Анализ биостратиграфических подразделений верхнего девона - перми по конодонтам Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 56.016.3:551.734.5/.736 Журавлев А. В.

АНАЛИЗ БИОСТРАТИГРАФИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ВЕРХНЕГО ДЕВОНА - ПЕРМИ ПО КОНОДОНТАМ

В статье рассматриваются факторы, влияющие на детальность расчленения и прослеживаемость границ подразделений по конодонтам в верхнедевонско-пермском интервале.

Основанные на обитателях глубоководья детальные зональные схемы жестко ограничены относительно узким фациальным диапазоном (в лучшем случае - отложения глубоководного шельфа и континентального склона тепловодных бассейнов), хотя в этом фациальном диапазоне распознаются на больших территориях. Зональные схемы, основанные на обитателях мелководья, также фациально ограничены (отложения мелководного шельфа и внутриконтинентальных морей), но, кроме того, ограничены еще и палеогеографически - изохронность их границ сохраняется, в большинстве случаев, только в пределах палеобассейна или его части.

Рассмотрены пути решение задач интерфациальных и интерпровинциальных корреляций по конодонтам.

Ключевые слова: конодонты, девон, карбон, пермь, Урал, Русская платформа, фации, зональные схемы.

На протяжении более 50 лет конодонты являются одной из ведущих групп, на которой строятся зональные биостратиграфические схемы верхнего девона - перми. Достигнутая в настоящее время детальность биостратиграфических подразделений (зон и подзон) близка к детальности зонального подразделения мезозоя и кайнозоя по планктоным фораминиферам. По различным оценкам минимальная продолжительность конодонтовых зон (подзон) в позднем палеозое составляет около 0.4 - 2 млн. лет [Аристов, 1994; Sandberg, Ziegler, 1996]. Наиболее детальные зональные схемы разработаны для верхнего девона, несколько менее детальные - для каменноугольно-нижнепермского интервала (рис. 1, 2, 3). Зональные схемы средней и верхней перми хорошо разработаны только для тепловодных палеообластей (Палеотетис и, частично, Восточная Панталасса) [Kozur, 1995; Mei, Henderson, Jin, 1999]. В Бореальной и /Перигондванской областях в этом интервале прослежены только отдельные уровни по конодонтам или созданы региональные (местные) биостратиграфические последовательности [Мовшович, 1986; Mei, Henderson, Jin, 1999; Черных, 2003].

Оценка детальности биостратиграфического расчленения по конодонтам (рис. 4), проведенная для зон (подзон) глобального или провинциального ранга (так называемых «зональных стандартов» - рис. 1, 2, 3) с учетом относительной длительности веков (использованы данные «абсолютного» возраста по [Gradstein, Ogg, 2004]), позволяет проанализировать ее динамику на протяжении верхнедевонско-пермского интервала.

Отчетливо выделяется три максимума детальности (франско-фаменский, московско-гжельский и кэптенско-чансинский) и два разделяющие их минимума (визейско-серпуховский и сакмарско-роудский).

ОСШ

Биостратиграфические подразделения по конодонтам

Подъярус

“Стандартные” зоны по конодонтам (Ziegler, Sandberg, 1984, 1990)

Альтернативные зоны по конодонтам Ziegler, 1971; Мелководные фации

Klapper, Ziegler, 1979

Protognathodus

Sandberg, Dreesen, 1984

Siphonodella praesulcata

Bispathodus costatus

Верхний

Palmatolepis gracilis expansa

Palmatolepis postera

Polygnathus styriacus

Neoicriodus costatus

©

Средний

Palmatolepis rugosa trachytera

Scaphygnathus velifer

Palmatolepis marginifera

Palmatolepis rhomboidea

Neoicriodus cornutus

Нижний

Palmatolepis crepida

Palmatolepis triangularis

ее

Верхний

Palmatolepis linguiformis

Palmatolepis rhenana

Palmatolepis linguiformis Palmatolepis “gigas”

Pelekysgnathus

planus

Palmatolepis jamieae

й

и

к

с

н

а

р

©

Средний

Palmatolepis hassi

Ancyrognathus triangularis

Palmatolepis punctata

Palmatolepis transitans

Icriodus symmetricus

Нижний

Mesotaxis asymmetricus

Mesotaxis falsiovalis

Рис. 1. Зональные последовательности по конодонтам для верхнего отдела девонской системы

Не вызывает сомнения, что детальность биостратиграфического расчленения обусловлена как объективными (история развития группы), так и субъективными (степень изученности конкретных интервалов разреза) причинами. Влияние субъективных факторов оценить довольно сложно. В какой-то мере показателем изученности стратиграфического интервала является количество публикаций и число специалистов, этим интервалом занимающихся. Эти параметры были получены из двух выпусков Pander Society Newsletters (2004, 2005). При этом полнота информации относительная - не все специалисты по конодонтам являются членами Пандеровского общества (и, соответственно, данные об их деятельности не попадают в Pander Society Newsletters), но достаточная для приблизительной оценки.

з

ОСШ

Биостратиграфические подразделения по конодонтам

I

Подъярус

Зоны по конодонтам Постановления МСК, 2003 с изменениями

Альтернативные и региональные зоны по конодонтам

Streptognathodus wabaunsensis

Верхний

Streptognathodus bellus

Streptognathodus virgilicus

Streptognathodus vitali

Нижний

Streptognathodus simulator

Streptognathodus zetus

Streptognathodus firmus

Верхний

Idiognathodus toretzianus

Streptognathodus cancellosus

Idiognathodus sagittalis

Streptognathodus makhlinae

Streptognathodus subexcelsus

Аппалачский бассейн, Merrill, 1972 Бассейн Московской синеклизы, Барсков, Горева, 1982

Мячковский

Neognathodus roundyi

Neognathodus roundyi

Neognathodus inaequalis

Подольский

Neognathodus medexultimus

I. podolskensis-N.medexultimus

Str. concinnus - Idiognathodus robustus

Каширский

Neognathodus medadultimus

Neognathodus bothrops

Верейский

Streptognathodus transitivus

Declinognathodus donetzianus -

_^di2gnatkoid£s.£osisuicatu^^^—

Neognathodus medadultimus Neognathodus bothrops Neognathodus bassleri

Бассейн Иллинойс, Brown et al., 1991

Diplognathodus illinoisensis Diplognathodus indianensis

Diplognathodus

coloradoensis

Верхний

Declinognathodus marginodosus

Idiognathodus sinuosus

Neognathodus askynensis

Idiognathoides sinuatus

Declinognathodus noduliferus

Мелководные отложения бассейнов восточной Лавразии,

Барсков и др., 1984; Zhuravlev et al., 1999; Журавлев, 2003

Верхний

Gnathodus postbilineatus Gnathodus bollandensis

уп

р

е

С

Cavusgnathus -Gnathodus intermedius

Lochriea cruciformis Lochriea ziegleri

Lochriea nodosa

Верхний

Gnathodus bilineatus

Нижний

Gnathodus texanus

Scaliognathus anchoralis

Gnathodus typicus

Верхний

Siphonodella isosticha

Siphonodella quadruplicata S. belkai^^ Siphonodella sandbe^""

Siphonodella obsoleta -Siphonodella isosticha

Siphonodella semichatovae M2

Siphonodella duplicata

Patrognathus andersoni

Patrognathus variabilis

Siphonodella sulcata

Patrognathus crassus

M. bipluti

M. beckmanni

M. praebeckmanni

Mestognathus harmalai

Рис. 2. Зональные последовательности по конодонтам для каменноугольной системы

ОСШ

и

С

1=4

§

о

&

Is

Е—

¡i?

а

jS

«

jS

a«

ñ% & * е

Ю X

^ s X 1^1

5S

U

Зоны по конодонтам Kozur, 1995;

Mei et al., 1999; Mei, Henderson, 2002

Clarkina subcarinata C. wangi

îS

ü

Hindeodus parvus

C. “meishanensis"

Clarkina yini

C. postwangi

C. changxigensis

Clarkina inflecta

Clarkina orientalis

C. transcaucasica

C. guangvuanensis

Clarkina leveni

C. asvmmetrica

C. dukouensis

C. postbitteri

J. granti

J. xuanhanensis

J. prexuanhanensis

J. altudaensis

J. postserrata

Jinogondolella

aserrata

Jinogondolella

nankingensis

Mesogondolella idahoensis -N. sulcoplicatus

Neostreptognathodu pnevi -N. “exculptus”

Neostreptognathodu

pequopensis

Sweetognathus

postwhitei

Sw. whitei -Str. _ florensis

Str. trimilus

Str. barskovi

Str. fusus -Str. postfusus

Str. nevaensis -Str. constrictus

Streptognathodus

isolatus

Зоны по конодонтам

Wang, 1995; Tian, 1993 (”Палеотетис”)

Hindeodus parvus

C. xiangsinensis -C. changxigensis

C. postwangi -C. changxigensis

Clarkina subcarinata

Clarkina orientalis

C. guangvuanensis -C. transcaucasica

Clarkina leveni

C. liuchangensis -C. niuzhuangensis

C. postbitteri

Mei, Henderson, 2002 (”Вост. Панталасса”)

Pseudoclarkina

bitteri

Mesogondolella phosphoriensis -M. prolongata

Mesogondolella gracilis -Neostreptognathodus newelli

Mesogondolella idahoensis -N. sulcoplicatus

Рис. 3. Биостратиграфические подразделения пермской системы по конодонтам

Число специалистов, занимающихся конодонтами девона и карбона, примерно одинаково, в то время как пермскими конодонтами занимаются гораздо меньше палеонтологов (наиболее детальные данные за 2005 г. - девон - 50, нижний карбон - 49, средний и верхний карбон - 47, пермь - 25). При этом пропорции на протяжении трех лет (2003 - 2005 гг.) сохраняются. Количество публикаций за 2002 - 2004 гг. распределяется следующим образом: верхний девон - 45, нижний карбон - 32, средний и верхний карбон -

43, нижняя пермь - 13, средняя пермь - 13, верхняя пермь - 22. Это распределение до некоторой степени совпадает с распределением детальности биостратиграфического расчленения по конодонтам. Из приведенных данных можно заключить, что влияние субъективного фактора, несомненно, присутствует в детальности расчленения верхнего палеозоя по конодонтам. Однако исключительно количеством и активностью исследователей, занимающихся проблемой, значительные различия в детальности биостратиграфического расчленения объяснить трудно.

о

с

X

с

2

2.50 2,00

1.50

о

со

3 1,00 0,50 0,00

1—1

— 1—1

1—1 1—1

п — п —

¡¡г

0

1 го

Є

¡¡г

0

1 ф

2 го Є

¡¡г

0 ф

1

о

ф

со

т

¡¡г

о

т

о

х

с

ф

О

¡¡г

о

¡¡г

3

го

ш

о

т

о

¡¡г

о

о

о

т

о

о

го

¡¡г

о

.0

ф

X

¡¡г

о

.0

§

о

о

<

¡¡г

о

го

го

О

¡¡г

0

1 £

<

0

1

О

о

о.

о

о

т

¡¡г

0

1 ф I-с

о

¡¡г

0 .0

1

с

го

I

0

1

0

1

го

=г

Рис. 4. Детальность зонального расчленения ярусов по конодонтам в верхнедевонско-пермском интервале с учётом относительной длительности веков

(использованы данные «абсолютного» возраста по [Gradstein, Ogg, 2004])

Объективными факторами, влияющими на детальность биостратиграфического расчленения по конодонтам, являются особенности исторического развития группы (рис. 5). Верхнедевонско-турнейский максимум детальности зонального расчленения совпадает с радиацией и последующим постепенным угасанием спатогнатидно-полигнатидной ветви. В верхнем девоне высокая детальность обусловлена высоким разнообразием и значительными темпами эволюции палматолепид.

© Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007 (2) www.ngtp.ru

Рис. 5. Схема соотношения филогенезов позднепалеозойских конодонтов и детальности биостратиграфического расчленения

Отмечены филетические линии, развитие которых обусловило высокую детальность зонального расчленения по конодонтам.

Условные обозначения: высокая детальность (более 0.9 зон/млн лет) средняя детальность (0.45-0.9 зон/млн лет) низкая детальность (менее 0.45 зон/млн лет)

В турнейском интервале относительно высокая детальность сохраняется благодаря непродолжительному по времени эволюционному расцвету сифоноделл. В верхнетурнейско-серпуховском интервале детальность расчленения по конодонтам существенно падает, скорее всего, по двум причинам - из-за эволюционного кризиса в позднетурнейско-ранневизейское время и возрастания степени эндемичности конодонтовых фаун в визейско-серпуховское время. Кризис затронул преимущественно обитателей средней и нижней части водного столба (так называемых «глубоководных» конодонтов), на которых, как правило, и основываются детальные зональные последовательности. Возрастание детальности зонального расчленения в среднем-верхнем карбоне обусловлено радиацией и высокими темпами эволюции в гнатодидной ветви (роды Declinognathodus, Streptognathodus, Neognathodus). Угасание этой ветви, которое началось в ассельское время и закончилось раннепермским эволюционным кризисом, вероятно, обусловило низкую детальность глобального биостратиграфического расчленения по конодонтам в нижней и низах средней перми. Дополнительным отрицательным фактором послужило усиление провинциализма конодонтовых фаун в кунгурско-артинское время. Восстановление высокой детальности зонального расчленения в верхней части средней - верхней перми осуществилось только для палеотропической области и обусловлено высокими темпами эволюции тепловодных гондолеллид (роды Jinogondolella, Pseudoclarkina, Clarkina).

Принципы построения зональных схем по конодонтам мало зависят от стратиграфического интервала. Традиционно зональные схемы строятся на основе интервал-зон с нижней границей, определяемой первым появлением вида-индекса. Значительная часть зон имеет филогенетическую основу, что обеспечивает, при прочих равных условиях, более высокую надежность при прослеживании этих подразделений и большую изохронность их границ [Ji, Ziegler, 1992; Sandberg et al., 1978; Ziegler, Sandberg, 1984, 1988, 1990; Lane, Sandberg, Ziegler, 1980]. Однако имеется и множество исключений, когда последовательность зон обоснована видами, принадлежавшими к различным филетическим ветвям (см., например, [Kozur, 1995]).

Кроме зон глобального или провинциального распространения, по конодонтам выделены многочисленные региональные и местные зональные последовательности (см., например, [Алексеев, Барсков, Мигдисова, 1984; Аристов, 1988, 1994; Гагиев, 1982, 1995; Гагиев, Шульгина, Колесов, 1987; Журавлев, 2003; Козлова, 2002; Махлина и др., 2001; Сокиран, Евдокимова, Журавлёв, 1999; Collinson, Scott, Rexroad, 1962; Groessens, 1974; Ivanov et al., 2005; Lane, Sandberg, Ziegler, 1980; Voges, 1960; Zhuravlev, Evdokimova, Sokiran, 1997; Zhuravlev et al., 1999; Zhuravlev et al., 2006; Ziegler, Ovnatanova, Kononova, 2000]) (рис.

6, 7, 8). В этих схемах филетический принцип применяется реже. Зоны (или слои с конодонтами) часто выделяются по комплексу таксонов или представляют собой акме-зоны (см., например, [Lane et al., 1971]). Возможность использования таких зон, в характеристику которых заложена существенная экологическая составляющая, территориально ограничивается относительно монофациальной частью палеобассейна (см., например, [Zhuravlev et al., 2006]).

О

г?

О*

Местные биострати-

Слои, графические подразделения

свита Слои с

конодонтами

Онежская ?

свита

Polygnathus

Бурегские efimovae

-Я

о Polygnathus

Ильменские 8, ilmenensis

3

Свинордские *3 1 Polygnathus

<5 pollocki М2

Порховские

Дубниковские

Чудовские P. reimersi

Псковские

Снетогорские Polygnathus lanei

Подспето-

герские

Интервалы распространения характерных видов конодонтов на Главном Девонском Поле

Н

и

ей

>£/

и

і

Рч

е

cd

&

и

■ ---------------

§ | ■*Й

I

к О

■■■»■■«■■г-

■ ...........

£

.3.

I

■«

а

Рис. 6. Местные биостратиграфические подразделения и интервалы распространения характерных видов конодонтов во франском интервале Главного девонского поля

Данные по конодонтам - автора и Н. В. Мышкиной (см. также [Ivanov et al., 2005; Zhuravlev et al., 2006])

Зональные схемы глобального или провинциального (для верхней части перми) применения обычно основаны на относительно глубоководных таксонах конодонтов (обитателях средней и нижней части водного столба над глубоководными шельфами), для которых характерны относительно высокие темпы формообразования (см., например, [Sandberg et al., 1978; Ziegler, Sandberg, 1984, 1990]) и быстрое расселение на большие расстояния.

© Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007 (2) www.ngtp.ru

Общая стратиграфическая шкала Региональные зональные подразделения по конодонтам

Региональная стратиграфическая схема

« S о и и О. ос Западный склон севера Урала, Пайхой и о. Вайгач

и Я и о. I С Западный склон Урала Восточно-Европейская платформа Для мелководных отложений Для глубоководных отложений

Башкирск ИЙ Сюранс кий (и. часть) Богдановский (н. часть) Вознесенский (н. часть) Declinognathodus noduliferus Declinognathodus noduliferus

Серпу- ховский Верх- ний Запалтюбин- ский Староуткинский Запалтюбинский Gnathodus bollandensis

Протвинский Протвинский Cavusgnathus Gnathodus intermedius

Ниж- Стсшсвский Косогорский Стсшсвский Lochriea cruciformis

ний Тарусский Тарусский

Веиевский Веиевский Lochriea nodosa

>5 Михайловский Михайловский

X Алексинский Алексинский Mestognathus bipluti Gnathodus hilineatus

& и СО Тульский Тульский

те d «

Ч V о >я Я я Тупосинекий Бобриковский

и* о 1) Я Mestognathus heckmani Gnathodus texanus

о PQ г? г Нортничсский Радасвский

л te Scaliognatltus anchoralis

>5 Косьвинский Косьвинский

X Gnathodus typicus

О. 1> Кизеловский Кизеловский Siphonodella obsoleta — S. isoslicha Siphonodella isosticha

СО Черепетский Черепетский Siphonodella quadruplicata

«Е Я Ягтыдинский Каракубский

Упинский Упинский Siphonodella semichatovae М2 Siphonodella sandbergi

а г» S X Siphonodella duplicata

О. >% >я я а О Patrognathus variabilis

Н * я Я Малевский я 5 Малевский Patrognathus crassus Siphonodella sulcata

I умсровский

і умсровскии Siphonodella Siphonodella praesulcata

Девон- Фамен- Верх- Зиганский Зиганский ? pruesulcata

Лытвинский Хованский слои с Bispathodus Palmatolepis gracilis expansa

Озсрский ziegleri

Рис. 7. Зональные подразделения по конодонтам для верхнего фамена, нижнего карбона и нижнего башкира о. Вайгач, Пай-Хоя, севера Урала и Приуралья (по [Журавлев, 2003] с дополнениями и изменениями)

Слои Местные биострати-графические подразделения

Морквашинские Kamagnathus volgensis

Верхне- услонские

Stepanovites meyeni

Печищинские

Приказанские

Барабапшнские НЕТ ДАННЫХ

Камыпшинские

Kamagnathus khatimbadzhae

\ \ \ Байтуганскис

Stepanovites festivus

Шешминские НЕТ ДАННЫХ

Интервалы распространения характерных видов конодонтов на востоке Русской платформы (Черных, Халымбаджа, Силантьев, 2001 Журавлев, 2005)

Зоны по конодонтам для палеоэкваториальной области (по Wardlaw, 2000; Mei, Henderson, 2001)

«

■с

£

3 1 J і S £

"a

-Si Ju

1

1 S

1

to

Jinogondolella

aserrata

I

&

a*

si

Q

С

si

I

к

B

A

Mesogondolella idahoensis

Рис. 8. Региональные биостратиграфические подразделения и интервалы распространения характерных видов конодонтов в казанском интервале востока Русской платформы

Данные по конодонтам - В.В. Черных [Черных, Халымбаджа, Силантьев, 2001] и автора [Журавлев, 2005; Zhuravlev et al., 2006]

Обитатели глубоководья при расселении меньше (по сравнению с мелководными формами) зависят от приповерхностной горизонтальной циркуляции, прибрежного опреснения и конфигурации береговой линии палеобассейнов. Среди глубоководных таксонов существенно меньше процент эндемиков. Однако основанные на них зоны (например, зоны Siphonodella quadruplicata, Siphonodella isosticha, Gnathodus typicus, Scaliognathus anchoralis в турнейском ярусе) прослеживаются только в относительно глубоководных отложениях (рис. 9) (см. также [Аристов, 1994; Журавлёв, 2003, С. 65 - 67, рис. 12]).

Мелководные формы конодонтов используются, как правило, для построения либо местных и региональных зональных последовательностей, либо для создания альтернативных глобальных зональностей для мелководных отложений (см., например, [Барсков, Кононова, Мигдисова, 1984; Журавлёв, 2000, 2003; Ji, Ziegler, 1992; Sandberg, Dreesen, 1984; von Bitter, Sandberg, Orchard, 1986]).

© Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007 (2) www.ngtp.ru

Рис. 9. Прослеживаемость конодонтовых зон турнейского и визейского ярусов нижнего карбона в различных фациях

на севере Урала (по [Журавлев, 2003] с дополнениями)

Зоны, основанные на «мелководных» конодонтах, иногда менее детальны и чаще всего хуже прослеживаются на больших территориях, чем зоны, построенные на глубоководных формах. На изохронность их границ больше влияют процессы миграций фауны и фациальные изменения [Zhuravlev, Kotlyar, Shishlov, 2006; Zhuravlev et al., 2006]. Это обусловлено, в первую очередь, спецификой седиментации (а, следовательно, тафономических условий) и условий существования конодонтов в мелководных частях бассейнов. Осадконакопление здесь прерывисто и идет со значительными вариациями скорости, существенную роль играет многократный перемыв осадочного материала. Все это приводит к неравномерности захоронения и широкому развитию местного переотложения (часто с окатыванием) конодонтовых элементов (см. также [Журавлев, 2003, с. 62]).

Кроме того, значительные вариации условий, включая изменения глубины, солености и динамики вод, вызывают существенные экологические изменения в конодонтовых комплексах, которые по своим масштабам часто превышают эволюционные изменения. Вероятно, в прибрежных областях конодонты были вынуждены постоянно мигрировать вслед за зоной благоприятных (или хотя бы приемлемых) условий. Поэтому распределение и таксономический состав конодонтовых элементов в разрезе в значительной степени контролируется изменением (миграцией) фаций [Zhuravlev, Kotlyar, Shishlov, 2006]. Подобную ситуацию, применительно к пермским брахиоподам и моллюскам, описал еще

Н.А. Головкинский [1868, с. 120 - 121 и фиг. 19]. Воздействие всех перечисленных факторов ведет к тому, что биостратиграфические подразделения по конодонтам, выделенные в мелководных (особенно в прибрежных) отложениях имеют скорее экостратиграфическую, чем эволюционную природу. А это, в свою очередь, накладывает существенные ограничения на использование таких подразделений. Их границы относительно изохронны только в пределах фациального пояса или смежных фациальных поясов и не могут быть надежно прослежены во внутренние части бассейна даже при наличии там находок «мелководных» форм. Примером такой ситуации могут служить подразделения по конодонтам, выделенные для мелководных нижне- и среднефранских отложений на Главном и Центральном девонском полях (Русская платформа), отвечающих краевой и центральной частям палеобассейна соответственно. Примерно в одно время были выделены основанные на мелководных полигнатидах биостратоны на Главном девонском поле [Сокиран, Евдокимова, Журавлёв, 1999; Ivanov et al., 2005] и Центральном девонском поле [Ziegler, Ovnatanova, Kononova, 2000]. При этом набор и последовательность биостратонов очень близки (рис. 10), но положение одноименных зон/слоев по отношению к региональным подразделениям различно. Единообразие в понимании объемов горизонтов на Главном и Центральном

девонском поле не вызывает особых сомнений - прослеживание горизонтов обеспечено как биостратиграфическими (по брахиоподам и остракодам), так и цикло- и изотопностратиграфическими методами (см. обзор в [Zhuravlev et al., 2006]). Таким образом, имеет место неодновременность появления и исчезновения «мелководных» таксонов конодонтов в различных частях франского палеобассейна Русской платформы. В центральной части палеобассейна виды конодонтов появляются раньше и существуют, как правило, дольше, чем в его краевых частях (см. рис. 10). Это ведет к невозможности детальной корреляции по конодонтам отложений различных частей бассейна. Однако, приблизительная корреляция, учитывающая отмеченную неодновременность появления/исчезновения видов, возможна. Вариант такой корреляции показан на рис. 10.

Из этого рисунка видно, что интервалы неопределенности при корреляции по «мелководным» конодонтам достигают по стратиграфическому объему почти горизонта, что говорит о невысокой ценности «мелководных» конодонтов для внутри-, а тем более -межрегиональной корреляции (см. также [Zhuravlev et al., 2006]). При этом мелководные формы конодонтов могут успешно использоваться для местной корреляции [Вербицкий, Журавлёв, Ненашев, 1999].

Таким образом, основанные на обитателях глубоководья детальные зональные схемы жестко ограничены относительно узким фациальным диапазоном (в лучшем случае -отложения глубоководного шельфа и континентального склона тепловодных бассейнов), хотя в этом фациальном диапазоне распознаются на больших территориях, а в эпохи слабой климатической дифференциации и отсутствия широтных географических барьеров -практически глобально. Зональные схемы, основанные на обитателях мелководья, также фациально ограничены (отложения мелководного шельфа и внутриконтинентальных морей), но, кроме того, ограничены еще и палеогеографически - изохронность их границ сохраняется, в большинстве случаев, только в пределах палеобассейна или его части (см. выше).

Отдельной сложной задачей является сопоставление биостратиграфических последовательностей по конодонтам, разработанных для различных биогеографических областей. Как уже было упомянуто выше, детальные конодонтовые зональности построены лишь для тепловодных областей. В позднем палеозое, начиная с позднеартинско-кунгурского времени, тепловодные области существенно сокращаются по площади и усиливается биогеографическая дифференциация конодонтовых фаун.

© Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2007 (2) www.ngtp.ru

Рис. 10. Корреляция местных биостратиграфических подразделений франа Главного и Центрального девонского поля

Серым отмечены интервалы неопределенности при корреляции по конодонтам. По Центральному девонскому полю дополнительно

использованы данные из [Аристов, 1988].

В прохладноводных бассейнах с преобладающей терригенной седиментацией конодонты становятся редкими (многие из них - мигранты из тепловодных «карбонатных» бассейнов) и не позволяют выделять детальные биостратиграфические подразделения, что было показано работами Ш. Мея и Ч. Хендерсона [2001] и недавними исследованиями казанских конодонтов востока Русской платформы [Журавлёв, 2005, 2007; Черных, Силантьев, 2004; Черных, Халымбаджа, Силантьев, 2001; Zhuravlev, Kotlyar, Shishlov, 2006]. В средне-позднепермское (гвадалупско-лопинское) время известны четыре интервала расселения конодонтов в бассейнах умеренных широт северного полушария, позволяющие прослеживать здесь корреляционные уровни по конодонтам. Первый отвечает началу гвадалупского (биармийского) времени (казанский век) и характеризуется появлением конодонтов Kamagnathus, Sweetina и, возможно, Merrillina в бассейнах севера и востока Восточно-Европейской платформы. Второй интервал соответствует второй половине гваделупского (биармийского) времени (кептенский век) и маркируется появлением конодонтов в бассейне Свердруп. Третий интервал отмечается по появлению в цехштейновом бассейне конодонтов Mesogondolella britannica и Merrillina divergens, а также Merrillina divergens в бассейне Восточной Гренландии в раннелопинское (раннеушапиньское) время (см. [Mei, Henderson, 2001; Rasmussen et al., 1990]). Четвертый интервал отвечает примерно средней части ушапиньского времени и характеризуется появлением Mesogondolella rosenkrantzi в бассейне восточной Гренландии [Mei, Henderson, 2001; Rasmussen et al., 1990]. Высокая степень изохронности уровней появления таксонов в рассмотренных интервалах вызывает сомнения, учитывая длинные пути предполагаемых миграций в сочетании с приуроченностью конодонтов-мигрантов преимущественно к мелководным условиям (см. также [Zhuravlev, Kotlyar, Shishlov, 2006]).

Таким образом, несмотря на кажущееся благополучие с биостратиграфическими подразделениями по конодонтам, существует ряд сложностей с их использованием в геологической практике. 1. Фациальная и биогеографическая ограниченность использования зональных схем высокой детальности (так называемых «зональных стандартов»); 2. Невысокий корреляционный потенциал биостратиграфических подразделений, выделенных по «мелководным» формам конодонтов; 3. Сложности корректного сопоставления биостратиграфических последовательностей, построенных по «глубоководным» и «мелководным» таксонам.

Решение задач интерфациальных и интерпровинциальных корреляций по конодонтам возможно следующими, не исключающими друг друга, путями, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны:

1. Сопоставление «глубоководных» и «мелководных» зональных схем путем последовательных корреляций серии разнофациальных разрезов. Однако при последовательных корреляциях накапливается ошибка, и полученные таким способом результаты имеют невысокую достоверность (показательно сравнение схем для турнейского яруса [Барсков, Кононова, Мигдисова, 1984] и [Журавлёв, 2000, 2003]; различные варианты корреляции зон [Rhodes, Austin, Druce, 1969] с «зональным стандартом» для турнейского интервала нижнего карбона и т.п.).

2. Разработка зональных схем высокой фациальной «устойчивости» основанных на обитателях приповерхностного слоя водного столба. Такие зональные схемы будут обладать невысокой детальностью из-за относительно низких темпов эволюции в данной экологической группе конодонтов, но позволят проводить более достоверные интерфациальные и, в ряде случаев, интерпровинциальные корреляции. Для подобных построений существует сложность в выборе филетической линии, все члены которой принадлежали бы к одной (именно этой) экологической группе. Для нижнекаменноугольного интервала зональные схемы такого типа могут быть предложены на основе представителей родов Bispathodus, Hindeodus, Kladognathus, Idioprioniodus, примитивных Lochriea и некоторых Gnathodus. Один из вариантов такой схемы, где, однако, не выдерживается филетический принцип построения, представлен на рис. 11. Нижние границы этих зон определяются по первому появлению вида-индекса. Подошва зоны Hindeodus scitulus может быть примерно прослежена также по первому появлению Pseudognathodus symmutatus. В зоне Gnathodus girtyi возможно выделение подзон с границей по первому появлению G. girtyi soniae (примерно отвечает подошве протвинского горизонта Русской платформы и конодонтовой зоны Gnathodus bollandensis). Подзоны распознаются в Московской синеклизе (по материалам из [Махлина и др., 1993]) и на Приполярном Урале (по материалам из [Журавлёв, 2003]).

3. Создание дополнительных зональных схем на основе родовых зон, желательно филозон. (см., например, [Чувашов, Черных, Богословская, 2002; Baxter, von Bitter, 1995; Groessens, 1974; Higgins, Varker, 1982; Журавлёв, 2004]). Бессмысленность выделения генозон при существовании многочисленных видовых зональных последовательностей только кажущаяся. Генозоны имеют более широкий, по сравнению с видовыми зонами, фациальный диапазон благодаря экологической неоднородности большинства родов. Кроме того, в качестве индексов зон выбираются, по возможности, пандемичные роды. Это обеспечивает применимость генозон для корреляции отложений различных

биогеографических провинций с точностью до подъяруса, яруса или отдела. Недостатком генозон является низкая детальность и невысокая точность проведения границ.

Общая стратиграфическая шкала Зональный "стандарт" (Пострановления МСК, 2003;с незначительными изменениями) Зональная схема по Bispathodus, Hindeodus и Gnathodus Критерии определения нижней границы зоны

Система Отдел Ярус Подъярус

Каменноугольная Нижний >s и * m о X у с р е с верхний Gnathodus postbilineatus Gnathodus bollandensis Нижняя граница подзоны определяется первым появлением Gnathodus girtyi soniae

нижний Lochriea cruciformis Gnathodus girtyi Нижняя граница определяется первым появлением вида-индекса

визейский верхний нижний Lochriea ziegleri Lochriea nodosa Gnathodus bilineatus

Gnathodus texanus Hindeodus scitulus Нижняя граница определяется первым появлением вида-индекса и может быть также прослежена по появлению Paragnathodus symmutatus

турнейский верхний Scaliognathus anchoralis Gnathodus typicus Siphonodella isosticha Siphonodella crenulata

нижний Siphonodella sandberg^ Siphonodella duplicata Siphonodella sulcata Bispathodus aculeatus Нижняя граница определяется первым появлением вида-индекса

Девон Верхний >s и к с н е м а ■а верхний Siphonodella praesulcata Palmatolepis gracilis expansa

Рис. 11. Зональная схема нижнего карбона по конодонтам - обитателям приповерхностной части водного столба

4. Выявление «межфациальных» корреляционных уровней, обоснованных синседиментационно переотложенными конодонтовыми элементами (переотложение из неконсолидированного осадка). При этом в глубоководных отложениях возможны находки переотложенных «мелководных» форм, позволяющие проводить приблизительные биостратиграфические сопоставления. Достоверность таких сопоставлений невысокая, в первую очередь из-за сложности диагностики синхронности (синседиментационности) переотложения конодонтовых элементов (см. также [Журавлёв, 2003, с. 62 - 64]). Примером

сопоставлений по переотложенным конодонтовым элементам может служить прослеживание средневизейского уровня (подошва зон Gnathodus bilineatus, или Mestognathus bipluti, или Gnathodus girtyi) в относительно глубоководных фациях (разрез на р. Миссиссипка Приполярного Урала) по переотложенным «мелководным» конодонтам Mestognathus bipluti [Журавлёв, 2003, рис. 7Б].

5. Использование внешних по отношению к конодонтам методов корреляции для сопоставления зональных схем различных фациальных поясов и/или биогеографических провинций. Такими методами могут быть как биостратиграфические (по другим группам фоссилий, например, фораминиферам, аммоноидеям, брахиоподам, остракодам и т.д.), так и лито- и хемостратиграфические (например, следы эвстатических колебаний уровня моря, геохимические и изотопно-геохимические аномалии) (см., например, [Saltzman, Groessens, Zhuravlev, 2004; Zhuravlev et al., 2006]).

В комплексе, использование всех рассмотренных путей, или части из них, позволяет не только достичь высокой детальности, но и обеспечить надежность биостратиграфических построений по конодонтам. Представляется, что дальнейшая детализация оправдана в первую очередь для местных зональных схем, которые хотя и применимы на ограниченных площадях, но востребованы в геологической практике как инструмент обоснования корреляции местных стратиграфических подразделений (см. например, [Вербицкий, Журавлёв, Ненашев, 1999; Журавлёв, Соболев, 2001]). При построении региональных и, тем более, глобальных зональных схем целесообразнее ориентироваться не на максимальную детальность, а на максимально широкую трассируемость подразделений и доказанную сторонними методами изохронность их границ. Надежность прослеживания подразделений, в частности, может быть достигнута при использовании в качестве основы для зональных последовательностей конодонтов-обитателей верхней части водного столба (см. выше).

Изложенные подходы к решению биостратиграфических задач были использованы в работах автора по верхнему девону (нижнему и среднему франу) Главного девонского поля [Вербицкий, Журавлёв, Ненашев, 1999; Сокиран, Евдокимова, Журавлёв, 1999; Ivanov et al., 2005; Zhuravlev et al., 2006], верхнему фамену и нижнему карбону севера Уральско-Новоземельской складчатой области [Zhuravlev, 2000; Журавлёв, 2003] и средней перми (казанскому ярусу) востока Русской платформы [Журавлёв, 2005; Zhuravlev, Kotlyar, Shishlov, 2006].

Литература

1. Алексеев А.С., Барсков И.С., Мигдисова А.В. О конодонтах пограничных слоев гжельского и касимовского ярусов верхнего карбона в карьере Русавкино (Московская

область) // Палеонтологическая характеристика стратотипических и опорных разрезов карбона Московской синеклизы (конодонты, цефалоподы). М.: Изд. МГУ, 1984. С. 123 - 131.

2. Аристов В.А. Девонские конодонты Центрального девонского поля (Русская платформа). М.: Наука, 1988. 120 с.

3. Аристов В.А. Конодонты девона - нижнего карбона Евразии: сообщества, зональное расчленение, корреляция разнофациальных отложений. М.: Наука, 1994. 192 с.

4. Барсков И.С., Кононова Л.С., Мигдисова А.В. Конодонты нижнетурнейских отложений Подмосковного бассейна // Палеонтологическая характеристика стратотипических и опорных разрезов карбона Московской синеклизы. М.: Изд. МГУ, 1984. С. 3 - 33.

5. Вербицкий В.Р., Журавлев А.В., Ненашев Ю.П. Диахронность границ местных стратиграфических подразделений на примере среднефранских отложений запада Российской части Главного девонского поля / В кн.: Историческая и региональная геология в системе геологического образования. СПб, 1999, С. 125 - 131.

6. Гагиев М.Х. Конодонты верхнефаменских и турнейских отложений северо-восточной части Омолонского массива. Автореферат дисс. ... канд. геол.-мин. наук. М., 1982. 25 с.

7. Гагиев М.Х. Стратиграфия девона и нижнего карбона Омулевского поднятия (Северо-Восток Азии). Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1995. 196 с.

8. Гагиев М.Х., Шульгина В.С., Колесов Е.В. Стратиграфия и конодонты верхнего девона и нижнего карбона бассейна р.Березовки (Северо-Восток СССР) // Палеомагнетизм в геологии. 1987. С. 84 - 116.

9. Головкинский Н.А. О пермской формации в центральной части Камско-Волжскаго бассейна // Материалы для геологии России. Том 1. СПб, 1868. С. 85 - 136.

10. Журавлев А.В. Конодонтовая зональность нижнего карбона для мелководных отложений // Зональные подразделения карбона общей стратиграфической шкалы России: Материалы Всероссийского совещания 29-31 мая 2000 г. Уфа: Гилем, 2000. С. 42 - 43.

11. Журавлев А.В. Конодонты верхнего девона - нижнего карбона северо-востока Европейской России. СПб. Изд-во ВСЕГЕИ, 2003. 85 с.

12. Журавлев А.В. Реконструкция филогенезов позднепалеозойских конодонтов // Региональная геология и металлогения. 2004. № 20. С. 99 - 103.

13. Журавлев А.В. Конодонтовые ассоциации немдинской свиты (казанский ярус, Волго-Вятский район) // Региональная геология и металлогенияю № 23. 2005. СПб: ВСЕГЕИ. С. 69 - 73.

14. Журавлев А.В. Раннеказанские конодонты востока Русской платформы -биогеографический анализ / Палеонтология, палеобиогеография и палеоэкология. Материалы LIII сессии Палеонтологического общества. СПб., 2007. С. 53 - 54.

15. Журавлев А.В., Соболев Д.Б. Местная стратиграфическая схема турнейского яруса Севера Урала // Отечественная геология. 2001. №6. С. 29 - 32.

16. Козлова Н.В. Изменение фаций и конодонтовых ассоциаций на границе саргаевского и семилукского горизонтов в скважине № 6 (франский ярус, район оз. Ильмень) // Проблемы биохронологии в палеонтологии и геологии. Тез. докл. XLVIII сессии Палеонтологического общества, СПб: 2002. С. 67 - 69

17. Махлина М.Х., Алексеев А.С., Горева Н.В., Исакова Т.Н., Друцкой С.Н. Средний карбон Московской синеклизы (южная часть) (в двух томах). Том 1. Стратиграфия. М.: ПИН РАН, 2001. 244 с.

18. Махлина М.Х., Вдовенко М.В., Алексеев А.С., Бывшева Т.В., Донакова Л.М., Жулитова В.Е., Кононова Л.И., Умнова Н.И., Шик Е.М. Нижний карбон Московской синеклизы и Воронежской антеклизы. М.: Наука, 1993. 221 с.

19. Мовшович Е.В. Пермские конодонты СССР и проблемы корреляции перми Лавразии // Корреляция пермо-триасовых отложений Востока СССР. IGSP 203. Владивосток. 1986. С. 33 - 49.

20. Сокиран Е.В., Евдокимова И.О., Журавлев А.В. Корреляция отложений среднего франа Главного девонского поля и Южного Тимана по микрофауне и брахиоподам // Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России: новые результаты и новые перспективы. Материалы 13 геол. съезда. Т. 2. 1999. С. 231 - 233.

21. Черных В.В. Глобальная корреляция артинского и кунгурского ярусов по конодонтам // Литосфера. 2003, № 1. С. 64 - 71.

22. Черных В.В., Силантьев В.В. Конодонты казанского яруса среднего Поволжья и проблема обоснования верхней границы западноуральского отдела перми // Докл. Всеросс. совещания «Структура и статус Восточно-Европейской стратиграфической шкалы пермской системы, усовершенствование ярусного расчленения верхнего отдела пермской системы Общей стратиграфической шкалы». Казань: КГУ. 2004. С. 83 - 86.

23. Черных В.В., Халымбаджа В.Г., Силантьев В.В. Представители рода Kamagnathus gen. nov. (конодонты) из отложений казанского яруса Поволжья // Материалы по стратиграфии и палеонтологии Урала. Вып. 3. 2001. С. 74 - 82

24. Чувашов Б.И., Черных В.В., Богословская М.Ф. Биостратиграфическая характеристика стратотипов ярусов нижней перми // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2002. Т. 10. № 4. С. 3 - 19.

25. Baxter S., von Bitter P.H. Conodont succession in the Mississipian of Southern Canada // IX-ICC. Vol. 2. 1995. P. 253 - 264.

26. Collinson C., Scott A.J., Rexroad C.B. Six charts showing biostratigraphic zones and correlations based on conodonts from the Devonian and Mississippian rocks of the upper Mississippi Valley. Illinois Geol. Survey Circ. Vol.328. 1962. 32 p.

27. Gradstein F.M., Ogg J.G. Geologic Time Scale 2004 - why, how, and where next! // Lethaia. Vol 57. 2004. P. 175 - 181.

28. Groessens E. Preliminary range chart of conodont biozonation in the Belgian Dinantian. International Symposium on Belgian micropalaeontological limits. Publication N 17. Namur: 1974. 193 pp.

29. Higgins A.C., Varker W.J. Lower Carboniferous conodont faunas from Ravenstonedale, Cumbria // Palaeontology, Vol. 25, Pt. 1. 1982. P. 145 - 166.

30. Ivanov A., Zhuravlev A., Stinkulis G., Evdokimova I., Dronov A., Sokiran E., Shishlov S., Broushkin A., Myshkina N. Devonian sections of North-West of East European Platform. Guidebook of the post-conference field trip (A. Ivanov, A. Zhuravlev, G. Young eds.), BSC-6. Saint Petersburg, 2005. 66 p.

31. Ji Q. & Ziegler W. Phylogeny, speciation and zonation of Siphonodella of shallow water facies (Conodonta, Early Carboniferous) //Cour. Forsch. Inst. Senckenberg, 154. 1992. P. 223 - 251.

32. Kozur H. Permian conodont zonation and its importance for the Permian stratigraphic standard scale // Geol. Palaont. Mitt. Innsbruck. 1995. Bd. 20. S. 165 - 205

33. Lane H.R., Merrill G.K., Starka J.J., Webster G.D. North American Pennsylvanian conodont bio stratigraphy // Symposium on Conodont Biostratigraphy. W.C. Sweet &

S.M.Bergstrom eds. Geological Society of America Memoir, 127. 1971. P. 395 - 414.

34. Lane H.R., Sandberg C.A., Ziegler W. Taxonomy and phylogeny of some Lower Carboniferous conodonts and preliminary standard post-Siphonodella zonation // Geologica et Palaeontologica, 1980. №14. P. 117 - 164.

35. Mei S.-L., Henderson C.M. Permian conodont provincialism, evolution and their controlling factors // Acta Palaeontologica Sinica. 2001. Vol. 40. N. 4. P. 471 - 485.

36. Mei S.-L., Henderson C.M., Jin Y. Permian conodont provincialism, zonation and global correlation. // Permophiles. 1999. 35. P. 9 - 16.

37. Rasmussen J.A., Piasecki S., Stemmerik L., Stouge S. Late Permian conodonts from central East Greenland // Neues Jahrbuch fur Geologie und Palaontologie, 178 (3). 1990. P. 309 - 324.

38. Rhodes F.H.T., Austin R.L., Druce E.C. British Avonian (Carboniferous) conodont faunas, and their value in local and intercontinental correlation // Bull. British Museum (Nat. Hist.) Geology, Suppl. 5. 1969. 313 p.

39. Saltzman M.R., Groessens E., Zhuravlev A.V. Carbon cycle models based on extreme

changes in 513C: an example from the lower Mississippian // Palaeongeography,

Palaeoclimatology, Palaeoecology. 213. 2004. P. 359 - 377.

40. Sandberg C.A., Dreesen R. Late Devonian icriodontid models and alternate shallow-water conodont zonation. // Geological Society of America Special Paper 196. Conodont biofacies and provincialism. 1984. P. 143 - 178.

41. Sandberg C.A., Ziegler W. Devonian conodont biochronology in geologic time calibration // Senckenbergiana lethaea, 76(1). 1996. P. 259 - 265.

42. Sandberg C.A., Ziegler W., Leuteritz K., Brill S.M. Phylogeny, speciation, and zonation of Siphonodella (Conodonta, Upper Devonian and Lower Carboniferous) // Newsletters on Stratigraphy. 1978. Vol. 7, № 2. P. 102 - 120.

43. Voges A. Die Bedeutung der Conodonten fur die Stratigraphie des Unterkarbons I und II (Gattendorfia- und Pericyclus-Stufe) im Sauerland // Fortschr. Geol. Rheinl. und Westfalen 3(1). 1960. S. 197 - 228.

44. von Bitter P.H., Sandberg C.A., Orchard M.J. Phylogeny, speciation and palaeoecology of the Early Carboniferous (Mississippian) conodont genus Mestognathus // Royal Ontario Museum Life Science Contributions, 143. 1986. 114 p.

45. Zhuravlev A.V. Uppermost Famennian and Tournaisian conodont biostratigraphy of the northern part of the Urals // Ichthyolith Issues Special Publication 6, 2000. P. 157 - 160.

46. Zhuravlev A.V., Evdokimova I.O., Sokiran E.V. New data on conodonts, brachiopods and ostracodes from the stratotypes of the Ilmen and Buregi beds (Frasnian, Main Devonian Field) // Proceedings of the Estonian Academy of Sciences, Geology. 1997. 46 (4). P. 169 - 186.

47. Zhuravlev A.V., Kossovaya O.L., Sobolev D.B., Vevel Y.A. Biostratigraphy of the Lower Tournaisian (Lower Carboniferous) shallow-water deposits of the Eastern Part of the Timan-Pechora Province // Newsletter on Carboniferous Stratigraphy, 1999. №17. P. 22 - 26.

48. Zhuravlev A. V., Kotlyar G. V., Shishlov S.B. Paleobiogeographical and biostratigraphical analysis of the Kazanian (Middle Permian) conodonts of the east Russian Platform - preliminary results // Permophiles 48. 2006. P. 15 - 20.

49. Zhuravlev A. V., Sokiran E.V., Evdokimova I.O., Dorofeeva L.A., Rusetskaya G.A., Malkowski K. Faunal and facies changes at the Early-Middle Frasnian boundary in the northwestern East European Platform // Acta Palaeontologica Polonica 51(4). 2006. P. 747 - 758.

50. Ziegler W., Sandberg C.A. Concept of phylogenetic zone and standard zonation in conodont biostratigraphy // Courier Forschunginstitut Senckenberg, 102. 1988. P. 261.

51. Ziegler W., Ovnatanova N., Kononova L. Devonian Polygnathids from the Frasnian of the Rheinisches Schiefergebirge, Germany, and the Russian Platform // Senckenbergiana lethaea. 2000. 80 (2). P. 593 - 645

52. Ziegler W., Sandberg C.A. Palmatolepis-based revision of upper part of standard Late Devonian conodont zonation // Geol. Soc. Amer. Spec. Pap. 196. 1984. P. 179 - 194.

53. Ziegler W., Sandberg C.A. The Late Devonian standard conodont zonation // Courier Forschunginstitut Senckenberg, 121. 1990. P. 1 - 115.

Рецензент: Репин Юрий Степанович, доктор геолого-минералогических наук.