ГЛАВА I. История изучения раннедевонских брахиопод, конодонтов и стратиграфии нижнего девона Северо-Востока
Азии...10
ГЛАВА II. Популяционный анализ раннедевонских брахиопод
Северо-Востока Азии...20
ГЛАВА III. Этапность развития раннедевонских брахиопод и
конодонтов Северо-Востока Азии...58
ГЛАВА IV. Филолинии родов Spinatrypa, Howelleella Yanetechia, Nucleospira, Ozarkodina, Polygnathus и Vjaloviodus в раннем девоне
Северо-Востока Азии...66
ГЛАВА V. Зональное расчленение нижнего
девона Северо-Востока Азии по брахиоподам...80
ГЛАВА VI. Зональное расчленение нижнего девона
Северо-Востока Азии по конодонтам...111
ГЛАВА VII. Полигрупповая схема расчленения нижнего
девона Северо-Востока Азии...129
ГЛАВА VIII. Региональная стратиграфическая схема нижнего
девона Северо-Востока Азии...147
ГЛАВА IX. Стратиграфическое районирование нижнедевонских
отложений Северо-Востока Азии...197
ГЛАВА X. Местные стратиграфические схемы нижнего
девона Северо-Востока Азии...209
ЗАКЛЮЧЕНИЕ...257
ЛИТЕРАТУРА...259
Введение
ВВЕДЕНИЕ
- Актуальность исследования.
Нижнедевонские отложения Северо-Востока Азии выходят на дневную поверхность в системе горстантиклинориев Верхояно-Колымской складчатой области. Они хорошо обнажены, содержат многочисленные палеонтологические остатки и поэтому являются уникальным объектом для стратиграфо-палеонтологических исследований. В связи с созданием легенд для нового поколения геологических карт масштаба 1:200 000 и 1:1000 000 возникла необходимость разработки схем стратиграфического районирования территории, уточнения и детализации существующих биостратиграфиче-• * ских и местных стратиграфических схем расчленения нижнедевонских
отложений и их корреляции с подразделениями ОСШ на основании комплексного подхода к решению проблемы.
Цель исследования:
Создание региональной стратиграфической схемы расчленения нижнедевонских отложений Северо-Востока Азии.
Основные задачи исследования:
• Создание зональных схем расчленения нижнего девона Северо-Востока Азии по брахиоподам и конодонтам с использованием методов популяцион-ного, экосистемного и морфогенетического анализов.
• Разработка региональной стратиграфической схемы расчленения нижнего девона Северо-Востока Азии на комплексной основе с учётом этапности развития компонентов биоты.
• Разработка и детализация местных стратиграфических схем расчленения нижнего девона Северо-Востока Азии и их корреляция с подразделениями общей стратиграфической шкалы.
-4-
Основные защищаемые положения и выводы
• Популяционный анализ с применением методов математической статистики позволяет выявить состав, структуру видов и популяриев раннедевонских брахиопод Северо-Востока Азии и уточнить их объём.
• В развитии брахиоподовой компоненты биоты Верхояно-Чукотского палеобассейна выделяется пять этапов: лохковский, ранне-позднепражский, позднепражско-раннеэмсский, собственно раннеэмсский и позднеэмсский, а для конодонтовой - четыре: лохковский, раннепражский, позднепражско-позднеэмсский и собственно позднеэмсский, в каждом из которых выделяются стадии.
• Разработанные зональные биостратиграфические схемы расчленения нижнего девона Северо-Востока Азии по брахиоподам и конодонтам.
• Разработанная региональная стратиграфическая схема расчленения нижнего девона Северо-Востока Азии.
Щ • Разработанные новые местные стратиграфические схемы нижнедевонских
отложений Селенняхского кряжа и хр. Улахан-Сис и уточненные местные стратиграфические схемы нижнедевонских отложений горной системы Черского, правобережья р. Колымы и Южного Верхоянья.
-5-
Фактический материал.
В основу работы положены материалы, собранные автором при про-• ведении тематических стратиграфо-палеонтологических исследований в те-
чение 15 полевых сезонов на территории Северо-Востока Азии в бассейнах рек Алазеи, Индигирки, Яны и Алдана и около 200 коллекций брахиопод из сборов геолого-съёмочных партий (1970-1997 гг.). Всего было изучено около 100 разрезов. Описание большинства разрезов проводилось совместно с Т. С. Альховик, она же провела и монографическое изучение табулят, списки которых используются в данной работе. Ругозы изучены А. Б. Ивановским. Также автором, при описании опорных разрезов нижнего девона региона отобрано 1500 проб на конодонты весом от 2,5 до 5 кг каждая, из которых при растворении было извлечено несколько тысяч элементов конодонтовых аппаратов. При изучении брахиопод автором привлекался сравнительный материал по Тарейскому опорному разрезу (Центральный Таймыр), Новой Земле, Горному Алтаю и Салаиру, хранящийся в геологических музеях гг. Санкт-Петербурга и Новосибирска. При описании брахиопод автор пользовался консультациями Р. Е. Алексеевой, М. А. Ржонсницкой, С. В. Черкесовой. Несколько видов брахиопод из нижнедевонских отложений Подолии, Центрального Таймыра и силура Средней Азии в качестве
А сравнительного материала были получены от Т. Л. Модзалевской. Всем выше
перечисленным исследователям автор выражает глубокую благодарность. Методика исследования.
Препарировка раковин брахиопод производилась механическим и химическим методами. Изучение внешнего и внутреннего строения раковин проводилось при помощи бинокулярного микроскопа МБС-1. Внутреннее строение брахиопод изучалось как методом пришлифовок так и на ядрах или
4|1 створках. Для получения объективной информации о строении элементов
внутреннего строения пришлифовки делались в двух или трёх плоскостных срезах.
-6-
Для извлечения конодонтовых аппаратов использовался 7% раствор ледяной уксусной кислоты. Полученный осадок просеивался в ситах разного размера, затем бромоформировался, промывался спиртом или керосином и высушивался. Выборка конодонтовых аппаратов проводилась вручную под бинокулярным микроскопом МБС-10.
При проведении популяционного анализа раннедевонских брахиопод применялись статистические методы исследований, положительно зарекомендовавшие себя при изучении раннедевонских табулят (Альховик, (• Баранов, 2000). Статистики вычислялись для выборочных совокупностей.
Для определения границ внутрипопуляционной изменчивости по каждому из количественных признаков использовался показатель разнообразия Животовского Цр=5,013о\ Для выявления границ популяционной адаптивной нормы использовался показатель разнообразия популяционной адаптивной нормы Цмр=М±1,5о. Популяционные инварианты цр, цыР, ЦРсЬ М и ансамбль коэффициентов корреляции включался в показатель общей изменчивости популяции (дробщ.). Этот показатель, выраженный в баллах, вычислялся путём суммирования нормированных показателей разнообразия всех варьирующих признаков и нормированных коэффициентов парной корреляции. После установления таксономической однородности серии на подвидовом и видовом уровнях выявлялась количественная составляющая видового радикала: jisp, ^sp, ^dsp, M, коэффициенты парной корреляции видового ранга. На последнем этапе проводилось изучение состава и структуры популяций.
-7-
Для выявления этапности (стадийности) развития брахиоподовой и конодонтовои компонентов биоты применялись также экоциклическии и морфофилогенетический методы. Экоциклическии метод был разработан Б.В. и Т.В. Преображенскими (1979) и модернизирован К.В. Симаковым (1979, 1985). Морфофилогенетический метод использовался для изучения эволюционных преобразований в филогенезе отдельных филетических линий брахиопод и конодонтов.
Для ранжирования границ зональных подразделений применялась количественная оценка степени изменения видового состава брахиопод и конодонтов на границах зон (лон). Для этого использовался коэффициент обновления видового состава, предложенный Н.И. Курушиным (1998).
Для районирования территории была использована методика стратиграфического районирования, разработанная Ю. И. Тесакоым и др. (Тесаков, Предтеченский, 1975; Тесаков, Предтеченский, Занин, 1979). При районировании признана следующая иерархия классификационных единиц: регион, субрегион, район, площадь, участок. Основной единицей стратиграфического районирования является стратиграфический район. За основание деления была принята свита. Научная новизна и практическое значение:
1. Впервые проведён популяционный анализ раннедевонских брахиопод Северо-Востока Азии с применением методов математической статистики, позволивший существенно уточнить объём видов и повысить их стратиграфическую значимость.
2. Впервые выявлена этапность (стадийность) развития брахиоподовой и конодонтовои компонентов биоты в раннем девоне Верхояно-Чукотского палеобассейна.
-8-
3. Впервые разработана система параллельных зональных схем для нижнего девона Северо-Востока Азии, основанная на эволюционных преобразованиях в филолиниях родов брахиопод и конодонтов.
4. Создана новая региональная схема биостратиграфического расчленения нижнедевонских отложений Северо-Востока Азии.
5. Впервые разработана схема стратиграфического районирования Северо-Востока Азии в раннем девоне.
6. Впервые разработаны местные стратиграфические схемы расчленения нижнедевонских отложений Селенняхского кряжа и хребта Ула-хан-Сис и уточнены местные стратиграфические схемы расчленения нижнедевонских отложений хребтов горной системы Черского и Южного Верхоянья (хр. Сетте-Дабан) и Юкагирского плоскогорья (правобережье р. Колымы).
7. Впервые доказана анизохронность границ большинства местных стартонов нижнего девона Северо-Востока Азии, связанная с миграцией фаций. Результаты палеонтолого-стратиграфических исследований автора вошли в Унифицированные стратиграфические схемы девона Северо-Востока СССР (Магадан, 1978) и Северо-Востока России (Санкт-Петербург, 2002), послужили основой для создания легенд Улахан-Сисской, Селенняхской и Тас-Хаяхтахской серий листов Государственной геологической карты масштаба 1:50 000 (1984) и использовались при составлении геологических карт масштаба 1:200 000, 1:500 000 и 1:000 000, 1:1500 000 республики Саха (Якутия), а также вошли составной частью в легенду Яно-Индигирской серии листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 (новое поколение).
-9-
Апробация работы.
Основные результаты работ обсуждались и рассматривались на межведомственном коллоквиуме по фауне палеозоя (Хабаровск, 1973), межведомственных стратиграфических совещаниях (Магадан, 1974; Хабаровск, 1991), на региональном стратиграфическом совещании (Новосибирск, 1989), научно-редакционном совете Всеросийского геологического института (Санкт-Петербург, 2000), на III Межрегиональном стратиграфическом совещании (Санкт-Петербург, 2002). По теме диссерта-ции опубликованы три монографии и 45 статьей.
Объём и структура работы. Диссертация объёмом 274 машинописных страницы состоит из введения, 10 глав и заключения. Текст сопровождается 33 рисунками, 5 таблицами и списком цитируемой литературы (160 наименований).
Исследования проведены в лаборатории стратиграфии и палеонтологии Института геологии алмаза и благородных металлов СО РАН. Автор искренне признателен сотрудникам лаборатории и института за поддержку и помощь при написании работы. Полевые работы проводились за ^ счёт Якутского геологического управления, ПГО "Якутскгеология" и
Комитета по геологии и недропользованию республики Саха (Якутия). Огромную поддержку при этом оказали якутские геологи В. К. Лежоев, И. М. Фрумкин, В. А. Ян-жин-шин, Г. С. Сонин, Ю. Н. Петров, А. Ш. Бородянский, В. А. Сухоруков, М. Г. Афанасьев, В. И. Старников. Автор признателен всем лицам, содействующим выполнению данной работы.
-10-
Глава I. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ РАННЕДЕВОНСКИХ
БРАХИОПОД, КОНОДОНТОВ И СТРАТИГРАФИИ
НИЖНЕГО ДЕВОНА СЕВЕРО-ВОСТОКА АЗИИ
Первые сведения о раннедевонских брахиоподах присутствуют в статье Д. В. Наливкина (1936). Первая крупная сводка по пражским (в современном понимании) брахиоподам хребтов Тас-Хаяхтаха, Сетте-Дабана и Омулёвских гор, содержится в работах Р. Е. Алексеевой (1966, 1967, 1969). В этих работах она описала 51 вид брахиопод и четыре новых рода Protophragmapora (Orthida), Sibiritoechia (Rhynchonellida), Aldanispirifer (Spiriferida) и Helenathyris (Athyridida). Позднее роды Protophragmapora и Aldanispirifer вошли в синонимику ранее описанных родов Cortezorthis и Howittia. Позднее были ревизованы, практически, все роды ринхонеллид: Machaeraria (=Kholbotchonia), Ancillotoechia (=Trigonirhynchia), Eoglossinotoechia (^Taimyrrhynx), Hebetoechia (=Dubovikovia), Costellirostra (=Gracilotoechia), Corvinopugnax (=SulcicostuIa). Л.И. Мизенс и М.А. Ржонсницкой (1979) из эмсских отложений Омулёвских гор был описан новый род рунктатрипин Munieriatrypa. Наиболее полный обзор эмсских брахиопод Северо-Востока Азии содержится в коллективной работе (Алексеева, Сидяченко, Баранов и др., 1996). Автором (Баранов, 1977, 1978, 1980а, 19806, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991, 1994, 1997) из нижнедевонских отложений Селенняхского кряжа и хребтов Улахан-Сис, Тас-Хаяхтах, Чемалгинского и Сетте-Дабан описано более ста новых таксонов (семейства, подсемейства, роды, виды) брахиопод, принадлежих к отрядам Orthida (семейство Seimtchaniidae, представители родов Skenidium, Cortezorthis, Schizophoria, Hypsomioma), Chonetida (род Chalimochonetes); Rhynchonellida (семейства: Innaechiidae; Dogdoidae с подсемействами Dogdoinae, Vladimirirhynchiinae, Tatjaniinae, Pseudouncinulinae; Pygmaellidae; роды
-11-
Kholbotchonia, Obscurella, Yanetechia, Tichirhynchus, Tebetorhynchus, Abramovia, Gracilotoechia, Innaechia, Dubovikovia, Alekseevaella, Lapradella, Gerrhynx, Glossinulinirhynchia, Dogdoa, Gonopugnax, Sulcicostula, Lezhoeviella, Vladimirirhynchus, Selennjachia, Tatjania, Chalimia, Marijaella, Ujandinella, Eopugnax, Berelechia, Yakutijaella, Pygmaella), Athyridida (роды Fastigata, Gonathyris, Svetlania, Dogdathyris, Mica, Sphaerathyris, Butkovid). Несколько статей опубликованы мной совместно с В.И. Авдеевой, Г.Р. Шишкиной и Т.С. Альховик (Авдеева, Баранов, 1995; Баранов, Шишкина, 1995; Баранов, Альховик, 2001). В них приведено описание новых таксонов раннедевонских спириферид (семейство Pygmaspiriferidae, роды Pygmaspirifer и Calceolospirifer), ринхонеллид (семейство Chalimiidae с подсемействами Chalimiinae, Ujandinellinae, Yakutijaellinae) и атиридид (роды Fastigata и Mica).
Описание раннедевонских конодонтов Северо-Востока Азии содержится в немногочисленных работах М. X. Гагиева (1984, 1990), В. П. Тарабукина (1990) и В. В. Баранова (1991,1992, 1995).
Первые биостратиграфические схемы расчленения нижнедевонских отложений Северо-Востока Азии были разработаны по бентосным группам фауны: по брахиоподам (Nikolaev and Rzonsnitskaya, 1967; Алексеева, 1967; Алексеева, Сидяченко, 1968) и табулятам (Дубатолов, 1969). На 2-м Межведомственном стратиграфическом совещании в г. Магадане (Решения..., 1978) для нижнего девона была принята схема структурно-фациального районирования Северо-Востока Азии, где практически для каждой зоны были приняты собственные биостратиграфические горизонты. Автором (Баранов, 1988) для нижнего девона по брахиоподам была разработана новая биостратиграфическая схема расчленения (табл. I). В 1996 году Р.Е. Алексеевой и А.И. Сидяченко была опубликована биостратиграфическая схема расчленения нижнедевонских отложений Северо-Востока России по брахиоподам, в которой для нижнелохковского и
оно
Сопоставление биостратиграфических схем нижнедевонских отложений Северо-Востока Аз
ОН(
Таблица I. Лист 1
осш
2 w н и
S
и
о
I
Региональная стратиграфическая схема Северо-Востока СССР (Решения...,1978)
§ё S и 1 «3 US sulcatus, marinae Sulcicostula tichiensis, Howellella prima sulcatus, marinae-innae-grande-tichiensis, prima
Нелюдимский repetitor, primus Брахиоподы отсутствуют repetitor, primus-socialis
/ Kholbotchonia \ nikolaevi, x Howellella labilis femscheidensis-admirabP lis-nikolaevi, labilis
remschei- N densis
-16-
пражского интервалов разреза, в целом, принимается схема разработанная автором. Для позднелохковского интервала предлагается зона Tichirhynchus settedabanicus. Но я полагаю, что авторами неудачно выбран вид-индекс зоны, поскольку стратиграфическое распространение этого вида ограничено только зоной Kholbotchonia nikolaevi, Howellella labilis (Альховик, Баранов, 2001), отвечающей нижней части лохковского яруса.
Современная конодонтовая шкала нижнего девона состоит из тринадцати конодонтовых зон (Klapper, Johnson, 1975; Lane, Ormiston, 1979; Yolkin et al., 1994). Нижняя лохковская часть шкалы построена с использованием представителей родов Icriodus, Ozarkodina, Pedavis и применяется в Западной Европе и Северной Америке. Раннепражская часть шкалы, построенная на филогении рода Eognathodus (филолиния Е. sulcatus sulcatus —*¦ Е. sulcatus kindlei), и позднепражская часть шкалы, отражающая филогенетическую последовательность видов рода Polygnathus, применяются повсеместно.
Зональные конодонтовые схемы для нижнего девона разных районов Северо-Востока Азии были созданы в 80-х и 90-х годах М.Х. Гагиевым (1987, 1996), М.Х. Гагиевым и др. (1987), В.П. Тарабукиным (1989, 1992) и В.В. Барановым (1991). В верхнепражском — эмсском интервале этим исследователям удалось выявить полную последовательность зон стандартной конодонтовой шкалы. Раннепражские зоны стандартной конодонтовой шкалы были установлены М.Х. Гагиевым в разрезах Приколымского, Момского и Омулёвского субрегионов (Гагиев, 1987, 1995; Гагиев, Дубатолов, Терех, 1990). В Яно-Индигирском субрегионе подвид-индекс нижней конодонтовой зоны пражского яруса Eognathodus sulcatus sulcatus, обнаружен лишь в одном разрезе. В остальных разрезах этого и Сетте-Дабанского субрегиона виды-индексы зон нижнепражской части стандартной конодонтовой шкалы неизвестны, поэтому данный интервал разреза был расчленён мной на основании филогенетической
-17-
последовательности видов рода Vjaloviodus (Баранов, 1991), а В. П. Тарабукиным выделен в качестве нижней половины верхней подзоны Pandorinellina philipi (Тарабукин, 1989).
Виды-индексы стандартных конодонтовых зон лохковского яруса Latericriodus woschmidti, L. postwoschmidti u Pedavis pesavis встречаются в единичных разрезах или отсутствуют {Ozarkodina eurekaensis, О. delta), в связи с этим лохковский интервал разреза в Приколымском, Омулёвском и Момском субрегионах был расчленён М.Х. Гагиевым на основании одной из линий рода Ozarkodina: remscheidensis —*¦ repetitor — optima, представители которой широко распространены на данной территории и известны в стандартных разрезах лохкова Баррандиена (Гагиев, 1987; Гагиев, Родыгин, Тимофеева, 1987). Следует отметить, что видовая принадлежность форм из верхнелохковского интервала разреза, отнесённых к О. optima, является сомнительной, так как описания и изображения их не приведены, а определения выполнены приближённо со значками aff., cf., ex gr. (Гагиев, 1995, Гагиев, Родыгин, Тимофеева, 1987). Формы, заведомо принадлежащие О. optima, появляются в регионе только с уровня нижней праги (Гагиев, Дубатолов, Терех, 1990; Баранов, 1991; Гагиев, 1995).
В нижней половине лохкова Яно-Индигирского и Сетте-Дабанского субрегионов В.П. Тарабукиным (1989, 1992) установлены зоны remscheidensis и repetitor. В связи с отсутствием представителей О. optima в верхнелохковском интервале разреза данных субрегионов нижняя граница верхнего лохкова проводилась им по появлению Pandorinellina philipi. Мной лохковский интервал разреза в вышеназванных субрегионах по конодонтам был расчленён на две зоны: Pelekysgnathus fedotovi (первая половина лохкова) и Vjaloviodus primus (вторая половина раннего лохкова — поздний лохков) (Баранов, 1991). Позднее мной (Альховик, Баранов, 2001) в лохковском интервале разреза были выделены две лоны Ozarkodina remscheidensis и Ozarkodina repetitor, Vjaloviodus primus. Первая по