Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Позднепермская и триасовая ихтиофауна Европейской России

ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Миних, Максим Георгиевич, Саратов

_ ч л . ~ 15>

V . /

/ \„:_. ' ч-у ......

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ САРАТОВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

оезиди^;

й эдаекие ш'"

Я

Я

Й^-ЙЕСУДЯД УЧ ;•

О С С И Щ^/

Г., №На правах р^к

ЖТОРА

ПОЗДНЕПЕРМСКАЯ И ^РИАСОВАЯ ИХТИОФАУНА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ (систематика, этапы развития, стратиграфическое значение)

Специальность 04.00.09 - Палеонтология и стратиграфия

Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Саратов -1998

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте г еологии Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор А.Н.Олейников

Ведущая организация: Казанский государственный университет

Запита состоится 5 июня 1998 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 063.74.07 в Саратовском государственном университете им.Н.Г.Чернышевского в 53 аудитории 1-го учебного корпуса по адресу: 410601, г.Саратов, ул. Астраханская, 83.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в Научной библиотеке Саратовского государственного университета им. Н. Г. Чернышеве кг- >

(ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург)

доктор биологических наук МФ.Ивахненко (ПИН РАН, г.Москва)

доктор геолого-минералогических наук А.К.Замаренов

(НВ НИИГГ, г.Саратов)

т

го доклада разослана 1998 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета, доктор геолого-минералогических наук

Г.В.Кулёва

Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение позднепермской и триасовой ихтиофауны является частью палеонтологического фундамента, необходимого для реконструкции геологической истории и развития жизни на рубеже палеозоя и мезозоя - одном из критических в истории биоты. Практические аспекты разрабатываемых проблем связаны с использованием ихтиофауны перми и триаса Европейской России в решении ряда прикладных задач геологии. Рыбы, являясь существенным элементом водной палеобиоты, до недавних пор были одной из наименее изученных групп ископаемых организмов в регионе и мало использовались в стратиграфии. Вместе с тем, ископаемая ихтиофауна обладает в этом плане значительным потенциалом, поскольку скелеты рыб и особенно их мелкоразмерные остатки (ихтиояиты) довольно часто встречаются в породах различного генезиса - от морских до континентальных.

Цель работы - обобщение исследований ихтиофауны поздней перми и триаса Европейской России, уточнение её таксономического состава и выяснение этапности развития - как основы стратиграфического расчленения и корреляции разрезов.

Защищаемые положения и научная новизна. На защиту выносятся:

1. Уточнённая система позднепермских и триасовых рыб Европейской России с выделением около 30 новых таксонов от подвидового до отрядного уровня.

Система ископаемых рыб перми и триаса существенно уточнена выделением нового отряда лучепёрых Eurynotoidiförmes Min. et A.Min. в составе типового семейства и S родов, из которых раннетатарский род Kichkassia с видом К. fürkae установлен автором. Из лучепёрых также описаны: среди элонихтииформ в семействе гонатоидид - род Toyemia с вятским видом Т. tverdochlebovi, из высокотелых платисомиформ - новые казанские виды известного рода Platysomus - Р. soloduchi и Р. bashkirus, уфимский вид - Р. solikamskensis, новый казанско-раннетатарский род Kargalichthys с видами - К. efremov! и К. pritokensis, новый род Ufalepis с уфимским видом U. magnifikus; среди дискордихтииформ - новый род Mutovinia с позднетатарским видом М. Stella. Среди мясистолопастных в составе двоякодышащих впервые открыт и описан в перми России татарский вид Gnathorhiza tatarica, а также семь новых триасовых таксонов того же рода Gnathorhiza и пять - рода Ceratodus (из них вид С. donensis описан в соавторстве с Э.И.Воробьёвой).

2. Этапность развития ихтиофауны в течении поздней перми и триаса, являющаяся основой ихтиофаунистического обоснования региональных и местных стратиграфических схем верхней перми и триаса Европейской России.

Впервые для выявления этапности развития ихтиофауны в течении поздней перми и триаса предложено использовать эволюцию наиболее характерных и лучше изученных семейств рыб: для уфимского, казанского и раннетатарского интервала - платисомид, для позднетатарско го - гонатоидид, для ветлужского времени раннетриасовой эпохи - лепидосиренид, а с яренского времени до конца среднего триаса - церагодонтид. Для большей детализации эволюции позднепермских и триасовых рыб региона крупные этапы разделены на подэтапы: уфимский, казанский, раннетатарский, северодвинский и вятский -

для позднепермской эпохи и ранневетлужский, березниковский, раннеяренский, позднеяренский и среднетриасовый - для триасового периода.

При ихтиофаунистическом обосновании региональных стратиграфических подразделений верхней перми и триаса использован весь состав ископаемой ихтиофауны, включая акуловых, цельногоповых, мясистолопасткых и лучепёрых рыб. Впервые в составе позднепермской и триасовой ихтиофауны выявлено 4 суперихтиокомплекса, отражающих этапность развития ископаемых рыб на рубеже палеозоя и мезозоя. Верхнепермскому интервалу разреза отвечают платисомусовый и тойемиевый, а триасовой части - гнаторизовый и цератодовый суперихтиокомплексы. Первый из них включает уфимский, казанский и раннетатарский, а второй - северодвинский и вятский ихтиокомплексы. Гнаторизовый суперихтиокомплекс представлен одним ветлужским ихтиокомплексом, а цератодовый рассматривается в составе яренского и ереднетриасового ихтиокомплексов. Каждый из них (кроме раннетатарского) включает по две-три разновозрастные группировки ископаемых рыб, позволяющие детализировать разрез до подгордаонта.

3. Унификация стратиграфических схем триаса для регионов Московской и Мезенской синеклиз, Волго-Уральской антеклизы, юго-востока Воронежской антеклизы и Южного Приурапья с выделением рада региональных и местных стратонов.

Впервые в нижнем триасе Московской и Мезенской синеклиз, Волго-Уральской антеклизы, юго-востока Воронежской антеклизы и Южного Приуралья выделены новые яренский надгоризонт и усть-мыльский горизонт (последний в соавторстве с И.В.Новиковым и В.Р.Лозовским) по присутствию в одновозрастных разнофациальных разрезах региона характерных двоякодышащих рыб.

Впервые в региональной стратиграфической схеме триаса Мезенской синеклизы выделены по комплексу палеонтологических и палеомагшгсных данных новые местные подразделения: в Яренской впадине - красноборская и вашкинская свиты ветлужского возраста, лопатинская и гамская свиты, объединённые автором в яренскую серию; в Сафоновском прогибе -чучепальская, ларкинская и пижмомезенская свиты ветлужского возраста. Разработанная автором схема триаса вошла в состав Унифицированной схемы для Московской и Мезенской синеклиз, Волго-Уральской антеклизы и юго-востока Воронежской антеклизы.

4. Общая тафономическая классификация местонахождений ихтиофауны и выделение в составе ископаемых рыб триаса ряда таксонов, рассматриваемых в качестве аналогов современных проходных форм, по которым возможна корреляция разнофаииальных отложений, включая морские и континентальные.

Впервые разработана тафономическая классификация местонахождений ископаемых рыб с выделением бассейнового и континентального рядов обстановок захоронений ископаемых рыб. В басейновом ряду охарактеризованы семь тафономических типов - обстановок захоронения рыб: а) относительно глубоководный, б) среднего шельфа, в) мелководного шельфа, г) баров и береговых валов, д) мутьевых потоков на мелком и среднем шельфе, е) турбидитоподобных гравититов, ж) субаквальных частей дельт и подводных течений. Для континентального ряда

г

описаны три тафономических типа: а) субаэральной дельты, б) русловой и в) пойменных озёр и стариц.

Впервые предложено рассматривать в качестве аналогов современных проходных рыб ископаемые двоякодышащие родов Gnathorhiza и Ceratodus, гибодонтные акулы родов Hybodus и Lissodus и лучепёрых рода Saurichthys, встречающихся как в морских, так и в континентальных разрезах триаса мира. Показано, что такие хорошо изученные дипнои, как Gnathorhiza triassica baskunchakensis Min., Gn. bogdensis Min., Ceratodus multicristatus Vorob., C. jechartiensis Min., C. donensis Vorob. et Min. и некоторые другие, позволяют сопоставлять разнофациальные (морские и континентальные) отложения позднеоленёкского (яренского) возраста в пределах Московской и Мезенской синеклиз, Волго-Уральской антеклизы, юго-восточной части Воронежской антеклизы, Южного Приуралья и северо-западной части Прикаспийской впадины.

Теоретическое и практическое значение. В теоретическом плане проведённые исследования ископаемой ихтиофауны верхней перми и триаса расширяют познание водной биоты позднего палеозоя и раннего мезозоя Европейской России; уточняют положение в системе рыб и рыбообразных ряда известных позднепермских лучепёрых и двоякодышащих и установленных автором порядка 30 новых таксонов от подвидового до отрядного уровня. Выявленная этапность развития ихтиофауны поздней перми и триаса имеет большое значение для выяснения эволюции животного мира и геологической истории Земли на рубеже палеозоя и мезозоя - одном из критических в истории биоты, а также определяет значение остатков рыб для стратиграфического расчленения и корреляции разрезов верхней перми и триаса Европейской России.

Практическое значение выполненных исследований определяется, прежде всего, использованием выявленных закономерностей в развитии ихтиофауны для разработки и усовершенствования унифицированной стратиграфической схемы триаса большей части Восточно-Европейской платформы, а также для ихтиофаунистического обоснования всех выделяемых стратиграфических подразделений верхней перми Европейской России. Определённое практическое значение имеет и возможность проведения корреляции разнофациальных толщ по присутствию в морских и континентальных разрезах триаса мира остатков двоякодышащих, некоторых акуловых и лучепёрых рыб - экологических аналогов современных проходных. По некоторым видам триасовых двоякодышащих подобная корреляции разнофациальных толщ Европейской России реализована выделением региональных фёдоровского и гамского горизонтов в составе яренского надгоризонта, отвечающих верхнеоленёкскому подъярусу нижнего триаса.

Предложенные автором новые местные и региональные подразделения использованы при создании унифицированных стратиграфических схем верхней перми и триаса Восточно-Европейской платформы и Урала, утвержденных РМСК (1992) и МСК (1982,1988). С участием автора составлены и опубликованы Государственная геологическая карта СССР (Мезень) масштаба 1:1000000(1991) и карта мощности осадочного чехла ВосточноЕвропейской платформы (мезозой) в масштабе 1:500000 (! 989).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались автором на сессиях Палеонтологического общества (Санкт-Петербург, 1974, 1994, 1997); на Всесоюзных научных семинарах по методам тафономических исследований (Саратов,1986, 1989); на Межведомственных стратиграфических совещаниях по уточнению унифицированных стратиграфических схем верхней перми и триаса Восточно-Европейской платформы и Урала (Саратов, 1979; Ленинград, 1985; Свердловск, 1988); на конференции, посвященной памяти С.В.Мейена (Москва, 1988); на XI Всесоюзной геологической конференции Коми АССР (Сыктывкар, 1988); на секции верхней перми и триаса РМСК по центру и югу Русской платформы (Саратов, 1972, 1991 и 1995); на Межведомственном совещании по палеонтологии и стратиграфии континентальных отложений перми и триаса Северной Евразии (Москва, 1995); на Всероссийской научной конференции "Проблемы изучения биосферы" (Саратов, 1996); на международной научной конференции Теология и минеральные ресурсы юго-востока Русской плиты" (Саратов, 1998). Кроме того, автор выступал с докладами на Международном геологическом конгрессе "Пермская система Земного шара" (Россия, Пермь, 1991); на Международных научных коллоквиумах и симпозиумах по ихтиофауне (Москва, 1972; Эстония, Таллинн, 1987, 1991; Германия, Гётгинген, 1993).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы автором в одной личной (Триасовые двоякодышащие рыбы востока Европейской части СССР, 1977) и в 10 коллективных монографиях (главы "Рыбы" в книгах "Стратотипический разрез баскунчакской серии нижнего триаса горы Большое Богдо", 1972; "Стратиграфия СССР. Триасовая система", 1973; "Опорный разрез татарского яруса р.Сухоны" 1981; "Биостратиграфия континентального триаса Южного Приуралья", 1995; "Стратотипы и опорные разрезы верхней перми Поволжья и Прикамья", 1996, а также ихгиофаунистические разделы в книгах: "Стратиграфическое и палеогеографическое значение верхнепермских и триасовых позвоночных Восточно-Европейской платформы и Приуралья", 1979; "Объяснительная записка к региональным стратиграфическим схемам триасовых отложений Восточно-Европейской платформы" в "Решениях МСК по триасу Восточно-Европейской платформы", 1982; "Проект унифицированной схемы триаса..." и "Расчленение триасовых отложений Восточно-Европейской платформы по ихтиофауне" в кн. "Триасовые отложения ВосточноЕвропейской платформы", 1985; раздел "Триасовые отложения Московской, Мезенской синеклиз, Волго-Уральской антеклизы и Предуральского прогиба" в книге "Триасовые континентальные отложения России", в печати). Кроме того, по теме диссертации опубликовано и сдано в печать лично и в соавторстве более 60 статей в научных журналах и сборниках как у нас в России, так и в США, Германии, Франции и Эстонии.

Объём работы. Диссертация основана на всех вышеперечисленных публикациях, общим объёмом более 40 печатных листов, в которых отражены основные защищаемые положения.

Исходные материалы и личный вклад автора. В работе использован большой геологический и палеонтологический материал, полученный автором за тридцать лет полевых и камеральных исследований в составе

экспедиций НИИ Геологии СГУ от Прикаспия на юге до полуострова Канин на севере Европейской России. Значительная часть собранных материалов передана автору для изучения его коллегами по институту: В.Г.Очевым, В.АХаряиновым, С.П.Рыковым, В.А.Ефремовым, Г.И.Твердохлебовой и В.П.Твердохлебовым, а также геологами из других организаций: Г.И.Бломом, Т.Е.Горбаткиной, Н.К.Есауловой, М.Ф.Ивахненко, Л.Д.Кипарисовой, КХЛ.Киснерюсом, В.Котляр, Д.А.Кухтиновым, Е.П.Карноушенко, В.Р.Лозовским, Е.В.Мовшовичем, В.А.Молиным, В.И.Розановым, Н.И.Строком и П.К.Чудиновым. Всем перечисленным лицам автор выражает свою благодарность.

Основу коллекции составляет материал из опорных и стратотипических разрезов верхней перми и из типовых разрезов триаса Европейской России. Всего в работе использованы материалы из более 300 местонахождений, из которых около 40 открыты автором.

Кроме собственных материалов изучены коллекции, хранящиеся в ЦНИГР Музее и в Горном институте г.Санкт-Петербурга, в музеях кафедр исторической геологии и палеонтологии Санкт-Петербургского университета, в Геологическом музее им.Павловых и Палеонтологическом музее ПИН РАН в г.Москве, в музее геологического факультета Казанского университета, в Казанском краеведческом музее, в геологическом музее Пермского университета. Автор также ознакомился с некоторыми коллекционными материалами по пермским и триасовым рыбам Европы, Азии, Африки и Северной Америки в музеях Палеонтологического института при Гётшнгенском университете в Германии и в Национальном Музее естественной истории в Париже.

В работе использовались данные по сопутствующим органическим остаткам, предоставленные автору : по наземным позвоночным В.Г.Очевым, М.А.Шишкиным, М.Ф.Ивахненко, Н.Н.Каландадзе,

И.В.Новиковым и А.Г.Сенниковым, по конхостракам - В.А.Молиным и А.Ю.Лопато; по остракодам - А.Э.Калис, Д.А.Кухтиновым, Е.М. Мишиной, И.И.Молостовской и КН.Старожиловой; по листовой флоре А.В.Гоманьковым, И.А.Добрускиной, Н.К.Есауловой и С.В.Мейеном; по палинокомплексам - ИС.Макаровой и Г.М Романовской, по двустворчатым и брюхоногим моллюскам - А.К.Гусевым и Г.В.Кулёвой; по харовым водорослям- Ф.Ю.Киселевским. В работе также использованы данные палеомагнитного анализа, полученные Э.А.Молостовским и Б.В.Буровым.

В процессе выполнения исследований автор пользовался консультациями ведущих отечественных палеоихтиологов - профессора Д.В. Обручева, члена-корреспондента РАН Э.И.Воробьёвой, кандидата геолого-минералогических наук А.А.Казанцевой-Селезнёвой, а также зарубежных коллег - докторов Б.Шеффера, Э.Олсона, Г.Джонсона и Г.Шулъца из США, профессора Ж.-П.Лемана и доктора С.Поплин из Франции (Национальный музей естественной истории). Ряд научных проблем по стратиграфической корреляции и палеогеографии перми и триаса Европы автор обсуждал с профессором Ж.Брутеном из Парижского университета им. Пьера и Марии Кюри во Франции, с