Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Стратиграфическое, палеоэкологическое и палеоклиматическое значение пресноводных и солоноватоводных моллюсков плейстоцена юга Восточной Европы

ВАК РФ 25.00.02, Палеонтология и стратиграфия

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Фролов, Павел Дмитриевич, Москва

На правах рукописи

04201451637

ФРОЛОВ Павел Дмитриевич

СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ, ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРЕСНОВОДНЫХ И СОЛОНОВАТОВОДНЫХ МОЛЛЮСКОВ ПЛЕЙСТОЦЕНА ЮГА

ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЫ

Специальность 25.00.02 - палеонтология и стратиграфия

Диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2013

Оглавление.

Оглавление.....................................................................................................................................2

Введение.........................................................................................................................................3

Глава 1. История изучения плейстоценовых фаун пресноводных и наземных моллюсков

юга Восточной Европы.................................................................................................................7

Глава 2. Материал и методика....................................................................................................10

Глава 3 Морфология раковин пресноводных, солоноватоводных и наземных моллюсков.. 16

Морфология раковин брюхоногих моллюсков......................................................................16

Морфология раковин двустворчатых моллюсков.................................................................20

Глава 4. Опорные разрезы плейстоцена юга Восточной Европы...........................................24

Глава 5. Этапы развития плейстоценовой малакофауны юга Восточной Европы................66

Глава 6. Систематическая часть.................................................................................................86

Заключение.................................................................................................................................136

Список литературы....................................................................................................................138

Приложение 1.............................................................................................................................151

Объяснения к фототаблицам.................................................................................................151

Приложение 2.............................................................................................................................166

Таблицы промеров.................................................................................................................166

Введение.

Актуальность работы.

Пресноводные и солоноватоводные моллюски имеют важное значение для биостратиграфии плио-плейстоценовых отложений Восточной Европы, а также для палеоклиматических и палегеографических реконструкций. После относительного снижения интереса к изучению малакофаун на рубеже XX и XXI веков в последние годы стали появляться обобщающие работы по пресноводной и наземной малакофауне различных регионов Европы: Санько А.Ф. Четвертичные пресноводные моллюски Беларуси и смежных регионов России, Литвы, Польши (атлас-определитель), 2007; Гожик П.Ф. Пресноводные моллюски позднего кайнозоя юга Восточной Европы, 2006, 2007; Gittenberger, Е., Janssen, De Nederlandse zoetwatermollusken. Recente en fossiele weekdieren uit zoet en brak water, 1998; Осипова E.M. Моллюски плейстоцена и голоцена Южноуральского региона, 2009.

Последние крупные обобщения по малакофауне юга европейской России были опубликованы ещё в 70-х годах прошлого столетия. В последние десятилетия были накоплены обширные данные по биостратиграфии региона, повысились разрешение и детальность стратиграфических схем, возрос их корреляционный потенциал. В этой связи, изучение геологической истории малакофаун и среды позднего кайнозоя юга России важно для биостратиграфической характеристики стратонов квартера региона, прослеживания биотических сигналов и установления корреляций с другими регионами Европы, а также для создания общей картины развития малакофаун Европы.

Цель и задачи исследований.

Целью данной работы является изучение развития плейстоценовой малакофауны на территории юга Восточной Европы.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить плейстоценовые отложения юга Восточной Европы в опорных разрезах, и определить характеризующие их комплексы моллюсков.

2. Установить систематический состав пресноводных и солоноватоводных моллюсков плейстоцена юга Восточной Европы.

3. Выявить различия между комплексами, обусловленные климатическими и палеоэкологическими факторами.

4. Выделить этапы развития плейстоценовой малакофауны.

Научная новизна. Впервые проведены детальные малакологические исследования плейстоценовых отложений юга Восточной Европы на разрезах, хронологическая

последовательность которых контролируется стадиями эволюции крупных и мелких млекопитающих, палинологическими данными, а также фауной рыб, амфибий и рептилий.

Впервые при характеристике комплексов моллюсков на юге Восточной Европы большое внимание уделено брюхоногим моллюскам семейств Р1апогЫс1ае, ВпЬупМае, Уа1уайс1ае и др., которые хотя и не имеют высокого стратиграфического потенциала, но позволяют провести детальные палеоэкологические реконструкции водоёмов.

В результате изучения коллекций из ряда местонахождений (Маргаритово 2, Зелёный, Синий Яр), впервые выявлен систематический состав пресноводных, солоноватовод-ных и наземных моллюсков четвертичного периода. Для многих других местонахождений расширен список малакофауны, и впервые определены новые для этих точек рода и виды моллюсков.

Применён микроструктурный анализ раковины при палеоклиматических исследованиях. Моллюски в холодные интервалы времени, по сравнению с теплыми, обладали более хрупкими и тонкими раковинами, лишёнными скульптуры.

Проведенное детальное исследование позволило выявить этапы формирования четвертичной малакофауны на территории юга Восточной Европы

Материал.

Материалы для работы были собраны автором в экспедициях, проведённых в составе отряда Лаборатории стратиграфии четвертичного периода ГИН РАН в 2008 - 2013 гг. В работе также используются коллекции моллюсков, собранные лабораторией ранее. Всего изучен материал из 24 местонахождений юга Восточной Европы, которые расположены на территории России и Украины. Из них четыре местонахождения начала раннего плейстоцена (гелазий) (Веселовка, Псекупс, Крыжановка 2, 3, Тиздар 1, К, 2), пять — эоплейстоценового (Малый Кут, Искра, Порт-Катон 3, Семибалки 1, Маргаритово 1, Маргаритово 2) и восемь неоплейстоценовых — Платово, Семибалки 2, Зелёный, Порт-Катон 4, Михайловское, Беглица, Лебяжий и Синий Яр. Сравнительные материалы из позднемиоценовых местонахождений Фортепьянка, Гавердовский, Солнечнодольск.

Всего было изучены около семи тысяч ископаемых остатков.

Практическая ценность работы.

Изучение плейстоценовых моллюсков юга Восточной Европы важно для дополнения комплексной характеристики четвертичных отложений и выявления палеоклиматических и экологических особенностей развития ископаемой биоты позднего кайнозоя. Некоторые группы моллюсков имеют практическое значение, так как позволяют определять относительный возраст отложений при проведении геологосъемочных работ.

Основные защищаемые положения:

1. Уточнен систематический состав фауны пресноводных и солоноватоводных моллюсков из плейстоценовых отложений юга Восточной Европы. Изученный материал относится к двум классам, 18 семействам, 30 родам и 62 видам. Наземные моллюски к одному классу, одному отряду, пяти семействам, пяти родам и шести видам.

2. Выделено два крупных этапа в развитии плейстоценовых малакофаун юга Восточной Европы: раннеплейстоценовый (гелазий, эоплейстоцен) и средне-позднеплейстоценовый (неоплейстоцен).

3. Предложена схема малакологических комплексов, имеющих стратиграфическое значение.

4. Установлено постепенное исчезновение теплололюбивых форм моллюсков от древних к более молодым комплексам, что связанно с похолоданием климата.

Публикации и апробация работы.

По теме исследований опубликовано 15 работ, в том числе 2 статьи в изданиях из перечня ВАК. Результаты и основные положения диссертационной работы доложены на VI и VIII научных школах молодых ученых-палеонтологов (Москва, 2009, 2011), LVI сессии палеонтологического общества (Санкт-Петербург, 2010), на ежегодном совещании европейской секции по стратиграфии четвертичного периода (SEQS) международного союза по изучению четвертичного периода (INQUA) (Ростов-на-Дону, 2010), на совещании европейской ассоциации по изучению четвертичных моллюсков (EQMal) «Molluscs and Quaternary Environment of Central Europe» (Сегед, Венгрия, 2010), и молодежной конференции «Современные вопросы геологии. 4-е Яншинские чтения, посвященные 100-летию со дня рождения академика А.Л.Яншина» (Москва, 2011), XXXIV сессии палеонтологического общества HAH Украины (Днепропетровск, 2012), VIII всероссийском совещании по изучению четвертичного периода (Ростов-на-Дону, 2013), а так же на коллоквиуме отдела стратиграфии ГИН РАН (2012).

Объём и структура работы.

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы, включающего 179 наименований, из них 39 на иностранных языках. Общий объем работы 146 страниц. Приложение содержит 9 фототаблиц, объяснений к ним и таблицы промеров раковин.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям A.C. Тесакову и Т.В. Кузнецовой за деятельное участие, помощь и терпение при написании и подготовки работы. Л.Б Ильина помогла сделать автору первые шаги в малакологии. Я благодарен Г.А. Данукаловой, Е.М. Осиповой, Т.А. Яниной, П.А. Кияшко, за консультации и помощь в работе со сравнительными коллекциями, А.Л. Чепалыге за большую помощь в

изучении надсемейства Unionacea, предоставление сравнительного материала и ценные консультации по четвертичной малакологии, А.Н. Симаковой, В.В. Титову, Е.В. Сыромятниковой, C.B. Куршакову за огромную помощь при полевых работах и сборе материала, а также всей лаборатории стратиграфии четвертичного периода ГИН РАН за полезные советы и поддержку при написании работы.

Глава 1. История изучения плейстоценовых фаун пресноводных и наземных моллюсков юга Восточной

Европы.

Первые работы по фаунам неоген-четвертичных пресноводных моллюсков для юга Восточной Европы появились в конце XIX века, когда были опубликованы работы И.Ф. Синцова (1883, 1889, 1897), В.Н. Амалицкого (1891) и работа по дрейссенидам Н.И. Андрусова (1897). На этом самом начальном этапе изучения этих фаун особое внимание к себе привлекали крупные раковины представителей семейств унионид и вивипарид (палюдин).

В 1905 г. выходит заметка Н.И. Андрусова о палюдиновых слоях Южной России. В 1908 г. И.П. Хоменко, во время изучения песчано-галечных отложений близ г. Тирасполя впервые обращает внимание на присутствие в «тираспольском гравии» крупных толстостенных унионид левантинского типа. Обнаруженный им обломок примакушечной части раковины был определён, как Unió cf. nicolaianus, позже A.JI. Чепалыга (1965, 1967) установил, что эти крупные униониды относятся к роду Margaritifera Schum. В 1903 -1907 гг. В.В. Богачёв указывает на наличие левантинкой фауны на Дону. Т.П. Михайловский (1908), а немного позже и H.A. Григорович-Березовский (1915) начали изучать эту фауну из отложений Бессарабии. В это же время выходит работа К. Сенинского (1905) по неогену юго-западного Закавказья с описанием пресноводных моллюсков. Этот период можно назвать «первым опробованием» в изучении неоген-четвертичной пресноводной малакофауны юга Восточной Европы.

В 20-е - 30-е годы XX выходят многие монографические труды. В 1923 году -

обобщающая работа Н.И. Андрусова по апшеронскому ярусу, в 1924 - монография В.В.

Богачёва «Пресноводная фауна Евразии», а в 1925 -работа А.П. Павлова, которая является

первой детальной работой по пресноводным моллюскам «тираспольского гравия», в этой

работе впервые описан вид Viviparus tiraspolitanus Pavl. Мангикиан Т.А. (1931) даёт

краткий обзор ископаемых вивипарид юга СССР, а Г.Ф. Лунгерсгаузен (1938) детально

описывает представителей этого семейства, выделяя ряд новых видов и подвидов, в свой

работе, посвящённой фаунам днестровских террас. В 1933 г. Л.Ш. Давиташвили даёт

обзор моллюсков третичных и послетретичных отложений Крымско-Кавказской

нефтеносной провинции. В это же время В.П. Колесников изучает верхи неогена

Каспийской области (1936, 1940), а К.А. Али-Заде работает по Закавказью, в 1939 г.

выходит его работа «Некоторые пресноводные формы из фауны плиоцена Азербайджана».

И.В. Даниловский работает по четвертичным отложениям Русской равнины, выходит

7

целый ряд работ посвященных геологии и фауне этого района (1925, 1931. 1932, 1937, 1941).

В послевоенный период изучение пресноводных моллюсков охватывает все стратиграфические интервалы и практически все районы СССР. Выходят в свет обобщающие монографии В.В. Богачёва по пресноводным фаунам Евразии (1961), которая фактически является продолжением его работы 1924 г., A.A. Стеклова по наземным моллюскам неогена Предкавказья (1966) и П.Ф. Гожика и В.А. Присяжнюка по пресноводным и наземным моллюскам миоцена Правобережной Украины (1978). Работы Г.И. Попова по геологии и стратиграфии, основанной на малакофаунах, юга Восточной Европы. Работа JI.K. Габуния по плиоцену Грузии (1953). И.В. Даниловский завершает цикл работ по изучению четвертичных отложений скандинавского оледенения описанием опорного лито-стратиграфического разреза, составленного по данным многочисленных исследований в области развития этих отложений (1955). В это же время И.Я. Яцко разрабатывает филогению и стратиграфическую значимость неогеновых унионид (1954, 1959,1962, 1967, 1972).

В 1962 г. Г.И. Попов делает первые попытки выделить фаунистические комплексы пресноводных моллюсков для акчагыл-апшеронского времени. В 1964-1965 гг. A.JI. Чепалыга выделяет 5 комплексов, включающих 11 фаун пресноводных моллюсков для антропогеновых отложений юга Русской равнины. Учитывая, что термин «фауна» имеет более широкий смысл, нежели термин «комплекс», то в его работе 1967 г. «Антропогеновые пресноводные моллюски юга Русской равнины и их стратиграфической значение», выделятся и подробно описано 5 комплексов и 11 подкомплексов, а не «фаун».

В это время формируется климато-стратиграфическое направление в изучении пресноводных моллюсков, основанное в установлении холодно- и теплолюбивых фаун, в связи с климатическими колебаниями.

В работах 1971, 1976 гг. Л.П. Александрова дала обоснование принципов выделения стратиграфических подразделений по мелким млекопитающим. В результате было выделено 17 горизонтов, обоснованных эволюционными и миграционными преобразованиями фауны полевок.

Выделенные стратиграфические горизонты хорошо обосновываются фауной пресноводных моллюсков. В их развитии А.Л. Чепалыга в 1980 г. отметил чередование относительно теплолюбивых ассоциаций (термокомплексов) и более холодостойких фаун, связанных с похолоданиями и оледенениями (криокомплексов). В течение позднего плиоцена-плейстоцена он выделяет 24 крио - и термокомплекса пресноводных моллюсков по числу наиболее крупных похолоданий и потеплений. Резкая и частая смена

климатических условий явилась причиной эволюционных изменений в филетических ветвях на уровне родов, подродов, видов и подвидов. Учитывая рекуррентный характер фауны, изменения в ее составе, А.Л. Чепалыга предлагает считать эволюционно-миграционными.

В 90-е годы, после развала СССР, исследования малакофаун приобретают большую территориальную приуроченность. П.Ф. Гожик продолжает работать по изучению малакофаун Украины и в 2006-2007 гг. издаёт двухтомник по пресноводным моллюскам позднего кайнозоя юга Восточной Европы. Эта работа основана на изучении материалов почти исключительно с территории современной Украины и Молдавии. Второй том этой работы выпущен в соавторстве с Л.Н. Даценко, которая активно работает с начала 2000-х годов. А.Ф. Санько изучает фауны ледникового плейстоцена и голоцена Беларуси (1999, 2007).

На территории России наиболее активно работает группа малакологов (Г.А. Данукалова и Е.М. Осипова), изучающих плиоцен-четвертичные отложения Южноуральского региона. Ряд работ по Среднему Дону опубликовал П.Е. Кондратов (2007), однако никаких крупных и обобщающих работ по югу Европейской части России в последние годы не проводилось.

Глава 2. Материал и методика.

Материалы для работы были собраны в экспедициях, проведённых в составе отряда Лаборатории стратиграфии четвертичного периода ГИН РАН в 2008 - 2013 годах под руководством A.C. Тесакова. В работе также используются коллекции моллюсков, собранные лабораторией за более ранний период. Всего изучен материал из 24 местонахождений юга Восточной Европы, которые расположены на территории России и Украины (Рис. 2.1.).

Из них семь местонахождений начала раннего плейстоцена (гелазий) (Веселовка, Псекупс, Крыжановка 2, 3, Тиздар 1, К, 2), шесть — эоплейстоценового (Малый Кут, Искра, Порт-Катон 3, Семибалки 1, Маргаритово 1, Маргаритово 2) и восемь неоплейстоценовых — Платово, Семибалки 2, Зелёный, Порт-Катон 4, Михайловское, Беглица, Лебяжий и Синий Яр. Сравнительные материалы изучены из позднемиоценовых местонахождений Фортепьянка, Гавердовский, Солнечнодольск. Всего были изучены около семи тысяч ископаемых остатков.

Рис. 2.1. Схема расположения изученных разрезов. 1- Гавердовский, Фортепьянка; 2 - Солнечнодольск; 3 - Веселовка; 4 - Крыжановка 2, 3; 5 - Псекупс; 6 - Тиздар 1, К, 2; 7 -Малый Кут, Искра; 8 - Порт-Катон 3,4, Марагритово 1,2; 9 - Семибалки 1,2, Зелёный; 10 -Платово; 11 - Михайловское; 12-Беглица; 13-Л