogg et al, 1991] Разрезы имеют надежное биостратиграфическое обоснование и детально расчленены, однако, в каждом разрезе фиксируются достаточно крупные перерывы в осадконакоплении Сводная палеомагнитная колонка фиксирует сложную знакопеременную и аномальную полярность В целом, келловейскому-среднеоксфордскому интервалу свойственно преобладание R-, а средне-верхнеоксфордской части - N-полярности. Испания На разрезах с надежным ам-монитовым обеспечением получены представительные магнитостратиграфические данные по средне-верхнеюрским отложениям [Sterner et al, 1987] Сводная палеомагнитная колонка байоса-бата уверенно ранжируется на пять крупных магнитозон переменной, две преимущественно обратной и две прямой полярности Отложения верхне-батского подъяруса в Южной Испании отсутствуют Оксфордский интервал характеризуется переменной магнитной полярностью, в том числе и аномальной полярностью, не создавая при этом впечатления о преобладании того или иного знака [Ogg et al, 1991; Colera, 1994] Данные по пограничным отложениям титона-берриаса [HouSa et al, 2000] фиксируют последовательность магнитозон, аналогичную той, которая установлена в разрезах Восточных Карпат [HouSa et al, 1996, 1997, 1999] Италия Нерас-

члененные келловейские-окфордские отложения Северной Италии охарактеризованы магнитополярными данными в трех разрезах [Channell et al, 1990], в которых установлены крупные седиментационные перерывы Сводная палеомагнитная колонка фиксирует знакопеременную зональность с преобладанием N-полярности Магнитострати-графические данные, по пограничному интервалу кимериджа - титона получены в Сицилии в разрезе с аммонитовым обеспечением [Pavia et al, 2004] Граница кимериджа - титона характеризеются N-зоной на фоне обратной полярности. Магнитостратигра-фические материалы по пограничным отложениям титона-берриаса Умбрии хорошо согласуются с данными по одновозрастным породам в Чехии и Словакии [HouSa, 2004] Франция Магнитостратиграфическим исследованиям подвергнуты разрезы верхнего бата - среднего оксфорда Бургундии, представляющие собой глинисто-карбонатные толщи, с большим количеством перерывов и горизонтов конденсации [Belkaaloul et. al, 1995,1997] Низы верхнего бата и нижний келловей характеризуются преимущественно обратной полярностью, а для остальных отложений характерна, в основном, прямая Англия Магнитостратиграфические данные в интервале от верхнего бата до границы портланда-берриаса [Ogg, Smith, 2004, Ogg et al., 1994; Ogg, Ogg, 2006, Wierzbowski et al., 2006] Все разрезы детально расчленены на аммонитовые зоны Верхнебатский - среднеоксфордский интервал характеризуется переменной полярностью, причем, в верхнем бате - среднем келловее доминирует прямая полярность, а в верхнем келловее и среднем оксфорде - обратная Граница оксфорда - кимериджа расположена в кровле крупной N-магнитозоны, которая контрастно выделяется на фоне доминирующей R-полярности В пограничных отложений портланда - бер-риаса отмечается переменная полярность, с некоторым преобладанием прямой. Северная Америка Данные по разрезам келловея-оксфорда в штате Невада (США) [Steiner, 2003], датированных с точностью до подъяруса, фиксируют в низах верхнего келловея, в основном, R-, а в верхах (до границы с оксфордом) - преимущественно N-полярность Нижнеоксфордские породы обратнонамагничены

В разных регионах, повсеместно, в средне-верхнеюрских отложениях фиксируются многочисленные палеомагнитные аномалии Особенно это характерно для келловея и оксфорда Сделан вывод, что магнитостратиграфическая изученность средней-верхней юры в Пантетической области - хорошая, а проведение детальных палеомагнитных бо-реально-тетических корреляций сдерживалось до последнего времени только отсутствием магнитополярных данных по одновозрастным отложениям Бореального пояса. Ситуация изменилась лишь в 2007 г с появлением магнитостратиграфических данных по разрезу пограничных отложений юры-мела Нордвик (Таймыр) [Хоша и др, 2007]

Средне-верхнеюрский интервал Общей магнитостратнграфической шкалы. Представления о папеомагнитной зональности юры претерпели за последние полвека принципиальные изменения. При анализе разных вариантов аномалийных, магнито-хронологических и магнитостратиграфических шкал, разработанных за последние, почти, полвека, отчетливо проявляется тенденция к усложнению магнитополярной структуры средне - верхнеюрского интервала Ранние сведения о ЛМА юрского возраста были интерпретированы в аномалийной шкале как отражение доминирующей прямой полярности геомагнитного поля (т. н. зона «спокойного юрского поля») Первые представления о режимах магнитной полярности в мезозое формировались, в основном, на базе аномалийной шкалы, которая стала восприниматься как абсолют, хотя в процессах калибровки и идентификации линейных магнитных аномалий существуют немалые трудности Этому вопросу посвящен ряд работ, где анализируются факторы, способные исказить структуру аномалийной шкалы [Природа магнитных аномалий, 1996, Городницкий, 1998, Гордин, 2000; Гужиков, 2007 и др ]. Первые же магнитостра-

-»■графические работы на континентах по разрезам средней-верхней юры с надежным палеонтологическим обоснованием [Печерский, 1970, Поспелова, 1976] опровергли существовавшие представления о преимущественно нормальном режиме поля в юре Впоследствии и в аномалийных последовательностях удалось зафиксировать знакопеременную магнитную зональность в келловейском —титонском интервале

В первых вариантах магнитостратиграфических шкал средне-верхнеюрский интервал также характеризовался доминирующей N-полярностыо, осложненной семью интервалами обратного знака (наиболее крупный - в оксфорде) [Молостовский и др, 1976] В более поздние варианты шкал [Храмов и др, 1981, Молостовский, Храмов, 1984] были добавлены четыре R-магнитозоны в верхнеюрский интервал Э А Молостовским [1986] была предложена магнитостратиграфическая шкала с гораздо более сложным строением, чем все предыдущие в байосском-волжском интервале насчитывалось уже 20 интервалов обратной полярности Таким образом, точка зрения о доминирующей прямой полярности в средней-верхней юре окончательно сменилась концепцией о знакопеременном режиме полярности

Современные магнитостратиграфические и магнитохронологические шкалы [Дополнения ., 2000, Гужиков, 2004, Gradstein et al, 1995,2004 и др ] отличаются от предыдущих аналогов еще более сложной палеомагнитной структурой в батском - титонском (волжском) интервале выделяется до 146 геомагнитных инверсий [Ogg, Ogg, 2006], причем наиболее часто они фиксируются в келловее-кимеридже Следует отметить, что, несмотря на усложнение палеомагнитной структуры новых вариантов шкал, в них сохранились важные особенности, отмеченные Э А Молостовским [1986], например, о преобладании прямой полярности в келловее и обратной - в оксфорде

В настоящее время представления о знакопеременном режиме полярности средне-позднеюрского поля общеприняты В то же время взгляды на количество инверсий в этом временном интервале, равно как и на продолжительность эпох той или иной полярности, существенно различаются Например, в разных вариантах магнитохроноло-гических шкал верхам байосу и бату соответствует от 10 до 30 разнополярных зон

Детальные бореапыю-тетические корреляции юрских отложений, в частности пограничных отложений юры-мела, представляют собой актуальную проблему юрской стратиграфии [Захаров, 2003 и др ] Вполне вероятно, что, несмотря на усилия био-стратиграфов, корректные сопоставления верхов бореальной и тетической юры только на палеонтологической основе останутся неразрешимыми задачами Использование в этих целях палеомагнитных критериев сдерживалось до сих пор отсутствием надежных магнитостратиграфических данных по волжским отложениям

На территории РП расположены стратотип волжского региояруса (д Городищи, Ульяновская обл) и разрезы, претендующие на роль ТГСГ (GSSP) келловея и Оксфорда (с Просек, Нижегородская обл и п Дубки, Саратовская обл, соответственно) И стратотип, и кандидаты в GSSP не имели до сих пор надежных палеомагнитных характеристик Между тем, типовые разрезы, согласно требованиям Международной стратиграфической комиссии [Remane et al, 1996] должны быть пригодными, в том числе, для магнитостратиграфического изучения Поэтому актуальность получения по ним палеомагнитных данных определяется, в том числе, и соображениями о признании статуса GSSP разрезов п Просек и п Дубки

Глава 2. Методика работ.

Для исследований выбирались опорные разрезы морских отложений средней-верхней юры РП с надежным палеонтологическим обоснованием Первоочередное значение придавалось изучению стратотипа волжского региояруса, кандидатов на роль

«золотых гвоздей» келловея и оксфорда (д Городищи, п Просек и п Дубки, соответственно) Изучение разрезов было комплексным палеомагнитным, петромагнитным, палеонтологическим и литолого-минералогическим Палео- и петромагнитное опробование, полевые измерения магнитной восприимчивости проводились параллельно с геологическим описанием разреза и отбором палеонтологических и литолого-минералогических образцов («образец в образец»), чтобы исключить возможные неточности в увязке данных разных методов. Полевке работы проводились совместно со специалистами в области биостратиграфии и литолого-минералогического анализа.

Папеомагнитные исследования проводились по стандартной методике [Палемагни-тология, 1982 и др] Измерения естественной остаточной намагниченности (ЕОН, J„) проводились на спин-магнитометрах JR-4 (в лаборатории палеомагнетизма отделения геологии НИИ ЕН СГУ), JR-5-A (в лаборатории петрофизикй АмГРЭ, п Айхап, Якутия), JR-6 (в лаборатории Петрофизики СГУ, Саратов) и на автоматической установке 2G Enterprises (в Чешской АН, Прага) Магнитные чистки температурой осуществлялись в печи конструкции В.П Апарина в лаборатории палеомагнетизма отделения НИИ ЕН СГУ (Саратов), переменным полем - на установке LDA-3 AF в петрофизических лабораториях СГУ (Саратов), АмГРЭ (п. Айхал, Якутия)

Массовые петромагнитные и магнито-минералогические исследования образцов со всех опробованных стратиграфических уровней, включали в себя измерения магнитной восприимчивости (к), снятие кривых нормального намагничивания, с последующими замерами остаточной намагниченности насыщения и определениями полей насыщения и остаточной коэрцитивной силы; термокаппаметрию, то есть измерения прироста магнитной восприимчивости после нагрева пород (dk) Около половины исследуемой коллекции) были подвергнуты дифференциальному термомагнитному анализу (ДТМА) Проведены измерения анизотропии магнитной восприимчивости, исследованы зависимости величины к от частоты поля (FD-фактор) Измерения магнитной восприимчивости в поле проводились с помощью прибора КТ-5, в лабораторных условиях - на ИМВ-2, каппабридже CLY-5, мультичастотном каппабридже MFK1-FB

Компонентный анализ векторов J„ проводился с помощью пакетов прикладных программ ENKIN и Remasoft 30 Его результаты свидетельствуют о палеомагнитной стабильности большинства образцов исследованной коллекции, позволяющей уверенно выделить характеристическую компоненту намагниченности (ChRM) ЕОН в большинстве случаев имеет двух-, иногда однокомпонентный состав Характерной особенностью изученных отложений является наличие аномальных направлений ChRM

Основным носителем намагниченности в исследованных отложениях является тонкодисперсный магнетит Его наличие легко диагностируется ДТМА по исчезновению намагниченности в области 580°С Визуально (под бинокуляром) магнетит обнаружен только в пограничных отложениях бата-келловея разреза Просек, где он представлен фракцией 0,1-0,16 мм. Зафиксированные при изучении под бинокуляром угловатые очертания и различная степень окатанности магнетитовых зерен не оставляют сомнений в их терригенном генезисе В других разрезах юры, представленных преимущественно глинами, магнетит визуально не обнаружен, что свидетельствует о его тонкодисперсном состоянии Высокие значения FD-фактора в разрезе Фокино (15-22%) фиксируют значительный вклад суперпарамагнитных частиц в магнитную фракцию келловейских отложений Однако, более крупные магнетитовые зерна (> 0,03 мкм), безусловно, присутствуют и в этих отложениях, потому что образцы обладают остаточной J„, коэрцитивной силой, т е свойствами ферромагнетиков Нормальное намагничивание выявило во всех образцах магнитомягкую фазу, насыщение пород достигается в полях 50-150 мТл, коэрцитивная сила варьирует от 30

до 50 мТл, что типично для тонкодисперсных разностей РеэС>4. Если классифицировать исследованные отложения с точки зрения вида главного носителя ЕОН, то все они могут рассматриваться как единая литолого-магнитная группа, состоящая преимущественно из глин, ферромагнитная фракция в которых представлена, в основном, тонкодиснерсным магнетитом.

В пользу первичности намагниченности свидетельствуют следующие наблюдения. 1. Во всех изученных разрезах фиксируется индифферентность знака магнитной полярности к особенностям вещественного состава пород. 2. В батских-келловейских отложениях разреза Просек при наблюдениях шлиховой фракции под бинокуляром установлено наличие обломочного магнетита. Косвенно в пользу терригенного происхождения Fe304 свидетельствуют и низкие значения фактора Q (0,01-0,1) во всех изученных разрезах, более типичные для ориентационного вида ЕОН. В совокупности, эти данные позволяют предположить аллотигенный генезис (обоснование которого было бы тождественно доказательству первичности J„) и более тонкодисперсных зерен магнетита. 3. Во всех изученных разрезах, после исключения аномальных направлений, направления средних палеомагнитных векторов совокупностей, соответствующих N- и R-полярности, близки к антипараллельным. 4. Координаты ВГМП, рассчитанные по зонам устойчивой прямой полярности, близки к положениям стандартных средне-позднеюрских полюсов Северо-Евразийской плиты [Молостовский, Храмов, 1997] и Европы [Besse, Courtillot, 2002]. 5. Наиболее сильным аргументом при обосновании геофизической природы магнитозон является сходимость палеомагнитной структуры одновозрастных отложений в удаленных разнофациапьных разрезах. Выделенные в сводном разрезе юры РП магнитозоны удовлетворяют этому критерию и прослеживаются в определенных стратиграфических интервалах удаленных разрезов на разных континентах

Каждый из перечисленных критериев не является доказательством первичности, но все вместе они производят убедительное впечатление о древней природе ЕОН

Глава 3. Результаты комплексных исследований разрезов.

Разрез «Сокурский тракт» (Саратов) нижнего бата сложен преимущественно глинами, сменяющихся в верхней части разреза алевритами. Возраст отложений обоснован находками аммонитами Палеомагнитная колонка характеризуется преобладающей R-полярностью, на фоне которой выделяется три интервала противоположного знака Разрез байоса-бата Малого Каменного оврага (г. Жирповск, Волгоградская обл.) является опорным разрезом жирновской и каменновражной свит Несмотря на высокий процент отбраковки палеомагнитных определений в верхнем байосе фиксируется мапштозона N-полярности, а в среднем-верхнем бате знакопеременная полярность. Разрез верхнего бата - нижнего келловея с. Просек (Нижегородская обл.) является кандидатом на роль ТГСГ келловея Верхний бат представлен песками глинистыми, нижний келловей - глинами алевритистыми Палеомагнитная колонка фиксирует преобладание N-полярности, на фоне которой выделяются нексолько интервалов обратного знака и аномальной полярности Разрез нижнего-среднего келловея п. Фокино (Брянская обл.) представлен глинами, возраст которых обоснован фауной аммонитов Палеомагнитная колонка, несмотря на крупные перерывы, характеризуется преимущественно N-полярностью, на фоне которой выделяется интервалы обратного знака и аномальной полярности Разрез верхнего келловея — нижнего оксфорда п. Дубки (г. Саратов) характеризуется исключительной стратиграфической и седиментационной полнотой, насыщен как макро-, так и микрофаунистическими остатками, претендует на роль ТГСГ оксфорда. В келловейской части выявлены две

магнитозоны - аномальной и N-полярности Оксфорд характеризуется преимущественно R-полярностью Разрез среднего келловея - оксфорда «Михайловцгмент» (Рязанская обл.) представлен трансгрессивной серией отложений от песчано-алевритистых до глин Почти все слои надежно датированы аммонитами Келловей характеризуется, в основном, прямой полярностью, оксфорд - преимущественно обратной Разрез оксфорда на р. Иоде (Ярославская обл.) сложен глинами В нем представлены все подъярусы, надежно датированные по аммонитам Палеомагнитная колонка имеет знакопеременную структуру, осложненную рядом интервалов аномальной полярности Разрез верхнего кимериджа - средней волги с. Городищи (Ульяновская обл.) является стратотипом волжского региояруса Построенная палеомагнитная колонка ранжируется на пять субзон — обратной и преобладающей обратной (в киме-риджской части), прямой, обратной и прямой полярности (в волжском интервале)

Глава 4. Сводный магнитостратиграфический разрез средней - верхней юры Русской плиты и решение на его основе геологических и геофизических задач.

Сводный магинтостратиграфический разрез средней - верхней юры РП построен для интервала от верхнего байоса до средневолжского подъяруса и базируется на данных по 14 опорным разрезам (8 из них изучены автором, среди которых страто-тип волжского региояруса и кандидаты на роль ТГСГ келловея и оксфорда) Изученные разрезы расположены в разных геоструктурных элементах РП При построении сводного разреза приоритет отдавался данным, полученным на современном палео-магнитном оборудовании по естественным обнажениям Верхнебайосскому-батскому интервалу соответствуют четыре ортозоны прямой (Nb), преимущественно обратной (RrVbt), прямой (Ñu) и переменной полярности (NRbi-k) Нижняя ортозона Н, соответст-вуег верхнебайосскому подъярусу (зона Michalskn) Она выделена А Н Гришановым в разрезе скважины 42 (Камышинский район Волгоградской обл ) [Гужиков и др, 2002, Молостовский, 2005] и в разрезе г Жирновск [Пименов и др, 2002] Орт озона Riv^ характеризует верхи байоса и нижнебатский подъярус Она выделена в Саратовском Правобережье и Заволжье [Пименов и др, 2006, Молостовский, 2005, Молостовский и др, 2003; Гужиков, 2004]), Волгоградском и Татарском Правобережье [Молостовский, 2005; Пименов и др, 2002, Балабанов, 2004, Зорина, 2005], Самарском Левобережье [Молостовский, Храмов, 2007] Ортозона соответствует среднебатскому подъярусу, зафиксирована в Саратовском Левобережье [Молостовский и др, 2003, Гужиков, 2004] В Саратовском Правобережье, аналоги этой ортозоны, вероятно, отсутствуют. Ортозона NRhjj, соответствует верхнебатскому подъярусу и келловею, выделена в Саратовском Заволжье и разрезе Просек, однако позднебатский возраст отложений надежно обоснован только в последнем Знакоперемнная зональность верхов бата подтверждается данными по Татарскому Правобережью [Балабанов, 2004, Зорина, 2005] Келловейский ярус в целом, характеризуется знакопеременной полярностью, которая является продолжением ортозоны NRbbk. Сведения о магнитной зональности келловея РП базируются на авторских материалах по разрезам Просек, Фокино, Дубки и «Ми-хайловцемент», а также на данных В Н Еремина [1998] по опорному разрезу овр Малиновый (Саратовский район) Учтены материалы по скважинам в Саратовском Заволжье На границе бата и келловея отмечена N-субзона в разрезе Просек Еще одна N-субзона выделена в верхах келловея разреза Дубки. Для келловея очень характерно наличие многочисленных интервалов аномальной полярности В оксфордском интервале магнитостратиграфического разреза выделено 2 ортозоны преобладающей обратной (Rn0) и преобладающей прямой полярности (№„) Rn0 соответствует нижнему

оксфорду, установлена в разрезах Дубки и «Михайловцемент». Nr0 охватывает средний оксфорд, прослежена в разрезах «Михайловцемент» и р Йода. Для оксфордского яруса, так же как и для келловея, характерно наличие интервалов аномальной полярности Кимервджский ярус. Палеомагнитная информация по нижнекимериджскому подъярусу РП, пока, отсутствует. Верхнекимериджские отложения впервые получили магнитополярную характеристику в разрезе Городищи Верхнему кимериджу (верхи зоны Eudoxus и зона Autissiodorensis) соответствует ортозона преимущественно обратной полярности (Rn^m). Внутри нее вьщелены субзоны Rkm и Rnkm. Для верхнего киме-риджа также характерны интервалы аномальной полярности Rkm приурочена к верхам зоны Eudoxus и низам зоны Autissiodorensis Не исключено, что ниже R^ следует выделять субзону прямой полярности, на основании данных по Саратовскому Левобережью [Молостовский и др, 2003]. Rn^m характеризует отложения зоны Autissiodorensis, за исключением ее кровли. Представления о доминировании обратной полярности в верхнекимериджском подъярусе подтверждаются данными по Татарскому Правобережью [Балабанов, 2004, Зорина, 2005] Нижне-средневолжский интервал магнитост-ратиграфического разреза базируется на данных по стратотипу волжского региояруса и Саратовскому Заволжью Нижне- и средневолжским отложениям, в целом, соответствует ортозона прямой полярности (Nv). Внутри нее выделяются две R-субзоны, которые позволяют ранжировать палеомагнитную колонку в этом интервале на 4 субзоны Нижняя субзона Nvi охватывает кровлю зоны Autissiodorensis верхнего кимериджа, зону Klimovi и большую часть зоны Sokolovi нижневолжского подьяруса. Субзона RV| приурочена к верхам зоны Sokolovi и низам зоны Pseudoscythica нижневолжского подьяруса. Субзона Nvi.2 соответствует верхам нижневолжской зоны Pseudoscythica и средневолжской зоне Panden. Субзона N„i установлена в стратотипе Rvl и Nvi-2 установлены как в стратотипе, так и в разрезах заволжских скважин. Субзона RV2, характеризующая средневолжскую зону Virgatus, выявлена только в разрезе скважины 120 [Молостовский и др., 2003] (в стратотипе зона Virgatus представлена конденсированными песчаниками, из которых палеомагнитные образцы не отбирались)

Массовые определения широкого спектра петромагнитных параметров подтвердили существование двух петромагнитных корреляционных уровней, устойчивых в региональном масштабе 1. В батском интервале - петромагнитный интервал с аномально высокими значениями к [Гужиков и др, 2002; Гришанов и др., 2003, Гужиков, 2004] 2. В средневолжском интервале (верхняя часть зоны Panden) - интервал с аномально высокими значениями dk [Гужиков и др, 1999, Гужиков, 2004]. При анализе новых петромагнитных данных других латерально устойчивых в региональном масштабе репер-ных уровней не обнаружено. Но вариации скалярных магнитных характеристик создают предпосылки для дополнительного расчленения и корреляции разрезов в пределах отдельных структурно-фациальных зон.

По сравнению с предыдущими вариантами сводных палеомагнитных разрезов средней-верхней юры РП [Гужиков, 2004; Молостовский, 2004], новый макет характеризуется большей полнотой в нем впервые получили магнитополярную характеристику оксфорд, верхний кимеридж, пограничные интервалы бата-келловея и келловея-оксфорда. Большинство магнитозон привязаны к детальным биостратиграфическим подразделениям (зонам, подзонам, биогоризонтгм).

Значение полученных магнитополярных данных для общей палеомагнитвой шкалы и выяснения особенностей режима юрского геомагнитного поля. Большое количество аномальных направлений БОН, при вполне приемлемом качестве магнитных чисток, выделено во всех изученных разрезах келловея, оксфорда и кимериджа. Это обстоятельство уже обязывает отнестись к наличию аномальных направлений, как

к отражению особенностей древнего геомагнитного поля Окончательно убеждает в обоснованности этого предположения анализ магнитополярных данных по юрским отложениям других регионов В разных частях света (Европа, Северная Америка) палео-магнитные определения разных авторов в удаленных разрезах фиксируют многочисленные интервалы аномальной полярности' в Польше [Ogg et. al, 1991], Англии [Ogg et al, 1994], Северной Америке [Steiner, 2003] Даже без учета данных по РП, свидетельств аномального режима геомагнитного поля оказалось достаточным для введения в келловейский интервал магнитохронологической шкалы магнитозоны аномальной полярности [Ogg et al, 2004] Таким образом, данные по РП подтверждают мнение Огга с соавторами об аномальном режиме келловейского поля, распространяя их вывод также на оксфорд и кимеридж

Обсуждая возможные причины аномального поведения поля в келловсе-кимеридже, в первую очередь, следует указать на возможность существования низкой напряженности поля в конце юры Во-первых, потому что известные палеомагнитные аномалии (экскурсы) происходят на фоне пониженной напряженности, то есть диполь-ный характер геомагнитного поля нарушается при уменьшении его интенсивности Во-вторых, гипотеза о низкой палеонапряженности, базирующаяся на анализе магнитополярных материалов, согласуется с результатами пионерских исследований А.Ю.Куражковского [2003]. Согласно его данным, полученных как при лабораторном изучении юрских отложений, так и путем обобщения имеющихся сведений о палеонапряженности, минимальная интенсивность юрского-мелового геомагнитного поля фиксируется именно в позднеюрскую эпоху

Сопоставление верхнего кимериджа и волжского яруса РП с кимериджем-тнтоном Тетического пояса. Титонский интервал в магнитохронологических шкалах базируется на результатах изучения титонских и портландских отложений В 2007 г была установлена последовательность магнитозон в верхах бореальной юры в разрезе Нордвик (Таймыр) и проведена их корреляция с последовательностью магнитных хро-нов М20п - М17г [Хоша и др, 2007] Правильность идентификации магнитозон с хро-нами, могла бы вызвать большие сомнения, если бы не выявленные интервалы R-полярности - аналоги субзон «Кысуца» и «Бродно», которые являются яркими индивидуализирующими признаками хронов М20п и М19п Палеомагнитная корреляция показала, что тетическая граница юры-мела в отложениях бореального типа попадает в зону С taimyrensis верхневолжского подъяруса.

В последнее время появились качественные палеомагнитные данные по пограничным отложениям кимериджа-титона Сицилии [Pavía et al, 2004], но проведение палео-магнитной калибровки низов волжского яруса с возрастными аналогами в Средиземноморье сдерживалось отсутствием магнитополярных данных по нижневолжскому подъярусу и низам средней волги

В настоящей работе этот пробел ликвидирован, благодаря результатам палеомаг-нитного изучения стратотипа волжского региояруса Поскольку предыдущими исследованиями [Хоша и др, 2007] было установлено, что верхам средней волги (зоны Р exoticus и Е variabilis) соответствует магнитный хрон М20п, то, очевидно, что более древним отложениям могут соответствовать хроны, начиная с М20г, и более древние (рис) Вероятный аналог хрона М20г обнаружен в Саратовском Заволжье [Молостов-ский и др, 2003], где в отложениях зоны Virgatus установлена R-субзона Хроиу М21п соответствует N-субзона, охватывающая зону Panden и верхи зоны Pseudoscythica Нижележащая R-субзона, приуроченная в стратотипе к низам Pseudoscythica и кровле Sokolovi, сопоставляется с М21г. В мощной N-субзоне, характеризующей в стратотипе низы нижневолжского подъяруса и верхи верхнекимериджской зоны Autissiodorensis,

Рис. Магнитохронологическая калибровка бореальиого кимериджа и волжского региояруса с тетическим кимервджем - титаном.

опознается аналог М22п Переменную полярность, соответствующую в разрезе Городищи зоне Autissiodorensis (за исключенем ее кровли и подошвы) логично соотнести с суперпозицией хронов M22r, М22А и М23п, потому что соответствующий интервал (длительностью около миллиона лет) в магнитохронологических шкалах выглядит, в целом, как знакопеременный Наконец, R-субзона, характеризующая в стратотипе верхнекимериджскую зону Eudoxus, обоснованно сопоставляется с хроном М23г Таким образом, по палеомагнитным данным установлено, что самые верхи бореального кимериджа соответствуют низам титона в Пантетической надобласти. Этот вывод не является исключительной особенностью данного стратиграфического интервала Примеры асинхронности (105-106 лет) ряда стратиграфических границ меловой системы в разных регионах задокументированы ранее [Гужиков, 2004, Гужиков, Барабошкин, 2006, Burnett, 1998 и др ]

Детальная корреляция нижнебатских отложений РП и Северного Средиземноморья. Магнитостратиграфические данные, полученные по разрезу Сокурский тракт (г. Саратов) дают возможность провести палеомагнитную калибровку зон нижнего бата РП с зонами и подзонами стандартной шкалы Сведения о палеомагнитной зональности бата Средиземноморья базируются на данных по опорным разрезам Южной Испании [Sterner et al., 1987] Результаты палеомагнитной корреляции не противоречат сопоставлению стратиграфической схемы нижнего бата РП со стандартной шкалой, предложенной В В Миттой и В Б Сельцером [2002]

Уточнение объема батских отложений в Саратовском Правобережье. Отсутствие в батских отложениях Саратовского Правобережья ортозоны Nb и, вероятно, верхов ортозоны Rb, имеющихся в возрастных аналогах Левобережья свидетельствует о редуцированном объеме каменноовражной свиты в Правобережье, по сравнению с Заволжьем Петромагнитные данные хорошо согласуются с предложенным вариантом корреляции и, в совокупности с палеомагнитными материалами, позволяют ставить вопрос о ревизии существующих взглядов на свитное расчленение батских разрезов Заволжья Результаты магнитостратиграфического сопоставления бата Правобережья и Заволжья имеют важное значение для реконструкции особенностей тектонического режима батского века на территории Саратовского Поволжья. Предьщущими исследованиями [Гужиков и др, 2002, Гришанов и др, 2003; Гужиков, 2004] установлено, что латерально устойчивый сильномагнитный интервал, зафиксированного в 12 разрезах бата Нижнего-Среднего Поволжья, обусловлен сносом терригенного материала со стороны Воронежского массива Учитывая отсутствие сильномагнитного интервала в батских отложениях Саратовского и Волгоградского Правобережья, следует заключить, что при формировании сильномагнитной толщи морских осадков в Левобережье, за счет привноса обломочного материала с западного берега палеобассейна, территория Правобережья должна была представлять собой область денудации Анализ петро- и палеомагнитных данных свидетельствует о том, что максимальная регрессия палеобассейна приходится на средний бат Это следует из наличия нижнебатской ортозоны Rbt, как в Заволжье, так и в Правобережье В то же время, среднебатская ор-тозона Ыы (и, вероятно, верхи Rbl) отмечены только в Левобережье Тектоническое поднятие Правобережья в конце среднего бата могло привести к размыву аналогов левобережного сильномагнитного интервала, которому соответствует Nbt и верхи Rbl. В позднем бате территория Правобережья, вновь, оказалась ниже уровня моря, о чем свидетельствует наличие ортозоны NRt,, как на левом, так и на правом берегу Волги

В результате детальных петромагнитных исследований пограничных отложений келловея-оксфорда разреза п Дубки (г Саратов) и палеоэкологических исследований (Е.М.Тесакова, МГУ) установлена связь петромагнитных вариаций с изменениями

численности бентосных остракод. Коэффициент корреляции между значениями параметра dk, фиксирующим повышенные концентрации пирита в породах, и количеством остракод равен 0,87, при п = 21 (г„р = 0,55 , на уровне значимости 0,01) Факт значимой связи мезвду вариациями петромагнитного (термокаппаметрического) параметра и изменениями количества остракод представляет большой интерес для изучения проблемы отражения в магнетизме пород палеоэкологических особенностей

Модификация методики термокаппаметрических исследований с целью изучения возможностей количественной интерпретации данных и ее апробация на отложениях зоны Panderi (срсдневолжский подъярус) в разрезе д. Городищи. Тер-мокаппаметрический метод, базирующийся на эффекте фазового перехода сульфидов и карбонатов железа в магнетит при нагреве до 500°С в воздушной среде, успешно используется для экспрессного определения повышенных концентраций пирита в породах, но результаты этого метода имеют качественный характер. Для выяснения количественных возможностей метода были проведены лабораторные эксперименты, примерно, с 300 образцами В результате выяснено, что величина dk сильно зависит от степени уплотнения искусственных проб. Чтобы исключить этот фактор при анализе данных по реальным объектам, предложено модифицировать традиционную методику термокаппаметрических исследований путем предварительного измельчения всех образцов до единой фракции алевритовой размерности. С целью апробации новой методики было проведено детальное опробование отложений зоны Panden стратотипа волжского региояруса, представленных чередованием глин и горючих сланцев Ранее! в этом интервале разреза было зафиксировано, что скачкообразное повышение dk совпадает с резким увеличением валовой концентрации серы (8Ш) [Гужиков и др., 1999]. Внутри аномального интервала корреляция между петромагнитными и геохимическими параметрами отсутствовала. Поскольку разрез представлен разными литотипам'и (глины и горючие сланцы), то нельзя исключить влияния различной степени уплотнения на величину dk Анализ термокаппаметрических данных, полученных по новой методике, обнаружил значимую корреляцию между dk и S.M, подтвердив тем самым влияние фактора уплотнения и эффективность модифицированной методики

Заключение

Итогом выполненных исследований стало создание сводного магнито-стратиграфического разреза средней юры-мела РП, в котором впервые получили магнитополярную характеристику оксфордский и, кимериджский ярусы. Впервые получены магнитостратиграфические данные по ключевым разрезам средней-верхней юры РП- стратотипу волжского региояруса и двум претендентам на роль GSSP келловея и оксфорда (Просек и Дубки, соответственно), что является необходимым требованием Международной стратиграфической комиссии для сохранения или придания им стратотипического статуса [Remane et. al, 1996]

Полученные результаты оказались достаточными для проведения ряда как местных, так и межрегиональных детальных корреляций. Сведения О Папеомагнитной зональности волжского региояруса в стратотипическом разрезе, в совокупности с имеющимися магнитостратиграфическими сведениями по титону, позволили предложить обоснованный вариант сопоставления верхов юрской системы Бореального пояса и Тетической надобласти

Анализ и обобщение материалов о палеомагнитной зональности средне-верхнеюрских отложений свидетельствует об аномальном характере келловейского-кимериджского геомагнитного поля, подтверждая тем самым точку 'Зрения о пониженной напряженности поля в позднеюрскую эпоху [Куражковский, 2003]

Очевидно, что дальнейшее совершенствование палеомагнитной шкалы средней-верхней юры связано с палеомагнитным изучением новых опорных разрезов в разных регионах.

Отдельный интерес представляют установленные в пограничных отложениях келловея-оксфорда разреза Дубки взаимосвязи между термокаппаметрическими показателями и количеством бентосных остракод Дальнейшие исследования в этом направлении могут быть интересны с точки зрения палеоэкологической информативности петромагнитного метода

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации: 1 Пименов М.В., Гужиков АН)., Ямпольская ОБ. Магнитостратиграфия бат-ских отложений Саратовского и Волгоградского Правобережья // Палеомагнетизм и магнетизм горных пород* теория, практика, эксперимент. Материалы семинара Бо-рок. 19-22 октября 2002 г. - M.: ГЕОС, 2002. С. 68-70.

2. Пименов М.В., Гужиков А.Ю., Сельцер В.Б., Иванов А В Палеомагнитная характеристика нижнебатских отложений разреза «Сокурский тракт» (Саратов) // Недра Поволжья и Прикаспия - Саратов, 2006, вып 47. С. 46-55.

3. Пименов М.В., Маникин А.Г., Ямпольская О.Б, Гужикова A.A., Жуков А H Предварительные результаты исследований по оценке возможности количественной интерпретации термокаппаметрических данных II Известия Саратовского государственного университета. Новая серия. Серия Науки о Земле. - Саратов Издательство Саратовского госуниверситета, 2007, Т. 7, вып. 1. С. 39-44.

4. Пименов М.В., Гужиков А Ю, Рогов M А. Предварительные результаты магни-тостратиграфического изучения разреза верхнекимериджского подъяруса - волжского яруса (с Городищи, Ульяновская обл) // Сб «Юрская система России, проблемы стратиграфии и палеогеографии» -М.. ГИН РАН, 2005. С. 191-192.

5. Пименов М.В., Гужиков А Ю, Рогов M А. Сводный магнитостратиграфический разрез батского -оксфордского ярусов Русской плиты // Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии Второе Всероссийское совещание [текст], научные материалы / В.А Захаров (отв ред ), О.С Дзюба, Д.Н. Киселев, M А Рогов (редколлегия) - Ярославль. Изд - во ЯШУ, 2007. С 187-188.

6. Ямпольская О.Б., Барабошкин Е.Ю., Гужиков А Ю., Пименов М.В., Никульшин

A.C. Палеомагнитный разрез нижнего мела Юго-Западного Крыма // Вестник Московского Университета (Серия Геология) №1.2006 С 3-15.

7 Пименов М.В. Результаты магнитостратиграфических исследований средне -верхнеюрских отложений Русской плиты II Геологические науки - 2007. Материалы науч. межвед. конф. - Саратов- Изд - во Сарат ун-та, 2007. С. 39-41. 8. Маникин А.Г., Пименов М.В., Гончаренко О.П., Маленкина С.Ю., Гужиков А Ю., Астаркин C.B. Предварительные результаты терригенно - минералогических и петромагнитных исследований верхнебатских - нижнекелловейских отложений разреза Просек (Нижегородская область) // Юрская система России' проблемы стратиграфии и палеогеографии. Второе Всероссийское совещание [текст] научные материалы /

B.А. Захаров (отв. ред ), О.С. Дзюба, Д H Киселев, M А Рогов (редколлегия) - Ярославль: Изд-во ЯЛТУ, 2007. С. 150-154

9 Kiselev D., Rogov M, Guzhikov A, Pimenov M., Tesakova E., Dzuba O. Dubki (Saratov region, Rassia), the reference section for the Callovian/Oxfordian boundary // Volumina Jurassica, Volumen IV, 7thInternational Congress on the Jurassic System, Abstract volum -Institute of Geology Warsaw University, Warsaw, 2006 P. 177-179

Пименов Максим Викторович

ПАЛЕОМАГНЕТИЗМ И ПЕТРОМАГНЕТИЗМ СРЕДНЕ-ВЕРХНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ РУССКОЙ ПЛИТЫ (БОРЕАЛЬНО-ТЕТИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯЦИИ И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПРАКТИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ).

Специальность 25 00 01 общая и региональная геология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Подписано в печать 21 05 2008 Печать офсетная Бумага офсетная Гарнитура Тайме. Формат 60x84 1/16 Уел -печ л 1 Уч -изд л 1 Тираж 100 экз Заказ № 99-Т

Отпечатано с готового оригинал-макета Типография Саратовского государственного университета имениН Г Чернышевского 410012 г Саратов, ул Большая Казачья, д 112 а Тел (8452)27-33-85

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Пименов, Максим Викторович

Условные обозначения

Введение4

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1.1. Магнитостратиграфическая изученность средне-верхнеюрских отложений Русской плиты

1.2. Магнитостратиграфическая изученность средне-верхнеюрских отложений разных регионов

1.3. Средне-верхнеюрский интервал Общей магнитостратигра-фической шкалы

1.4. Необходимость палеомагнитного изучения юрских отложений РП, в связи с актуальными проблемами современной юрской стратиграфии

Глава 2. МЕТОДИКА РАБОТ

2.1. Выбор объектов исследований и полевые работы

2.2. Лабораторные исследования

2.3. Компонентный анализ

2.4. Вид и генезис ферромагнитных минералов

2.5. Обоснование древней природы естественной остаточной намагниченности

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРЕЗОВ

3.1. Разрез нижнебатских отложений «Сокурский тракт» (Саратов)

3.2. Разрез байос - батских отложений г. Жирновск (Волгоградская область)

3.3. Разрез верхнебатских - нижнеоксфордских отложений Просек (Нижегородская область)

3.4. Разрез нижне — среднекелловейских отложений п. Фокино (Брянская область)

3.5. Разрез верхнекелловейских — нижнеоксфордских отложений п. Дубки (Саратовский район)

3.6. Разрез келловейских - оксфордских отложений «Михайлов-цемент» (г. Михайлов, Рязанская область)

3.7. Разрез оксфордских отложений на р. Иоде (Рыбинский район, Ярославской обл.)

3.8. Разрез верхнего кимериджа - средней волги д. Городищи (Ульяновская обл.)

Глава 4. СВОДНЫЙ МАГНИТОСТРАТИГРАФИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ СРЕДНЕЙ - ВЕРХНЕЙ ЮРЫ РУССКОЙ ПЛИТЫ И РЕШЕНИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

4.1. Сводный палеомагнитный разрез средней — верхней юры Русской плиты

4.2. Значение полученных магнитополярных данных для общей палеомагнитной шкалы и выяснения особенностей режима юрского геомагнитного поля

4.3. Сопоставление верхнего кимериджа и волжского яруса РП с кимериджем-титоном Тетического пояса

4.4. Детальная корреляция нижнебатских отложений РП и Северного Средиземноморья

4.5. Уточнение объема батских отложений в Саратовском Правобережье. Особенности тектонического режима батского века на территории Саратовского Поволжья

4.6. Связь петромагнитных вариаций по разрезу пограничных отложений келловея-оксфорда (п. Дубки) с изменениями вариаций численности бентосных остракод

4.7. Модификация методики термокаппаметрических исследований с целью изучения возможностей количественной интерпретации данных и ее апробация на отложениях зоны Panderi (сред-неволжский подъярус) в разрезе д. Городищи

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты"

Актуальность работы. Сведения о палеомагнетизме средней-верхней юры Русской плиты весьма ограничены. Подобную ситуацию нельзя признать удовлетворительной по многим причинам.

Во-первых, отсутствие надежных магнитостратиграфических данных, играющих важнейшую роль при калибровке детальных шкал различных палеобиохорий, сдерживает прогресс в разрешении насущных проблем детальных бореально-тетических корреляций юрской системы. На территории РП располагается ряд опорных разрезов, имеющих мировое значение, - это, в первую очередь, стратотип волжского яруса (д. Городищи, Ульяновская обл.) и разрезы п. Дубки (г. Саратов), п. Просек (Нижегородская обл.), претендующие на роль точек глобального стратотипа границ (ТГСГ, GSSP) келловея и оксфорда, соответственно. Согласно требованиям Международной стратиграфический комиссии [Remane et. al., 1996] разрезы подобного ранга должны иметь надежную магнитополярную характеристику для обеспечения временной корреляции отложений на больших расстояниях, которая до настоящего времени отсутствовала.

Во-вторых, магнитостратиграфические сведения по опорным разрезам юры Русской плиты необходимы для уточнения и детализации соответствующего интервала Общей магнитостратиграфической шкалы.

В-третьих, палеомагнитные материалы, обобщенные в виде магнитостратиграфических схем, необходимы для повышения эффективности местных и региональных геологосъемочных работ, что особенно актуально, в связи с выполнением федеральной программы по созданию среднемас-штабной геологической карты нового поколения (ГГК-200).

В-четвертых, определения координат виртуальных геомагнитных полюсов (ВГМП) по средне-верхнеюрским отложениям РП, которых, пока, крайне мало, требуются для палеогеодинамических реконструкций.

В отличие от палеомагнитных свойств горных пород, на основе которых определяется геомагнитная полярность и координаты ВГМП, петро-магнитные характеристики не связаны непосредственно с особенностями режима древнего магнитного Земли, а обусловлены составом, концентрацией и структурно-текстурными особенности ферромагнитной фракции в отложениях. Петромагнитные (магнитные) подразделения, наряду с па-леомагнитными (магнитополярными), являются самостоятельными разновидностями магнитостратиграфических подразделений [Стратиграфический кодекс, 2006]. Кроме того, петромагнитные данные, при безусловном знании вида и генезиса минералов - главных носителей намагниченности, позволяют экспрессно получать информацию о палеотектонических, палеогеографических, палеогеохимических и других условиях осадконакоп-ления [Гужиков, Молостовский, 1995 и др.].

К настоящему времени накоплены представительные петромагнитные данные по средне- и верхнеюрским отложениям Русской плиты, обобщенные в виде сводных петромагнитных разрезов [Гужиков, 2004]. На их основе успешно решен ряд конкретных геологических задач, связанных с детальным расчленением и корреляцией осадочных толщ, выяснением различных особенностей седиментогенеза [Гужиков и др., 1999; 2002; Пименов и др., 2005, 2007]. Поэтому актуальность получения новых материалов о петромагнетизме юры Русской плиты для повышения информативности стратиграфических и палеогеографических исследований не вызывает сомнений.

Цель работы. Построение сводного магнитостратиграфического разреза средней - верхней юры Русской плиты и решение на его основе некоторых фундаментальных и практических проблем геологии: осуществление детальных межпровинциальных корреляций юрских отложений и уточнение геологического строения юрского комплекса Поволжья.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: 1. Проведение детального палеомагнитного и петромагнитного изучения опорных, в том числе стратотипических, разрезов средне - верхнеюрских отложений Русской плиты при надежном палеонтологическом и литологическом контроле. 2. Построение сводного магнитостратиграфического разреза Русской плиты на основе анализа и обобщения полученных данных, в совокупности с опубликованными материалами других авторов. 3. Детальное расчленение и корреляция разрезов на основе палео- и петро-магнитной зональности, проведение детальных межрегиональных магни-тостратиграфических корреляций. 4. Выяснение с помощью петромагнит-ных характеристик некоторых условий осадконакопления в средне- и позднеюрском бассейнах Русской плиты. 5. Совершенствование методики лабораторных термокаппаметрических исследований, направленное на получение количественных (полуколичественных) оценок концентраций пирита в горных породах.

Фактический материал. Магнитостратиграфические исследования средне-верхнеюрских отложений Русской плиты ведутся автором с 2002 года по настоящее время. За этот срок изучены 8 разрезов на территории Брянской, Волгоградской, Нижегородской, Рязанской, Саратовской^ Ульяновской, Ярославской областей (рис. 1, 2), в том числе верхнекимеридж-ские-волжские отложения в стратотипе волжского яруса (с. Городищи, Ульяновская область), пограничные отложения бата-келловея и келловея-оксфорда в разрезах - кандидатах на роль ТГСГ (GSSP) (п. Просек, Нижегородская обл. и п. Дубки, г. Саратов, соответственно), а также разрезы пограничных отложений юры-мела Горного Крыма (м. Св. Ильи, г. Феодосия и р. Тонас, Судакский район). Объем каменного материала, подвергшегося лабораторным палеомагнитным, петромагнитным и магнито-минералогическим исследованиям, составил более 1000 образцов, отобранных, приблизительно, с 400 стратиграфических уровней. С целью исключения возможной ошибок и неточностей в привязке палеомагнитных образцов к литологическим слоям и детальным подразделениям палеонтологического обоснования, отбор палео- и петромагнитных образцов проводился по методике «образец в образец» параллельно с палеонтологическим изучением и геологическим описанием разрезов.

СИСТЕМА ОТДЕЛ ЯРУС ПОДЪЯРУС с. Городищи п.Дубки (Саратовский район) Сокурский тракт, г.Саратов г.Жирновск п.Фокино (Брянская обл.) с. П росек (Нижегородская обл.) р. Иода (Ярославская обл.) "М ихайловцемент" (Рязанская обл.)

ЮРСКАЯ ВЕРХНИЙ волжский ВЕРХНИЙ

СРЕДИИЙ

НИЖНИЙ 27/9)

1МЕРИДЖ- ский ВЕРХНИЙ НИЖНИЙ

2 Ни о ВЕРХНИЙ - - -

СРЕДНИЙ н 16/42

НИЖНИЙ

СРЕДНИЙ К ЕШЮВ ЕЙСКИЙ ВЕРХНИЙ средний

НИЖНИЙ 32/35

БАТСКИЙ ВЕРХНИЙ \ 13/37

СРЕДНИЙ 133/

НИЖНИЙ 1б/1У и

ЬЛЙОС-СКИЙ ВЕРХНИЙ

Рис. 2. Характеристика степени магнитостратиграфической изученности разрезов срсднй-верхней юры Русской плиты. Первая цифра - мощность изученных отложений (м), вторая цифра количество стратиграфических уровней, опробованных на палео-и петромагнитный анализы.

Защищаемые положения.

2. Палеомагнитная зональность юрских отложений Русской плиты подтверждает представления о частых сменах знака геомагнитной полярности на протяжении среднеюрской и позднеюрской эпох. Анализ палеомагнит-ных материалов по юре Русской плиты и других регионов свидетельствует в пользу точки зрения о пониженной напряженности геомагнитного поля в келловейском, оксфордском и кимериджском веках.

3. На палеомагнитной основе проведено сопоставление бореального верхнего кимериджа и волжского региояруса с кимериджем-титоном Пан-тетической надобласти, осуществлена детальная корреляция нижнебатских отложений Русской плиты и Северного Средиземноморья. С помощью па-лео- и петромагнитных характеристик выявлен крупный перерыв в осадко-накоплении в батском ярусе Саратовского Правобережья и реконструированы неизвестные ранее особенности тектонического режима батского века на территории Поволжья.

Научная новизна. 1. Впервые получены магнитостратиграфические характеристики ряда опорных разрезов средней-верхней юры Русской плиты. 2. В сводном магнитостратиграфическом разрезе Русской плиты впервые получили надежную магнитополярную характеристику пограничные интервалы бата-келловея и келловея-оксфорда, оксфордский ярус, верхне-кимериджский и нижневолжский подъярусы. 3. Приведены аргументы, основанные на особенностях магнитополярного режима, в пользу аномально низкой напряженности келловейского-кимериджского геомагнитного поля.

4. Проведены палеомагнитные сопоставления средней-верхней юры Русской плиты, Западной Европы, Северной Америки. Магнитная зональность стратотипического разреза д. Городищи идентифицирована с хронами магнитохронологической шкалы, что позволило провести детальную корреляцию верхнекимериджских-средневолжских отложений с их возрастными аналогами в Средиземноморье и Западной Европе. 5. Уточнено геологическое строение батского комплекса на территории Саратовского Правобережья. 6. Показано, что петромагнитные свойства фиксируют некоторые палеоэкологические особенности юрских бассейнов Русской плиты. 7. Обоснована и апробирована модифицированная методика термокап-паметрических исследований.

Теоретическая и практическая значимость.

Структура Общей магнитостратиграфической шкалы представляет собой основу для анализа и понимания закономерностей генерации геомагнитного поля, связанной с динамикой внешнего ядра. Установление аномально сложной палеомагнитной структуры келловейского-оксфордского интервала шкалы дает дополнительное обоснование для гипотез о низкой напряженности геомагнитного поля в позднеюрскую эпоху.

Магнитостратиграфическая бореально-тетическая корреляция позд-неюрских отложений позволила предложить обоснованный вариант сопоставления верхнего кимериджа и волжского яруса Русской плиты с талоном, что является решением одной из актуальнейших проблем бореально-тетической корреляции юрской системы.

Наличие магнитостратиграфических данных является обязательным условием при утверждении разрезов пограничных отложений бата-келловея (п. Просек, Нижегородская обл.) и келловея-оксфорда (п. Дубки, г. Саратов) в качестве точек глобальных стратотипов границы (GSSP).

Сведения о палеомагнитной зональности и петромагнитном строении средне-верхнеюрских отложений Русской плиты необходимы для проведения среднемасштабных геологических съемок. На их основе уже решен ряд конкретных задач, связанных с детальным расчленением и корреляцией разрезов, палеогеографическими реконструкциями.

Материалы проведенных исследований нашли отражение в учебном курсе «Палеомагнитные и петромагнитные методы», преподаваемом студентам геологического факультете СГУ специальности «Геофизика», и в электронном учебно-методическом комплексе, разработанном для специальности «Геология».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международном семинаре по геомагнетизму (Борок 2002), на Всероссийских совещаниях «Юрская система России» (Москва, 2005, Ярославль, 2007), на Втором Саратовском салоне изобретений, инноваций и инвестиций (Саратов, 2006), на VIII и IX Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2006, 2007, 2008) и на конференции «Геологические науки» (Саратов, 2007), По теме диссертации автором опубликовано 21 работа (из них 3 в реферируемых изданиях). Итоги исследований входили составной частью в научные отчеты по проектам, поддержанным Российским фондом фундаментальных исследований (№№ 00-05-64773-а, 03-05-65309-а, 08-05-00385-а; 03-05-65309-мас), и в отчеты о реализации инновационно-образовательного проекта Саратовского университета.

Структура и объем работы. Диссертация, объемом 178 страниц, состоит из 4 глав, введения и заключения. Она содержит 4 таблицы и 38 рисунков. Список литературы включает 130 наименований (85 на русском и 45 иностранных языках).

Благодарности.

Автор искренне благодарит В.А. Захарова, М.А. Рогова (ГИН РАН) и Д.Н. Киселева (ЯГПУ), Е.Ю.Барабошкина (МГУ) за помощь в выборе объектов, постоянные советы, консультации и совместное опробование большей части разрезов.

Автор благодарит Е.М. Первушова, О.П. Гончаренко, В.А. Фомина, А.Г. Маникина, О.Б. Ямпольскую, С.В. Астаркина, Е.В. Попова, В.Б. Сель-цера, М.И. Багаеву, A.M. Михайлова, В.А.Кожена (все СГУ), JI.A. Глинских (Институт геологии нефти и газа СО РАН), Е.В. Щепетову, С.Ю. Ма-ленкину (ГИН РАН), за постоянную поддержку и помощь на разных этапах подготовки работы, совместное опробование разрезов и помощь в лабораторных исследованиях.

Автор признателен А.Ю. Куражковскому (Геофизическая обсерватория «Борок» ОИФЗ РАН) за проведение исследований, необходимых для написания работы, П. Прунеру (Чешская АН, Прага) за неоценимое содействие в проведении палеомагнитных исследований в Чехии, Ипполитову А.П. за предоставленную информацию о разрезах, В.Ф. Салтыкову (СГУ) за ценные рекомендации и советы, В.Н. Староверова, Я.А. Рихтера, Е.К. Толмачеву и других сотрудников кафедры общей геологии и полезных ископаемых СГУ за понимание.

Искренняя благодарность декану геологического факультета СГУ Е.Н. Волковой, за содействие в работе.

С особой теплотой автор выражает благодарность своему Учителю и научному руководителю А.Ю. Гужикову. ^

Заключение Диссертация по теме "Общая и региональная геология", Пименов, Максим Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом выполненных исследований стало создание сводного магнитостратиграфического разреза средней юры-мела РП, в котором впервые получили магнитополярную характеристику оксфордский и, кимериджский ярусы.

Впервые получены магнитостратиграфические данные по ключевым разрезам средней-верхней юры РП: стратотипу волжского региояруса (д. Городищи, Ульяновская обл.) и двум претендентам на роль GSSP келловея и оксфорда (п. Просек в Нижегородская области и п. Дубки близ Саратова, соответственно), что является необходимым требованием Международной стратиграфической комиссии для сохранения или придания им стратотипического статуса [Remane et. al., 1996].

Полученные результаты оказались достаточными для проведения ряда как местных, так и межрегиональных детальных корреляций. Сведения о палеомагнитной зональности волжского яруса в стратотипическом разрезе, в совокупности с имеющимися магнитостратиграфическими сведениями по титонскому ярусу, позволили предложить обоснованный вариант сопоставления верхов юрской системы Бореального пояса и Тетической надобласти.

Анализ и обобщение авторских и опубликованных материалов о палеомагнитной зональности средне-верхнеюрских отложений на разных континентах и линейных магнитных аномалиях косвенно свидетельствует об аномальном характере келловейского-кимериджского геомагнитного поля, подтверждая тем самым точку зрения о пониженной напряженности поля в позднеюрскую эпоху [Куражковский, 2007].

Отдельный интерес представляют установленные в пограничных отложениях келловея-оксфорда разреза Дубки взаимосвязи между термокаппаметрическими показателями и количеством бентосных оетракод. Дальнейшие исследования в этом направлении могут быть интересны с точки зрения палеоэкологической информативности петромагнитного метода.

Результаты исследований количественных возможностей термокаппаметрического метода в лабораторных условиях выявили линейную зависимость значений термокаппы от концентраций пирита после устранения фактора различной степени уплотнения проб, что открывает перспективы для получения количественной полуколичественной) информации о содержаниях сульфидов железа с помощью термокаппаметрического метода. Успешная апробация модифицированной методики термокаппаметрических измерений на реальном геологическом объекте (толще битуминозных сланцев средневолжского подъяруса) стимулирует продолжение исследований в этом направлении.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Пименов, Максим Викторович, Саратов

1. Акбаров Т.А. Палеомагнитная стратиграфия терригенной юры юго -западных отрогов Гиссарского хребта. // Узб. геолог, журнал, №1. 1982. С. 12-15.

2. Баженов М.Л., Шипунов С.В. Палеомагнетизм меловых пород Северной Евразии: новые результаты и анализ. // Физика Земли. № 6. 1985. С.88-100.

3. Барабошкин Е.Ю., Веймарн А.Б., Копаевич Л.Ф., Найдин Д.П. Изучение стратиграфических перерывов при производстве геологической съемки. Методические рекомендации. / М.: Изд-во МГУ, 2002. 163 с.

4. Барабошкин Е.Ю., Гужиков А.Ю., Еремин В.Н. Био- и магнитостратиграфия альба в разрезе Акуша (Дагестан). Статья 2. Магнитостратиграфия. //Бюлл.МОИП, отд. геол., 1997, т.72, вып.З. С.41-51.

5. Барабошкин Е.Ю., Гужиков А.Ю., Муттерлоуз И., Ямпольская О.Б. Пименов М.В., Гаврилов С.С. Новые данные о стратиграфии баррем -аптских отложений Горного Крыма в связи с обнаружением аналога хрона

6. МО в разрезе с.Верхоречье // Вестник Московского Университета. Серия 4. Геология. -М., 2004, №1. С. 10-20.

7. Безносов Н.В., Митта В.В. Позднебайосские и батские аммониты Северного Кавказа и Средней Азии. / М.: Недра, 1993. 347 с.

8. Буров Б.В., Ясонов П.Г. Введение в дифференциальный термомагнитный анализ горных пород. / Казань, Изд-во Казанского университета, 1979. 160 с.

9. Геологическая карта СССР. М. 1:10 000 000 / под ред. С.А. Музылева. ВСЕГЕИ. 1975.

10. Герасимов П.А., Казаков М.П. Геология юго восточной части Горьковской области, МАССР и ЧАССР // Тр. Моск. Геол. Упр. 1939. Вып. 29. 119 с.

11. Гордин В.М. Об интерпретации аномального магнитного поля океанов по Вайну-Метюсу. // Тектоника, геодинамика и процессы магматизма и метаморфизма. Материалы совещания. Том 1. М.: ГЕОС,2000. С. 168-170.

12. Гордин В.М. Об интерпретации аномального магнитного поля океанов по Вайну-Метюсу // Тектоника неогея: общие и региональные аспекты. М-лы XXXIV Тектонич. совещ. 30 янв.-З февр. 2001 г. М.: Геос,2001. С.168-170.

13. Гордин В.М. Свидетельства гетерогенности магнитоактивного слоя океанской литосферы // Тектоника неогея: общие и региональные аспекты. М-лы XXXIV Тектонич. совещ. 30 янв.-З февр. 2001 г. М.: Геос, 2001. -С.171-173.

14. Городницкий A.M. Природа магнитных аномалий и строение океанической коры в медленно-спрединговых хребтах. // Изв. секции наук о Земле РАЕН. 1998. № 1. С. 152-176.

15. Гужиков А.Ю. Палеомагнитная шкала и петромагнетизм юры мела Русской плиты и сопредельных территорий (значение для общей шкалы и бореально - тетических корреляций). / Автореф. дисс. на соискание уч. с. доктора геол.-мин. наук. Новосибирск, 2004. 32 с.

16. Гужиков А.Ю., Бирбина А.В., Копаевич Л.Ф., Вишневская B.C., Орлова Т.Б., Ямпольская О.Б. Опорный разрез границы альбского и сеноманского ярусов Саратовского Заволжья. // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып.31, июль 2002. С.21-29.

17. Гужиков А.Ю., Молостовский Э.А. Стратиграфическая информативность численных магнитных характеристик осадочных пород (методические аспекты). // Бюлл. МОИП., отд. геол., 1995, т.70, вып.1. С.32-41.

18. Гужиков А.Ю., Ямпольская О.Б., Гончаренко О.П. Петромагнетизм байос-батских отложений Поволжья: стратиграфический и палеотектонический аспекты. // Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 2002, №2. С.53-62.

19. Гуляев Д.Б. Новые аммониты семейства Cardioceratidae из нижнего келловея Русской платформы // Палеонтол. журн. 1997. № 1. С. 37-41.

20. Гуляев Д.Б. Макроцефалитины и говерицератины (Ammonoidea) зоны Elatmae и стратиграфия нижнего келловея центральных районов Русской платформы // Проблемы стратиграфии и палеонтологии мезозоя. СПб.: ВНИГРИ, 1999. С. 63-86.

21. Гуляев Д.Б. Инфразональная аммонитовая шкала верхнего бата-нижнего келловея Центральной России // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2001. Т.9. №1. С. 68-96.

22. Гуляев Д.Б. Аммонитовые инфразональные стратоны в стратиграфии юры (определение и номенклатура) // Современные вопросы геологии. Сб. науч. тр. М.: Научный мир, 2002. С. 271-274.

23. Гуляев Д.Б. Инфразональное расчленение верхнего бата и нижнего келловея Восточно-Европейской платформы по аммонитам // Материалыпервого Всерос. совещания "Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии". М.: ГИН РАН, 2005. С. 64-70.

24. Гуляев Д.Б., Киселев Д.Н. Бореальный морской бат Среднего Поволжья (аммониты и стратиграфия) // Стратиграфия. Геол. корреляция. 1999а. Т. 7. № 3. С. 79-94.

25. Гуляев Д.Б., Киселев Д.Н. О морском бореальном верхнем бате в центре Русской равнины // Докл. АН. 19996. Т 367. № 1. С. 95-98.

26. Гусейнов А.Н. Палеомагнетизм юрских и меловых отложений Восточной части Малого Кавказа / Автореф. канд. геол.-мин. наук. Баку, 1988. 19с.

27. Еремин В.Н., Молостовский Э.А., Первушова Е.В., Черняева А.Ф. Магнитная зональность осадочных пород и пространственное распределение аутигенных минералов железа в зонах влияния углеводородов. // Геология нефти и газа, 1986, № 4. С 38-44.

28. Захаров В. А. В защиту волжского яруса. // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2003, том 11, №6. С.60-69.

29. Киселев Д.Н., Рогов М.А. Стратиграфия пограничных отложений бата келловея в разрезе у с. Просек (Среднее Поволжье). Статья 1. Аммониты и инфразональная биостратиграфия // Стратиграфия. Геологическая корреляция, том 15, № 5} 2007. С. 42 — 73.

30. Киселев Д.Н., Баранов В.Н., Муравин B.C., Сенников А.Г., Новиков И.В. Атлас геологических памятников природы Ярославской области. Ярославль. 2003. 120с.

31. Кулева Г.В., Троицкая Е.А., Букина Т.Ф., Яночкина З.А., Кисилева О.И., Хабарова Т.Н., Еремин В.Н. Опорный разрез келловейского яруса оврага Малиновый. Саратов, Изд-во СГУ, 1998. 55с.

32. Кулинич Г.С., Фридман Б.И. Геологические путешествия по Горьковской земле. / Горький: Волго Вятское кн. изд-во, 1990. 192 с.

33. Куражковский А.Ю., Куражковская Н.А., Клайн Б.И. Поведение характеристик древнего геомагнитного поля // Материалы семинара "Палеомагнетизм и магнетизм горных пород" (Борок, 18-21 октября 2007 г.), М.: ГЕОС, 2007. С. 76-79.

34. Левина В.И., Прохорова Н.П. Местные стратиграфические подразделения нижней и средней юры Прикаспийского региона. // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып.29, январь 2002. С.6-13.

35. Линькова Т.И., Райкевич М.И. Палеомагнитные исследования коренных пород западной части Тихого океана. / Магадан, 1989, 40с.

36. Митта В.В. Аммониты и биостратиграфия нижнего келловея Русской платформы // Бюлл. колл. фонда ВНИГНИ. 2000. № 3. 144 с.

37. Митта В.В., Барсков И.С., Грюндель Й. и др. Верхний байос и нижний бат в окрестностях Саратова // Новости Геол. муз. им. В.И.Вернадского (VM-Novitates). -2004. -№12.

38. Митта В.В., Сельцер В.Б. Первые находки Arctocephalitnae (Ammonoidea) в юре юго-востока Русской платформы и корреляция бореального батского яруса со стандартной шкалой. // Тр. НИИ Геологии СГУ. Нов. сер., 2002. Том X. С. 12-39.

39. Молостовский Э.А. Сводный магнитостратиграфический разрез юрских отложений Нижнего Поволжья. // Стратиграфия, тектоника и пол. иск. осадочных'бассейнов Евразии. Мат. Сов. М.: МГГРУ. 2004. С. 4Д-43.

40. Молостовский Э.А. Скалярные магнитные характеристики горных пород как показатели условий седиментации. / Использование магнетизма горных пород при геологической съемке. Л., Недра, 1986. С. 150-166.

41. Молостовский Э.А., Гужиков А.Ю. Магнетизм осадочных формаций как индикатор седиментогенеза породных бассейнов. // V Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле». Том 1. 2001. Москва. С.267.

42. Молостовский Э.А., Певзнер М.А., Печерский Д.М. и др. Магнитостратиграфическая шкала фанерозоя и режим инверсий геомагнитного поля // Геомагнитные исследования. 1976. - №17. - С.45-52.

43. Молостовский Э.А., Храмов А.Н. Магнитостратиграфия и ее значение в геологии. / Саратов: Издательство Саратовского университета, 1997. 180 с.

44. Молостовский Э.А., Храмов А.Н. Палеомагнитная шкала фанерозоя и проблемы магнитостратиграфии // Докл. 27-го Международного геологического конгресса. Стратиграфия. (Москва 4-14 августа 1984г.) Том 1. 1984. С. 16-23.

45. Назаров X., Мамедов М. Палеомагнетизм мезозоя и кайнозоя Туркмении / Под ред. А.Н. Храмова. А.: Ылым, 1989. 180 с.

46. Палеомагнитология (под ред. А.Н. Храмова). / Л., Недра, 1982. 312 с.

47. Пименов М.В., Гужиков А.Ю., Сельцер В.Б., Иванов А.В. Палеомагнитная характеристика нижнебатских отложений разреза «Сокурский тракт» (Саратов) // Недра Поволжья и Прикаспия Саратов, 2006, вып. 47. С. 46-55.

48. Поспелова Г.А. Палеомагнитная шкала юрского-раннемелового времени. // Палеомагнетизм мезозоя и кайнозоя Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, Изд-во СО АН СССР, 1976. С.27-46.

49. Природа магнитных аномалий и строение океанической коры. / Под ред. Городницкого A.M. М.: ВНИРО, 1996. 282 с.

50. Рогов М.А., Киселев Д.Н. Кимериджские отложения России и сопредельных регионов. / Путеводитель геологической экскурсии. М.: ГИН РАН, 2007. 35 с.

51. Русаков О.М. Магнитное поле Земли в мезозое. Киев, 1969. 142 с.

52. Сибирцев Н.М. Заметка о юрских образованиях в северной части Нижегородской губернии (Макарьевском, Семеновском и Балахнинском уездах) // Зап. СПб Минер, об-ва. Сер. 2. 1886. Ч. XXIII. С. 72-81.

53. Стратиграфический кодекс России. Издание третье. / СПб.: Издательство ВСЕГЕИ, 2006. 96 с.

54. Третяк А.Н. Естественная остаточная намагниченность и проблема палеомагнитной стратификации осадочных толщ. / Киев, Наукова думка. 1983.256с.

55. Хаин В.Е., Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинамики. / М., изд-во МГУ. 1995. 480 с.

56. Храмов А.Н. Печерский Д.М., Молостовский Э.А., Родионов В.П. Палеомагнитная шкала палеозоя и мезозоя СССР // В кн.: Магнитостратиграфия и геодинамика. -М., Радио и связь, 1981. С. 28-51.

57. Шипунов С.В. Элементы палеомагнитологии. / М., Геологический институт РАН, 1994. 64 с.

58. Шрейдер А.А. Магнетизм океанской литосферы и линейные палеомагнитные аномалии // Физика Земли. 1992. - 6. - С.59-70.

59. Щербаков В.П., Ламаш Б.Е., Щербакова В.В. Природа намагниченности горных пород океанической коры / Природа магнитныхIаномалий и строение океанической коры.- М.: Изд-во ВНИРО, 1996.ГС.7-34.

60. Ямпольская О.Б. Палеомагнетизм и петромагнетизм нижнего мела Горного Крыма: стратиграфический и палеогеографический аспекты. / Автореф. дисс. на соискание уч/.с. кандидата геол.-мин. наук. Москва, 2005. 24 с. ji

61. Ямпольская О.Б., Барабошкин Е.Ю., Гужиков А.Ю., Пименов М.В., Никулыпин А.С. Палеомагнитный разрез нижнего мела Юго-Западного Крыма. // Вестник Московского Университета (Серия Геология). №1. 2006. С.3-15. у'

62. Besse J., Courtillot V. Apparent and true polar wander and the geometry of the geomagnetic field over the last 200 Myr // Journal of Geophysical Research, vol. 107, No. В11, 2300, doi:10.1029/2000JB000050, 2002, P. 6-1 631.

63. Cande S.C., Larson R.L., LaBreque J.L. Magnetic lineations in the Pacific Jurassic quiet zone // Early and Planetary Science Letters. 1978. V. 41. P. 436-440.

64. Channell J.E.T., Bralower T.J., Grandeso P. Biostratigraphic correlation of Mesozoic polarity chrons CM1 to CM23 at Capriolo and Xausa (Southern Alps, Italy). Earth Planet. Sci. Lett., v.85, 1987. P.203-221.

65. Colera T.J. Estudio Paleomagnetico у Magnetoestratigrafico del Periodo Jurasico en el Sistema Iberico // Memoria presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias Fisicas. 1994. 214 p.

66. Cope J.C.W. The role of the Secondary Standard in stratigraphy. Geol. Mag. 1996. V. 133. № l.P.107-110

67. Cox A.V. Gemagnetic reversals // Science. 1969. Vol.163, P.237-245.

68. Garza R.S.M., Bohnel H.N., Hernandez T. Paleomagnetism of the Cretaeous Morelos and Mezcala Formations, southern Mexico. // Tectonophythics, v.361, 2003. P.301-317.

69. Gradstein F.M., Agterberg F.P., Ogg J.G., Hardenbol J., Van Veen P., Thierry J., Huang Z.A Triassic, Jurassic and Cretaceous Time Scale. // Geochronology Tame Scales and Global Stratigraphic Correlation. SEPM Special Publication. No.54, 1995. P.95-126.

70. Gradstein, F.M., Ogg, J.G., Smith, A.G., et al. Geologic time scale 2004 (Cambridge Univ. Press)

71. Harland, W.B.; Armstrong, R.L.; Cox,A.V.; Craig, L.E.; Smith, A.G.; and Smith, D.G. A geologic time scale, 1989 edition. / Cambridge University Press: Cambridge, 1990. 263 p.

72. Heirtzler J.R., Dickson G.O., Herron E.M. et al. Marine magnetic anomalies, geomagnetic field reversals, and motions of the ocean floor and continents // J. Geophys. Res. 1968. Vol.73. P.2119-2136.

73. Housa V., Krs M., Man O., Pruner P., Venhodova D. Correlation of magnetostratigraphy and calpionellid biostratigraphy of the Jurassic/Cretaceous boundary strata in the Western Carpathians // Geologica Carpathica №50. 1999. P. 125-144.

74. Housa V., Krs M., Krsova M, Pruner P. Magnetostratigraphy of Jurassic-Cretaceous limestones in the Western Carpathians // Palaeomagnetism and Tectonics of the Mediterranean Region, Geological Society Special Publication No. 105. 1996. P. 185-194.

75. LaBrecque J.L., Hsu K.J., Carman Jr. M.F. et al. DSDP Leg 73: Contributions to Paleogene stratigraphy in nomenclature, chronology and sedimentation rates // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. -1983.-Vol.42.-P.91-125.

76. Larson R.L., Hilde T.W.C. A revised time scale of magnetic reversals for early Cretaceous, late Jurassic // Journal of Geophysical Research, v. 80. 1975. P. 2586-2594.

77. Larson R.L et Pitman III W.C. World-Wide Corelation of Mesozoic Magnetic Anomalies, and Its Implications // Geol. Soc. of Am. Bull. -1972. -Vol.83. P.3645-3662.

78. Lowrie W., Kent D.V. Geomagnetic reversal frequency since the Late Cretaceous // Earth and Planetary Science Letters.- Vol.62.- 3.- 1983.-pp. 305313.

79. McEIhinny M.W. The magnetic polarity time scale: prospects and possibilities in magnetostratigraphy // Contrib. Geol. Time Scale. 1978. -Vol.17. -4341.- P.57-65

80. McKenzie D.P. et Sclater J.G, The evolution of the Indian Ocean since the Late Cretaceous // Geophys. J.R. Astron. Soc. 1971. - Vol.25. -P.437-528.

81. Melendez G. Oxfordian Working group // Newsletter of the International Subcommission on Jurassic Stratigraphy. 2007. Vol.34, no.2. P. 17.

82. Ogg J.G. Magnetic Polarity Time Scale of the Phanerozoic. // Global Earth physics. A Handbook of Physical Constants. AGU Reference • Shelf 1.1995. P.240-270.

83. Ogg J.G., Hasenyager R.W. II, Wimbledon W.A. Jurassic-Cretaceous boundary: Portland-Purbeck magnetostratigraphy and possible correlation to the Tethyan faunal realm // GEOBIOS, M.S., 1994. № 17. P. 519-527.

84. Ogg J.G., Ogg G. Updated by to: Geologic time scale 2004 (Gradstein, F.M., Ogg, J.G., Smith, A.G., et al.; Cambridge Univ. Press), Version I, February 2006

85. Ogg J.G., Steiner M.B., Wieczorek J. and Hoffmann M. Jurassic magnetostratigraphy, 4. Early Callovian through Middle Oxfordian of the Krakow Uplands (Poland) // Earth and Planetary Science Letters, 1991, № 104. P. 488-504.

86. Opdyke, N.D., Channell J.E.T. Magnetic Stratigraphy. / Academic press,1996. 344 p.

87. Page K.N., Melendez G., Wright J.K. The ammonite faunas of the Callovian-Oxfordian boundary interval in Europe and their relevance to theestablishment of an Oxfordian GSSP // Volumina Jurassica. 2008. V.5. в печати.

88. Rogov M., Schepetova E., Ustinova M., Price G.D., Guzhikov A.,t

89. Pimenov M., Dzyuba O. A multi-proxy study of the Kimmeridgian/Volgian boundary beds in the Gorodischi section (Middle Volga area, Russia), the lectostratotype of the Volgian Stage // Volumina Jurassica. 2006. V.IV. P.208-210.

90. Steiner M.B. A ctratonic Middle Jurassic paleopole: Callovian-Oxfordian stillstand (J-2 cusp), rotation of the Colorado Plateau, and Jurassic North American apparent polar wander // Tectonics, Vol. 22, NO. 3, 1020, doi:10.1029/2001TC001284, 2003

91. Steiner M.B., Ogg I.G., Sandoval I. Jurassic magnetostratigraphy, Bathonian-Bajocian of Carcabucy, Sierra Harana and Campillo de Arenas (Subbetic Cordillera, Southern Spain) // Earth Planet. Sci. Lett. 1987. V.82. -P.357-372.

92. Van der Voo R. Palaeomagnetism of the Atlantic, Tethys and Iapetus oceans. / Cambridge: University press, 1993. 412p.

93. Vine F.J., Matthews D.H. Magnetic anomalies over oceanic ridges // Nature. 1963. - Vol.199. -P.947-949.

94. Wierzbowski A., A.L. Сое, M.W. Hounslow, B.A. Matyja, J.G. Ogg, K.N. Page, H. Wierzbowski and J.K. Wright. A potential stratotype for the178 J

95. Oxfordian/Kimmeridgian boundary: Staffin Bay, Isle of Skye, U.K. // Volumina Jurassica. 2006. -Vol. 4. P. 17-33.

96. Zijderveld, J.D.A. AC demagnetization of rocks: analisis of results. // In: Collinson, D.W., Creer, K.M., Runcorn, S.K. (Eds.). Methods in Paleomagnetism. Elsever, New York, 1967. P. 254-286.1. Фондовая литература

97. Молостовский Э.А. Шкала магнитной полярности мезозоя и кайнозоя и ее значение для стратиграфии (по материалам Западной части СССР) / Дисс. на соискание уч. с. доктора геол.-мин. наук. Том 1. Саратов, 1986. 401с.

98. Молостовский Э.А., Еремин В.Н., Гужиков А.Ю. и др. Отчет по теме: Палеомагнитная стратиграфия мезозойских и кайнозойских отложений южных и юго-восточных районов европейской части СССР. Часть I. / Саратов. Фонды НИИ Геологии СГУ, 1989. 193 с.

99. Молостовский Э.А., Еремин В.Н., Гришанов А.Н. Отчет по теме: Палеомагнитная стратиграфия мезозойских и кайнозойских отложений европейской части СССР. / Саратов. Фонды НИИ Геологии СГУ, 1977. 339 с.

Информация о работе

Пименов, Максим Викторович
кандидата геолого-минералогических наук
Саратов, 2008
ВАК 25.00.01

Диссертация

Палеомагнетизм и петромагнетизм средне-верхнеюрских отложений Русской плиты - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы