Неморские двустворчатые моллюски верхнепермских отложений бассейна Северной Двины: систематика, таксономический состав и биостратиграфическое значение
|
Введение 3
Глава 1. Методика исследований 7
Глава 2. История изучения 9
Глава 3. Описание основных разрезов с местонахождениями неморских
двустворчатых моллюсков 15
3.1. Обнажение Никулино 17
3.2. Обнажение Савватий 22
3.3. Обнажение Аристово 24
3.4. Обнажение Мутовино 27
Глава 4. Систематика и таксономический состав 38
4.1. Систематические признаки, использованные при ревизии НДМ 38
4.2. Результаты ревизии пермских НДМ 40
4.3. Систематика позднепермских неморских двустворчатых моллюсков
бассейна Северной Двины 56
Глава 5. Биостратиграфия 60
Заключение 71
Список литературы 73
Приложения
Глава 1. Методика исследований 7
Глава 2. История изучения 9
Глава 3. Описание основных разрезов с местонахождениями неморских
двустворчатых моллюсков 15
3.1. Обнажение Никулино 17
3.2. Обнажение Савватий 22
3.3. Обнажение Аристово 24
3.4. Обнажение Мутовино 27
Глава 4. Систематика и таксономический состав 38
4.1. Систематические признаки, использованные при ревизии НДМ 38
4.2. Результаты ревизии пермских НДМ 40
4.3. Систематика позднепермских неморских двустворчатых моллюсков
бассейна Северной Двины 56
Глава 5. Биостратиграфия 60
Заключение 71
Список литературы 73
Приложения
Актуальность исследований. Неморские двустворчатые моллюски (НДМ) являются одной из ведущих групп ископаемых для стратиграфического расчленения и корреляции континентальных отложений пермской системы. Данная работа является первой попыткой использования НДМ для расчленения и корреляции верхнепермских отложений бассейна Северной Двины. Корреляционные возможности НДМ могут обеспечить дробное расчленение разрезов и их корреляцию с региональной и общей стратиграфическими шкалами.
Цели и задачи работы. Цель работы — разработка зональной стратиграфической схемы верхнепермских отложений бассейна Северной Двины по неморским двустворчатым моллюскам. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:
1. Изучение и описание основных разрезов верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с указанием распространения в них остатков НДМ.
2. Определение систематического состава НДМ в изученных разрезах на основе их монографического изучения и описания.
3. Анализ распространения НДМ по стратиграфическому разрезу, определение их значимости для разработки зональной шкалы и корреляционного потенциала.
4. Разработка зональной шкалы по видам рода Opokiella Plotnikov, 1949, ее сопоставление с существующей региональной зональной шкалой по НДМ, разработанной по видам рода Palaeomutela s.l. [Силантьев, 2014].
5. Палеобиогеографический анализ таксонов и комплексов НДМ. Выделение на этой основе этапов развития фауны НДМ на изученной территории.
6. Корреляция верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями бассейнов Еврамерийской, Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей.
Фактический материал. Материалом исследований послужили коллекции НДМ из местонахождений Мутовино, Аристово, Никулино, Элеонора (общей мощностью более 100 м) на р. Сухоне, собранные в 2013 г. М.Н. Уразаевой и В.К. Голубевым. Также при подготовке работы изучены и использованы коллекции С.Н. Баженовой и А.К. Гусева, хранящаяся в Геологическом музее КФУ (№ 36), коллекции М.А. Плотникова, и Г.П. Канева, хранящиеся в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук. Всего в работе учтено 20 местонахождений и 150 экземпляров НДМ.
Научная новизна. Впервые для верхнепермских отложений бассейна Северной Двины проведена ревизия систематики и синонимики НДМ, разработана зональная шкала по видам рода Opokiella, выделены этапы развития фауны НДМ на изученной территории. Полученные результаты позволили уточнить корреляцию верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями бассейнов Еврамерийской, Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей.
Практическое значение состоит в создании зональной шкалы верхнепермских отложений бассейна Северной Двины, как основы для геологических работ различного масштаба, позволяющей производить расчленение и корреляцию разрезов, и их сопоставление региональной и Общей стратиграфическими шкалами.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 91 страницах, иллюстрирована 14 рисунками, 5 фототаблицами и 5 таблицами. Список литературы включает 88 наименований.
Публикации и апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, опубликованы в соавторстве в 3 изданиях. В том числе 1 статья опубликована в журнале, рекомендованном ВАК («Ученые записки Казанского университета») и 1 статья опубликована в журнале, входящем в базы данных Scopus и Web of Science («Paleontological Journal»). Отдельные результаты работы докладывались на ежегодных конференцияхКФУ (2015 и 2016 гг.), а также XVIII международном конгрессе по карбону и перми.
Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю М.Н. Уразаевой, а также заведующему кафедрой палеонтологии и стратиграфии В.В. Силантьеву.
В работе, вслед за А.К. Гусевым (1977, 1990), на основании литологических особенностей разрезов принято разделение пермской континентальной формации Восточно-Европейской платформы (ВЕП) на пять осадочных бассейнов: Печорский, Двинско-Мезенский, Окско-Верхневолжский, ВолгоУральский и Прикаспийский (рис. 1). В целом, эти бассейны соответствуют схеме районирования средне- и позднепермских отложений Русской платформы [Решение..., 1990]. Печорский бассейн отвечает Тимано-
Печорскому региону, который в последнее время рассматривается в качестве обособленной от ВЕП Тимано-Печорской платформы [Геология и полезные ископаемые России., 2006]. В палеогеографическом отношении он относится к Ангарской палеозоогеографической области [Бетехтина, 1984]. Четыре оставшихся бассейна располагаются в восточной части ВЕП и в палеогеографическом отношении относятся к Еврамерийской палеозоогеографической области [Бетехтина, 1984]. Двинско-Мезенский бассейн, в который входит территория бассейна Северной Двины, охватывает Мезенскую и северную часть Московской синеклизы. Окско-Верхневолжский бассейн включает оставшиеся центральную и южную части Московской синеклизы и Токмовский свод. Волго-Уральский бассейн соответствует одноименной антеклизе и ряду впадин Предуральского прогиба: Соликамской, Юрюзано-Бельской и др. Прикаспийский бассейн отвечает Прикаспийской впадине и южной части Предуральского прогиба.
Цели и задачи работы. Цель работы — разработка зональной стратиграфической схемы верхнепермских отложений бассейна Северной Двины по неморским двустворчатым моллюскам. Для достижения этой цели были решены следующие задачи:
1. Изучение и описание основных разрезов верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с указанием распространения в них остатков НДМ.
2. Определение систематического состава НДМ в изученных разрезах на основе их монографического изучения и описания.
3. Анализ распространения НДМ по стратиграфическому разрезу, определение их значимости для разработки зональной шкалы и корреляционного потенциала.
4. Разработка зональной шкалы по видам рода Opokiella Plotnikov, 1949, ее сопоставление с существующей региональной зональной шкалой по НДМ, разработанной по видам рода Palaeomutela s.l. [Силантьев, 2014].
5. Палеобиогеографический анализ таксонов и комплексов НДМ. Выделение на этой основе этапов развития фауны НДМ на изученной территории.
6. Корреляция верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями бассейнов Еврамерийской, Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей.
Фактический материал. Материалом исследований послужили коллекции НДМ из местонахождений Мутовино, Аристово, Никулино, Элеонора (общей мощностью более 100 м) на р. Сухоне, собранные в 2013 г. М.Н. Уразаевой и В.К. Голубевым. Также при подготовке работы изучены и использованы коллекции С.Н. Баженовой и А.К. Гусева, хранящаяся в Геологическом музее КФУ (№ 36), коллекции М.А. Плотникова, и Г.П. Канева, хранящиеся в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук. Всего в работе учтено 20 местонахождений и 150 экземпляров НДМ.
Научная новизна. Впервые для верхнепермских отложений бассейна Северной Двины проведена ревизия систематики и синонимики НДМ, разработана зональная шкала по видам рода Opokiella, выделены этапы развития фауны НДМ на изученной территории. Полученные результаты позволили уточнить корреляцию верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями бассейнов Еврамерийской, Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей.
Практическое значение состоит в создании зональной шкалы верхнепермских отложений бассейна Северной Двины, как основы для геологических работ различного масштаба, позволяющей производить расчленение и корреляцию разрезов, и их сопоставление региональной и Общей стратиграфическими шкалами.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 91 страницах, иллюстрирована 14 рисунками, 5 фототаблицами и 5 таблицами. Список литературы включает 88 наименований.
Публикации и апробация работы. Материалы, представленные в диссертации, опубликованы в соавторстве в 3 изданиях. В том числе 1 статья опубликована в журнале, рекомендованном ВАК («Ученые записки Казанского университета») и 1 статья опубликована в журнале, входящем в базы данных Scopus и Web of Science («Paleontological Journal»). Отдельные результаты работы докладывались на ежегодных конференцияхКФУ (2015 и 2016 гг.), а также XVIII международном конгрессе по карбону и перми.
Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю М.Н. Уразаевой, а также заведующему кафедрой палеонтологии и стратиграфии В.В. Силантьеву.
В работе, вслед за А.К. Гусевым (1977, 1990), на основании литологических особенностей разрезов принято разделение пермской континентальной формации Восточно-Европейской платформы (ВЕП) на пять осадочных бассейнов: Печорский, Двинско-Мезенский, Окско-Верхневолжский, ВолгоУральский и Прикаспийский (рис. 1). В целом, эти бассейны соответствуют схеме районирования средне- и позднепермских отложений Русской платформы [Решение..., 1990]. Печорский бассейн отвечает Тимано-
Печорскому региону, который в последнее время рассматривается в качестве обособленной от ВЕП Тимано-Печорской платформы [Геология и полезные ископаемые России., 2006]. В палеогеографическом отношении он относится к Ангарской палеозоогеографической области [Бетехтина, 1984]. Четыре оставшихся бассейна располагаются в восточной части ВЕП и в палеогеографическом отношении относятся к Еврамерийской палеозоогеографической области [Бетехтина, 1984]. Двинско-Мезенский бассейн, в который входит территория бассейна Северной Двины, охватывает Мезенскую и северную часть Московской синеклизы. Окско-Верхневолжский бассейн включает оставшиеся центральную и южную части Московской синеклизы и Токмовский свод. Волго-Уральский бассейн соответствует одноименной антеклизе и ряду впадин Предуральского прогиба: Соликамской, Юрюзано-Бельской и др. Прикаспийский бассейн отвечает Прикаспийской впадине и южной части Предуральского прогиба.
1. Изучение разрезов верхнепермских отложений бассейна Северной Двины позволило установить на этой территории 20 местонахождений НДМ. Общее число учтенных в работе экземпляров составило 150. Местонахождения в целом равномерно распределены по уржумскому, северодвинскому и вятскому ярусам.
2. Проведенная ревизия фауны уточнила систематический состав НДМ в верхнепермских отложениях бассейна Северной Двины, который включает 35 видов двустворок, относящихся к 9 родам, 5 семействам, 4 надсемействам, 1 подсемейству и 3 отрядам.
3. Анализ распространения НДМ по стратиграфическому разрезу, показал, что на данной территории не прослеживается ряд зон, выделенных В.В.Силантьевым (2014) для верхнепермских отложений ВЕП. Одновременно, было установлено, что наиболее значимыми для разработки зональной шкалы являются виды рода Opokiella, распространение которых охватывает интервал от верхнесеверодвинского подъяруса до вятского яруса включительно.
4. Предложенная зональная шкала по видам рода Opokiella включает три зоны: Opokiella carinata, Opokiella tschernyschewi, Opokiella tetraedroides.
5. Сопоставление зональной шкалы по видам рода Opokiella с существующей региональной зональной шкалой по НДМ, разработанной по видам рода Palaeomutela s.l. [Силантьев, 2014], показало, что зона Opokiella carinata отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть ulemensis - keyserlingi (группа P. umbonata), верхняя marposadica - fischeri (группа P. castor); зона Opokiella tschernyschewi отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть keyserlingi - curiosa (группа P. umbonata), верхняя часть fischeri - obunca (группа P. castor); зона Opokiella tetraedroides отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть curiosa - golubevi (группа P. umbonata), верхняя часть obunca - amalitzkyi (группа P. castor).
6. В интервале от шардинской пачки нижнеустьинской свиты (верхнеуржумский подгоризонт) до нюксеницкой пачки сухонской свиты (сухонский горизонт) включительно выделены слои с фауной Prilukiella,
отвечающие следующим зонам Palaeomutela: wohrmani - нижняя часть numerosa (группа P. umbonata), верхняя часть doratiformis- нижняя часть marposadica (группа P. castor).
В верхней части кичугской пачки полдарской свиты (путятинский горизонт) выделены слои с фауной Permianaia, отвечающие следующим зонам Palaeomutela: keyserlingi (группа P. umbonata), fischeri (группа P. castor).
7. Палеобиогеографический анализ таксонов и комплексов НДМ позволил
установить 4 этапа развития фауны: позднеуржумско-раннесеверо-двинский, позднесеверодвинский, терминальносеверодвинский-ранневятский, поздневятский. Рубежи между этапами фиксируются изменениями биотических и абиотических факторов, т.е. имеют событийную природу. Граница между позднеуржумско-раннесеверодвинскими позднеесеверодвинским этапами маркируется по резкой смене симбатных положительных и симбатных негативных экскурсов изотопов 5 О и 5 С на изотопных кривых по углероду и кислороду. Граница между позднесеверодвинскими терминально северодвинским-ранневятским этапами проводится по появлению большого числа видов родов-эндемиков. На границе между терминальносеверодвинским- ранневятским и поздневятским происходит исчезновение ангарских родов НДМ и уменьшение числа видов-эндемиков, что предположительно связано с относительным потеплением климата, произошедшим на границе III и IV этапов.
8. Корреляция верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями Еврамерийской Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей позволила уточнить сопоставление позднесеверодвинского и вятского интервалов разреза.
2. Проведенная ревизия фауны уточнила систематический состав НДМ в верхнепермских отложениях бассейна Северной Двины, который включает 35 видов двустворок, относящихся к 9 родам, 5 семействам, 4 надсемействам, 1 подсемейству и 3 отрядам.
3. Анализ распространения НДМ по стратиграфическому разрезу, показал, что на данной территории не прослеживается ряд зон, выделенных В.В.Силантьевым (2014) для верхнепермских отложений ВЕП. Одновременно, было установлено, что наиболее значимыми для разработки зональной шкалы являются виды рода Opokiella, распространение которых охватывает интервал от верхнесеверодвинского подъяруса до вятского яруса включительно.
4. Предложенная зональная шкала по видам рода Opokiella включает три зоны: Opokiella carinata, Opokiella tschernyschewi, Opokiella tetraedroides.
5. Сопоставление зональной шкалы по видам рода Opokiella с существующей региональной зональной шкалой по НДМ, разработанной по видам рода Palaeomutela s.l. [Силантьев, 2014], показало, что зона Opokiella carinata отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть ulemensis - keyserlingi (группа P. umbonata), верхняя marposadica - fischeri (группа P. castor); зона Opokiella tschernyschewi отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть keyserlingi - curiosa (группа P. umbonata), верхняя часть fischeri - obunca (группа P. castor); зона Opokiella tetraedroides отвечает следующим зонам Palaeomutela: верхняя часть curiosa - golubevi (группа P. umbonata), верхняя часть obunca - amalitzkyi (группа P. castor).
6. В интервале от шардинской пачки нижнеустьинской свиты (верхнеуржумский подгоризонт) до нюксеницкой пачки сухонской свиты (сухонский горизонт) включительно выделены слои с фауной Prilukiella,
отвечающие следующим зонам Palaeomutela: wohrmani - нижняя часть numerosa (группа P. umbonata), верхняя часть doratiformis- нижняя часть marposadica (группа P. castor).
В верхней части кичугской пачки полдарской свиты (путятинский горизонт) выделены слои с фауной Permianaia, отвечающие следующим зонам Palaeomutela: keyserlingi (группа P. umbonata), fischeri (группа P. castor).
7. Палеобиогеографический анализ таксонов и комплексов НДМ позволил
установить 4 этапа развития фауны: позднеуржумско-раннесеверо-двинский, позднесеверодвинский, терминальносеверодвинский-ранневятский, поздневятский. Рубежи между этапами фиксируются изменениями биотических и абиотических факторов, т.е. имеют событийную природу. Граница между позднеуржумско-раннесеверодвинскими позднеесеверодвинским этапами маркируется по резкой смене симбатных положительных и симбатных негативных экскурсов изотопов 5 О и 5 С на изотопных кривых по углероду и кислороду. Граница между позднесеверодвинскими терминально северодвинским-ранневятским этапами проводится по появлению большого числа видов родов-эндемиков. На границе между терминальносеверодвинским- ранневятским и поздневятским происходит исчезновение ангарских родов НДМ и уменьшение числа видов-эндемиков, что предположительно связано с относительным потеплением климата, произошедшим на границе III и IV этапов.
8. Корреляция верхнепермских отложений бассейна Северной Двины с отложениями Еврамерийской Ангарской и Гондванской палеозоогеографических областей позволила уточнить сопоставление позднесеверодвинского и вятского интервалов разреза.



