Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Ранне- и среднеюрские растительные сообщества Иркутского угольного бассейна

ВАК РФ 25.00.02, Палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации по теме "Ранне- и среднеюрские растительные сообщества Иркутского угольного бассейна"

На правах рукописи

Фролов Андрей Олегович

РАННЕ- И СРЕД НЕЮРСКИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

Специальность 25.00.02 - палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1В МАЙ 2013

005059048

Томск-2013

005059048

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институт земной коры СО РАН (г. Иркутск), в лаборатории кайнозоя.

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук

Мащук Ирина Михайловна

Официальные оппоненты:

Гуреева Ирина Ивановна, доктор биологических наук, старший научный сотрудник, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет», кафедра ботаники, профессор

Синица София Михайловна, доктор геолого-минералогических наук, доцент, федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, лаборатория геохимии и рудогенеза, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Иркутский государственный университет» (г. Иркутск)

Защита состоится 15 мая 2013 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 212.267.19, созданного на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36 (Главный корпус, ауд. 119).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан 12 апреля 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Савина Наталья Ивановна

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность новых палеоботанических исследований связана с необходимостью' усовершенствования унифицированной схемы (Решения..., 1981) стратиграфии юрских отложений Иркутского бассейна (рис. 1). Классические фитостратиграфические исследования не смогли решить ряд проблем. Совместное нахождение ранне- и среднеюрских видов во флористических комплексах приводило исследователей к различным заключениям о возрасте пород (Тесленко, 1970; Скобло и др., 2001). Спорным остается и стратиграфическое положение ряда разрезов в Прииркутской впадине (Киричкова, Травина, 2000; Скобло и др., 2001).

Фитостратиграфический потенциал юрской флоры не исчерпан. Флористические комплексы представлены отдельными одновозрастными фитоориктоценозами, состав которых может значительно различаться по латерали. С другой стороны, фитоориктоценозы являются остатками древних фитоценозов. Исследования закономерностей распространения типов фитоориктоценозов по вертикали разреза необходимы для решения задач стратиграфии и палеогеографии изучаемого региона. Для этого необходимо построить классификацию типов фитоориктоценозов.

Цель работы. Установление типов юрских фитоориктоценозов Иркутского угольного бассейна для реконструкции растительности.

Задачи исследования:

1. Изучение состава юрской флоры бассейна и описание новых видов растений.

2. Классификация и описание юрских фитоориктоценозов Иркутского бассейна.

3. Выявление закономерностей распространения типов фитоориктоценозов в юрских отложениях в пределах изучаемого региона.

4. Реконструкция экологических условий существования материнских фитоценозов. ,

Научная новизна:

1. Описано 7 новых видов растений.

2. Впервые разработана классификация юрских фитоориктоценозов Иркутского бассейна. Выявлено 16 ассоциаций, 10 союзов, 7 порядков и 7 классов.

3. Установлено закономерное распространение ассоциаций в юрских отложениях бассейна.

4. Реконструированы две сукцессионные системы пойменной растительности, существовавшие на изучаемой территории в ранней - средней юре.

Защищаемые положения:

1. Классификация юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского угольного бассейна включает 16 ассоциаций, 10 союзов, 7 порядков и 7 классов.

2. В юрских отложениях Иркутского угольного бассейна выделено два флористических комплекса, в пределах черемховской и присаянской свит соответственно. На основе закономерного распространения ассоциаций

установлено два фитоорикгосгратона: СгекаполУБЙеШт rigidae - ОаЛорЫеШо ЬаШитем^-Сгекагк^УеШт rigidae для черемховской свиты, и СошоргепеШт таайапае- РИоепкорв^еШт агщизйвэКае для присаянской свиты.

3. На территории Иркутского угольного бассейна в ранней - средней юре существовали две разновозрастные сукцессионные системы пойменной растительности, включающие ряды падро- и мезосерий, а также климаксные стадии.

Практическая значимость работы. Описано 26 стратиграфически важных видов растений, из них 7 новые. Составлен атлас, который может использоваться в качестве определителя геологами и палеоботаниками научных институтов и производственных организаций. Сформированы коллекции растений, хранящиеся под №№ 2700, 2561-91,2563-91, 2008, 2009, 2010, 2011 в Институте земной коры СО РАН (г. Иркутск), доступные специалистам. Описано 16 типов фитоориктоценозов. Их закономерное распространение по вертикали разреза дает возможность проводить расчленение вмещающих пород по характеру сочетания видов. Результаты исследования могут быть использованы при разработке новой региональной стратиграфической схемы юрских отложений Иркутского бассейна.

Апробация и степень достоверности работы. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе три статьи в журналах, входящих в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций. Результаты исследований обсуждались: на V Всероссийской научной школе молодых ученых-палеонтологов, Москва, 2008; коллоквиуме «Ископаемые растения и стратиграфия позднего палеозоя Ангариды и сопредельных территорий», Москва, 2009; на III Всероссийском совещании «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии», Саратов, 2009; на XXIII Всероссийской молодежной научной конференции «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, 2009; на IV Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле», Томск, 2010; на IV Всероссийском совещании «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии», С.-Петербург, 2011; на X Всероссийской конференции «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)», Иркутск, 2012.

Достоверность результатов подтверждается значительным объемом изученного фактического материала с использованием современных научно апробированных методов и компьютерных программ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы (162 наименования), 8 рисунков, 21 таблицы, общим объемом 164 страницы. Приложение 1 содержит 23 палеонтологические фототаблицы и объяснения к ним. Приложение 2 состоит из двух таблиц с диагнозами ассоциаций классов Сгекапо\¥51ае1еа и РЬоетсорз1е1еа. Приложение 3 включает описание 23 разрезов юрских отложений Иркутского угольного бассейна Общий объем приложений 95 страниц.

Работа выполнена в ФГБУН Институт земной коры СО РАН в лаборатории кайнозоя под руководством канд. геол.-минерал. наук И.М. Мащук. Автор

пользовался консультациями д.г.-м.н. A.M. Станевича, д.г.-м.н. Н.И. Акулова (ИЗК СО РАН), к.б.н. В.В. Чепиноги (ИГУ) и H.A. Дулеповой (ЦСБС СО РАН). Помощь, заключающаяся в обсуждении важных вопросов оказана д.г.-м.н. А.И. Киричковой (ВНИГРИ), д.г.-м.н. С.М. Синицей (ИПРЭК СО РАН), к.г.-м.н. Ю.В. Мосейчик и И.А. Игнатьевым (ГИН РАН). Ценные советы и консультации получены от д.г.-м.н. В.М. Подобиной, к.г.-м.н. Л.И. Быстрицкой, к.г.-м.н. Л.Г. Пороховниченко, к.б.н. A.A. Зверева (ТГУ), д.г.н. A.B. Белова (Институт географии СО РАН), д.б.н. Л.Н. Касьяновой (СИФИБР СО РАН), к.г.-м.н. Н.К. Могучевой (СНИИГГиМС), А.Н. Трубициной (ИНГГ СО РАН). Всем перечисленным лицам автор выражает глубокую признательность.

ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРАТИГРАФИИ И ФЛОРЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА Первые сведения о находках юрских растений в Иркутском бассейне приведены в работах А.Л. Чекановского (1874), И.Д. Черского (1888), К.И. Богдановича (1895). Стратиграфии юрских отложений бассейна посвящены труды М.К. Коровина (1922), Ю.А. Жемчужникова (1925), Ю.П. Деева (1957). Литолого-палеогеографические особенности отложений приведены в трудах С.А. Кашика, H.H. Винниченко (1963), М.М. Одинцовой (Одинцова и др., 1967), П.П. Тимофеева (1969). В последние годы вопросам стратиграфии уделяли внимание В.И. Болдырев (1999), А.И. Киричкова, Т.А. Травина (2000), В.М. Скобло (Скобло и др., 2001). Юрская флора бассейна изучалась О. Геером (1978), Д.И. Ермолаевым (1958), В.Д. Принадой (1962), М.П. Долуденко, Е.С. Рассказовой (1972), А.И. Киричковой, Т.А. Травиной (2000). Вопросы экологии юрских растений рассмотрены в работах Л.Н. Гутовой, Т.И. Ильиной (1969), В .А. Красилова (1972), В.В. Жерихина (2003). Несмотря на большое число публикаций, посвященных изучению флоры и вмещающих ее пород, до настоящего времени нет единой точки зрения на стратиграфию юрских отложений бассейна.

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Работа выполнена на основе изучения палеоботанических коллекций, собранных автором в течение 2008-2012 гг. из 23 разрезов (в том числе стратотипических) юрских отложений Иркутского бассейна. Просмотрены коллекции В.Г. Рыбакова, М.М. Одинцовой (ИЗК СО РАН, г. Иркутск) и В.А. Хахлова (палеонтологический музей ТГУ, г. Томск). Изучено около 6 тысяч штуфов с отпечатками растений, около 100 микропрепаратов фитолейм листьев, выполнено более 500 палеогеоботанических описаний.

Описание разрезов проводилось с четкой привязкой палеоботанического материала к слоям. При тафономических исследованиях фитоориктоценозов использовался метод классификации растительности Ж. Браун-Бланке (Braun-Blanquet, 1964), апробированный И.А. Игнатьевым (1991). В главе приведены этапы применения этого метода, описанные в литературе (Игнатьев, 1991, Мосейчик, 2005). Достоверность классификации подтверждалась тестированием в пакете программ IBIS и JUICE, применяемых в

фитоценологических исследованиях (Зверев, 2007; Чепинога, Росбах, 2012). В качестве экостратиграфических единиц выбраны фитоориктостратоны, под которыми понимается интервал разреза, содержащий определенный набор типов фитоориктоценозов, состав и количественное соотношение которых отображает господствующую ландшафтно-седиментационную обстановку образования осадков данного интервала разреза (Ошуркова, 1981). Названия фитоориктостратонов образованы путем объединения названий характерных фитоориктоценозов.

Листовые кутикулы мацерировались в смеси Шульце (Крейзель, 1932). Микропрепараты изучались на световом микроскопе Leica DMLS в проходящем свете.

ГЛАВА 3 ОПИСАНИЕ РАСТЕНИЙ В процессе исследований выявлено 80 видов ископаемых растений, относящихся к 29 родам, 9 семействам и 6 классам. Описано 26 видов, из которых 7 - новые. Система надродовых таксонов принята по C.B. Мейену (1987), система порядка Leptostrobales - по В.А. Самылиной (Самылина, Киричкова, 1991) и А.И. Киричковой (Киричкова и др., 2002). Описание новых видов растений приведено согласно положениям «Международного кодекса ботанической номенклатуры» (2009). ОТДЕЛ PTERIDOPHYTA Класс Lycopodiopsida Порядок Lycopodiales

Род Lycopodites Brongniart, 1822

Lycopodites trichiatus Prynada (1962) emend. A. Frolov et Mashchuk, sp. nov.

Lycopodites (?) baikalensis A. Frolov, sp. nov. Lycopodites (?) subulifolius A. Frolov et Mashchuk, sp. nov. ОТДЕЛ EQUISETOPHYTA Класс Equisetopsida Порядок Equisetales

Семейство Equisetaceae

Род Equisetites Sternberg, 1833

Equisetites lateralis (Phillips) Phillips, 1875 Equisetites asiaticus Prynada, 1962 Equisetites tuberosus A. Frolov, sp. nov. ОТДЕЛ POLYPODIO PHYTA Класс Polypodiopsida Порядок Polipodiales Семейство Cyatheaceae

Род Coniopteris Brongniart, 1849

Coniopteris murrayana (Brongniart) Brongniart, 1849 Coniopteris maakiana (Heer) Prynada (1962) emend. Kiritchkova et Travina, 1993

Filicinae incertae sedis

Род Lobifolia Rasskazova et E. Lebedev, 1968

Lobifolia nana A. Frolov, sp. nov. Род Cladophlebis Brongniart, 1828

Cladophlebis haiburnensis (Lindley et Hutton) Seward, 1849 Cladophlebis williamsonii Brongniart, 1828 Cladophlebis nebbensis (Brongniart) Nathorst, 1828 Cladophlebis odintsovae A. Frolov et Mashchuk, sp. nov. Род Raphaelia Debey et Ettingshausen, 1859 Raphaelia diamensis Seward, 1911

Raphaelia tapkensis (Heer) Prynada (1962) emend. Kostina, 1997 ОТДЕЛ PINOPHYTA Класс Ginkgopsida Порядок Ginkgoales

Род Ginkgo Linne, 1771

Ginkgo ex gr. sibirica (Heer) Seward, 1876 Род Sphenobaiera Florin, 1936

Sphenobaiera ex gr. czekanowskiana (Heer) Florin, 1878 Порядок Leptostrobales

Род Czekancwskia Heer, 1876

Подрод Vachrameevia Kiritchkova et Samylina, 1991

Czekanowskia baikalica Kiritchkova et Samylina, 1991 Род Phoenicopsis Heer, 1876. Подрод Phoenicopsis, 1972

Phoenicopsis angustifolia Heer, 1876 Phoenicopsis samylinae Kiritchkova et Moskvin, 1989 Подрод Windwardia (Florin), Samylina, 1972 Phoenicopsis cognata Kiritchkova, 1972 Phoenicopsis dentata Prynada, 1951 Phoenicopsis irkutensis Doludenko et Rasskazova, 1972 Phoenicopsis markovitchiae Kiritchkova et Schischin, 1992 Класс Pinopsida Порядок Pinales

Семейство Pinaceae

Род Schizolepis F. Braun, 1847

Schizolepis mashchukae A. Frolov, 2012 Семейство Taxaceae (?)

Род Taxocladus Prynada, 1939

Taxocladus czeremkhoviensis (Teslenko) A. Frolov, sp. nov.

ГЛАВА 4 ПАРАСИНТАКСОНОМИЯ ЮРСКИХ ФИТООРИКТОЦЕНОЗОВ ПОЙМЕННОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА 4.1 Терминология. Приведены определения терминов

палеофитоценологии: палеогеоботаническое описание, ассоциация

палеорастительности, парасинтаксон, парасинтаксономия и др. (Игнатьев, 1992), заимствованные из современной фитоценологии (Миркин и др., 1989) и используемые в данной работе.

4.2 О развитии подходов к классификации растительности в палеофитоцеиологии. Рассмотрены подходы к классификации палеорастительности (Красилов, 1972; Игнатьев, 1991; Наугольных, 2007) в рамках парадигм современной фитоценологии (Александрова, 1969; Миркин, Розенберг, 1978). Поскольку широко распространенные виды юрских гинкгофитов дают представление о стратиграфии только при изучении эпидермы их листьев (что не всегда возможно), на первое место ставится не сам факт присутствия или отсутствия этих видов, а характер их сочетания и относительного обилия в фитоориктоценозе. С этой точки зрения, наиболее близким методом классификации растительности является метод Ж. Браун-Бланке (Александрова, 1969; Миркин и др. 2001), адаптированный к ископаемому материалу И.А. Игнатьевым (1991) и используемый в работе.

4.3 Классификация и описание парасинтаксонов юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского угольного бассейна. Для выявления разнообразия растительных сообществ, автором разработана классификация типов юрских фитоориктоценозов бассейна на основе изучения 500 палеогеоботанических описаний. Рангами классификации являются: класс (-etea), порядок (-etalia), союз (-ion) и ассоциация (-etum). В скобках приведены окончания, используемые для образования названий парасинтаксонов соответствующего ранга, согласно «Международному кодексу фитосоциологической номенклатуры» (Вебер и др., 2005).

Основной единицей классификации является ассоциация — фитооориктоценоз определенного флористического состава с единообразной тафономической характеристикой. Установлено 16 ассоциаций (асс.), относящихся к 10 союзам, 7 порядкам и 7 классам (Фролов, 2010). Класс Czekanowskietea A. Frol., el. nov. Порядок Czekanowskialia A. Frol., ord. nov. Союз Czekanowskion A. Frol., all. nov.

Асс. Czekanowskietum rigidae A. Frol., ass. nov. Союз Cladophlebidion willismsonii A. Frol., all. nov. Acc. Cladophlebido williamsonii-Pityophylletum nordenskioldii A. Frol, ass. nov. Acc. Cladophlebido haibumensidis-Czekanowskietum rigidae A. Frol., ass. nov. Acc. Coniopterietum maakianae A. Frol., ass. nov. Acc. Raphaelio diamensidis-Czekanowskietum rigidae A. Frol., ass. nov. Класс Phoenicopsietea A. Frol., 2012 Порядок Phoenicopsialia A. Frol., 2012 Союз Phoenicopsion A. Frol., 2012 Acc. Phoenicopsietum angustifoliae A. Frol., 2012

Acc. Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum angustifoliae A. Frol., 2012 Acc. Pityophyllo nordenskioldii-Phoenicopsietum angustifoliae A. Frol., 2012 Acc. Czekanowskio rigidae-Phoenicopsietum angustifoliae A. Frol., ass. nov.

Класс Ginkgietea A. Frol., cl. nov. Порядок Ginkgialia A. Frol., ord. nov. Союз Ginkgion A. Frol., all. nov.

Acc. Ginkginetum sibiricae A. Frol., ass. nov. Союз Sphenobaierion A. Frol., all. nov. Acc. Sphenobaierietum czekanowskianae A. Frol., ass. nov. Класс Pityophyllietea A. Frol., cl. nov. Порядок Pityophyllialia A. Frol., ord. nov. Союз Pityophyllion A. Frol., all. nov. Acc. Pityophylletum nordenskioldii A. Frol., ass. nov. Класс Coniopterietea A. Frol., cl. nov. Порядок Coniopterialia A. Frol., ord. nov. Союз Coniopterion A. Frol., all. nov. Acc. Conioptero murrayanae-Lycopoditetum tenerrimoris A. Frol., ass. nov. Класс Cladophlebidietea A. Frol., cl. nov. Порядок Cladophlebidialia A. Frol., ord. nov. Союз Raphaelion A. Frol., all. nov.

Acc. Raphaelietum diamensidis A. Frol., ass. nov. Союз Cladophlebidion A. Frol., all. nov. Acc. Cladophlebidietum williamsonii A. Frol., ass. nov. Класс Phyllothecietea A. Frol., cl. nov. Порядок Phyllothecialia A. Frol., ord. nov. Союз Phyllothecion A. Frol., all. nov. Acc. Phyllothecietum sibiricae A. Frol., ass. nov.

В главе приводятся подробные описания парасинтаксономических единиц.

ГЛАВА 5 ФИТОСТРАТИГРАФИЯ НИЖНЕ- И СРЕДНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

5.1 Краткая характеристика стратиграфических подразделений. Юрские отложения Иркутского бассейна (рис. 1) в соответствии с унифицированной региональной стратиграфической схемой (Решения..., 1981) подразделяется на три свиты (снизу вверх) - черемховскую, присаянскую и кудинскую. В разделе приведена краткая характеристика свит.

5.2 Фитостратиграфия юрских отложений Иркутского угольного бассейна. С учетом разного понимания стратиграфического положения разрезов, вскрытых у с. Усть-Балей, с. Тельма, у д. Смоленщина, Кайской горе и на левобережье Иркутского водохранилища (Одинцова и др., 1967; Киричкова, Травина, 2000; Скобло и др., 2001), палеоботаническая характеристика свит нуждается в уточнении.

Автором проведены комплексные литологические, палеоботанические и тафономические исследования на основе изучения 23 разрезов, вскрывающих черемховскую и присаянскую свиты. Кудинская свита не изучалась, поскольку не содержит остатков растений.

ИРКУТСК

Смоленщина;

р. Уиіакоека~

Баклашц/

ШЕЛЕХОВ

Братское вдхр.

Зал ари. is

Черемхово^*1

JO Ангарск

Иркутск

Рисунок 1 - Карта-схема расположения местонахождений остатков юрских растений на территории Иркутского угольного бассейна

1 - г. Иркутск, возле музыкального театра им. Н.М. Загурского; 2 - правый берег р. Иркут в 150 м ниже устья р. Каи; 3 - правый берег р. Иркут, Кайская гора; 4 - Синюшина гора; 5 - р. Олха, д. Смоленщина; б-р. Олха, Олхинская гора; 7 - левый берег р. Иркут, п. Пионерск; 8 - левый берег Иркутского водохранилища, в 1 км от плотины ГЭС; 9 - левый берег Иркутского водохранилища напротив садоводства «Строитель»; 10 - правый берег р. Ангара, падь Тапка; 11 - правый берег р. Ангара, руч. Усть-Балей; 12 — правый берег р. Ангара, напротив ст. Тельма; 13, 14 — Черемховский угольный разрез; 15 - правый берег р. Залари, напротив п. Залари; 16 - Глинкинский угольный разрез; 17 - Мугунский угльный разрез, 18 - р. Ия у д. Владимировка, 19 - р. Большая Белая у п. Тайтурка, 20 - опорная скважина С-6.

Черемховская свита. В пачке 1 (рис. 2, обн. 15) обнаружены редкие растительные остатки. Пачка II (угленосная), прослежена в обн. 13, 14, 17а-б (рис. 2). Пачка III залегает с размывом на угленосной пачке (рис. 2, обн. 14, 16, 17а-б). Растительные остатки встречены в пачке III в обн. 11 (стратотип пачки) и обн. 12 (рис. 2). В пачках II и III (рис. 2, обн.: 11, 12, 13, 14, 17а-б) прослежен

L

черемховский флористический комплекс, впервые выделенный А.И. Киричковой (Киричкова, Травина, 2000). По данным автора, для него характерны: Equisetites lateralis, Е. asiaticus, Cladophlebis haiburnensis, Sphenobaiera ex gr. czekanowskiana, C:ekanowskia baikalica, Cz. rígida. В составе комплекса автором установлены новые виды Lobifolia nana sp. nov., Taxocladus cheremkhoviensis sp. nov. Состав черемховского комплекса дает возможность сопоставить его с нижненовогодним комплексом (нижняя подсвита новогодней свиты, тогурская свита Обь-Тазовской фациальной области), характерным для второй половины нижней юры Западной Сибири (Киричкова и др., 2005).

В объеме пачки II установлен фитоориктостратон Czekanowskietum rigidae - Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae. Для него характерны ассоциации Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae, Sphenobaierietum czekanowskianae, Czekanowskietum rigidae (табл. 1), прослеженными наиболее четко в обн. 13, 14, 16, 17а-в (рис. 2).

Присаянская свита. В обн. 11 прослежена граница черемховской и присаянской свит (рис. 2). В обн. 1-9, 10а-б, 18а-б (рис. 2) граница присаянской и черемховской свит отсутствует. Иданская (нижняя) подсвита, не содержащая остатков растений, прослежена в обн. 11. Поскольку иданская и суховская подсвиты присаянской свиты связаны постепенными переходами (Одинцова и др., 1967; Анкудимова и др., 1982), в изученных разрезах (рис. 2, обн. 1-9, 10а-б, 18а-б) не удается проследить границы данных подсвит. В связи с присутствием маломощных прослоев угля в сопоставляемых обнажениях, автор считает, что они, вероятнее всего, относятся к верхней - суховской подсвите (рис. 2).

В суховской подсвите (рис. 2, обн.: 1-9, 10а-б, 18а-б) установлен присаянский флористический комплекс. Для него характерны: Coniopteris maakiana, С. myrrayana, Cladophlebis nebbensis, Raphaelia diamensis, R. tapkensis, Phoenicopsis angustifolia, Ph. cognata, Ph. irkutensis. В комплексе автором выявлены новые виды: Lycopodites (?) baikalensis sp. nov., L. (?) subulifolius sp. nov., Equisetites tuberosus sp. nov., Cladophlebis odintsovae sp. nov., а также Phoenicopsis cognata, Schizolepis mashchukae. Состав присаянского комплекса позволяет сопоставлять его с верхнепешковским (верхненовогодняя, верхнетугровская, верхнесалатская подсвиты Обь-Тазовской фациальной области Западной Сибири) и рыбинским (камалинская свита Канского бассейна) флористическими комплексами, характерными для начала средней юры (Киричкова и др., 2005).

Для суховской подсвиты установлен фитоориктостратон Coniopterietum maakianae - Phoenicopsietum angustifoliae с характерными ассоциациями Coniopterietum maakianae, Phoenicopsietum angustifoliae, Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum angustifoliae, Ginkginetum sibiricae, Cladophlebidietum williamsonii, Raphaelietum diamensidis (табл. 1), прослеженными наиболее четко в обн. 1-9, 10а-б, 18а-б (рис. 2).

Таблица 1 - Сочетание видов внутри типов фитоориктоценозов (ассоциаций), характерных для фитоориктостратонов __ ^

Ассоциация С1ааорЫеЬшо патигпепзш^-Czekanowskietunl rig¡dae (1) СгекаполувИеШт rigidae (1) 8рЬепоЬа1епеит сгекапо\¥зк1апае (1) Cladophlebido \villiamsonii-РЬоешсорзюШт angustifoliae (2) РЬоепюорзюШт angustifoHae (2) Сошор1епей1т таак1апас (2) 11арЬаеНеШт diamensidis (2) СЫорЫеЬШюШт williamsonii (2)

Диагностические виды ассоциации Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum п^ае

С1ас1орЫеЫ$ ктЪитепз^ (Ь. е1 Н.) Sew. V | | | | I | | |1

Диагностические виды ассоциации Сошор1епейип шааЫапае

СоторгепБ тааИапа (Неег) Ргуп. emend. КлгйсЬ. е1 Тгау. I V I

Диагностические виды ассоциации РкуорИуПо nordenskioldii-Phoenicopsietum ап^иБЙйэНае

РйуоркуИит ех gr. поЫеткюМИ (Неег) ЫаШ. III I I I V I

Диагностические виды ассоциации Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum angustifoliae

С1а(1орЫеЫ$ чпШатьоп 'п Brongn. III | | V | III | I | V

Диагностические виды ассоциации НарИаеНейип diamensidis

ЯарИаеИа сИатет15 8е\¥. 1 1 1 V I

Диагностические виды класса Czekanowskietea

С:екапом^Иа ех gr. п%к1а Неег V V I III I V I III

Диагностические виды класса Р1юегпсорз1е1еа

Ркоетсора'т ех gr. ап^и$И/оПа Неег V V III I II

Диагностические виды класса 8рИепоЬа!епе1еа

БрИепоЬтега ех gr. с:екапом<хк1апа (Неег) Р1ог. I V I I

(1), (2) - Ассоциации фитоориктостратона Czekanowskietum rigidae -CIadophlebido haiburnensidis^Czekanowskietum rigidae (1), и фитоориктостратона Сопюр1епеШт тааИапае - РЬоешсорБ'юШт angustifoliae (2); Классы постоянства видов в фитоориктоценозе: I — меньше 20%, II - 21-40%, III - 4160%, IV - 61-80%, V - 81-100% (по: Миркин и др., 1989).

Изученные разрезы скоррелированы по литологическим данным с разрезом скважины С-6 (рис. 2), пробуренной в Прииркутской впадине (Скобло и др., 2000). Скважина общей мощностью 511 м вскрывает все установленные для юрских отложений региона свиты. При корреляции изученных обнажений учитывались литологические особенности пород, флористические комплексы и типы фитоориктоценозов (рис. 2).

Уточнено стратиграфическое положение некоторых разрезов. Состав пород, вскрытых у с. Усть-Балей и с. Тельма (рис. 2, обн. 11, 12), представлен мощной толщей песчаников с прослоями конгломератов и алевролитовых линз. Здесь встречены виды Cladophlebis cf. haiburnensis, Sphenobaiera ex gr. czekanowskiana и Czekanowskia ex gr. rígida, имеющие в Иркутском бассейне наибольшее распространение в черемховском комплексе. Эти данные позволяют отнести флороносные отложения обн. 11, 12 к пачке III черемховской свиты. Песчаниковый состав пород и присутствие маломощных угольных пластов в разрезах у д. Смоленщина (рис. 2, обн. 5), Кайская гора (рис. 2, обн. 3) и Иркутского водохранилища (рис. 2, обн. 9) позволяет отнести их к присаянской свите. Это подтверждается и палеоботаническими данными. Здесь присутствуют виды Coniopteris maakiana, С. myrrayana, Cladophlebis nebbensis, Phoenicopsis angusíifolia, Ph. samylinae, Ph. irkutensis, Ph. dentata, характерные для присаянского комплекса, а также ассоциации Phoenicopsietum angustifoliae, Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum angustifoliae, Cladophlebidietum williamsonii, Raphaelietum diamensidis, Coniopterietum maakianae, встречающиеся только в присаянской свите.

По мнению автора, отложения в обн. 3, 5, 8, 9, 10а-б, 18а-б (рис. 2) принадлежат присаянской свите и имеют общий флористический состав, поэтому олхинский и тапкинский флористические комплексы, установленные А.И. Киричковой (Киричкова, Травина, 2000), не выделяются (табл. 2).

Закономерное распределение типов фитоориктоценозов (ассоциаций) по разрезу, наряду с эпидермальным исследованием листьев и выделением флористических комплексов, является самостоятельным критерием расчленения юрских отложений бассейна.

ГЛАВА 6 ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ РАННЕ- И СРЕДНЕЮРСКОЙ РАСТИТЕЛЬНОСТИ ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА НА ФОНЕ ОСНОВНЫХ СОБЫТИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ РЕГИОНА

6.1 История палеогеографического развития территории Иркутского бассейна в ранне - среднеюрское время. В истории развития бассейна выделяется ряд этапов. Раннечеремховский этап контрастного рельефа соответствует времени накопления пачки I черемховской свиты. В это время юго-восточное и южное обрамления бассейна были низкогорными. На территории Иркутской депрессии имелись возвышенные участки, еще не включившиеся в осадк'онакопление (Тимофеев, 1969). Реки имели горный характер (Ильюхина и др., 1967).

Позднечеремховский этап зрелости предгорной аллювиальной равнины соответствует времени накопления пачки II черемховской свиты. Горное

обрамление равнины сохранялось, но его тектоническая активность снизилась (Винниченко и др., 1963; Тимофеев, 1969). Сама равнина расширилась и дренировалась реками уже утратившими горный характер. В ее пределах существовало много озер и болот, являвшихся очагами торфообразования.

Для накопления пачки III черемховской свиты и иданской подсвиты присаянской свиты характерно широкое развитие русловых отложений (Винниченко и др., 1963). Это связано с активизацией тектонических процессов в Западном Забайкалье (Скобло и др., 2001), что обусловило усиление динамики речных систем.

К концу присаянского времени обширные пространства вновь оказались занятыми поймами блуждающих рек с заболоченными старицами и озерами (суховская подсвита). Углеобразование в это время не было повсеместным (Гутова, Ильина, 1963).

6.2 Палеоклимат и его изменения. В ранней - средней юре на территории Сибири климатическая зональность не была выражена. Климат был гумидным со среднегодовыми температурами не ниже 10-12°С (Гольберт, 1987). Во второй половине ранней юры (конец позднего плинсбаха - ранний тоар) произошло потепление климата (Ильина и др., 2001). Согласно палинологическим данным, в Иркутском бассейне раннеюрское потепление приходится на время отложения пачки III черемховской свиты (Анкудимова и др., 1982).

6.3 Реконструкции сукцессионных систем пойменной растительности, существовавших на территории Иркутского бассейна в ранней — средней юре. Анализируя закономерности развития сукцессионных систем современной растительности (Миркин, 1974; Разумовский, 1981) и отталкиваясь от модели аллювиального седиментогенеза (Щукин, 1960), учитывая данные о палеогеографии бассейна и фациальной приуроченности фитоориетоценозов, реконструированы сукцессионные системы пойменной растительности для ранней - средней юры. При реконструкции учитывалась приуроченность ассоциаций к определенным фациям, и частота их встречаемости в разрезе. Поскольку юрские осадки бассейна являются аллювиальными, материнские сообщества, ассоциации которых встречаются очень часто и в большинстве разрезов, вероятнее всего, произрастали в низкой пойме (аллювиальная мезосерия). Материнские сообщества ассоциаций, приуроченных к угольным пластам, могли обитать в низкой заболоченной части поймы с застойным режимом увлажнения (гидросерия). Остатки растений, произраставших в высокой пойме и на склонах надпойменных террас, как правило, встречаются реже, но могут доминировать в отдельных фитоориктоценозах. Ввиду того, что такие сообщества произрастали в мезофильных местообитаниях, некоторые из них, возможно, являлись климаксными.

В пачке I черемховской свиты присутствуют редкие остатки растений. Вследствие этого реконструкция растительного покрова для раннечеремховского этапа практически невозможна.

Для позднечеремховского этапа (пачка II) реконструирована следующая сукцессионная система. В это время материнские сообщества ассоциаций Сгекапо\¥5к1еПш1 пя1с1ае, С1ас1орЫеЫ^о \villiamsonii-Pityophylletum nordenskioldii, СЫорЫе1^о haiburnensidis-Czekanowskietuш rigidae, ЯарЬаеИо diamensidis-Czekanowskietum играли доминирующую роль в изучаемом

регионе и являлись стадиями болотной гидросерии. Материнские сообщества ассоциаций РкуорЬуНо по^еп5кюМп-РЬоепюорБ1еи1т ап^пГоНае и Р^орЬуПеШт nordenskioldii представляли собой стадии аллювиальной мезосерии (Фролов, Мащук, 2011). Материнские фитоценозы ассоциаций 8рЬепоЬа1епеШт czekaпowskianae и РкуорЬуИеШт nordenskioldii являлись климаксовыми и населяли участки высокой поймы и надпойменных террас (рис. За).

В пачке III черемховской свиты и в иданской подсвите присаянской свиты установлены отдельные типы фитоориктоценозов, не позволяющие полностью реконструировать сукцессионную систему пойменной растительности.

Для позднеприсаянского времени реконструирована следующая сукцессионная система. В это время стадиям аллювиальной мезосерии являлись материнские сообщества ассоциаций Сгекапо\У5к1ей1т rigidae, Cladophlebido \уШтт80пи-Р'11уор11у1]ей!т по^епБкюШН, СошорГепеШт тааИапае, ЯарЬаеИо diamensidis-Czekanowskietum rigidae. Растительность пойменных болот представлена материнскими сообществами ассоциаций РЬоеп1сорз1еШт ап§и511ГоНае, Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum aлgustifoliae, Р11уорЬу11о noгdenskioldii-Phoeпicopsietuш angustifoliae (Фролов, Мащук, 2009; Фролов, 2010). Материнские сообщества ассоциаций С11^те1ит зИпсае и РКуорЬуНеШт nordenskioldii выступали в качестве климаксовых и населяли высокие участки поймы и речные террасы (рис. 36).

Таким образом, для территории Иркутского бассейна реконструированы две сукцессионные системы пойменной растительности, существовавшие в ранней-средней юре и последовательно сменяющие друг друга во времени.

6.4 Перестройка растительности Иркутского бассейна в ранней -средней юре, основные причины. Используя существующие теории развития растительных формаций Земли (Криштофович, 1959; Жерихин, 2003), а также данные по эволюции и распространению лептостробовых (Самылина, Киричкова, 1991; Киричкова и др., 2002), автор предложил возможные причины становления и смены указанных выше сукцессионных систем.

Во второй половине ранней юры, представители рода Сгекапо\у$к1а становятся обычными и доминирующими компонентами юрских флор Сибири (Самылина, Киричкова, 1991). В это время происходит становление растительного покрова Иркутского бассейна. В ранней юре распространение рода /Тгоешсор-да ограничивалось территорией Средней Азии (Киричкова и др., 2002). Проникновение этого рода в Сибирскую палеофлористическую область произошло лишь к концу ранней юры. Вследствие того, что более стабильные местообитания уже были заняты сообществами с доминированием рода С-екапом^к'ш, сообществам с Р1юетсор$1$ пришлось селиться в прирусловой части поймы и играть подчиненную роль в ее растительном покрове (Фролов, Мащук, 2012). Такая сукцессионная система существовала на протяжении времени накопления осадков пачки II черемховской свиты (рис. За).

Рисунок 3 - Модель сукцессионной системы пойменной растительности для черемховского (а) и присаянского (б) времени (по: Фролов, 2010 с изменениями). С - климакс, М - аллювиальная мезосерия, Н - гидросерия. Материнские сообщества ассоциаций: 1 - Czekanowskietum rigidae; 2 -СЫорЫеЫёо луППатзогш - РЬуорЬуПеШт погёепвкюкШ; 3 - Сопюр1епе1ит тааМалае; 4 - КарЬаеНо diamensidis - СгекапошвйеШт 5 -

РЬоеп1сорз1с1ит ап^доШоНае; 6 - CIadophlebido wШiamsonii - Р1юешсор81еШт апёшШЬКае; 7 - РкуорЬуИо nordenskioldii - РЬоетсор81еШт а^шйАэИае; 8 -(Зшкё^пеЬип БЯмпсае; 9 - Р^орЬуИеШт тжквдкюкШ; 10 - Cladophlebido haiburnensidis - Сгекапо\У5к!еШт rigidae; 11 — 5рЬепоЬа1спе1:ит сгекапошвИапае. Стрелками показаны сукцессионные связи между сообществами.

В конце ранней юры наблюдается потепление климата (Анкудимова и др., 1982) и активизация тектонических процессов в Западном Забайкалье (Скобло и др. 2001), способствовавшая воздыманию прилегающих к Иркутскому бассейну горных систем. Эти процессы являлись причиной сокращения заболоченных пространств, благоприятных для поселения сообществ с Czekanowskia, и способствовали распаду прежней сукцессионной системы.

К началу средней юры изучаемая территория вновь оказалась занятой поймами блуждающих рек. Прежде редкие представители рода Phoenicopsis заселяют вновь образовавшиеся заболоченные пространства низкой поймы и формируют новые растительные сообщества (рис. 36). Представители рода Czekanowskia начинают преобладать в сообществах, произрастающих в прирусловой части поймы (Фролов, Мащук, 2012).

Установлены этапы развития ранне-среднеюрской пойменной растительности Иркутского бассейна:

1. Этап становления раннеюрской пойменной растительности, соответствующий накоплению пачки I черемховской свиты.

2. Этап существования сукцессионной системы пойменной растительности с преобладающей ролью материнских сообществ класса Czekanowskietea (рис. За), соответствующий времени накопления пачки II черемховской свиты.

3. Этап гибели сукцессионной системы пойменной растительности с преобладающей ролью материнских сообществ класса Czekanowskietea, соответствующий времени накопления пачки III чремховской свиты.

4. Этап существования сукцессионной системы пойменной растительности с преобладающей ролью материнских сообществ класса Phoenicopsietea, соответствующий времени накопления присаянской свиты (рис. 36).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате фитостратиграфических, палеофлористических и фитосоциологических исследований нижне-, среднеюрских отложений Иркутского бассейна сделаны основные выводы:

1. Уточнен таксономический состав юрской флоры Иркутского бассейна. Установлено 80 видов растений. Описано 26 важных для стратиграфии видов, из них 7 - новые.

2. Разработана классификация юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского бассейна, включающая 7 классов, 7 порядков, 10 союзов и 16 ассоциаций. В работе приведены детальные диагнозы установленных парасинтаксономических единиц. С использованием данной классификации можно проводить палеогеографические и фитостратиграфические исследования.

3. Выявлено два разновозрастных флористических комплекса: черемховский (впервые установлен А.И. Киричковой) - для верхней части черемховской свиты (пачки II и III) и присаянский — для суховской подсвиты присаянской свиты. Для черемховского комплекса характерны: Equisetites

lateralis, E. asiaticus, Cladophlebis haiburnensis, Sphenobaiera ex gr. csekanowskiana, Ciekanowskia bailcalica, Cz. rigida. Для присаянского комплекса характерны: Coniopteris maakiana, С. myrrayana, Cladophlebis nebbensis, Raphaelia diamensis, R. tapkensis, Phoenicopsis angustifolia, Ph. cognata, Ph. irkutemis.

4. На основе закономерного распространения ассоциаций, представляющих собой устойчивые сочетания видов, в юрских отложениях бассейна установлены два фитоориктостратона: Czekanowskietum rigidae -Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae, характеризующий черемховскую свиту и Coniopterietum maakianae - Phoenicopsietum angustifoliae, характеризующий присаянскую свиту. Ассоциации Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae, Sphenobaierietum czekanowskianae, Czekanowskietum rigidae являются стратиграфически важными для фитоориктостратона Czekanowskietum rigidae - Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae. Ассоциации Coniopterietum maakianae, Phoenicopsietum angustifoliae, Cladophlebido williamsonii-Phoenicopsietum angustifoliae, Ginkginetum sibiricae, Cladophlebidietum williamsonii, Raphaelietum diamensidis являются стратиграфически важными для фитоориктостратона Coniopterietum maakianae — Phoenicopsietum angustifoliae. Закономерное распространение ассоциаций по вертикали разреза юрских отложений Иркутского бассейна позволяет в полевых условиях проводить их расчленение по характеру сочетания видов.

5. На территории Иркутского бассейна в ранней - средней юре существовали две сукцессионные системы пойменной растительности, последовательно сменявшие друг друга во времени. Внутри сукцессионных систем реконструированы ряды гидро- и мезосериальной растительности, а так же климаксные стадии. В черемховское время стадиям аллювиальной мезосерии являются сообщества класса Phoenicopsietea, стадиями болотной гидросерии - материнские сообщества класса Czekanowskietea. Материнские сообщества класса Sphenobaierietea выступают в качестве климаксных. В присаянское время стадиям аллювиальной мезосерии являются сообщества класса Czekanowskietea, стадиями болотной гидросерии - материнские сообщества класса Phoenicopsietea. Материнские сообщества класса Ginkginetea выступают в качестве климаксных. Установлены четыре этапа в развитии юрской растительности Иркутского угольного бассейна.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в журналах, входящих в перечень российских рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций:

1. Мащук И.М., Фролов А.О. Новые данные по биостратиграфии юрских отложений Мурско-Ковинского междуречья // Вестник Томского государственного университета. - 2012. - № 354. - С. 210-216. - 0,42 / 0,21 п. л.

2. Фролов А.О., Мащук И.М. Реконструкция среднеюрской болотной растительности по результатам исследования фитоориктоценозов из

присаянской свиты (Иркутский угленосный бассейн) // Известия Иркутского государственного университета. Сер. Биология. Экология. - 2012. - Т. 5, № 1. -С. 3-10 -0,48/0,24 п. л.

3. Фролов А.О. 5сЫго1ер15 шазЬсЬикае Бр. поу. - новый вид из среднеюрских отложений Иркутского угольного бассейна (Восточная Сибирь) // Вестник Томского государственного университета. - 2012. - № 362. - С. 194-196.-0,18 п. л.

Публикации в других научных изданиях:

4. Фролов А.О., Мащук И.М. Первые результаты применения метода Браун-Бланке к юрской флоре Иркутского угольного бассейна // Строение литосферы и геодинамика : материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции. - Иркутск : Институт земной коры СО РАН, 2009. - С. 106-107. -0,12/0,06 п. л.

5. Фролов А.О. Юрские фитоценозы Усть-Балея (Иркутский бассейн): проблемы реконструкции и классификации // Ископаемые растения и стратиграфия позднего палеозоя Ангариды и сопредельных территорий / Материалы коллоквиума (Москва, Главный ботанический сад РАН, 31 марта-3 апреля 2009). - М.: ГЕОС, 2009. - С. 25-26. - 0,12 п. л.

6. Фролов А.О., Мащук И.М. Фитоценозы присаянского времени (средняя юра) Иркутского угольного бассейна // Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии : Третье Всероссийское совещание : научные материалы / В.А. Захаров (отв. ред.). - Саратов : Наука, 2009. - С. 249-250.-0,12/0,06 п. л.

7. Фролов А.О. Ранне, среднеюрская растительность зрелой аллювиальной равнины Иркутского бассейна // Эволюция жизни на Земле : материалы IV Международного симпозиума. - Томск : ТМЛ-Пресс, 2010. -С. 518-520.-0,18 п. л.

8. Фролов А.О., Мащук И.М. Экологические особенности раннеюрских растительных ассоциаций с доминированием представителей родов СгекаштвИа и РЬоегпсорз15 // Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии: Четвертое Всероссийское совещание : научные материалы / В.А. Захаров (отв. ред.). - СПб.: Лемма, 2011. -С. 246-247.-0,12 / 0,06 п. л.

9. Фролов А.О., Мащук И.М. Развитие юрской растительности Иркутского угольного бассейна на фоне палеогеографии Евразии этого времени // Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту) : материалы совещания / Ин-т земной коры СО РАН. - Иркутск, 2012. - Вып. 10, т. 2. - С. 134-135. - 0,12 / 0,06 п. л.

Рисунок 2 - Корреляция основных разрезов юрских отложений Иркутского

и на

Таблица 2 - Сопоставление флористических комплексов и фитоориктострат установленных по данным изучения ископаемых растений и палинокомплексов из юрских отложений Иркутского угольного бассейна __

Решения,.., 1981 Скобло и др., 2001 иричкова,Травина,2000 По данным автора

Свята Я 5 о S rj га га Палеоботаническая характеристика (Ермолаев, Тесленко) « и CS £ 0 1 rt SJ С Палинокомллексы ci H ш U j 1 с | : ; Флористические комплексы Слои с флорой я ь-S е: О га S е о к О С SJ с Флористические комплексы Слои с флорой Фитоорикго-стратоны

й w Я ж к * С. га —> з; F> « я: * 1? х о — И 2a. •-Г o; C3 Я ш U I

0 X 1 к 2 х-Ä СЗ 54 1-Г S w и I с; 1 ч. s С-X 0 1

"cj и о 5 га « о о а О —» X 'w' и Coniopteris maakiana, С. angarensis, С. burejensis, С. clavipes, Raphaelia diamensis с: О —1 х —' с? СПК-7. Cyathidites minor- Ginkgocvcadophytus- Dipteridaceae-Matoniaceae. JD > w К га ье о X о а, С в? с, о го q > > _ и с « к о к t -- о 5 Я ß Osmunda sibiriea, Raphaelia tapkensis. Ginkgo tspkensis, Czekanowskia vera, Taxocladus. "га к ее 'X. а X S* к и CS о X >> D 1 о S с. Coniopteris maakiana. С. myrrayana, Cladophiebis nebbensis, Raphaelia diamensis, R. tapkensis, Phoenicopsis angiistifolia, Ph. cognata, Ph. irkuteitsis. Coniopterietum maakianae -Phoenicopsietum angustifoliae

V Е, с к 2-w Neocalamites pinitoides, Phlebopteris polvpodioides. Clathropteris obovata. Anomozamites lindlleyanus. «—> в; я О к га о « га и о — Й СГ1К-6. Cyathidites minor-Matoniaceae-Maraltisporitej! sp.-Khikisporites variegates. ""а 1« « ■aa о >< 5 ч О Coniopteris maakiana, Cladophiebis spp., Phoenicopsis dentata, Phoenicopsis spp. И ж га ^ о ш и а

| \ га *? Ж О. £ с w Neocalamites pinitoides, Phlebopteris polvpodioides, Clathropteris obovata, Cladophiebis witbiensis, Anomozamites lindlleyanus. Ginkgo ex. gr. sibirica с* С Пачка 1ГГ (J,p-t) СПК-5. Tripartina variabilis. « «-Г % ■о- г i :Х о Ginkgo celebris. Sphenobaiera vigentis, ? d С 5 « о Equisetites lateralis,

iL нг « га rj <0 о X 5? У Сц о. » £2 с Neocalamites pinitoides, Equisetites lateralis, Clathropteris obovata, C. meniscioides, Haiismannia äff. crenata, Cladophiebis wiibiensis, Anomozamites lindUeyanus, Ginkgo ex. gr. Sibirien. iL —Г к га о га о £ 'S *—> irrt С СПК-4. Piceapollenites variabilifbrmis-Cycadopites diluadus-Stercisporites spp. -Uvacsporites argentaeformis. га ^ о с О X «У о. о JT с С i- CS о £ С с. Sphenobaiera spp., Czekanowskia haikalica. —> W я « о iB о X Z у С1| т « С g % ij с. w Cladophiebis haiburnensis, Czekanowskia baikalica, Cz. rig'ula. Czekanowskietum rigidae- Cladophlebido haiburnensidis - Czekaiiovvskielum rigidae

'S >4" й к с: Ginkgo ex. gr. sibiriea, Sphenobaiera czekanowskiana, Phoenicopsis speciosa, Schizolepis follinii, Pityophyllum nordenskioldii <у IT JT 'S. tri га с СПК-3. Ginkgocy cadophytus-Cvcadopites-Leiotriletes-Stereisporites-Dipterella oblatinoides. Эч 6 о 2 а. га § со т д й

Пояснения к рисунку 2. Условные обозначения: 1 - конгломераты, 2 - круїнистьіе песчаники, 3 - средне-, мелкозернистые иесчаники, 4 - алевропесчаники, 5 - алевролиты, 6 - аргиллиты, 7 - угли, 8 - остатки растений черемховскогристического комплекса; 9 - остатки растений присаянского флористического комплекса; 10 - фитоориктоценозы класса Czekanowskietea, преобладающі-фитоориктостратоне Czekanowskietum rigidae - Cladophlebido haiburnensidis-Czekanowskietum rigidae; 11, 12 - фитоориктоценозы класса Czekanowskietea (1 l)enicopsietea (12), преобладающие в фитоориктостратоне Coniopterietum maakianae - Phoenicopsietum angustifoliae; типы границ: 13 - резкая, 14 - резкая с размывом; цы стратиграфических подразделений: 14 - установленные; 15 - предполагаемые. Обн. 1 - г. Иркутск, возле музыкального театра им. Н.М. Заіурского; Обн. 2 - праерег р. Иркут в 150 м ниже устья р. Каи; Обн. 3 - правый берег р. Иркут, Кайская гора; Обн. 4 - Синюшина гора; Обн. 5 - р. Олха, д. Смоленщина; Обн. б-р. Оліхинская гора; Обн. 7 - левый берег р. Иркут, п. Пионерск; Обн. 8 - левый берег Иркутского водохранилища, в 1 км от плотины ГЭС; Обн. 9 - левый берег Иркутс одохранилшца напротив садоводства «Строитель»; Обн. 10 а, б - правый берег р. Ангара, падь Тапка; Обн. 11 - правый берег р. Ангара, руч. Усть-Балей; Обн. 12 ¡ый берег р. Ангара, напротив ст. Тельма; Обн. 13, 14 - Черемховский угольный разрез; Обн. 15 - правый берег р. Залари, напротив п. Залари; Обн. 16 - Глинкинтольный разрез; Обн. 17а, б,в - Мугунский угольный разрез, 18 а, б - р. Ия, у д. Владимировка, 19 - р. Большая Белая, у п. Тайтурка.

Подписано в печать 10.04.2013 г. Формат А4/2. Ризография . л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 07/04-1 Отпечатано в ООО «Позитив-НБ» 634050 г. Томск, пр. Ленина 34а

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Фролов, Андрей Олегович, Иркутск

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры СО РАН

РАННЕ- И СРЕДНЕЮРСКИЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ СООБЩЕСТВА ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

Специальность - 25.00.02 - Палеонтология и стратиграфия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

На правах рукописи

04201357503

Фролов Андрей Олегович

Научный руководитель

канд. геол.-минерал.наук И.М. Мащук

Иркутск, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение.............................................................................................4

Глава 1 История изучения стратиграфии и флоры юрских отложений Иркутского

угольного бассейна.......................................................................................10

Глава 2 Материалы и методы...................................................................18

Глава 3 Описание растений.....................................................................28

Глава 4 Парасинтаксономия юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского угольного бассейна..................................................75

4Л Терминология........................................................................75

4.2 О развитии подходов к классификации растительности в палеофитоценологии.....................................................................................77

4.3 Классификация и описание парасинтаксонов юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского угольного бассейна......................................................................................................82

Глава 5. Фитостратиграфия нижне- и среднеюрских отложений Иркутского угольного бассейна......................................................................................115

5.1 Краткая характеристика стратиграфических подразделений..........115

5.2 Фитостратиграфия юрских отложений Иркутского угольного бассейна....................................................................................................118

Глава 6 Этапы развития ранне- и среднеюрской растительности Иркутского угольного бассейна на фоне основных событий геологической истории региона....................................................................................................132

6.1 История палеогеографического развития территории Иркутского бассейна в ранне - среднеюрское время...........................................................132

6.2 Палеоклимат и его изменения.................................................134

6.3 Реконструкции сукцессионных систем пойменной растительности, существовавших на территории Иркутского бассейна в ранней - средней юре...........134

6.4 Перестройка растительности Иркутского бассейна в ранней - средней юре, основные причины................................................................................145

Заключение.......................................................................................149

Литература.......................................................................................151

Приложения......................................................................................165

Приложение 1....................................................................................166

Палеонтологические таблицы и объяснения к ним.....................167

Приложение 2...................................................................................199

Таблица 1. Обзорная таблица парасинтаксонов класса

Сгекапо\у8кле1еа А. Рго1оу, с1. поу. ргоу............................................................200

Таблица 2. Обзорная таблица парасинтаксонов класса

РЬоешсорз1е1еа А. Рго1ОУ..............................................................................201

Приложение 3...................................................................................202

Описание разрезов............................................................203

Таблица 1. Корреляция основных разрезов юрских отложений

Иркутского бассейна по палеоботаническим данным...........................................258

Таблица 2. Корреляция основных разрезов юрских отложений Иркутского бассейна с учетом палеофитоценологических данных..........................259

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Палеоботанические исследования играют важную роль в расчленении и обосновании возраста сложно построенной, не содержащей остатков морской фауны толщи юрских отложений Иркутского бассейна, с которой генетически связаны крупные промышленные месторождения углей.

При разработке стратиграфических схем юрских отложений Иркутского угольного бассейна на основе выделения флористических комплексов имелись некоторые трудности. Наличие на определенных уровнях «удревняющих» (Neocalamites, Clathropteris, Phlebopteris) и «омолаживающих» (Coniopteris и Raphaelia) элементов приводило исследователей к различным заключениям о возрасте пород [Тесленко, 1970; Скобло и др., 2001]. Наибольший вклад в фитостратиграфию бассейна внесли А.И. Киричкова и Т.А. Травина, монографически изучавшие юрскую флору с применением эпидермально-кутикулярного метода. Ими выделены внутри черемховской свиты черемховский и олхинский флористические комплексы, а в присаянской - тапкинский флористический комплекс [Киричкова, Травина, 2000]. К сожалению, в связи с трагической гибелью Т.А. Травиной, часть стратиграфически важных и новых для науки видов так и не была опубликована, а типовой материал был утерян. Дискуссионным остается стратиграфическое положение ряда разрезов в Прииркутской впадине [Киричкова, Травина, 2000; Скобло и др. 2001].

Эти и другие фитостратиграфические проблемы требуют изучения юрской растительности бассейна во взаимосвязи с палеогеографией и другими смежными дисциплинами. В настоящее время разработаны более совершенные методы исследования фитоориктоценозов, позволяющие реконструировать растительный покров прошлых геологических эпох [Красилов, 1972; Игнатьев, 1991; Наугольных, 2007]. Однако такие исследования в Иркутском угольном бассейне не проводились. Известно, что флористические комплексы представлены отдельными фитоориктоценозами, состав которых может значительно различаться. С другой стороны, фитоориктоценозы являются ископаемыми остатками древних фитоценозов (материнских сообществ). Изучение и разработка системы классификации фитоориктоценозов есть первый шаг к более полному пониманию структуры, функционирования и экологии материнских фитоценозов. Данная система также

поможет восстановить сукцессионные связи древних растительных сообществ и проследить эволюцию растительного покрова в прошлом. Выявление закономерностей распространения типов фитоориктоценозов по вертикали разреза необходимо для решения задач стратиграфии и палеогеографии изучаемого региона. В свете необходимости усовершенствования унифицированной стратиграфической схемы юрских отложений Иркутского бассейна [Решения..., 1981], данные исследования актуальны.

Степень научной разработанности темы исследования. Учитывая то, что избранная диссертационная тема находится на стыке нескольких научных дисциплин, автор обратился к широкому кругу источников, научных работ.

Проблемам стратиграфии юрских отложений Иркутского угольного бассейна посвящены труды В.А. Обручева, К.И. Богдановича, М.К. Коровина, Ю.А. Жемчужникова, H.A. Даниловича, Ю.П. Деева. Литолого-палеогеографические особенности юрских отложений рассмотрены в трудах С.А. Кашика, H.H. Винниченко, В.И., М.М. Одинцова, П.П. Тимофеева, Г.Х. Файнштейна, Б.Н. Шурыгина и Л.А. Анкудимовой. Эти работы являются фундаментом стратиграфии юрских отложений изучаемого региона. В последние годы вопросам стратиграфии уделяли внимание В.И. Болдырев, А.И. Киричкова, В.М. Скобло. Юрская флора Иркутского бассейна изучалась О. Геером, Д.И. Ермолаевым, В.Д. Принадой, М.П. Долуденко, В.А. Самылиной, А.И. Киричковой, Т.А. Травиной. Вопросы экологии юрских растений рассмотрены в работах Л.Н. Тутовой, Т.И. Ильиной, В.А. Красилова, В.В. Жерихина.

Несмотря на большое число публикаций, посвященных изучению флоры и вмещающих ее пород, до настоящего времени нет единой точки зрения на стратиграфию юрских отложений бассейна. Разработанная систематика юрских растений служит базисом для данных палеоэкологических и фитостратиграфических исследований, с использованием современных методов изучения фитоориктоценозов.

Цель работы. Установление типов юрских фитоориктоценозов Иркутского угольного бассейна для реконструкции растительности.

Задачи исследования:

1) Изучение стратотипических и опорных разрезов юрских отложений Иркутского угольного бассейна с послойным отбором палеоботанического материала. Корреляция юрских отложений в пределах изучаемого региона.

2) Изучение состава юрской флоры Иркутского бассейна и описание новых видов растений.

3) Классификация и описание юрских фитоориктоценозов Иркутского угольного бассейна.

4) Выявление закономерностей распространения типов фитоориктоценозов в юрских отложениях в пределах изучаемого региона.

5) Реконструкция экологических условий существования материнских фитоценозов.

Научная новизна:

1) Впервые разработана классификация юрских фитоориктоценозов Иркутского угольного бассейна. Всего выявлено 16 типов фитоориктоценозов (ассоциаций), относящихся к 10 союзам, 7 порядкам и 7 классам.

2) Реконструированы две сукцессионные системы пойменной растительности, существовавшие на территории Иркутского угольного бассейна в ранней - средней юре.

4) Установлены закономерности распространения типов фитоориктоценозов (ассоциаций) в юрских отложениях Иркутского угольного бассейна.

5) Описано 7 новых видов ископаемых растений.

Защищаемые положения:

1) Классификация юрских фитоориктоценозов пойменной растительности Иркутского угольного бассейна включает 16 ассоциаций, 10 союзов, 7 порядков и 7 классов.

2) В юрских отложениях Иркутского угольного бассейна выделено два флористических комплекса, в пределах черемховской и присаянской свит соответственно. На основе закономерного распространения ассоциаций установлено два фитоориктостратона: Сгекапо^Уз1аеШт 1^с1ае-С1ас1орЫеЫс1о ИаЛитег^сНэ -СгекаполувклеШт п§1с!ае для черемховской свиты, и СошоргепеШт таак1апае -РЬоеп1сорз1еШш angustifoliae для присаянской свиты.

3) На территории Иркутского угольного бассейна в ранней - средней юре существовали две разновозрастные сукцессионные системы пойменной растительности, включающие ряды гидро- и мезосерий, а также климаксные стадии.

Практическая значимость работы. Описано 26 стратиграфически важных видов ископаемых растений, из них 7 новых видов. Составлен атлас, который вместе с

описаниями видов может использоваться в качестве определителя ископаемых растений геологами и палеоботаниками научных институтов и производственных организаций. Сформированы и обработаны коллекции юрских растений, хранящиеся под № 2700, 2561-91, 2563-91, 2008, 2009, 2010, 2011 в Институте земной коры СО РАН в лаборатории кайнозоя (г. Иркутск), доступные специалистам.

Выявлено и описано 16 новых для науки типов фитоориктоценозов. Закономерное их распространение по вертикали разреза юрских отложений Иркутского бассейна дает возможность проводить расчленение вмещающих пород в полевых условиях по характеру сочетания видов.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке новой региональной стратиграфической схемы юрских отложений Иркутского угольного бассейна.

Фактический материал и методы исследования. Работа выполнена на основе изучения палеоботанических коллекций из стратотипических и опорных разрезов юрских отложений Иркутского угольного бассейна, собранных автором в течение полевых сезонов 2008-2012 гг. Коллекции представлены штуфами с растительными остатками из 17 естественных обнажений и 6 карьеров Черемховского, Мугунского и Глинкинского угольных месторождений. Кроме того, изучены коллекции ископаемых растений, собранные В.Г. Рыбаковым в предместье Марата, у с. Смоленщина и в пади Тапка, М.М. Одинцовой из Усть-Балейского местонахождения (коллекции хранятся в Институте земной коры СО РАН). Автор работал с коллекцией юрских ископаемых растений, собранной В.А. Хахловым в местонахождениях у с. Усть-Балей и по правому берегу р. Иркут (коллекция хранится в палеонтологическом музее Томского государственного университета).

При послойном отборе палеоботанического материала проводилось выполнение палеогеоботанических описаний, с целью изучения видового состава и тафономических особенностей фитоорииктоценозов. Описания выполнялись с использованием научно апробированной методики, разработанной И. А. Игнатьевым [1991]. В ходе исследования всего было изучено около 6 тысяч штуфов с отпечатками растений, выполнено более 500 палеогеоботанических описаний и изготовлено около 100 микропрепаратов с развертками фитолейм листьев. Имеющиеся образцы изучались в отраженном свете и фотографировались с помощью цифровой фотокамеры Olympus SP-

510UZ. Листовые кутикулы мацерировались по стандартной методике в смеси Шульце. Изготовленные микропрепараты изучались и фотографировались с использованием светового микроскопа Leica DMLS.

Апробация и степень достоверности работы. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе три статьи в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий. Результаты исследований обсуждались: на V Всероссийской научной школе молодых ученых-палеонтологов в г. Москва ПИН РАН [Фролов, Мащук 2008], коллоквиуме «Ископаемые растения и стратиграфия позднего палеозоя Ангариды и сопредельных территорий» в г. Москва ГИН РАН [Фролов, 2009], на Третьем Всероссийском совещании «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» в г. Саратов [Фролов, Мащук 2009а], на XXIII Всероссийской молодежной научной конференции в Институте земной коры СО РАН в г. Иркутске [Фролов, Мащук 20096], на IV Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле» в г. Томске [Фролов, 2010], на Четвертом Всероссийском совещании «Юрская система России: проблемы стратиграфии и палеогеографии» в г. С.Петербурге [Фролов, Мащук, 2011] и на X Всероссийской конференции «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту) » в г. Иркутске [Фролов, Мащук, 2012].

Достоверность полученных результатов подтверждается значительным объемом изученного фактического материала с использованием современных научно апробированных методов и компьютерных программ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованной литературы (162 наименования), 8 рисунков, 21 таблицы, общим объемом 164 страницы. Приложение 1 содержит 23 фототаблицы и объяснения к ним. Приложение 2 состоит из двух таблиц с диагнозами парасинтаксонов классов Czekanowskietea и Phoenicopsietea. Приложение 3 включает описание 23 разрезов юрских отложений Иркутского угольного бассейна. Общий объем приложений 95 страниц.

Работа выполнена в ФГБУН Институт земной коры СО РАН в лаборатории Кайнозоя под руководством и постоянном содействии канд. геол.-минерал. наук И.М. Мащук. На протяжении всего периода работы автор пользовался ценными консультациями, обсуждением рукописей д. г.-м. н. Н.И. Акулова, д. г.-м. н. A.M.

Станевича (ИЗК СО РАН), к. б. н. В.В. Чепиноги (ИГУ) и H.A. Дулеповой (ЦСБС СО РАН). Большая помощь в обсуждении важных вопросов, предоставлении необходимых материалов и критических замечаний получены от д. г.-м. н. А.И. Киричковой (ВНИГРИ), д. г.-м. н. С.М. Синицы (ИПРЭК СО РАН), к. г.-м. н. Ю.В. Мосейчик и И.А. Игнатьева (ГИН РАН). Ценные советы, консультации и замечания были сделаны д. г.-м. н. В.М. Подобиной, к. г.-м. н. Л.И. Быстрицкой, к. г.-м. н. Л.Г. Пороховниченко, к. б. н. A.A. Зверевым (ТГУ), д. г. н. A.B. Беловым (Институт географии СО РАН), д. б. н. Л.Н. Касьяновой (СИФИБР СО РАН), к. г.-м. н. Н.К. Могучевой (СНИИГГиМС), А.Н. Трубициной (ИНГГ СО РАН). Большая помощь при организации полевых работ на разрезах угольных месторождений была оказана В.В. Ивановым и A.A. Харченко (ООО «Разрез Черемховский»), A.A. Гесалем и Г.А. Кудряшевым (ООО «Глинки»), A.A. Остроушко (филиал «Тулун уголь» ООО «Вост-Сиб уголь»). Полевые исследования проводились при участии к. б. н. И.В. Енущенко (Институт географии СО РАН), к. б. н. К.Е. Вершинина, И.С. Соловарова (ЛИН СО РАН), Н.П. Дулеповой, М.М. Исайкиной, E.H. Скоковой, В.О. Пилипенко. Всем вышеперечисленным лицам автор выражает глубокую признательность.

ГЛАВА 1 ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СТРАТИГРАФИИ И ФЛОРЫ ЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ИРКУТСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА

Иркутский угольный бассейн расположен на юге Сибирской платформы. Бассейн имеет асимметричное строение, вытянут полосой с северо-запада на юго-восток протяженностью более 500 км. С юго-запада он ограничивается Восточным Саяном, на северо-западе - южным окончанием Чуно-Бирюсинского поднятия, на северо-востоке Верхнеленским плоскогорьем, а на юго-востоке упирается в озеро Байкал. Первые сведения по стратиграфии юрских отложений и находках ископаемых растений Иркутского угольного бассейна принадлежат А.Л. Чекановскому. В период с 1869 по 1878 г. он составил геологическую карту Приангарья, на которой оконтурил распространение юрских отложений, собрал растительные остатки по р. Ангаре около села Усть-Балей, близ устья р. Каи и по р. Тапке и сделал заключение о юрском возрасте отложений.

Позднее И.Д. Черский [1888] во время исследований территории вдоль сибирского тракта уточнил распространение юрских отложений и сделал важное заключение о характере седиментации юрского бассейна. По его мнению, терригенный материал накапливался в обширном пресноводном озере, простиравшемся