Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Палеоокеанологические реконструкции Тихого океана для конца позднего мела (маастрихт) по планктонным фораминиферам

ВАК РФ 04.00.10, Геология океанов и морей

Автореферат диссертации по теме "Палеоокеанологические реконструкции Тихого океана для конца позднего мела (маастрихт) по планктонным фораминиферам"

РГб од

2 7 т 1997

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ имени И Е ШИРШОВА

На правах рукописи УДК 551.563. 12(261)

СОКОЛОВА Екатерина Алексеевна

ПАЛЕООКЕАНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ТИХОГО ОКЕАНА ДЛЯ КОНЦА ПОЗДНЕГО ШЛА (МААСТРИХТ) ПО ПЛАНКТОННЫМ ФОРАМИНИФЕРАЫ

04.00.10 ( Геология океанов и морей)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-1997

Работа выполнена в Институте океанологии им. П. П. Ершова РАН

Научные руководители:

доктор биол. наук X Е Саидова

кандидат г. -м. наук Л. Ф. Копаевич

Официальные оппоненты:

доктор г. -м. наук, профессор В. М. Подобина

кандидат г. м. наук В. Н. Беньямовский

Ведущая организация:

ВНИИ геологии и минеральных ресурсов

Мирового Океана.

Защита состоится (р^ра^ 1997 г. в jj часов на заседании

Специализированного совета К. 002.86.02 по присуждению ученой степени кандидата наук в Институте океанологии им. П. Е Ширшова РАН (117S.8* Москва, ул. Красикова, 23).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института океанологии им. IL IL Ширшова РАН

Автореферат разослан " " igg£ г.

Ученый секретарь Специализированного совета к. г. -м. наук

- 3 -

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Закономерности распределения раковин современных и кайнозойских планктонных фораминифер в океанических осадках хорошо изучены. По планктонным форминиферам сделаны и опубликованы климатические и батиметрические построения для ряда кайнозойских временных срезов. Очевидно, что в распределении раковин позднеме-ловых фораминифер наблюдаются сходные закономерности, позволяющие выполнить различные палеоокеанологические реконструкции для этого периода. Однако материалы, опубликованные по этому вопросу, недостаточно систематизированы и не очень полны. Дальнейшие микропалеонтологические исследования мезозойского осадочного чехла весьма актуальны. Поэтому обработка имеющихся у автора материалов по позднемеловым планктонным фораминиферам представляет большой интерес.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являются обобщающие исследования по палеоокеанологии Тихого океана в позднемеловое время по планктонным фораминиферам. В соответствии с этой целью перед автором диссертационной работы ставились и были решены следующие задачи:

1. Изучить качественный и количественный состав раковин планктонных фораминифер из маастрихтских отложений Тихого океана в образцах из кернов скважин глубоководного бурения.

2. Установить закономерности распределения раковин планктонных фораминифер в осадках и на этой основе реконструировать палеоокеанические условия, существовавшие в Тихом океане в Маастрихте.

а. Реконструировать климатическую зональность для наиболее характерных срезов Маастрихта.

б. Выяснить связи между палеоглубиной и составом танатоценозов маастрихтских планктонных фораминифер.

в.Выявить особенности региональных маастрихтских комплексов ракови планктонных фораминифер.

Фактический материал диссертавдоннс работы составил 530 образцов из кернов 33-х скважин глубоководного б^ рения в океане и ив 6-и разрезов Новой Зеландии, Австралии и Евразш Определено 119 видов планктонных фораминифер. Помимо этого в pa6oi использовались видовые списки планктонных фораминифер с данными,о кс личественном и полуколичественном распределении видов, опубликован® для разрезов Новой Гвинеи, Новой Зеландии, Австралии и Евразии (Be! ford,1960; Mc.Gowran,1968; Webb,1971; Найдин и др.,1984; Копаевич, С< полова, 1992) и для ряда скважин глубоководного бурения ( Initial п ports of the deep see drilling project,Wash. 1969-1988, V.6-103).

Методы исследования. Для реконструкции климат ческой зональности в позднем мелу применялись положения метода, ра работанного М.С.Барашом (1984) для других временных срезов.

Для выделения палеоглубинных уровней используется разработанны автором метод (Соколова,1993)(См.гл.4).

Защищаемые положения.

1.По планктонным фораминиферам для четырех наиболее характера временных срезов (хронозон) Маастрихта в океане и в окраинных шелыЗ вых морях южного полушария выделены умеренно теплая, субтропичесн и тропико-субтропическая климатические зоны, характеризующиеся сос ветствующими типами танатоценозов, выделенных по соотношению раков* относящихся к разным климатическим группам.

2. Для шести стратиграфических интервалов Маастрихта в Европе! кой палеобиогеографической области аналогичным образом выделены у»

ренно теплая,переходная и субтропическая климатические зоны.

3. Полученные результаты свидетельствуют о похолодание, имевшем место в изученных регионах на границе мелового и палеогенового периодов. Миграция границ палеоклиматических зон на протяжении Маастрихта звидетельствует также о перестройке распространения поверхностных водных масс в Маастрихте. Палеоклиматическая зональность, восстановленная з результате фораминиферового анализа, и последовательность изменения ишиатических событий коррелируется с известными колебаниями палеокли-¿ата.

4. С помощью разработанного автором метода определения палеоглу-¡инных уровней, в Тихом океане для среднего Маастрихта выделены три гровня осадконакопления. Каждому уровню соответствует определенная ¡еличина степени сохранности комплекса планктонных фораминифер и оп-»еделенные соотношения планктонных и бентосных форм, а также ювениль-:ых и взрослых, устойчивых и не устойчивых к растворению раковин ланктонных фораминифер.

Научная новизна. Полученные автором результаты позво-яют количественно выразить закономерности распределения фораминифер в аастрихтских отложениях. По планктонным фораминиферам реконструирова-а климатическая зональность, существовавшая в маастрихтское время в ихом океане и прилегающих регионах.

В процессе работы были детально восстановлены колебания климата, «евшие место в течение Маастрихта.

Автором была разработана методика определения палеоглубин по сох-анности раковин планктонных фораминифер и по составу их комплексов, гководствуясь этой методикой, автор реконструировал палеоглубины,су-зствовавшие в ряде регионов Тихого океана.

Практическая ценность и реализация

работы. 1. Положения диссертации легли в основ/ опубликованных па-леоклиматических карт и схемы миграции климатических поясов в Маастрихте.

2. Палеоклиматические реконструкции для маастрихтского века имею-, теоретическое и практическое значение для более полного понимали сложных закономерностей формирования климатических и палеобатиметри-ческих условий, характерных для конца мелового периода.

3. Сделанные построения необходимы для более полного пониманю процессов формирования осадочных отложений и связанных с ними полезны; ископаемых в океане.

4. Разработанный автором метод определения палеоглубинных уровне] может быть использован для определения глубин накопления карбонатны: илов в позднем мелу.

Основные положения диссертации докладывались на III Тихоокеансш школе по морской геологии (1987); II1-м Советско-Китайском симпозиум! по геологии (1989); Международной школе по морской геологи (1988,1990,1992); Х1-м Всесоюзном микропалеонтологическом совещаний 1990); У-ом и VI-см Симпозиумах по стратиграфии и палеоокеанологи Мирового океана... (1990,1992); 1У-ой Всесоюзной конференции по проблемам палеоэкологии... (1991); XXXIX- . ХЫ1 . сессиях Палеонтологическое общества (1993-1996). По теме диссертации опубликовано 2$ работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Она содержит 203 страница - аз 7О иллюстраций 13 таблиц фото-таблицы.

Автор считает приятным долгом поблагодарить своих руководителе] доктора. <3 ко логических наук Х.М. Саидову и кандидата геолого-

минералогических наук Л Ф. Копаевич, а также А. П. Лиеицина, И. 0. Мурдмаа М. С. Еараша, Л. И Зоненшайна, Е С. Блюм, Л. П. Волокитину, Е С. Оськину.

И. А. Басова за содействие в осуществлении работы.

Глава 1. ПЛАНКТОННЫЕ ФОРАМИНИФЕРЫ КАК ОСНОВА ДЛЯ ПАЛЕООКЕАНО-ЛОГИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЙ.

Планктонные фораминиферы чрезвычайно чувствительны к изменениям условий окружающей среды, поэтому качественный и количественный состав лх комплексов существенно меняется при изменении этих условий. Кроме того, раковины фораминифер сохраняются в океанических осадках на протяжении миллионов лет. На основании этих особенностей изучение распределения раковин ископаемых фораминифер в океанических осадках имеет геключительно важное значение для разных палеоокеанологических построений. Прежде чем делать эти построения необходимо понять:

^Закономерности распределения с о -¡ременных фораминифер втолще воды. Изме-¡ение физикохимических факторов по разному влияет на разные виды план-гтонных фораминифер. Бз (1977) удалось установить для каждого вида со-юкупность оптимальных условий.

Большое значение в жизненном цикле планктонных фораминифер имеет ;х вертикальное расселение в водной колонке. А. Вэ (1977) выделяет ри ассоциации планктонных фораминифер в зависимости от их вертикаль-ого распространения. Первая ассоциация представлена "поверхностными" ормами, обитающими в верхних 50 метрах. Ко второй "среднеглубинной" ссоциации относятся фораминиферы обитающие на глубине от 0 до 100 м. Глубоководные" формы имеют наиболее широкий диапазон вертикального асселения. Они встречаются в поверхностных водах, присутствуют в ме-опелагической (300-1000 м.) и даже батипелагической (1000-3000м.) во-ах океана.

Климатическая приуроченность видов. А. Вэ и Д. Торделенд (1977)

построили карты ареалов для нескольких десятков видов планктонных фораминифер из Атлантического и Индийского океанов. По ареалам распрост ранения и по расположению районов максимальной концентрации вид планктонных фораминифер объединяются в климатические группы. А. Б (1977) выделяет пять фаунистичкских провинций: 1. арктическая и антарк тическая; 2. субарктическая и субантарктическая; 3. северная и южная пе реходные; 4. субтропическая; 5. тропическую провинции. В каждой провин ции встречаются виды разных климатических групп, но соотношение эти групп в разных провинциях различно. В расположении фораминиферовы провинций наблюдается биполярность, что свидетельствует о их широтно климатической природе.

2. Распределение раковин фораминифе в океаническихосадках. После отмирания форами нифер их раковины отлагаются на дне и образуют танатоценозы, которы отличаются от комплексов живых фораминифер (биоценозов). Обычно рако вины подвергаются различным внешним воздействиям. Растворение ракови тоже способствует изменению их комплекса после погружения его на дно Растворение раковинного материала начинается там, где придонные вод: недосыщены СаСо3. По мере увеличения глубины недосьаценность воды СаСо постепенно увеличивается. Ниже уровня, который .& Бергер (1971) назва " фораминиферовым лизоклином", растворение раковинного материала про исходит уже не постепенно, а резко. С. М. Савин и Р. Г. Дуглас зкспери ментальным путем установили, что каждый вид имеет свою индивидуальну: устойчивость к растворению (1973), а следовательно свой специфически: уровень лизоклина. Исследовав степень растворенности раковин мого сделать вывод, на какой глубине происходило захоронение данного комплекса Это помогло автору выделить три палеоглубинных уровня осадко-накопления. Подробно этот материал освещен в 4-ой главе настоящей ра

боты.

Несмотря на все перечисленные отличия танатоценозов фораминифер от биоценозов соотношения климатических групп видов в танатоценозах в общем соответствует их прижизненным соотношениям. Это объясняется тем, что растворение карбонатов, циркуляция вод, их температура и другие экологические факторы в значительной мере контролируются климатом (Лисицын, 1974) .

Изучение распределения раковин фораминифер в осадках позволило провести климатическую группировку видов и реконструировать климатическую зональность сначала для четвертичных отложений (Бараш,1988), позднее для плиоценовых (Оеькина и др. ,1982), миоценовых (Блюм,Соколова, 1987) и позднемеловых отложений. Последнему исследованию посвящены В и 3 главы настоящей работы.

1.2. История применения планктонных фораминифер для стратиграфии и палеоокеанологических построений позднего мела. Биос трат и графическое расчленение {аастрихтских отложений проведено по разным группам фауны: белемнитам, [звестковому нанопланктону, аммонитам, брахиоподам, бентосным и планк-'онным фораминиферам.

Автор настоящей работы принимает шкалу разработанную ( РгетоН И1уа,е1. е1.1981) для расчленения океанических отложений. Согласно той шкале маастрихтский ярус подразделяется на четыре зоны по планк-онным фораминиферам. Для маастрихтских разрезов Европейской палео-иогеографической области автор принимает региональную шкалу (Найдин др.1984) разработанную по макрофауне и бентосным фораминиферам. Сог-асно этой шкале маастрихтский ярус подразделяется на два подъяруса и ять зон.

Палеоклиматические условия геологического

прошлого по планктонным фораминифкрам восстанавливались по аналогии с современными. ( Webb,1971; Malumian,1978; Крашенинников,Басов,1985; Вишневская 1991 и др. ) подразделяют меловые планктонные фораминиферы по степени тепдолюбивости на две климатические группы (ассоциации): умеренную (австральную) и субтропическую (теплолюбивую). Для выделения климатических зон используется соотношение между разными группами видов, относительное обилие вида в танатоценозе и преобладание в нем той или иной морфологической разновидности.

К сожалению, пока не удается выработать единой терминологии в названии климатических вон и адекватности в проведении их границ. Кроме того климатические зоны реконструировались Ф. Бротцен (1936); Р. Г. Дуглас (1969); В. Слайтер; Р. Англада (1985); R А. Крашенников и К А. Басов

(1985) для очень широких возрастных интервалов позднего мела Климатические реконструкции сделаны и для более узких возрастных интервалов (Worsley, Martini, 1970,1974; Dercourt et. al, 1993; Discussion et. el., 1993; Чумаков и др., в печати; Жарков и др. ,1996; Valdes et.al. 1996.).

Дальнейшее исследование в этой области проводилось автором настоящей работы ( см. Гл. 2 и 3).

Изучение меловых планктонных фораминифер показывает, что их видовой состав и соотношение холодноводных и тепловодных элементов вверх по разрезу не остаются постоянными, меняются также размер и очертания климатических зон. Реконструкции климатических колебаний в меловое время сделаны В. А. Крашенинниковым и И. А. Басовым (1985,1988); А. Бурсма

(1986),Э. Дж. Кауфманом (1986) и другими исследователями. Согласно этим реконструкциям в раннем Маастрихте имели место локальные колебания климата, но в целом в течение Маастрихта наблюдалась общая тенденция к похолоданию, особенно усилившемуся в конце позднего Маастрихта. Позд-немаастрихтское похолодание подтверждается данными автора ( 1989 ).

Распределение меловых планктоных фора м'и нифер в водной колонке океана и их раковин в осад к е. Опираясь на метод актуализма можно предположить, что в мелу, как и сейчас на разных глубинах обитали виды, отличающиеся толщиной стенки, интенсивностью скульптуры, формой камер и размером раковин. Сравнивая морфотипы современных и меловых планктонных фораминифер М. Харт и X Бейли (1979) выделили среди альб-сантонских, а Л.Ф. Копаевич (1989) среди маастрихтских фораминифер три ассоциации: "мелководную", "переходную" и "глубоководную".

Кроме того для реконструкции палеоглубин с успехом используется соотношение планктонных и бентосных форм. Изучая комплексы позднемело-вых фораминифер из карбонатных пород В. Слайтер (1975) делал выводы о глубинах формирования мелового осадка. По его мнению, если бентосные фораминиферы составляют 98%, то палеоглубина на которой формировался осадок не превышает 50м. По мере увеличения палеоглубины соотношение планктон / бентос постепенно меняется на противоположное. На глубине более 1000м количество раковин планктонных фораминифер снова начинает уменьшаться и на критической глубине около 3000м из-за растворения (Berger,1975; Andel, et.el.,1975) планктонные фораминеферы составляют не более 5%.

Влияние избирательного растворения на состав танатоценозов фораминифер. Соотношение видов планктонных фораминифер и процентное содержание планктонных и бентосных форм в биоценозах после отмирания и осаждения раковин искажаются вследствие избирательного растворения.

Очевидно, что раковины разных видов древних меловых фораминифер тоже имели разную устойчивость к растворению, но общепринятых универсальных эмпирических рядов растворимости для раковин меловых форами-

нифер пока не существует. Многие исследователи (Сагоп,1975; Doug-1as,1971; Sliter,1977; Крашенинников и Басов,1985) сходятся на том, что химический состав, морфологические особенности раковин, толщена их стенки и степень орнаментации оказывают большое влияние на степень устойчивости раковин к растворению. Р. Дуглас (1971) отмечает, что различная степень устойчивости прослеживается иногда даже на родовом уровне. По мнению М. Карон, это справедливо только в относительно узких широтных пространствах и далеко не для всех родов. Например, род Hete-rohelix включает виды, отличающиеся разными морфологическими особенностями и, следовательно, разной устойчивостью к растворению.

Глава 2. КЛИМАТИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ТИХОГО И КЖНОЙ ЧАСТИ АТЛАНТИЧЕСКОГО ОКЕАНОВ В МААСТРИХТЕ ПО ПЛАНКТОННЫМ ФОРАМИНИФЕРАМ.

Для реконструкции климатической зональности океана в Маастрихте в настояшэй работе использованы собственные ( 300 образцов из керно! глубоководного бурения; 50- из двух разрезов Новой Зеландии и дву> разрезов Австралии) и литературные данные о распределении раковю планктонных фораминифер в океанических осадках ( Smith, Рооге,1984; Крашенинников, Басов 1985; SI iter,1987; Соколова 1988,1989а,19906 \ разрезах, изученных на территории современных •континентов ( Sliter, 1987; Roth, 1987 идр.). Использовались опубликованные оценки палео-температур ( Бурсма,1986; Roth,1987, и др.)

Карты климатической зональности строились на палинспастическиз основах (Зоненшайна и др., 1984). В результате анализа палеонтологических данных для изучения были выбраны четыре среза соответствующе, согласно зональной схеме,(РгетоП Silva,1981) раннему (зона Globotrun-cana triсагinata), началу среднего (зона Globotruncana gansseri), концу среднего ( зона Globotruncana contusa) и позднему Маастрихту ( зон;

АЬа1ЬошрЬа1из шауагоепз1з). Все данные, имеющиеся для того или иного подотдела стратиграфической шкалы усреднялись и картировались на этих срезах.

Для реконструкции климатической зональности позднемелоЕого океана были применены положения, разработанного для плиоцена метода ( Ба-раш,1989). Для позднемеловых осадков по ареалам видов и районам их максимальной концентрации выделены три климатические группы. -Состав этих групп остается постоянным на протяжении всего изучаемого разреза.

Реконструкция климатической зональности Маастрихта, как ухе говорилось, была проведена для четырех временных уровней. Сначало для раннего Маастрихта ( зона 61о1хЛ.гипсапа 1г1сагтаЬа).

Климатическая зональность для зоны Б1оЬоЬгипсапа I г 1 с аг 1 п а I а Раннемаас-трихтские отложения этой зоны, обогащенные раковинами планктонных фораминифер, были изучены в кернах 14 скважин Тихого океана, 13 скважин Юшой Атлантики и 4-х разрезах Новой Зеландии и Австралии. При обработке образцов в исследованных отложениях было найдено 114 видов планктонных фораминифер. Из них 42 вида широкого распространения.

Для реконструкции климатической зональности необходимо определить виды планктонных фораминифер в ту или иную климатическую группу. С этой целью для каждого широкораспространенного вида была построена карта его широтного распространения. При сравнении этих карт выясне-лось, что по ареалам распространения и районам максимальной концентрации раковин виды можно расположить в ряд от самого холодноводного к самому тепловодному и подразделить на три климатические группы: умеренную, субтропическую и тропическую.

К умеренной группе были отнесены следующие 12 видов (Виды здесь и далее расположены в порядке увеличения тепловодности): 61оЬ1дег1пе11о-

"ides volutus, Hedbergella holmdelensis, H. monmouthensis, HeteroheliJ globulosa, H. striata, Globigerinelloides asperus, G, impensus, Hetero-helix pulchra, Globigerinelloides subcarinatus, Heterohelix pseudo-pulchra, Globigerinelloides prairiehillensis, G. multispinatus.

Все рассмотренные виды имеют весьма похожие ареалы распространения. Районы их максимальной концентрации ( суммарное содержание рако-

с

вин более 60% ) находятся в Тихом океане южнее 75 ее, ав Атланти-р

ческом - южнее 50 ю. ш. В низких шротах виды этой группы представлень единичными раковинами.

Виды субтропической группы: Planoglobulina multicamerata, P. car-seyae, Globotruncanita elevata, Globotruncanella havanensis, Globo-truncana insignis, G. dupeublei, G. hill i, Globotruncanella petaloidea, Globotruncana falsostuarti, Rugoglobigerina hexacamerata, Globotruncanita subspinosa, Rugoglobigerina rugosa, Globotruncanita stuartifor-■mis, G. angulata, Globotruncana esnehensis, G. oriental is, Rugotrunca-na ellisi распространены весьма широко. Они имеют два района макси-

о

мальной концентрации раковин- в северном полушарии на широте 10 с. ш. \

о

в южном -на широте 60-65 ю. ш.

Тропическую группу составляют следующие виды: Rosita fornicata, Rugotruncana subpennyi, Globotruncana arca, Rosita patelliformis, Ru-gotruncana subcircumnadifer, Globotruncana rosetta, Gublerina robusta, Rosita plicata, Pseudoguembelina costulata, Globotruncana aegypti-aca, G. linneiana, Pseudotextularia elegans. Раковины этих видов имеют относительно узкие ареалы распространения, находящиеся исключительнс в низких широтах. Районы их максимальной концентрации расположены не

о

широте 15 ю. ш.

Танатоценозы раннемаастрихтоких планктонных фораминифер определенные в отложениях, вскрытых различными скважинами, в той или иной степени отличаются друг от друга. По соотношениям раковин видов, относящихся к разным климатическим группам были выделены три типа танатоценозов: тропико-субтропический, субтропический, умеренно теплый и ряд переходных подтипов.

Для остальных трех временных срезов Маастрихта была проделана такая же работа, как для рассмотренного среза раннего Маастрихта.

Климатические зоны океана для четырех изученных срезов реконструировались на основе распространения тех или иных типов танатоценозов. Границы между зонами проводились на равном расстоянии от точек с разными типами танатоценозов или через точки с переходным типом.

Выделенные зоны не имеют и не могут иметь прямых аналогов с современными зонами. В маастрихтское время не было условий, характерных для современной тропической и умеренной зон. Однако тот факт, что полученные зоны представляют собой полосы субширотного простирания, последовательно сменяющие друг друга от экватора к высоким широтам, различия в морфологических признаках раковин видов, доминирующих в разных типах танатоценозов, а также палеотемпературные оценки позволяют сделать вывод, что эти зоны являются климатическими поясами.

Таких поясов в мастрихтское время было четыре: тропико-субтропический располагался в низких широтах, палеотемпературные оценки - 20 -24°С; два субтропических переходных (17-20°С); один умеренно теплый, развитый в высоких широтах Южного полушария (13-17°С).

Размеры климатических зон и очертания их границ в течение Маастрихта изменялись. Например в Тихом океане умеренно теплая зона в южном полушарии в начале Маастрихта едва намечается в районе южного острова

Новой Зеландии - около 70°ю. ш. В течение Маастрихта она постепенно расширяется и ее северная граница смещается в позднем Маастрихте до 45' ю. ш. Субтропическая зона в течение Маастрихта смешается к экватору на 20-25°. Тропико-субтропическая зона сужается в течение Маастрихта на 20°. В среднем Маастрихте она ненадолго расширяется.

В результате анализа изменения положения границ климатических зон можно сделать следующие выводы о климате океана в Маастрихте.

1. Климат в северном полушарии был холодней чем в южном. Границы климатических зон в океане в северном полушарии были смещены к экватору.

2. Границы климатических зон особенно в высоких шротах южного полушария в течение Маастрихта смешались к экватору, то есть в высоких широтах происходило похолодание.

3. В низких широтах похолодание началось только в конце среднего Маастрихта ему предшествовала серия локальных потеплений - тропи-ко-субтропическая зона расширялась.

4.Субтропическая зона сузилась поскольку в среднем Маастрихте климат стал более контрастным.

5. Конец позднего Маастрихта отмечен повсеместным похолоданием.

Глава 3. СРАВНЕНИЕ ТАНАТ0ЦЕН030В МААСТРИХТСКИХ ПЛАНКТОННЫХ ФОРАМИНИФЕР ОКЕАНА И РЯДА ЭШКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ БАССЕЙНОВ СЕВЕРНОГО ПОЛУШАРИЯ.

Помимо материала из образцов кернов глубоководного бурения были изучены маастрихтские планктонные фораминиферы из 180 образцов, отобранных автором из разрезов Средней Азии и Крыма. Кроме того были использованы списки планктонных фораминифер из разрезов Восточного При-каспия ( Найдин и др.1984, Копаевич,Соколова,1992).

Анализ видового состава раковин фораминифер показал, что во всех рассмотренных разрезах в отличии от океанических отложений преобладают

бентосные формы. Состав планктонных фораминифер значительно обеднен (не более 30 видов). Климатическая природа 16 видов установлена при изучении океанических комплексов, 5 широко распространены во всех эпи-континентальных бассейнах, но не встречаются в океанических.

Все данные, имеющиеся для того или иного подотдела стратиграфической шкалы усреднялись и картировались на шести временных срезах Маастрихта (шкала Найдин и др. 1984).

Сначала было рассмотрено распределение раковин в начале раннего Маастрихта (зона Angulogavelinella gracilis). Для каждого вида, климатическая природа которого уже установлена при изучение океанических комплексов, была составлена карта ареала его широтного распространения. При этом вьиснилось, что концентрация раковин видов, относящихся к разным климатическим группам в разных разрезах не одинакова. Для отложений каждого разреза было определено соотношение раковин видов, относящихся к разным климатическим группам. На этом основании танатоценозы были отнесены к одному из трех типов: умеренно теплому, переходно-му-умеренно субтропическому и субтропическому. Аналогичная работа была проведена для остальных пяти временных срезов Маастрихта. Граница климатических зон проводилась так же, как и в океане на равном расстоянии от точек с разными типами танатоценозов или через точки с переходным типом.. При этом выяснилось, что в течение всего Маастрихта через весь изученный регион проходила граница умеренно теплой и субтропической зон. Причем в раннем Маастрихте в восточной части изученного региона между умеренно-теплой и субтропической зонами был развит переходный умеренно субтропический тип танатоценоза и по нему выделена одноименная климатическая зона.

Миграция климатических вон в течение Маастрихта. В изученном регионе южная граница умеренно теплой зоны в начале раннего мастрихта проходила в Северном При-каспии (разрез Уил). В течение Маастрихта она постепенно смещалась и югу и только в середине позднего Маастрихта эта тенденция была нарушена: происходит временное скачкообразное смещение этой границы к северу, быстро вновь сменяющееся ее южной миграцией. В конце Маастрихте эта граница проходила уже на самом юге изученного региона (разреза Не-бит-Даг). Переходная от умеренно теплой к субтропической зона занимала в начале раннего Маастрихта всю северную часть рассматриваемого региона до 50° с. ш. К концу раннего Маастрихта эта зона начала постепеннс сужаться и в начале позднего мастрихта полностью выклинилась. Южная граница субтропической зоны намечается только в раннем Маастрихте н районе самого южного разреза Небит-Даг.

В результате анализа изменения положения границ климатических зок на изученных срезах мокно сделать следующие выводы о климате изученного региона в Маастрихте.

По планктонным фораминиферам климат на большей части рассматриваемой территории в начале раннего Маастрихта был умеренно субтропический, в конце раннего Маастрихта - умеренно теплый и умеренно субтропический, а в позднем Маастрихте - умеренно теплый. В средней част* позднего Маастрихта имели место локальные потепления. Некоторая "пульсационность" в появлении килеватых скульптированных таксонов былг связана,.возможно , с активизацией теплых течений из области Тетиса. I самом конце позднего Маастрихта имело место резкое похолодание.

В целом климат в изученном районе Европейской палеобиогеографической области был ровным и однородным по сравнению с климатом океане более прохладным.

- 19 -

Глава 4. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАЛЕОГЛУБИННЫХ УРОВНЕЙ.

Танатоценозы, состоящие из раковин фораминифер и образовавшиеся на разных палеоглубинах существенно отличаются друг от друга.

Отличия эти связаны с двумя причинами. Если танатоценоз образовался на глубине менее 50 м, то ряд наиболее "глубоководных" форм там отсутствует в силу того, что их не было в биоценозе. По этой же причине там несколько увеличивается количество бентосных форм. Если же та-итоценозы образовались на разных глубинах значительно превышающих ?лубину прижизненного обитания планктонных фораминифер, то они отличается разной сохранностью раковин.

Автор предполагает, что разным палеоглубинным уровням соответствуют разные соотношения планктонных и бентосных форм; ювенильных и взрослых, устойчивых и неустойчивых к растворению раковин планктонных (гараминифер и, главное, в осадках, сформировавшихся на разных палеог-нубинах находятся раковины планктонных фораминифер, имеющие разную зохранноеть.

Чтобы подтвердить это предположение и установить каким именно па-неоглубинам соответствуют какие значения перечисленных соотношений, 1Втор рассмотрел срез океанических карбонатных органогенных пород зреднего Маастрихта, вскрытый скважинами глубоководного бурения в Тисом океане. Первый раз при разработке метода рассматривался контрольной срез в котором палеоглубины, существовавшие в период образования кадка. были уже определены по бентосным фораминиферам (Саидова,1980). \втор • располагал 66-ю образцами из кернов 13-и скважин глубоководного 5урения. В исследованных отложениях было отмечено 103 вида планктонных Еюраминифер.

В результате проведенного исследования вьиснилось, что по мере увеличения палеоглубины значения всех перечисленных соотношений изме-

няются скачкообразно, составляя как бы три палеоглубинных уровня. Это очень хорошо видно на графиках приведенных в работе.

В океанических отложениях, образовавшихся в пределах третьего па-леоглубинного уровня, то есть на глубине более 2300м преобладают раковины бентосных фораминифер. Планктонные фораминиферы составляют <20% комплекса. Их раковины очень сильно растворены. Это, как правило, даже

не раковины, а отдельные их фрагменты. Степень сохранности комплекса

*

планктонных фораминифер не превышает 15%. Ювенильные раковины в этом комплексе полностью отсутствуют.

Комплексы раковин, характерные для осадков,накопившихся в пределах второго палеоглубинного уровня (1500-2300м) на 20-60 % состоят из планктонных фораминифер. Их раковины имеют в основном среднюю и плохук сохранность. Ювенильных раковин в комплексе очень мало (<2 %). Они отличаются очень плохой сохранностью. Степень сохранности комплексе планктонных фораминифер составляет (20-55 X).

В отложениях, образовавшихся на палеоглубине менее 1500м (первьй палеоглубинный уровень) раковины планктонных форм составляют 60-95 2 комплекса. По мнению автора комплексы раковин планктонных фораминифер из осадков первого палеоглубинного уровня, накопившихся на разных глубинах, несколько отличаются друг от друга, в связи с чем первый палео-

* Степень сохранности комплекса раковин планктонных фораминифер, вычислялась автором по предложенной им фор- КохМох+КхИх+КсЫс+КпМп

муле где И- количество раковин планктон- Б=-

ных фораминифер разной сохранности ( ох- 100

очень хорошей , х-хорошей, с-средней, п-

плохой); К- коэффициент сохранности раковин ( Кох=87, Кх-62, Кс=37 Кп-12). Значения К выведены при построении гистограмм сохранности.

- 21 -

глубинный уровень подразделяется на два подуровня.

Раковины планктонных фораминифер, отложенные на глубине значительно превышающей максимальную глубину их прижизненного обитания (800 -1500м) и отвечающей первому подуровню, составляют 60-80 % и отличаются, в основном, хорошей, иногда средней сохранностью (степень сохранности комплекса 55-651). Все виды представлены как взрослыми, так и ювенильными формами, причем последние составляют до 20 %. Характерно, что поверхность многих раковин несколько стерта как бы "припудрена". Все эти признаки, по мнению автора, говорят о том, что имело место выборочное, как правило, незначительное растворение.

В мелководных отложениях, сформировавшихся на глубине менее 800м раковины планктонных фораминифер составляют до 957. комплекса ( из них 40%- ювенильные формы. Большая часть раковин, даже самые не устойчивые к растворению, имеют хорошую и очень хорошую сохранность. Растворения на таких глубинах практически не было. Степень сохранности комплекса планктонных фораминифер равна 70-80 %. Если в вышеописанном комплексе все виды представлены ювенильными и взрослыми формами, то можно предположить, что данный осадок формировался на глубине, равной или незначительно большей, чем максимальная глубина прижизненного обитания планктонных фораминифер (155 -600м). Если же часть видов характеризуется полным рядом форм от ювенильных до взрослых, а специфические "глубоководные" виды представлены только ювенильными особями (при этом количество бентосных фораминифер несколько увеличивается), то данный комплекс, вероятно, является еще более мелководным. Такие комплексы в океанических осадках встречаются очень редко, но зато они широко оас-пространены в отложениях эпиконтинентальных бассейнов северного и шельфовых морях южного полушарий.

Выводы о палеоглубинах по ряду скважин глубоководного бурения подтверждаются расчетами Л. А. Савостина с соавторами (1980) и данными X. М. Саидовой по бентосным фораминиферам (1930).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящей работе проанализированы данные по видовому составу планктонных фораминифер в маастрихтских осадках Тихого и Атлантического океанов, а также из ряда эпиконтинентальных бассейнов Европейско] палеобиогеографической области и из окраинных шельфовых морей южног< полушария. Этот анализ позволил реконструировать климатическую зональность, существовавшую в маастрихтское время в изученных регионах ] восстановить три палеоглубинных уровня осадконакопления в Тихом океан» 1.Виды маастрихтских планктонных фораминифер были расположены в ря; по их относительной тепловодности и объединены в климатические группы Танатоценозы планктонных фораминифер с разным соотношением видов, принадлежащим к разным климатическим группам, относятся к разным типам.

На основе пространственного распределения типов танатоценозо: построены карты климатической зональности для четырех наиболее харак терных стратиграфических интервалов Маастрихта в океане и для шести Европейской палеобиогеографической области.

В результате в океане были выделены четыре климатические зоны

тропико-субтропическая располагалась в низких широтах, палеотемпера

о

турные оценки поверхностных водных масс-20-24 С; две субтропически о

переходные (17-20 С); одна умеренно-теплая, развитая в.высоких широта Южного полушария (13-17с'С).

В течении Маастрихта размеры и очертания этих зон изменялись. Данные по океанам хорошо коррелируют с я с данными по шельфовым морям южного полушария.

1.Климат в северном полушарии был холодней чем в южном.

2.Климат в Маастрихте был однородным и мягким по сравнению с сов-

ременным климатом и даже с климатом раннего Кайнозоя. Это подтверждается палеотемпературными оценками. Поверхностная вода в высоких широтах была довольно теплой ( 13-18сС), а в низких относительно прохладной (.20-23° С).

3. В высоких широтах южного полушария в течение Маастрихта имела место четкая тенденция к похолоданию. Это токе подтверждается палеотемпературными оценками. Температура поверхностных вод там понизилась в течение Маастрихта на 5°С)

4. В низких широтах обеих полушарий похолодание началось только в конце среднего Маастрихта, ему предшествовала серия локальных потеплений.

5. В среднем Маастрихте климат в океане не надолго стал более контрастным.

6. В зпиконтинентальных бассейнах северного полушария климат стал более контрастным только в начале позднего Маастрихта.

7. В середине позднего Маастрихта там имели место локальные потепления.

8. В конце Маастрихта резко похолодало во всех изученных регионах. Позднемаастрихтское похолодание подтверждается данными Чумакова Ей с с соавторами (в печати).

II. Разработанный автором метод определения палеоглубинных уровней по сохранности раковин планктонных фораминифер и по составу их комплексов позволил выделить в южной части Тихого океана три уровня осад-конакопления. Выделенные уровни соответствуют следующим палеоглубинам: первый уровень - палеоглубина менее 1500м; второй - от 1500 до 2300 м; третий - более 2300м

- ы -

РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Климатическая зональность Тихого океана в позднем миоцене ni данным фораминиферового анализа (Совместно с ЕС. Блюм ) // Тез. докл V Всесоюзной школы морской геологии iL 1984. Т. 1. С. 11-13.

2. Климатическая зональность Мирового океана в позднем миоце» ( Совместно с Блюм Е С., Ивановой Е. В., Оськиной ЕС.) // Тез. докл. : Всесоюзной школы "Стратиграфия осадочного чехла Мирового океана"1984

3. Климатическая зональность Мирового океана в Маастрихте по данны фораминиферового анализа //Тез. дкл. 3-ей Тихоокеанской школы по морско: геологии Владивосток. 1987. Т.1. С. 83-85.

4. Климатическая зональность Тихого океана в миоцене по данным ана лиза комплексов планктонных фораминифер (Совместно с Е С. Блюм //Билл МОИП отд. геол. 1987. Вып. 6. С. 116-130.

Вып. 6. С. 116-130.

5. Экологические группировки планктонных фораминифер Маастрихта / Тез. докл. 11Х Всесоюзной школы морской геологии Т. 1.М. 1988. С. 115.

6. Климатическая зональность Тихого и Атлантического океанов в ма астрихте по планктонным фораминиферам // Океанология. 1989. Т. XXIX Вып. 4. С. 625-632.

7. Изменение климата в Центральной части Тихого океана в поздне мелу //Тез. докл. 111 Советско-Китайского симпозиума Владивосток 1989.

8. Распределение характерных видов планктонных фораминифер в миоце не ( Совместно с Оськиной ЕС., Ивановой Е.В., Блюм ЕС.) // Нео ген-четвертичная палеоокеанология по микропалеонтологическим данны Е Наука 1989.

9. Танатоценозы планктонных фораминифер в миоцене // Там же ( Сов местно с Оськиной Е С., Ивановой Е. В., Блюм Е С.)

10. Комплексы маастрихтских планктонных фораминифер разных батимет

рических уровней палеоокеана (возвышенность Шатского) //Тез. докл. XI Всесоюзного микропалеонтологического совещания. М. 1990 С. 124-125.

11. Сравнение комплексов кампан-маастрихтских планктонных фораминифер по ряду скважин южной части Тихого океана //Тез. докл. IX Всесоюзной школы морской геологии. М. 1990. Т. 1.С. 76.

12. Маастрихтские ориктоценозы планктонных фораминифер из скважин Атлантического океана и и эпиконтинентальных разрезов ( Совместно с Копаевич JL Ф. //Тез. докл. IX Всесоюзной школы морской геологии М. 1990.

13. Миграция климатических зон в Атлантическом океане в позднем меду // Тез.докл. IV Всесоюзной конференции по проблемам палеонтологии уюрей Арктики. Апатиты. 1991. С. 69-70.

14. Comaprison of thanatocenoses of Late Cretáceos plankton forami-lifera formed at various paleodepths in the Pacific Ocean // Abstracts эГ IV Chinese-Soviet symposium geology of the Pacific marginal Seas. /.1 China Qingdao. 1991. P. 56-57.

15. Сравнение танатоценозов маастрихтских планктонных фораминифер, образовавшихся на разных палеоглубинных уровнях // Тез. докл. X Между-1ародной школы морской геологии М. 1992. Т. 1.С. 46.

16. Сравнение танатоценозов маастрихтских планктонных фораминифер, образовавшихся на разных палеоглубинах // Тез. докл. X Международной пколы морской геологии М. 1992. Т. 1. С. 46.

17..О новой методике определения сохранности раковин планктонных [юраминифер // Там же М. 1992. Т. 1. С. 48

18. Влияние палеоглубины на состав комплексов позднемеловых планктонных фораминифер // Стратиграфия отложений и палеоокеанология Миро-юго океана. М. Наука. N1. 1993. С. 60-65.

19. Влияние избирательного растворения на состав танатоценозов ран-{емаастрихтских фораминифер // Тез. докл. XXXIX сесси Палеонтологи-

- 26 -

ческого общества. Санкт-Петерб. 1993. С. 76-77.

20. Сравнение танатоценозов маастрихтских планктонных фораминиф океана и ряда эпиконтинентальных бассейнов северного полушария // Те; докл. ХЬ сессии Палеонтологического общества. Санкт-Петерб. 1994.

21. Сравнение ориктоценозов позднемеловых фораминифер, сформирова: шихся на разных палеоглубинах // Тез. докл. 1 Международного симпозиу по биостратиграфии нефтегазоносных бассейнов. Санкт-Петерб. 1994. С.

22. Сравнение состава танатоценозов и сохранности раковин форамин фер в осадках, образовавшихся на разных глубинах // Тез. докл. XI Ме дународной шкалы Морской геологии М. 1994. Т. 1. С. 47-48.

23. Планктонные фораминиферы и климатическая зональность Пацифика южной Атлантики в Маастрихте // 'Тез. докл. конф. молодых ученых Бю МОШ, отд. геол. 1994. Т. 69. Вып.1. С. 113.

24. От изучения видов позднемеловых планктонных фораминифер к реко струкции их климатических сообществ // Тез. докл. ХЫ1 сессии Палеонт логического общества Санкт-Петерб. 1996. С. 77-78.

25. Эволюция сообществ планктонных фораминифер в позднем мелу в в соких широтах южного полушария // Тез. докл. XL.HI сессии Палентолог ческого общества Санкт-Петерб. сдано в печать.