СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2013, том 21, № 2, с. 3-21
УДК 551.732
БИОФАЦИИ РАННЕГО КЕМБРИЯ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ ПО БЕНТОСУ (ХИОЛИТЫ, МЕЛКОРАКОВИННАЯ ПРОБЛЕМАТИКА, АРХЕОЦИАТЫ, ТРИЛОБИТЫ И ИЗВЕСТКОВЫЕ ВОДОРОСЛИ)
© 2013 г. В. А. Лучинина, И. В. Коровников, Н. В. Новожилова, Д. А.Токарев
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск
e-mail: LuchininaVA@ipgg.sbras.ru Поступила в редакцию 13.01.2010 г., получена после доработки 15.02. 2012 г.
История Сибирской платформы в раннем кембрии была богата событиями, которые имели глобальный резонанс. Она являлась центром расселения первых раковинных организмов. Поэтому ее палеобиогеографические особенности представляют интерес как инструмент для палеогеографических и палеогеодинамических реконструкций. Анализ изменения таксономического разнообразия раннекембрийской биоты выявил два крупных этапа в ее развитии: 1) конец венда—томмотский и атдабанский века — расселение сибирской биоты по всему миру; 2) конец ботомского века-тойон-ский век — увеличение эндемичности, вымирание археоциат, сокращение органогенных построек, накопление черных сланцев, процветание трилобитов. Постоянно увеличивавшаяся тенденция эндемизма биоты, достигшая максимума в ботомском веке, а также первое проникновение мигрантов родового и видового уровня на этом же рубеже совпало с первыми фазами крупной трансгрессии. На основании хорологии различных групп раннекембрийской фауны и известковых водорослей Сибирского бассейна выделен ряд изменявшихся во времени биофаций, границы которых не совпадают. На эволюцию и смену таксономического состава биоты Сибирского бассейна влияли события, связанные с первой (салаирской) фазой каледонской складчатости, проявившейся в Алтае-Са-янской области гораздо раньше, чем в других районах мира, и отразившейся на геологической истории Сибирской платформы. Как следствие этих событий, вымирание некоторых специфических групп томмотской фауны, как и ее зарождение, началось также на Сибирской платформе.
Ключевые слова: ранний кембрий, мелкораковинная фауна, хиолиты, археоциаты, трилобиты, известковые водоросли, органогенные постройки, биотические перестройки, биофации, Сибирская платформа.
Б01: 10.7868/80869592X13020051
ВВЕДЕНИЕ
В настоящей статье используются данные по палеобиогеографии раннего кембрия Сибирской платформы из работ И.Т. Журавлевой (1968), Л.Н. Репиной (1983), А.Ю. Розанова (1973, 1985), А.Ю. Журавлева ^Иигау1еу, 1986, 2001) и других, основанных на изучении археоциат и трилобитов. По брахиоподам (лингулятам и кальциатам) подобное исследование проводилось Г.Т. Ушатин-ской (^ИаИшкауа, 1996) для всего кембрийского периода, но космополитизм этой фауны не позволил выделить палеобиогеографические области с большей степенью детальности. По специфической группе мелкораковинной фауны в пограничных отложениях венда—кембрия подобные работы проводились В. В. Хоментовским и Г.А. Карловой (1994). Полученные схемы палеобиогеографического районирования платформы значительно разнились между собой, что не уди-
вительно, так как природа указанных таксонов совершенно разная. Сходные тенденции в изменениях различных таксонов фиксировались лишь на рубежах проявления глобальных событий в окружающей среде (Наймарк, 2001, 2004).
В ходе палеогеодинамических исследований (8ео1е8е, МеКегготе, 1990; 8е81аут8ку, Ма1ёашкауа, 2001 и др.) было установлено, что в раннем кембрии Сибирская платформа располагалась в приэкваториальном поясе в пределах 30° северной и южной широты, но, как показали палеомагнит-ные данные, уже к среднему кембрию находилась между 0° и 40° ю.ш. (рис. 1). Абиотические факторы свидетельствовали, что в раннем кембрии значительно возросла роль кальциевых карбонатов, начали возникать водорослево-археоциатовые постройки, осаждались первично-красноцвет-ные известняки, содержащие большое количество железа. Впервые на Земле в крупных масштабах в западной части Сибирской платформы
о н
К
м ©
к ^
м и о и о м К Л и о
О ч ч
и
с
К ¡4
60°
40° г
20° h
0° Г~
20°
40° h
60° г
60°
Северный Китай
80°
S Я S
тз
£
Рис. 1. Палеогеографическая реконструкция положения древних платформ и их обрамлений в раннем кембрии (по Brock et al., 2000).
шло соленакопление, на востоке осаждались чер-носланцевые породы, а в ряде районов накапливались фосфориты, с которыми ассоциировалось активное развитие организмов с фосфатным скелетом. По глауконитам были определены палео-температуры в пределах 25—56°C, что характерно для эвапоритовых областей платформы.
Пониманию процессов, происходивших на платформе, способствовали материалы, полученные в последнее время из скважин, пробуренных на востоке Западной Сибири, и позволившие впервые очертить барьерную органогенную систему на границе между Западной Сибирью и Сибирской платформой (Конторович и др., 1999) и продолжить ее по нашим данным (Лучинина, 1999) на юге платформы (рис. 2б).
Кроме того, для раннего кембрия Сибири был выработан хемостратиграфический стандарт по изотопам углерода с выделением эпизодов отрицательных экскурсов 813С: базальный томмот-ский—позднетоммотский и позднеботомский— раннетойонский (Brasier et al., 1994; Розанов и др., 2008).
Начиная с конца с 1930-х годов большими коллективами специалистов разрабатывалась схема фациального районирования платформы для нижнего кембрия, в результате чего были выделены три фациальных региона: Турухано-Иркут-ско-Олекминский с отложениями лагунного типа, Анабаро-Синский с преобладанием рифовых пород и Юдомо-Оленекский с доманиковыми отложениями глубоководного шельфа открытого моря (Решения..., 1983). Долгое время предложенная схема не претерпевала изменений, пока развитие бактериальной палеонтологии не позволило А.Ю. Розанову (Розанов, Заварзин, 1997) внести коррективы в характеристику Юдомо-Оленекского фациального региона (рис. 2а). Благодаря обнаружению фотосинтезирующих бактерий, цианобактерий и микроводорослей, часть площадей, прилегающих к Сахайской зоне развития биогермных построек, стала рассматриваться как мелководный полузамкнутый бассейн с придонной аноксией. Этот факт нашел подтверждение и на территории восточнее Верхоянского складчатого пояса, где были обнаружены разрезы типичные для Анабаро-Синского фациального региона с водорослево-археоциатовыми биогермами (Ткаченко и др., 1987). Изменений в фаци-альной характеристике двух других регионов не произошло.
В продолжение исследований по данной проблеме нами были поставлены следующие задачи:
1) изучение закономерностей динамики регионального разнообразия таксонов в раннекем-брийском бассейне Сибирской платформы и их связи с глобальными событиями и кризисами;
2) определение положения и границ биофаций,
выделенных по различным группам раннекем-брийской фауны и известковым водорослям.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Материалом для исследования послужили коллекции фаунистических остатков и водорослей, собранные авторами статьи из разрезов всех трех фациальных регионов Сибирской платформы в ходе многолетних экспедиций. Основным методом изучения раннекембрийской биоты платформы являлся анализ ее таксономического разнообразия. Особенность условий обитания кембрийских сообществ заключалась в том, что в едином Сибирском эпиконтинентальном бассейне не было значительных перепадов глубин, а распределение фаунистических групп было связано со специфическими особенностями фациальных регионов.
Раннекембрийская эпоха была временем последовательного становления раковинных организмов: сначала это была мелкораковинная фауна (SSF) и хиолиты, известковые водоросли, затем количественное преимущество получили археоциаты, а начиная с атдабанского века и до конца кембрийского периода инициатива перешла к трилобитам.
Для осуществления поставленных задач требовалась надежная биостратиграфическая основа для Сибирской платформы, но она до сих пор находится в стадии разработки: для трех фациальных регионов выработаны отдельные самостоятельные шкалы со своими региональными подразделениями, корреляция которых на зональном уровне до сих пор не завершена (Решения..., 1983). Но даже зональные шкалы для нижнего кембрия Сибирской платформы позволяют прослеживать некоторые общие стратоны в Алтае-Саянской складчатой области, Казахстане, Туве, Средней Азии, Приморье, а также за рубежом: в Северной Америке, Франции, Великобритании, Испании, Австралии, Монголии, Китае и на других территориях (Ярусное., 1984). При этом предпочтение отдается стратиграфическим подразделениям Анабаро-Синского фациального региона, сформировавшегося в нормально-морских условиях и характеризующегося начиная с томмотского яруса последовательностью археоциатовых зон, к которым с атдабана добавились трилобитовые зоны (рис. 3). В качестве параллельной была создана шкала по известковым водорослям, но ее подразделения были значительно шире по диапазону и соответствовали двум-трем фаунистическим зонам (Лучинина, 1975). Шкала имела практическое приложение лишь в случае отсутствия каких-либо остатков животного происхождения.
(а)
0 300 600 км
1_I_I
Суша
. - • I Нормальные морские условия
Мелководный полузамкнутый бассейн с придонной аноксией I Эвапориты
I I Зоны развития биогермов
(б) 72° 84° 90° 96° 102° 108° 114° 120° 126° 132° в.д.
__I_I_I_I_1_1_}_*_
72° с.ш.
64°
' 60°
96° 102°
Известняки
108°
114°
Эвапориты Органогенные постройки
Суша
Мелководный полузамкнутый бассейн с придонной аноксией
--Граница Сибирской платформы
Рис. 2. Палеогеография Сибирской платформы в раннем кембрии (а) по А.Ю. Розанову и Г.А. Заварзину (1997) и (б) по А.Э. Конторовичу и др. (1999) с учетом материалов авторов настоящей статьи.
о н
к ©
к л
£
Междун ар одн ая стратиграфическая шкала (МСШ)
<о н о
О
«
й М о =К
Л
ю 5! <о
ч
<о &
О
ч <о
£ О
=К
М о
£ Я <о Л Л <0 Н
о >>
Л
й к е
/ 542
Общая стратиграфическая шкала (ОСШ)
ч
<о &
О
=к &
ю 5! <о
=к
Я *
Я
Я
=к
а и
о и & «
«
о >>
& «
£ я
=к я м
о Я
<о
=К Я м
о Я
й
э
о >>
&
о К
о «
о Н
=К Я м
о 5! О
н о И
=К Я м
0 Я й ю (й
1
=К Я м
о н о
о
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.