Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Стратиграфия и палеогеография раннего плейстоцена юга Украины (по данным палинологического анализа)

ВАК РФ 04.00.09, Палеонтология и стратиграфия

Автореферат диссертации по теме "Стратиграфия и палеогеография раннего плейстоцена юга Украины (по данным палинологического анализа)"

1 3 ЯНВ 1997

Национальная Академия Наук Украины

Институт I еопогических наук

На мраиах рукописи

Комар Марина Семеновна

Стратиграфия и палеогеография раннего, плейстоцена юга Украины (по данным палинологического анализа)

Специальность 04.00.09 - палеошопогии и оцта ни рафия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание научной аепени кандидата геологических наук

КИЕВ-1997

Диссертация яппяшся рукописью. . .

PaOoia пыпомнсна в отделе гео;ю[ИИ ангропогена HitciMtyra пюгояичесхих пяук HAH Украины.

1Ьушмй руконодигепь: доктор геолого-минералогических наук профессор В.Н.Шепкопляс

| М'ииичпыте оппонент: доктор биологических наук С.В.Сябряй

кандидат геопого-минерагклических наук Ю.Н.Демедкж

Ведущая орсанизация; Днепропетровский государственный университет

Зан im а дисоер1ации состой ich " " 1997 г. в час.

||ч заседании специализированного сопота Д.01.09.01. Ощепение ПЯПП0ННШО1ИИ и стра|играфии 1ГН HAH Украины по адресу: 252054, Киев, ун. О.Гончара, 55-6

с: диссершциопиой рабоюй можно ознакомился у библиотеке Инсгтута i «"оптических наук HAH Украины'

Лшорсфсра! разослан " " 1996 р.

Учении сскрснарь снециамизщюпанио! о Ученою concia, доктор геолот-минерапотических наук

В.Ю.Зосимонич

Актуальность темы

Нижнеплейстоцепопые континентальные отложения широко разнит в пределах юга Украины. С активным хозяйственным освоением возникып необходимость в крупномасштабной геологической сьемке и л палеоюографических исследованиях, npoi позировании природных процессов, поисках аналогии о прошлом, разработке планов рационального освоении территории. Поиски месторождений полезных ископаемых н пределах региона вызывают необходимость о создании детально обоснованной страгиграфичмжой схемы этих отложений.

Фактические данные по истории природы Земли о ближайшем i eonci ическьм прошлом служат основой для познания закономерностей ее развития, прогностических экстраполяции и являются материалом для проверки теоретических моделей климата. Палинологический анализ, дающий наиболее полное представление о флоре и доминирующих типах растительности, их смене но времени, а также позволяющий реконструировать ландшафтные и климатические особенности прошлых эпох, занимает пажное место в комплексе палеогеографических методов. В работе рассмотрены материалы по юту Украины, где отложения нижнего плейстоцена наименее изучены.

Цели и задачи исследований

Целью диссертации является « .,. цшрафическое расчленение нижнытпсйстоценовых отпожений на основании палинолог пчееких данных, ншннечие общей направленности и ритмов развития расшгелыюсги, а гакже реконструкция палеогеографических условий территории юта Украитгы н раннем плейстоцене.

Достижение этой цели потребовало: 1- выявления теолого-стратшрафических особенно« ей строения нижнего плейстоцена; 2 - легального изучения палинологическим методом наиболее полных и представительных разрезов континентальных образований раннего плейстоцена па территории юга Украины; Э -определения систематического и количественного состава палиноспектроп для целей климагостратнграфических и naneoreoi рафических построений; 4 установления стратиграфической значимости спорово-пыльценых комплексов и их роли п проведении палеогеографических реконструкций; 5 - реконструкции палеогеографических условий территории кяа Украины в раннем плейстоцене.

Основные защищаемые положения

1. Данные палинологическою анализа позволяют проводить странирафическое расчленение нижнеплейстоценовых континешальнш отложений ют Украины.

2. В составе нерасчлененното почвенного комплекса (О,13) выделяются отложения, соответсшуюище сульскому (0|г)этапу осадконакопления.

3. Проведенные палеогеографические реконструкции позволяют судить о рельефе и характере растительности территории юга Украины . в раннем нпейсюцене.

4. Изучение изменения характера растительного покрова позволяет установить клима!ические метартмы и отосительные амплитуды колебаний основных показателей климата - влажности и теплообеспеченности на протяжении раннею плейс! оцепа в зоне сгепей.

5. Изменения во флористическом составе представителей семейства СЬепоротИасеае хорошо увязываются с климатическими ритмами и фиксируют их ¿-чиманпеские стадии, что может быть использовано в стратиграфических целях.

6. Изменения, внесенные в методику выделения микрофоссилий из исследуемых отложений, позволяют несколько увеличить их количество, а также улучшить их качество. Применение графического метода построения налмнороз дает возможность проследить изменения характера растительного покрова по только во времени, по и в пространстве.

' Научная новизна

1. Впервые детально изучены с помотцыо палинологического метода отложения ранимо плейстоцена юга Украины.

2. В составе нерасчленеиного почвенного комплекса (О,13) по данным палинологического анализа выделены отложения, соответствующие сульскому (0|2) ;>1аиу осадконакопления.

3. Впервые для плейстоценовых отложений применен графический метод пом роения палинороз, а результаты применения этого метода использованы дня стратиграфического расчленения и палеогеографических реконструкций.

4. В контипетпальных отложениях внеледниковой зоны раннеплейстоцонового позрлста установлена последовательность смены преде гаси гелей различных околен ических групп пыльцы семейства СЬепоросИасеае и предложено нгпплкюнанис спою фактора для стра!И1 рафических целей.

Практическая ценность работы

Полученные данные об изменеиии палеогеографических условий на протяжении раннего плейстоцена на территории юга Украины могуг быIь использованы в качеств основы прогноза развития природных процессов, » частности, климатических изменений. Полученные материалы могут использовап-ш дня расчленения и корреляции отложений раэрезоо раннего плейстоцена.

Данные палинологического анализа позоолили уточнить стратиграфическое положение сульского горизонта (О*) в ранее нерасчлененном почвенном комплексе

(О,'"3).

Фактический материал и методика исследований

В основу диссертационной работы положены материалы полевых и камеральных исследований, проведенных автором в отделе геолог ии антропоидна Института геологических наук НАН Украины на протяжении 1988-1996 гг. За ото время были описаны и детально изучены наиболее полные опорные разрезы континентальных отложений раннего плейстоцена. Проанализированы материалы средне- и крупномасштабных съемок территорий Одесской, Николаевской, Херсонской, Запорожской и Донецкой областей Украины.

В процессе работы были отобраны, обработаны и описаны свыше 700 образцов из верхнеплиоцен-нижнеплейстоценовых континенгальных отложений к л а Украины. В работе были использованы результаты изучения пород региона палеомагнитным и термолюминесцентным методами, коллекции остатков крупных и мелких млекопитающих, моллюсков ллиоцен-антропогеновот возраста. Химическая мацерация образцов, в методику которой были внесены некоторые усовершенствования, осуществлялась самостоятельно в набора! ории палинологического анализа отдела геологии антропогена ИГН НАН Украины. Под микроскопом изучено 722 образца, содержащие споры и пыльцу.

Апробация работы и публикации

Результаты исследований докладывались на конференции молодых ученых (Львов,1989), на VI Всесоюзной палинологической конференции (Минск, 1989), на ХУ1,ХУ11,Х\/Ш сессиях Украинского палинолог И'«ч:ког о общест*

2-6-Ч0Ч5

(Киеп,1993,1994,1995), на Международном симпозиуме "Геохронологичоские и изотопно-геохимические иселедования"(Вилы1юс, 1993),

Материалы изложены в 9 публикациях. Две работы находятся в печати.v

Структура и объем работы

Диссертация объемом 115 страницы машинописного текста состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы (168 наименований). Содержит 17 рисунков и 3 таблицы.

Диссертационная работа выполнена в отделе геологии антроногена Института геологических наук HAH Украины под руководством доктора геол.-мин. наук профессора В.Н.Шелкопляса, которому автор выражает искреннюю благодарность.

Особую признательность за помощь в работе и неизменно внимательное от ношение автор выражает член-корреспонденту HAH Украины П.Ф.Гожику, кандидату геол.-мин.наук Т.Ф.Христофоровой.

Огромную благодарность автор выражает сотруднику отдела теологии антропогена С.К.Прилипко за помощь, оказанную - при исследовании опорных разрезов и отборе образцов.

Автор искренне признателен член-корреспонденту HAH Украины В Н.Семененко, доктору геол.-мин.наук Э.В. Квавадзе, кандидатам г еол.-мин.наук В М.Мацую, В.Г.Верховцеву, кандидатам биологических наук Р.Я.Арап, Л.Г.Безусько, Л.В.Романовой, а также всему коллективу отдела геологии антропогена ИГН HAH Украины за содействие в выполнении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава t. История геологических исследований плейстоценовых континентальных отложений юга Украины

Плейстоценовые отложения на территории Украины становятся обьектом специальных исследований уже со второй половины XIX века. Основы изучения этих отложений были заложены в работах целой плеяды блестящих ученых -И.Ф.Леваковского, В.Д.Докучаева, П.А.Тугковскою, Н.А.Соколова, А.И.Набоких, В.Д.Ласкарева. Ими же были предложены первые схемы подразделения плейстоценовых (четвертичных) отложений. В дальнейшем результаты были детализированы и переведены на качественно новый уровень исследованиями В.И.Крокоса, А.П.Павлова, Л.А.Лепикаша, В.Г.Бондарчука, П.К.Замория и других, что дало начало теологическому и палеонтологическому расчленению плейстоценовых (четвертичных) отложений.

Современные представления о теологическом строении и истории развития u-рришрии кип Укрнины сформироиались благодари кророглиоому труду таких

ученых-геологов, как А.Д.Архангельский, В.Г.Бондарчук, И.И.Чебаненко, К.И.Маков, М.В.Муратов, Н.П.Семененко, М.Ф.Веклич, В.Б.Соллогуб, И.А.Гаркаленко,

A.В.Чекунов, Л.Г.Плахотный, Н.Ф.Балуховский и многих других. Вопроси неотектонического развития территории освещьны в работах В.И.Крокоса,

B.В.Резниченко, П.К.Замория, К.И.Макова, В.С.Соболева, В.Г.Бондарчука, И.Л.Соколовского, Н.Г.Волкова. Сведения о неотектонических движениях Северного Причерноморья содержатся в работах В.Н.Никигина, В.С.Варущенко, В.П.Палиенко, П.Ф.Гожика, О.П.Андрияш.

Многочисленные публикации таких исследователей, как В.Е.Гарутт, П.Ф Гожик, В.И.Громов, Н.А.Куница, Н.А.Лебедева, В.М.Мацуй, И.В.Мелышчук, О.Д.Моськина, Г.И.Моппвко, А.Я.Огупьчанский, Н.Н.Палагная, И.Г.Пидопличко, В.А.Топачевский, А.Л.Чепалыга, А.И Шевченко и др. посвящены проблемам биосгратиграфии морских, аллювиальных, лиманных и субаэралытых отложений плейстоцена региона.

А.И.Москвитиным (1932) , М.Ф.Векличем (1968, 1969), М.Ф.Векличем и др. (1969) , А.А.Величко (1973,1975), на основании данных литосгратиграфии, геоморфологии, геохронологии, палеомагнетизма была проведена широкая корреляция лессовых пород и разделяющих их почвенных юризонгов с лессово-почвеннмми сериями и стратиграфическими подразделениями ледниковых образований европейской части СССР. Однако, выводы авторов о стратиграфическом подразделении покровных плейстоценовых отложений, корреляции стратиграфических подразделений и увязке палеопюграфических обстановок в пределах Восточно-Европейской равнины не совпадают.

Результаты многолетних исследований плейстоцена Северного Приазовья были положены в основу работы В.М.Мацуя, Т.Ф.Христофоровой, В.Н Шелкопляса "Субаэральные отложения Северного Приазовья" (1981), где довольно детально освещены вопросы стратиграфии, условий залегания, распределения мощностей, вещественного состава покровных отложений региона, а также проведена корреляция различных стратиграфических подразделений субаэральных и субаквальных отложений плейстоцена.

В последующие годы были опубликованы работы обобщающего характера. М.Ф.Веклич (1982) привел характеристику згапо- и стратогипов верхнекайнозойских почвенных формаций и их горизонтов, предложив считать территорию Украины этапо- и страторегионом верхнекайпозойских почвенных формаций и их горизонтов. Ареальннм зтапо- и страторегионом лессовой формации считать - Порожистое Приднепровье, а красно-буроцветной плиоценовой формации - Равнинный Крым.

Н.А.Сиронко, С.И.Турио (1986) предложили свой взгляд на исюрию развития почв и растительности Украины в плейстоцене. Ими была предпринята попытка реконструкции почвенных покровов и растительности по ваУпейшим палеогеографическим этапам, а также составлены палеопедологические и иамеофитогсо! рафические карты и выполнены палеоландшафтные и налеокпиматические реконструкции.

В монографии "Антропот еновые отложения Украины" (В.Н.Шелкоплис, П Ф.Гожик, Т.Ф.Христофорова и др., 1986) приведены основные сведения о теопогои Украины и представлена новая стратиграфическая схема антропот гна 1 ерриюрии. Большое внимание уделено вопросам корреляции морских и гонтинешапьных отложений.

Таким образом, степень изученности плейстоценовых отложений юта Укр/тины достаточно высока. Несмотря на это, имеет место существенная неравномерность сведений о палеогеографических этапах плейстоцена. Раннеплейстоценовыо от поженим км а Украины изучены крайне слабо. Обычно о них упоминают в связи с вопросом о нижней границе плейстоцена и попу 1 но при описании более молодых отложений. Между тем понимание природных процессов, заложенных в раннем плейстоцене дает ключ к расшифровке всех последующих изменений, происходивших в среднем, позднем плейстоцене и голоцене.

Ископаемые флора и растительность рассматриваемой территории изучены недостаточно. В литературе содержатся фрагментарные данные об изменениях растительного покрова, которые, в основном, базируются на трафиках флористического состава (В.П.Гричук, 1940; А.Т.Артюшенко,1972; А.Т.Артюшенко и др.,1973; Е.Т.Ломаепа, 1966; Г. А.Пашкевич, 1975; З.П.Губонина,1975; С.И.Паришкура,1978,1982,1987; Н.А.Сиронко,С.И .Турло,19В6 ). В настоящей работе была предпринята попытка восполнить этот пробел и получить материалы по изменению растительности, малеоландшафтов и палооклимата. Спороно-пыльцевые диатраммы по разрезам раннеплейстоцеиовых отложений юта Украины приводятся впервые. Также впервые для характеристики этих отложений применен метод построения палинороз, который позволил проследить изменения характера растительности и палеоландшафтов не только в вертикальном разрезе, но и по простиранию.

Глава 2. Общие представления о районе исследований

Причерноморская низменность - равнина, расположенная полосой шириной 01 120-150 до 10-15 км вдоль Чернот и Аэонскою морой от делыы Дуная на западе, |||хх:гирая1м» восточнее р.Молочнаи. Территория имеет незначительный уклон с

севера на юг с изменением высог у северных границ области: 210-240 м на западе, 120-140 м - в центре, 50-80 м - на востоке. У южной границы уклон уменьшается до О м. Междуречья обычно слабо расчленены и заканчиваются либо абразионными, крутыми уступами (10-20-50 м), либо низкими аккумулятивными берегами. Средняя густота эрозионной сети згой области 0,08-0,05 км/км2

В пределах peí иона исследований выделены следующие морфоструктурные алементы(Грубрин Ю.Л. .Рослый И.М.):

- па севере Причерноморской равнины расположена пластовая денудационная унаследованно-возрожденная равнина со слабым появлением умеренных новейших поднятий и пологих деформаций, сформировавшаяся на участках пси ружения кристаллического щита. Равнина занимает северную ттаиболее возвышенную часть области ог ее западных до восточных границ, включая Приазовскую равнину на востоке;

- на юге области от дельты Дуная сужающейся к востоку полосой до Приазовской возвышенности простирается гетерогенная'пластово-аккумулятивная низменная, наклонная, новообразованная равнина, сформировавшаяся при дифференцированных умеренных новейитих движениях на рыхлых осадочных породах краевого прогиба.

Такие же равнины, но низменные, субгоризонтальные выделены на юге Причерноморской равнины, протянувшейся к востоку полосой ог Одесских лиманов до Приазовской низменности, включая нижние участки речных долин.

В строении земной хоры прослеживаются три структурных этажа, хорошо отражаемые в особенностях строения рельефа. Нижним является кристаллический фундамент докембрийской платформы. Два верхних этажа представляют собой осадочный чехол мощностью от 300-400 м в северной части до 5000-8000 м в южной. В осадочном чехле обычно выделяют донеогеновый и неоген-антропогеновый этажи.

Среди пород верхнего осадочного структурного этажа основную рельефообразующую роль играют неоген-антропогеновые отложения.

Отложения неогена распространены повсеместно, причем своеобразный "фундамент" рельефа составляют верхнемиоценовые (сарматский и мэотический ярусы) осадки.

Антропогеновые отложения также имеют повсеместное расп|юстранение и непосредственно принимают участие п образовании рельефа. Они представлены, главттым образом, континенталы |ыми формациями (субаоралыгыми и субаквалыгыми), морскими и лиманно-морскими (и прибрежной полосе), пролювиальными, гравитационными, эоловыми отложениями разного возраста (ог раннего антропогена до голоцена).

3 -6-V045"

В Причерноморье мощность плиоценовой краспоцвегной и антроногеновой лессовой толщ достигает 40-50 м, составляя, в среднем - 20 м. В. районе 11ринзопской низменности мощности, в среднем, уменьшаются до 10-15 м, достигая, однако, на юге 50 м. Максимальные мощности отмечены в береговой зоне моря и уменьшаются к северу. П.Ф.Гожик (1986) связывает это с усилением денудации и неполнотой разрезов ангропотена к северу.

В западной части Причерноморья (за исключением береговой зоны) наблюдается выпадение из разрезов, или редуцироват «гость, нижне- и ( реднеангрогюг еловых отложений, чго может быть связано с усилением процессов денудации и с размывом лессовых толщ.

Сложное сочетание эндогенных и экзогенных факторов на протяжении плиоцеп-ангропотена определило доминаишый морфогенез. В послсч юнг ическоо время, благодаря смене преобладающих неотектонических опусканий дифференцированными по площади положительными и отрицательными движениями, произошло образование пластово-ярусных денудационных равнин и сопутствующих им комплексов морфоскульптуры.

Согласно представлениям последних лет в Причерноморской низменности существует три неогеновые депудационно-аккумулятивные поверхности выравнивания и несколько уровней ант ропот еноных аллювиальных и морских гпррас и дельт.

Здесь отмечается две-три голоценовне, пять-шесть плейстоценовых и три плиоценовые террасы. Неодинаковое количество плейстоценовых террас связано с наложением в отдельных долинах аллювия V террасы на аллювий VI террасы.

Среди форм рельефа, присущих всей области, следует отметить следующие: водно-эрозионные и водно-аккумулятивные, оползневые, суффозионно-просадочмые.

В пределах области Причерноморской низменности выделяется пять подобластей: Дунайско-Днестровская, Днестровско-Бугская, Буг ско-Днепровская, Днепровско-Молочаиская (Присивашско-Приазовская) и Приазовская.

Глава 3. "Характеристика лессового покрова".

В главе приведены сведения о распространении, мощности, ритмичности строения лессового покрова на территории юга Украины за пределами плейстоценовых материковых оледенений. В главе также содержатся данные о химическом, минералогическом, гранулометрическом составе лессовых пород исследуемого региона.

Глава 4. Методика палинологического анализа.

Особенности физико-1 оотрафических условий исследуемого региона (наши перед аналитиком ряд вопросов, без решения которых невозможна интерпретация ископаемых спектров. К таким вопросам относятся: выяснение причин обеднения палиноспектроп в исследуемых отложениях; исследование путей формирования палиноспектров и выяснение степени их адекватности составу растительности; установление синхронности или гетерохронности компонентов палиноспектров, а также недостаточность определения лишь статистических соотношений родов и семейств при изучении разрезов, расположенных в степной зоне.

В связи с выявлением небольшого количества пыльцы и спор в исследуемых отложениях были рассмотрены возможные причины обеднения палиноспектров. К ним относятся разрушения пыльцевых зерен до и в процессе фоссилизации, вызванные переменным водным и температурным режимам; давлением и трением; химическим (или биохимическим) воздействием на пыльцевые зерна (окисление, действие ионов ОН" ), а также совокупностью этих факторов, оказывающих наиболее сильное разрушающее действие на пыльцу.

Помимо потерь, вызванных природными процессами, они возможны также в ходе мацерации. Н.С.Болиховская (1991) указывает на возможность потерь палинологических объектов при разделении на фракции и тяжелых жидкостях • вследствие увеличения их удельного веса за счет участия в процессах агрегирования алевритового мелкозема.

По нашему мнению еще одной причиной разрушения пыльцевых зерен в процессе мацерации и, как следствие, обеднения палиноспектров, являются достаточно жесткие условия обработки образца для целей палинологического анализа. Для устранения этой причины предлагается заменить двухстадийную обработку породы растворами соляной кислоты и пирофосфата натрия, применением раствора трил она Б (тетранатриовая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) в одну стадию. Раствор трилона Б легко растворяет карбонат кальция, при этом отсутствует газовыдепение, среда остается слабощелочной на протяжении всего процесса и достигается тог жо результат, что и в более жестких условиях традиционного метода. Существенно более мягкое воздействие предложенного процесса, отсутствие возможного гидролиза и механического разрушения микрофоссилий позвопяет несколько повысить количество полученного иэ породы материала и улучшить его качество.

При решении вопроса о путях формироваттия палиноспектров, по-видимому, необходим дифференцированный подход. Хотя при рассмотрении континентальных отложений рапнеплейстоценовото возраста юга Украины, мы склонны считать

решающим факгором формирования палинологического профили щюцессы седиментации. В пользу этого может свидетельствовать тяжелый и средний гранулометрический состап пород, их низкая фильтрационная способность, высокая степень ожелезнсния, а также, отмеченная М.Ф.Векличем и Н.А.Сиренко (1973) общая черта рапнеплейстоценовых ландшафтов данного региона - синхронность процессов почвообразования и осадконакопления.

При рассмотрении проблемы адекоатности палиноспектроп о осману рзститеньпости можно предположить, что степень искажения пагтиноспектров пескол|>ко возрастала от почв маршиошско! о (О,1) к почвам завадовского (Чигиринского) времени (О«'). Что же касается лессов, то раннештейптоценовые -менее лилеватые, более от лимонные и переработанные процессами почвообразования по сравнению со средне- и позднеплейстоценовыми лессами. Это позволяет считать, что в раннем плейстоцене процессы лессообразования были менее интенсивными, чом в последующие зпохи, и, следовательно, степень искажения папиноспе1Стров но очень высока.

Разграничение находящихся в первичном залегании и пореотложенвых пыльцевых зерен проводилось на основе палеоэкологического анализа.

Интерпретация результатов палинологического анализа при Изучении разрезов, находящихся ' по внеледниковой золе вызывает значительные затруднения, т.к. основываясь лишь на статистических соотношениях родов и семейств решить все вопросы с достаточной определенностью представляется сложным. Так как исследуемая территория относится к районам, в которых лесная растительность уже к началу плейстоцена имела подчиненное положение и родовой состав эдификаторов основных формаций существенно не менялся, потребовался анализ соотношения всех элементов палиноспектров и привлечение оидопых определений пыльцы сем.СИепоросКасеае как преобладающих компонентов травянистых растений. Выбор пыльцы данного семейства обусловлен ео широким распространением по всех исследованных отложениях, достаточно богтьшим разнообразием видов этого семейства по экологической приуроченности и индикационным значением отдельных видов, позволяющих судить о- формах рельефа, характере трунтов, а также о степени и характере засоления. Всего было определено 19 видов, относящихся к 9 родам.

Видовые определения проводились в ходе общего палинологического анализа при помотци микроскопа "ЛегтауаП при увеличении х400, хбОО, хЮОО с использованием иммерсионных жидкостей. Определялись лишь пыльцевые зерна хорошей сохранности.

Определение видов пыльцы семейства С1тпорот1шсеае, выявление их закономерных изменений способст повали выделению в ранее иораочмоиенном

1Ъ

почвенном комплексе 0|1"3 интервала, относящегося к сульскому времени (Q|2). Для них характерна значительная |Х)Ль представителей труппы псаммофитов (виды Corispemnitn hyssopifotimn L. .Chcnopooclitim polysperrnurn L., Kochia lanillora (S.G.Gniol)Borb.), а также присутствие представителей группы галофигов, в которую входят Alriplex talarica L.,A.verruci!erae М.В., A.haslata L, Salicomia herbaceae L., Stiaeda conlnsa lljin., Petrosimonia brachiala (Pall.)Bge.,Halocnemnm strobilaceum (Pall.)Bieb. и др. Также была прослежена последовательность смены видового состава пыльцы маревых п лес::;« и лессовидных отложениях; в нижней части преобладает комппекс. т апофигов и ксерогалофиюв (A. talaiica L., A.vermcjlerae М.В., A. haslala L., Salicomia tierbaceae L., Snaeda confusa lljin., Piïlrosimonia brachiala (Pall.) Btje., Halocnemnm strobilaceum (Pall.) Biel»., Ceratoides papposa Botsch. el Ikoririikov), далее их сменяют псаммофиты (Corispermum liyssopifoüurn L., Chenopodiiim polyspermum L., Kochia lanillora ( S.G.Gmel.) Borb.) и к концу интервала приурочены представители группы ксерофитов (Alriplex nitons Schkuhr., Kochia proslrata (L.) Schrad., Echinopsilon sedoitles (Pall.)Mog ).

Выявленные закономерности находок пыльцы семейства маревых предлагается использовать для стратиграфических целей при исследовании нижнеплейстоценопых отложений.

Результаты анализов всей серии образцов были трафически изображены на спорово-пыльцевых диаграммах. Также был применен достаточно эффективный и наглядный 1рафический метод, предложенный Е.М.Анановой (устное сообщение) и, позднее, использованный Н.Д.Коваленко (1994) для плиоценовой растительности -метод построения палинороз. В данном случае были внесены изменения, связанные как с плейстоценовым возрастом исследуемых отложений, так и с т еографичсским месторасположением опорных разрезов, большей частью находящихся в степной зоне.

Для построения палипороэ были составлены таблицы усредненных процентных данных по следующим параметрам:

1. Участие пыльцы древесных пород - АР.

2. Количество пыльцы полиций Artemisia.

3. Суммарное содержание пыльцы разнотравья

4. Суммарное количество пыльцы Jtiglans, Monis, Castanoae, Rhus, Cornus, Ciipressaceae, Myrica, Oleaceae.

5. Количество пыльцы Pinns.

6. Суммарное количество пыльцы мелколист пенных пород Bnlnl.il- Almis.

7. Учасгие пыльцы трапяниешх растений- NAP.

8. Суммарное количество пыльцы жироколистснных пород.

Глава 5. Палинологические характеристики ниж не плейстоценовых отложений опорных разрезов

В главе даотся подробная палинологическая характеристика нижнеплейстоценовых отложений опорных разрезов юга Украины - Приморское, Роксоланы (Одесской обл.), Станистав (Херсонской обл.), Мироновка, Ногайск (Запорожской обл.), Урзуф, Мелекино, Широкино (Донецкой обл.). Приводятся данные палеофаунистических, палеомагнитных исследований, результаты датирования отложений термолюминесцентным методом. ИзложетФте фактическою материала по разрезам занимает большую часть работы.

В результате проведенных исследований были выявлены характерные особенности палиноспектров нижнеплейстоценовых отложений данного региона.

Для маргоношских огложений характерно:

1. Высокое содержание в составе палиноспектров пыльцы древесных пород;

2. Наименьшее количество в спектрах пыльцы сосновых, несмотря на их постоянное присутствие, в течение всего рэннеплейстоценового отрезка времени.

3. Наиболее разнообразный видовой состав пыльцы лиственных пород деревьев и кустарников, среди которых преобладают ольха, вяз, дуб, в меньшей степени, береза, клен, липа.

4. Присутствие в спектрах таких американо-средиземноморско-азиатских элементов как ч1ид1апв, Саи1апеае, Могасеае, 01еасеае, унаследованных с неогенового времени.

5. Уменьшение количества пыльцы суходольных травянистых растений и кустарничков по сравнению со спектрами из отложений апшеронского возраста.

6. Находки единичных спор Оэтипйа нр.

Характерные особенности палиноспектров сульского горизонта следующие:

1. Значительное уменьшение количества пыльцы древесных, по сравнению со спектрами мартоношского горизонта, и обеднение ее видового разнообразия.

2. Исчезновение из состава спектров американо-средиземноморско-азиатских элементов.

3. Возрастание роли пыльцы суходольных травянистых растений по сравнению со спек г рами мартоношского горизонта.

4. Постоянное присутствие во всех спектрах пыльцы семейства СЬепоро<)|асеао и следующая закономерная приуроченность элементов различных экологических групп: в спектрах нижней части горизонта преобладают талофиты, которые вверх по разрезу сменяются псаммофитами и ксерофитами.

, Характерные особенности палиноспектров лубенсжого горизонта:

1. Наибольшая за 1ю.;ь раниеплейстоценовый отрезок времени сумма пыльцы широколиственных древесных растений при относительно небольшом ее видовом разнообразии.

2. Отчетливое преобладание в составе широколиственных пыльцы дуба (Queráis robur L., Q.pubescens Willd.), содержание которой может достигать 55% в некоторых спектрах.

3. Наличие двух максимумов пыльцы широколиственных пород, в которых кульминация отдельных компонентов пыльцы растений смешанного леса наступает не всегда одновременно.

4. Отсутствие четкого типа диаграмм: на диаграммах различных разрезов более существенном является то ранний, то поздний максимум широколиственных пород.

5. Частое присутствие в спектрах, хотя и п небольших количествах, пыльцы тидро- и гигрофитов.

Для палиноспектров тилитульского горизонта характерны следующие особенности:

1. Полное преобладание по всех спектрах пыльцы травянистых растений, количество которой местами достигает 100%.

2. Присутствие в составе пыльцы древесных пород кроме сосны лишь незначительною количества пыльцы березы, дуба, вяза.

3. Приуроченность находок пыльцы лиственных пород, главным образом, к самим низам и верхам горизонта.

4. Резко возросшее количество пыльцы травянистых ксерофитов и пыльцы сообществ, существующих на нарушенных субстратах ( сем. Chenopodiaceae, Plumbaginaceae, Rubiaceae, род Artemisia).

5. Закономерная последовательность смены снизу вверх преобладающих видов семейства маревых, относящихся к различным экологическим группам: галофиты+псаммофиты, ксерогалофиты, ксерофиты.

6. Присутствие в спектрах верхней части горизонта некоторых разрезов небольшого количества пыльцы Ephedra.

Глава 6. Реконструкция палеогеографических условий раннего плейстоцена юга Украины.

В главе показано, что формирование растительного покрова находилось в прямо» зависимости от климата, а дендрофлора, как было установлено Е.Д.Заклинской (1987), наиболее стабильный и надежный показатель отношений тепло-холодно и плажно-сухо.

Результаты исследований свидетрт.ствуюг о многократных довольно контрастных сменах и подвижках растительного покрова, имевших место в раннеплейстоценовое время в районе исследований. Характерной чертой является ригмически повторяющееся изменение участия лесных сообществ в растительном покрове региона. Выявлено довольно четкое чередование плювиальных этапов, характеризовавшихся усилением роли древесной растительности, и аридных, представленных широким развитием ксерофитных травянистых формаций.

К началу плейстоцена на территории Причерноморской низменности распространились безлесные пространства, чередовавшиеся с участками редколесий, существовавших в условиях умеренно-теплого климата.

В мартоношское время на юге Украины распространилась растительность лесного типа. Для лесов маргоношского времени характерно максимальное разнообразие древесных пород. Преобладание в составе лесных сообществ американо-евро-азиатской географической группы (Quercus, Ulmus.Fagus, Acer, Tilia, Fraxinus, Carpinus, Corylus), а также присутствие представителей американо-средиземноморско-азиатской группы (Juglans, Castanea, Rhus, Morus, Oleaceae, Cupressaceae) свидетельствует о теплом, близком к средиземноморскому, достаточно влажном климате.

В сульское время наметилась тенденция к похолоданию и аридизации. Об этом свидетельствует уменьшение роли термофильных элементов и усиление значения травянистой растительности. Получили развитие безлесные ландшафты. По-видимому, на плакорах - плоских и слабоволнистых междуречьях преобладали травы и кустарнички, большинство из которых являлись псаммофитами и ксерогалофигами. В долинах рек и по склонам балок формировались пойменные и байрачные леса обедненног о состава.

Яубенский этап характеризуется усилением роли лесных формаций со значительным участием смешанно-широколиственных лесов (с преобладанием дуба). Однако, по сравнению с мартоношским этапом, остепненность была несколько большей. Значительную роль в растительном покрове региона играли лугово-разнотравные и степные ценозы.

Тилигульское время характеризуется дальнейшим усилением континентальности климата и возрастающей его аридизацией. На водоразделах преобладали моподоминангные фитоценозы из ксерофитных маревых, к долинам рек были приурочены редколесья, в основном, состоявшие из хвойных.

Таким образом, в раннеплейстоценовое время для территории юга Украины характерным являлся направленный процесс остепнения. На этом фоне отмечалось расширение пространств, заня|ых в плювиальные этапы древесной расннеошосгью . Трашпиоган растительность и каждый ил этих этапов н большей

или меньшей степени сохраняла свое значение, поэтому растительный покров региона в плювиальные этапы можно классифицировать как лесостепной.

Плювиальные этапы ритмически сменялись этапами аридными, которые характеризовались развитием степных и полупустынно-степных (?) травянистых формаций и сокращением площадей, занимаемых древесной и луговой травянистой растительностью. Эти сообщества сохранялись островками в наиболее обводненных местообитаниях, а при усилении аридизации, их ареалы сокращались до минимума. Как и плювиальные этапы, каждый из аридных этапов имел свои особенности и характеризовался различной степенью участия древесной растительности и ее составом, а также перераспределением доминантов т равяниешх ценозов.

Сохраняя общую тенденцию изменения климата в сторону континентализации, амплитуды его колебаний в пределах ранннего плейстоцена были значительно меньше, чем в среднем и позднем плейстоцене. Т.е., смены растительности в раннем плейстоцене носили менее дифференцированный характер и выражались в большей мере изменением количественных отношений между древесными и травянистыми породами, образованными ими сообществами, чем замещением одних пород другими.

Широкое развитие растительности мезофилыюго облика во время формирования горизонтов потребенных почв и значительное усиление роли ксерофитов, а также отсутствие бореальных элементов в эпохи накопления лессовых и одновозрастных с ними отложений может свидетельствовать о том, что формирование погребенных почв и лессов в раннем плейстоцене в степной зоне происходило в климатическом мегаритме не "тепло"- "холодно", а "влажно" -"сухо".

При интерпретации результатов исследований источником информации о палео!ео|рафических условиях территории наравне с традиционными палинологическими диаграммами служили, впервые примененные в Украине для четвертичных отложений, палинорозы, отражающие помимо общих черт развития растительного покрова региона и индивидуальные особенности отдельных разрезов. Каждый из исследованных горизонтов характеризуется палинорозой вполне определенной конфигурации.

Следует отметить, что п различных растительных зонах и в различных типах отложений формируются палиноонектры, имеющие свою зональную типичность. Однако, и п пределах одной зоны нет полного сходства спектров между собой. Их различия зависят как от местных особенностей растительности, гак и от генезиса отложений. Таким образом, интегралыюсть спектров позволят устанавливать одновозрастныи отложения, которые имеют палинорозы сходных очертаний, чго

может служить основанием для стратиграфических выводов. Но если изменение конфигурации палинороз в вертикальном разрезе может быть использовано для целей стратиграфии и корреляции, то характер изменения их очертаний для разных разрезов по простиранию несет в себе информацию о смено преобладающих ландшафтов в пространстве.

Выводы

1. Исследования ряда опорных разрезов юга Украины позволили выявить ритмичные изменения природных условий на протяжении раннего плейстоцена. Установлено, что на фоне общего увеличения континентальности климата этот временной отрезок характеризовался наименьшими за весь плейстоцен амплитудами его колебаний. Полученные данные отчетливо показывают, что на фоне ритмичных смен и подвижек растительного покрова шел необратимый направленный процесс его развития.

2. Изменения характера палиноспектров позволили установить положение сульского (О,2) горизонта в составе нерасчлененното почнет того комплекса (О,13). Растительный покров этого временного отрезка характеризовался последовательным сокращением доли термофильных элементов в составе дендрофлоры и увеличением роли травянистой растительности, что свидетельствует об усилении аридизации и некотором похолодании.

3. Применение графического метода построения палинороз позволило получить данные не только об общих чертах изменения характера растительного покрова исследуемой территории, но и об индивидуальных особенностях разрезов, приуроченных к различным элементам рельефа .

4. Изучение флоры маревых в опорных разрезах показало, что смена их флористического состава в отложениях раннего плейстоцена хорошо увязывается с климатическими ритмами (влажно-сухо) и фиксирует их климатические стадии (тврмоксеротическую, гермогигротическую, криогигротическую и криоксерогическую), а следовательно, может быть использована в качестве стратиграфического маркера.

5. В результате данных исследований составлена схема, представляющая концепцию автора об изменении ландшафтов, растительного покрова региона на натяжении раннею плейстоцена, направленных изменениях влажности и тенлообеслеченносги как основных климатических показателей, а также данные определения возраста отложений юга Украины термолюминесцентным методом.

Публикации по теме исследований

1. Хрисгофорова Т.Ф., Комар М.С. О стратиграфическом расчленении нового опорного разреза плейстоцена Северного Приазовья Мелекино-11 (по данным споропо-пыпьцсвого анализа). // Стратиграфия и корреляция морских и континентальных отложений Украины. - Киев, Hay копа думка, 1987. - с. 89-95.

2. Христофорова Т.Ф., Комар М.С. Стратиграфия плейстоцена Керченскою опорного региона по данным спорово-пыльцевого анализа. // Палинология и полезные ископаемые. - Тез. докладов VI Всесоюзной палинологической конференции. - Минск, БелНИГРИ, 1989. - с. 304-305.

3. Комар М.С. Палеогеографические условия формирования Ново-Бугского пода (по данным спорово-пыльцевого анализа). // Антрогюгеновые (четвертичные) формации Украины. - Киев, Изд-во Ассоциации молодых ученых и специалистов Украины, (991. - с. 103-J07.

4. Комар М.С., Якушин Л.М., Сгецишин М.М., Молодыченко В В. К вопросу о стратиграфическом расчленении нового опорного разреза Северного Приазовья Мелекино-Н. // Природа та господаре ню Птвшчного Приазов'я, - Мелитополь, Изд-гто Мелитопольского госуд. пединститута, 1993. - с. 36-42.

5. Комар М.С. К вопросу об условиях формирования западинных морфоскульптур. Ц Стратиграф1чн'| та палеонтолопчтн досгндження в УкраТнг - Тез. докл. на XVI cecii УПТ. - Кит, 1ГН АН УкраТни, препринт, 1994. - с. 76.

6. Комар М.С., Крохмаль А.И., Прилипко С.К. Геохронология, биостратиграфия и палеогеографические условия формирования нижней толщи опорного разреза юта Украины - Роксоланы (Одесской обл.) // Стратитраф1чтн та палеонголопчш дослиркенпя в Укранп. - Тез. докл. на XVI cecii УПТ. - Кшв, !ГН АН Укрант, препринт, 1994. - с. 77.

7. Komar M.S. Under new data concerning loess-soil sediments of the Southern Ukraine key section. // Abstracts of 10-th conference oT geochronological and isolope-geochetnical research in Baltic countries. - Vilnius, 1993. - p.28.

8. Комар М.С. Новые данные о леспово-почвенной серии некоторых разрезов юга Украины.//Бюсфери геологпного минулого. - Тез. докл. на XVll cecii УПТ. - Knin, 1ГН АН Украши, препринт, 1994. - с. 105.

9. Комар М.С. Климатические условия и растительность юга Украины в раннем плейстоцене. Ц Екосисгеми геолопчнот минулого. - - Тез. докл. на XVlll cecii УПТ. - Китв, 1ГН АН Украши, препринт, 1995. - с. 87.

Ключевые слова

Нижнеплейстоценовые отложения, лессы, погребенные почвы, палинологический анализ, палиноспектры, растительность, стратиграфическое расчленение, палеогеографические и палеоклиматические реконструкции, палинорозы.

Marina S. Komar Slraligrapliy and paleogeography of the Early Pleistocene deposits ot the Soutli oi Ukraine.

Thesis tor a Candidate Degree ot Geologic Sciences on the speciality 04.00.09 -Paleontology & Stratygraphy. Antropogen Geology Depart., Institute of Geological sciences, Ukrainian Nat. Acad, of Sc., Kiev, 1997.

The thesis is devoted to study of the Early Pleistocene continental deposits of the South of Ukraine, their stratigraphic subdivision and reconstruction of paleogeographic environment for the Early Pleistocene time. The advisability of the palynologic method for study of subaeriat deposits is established. Cyclicity of natural environment change during the Early Pleistocene and relative anrplilucles of main fluctuations as humidity arid temperature factors are recognized. Stratigraphic position of the Sulsky (Qtz) horizon is specified.

Подп. * печ. 2i // Фоомат eoxB4i/ Бумага тип. J4 / . Способ печати офсетный. Услови. п«ч. *.//>"' Условн. кр.-отт. 4,0 . Уч.-изд, л /с-1 ______ Тираж ¡¿О . Зак. J4 6-ЧО^'г,

Фирма «BlUIOJlV

252151, г. Киев, ул. Волынская, НО.