Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Палеоценовые и эоценовые флоры Центральной Евразии

ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Макулбеков, Нургали Макулбекович, Москва

* А-

Российская Академия наук Палеонтологический институт

На правах рукописи УДК 561:551.583

МАКУЛБЕКОВ Нургали Макулбекович

Палеоценовые и эоценовые флоры Центральной Евразии

(этапы развития, корреляция морских и континентальных толщ)

04.00.92Палеонтология и стратиграфия

Я

Дтш.да я

! ПрезидиШо$сА

II В 4-,........., ....

]! (решение от " Л_ " & £ ГЭ^г., №

"Ют!?»" степени -»шнертмтч^екиж наук в форме научного доклада;;

а!

рисудил ученую степень ДОКТОРА \

начальник управления БАК

Н:

Работа выполнена в Палеонтологическом институте Российской Академии наук

Официальные оппоненты:член

докт. докт.

-корр. РАН Л.Ю.Буданцев геол.-мин.наук М.А.Ахметьев геол.-мин.наук Л.В.Ровнина

Ведущее учреждение: Московский государственный университет, кафедра палеонтологии

Защита состоится . . 1997 г. в час.

на заседании специализированного ученого совета Д.002.47.01 при Палеонтологическом институте РАН по адресу: Москва, Профсоюзная ул., 123.

С комплектом публикаций автора по теме диссер'1' можно ознакомиться в библиотеке Отделения биологичс^ ук РАН (Москва, Ленинский проспект, 33).

?

Автореферат разослан .....*,.....

Отзывы, заверенные печатью, в 2-.< ,:нлярах просим отравлять по адресу: 117647, Москва, Профсоюзная ул., 123, Палеонтологический институт РАН, спецсовет.

Ученый секретарь специализированного, совета

Е.Л.Дмитриева

Я

9Х -

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Палеоценовые и эоценовые флоры Нижнего Поволжья, Казахстана и Монголии до последнего времени оставались наиболее слабо изученными среди кайнофитных флор Евразии. Имеющийся разрозненный материал не позволял сделать по ним обобщающие выводы. Поэтому эти флоры не подвергались систематическому обзору. Из истории развития растительного мира Центральной Евразии выпадали наиболее важные ее этапы - изменение флор на основных рубежах палеогена. Необходимо было восстановить этот пробел: выяснить систематический состав и тип флоры палеоцена и эоцена Нижнего Поволжья, Казахстана и Монголии, определить основные этапы их развития и установить биогеографическую принадлежность флор. Без изучения всей последовательности развития наземных флор невозможно было восстановить природу формирования палеоэкосистем палеоцена и эоцена Центральной Евразии.

Палеоцен-эоценовые флоры Нижнего Поволжья и Западного Казахстана обнаружены преимущественно в морских наложениях с богатым комплексом фораминифер, нанопланк-тгона, радиолярий и моллюсков, что позволило увязать с ^континентальные толщи с флорами палеоцена и эоцена ь Неверного, Центрального, Восточного Казахстана и Южной г Гоби с зональной шкалой палеогена. Благодаря чередованию морских и континентальных отложений этот регион может служить эталоном флорогенетической Последовательности и

играть роль важнейших фитостратиграфических реперов для всей Евразии.

Цели и задачи исследования. На основании монографически обработанных палеоцен-эоценовых флор Нижнего Поволжья, Казахстана и Монголии поставлены следующие задачи:

1) выяснить систематический состав и тип флоры этих регионов;

2) уточнить стратиграфическое положение и возраст исследованных флор в общей геохронологической шкале палеогена;

3) установить характер изменения палеоцен-эоценовых флор на основных рубежах палеогена;

4) определить основные этапы развития палеоценовых и эоценовых флор Нижнего Поволжья, Казахстана и Монголии;

5) определить фитогеографическую принадлежность палеоценовых и эоценовых флор Казахстана и Монголии.

Научная новизна. Впервые на большом фактическом материале монографически изучены палеоцен-эоценовые флоры Казахстана и Монголии. На основании новых данных критически пересмотрен систематический состав эталонных флор Нижнего Поволжья и Западного Казахстана. Установлены и исследованы ранее неизвестные флоры в Мугоджарах, в Актюбинском Предуралье, Северном, Центральном Казахстане и Монголии (Южная Гоби). По-новому рассматривается флорогенез Центральной Евразии в палеоцене и эоцене.

Выявлены основные этапы развития флоры. Установлены филогенетические связи доминантных таксонов сем. Тахо-(Насеае и Fagaceae. Определен характер изменения флоры на рубежах палеоцена и эоцена Центральной Евразии. Проведено фитогеографическое районирование этих флор. Выделены Центрально-Азиатская, Волжско-Мугоджарская и Днепровско-Селетинская провинции с указанием типа флор и эндемичных таксонов. На основании находок палеоцен-эоценовых флор Казахстана и Монголии в толщах, содержащих богатую фауну, определен их возраст и они по микрофауне (фораминиферы, нанопланктон), а также позвоночным увязаны с зональными

шкалами палеогена, разработанными по этим группам. Установлена последовательность фитостратиграфических комплексов и осуществлена их привязка к международной геохронологической шкале. Выделены фитостратиграфические реперы для региональной и межрегиональной стратиграфической корреляции.

Материал. Основу работы составляет оригинальный фактический материал, собранный автором из более четырех десятков местонахождений на территории Казахстана и Монголии за 36-летний период работы в этих регионах. В работе также использованы коллекции ископаемых растений, переданные автору в свое время специалистами геологических учреждений Казахстана, а также Ботанического института им. B.J1. Комарова и ВСЕГЕИ (С.-Петербург). Флоротипом палеоцен-эоценовых флор Южного Урала и Мугоджар мы считаем растительные остатки из Камышина (гора Уши). Уникальная по таксономическому составу и сохранности флора этого местонахождения до моих исследований не была обработана как единое целое. После первой сводки, написанной в начале века А.Н. Красновым (1910) и попытки A.A. Колаковского (1965) пересмотреть камышинские «дубы» эта флора так и не была исследована в едином ключе. С этой целью мною была изучена коллекция А.Н. Краснова (1910), сборы H.A. Траутшольда( 1875), А.Н. Павлова (1896), И.В. Палибина, М.Э. Янишевского, А.Д. Архангельского, Б.Н. Можаровского, хранящиеся в настоящее время в Музее им. В.И. Вернадского (Москва) и являющиеся самыми представительными по численности и таксономическому составу. В Казанском государственном университете и Палеонтологическом музее была исследована коллекция В.И. Баранова, собранная им самим из Камышина в 1938, 1949 гг., а также сборы О.М. Мокшиной, сделанные ею в 50-х годах. Помимо личных сборов, сделанных на Южном Урале и в Мугоджарах, использованы также коллекции А.Н. Криштофовича по находкам Г.И. Водорезова, A.A. Петренко, Г.С. Трошина. Часть образцов из этой коллекции, по любезному разрешению Т.Н. Банковской, была передана мне на исследование. Из коллекции Н.Д. Василевской, собранной ею в Романколе в 1950 г., по

предложению Т.Н. Байковской было пересмотрено и определено большое количество образцов с камышинскими «дубами». Исследованы также некоторые сборы, сделанные геологом A.A. Сегединым в 60-х годах на Южном Урале, и находящиеся в данное время во ВСЕГЕИ. Всем коллегам выражаю особую признательность за предоставленную возможность исследовать эти растительные остатки.

Преимущественно по литературным данным и частично по личным сборам проанализирована палеогеновая флора Зайсанской впадины, которая изучается И.А. Ильинской, Э.В. Романовой, в последние годы М.А. Ахметьевым.

В работе не рассматриваются раннебартонские флоры Туркмении (Коровин, 1932; Василевская, 1949, 1957) и Ирана (Макулбеков, 1983), так как автор не имел возможности посетить эти местонахождения и собрать коллекции.

Теоретическое и практическое значение. Палеоцен-эоценовые флоры Центральной Евразии развивались в прибрежно-морских и континентальных условиях и поэтому были ареной взаимодействия субтропических и теплоумеренных флор. Эволюция растительных сообществ, кроме внутренних причин, находилась здесь под влиянием Тетического бассейна с его связями с Арктическим, Атлантическим и Тихим океанами. В зависимости от ланд-шафтно-климатических условий и геологических событий на западе Центральной Евразии развивались флоры влажных, аридных субтропиков, на востоке - теплоумеренные, экотонные флоры, которые в конце эоцена преобразовались в пред-тургайскую флору. В периоды климатического оптимума (ранний-средний эоцен) и пессимума (поздний эоцен-ранний олигоцен) наблюдается взаимная экспансия этих флор в Центральной Евразии.

По флорам Примугоджарья и Казахского Урала удалось вывести палеоцен-эоценовые флоры Центральной Евразии на единую зональную шкалу морского палеогена и провести достоверную корреляцию между палеоцен-эоценовыми флорами Западной, Восточной Европы и Центральной Азии.

Отдельные положения и выводы автора использованы в многотомном издании «Ископаемые цветковые растения

СССР» (Ленинград, 1972, 1982), в Биологическом энциклопедическом словаре (Москва, Советская энциклопедия, 1986), в Национальном атласе Монгольской Народной Республики (Улан-Батор, Москва, 1990), в Путеводителе Палеонтологического музея им. Ю.А. Орлова, изданном в Японии на английском языке (Токио, 3 991), в экспозиции Палеонтологического музея им. Ю.А. Орлова (Москва), в Ботаническом музее Ботанического института им. В.Л. Комарова (С.-Петербург), в Московской геологоразведочной академии им. С. Орджоникидзе (Москва), в Палеонтологическом музее Академии наук Республики Казахстан (Алма-Ата), в краеведческих музеях гг. Камышина, Саратова, в Палеонтологическом музее Казанского университета им. В.И. Ульянова-Ленина.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации докладывались на Международном геологическом конгрессе в Чехословакии (Прага, 1968), на XII Международном ботаническом конгрессе (Ленинград, 1975), на Пан-Европейской палеоботанической конференции в Австрии (Вена, 1991), на Международном симпозиуме «Эволюция экосистем» (Москва, 1995), неоднократно на Межрегиональных конференциях по стратиграфии и палеоклиматологии палеогена Казахстана, Монголии и юга России (Москва, Алма-Ата, Улан-Батор), на сессиях Всесоюзного палеонтологического общества (Ленинград, Москва, Алма-Ата), на конференциях Совместной Советско-Монгольской палеонтологической экспедиции (Москва, Улан-Батор), на научных семинарах лаборатории палеоботаники Ботанического института им. В.Л. Комарова РАН (С.-Петербург, 1967, 1973, 1982), лаборатории палеофлористики Геологического института, лаборатории палеогеографии Географического института РАН (Москва), лаборатории палеобиологии Зоологического института НАН Республики Казахстан (Алма-Ата), на заседаниях сектора позвоночных и беспозвоночных Палеонтологического института РАН (Москва), на сессии палеогеновой комиссии МСК в 1996 г. (Москва).

Публикации. По теме диссертации опубликовано три монографии общим объемом более 45 п.л., 42 научных статьи и одна сводка при участии автора.

Работа выполнена в Палеонтологическом институте РАН. Начальный этап изучения палеоцен-эоценовых флор Центральной Евразии проходил в лаборатории палеобиологии Института зоологии Национальной Академии наук Республики Казахстан при содействии профессора B.C. Корниловой и доцента Э.Р. Орловской, которым автор выражает посмертную благодарность. Неоднократно наиболее интересный и сложный в таксономическом отношении палеоботанический материал обрабатывался в лаборатории палеоботаники Ботанического института им. B.J1. Комарова, где автор пользовался советами и консультациями академика А.Л. Тахтаджяна, член-корр. РАН Л.Ю. Буданцева, Т.Н. Байковской, С.Г. Жилина, И.А. Ильинской, И.В. Васильева. В Геологическом институте РАН (Москва) по вопросам биостратиграфии континентальных отложений постоянную помощь оказывали М.А. Ахметьев, В.Н. Беньямовский, Е.В. Девяткин. Автор считает своим приятным долгом также выразить искреннюю благодарность профессору В.А. Красилову за содействие в этой работе.

Глава I. ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ПАЛЕОЦЕНОВЫХ И ЭОЦЕНОВЫХ ФЛОР ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЕВРАЗИИ

Нижнее Поволжье. История исследования палеогеновых флор Нижнего Поволжья начинается с первой половины XIX века. По сборам Р. Мурчисона (1845) Г. Гёпперт определяет из камышинской флоры первые растительные остатки. Позднее из этого местонахождения H.A. Траутшольд, А.П. Павлов, М,Э. Янишевский, А.Д. Архангельский, Б.Н. Можаровский собирают богатейший материал по флоре Камышина. В начале XX в. И.В. Палибин первым из отечественных палеоботаников возвращается к изучению камышинской флоры. А.Н. Краснов (1910) публикует первую сводку по этой флоре. В 40 и 50-х годах исследуют флору Камышина В.И. Баранов, Л.Ю. Буданцев, О.М. Мокшина. A.A. Колаковский (1965), критически пересмотрев камышинские «дубы», выделяет новый род Ushia. В 1977 г. автором была монографически исследована остававшаяся до тех пор разрозненной коллекция по флоре горы Уши в Нижнем Поволжье.

Западный Казахстан. В 30-х годах чрезвычайно интересную флору Мугоджар и Южного Урала обнаружили геологи Г.И. Водорезов и A.A. Петренко. По определениям А.Н. Криштофовича Г.И. Водорезов (1937) публикует первые сведения о мугоджарских флорах, а A.A. Петренко (1937, 1953) - об уникальной флоре Романколь на Южном Урале. В 50-х годах большую коллекцию растительных остатков из Романколь собирает Н.Д. Василевская, затем В.И. Баранов и

Г.С. Трошина. В 1959 г. П.А. Мчедлишвили сообщает первые сведения об эоценовой флоре Шандинского грабена в Актюбинском Предуралье. В 60-е годы P.A. Сегедин занимается детальной разработкой стратиграфии палеогеновых отложений Мугоджар и Южного Урала и открывает новые местонахождения палеогеновых флор. Позже к этой работе подключается В.Н. Беньямовский. В 70-х годах автор также собрал большой материал по палеоцен-эоценовым флорам Мугоджар и Южного Урала. Открыты новые местонахождения флор в Западном Примугоджарье и в бассейне реки Орь, которые затем легли в основу монографии по палеогеновым флорам Западного Казахстана и Нижнего Поволжья (Макулбеков, 1977), наряду с предыдущими сборами по этим районам. В это же время из Романколя С.Г. Жилин собирает небольшую коллекцию растительных остатков. По сборам Н.Д. Василевской Т.Н. Банковская (1984) публикует монографию о флоре Романколь.

Северный Казахстан. Первые растительные остатки в кварцитовидных песчаниках были собраны Е.Д. Шлыгиным в районе оз.Сегеты и Д.С. Коржинским в бассейне р.Шиндерты. А.Н. Криштофович (1933) установил, что они относятся к субтропической флоре. В западной части Казахского нагорья Т.Е. Быков (1936), К.А. Смирнов (1936) и И.С. Павлов (1936) обнаружили наличие растительных остатков в кварцитовидных песчаниках. В 1949 г. М.С. Быков открыл местонахождение флоры в обрыве оз.Жамантуз в Павлодарском Прииртышье. В 1951 г. Л.Ю. Буданцев собрал отсюда более полную коллекцию. По определению B.C. Корниловой (1958) она имеет среднеэоценовый возраст. Местонахождение флоры Такырсор было найдено геологом И.Ф. Никитиным. Л.Ю. Буданцев (1953, 1956, 1957) детально изучает эту флору и определяет ее возраст как поздне-эоценовый. В 1953 г. К.И. Тинкельман собирает флору Домбралы (Корнилова, 1955). В 1954 г. К.С. Сальменова (Корнилова, Сальменова, 1958) обнаружила флору Кульболды. В 1966 г. B.C. Корнилова публикует список кайнозойских флор Казахстана, известных для того времени. В 60-х годах автор открыл много новых местонахождений палеогеновых флор в Павлодарском Прииртышье и произвел массовый сбор растительных остатков. Итоги

исследования этих флор были изложены в монографии по эоценовым флорам Северного Казахстана (Макулбеков, 1972).

Зайсанская впадина. Первые сборы растительных остатков были сделаны здесь в начале XX в. В.В. Резниченко. Позже сборы производили в этом регионе H.H. Беляев, А.Н. Синельников, A.A. Козырев, Ф.И. Русанов, H.A. Плотников, И.Ф. Гончаров, А.Г. Борисов. Первые данные об этих сборах опубликовал И.В. Палибин (1909). Большой вклад в изучение палеогеновой флоры г.Ашутас сделали М.Ф. Нейбург (1928), затем И.В. Палибин (1933). В 1956 г. выходит монография по флоре г.Ашутас, первоначальный вариант которой был написан И.В. Палибиным, Н.В. Ярмоленко и К.К. Шапаренко. Под руководством А.Н. Криштофовича эти данные были пересмотрены Т.Н. Байковской, В.И. Грубовым и И.А. Ильинской.

Новый этап в исследовании флоры Зайсанской впадины связан с именем И.А. Ильинской, которая сделала наибольший вклад в историю изучения кайнофитной флоры этого региона. К этой проблеме затем подключались Э.В. Романова, Г.С. Раюшкина, М.А. Ахметьев. Много сделали в разработке биостратиграфии Зайсанской впадины геологи B.C. Ерофеев, Б.А. Борисов и Ю.Г. Цеховский. В 70-х годах автор производит сбор растительных остатков из нижнепалеогеновых отложений этого региона.

Заалтайская Гоби. Первые сведения об ископаемых древесинах Монголии появились в 20-х и 40-х годах по работам Американской и Советской палеонтологических экспедиций в Южной Гоби. Данных по листовой флоре кайнозоя не было. В 1973 г. монгольский геолог Д. Бадамгарав обнаружила несколько отпечатков листьев, о�