В оглавление сборника "Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса"
В оглавление сборника "Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса"
Юрина А. Л., Беляев О. Е.
ЭЙФЕЛЬСКИЕ КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА
(СТРАТИГРАФИЯ, ФЛОРА И РЕКОНСТРУКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ)
Большое место среди проблем геологии Центрального Казахстана занимает проблема выделения отложений эйфельского яруса особенно в континентальных фациях, поставленная А.А. Богдановым еще в 60-ые годы [3]. Тогда эта задача ставилась для южных окраин Карагандинского бассейна, где эйфельские отложения выделялись условно на основании стратиграфического положения. Предполагалось, что в течение эйфельского времени происходило накопление нижней части андезито-базальтового толщи, т.к. породы этой толщи залегают в едином вулканогенном комплексе между горизонтами с нижнедевонской и живетской флорой. Считалось, что эти процессы имели место на востоке Карагандинского бассейна, а западная часть характеризовалась восходящим движением и отсутствием эйфельских отложений. А.А. Богдановым особенно подчеркивалось важность выявления палеонтологически охарактеризованных континентальных образований эйфеля. Со временем стало ясно, что проблема выделения эйфельского яруса в континентальных фациях касается не только южных окраин Карагандинского бассейна, но и многих структур палеозоид Центрального Казахстана. Над решением этой задачи под руководством А.А.Богданова работал большой коллектив сотрудников Центрально-Казахстанской экспедиции МГУ: О.Е. Беляев, Е.А. Биленко, Б.Я. Журавлев, В.Н. Завражнов, Ю.Ф. Кабанов, А.Л. Котляр, О.А. Мазарович, С.П. Малиновская, И.А. Пославская, А.В. Рязанцев, А.П. Урываева, Г.Т. Ушатинская, Т.О. Федоров, Н.П. Четверикова, Н.Л. Чечик, Л.А. Щеголева, М.Н. Щербакова, А.Л. Юрина. Использовались данные коллег-геологов других организаций: М.К. Бахтеева (МГРИ ), Ю.А. Васюкова (Центрказгеология ), В.М. Шужанова (ИГН КазССР), также работавших над этой проблемой. Все упомянутые коллеги внесли большой вклад
в разработку стратиграфии вулканогенно-осадочных девонских толщ и сборы растительных остатков, за что авторы выражают им свою призательность и благодарность. Наряду с геологической съемкой разного масштаба А.А. Богдановым были поставлены специально тематические стратиграфические и палеоботанические работы. Последним уделялось особое внимание, т.к. зачастую континентальные образования охарактеризованы только остатками растений.Наличие непрерывных разрезов, состоящих из вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород, в пределах девонского вулканического пояса (ДВП) и к северу от него в отдельных наложенных мульдах каледонид Казахстана, содержащих в низах флористический раннедевонский комплекс, а в верхах живетский – указывало на присутствие в этих разрезах и эйфельских отложений. Ко II Стратиграфическому совещанию в Казахстане 1971 года на основании определений флоры к эйфельскому уровню были отнесены иргайлинская свита юго-восточного сегмента ДВП, нижние части разреза жиландыбулакской и салкинтауской свит широтного сегмента ДВП, верхи комадырской (впоследствии карабастауской) свиты, прилегающего с юга Нуринского синклинория [18]. Постепенно, благодаря массовым сборам флористических остатков в процессе детальных работ пополнялся комплекс флоры эйфельских континентальных отложений Центрального Казахстана, что позволило к III Стратиграфическому совещанию 1986 года выделить континентальные палеоботанически охарактеризованные эйфельские отложения и провести более четко корреляцию свит ДВП и прилегающих частей каледонид и варисцид [7, 8, 9, 10, 11, 20]. Удалось с большой степенью достоверности провести корреляцию континентальных свит широтного сегмента ДВП и прилегающих с юга прибрежно-морских отложений. Так было показано соответствие крыкошакской свиты, выделенной на юге Карасорского синклинория [2], жиландыбулакской и иргайлинской свитам вулканического пояса.
Эйфельский флористический комплекс Центрального Казахстана (Protolepidodendron scharianum, Blasaria sibirica, Calamophyton sp., Dicranophyton niayssiense) впервые был установлен М.А. Сенкевич [13, 14]. Blasaria sibirica, распространенная в Северном Прибалхашье – районе развития морских фаций, считалась основным видом. Комплекс остальных видов приводился для северной части Центрального Казахстана, где его эйфельский возраст определялся по положению в разрезе. Развитие представлений о комплексах эйфельской флоры в дальнейшем рассмотрено в работах М.А. Сенкевич [4, 5, 15, 16] и А.Л. Юриной [9, 10, 11, 19]. Зоны по флорам для эйфеля Центрального Казахстана разработаны совместно М.А. Сенкевич и А.Л. Юриной [1].
В данной статье мы рассмотрим эйфельские флоры Центрального Казахстана под другим углом зрения: оценим таксономический состав и структуры сообществ и попытаемся определить влияние на распределение таксонов, структуру и распространение сообществ некоторых факторов - орографических, возможно, климатических и др. Таких важных вопросов как расчленение по флоре, выделение биостратиграфических подразделений и сопоставление свит по комплексам флоры касаться не будем. Это показано в вышеназванных работах, особенно подробно А.Л. Юриной[19]. Мы будем оперировать флорами следующих свит, распространенных в различных сегментах краевого девонского вулканического пояса (рис. 1): дегрезской, угузтауской и нижней части талдысайской
(юго-западный сегмент), жиландыбулакской (широтный сегмент) и иргайлинской (северо-восточный сегмент), а также флорой куртозекской свиты из Казахстанско-Тяньшаньского каледонского массива. Отложения указанных свит относятся к континентальным. Кроме того, рассмотрим флору крыкошакской и нижней части карабастауской свит из Нуринского синклинория (Джунгаро- Балхашская герцинская геосинклинальная область, характеризующаяся развитием морских отложений). Уже одно перечисление шести свит континентального происхождения, содержащих флору, по которой устанавливается эйфельский возраст, показывает, что проблема, поставленная А.А. Богдановым, в значительной мере решена коллективом его учеников.|
|
Рис.1. Схема расположения местонахождений флоры в эйфельских свитах Центрального Казахстана: 1 – дегрезской, 2 – угузтауской, 3 – талдысайской, 4 – 6 – жиландыбулакской, 7 – иргайлинской, 8 – куртозекской, 9 – карабастауской, 10 – крыкошакской; ДВП – девонский вулканический пояс.
|
Для получения характеристики общего комплекса флоры в каждой эйфельской свите необходимо иметь данные о количественных соотношениях между видами. При одном и том же видовом составе эти соотношения могут быть различными, что в определенной степени может отражать характер отдельных экологических группировок. Оценка количественных соотношений проводилась для каждого местонахождения любого возраста при личных сборах Юриной А.Л. практически с начала изучения ею девонской флоры Казахстана. Некоторые трудности с подсчетом в отдельных местонахождениях возникали при сборе флоры другими геологами. Это касается в частности дегрезской свиты, из которой личные сборы флоры не производились. Поэтому данные по этой флоре в анализе используются ограниченно.
Среди эйфельских растений рассматриваемых районов Центрального Казахстана имеются представители водорослей, риниофитов, плауновидных, кладоксилеевых, прогимноспермов и растений неопределенного систематического положения - Incertae sedis. Для удобства построения циклограмм перечисленные категории растений распределены между десятью группами, большинство из которых имеют определенное стратиграфическое значение для расчленения эйфельских отложений Центрального Казахстана (рис. 2, 3). Для каждой группы в диаграммах дается процентное содержание от общего числа видов в комплексе. Все водоросли объединяются в одну; среди риниофитов выделены три – только Kaplunella lissa Senk.-зональный вид, только Parapsilophyton balkhashense Senk. – зональный вид, группа других риниофитов, в которую отнесены роды Taeniocrada, Pectinophyton, Sawdonia, Psilophytites, Hostinella; для плауновидных предлагаются четыре группы: Artschaliphyton unicum Senk. – зональный вид; Protolepidodendron scharianum Krejci – широко распространенный вид в течение всего среднего девона; Prelepidodendropsis kornilovae Senk. – характерный вид среднего девона, но пока эндемичный, казахстанский; группа других плауновидных, включающая роды Lidasimophyton, Sugambrophyton, Blasaria, Barrandeina, Lycopodites; кладоксилеевые (роды Calamophyton, Pseudosporochnus) и прогимноспермы (род Rellimia) объединяются в одну группу по причинам удобства построения циклограмм. Род Arganatiella неясного систематического положения, особенно характерный для нижнеэйфельских отложений, также выделен в отдельную группу.
|
|
|
|
Рис. 2. Циклограммы соотношения таксонов в эйфельских свитах Центрального Казахстана: 1 – водоросли, 2 – Parapsilophyton balkhashense, 3 – Kaplunella lissa, 4 – другие риниофиты, 5 – Artschaliphyton unicum, 6 – Protolepidodendron scharianum, 7 – Prelepidodendropsis kornilovae, 8 – другие плауновидные, 9 – кладоксилдеевые и прогимноспермы, 10 – растения неопределенного систематического положения. Цифры во внешних кругах секторов обозначают процентное содержание таксона от общего числа видов в данной флоре;цифры сбоку от циклограмм соответствуют номерам эйфельских свит на рис.1. |
|
Комплексы флор из континентальных свит (КК) отличаются от комплексов из свит с элементами морского осадконакопления (КМ ), хотя между ними есть и общее. Главное и существенное различие заключается в том, что в первых присутствуют все вышеназванные систематические категории растений в довольно большом разнообразии. В составе КМ выделяются только три категории: водоросли, риниофиты и плауновидные. Сравнивая циклограммы систематического состава флоры каждой свиты континентального и морского происхождения, можно сделать следующие выводы. Соотношение групп растений в общей форме в КК остается таким же, как в КМ – значительно преобладают плауновидные (66-80%, в среднем 72% в КК; 87-90%, в среднем 88% в КМ). В этом заключается сходство комплексов флор свит разного генезиса. Но процентное распределение по группам среди плауновидных разное: в КМ значительно преобладает Protolepidodendron scharianum – 45% в среднем (в нижней части карабастауской свиты до 70%), тогда как в КК этот вид в среднем составляет 26% и только в отдельных районах распространения жиландыбулакской свиты – до 70%. Зональный вид Artschaliphyton unicum присутствует во всех КК (3-20%, в среднем 12%), в КМ его не больше 5%. Группа других плауновидных представлена в КК пятью родами, составляющими в среднем 26% комплекса, в КМ только
двумя (в среднем – 10%).Риниофиты в обоих типах комплексов весьма немногочисленны и приблизительно равны по количеству: 10% в КМ, 13% в КК. В последних они достаточно разнообразны: присутствуют оба зональных вида, занимающих по 3-5%, другие риниофиты (5 родов) установлены во всех свитах ДВП и в куртозекской свите каледонского массива, хотя количественно достигают в среднем только 5%. Риниофиты в крыкошакской и карабастауской свитах сокращены до двух родов: Psilophyton и Hostinella.
Водоросли и растения к ним причисляемые также известны в обоих типах комплексов, но занимают только подчиненнон положение, составляя 1,5% в морских свитах и около 7% в континентальных.
Итог таксономического анализа. Эйфельские комплексы в морских и континентальных отложениях богаты плауновидными. КК наряду с сохранившимися элементами более древних процветавших в раннем девоне риниофитов характеризуются развитием пусть и немногочисленных (до 7%), но более молодых форм – кладоксилеевых и прогимноспермов, которые будут играть ведущую роль в более молодых флорах. Кладоксилеевые и прогимноспермы отсутствуют в КМ. В последних известно 7 видов растений, относящихся к водорослям, риниофитам и плауновидным, тогда как в континентальных отложениях ДВП и каледонского массива 22 вида, составляющих водоросли, риниофиты, плауновидные, кладоксилеевые, прогимноспермы и растения неизвестного систематического положения.
При реконструкциях растительного ландшафта мы исходим из факта, что знания, интересующие нас об ископаемых объектах, являются не абсолютно полными, а имеют большую степень допущения. Предлагаемые В.А. Красиловым[6] и С.В. Мейеном [12] методы реконструкции растительности прошлого трудно применимы к среднему девону, поскольку отсутствует большинство из необходимых параметров. Тем не менее мы пытаемся составить представления о растительности эйфеля Центрального Казахстана, пусть очень гипотетические, и обращаем внимание на то, что прежде подобные реконструкции не производились. Процедура реконструкции будет опираться на следующие факторы:
1) жизненные формы растений, 2) участие разных таксонов, 3) характер рельефа, 4) тип вмещающих отложений.При реконструкции рельефа (рис.4) использованы данные Т.О. Федорова, О.Е. Беляева и др. [17] относительно первичных форм залегания вулканитов ДВП. Эти исследователи отмечали, что самой распространенной первичной формой являлись вулканические плато или равнины с отдельными стратовулканами; местами с высоких вулканических гор спускались делювиально-пролювиальные шлейфы. Следует также предположить и наличие здесь водоемов типа мелководных озер или потоков. Для территории герцинид, примыкающей к ДВП, где развиты отложения с элементами морского осадконакопления, вероятно будут характерны дельтовые марши или заливные террасы, как это предлагается в реконструкциях фаменской растительности свиты Хэмпшир [21]. Представляется, что условия как в пределах ДВП, так и герцинид были достаточно разнообразны и более сложны, чем описанные нами, но специальных работ по восстановлению характера рельефа в Казахстане пока не производилось. В настоящий момент можно констатировать, что в условиях более высокого и расчлененного рельефа (ДВП) растительность богаче и разнообразнее, чем в пределах низких террас, пойм и т.д. Заметим, что в обоих случаях растения не составляли единого растительного покрова. Видимо существовали отдельные участки их произрастания, увлажненные или вблизи водоемов.
|
|
|
Рис.4. Реконструкция эйфельских ландшафтов ДВП и части герцинид. A –Artschaliphyton, C – Calamophyton, Ld – Lidasimophyton, P – Protolepidodendron, Ps –Pseudosporochnus, S – Sawdonia, T – Taeniocrada. |
Эйфельские сообщества растений, произраставшие в условиях расчлененного рельефа, примечательны тем, что в них сохранились риниофиты-доминанты раннего девона. Здесь они представлены немногочисленными невысокими прямостоячими растениями с ветвящимися осями, голыми или несущими маленькие боковые придатки (эмергенцы) в виде колючек. Самыми высокими из них (до 50 см) были представители рода Sawdo
nia. Лентовидные ветвящиеся побеги Taeniocrada возможно стелились горизонтально. Основными компонентами высоких равнин были плауновидные, представлявшие собой травянистые растения до 30-50см высоты с дихотомически ветвящимися ползучими осями, от которых поднимались воздушные обильно ветвящиеся оси, плотно покрытые в разной степени вильчатыми микролистьями. Наличие последних давало возможность фотосинтезировать более активно и в этом их конкурирующее превосходство в сравнении с риниофитами. Обильный среди плауновидных род Protolepidodendron нередко образовывал монозаросли. Замечательной особенностью эйфельской растительности описываемого ландшафта было присутствие неизвестных в более древних флорах и впервые появившихся кладоксилеевых и прогимноспермов. Они не составляли заметных групп в биотопах, а видимо произрастали в виде единичных экземпляров. Кладоксилеевые – это маленькие деревья. Pseudosporochnus и похожий на него Calamophyton достигали по крайней мере 1,5-2м высоты и состояли из главного стебля с короноподобным пучком ветвей с настоящими листьями на его вершине. Rellimia – один из наиболее древних, пока еще весьма примитивных прогимноспермов – тоже маленькое дерево с крепким стволом, с конечными системами ветвей, голыми или несущими сплющенные боковые придатки (последние обычно спирально свернутые). Проводящая система кладоксилеевых и прогимноспермов более совершенна, чем у риниофитов и плауновидных. Она механически крепче, проводимость воды лучше. Способность расти выше и пластинчатые фототсинтезирующие органы давали им большое преимущество в приспособлении к разным экологическим условиям. И если в эйфеле они произрастали только на высоких равнинах или около высоких гор, то в дальнейшем они займут и другие экологические ниши.Территория герцинид Центрального Казахстана, примыкающая к ДВП, вероятно напоминала обширные марши с очень слабо расчлененным рельефом. Они время от времени могли заливаться мореми, видимо, болотистая обстановка была обычной. В этих условиях произрастали не столь разнообразные, как в ДВП, травянистые плауновидные с преобладавшим Protolepidodendron. Редко среди плауновидных отмечались единичные риниофиты.
Возникает вопрос, представляла ли растительность рассматриавемых территорий герцинид первичные сообщества, либо растительный материал крыкошакской и карабастауской свит подвергся транспортировке со стороны суши. Мы считаем, что растения этих двух указанных свит скорее всего сохранились автохтонно. Это подтверждается хорошей сохранностью материала: у Protolepidodendron scharianum отмечаются дихотомически ветвящиеся оси, покрытые мелкими, дихотомически разделенными на самом кончике листьями, на верхней стороне листа наблюдаются одиночные свободно лежащие спорангии. Все это свидетельствует в пользу захоронения, близкого к прижизненному.
Представленные здесь реконструкции растительности эйфельского века Центрального Казахстана неотделимы от флористических исследований, связанных в свою очередь со стратиграфией. Новые палеоботанические данные были бы невозможны без широкого комплекса геологических работ, задачи для которых поставил А.А.Богданов.
Л и т е р а т у р а
1. Бахтеев М.К., Сенкевич М.А., Юрина А.Л. Палеофлористическое расчленение осадочно-вулканогенных отложений девона Казахстана // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1984. Т. 59. № 5. С. 82-92.
2
. Беляев О.Е., Сороколетов М.В., Щеголева Л.А., Юрина А.Л. Новые данные о возрасте нижне-среднедевонских толщ в северной части Карасорского синклинория (Центральный Казахстан) // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геология. 1996. № 3. С. 41-48.3. Богданов А.А., Кабанов Ю.Ф.,....Юрина А.Л. Стратиграфия и фации отложений девона окраин Карагандинского бассейна // Бюлл. МОИП. Отд. геол. 1960. Т. 35. № 6. С. 3-34.
4. Дубатолов В.Н., Каплун Л.И., Сенкевич М.А. Биогеография Казахстана в девонский период // Палеобиогеографическое районирование и биостратиграфия. Новосибирск: Наука, 1977. С. 64-103. (Труды ИГиГ СО АН СССР; Вып. 347).
5. Каплун Л.И., Сенкевич М.А. Средний девон северного Прибалхашья // Материалы по геологии и полезным ископаемым Южного Казахстана. Алма-Ата: Наука, 1971. Вып. 4 ( 29 ). С. 70-84.
6. Красилов В.А. Палеоэкология наземных растений. Владивосток: Изд-во ДВНЦ АН СССР. 1972. 212 с.
7. Мазарович О.А., Малиновская С.П.,...Юрина А.Л. К региональной стратиграфической схеме девона Центрального Казахстана // Геология и полезные ископаемые Центр. Казахстана. М.: Наука, 1977. С. 116-131.
8. Мазарович О.А., Малиновская С.П.,... Юрина А.Л., Беляев О.Е. и др. Современное состояние стратиграфической схемы девона Центрального Казахстана // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1985. Т. 60. Вып. 6. С. 71-94.
9. Малиновская С.П.,...Юрина А.Л. Обоснование возраста континентальных отложений девона Центрального Казахстана по флоре и рыбам // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геология. 1975. № 6. С. 32 -37.
10. Малиновская С.П.,... Юрина А.Л. О стратотипе эйфельских континентальных отложений Оленты-Шидертинской впадины северо-востока Центрального Казахстана // Тез. сообщ. по биостратиграпфии погранич. слоев нижнего и среднего девона СССР на полевой сес. Междунар. подкомис. по стратиграфии девона. Л., 1978. С
. 46-47.11. Малиновская С.П.,...Юрина А.Л. О границе эйфельских и живетских континентальных отложений Центрального Казахстана // Средний девон СССР, его границы и ярусное расчленение: Тез. докл. Уфа: БФАН СССР, 1983. С. 78 - 79.
12. Мейен С.В. Методы палеоботанических реконструкций // Современная палеонтология. Методы, направления, практическое приложение: Справочное пособие: В 2-х томах/ Под ред. В.В.Меннера, В.П.Макридина. М.: Недра, 1988. Т. 2. С. 44-56.
13. Сенкевич М.А. Флора девона Центрального Казахстана // Изв. АН КазССР. Сер. геол. 1957. № 3 (28). С. 3-8.
14. Сенкевич М.А. Палеофлористическое обоснование стратиграфии континентальных фаций девона // Вопросы биостратиграфии континентальных толщ. М.: Госгеолтехиздат, 1959. С. 149-151. (Тр. III сес. ВПО ).
15. Сенкевич М.А. Стратиграфическое значение плауновидных девона // Стратигр. и палеонтология девона и карбона. (Тр. ИГиГ СО АН СССР; Вып. 483). М.: Наука, 1982. С. 84-90.
16. Сенкевич М.А., Каплун Л.И. К вопросу о границе нижнего и среднего девона в Казахстане // Биостратиграфия пограничных отложений нижнего и среднего девона. Л.: Наука, 1982. С. 134-138.
17. Федоров Т.О., Беляев О.Е., Завражнов В.Н. Первичные формы залегания и проблемы происхождения девонского вулканического пояса Казахстана // Московская школа геологов в Казахстане. К 45-тилетию Центр.-Казах. экспедиции МГУ. Сб. докл. М.: Изд-во МГУ. 1996. С. 60 - 66.
18. Четверикова Н.П., Ушатинская Г.Т., Беляев О.Е.,...Юрина А.Л. Стратиграфия девона северной части герцинид Центрального Казахстана и краевого вулканического пояса // Вестн. МГУ.Сер. 4. Геол. 1971. № 6. С. 3-16.
19. Юрина А.Л. Флора среднего и позднего девона Северной Евразии // Тр. Палеонтол. ин-та АН СССР. 1988. Т. 227. 176с.
20. Юрина А.Л., Завражнов В.Н., Чечик Н.Л. Федоров Т.О. Новые данные о возрасте девонских вулканогенных образований южной части Сарысу-Тенизского поднятия(Центральный Казахстан) // Вестн. МГУ. Сер. 4. Геол. 1982. № 1. С. 33-37.
21. Scheckler S. Geology, floristics and paleoecology of Late Devonian coal swamps from Appalachian Laurentia (USA) // Ann. Soc. geol. Belg. T. 109. 1986. P. 209-212.
В оглавление сборника "Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса"
