CC BY
24
УДК 551. 8: 551. 763.3 (4+73)
Е.Ю. Барабошкин1, И.А. Зибров2
ХАРАКТЕРИСТИКА РИТМИЧНОЙ ТОЛЩИ СРЕДНЕГО СЕНОМАНА г. СЕЛЬБУХРА (ЮГО-ЗАПАДНЫЙ КРЫМ)3
Приведены новые литологические, ихнологические и изотопные данные, полученные при изучении ритма из разреза ритмичной толщи среднего сеномана г. Сельбухра. Интенсивная биотурбация пород имеет отчетливую ярусность, типичную для разрезов писчего мела, и отвечает ихнофации Cruziana, характерной для мягких грунтов открытого шельфа. Изучение соотношений стабильных изотопов 813C и 818O в ихнофоссилиях не подтверждает модель структур фермерства для Chondrites и Zoophycos, а для Thalassinoides свидетельствует о пассивном заполнении этих ходов осадком. Установлено, что богатые органикой мергели накапливались в условиях повышенной биопродукции и донной аноксии при участии циклов растворения. Уверенно связать ритмичность с циклами прецессии по нашим данным нельзя.
Ключевые слова: ритмичность, верхний мел, сеноман, ихнофоссилии, стабильные изотопы, циклы разбавления, Крым.
We present new lithological, isotopic and ichnological data obtained in the study of one rhythm from the Middle Cenomanian rhythmic section of Selbukhra Mountain. The intense bioturbation has a distinct tiering typical for Chalk sections, and is responsible for Cruziana ichnofacies, usual for soft grounds of open shelf. The study of stable isotope ratios 813C and 818O in trace fossils not confirm the model of farming structures for Chondrites and Zoophycos, and for Thalassinoides it indicates its passive filling by sediment. It is determined that organic-rich marls accumulated in high bioproduction and bottom anoxia conditions under dissolution cycles effect. Confidently associate rhythmicity with the cycles of precession is not possible according to our data.
Key words: rhythm, Upper Cretaceous, Middle Cenomanian, trace fossils, stable isotopes, cycles of dilution, Crimea.
Введение. Строению и условиям формирования ритмичного карбонатного разреза среднего сеномана на г. Сельбухра (Юго-Западный Крым) посвящено множество исследований [Алексеев, 1989; Найдин, Кияшко, 1994 а, б; Gabdullin й а1., 1999; Габдуллин, 2002; Найдин, 2004, 2005, 2008]. В 2010 г. Е.Ю. Бара-бошкиным и И.А. Зибровым изучен разрез этой толщи, детально охарактеризованы строение и ихнология одного ритма, получены новые данные о стабильных изотопах 513С и в породах и ихнофоссилиях, о чем кратко сообщалось ранее [Барабошкин и др., 2011].
Рассматриваемый разрез находится около учебной базы МГУ в с. Прохладное (Юго-Западный Крым) в промоине на южном склоне г. Сельбухра, в 180 м на восток-юго-восток от ее вершины (4444,248 с.ш., 33 59,879 в.д.) (рис. 1). Он соответствует пачке V «ритмичного чередования мергелей и светло-серых известковистых мергелей и глинистых известняков», отвечающей фораминиферовой зоне Rota1i-рога сшЬтат, и входит в состав белогорской свиты (сеноман—нижний турон) [Алексеев, 1989]. Интервал, изученный нами детальнее, соответствует кровле
ритма 2, ритму 3 и основанию ритма 4 (темно-серые мергели [Найдин, 2004]). Породы полого падают на северо-запад (300Z10).
Коллекция ихнофоссилий хранится в Музее землеведения МГУ, № 114.
Литологический состав. В изученном ритме отчетливо выделяются два элемента (петротип 3, по [Габдуллин, 2002]), представленные двумя литотипами.
Верхний элемент, более карбонатный, образован литотипом 1 (известняки, рис. 2, А), микроскопически представляющим собой светло-серые биотурбирован-ные фораминиферово—кальцисферовые вакстоуны (фораминиферы 10—25%, СаС03 до 88,8%) с единичными алевритовыми зернами кварца, фрагментами призматического слоя иноцерамов, кристаллами пирита (размеры до 0,05 мм) [Габдуллин, 2002]. Количество глины составляет от 4,5—5%, среди глинистых минералов преобладает иллит [Габдуллин, 2002]; содержание органического вещества — 0,08% [GabduШn et а1., 1999]. Кровля слоев, сложенных литотипом 1, представляет собой поверхность перерывов мягкого дна [Барабошкин и др., 2002], а не твердого дна, как это представлялось ранее [Найдин, 2008].
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, профессор; e-mail: [email protected]
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра региональной геологии и истории Земли, студент; e-mail: [email protected]
3 Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 10-05-06049-г, 10-05-00276, 10-05-00308).
гз
"I г
~г~г
~гТ
гт
:15
м 0 •
Рис. 1. Положение и строение изученного разреза: 1 — вакстоуны; 2 — глинистые вакстоуны; 3 — сильноглинистые вакстоуны; 4 — известковые глины; 5 — крупные конкреции пирита
Рис. 2. Основные литотипы изученного ритма: А — литотип 1, вакстоуны с Textularia (?) Бр., шлиф КР-10-3/7; Б — литотип 2, глинистые вакстоуны с Whtiemena Бр. и Thalmannmena Бр., шлиф КР-10-3/3. Масштаб 0,5 мм; николи скрещены
Нижний элемент, менее карбонатный и более глинистый, образован литотипом 2 (мергели, рис. 2, Б), постепенно сменяющим литотип 1. Он представлен темно-бурыми глинистыми биотурби-рованными фораминиферово-кальцисферовыми вакстоунами (фораминифер 10—20%, CaCO3 до 69,7%) [Габдуллин, 2002], с единичными зернами кварца и глауконита алевритовой размерности (0,05—0,15 мм). Более темный цвет породы объясняется большим количеством глинистого (12,5%) [Габдуллин, 2002] и органического (0,44%) [Gabdullin et al., 1999] вещества. Состав глинистых минералов разнообразнее (иллит, монтмориллонит, хлорит), но преобладает иллит [Габдуллин, 2002]. Подошва этого элемента ритма всегда резкая.
В обоих литотипах среди фораминифер доминируют планктонные (80—90% от общего количества), из которых Л.Ф. Копаевич определены Heterohelix spp., Whiteinella spp., Whiteinella archaeocretacea Pessagno, Rotalipora sp., Thalmanninella sp. Бентосные форами-ниферы представлены известковыми и агглютинированными формами, в том числе Lenticulina sp. и Textularia(?) sp. В некоторых местах раковины фора-минифер заполнены аутигенным кварцем.
Отсутствие грубозернистого терригенного материала, иллитовый состав глинистой фракции, резкое преобладание планктонных фораминифер над бентосными свидетельствуют о накоплении осадка в морском бассейне на значительном удалении от побережья, в глубокой части шельфа (несколько сотен метров) [Алексеев, 1989].
Ихнокомплексы и ихнофоссилии. В предшествующих работах в исследуемом разрезе указывались Chondrites isp., Phycosiphon isp., Planolites isp., Teichich-nus isp., Ihalassinoides isp., Zoophycos isp. [Габдуллин, 2002]. Нами определены Arenicolites isp., Asterosoma? isp., Chondrites intricatus Sternberg, Ch. isp., Cylindrichnus isp., Helminthopsis isp., Planolites isp., Thalassinoidespara-doxicus (Woodward), Th. isp., Taenidium isp., Zoophycos cf. brianteus Massalongo, Zoophycos isp.
Интенсивность биотурбации и ихнофоссилии по элементам ритма распределены неравномерно. Для оценки интенсивности биотурбации использованы
полуколичественные биотур-бационные (ихнотекстурные) индексы (BI), предложенные М.Д. Дрозер и Д.Ж. Ботье [Droser, Bottjer, 1986]. Породы обоих элементов ритма биотурбированы полностью (BI = 6), этот вывод можно сделать по полному отсутствию первичных текстур; на фоне полностью биотурби-рованной массы выделяется разное количество отдельных ходов. Согласно нашим наблюдениям (рис. 3), наиболее
Рис. 3. Ярусное расположение ихнофоссилий в изученном ритме: фото (слева) и его дешифрирование (справа): BI — биотурбационные индексы, по [Droser, Bottjer, 1986]; C — Cylindrichnus isp., Ch — Chondrites isp., Pln — Planolites isp., Th — Thalassonoides isp., Z — Zoophycos isp.
биотурбирована верхняя часть более карбонатного элемента ритма (светлые известняки, BI = 4/6), меньше всего биотурбирован менее карбонатный элемент ритма (темные мергели, BI = 2/6). Основание слоя светлых известняков занимает промежуточное положение (BI = 3/6).
Сверху вниз в ритме меняется таксономический состав ихнофоссилий. В верхней части светлого элемента преобладают Thalassinoides и Planolites, заполненные серыми глинистыми вакстоунами; в основании светлого — Zoophycos и Chondrites, в темных известняках присутствует только Chondrites. Таким образом, отчетливо выражена ярусность в расположении ихнофоссилий, типичная для разрезов писчего мела [Bromely, 1996] и характеризующая уменьшение аэрации осадка и усиление в нем аноксии (рис. 4). При этом только Chondrites выявляются в нижнем элементе ритма, содержащем наибольшее количество глинистого и органического вещества и, следовательно, наиболее «бескислородном», что объясняется устойчивостью Chondrites к аноксии [Bromely, 1996; Stanley, 1996]. Кроме того, многочисленные Chondrites отмечены внутри нор Thalassinoides (рис. 4), пассивно заполненных темноцветными породами нижнего — аноксийного — элемента ритма. Заполнение Planolites, в отличие от Thalassinoides, более светлое и, видимо, не связано с осадками нижнего элемента ритма.
Наиболее распространены в разрезе следующие ихнофоссилии.
Chondrites Brongniart, 1828 (фототаблица, 5) представляет собой систему мелких цилиндрических, дихотомически ветвящихся (но никогда не пересекающихся) ходов-туннелей. Обычный размер всей системы — несколько сантиметров по горизонтали и вертикали. Ходы Chondrites часто встречаются в осадке, заполняющем следы рытья, оставленные более крупными организмами, например в норах Thalassinoides (фототаблица, 3). Chondrites встречается в разных морских ихнофациях и устойчив к аноксии. Ходы Chondrites интерпретируются как структуры фермерства [Bromley, Ekdale, 1984], их возможные продюсеры — черви (сипункулиды и полихеты).
Thalassinoides Ehrenberg, 1944 (фототаблица, 3, 4) представляют собой трехмерную систему ходов, состоящую из цилиндрических туннелей и шахт с ровными стенками. Туннели разветвляются более или менее равномерно, образуя Y- и T-образные сочленения, иногда с раздувами. Диаметр ходов варьирует от 5 до 45 мм. Глубина положения ходов в осадке — от нескольких сантиметров до 1,5 м. Thalassinoides встречаются во всех фациях — от прибрежных до глубоководно-морских, но наиболее типичны для
Рис. 4. Вертикальная ярусность расположения нор основных био-турбаторов: А — Thalassonoides, Б — Planolites, В — Zoophycos, Г — крупные Chondrites, Д — мелкие Chondrites, по [Stanley, 1996]
Общий вид разреза (1), стрелка показывает положение изученного ритма. Ихнофоссилии: 2 — Arenicolites? isp. (обр. 114/1): 2а — общий вид, стрелка показывает на положение фрагмента, приведенного на 2б; 3 — ходы Chondrites isp. внутри норы Thalassonoides isp. (обр. 114/2); 4 — Thalassinoides paradoxicus (Woodward) (обр. 114/3); 5 — Chondrites intricatus Sternberg (обр. 114/4); 6 — Zoophycos cf. brianteus Massalongo; 7 — Zoophycos isp. (обр. 114/5). Точки с цифрами обозначают положение проб, выбуренных на изотопный анализ; масштаб
1 см
мелководья. Наиболее вероятные строители Thala-ssinoides — десятиногие раки.
Zoophycos Massalongo, 1855 (фототаблица, 6, 7) представляют собой сложнопостроенные системы ходов внутри осадка, имеющие общую форму в виде винтовой лестницы. Винтовая поверхность состоит из лопастей, образованных вложенными одна в другую дугами индивидуальных ходов, заполненных осадком. Форма всей постройки от плоской до конусообразной. Ось конуса ориентирована почти перпендикулярно поверхностям напластования, а склоны направлены наружу. Диаметр последующих оборотов увеличивается снизу вверх.
Zoophycos преобладают в одноименной ихно-фации, отвечающей обстановке континентального склона, но встречаются и на мелководье.
Возможные интерпретации Zoophycos — складирование пищи [Löwemark, Schäfer, 2003] или питание бесскелетных илоядных животных. Вероятные продюсеры — черви (эчуриды, сипункулиды и полихеты).
Arenicolites Salter, 1857 (фототаблица, 2) представляют собой простые U-образные норы диаметром несколько миллиметров. Arenicolites приурочены к прибрежным и мелководно-морским обстановкам ихнофации Cruziana, хотя известны также из глубоководных осадков. Ходы Arenicolites интерпретируются как норки обитания / питания роющих беспозвоночных организмов, таких, как черви (аннелиды или мелкие ракообразные) [Bromely, 1996].
Planolites Nicholson, 1873 (рис. 3) представлены прямыми, наклонными или слабоизгибающимися, не ветвящимися ходами с гладкими или слегка орнаментированными стенками. Вертикальное сечение туннелей округлое (овальное после уплотнения осадка). Заполнение туннелей бесструктурное, но его можно рассматривать как активное, т.е. туннели заполнены осадком при участии самого организма.
Planolites встречаются в континентальных и морских ихнофациях. Они интерпретируются как следы «червеобразных» организмов, питавшихся илом и относящихся к различным родам или семействам [Bromely, 1996].
Суммируя сказанное, можно утверждать, что изученный комплекс ихнофоссилий характеризует ихнофацию Cruziana и формировался на глубине в открытом морском бассейне, что не противоречит данным, приведенным в работе [Алексеев, 1989].
Кроме того, из изложенного следует, что ярус-ность расположения ихнофоссилий связана с ритмичностью осадконакопления: во время формирования более глинистого элемента, богатого органикой, в осадке развивались аноксийные условия, сохранявшиеся и во время накопления верхнего элемента, на что указывает расположение ходов Chondrites. При формировании более карбонатного элемента осадок нормально аэрировался. Между соседними ритмами существовал перерыв в осадконакоплении («мягкое дно»), благодаря чему осадок колонизировался рако-
образными, норы которых впоследствии заполнялись аноксийным осадком. Цементации и возникновения поверхности твердого дна не происходило из-за большого содержания глинистого компонента в вакстоу-нах. Очередной этап осадконакопления снова приводил к формированию локальной аноксии и гибели большинства биотурбаторов (кроме Chondrites).
Данные изотопного анализа. Изотопный состав изучал Б.Г. Покровский на масс-спектрометре «Delta V Advаntage» и установке «Gas-Bench-II» в лаборатории геохимии изотопов и геохронологии ГИН РАН. Выполнено 39 анализов соотношения стабильных изотопов 513C и 518O: 15 анализов валового состава пород (табл. 1; рис. 1) и 24 анализа состава ихнофоссилий Thalassinoides paradoxicus (Woodward), Chondrites intricatus Sternberg, Zoophycos isp. (табл. 2, фототаблица, 3—7).
Из проб, положение которых показано на рис. 1 и в фототаблице, изготовлены порошки навеской 500—1000 мкг на каждое измерение. Разложение образцов и стандартов KH-2 и NBS-19 проводили с помощью Н3РО4 при 50С. Для 513С значения приведены относительно стандарта V-PDB, для 518О — относительно стандарта V-SMOW и V-PDB. Точность (воспроизводимость) анализов 518О и 513C находится в пределах ±0,2%.
Результаты исследований. Образцы для определения валового изотопного состава мергелей и известняков отбирали из двух ритмов (рис. 1, табл. 1). Изотопный состав углерода в разных элементах ритмов близок (рис. 5, А), среднее значение 513C (PDB) составляет 2,7% в обоих литотипах. Изотопный состав кислорода также не обнаруживает ритмичности: среднее значение 518O в обоих элементах равно 27,6% (SMOW).
Таблица 1 Значения 513C и 618O в валовых пробах пород
Номер образца 513е, % (PDB) 618O, % (SMOW) 618O, % (PDB) Палеотем-пература, °C
КР-10-01 2,6 28,0 -2,82 22,4
КР-10-02* 2,7 27,7 -3,11 23,8
КР-10-03 2,8 27,7 -3,11 23,8
КР-10-04 2,8 27,6 -3,21 24,3
КР-10-05 2,8 27,6 -3,21 24,3
КР-10-06 3 27,6 -3,21 24,3
КР-10-07 2,8 27,6 -3,21 24,3
КР-10-08 2,8 27,4 -3,40 25,2
КР-10-09 2,8 27,7 -3,11 23,8
КР-10-10 2,6 27,5 -3,31 24,7
КР-10-11 2,6 27,6 -3,21 24,3
КР-10-12 2,6 27,9 -2,92 22,9
КР-10-13 2,6 28,0 -2,82 22,4
КР-10-14 2,8 27,2 -3,60 26,1
КР-10-15 2,6 27,3 -3,50 25,7
* Полужирным — образцы из менее карбонатного элемента ритма — «мергелей».
Таблица 2
Значения
513C и 618O в изученных ихнофоссилиях
Рассчитывали температуру (°C) по формуле
41
m
п
Q-
о 2-
О
СО
to
о-
m
n
CL
о s -2-
о со -з-
ОО
-4 J
Ихнофоссилии Образец Масса, мкг 518O, % (PDB) 513C, % (PDB) 518O, % (SMOW)
Chondrites intricatus, Sternberg 1 760 -4,08 2,5 26,7
2 900 -3,6 2,8 27,2
3 980 -3,89 2,8 26,9
4 970 -3,6 2,6 27,2
5 910 -3,6 2,6 27,2
Thalassinoides isp. 1 600 -2,82 2,2 28,0
2 800 -2,82 2,4 28,0
3 680 -3,02 2,4 27,8
4 960 -3,02 2,4 27,8
5 890 -3,11 2,5 27,7
Thalassinoides paradoxicus, (Woodward) 1 590 -4,18 1,6 26,6
2 720 -4,28 2,6 26,5
3 960 -4,76 2,5 26,0
4 980 -4,08 2,5 26,7
5 930 -4,18 2,5 26,6
6 860 -3,79 2,6 27,0
7 910 -3,99 2,6 26,8
8 750 -4,18 2,7 26,6
9 1000 -5,64 2,8 25,1
10 970 -4,47 2,6 26,3
Zoophycos isp. 1 900 -3,02 2,4 27,8
2 900 -2,82 2,3 28,0
3 750 -2,73 2,3 28,1
4 740 -2,82 1,8 28,0
1 2 3456789 10 11 12 13 14 15
T = 16,5 - 4,3(5 Oogp.(PDB) -
- 518Ов
'воды(РОВ)) + 0,14-(518Oo6p.(PDB) -
- 518Oводы(PDB))2.
Изотопный состав океанской воды в сеноман-ское время принят за -1,5%о (PDB). Расчитанная температура составляет для обоих элементов ритма ~24 °С и согласуется с данными [Габдуллин, 2002], согласно которым оба элемента формировались при температуре 23,5-25 °С.
Исследования изотопного состава ихнофосси-лий проводили в связи с проверкой гипотез о возможных условиях их формирования (в частности, хемосимбиоза для Chondrites и Zoophycos [Löwemark, Schäfer, 2003]). Для этого с помощью бормашины из нескольких ихнофоссилий были взяты точечные пробы (фототаблица, 3-7), изотопный состав которых сравнивали с таковым из вмещающей и заполняющей породы. Результаты приведены на рис. 5, Б-Г и в табл. 2.
В норе Thalassinoides paradoxicus, ракообразные-продюсеры которой были, вероятно, детритофагами [Griffis, Suchanek, 1991], разница между значениями 513C внутри норы в пищевой камере (-2,5 .„-2,8%) и в породе (-2,5 .-2,6%) незначительна, нет различий и в изотопном составе кислорода (рис. 5, Б). Близость изотопного состава породы, заполняющей нору, и вмещающей породы подтверждает пассивное
заполнение норы осадком.
Б
-2,00 т
Образцы
-2,50 -3,00
О
Ь 400
о
-5,00 -5,50 -6,00
0,5
1,5
2,5
• Вмещающая порода
■ Thalassinoides
d13C(PDB)
-2,00 -2,20 -2,40
m о
iL -2,60-р
-2,80 -3,00 -420
-1-1-1-1-1-1
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
. Вмещающая порода
• Zoophycos
d13C(PDB)
-2,00
-2,50-
—I-1-1-1-1-1-1
4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3 3,1
CO -3,00-Q CL
-3,50-
-4,00-
-4,50 J
• . Вмещающая порода
■ Chondrites
d13C(PDB)
Рис. 5. Изотопный состав (в координатах 513C—618O): А — валового состава пород, серое — замеры в менее карбонатном элементе (литотип 2); остальное — замеры в более карбонатном элементе (литотип 1); положение образцов см. на рис. 1; Б — заполнения норы Thalassinoides paradoxicus и вмещающей породы (обр. 114/3; фототаблица, 3, 4); В — хода Zoophycos isp. и вмещающей породы (обр. 114/5; фототаблица, 7); Г — заполнение хода Chondrites intricatus и вмещающей породы (обр. 114/4; фототаблица, 5)
Значения 513C в ходах Zoophycos близки к таковым во вмещающей породе (рис. 5, В), что хорошо согласуется с данными [Löwemark et al., 2004], это позволяет поддержать мнение об отсутствии фермерства у продюсеров Zoophycos. Модель формирования Zoophycos в связи с детритофагией должна приводить к различиям изотопного состава углерода в ходе и породе. Полученные данные также не подтверждают эту модель. Модель запасания пищи в ходах Zoophycos (cache model) [Löwemark, Schäfer, 2003] согласуется с данными об одинаковом изотопном составе углерода в осадке и в ходах.
В случае Chondrites, участвующих в сложных биотурбациях (внутри нор Thalassinoides), значения §18O (PDB) в ходах (от -3,6 до -4,1%) ниже, чем во вмещающей породе (от -2,8 до -3,6%) (рис. 5, Г). Из-за того, что изотопы кислорода более подвижны, чем изотопы углерода, полученная разница значений объясняется, видимо, наложенным диагенезом. Поэтому модель структур фермерства, когда за счет биологического фракционирования изотопов углерода порода должна обогащаться 13С [Löwemark et al., 2004], не находит прямого подтверждения.
Обсуждение результатов. Полученные значения в целом согласуются с полученными для этого разреза ранее [Алексеев, 1989; Найдин, Кияшко, 1994б; Фролов, Джайкришнан, 1996; Габдуллин, 2002; Корчагин и др., 2010]. Согласно этим данным, ритмичная толща среднего сеномана формировалась в глубокой части шельфа (до 300 м) с температурой поверхностных вод около 24-25 °С [Габдуллин, 2002] и от 14-16 °С в мергелях до 24 °С в известняках [Фролов, Джайкришнан, 1996]. В осадке существовал дефицит кислорода, о чем свидетельствуют пиритовые конкреции, повышенное содержание Сорг и развитие Chondrites.
Для аналогичных ритмичных карбонатных разрезов установлено, что менее карбонатные элементы ритма образуются при более низких значениях температуры (на 1-2 °С), чем более карбонатные [Габдуллин, 2002; Найдин, 2005] или на 4-5 °С [Корчагин и др., 2010], что должно сказываться на изотопном составе кислорода. Вероятнее всего, отсутствие ритмичности в разрезе по значениям 518O, установленное нами, связано с интенсивной биотурбацией осадка или с осреднением придонных и поверхностных значений температуры, определенным в валовых пробах.
Отметитм данные валового анализа изотопного состава карбонатов внутри слоя мергелей, полученные для этого же разреза О.А. Корчагиным с соавт. [2010], согласно которым здесь выделяются более мелкие ритмы, выраженные в вариациях значений §18O. По данным наших измерений, проведенных по той же методике и на том же приборе, изотопный состав кислорода варьирует очень слабо; по нему невозможно различить даже элементы ритма. Кроме того, в разрезе и шлифах присутствуют только
вторичные биотурбационные текстуры, поэтому, на наш взгляд, приведенные в работе [Корчагин и др., 2010] данные нуждаются в дальнейшем уточнении.
Условия формирования изученных ритмов. Ритмичность разреза, как показано предыдущими исследованиями [Найдин, Кияшко, 1994а,б; Gabdullin et al., 1999; Габдуллин, 2002; Найдин, 2004, 2005, 2008], отвечает циклам прецессии земной оси продолжительностью 20—25 тыс. лет. Каждый слой отвечает полуциклу, т.е. формировался в течение 10—12 тыс. лет. Конкретные механизмы образования ритмичности сводятся к вариациям циклов продуктивности, циклов разбавления и циклов растворения [Габдул-лин, 2002; Найдин, 2004, 2005, 2008].
Циклы разбавления (dilution cycles). Мергели накапливались в результате привноса терригенного материала во влажные эпохи, а известняки — в эпохи сухого климата, когда снос был незначительный.
Циклы продуктивности (productivity cycles). Известняки образовались в эпохи высокой продуктивности карбонатного планктона, а мергели — в эпохи низкой.
Циклы растворения (модель действует совместно с предыдущей). Периодически происходило растворение уже накопленного карбонатного материала, и менее карбонатные элементы ритма формировались в результате конденсации глинистого вещества при растворении карбонатного осадка.
Учитывая отсутствие различий в количестве планктонных фораминифер в известняках двух лито-типов (различаются только по количеству глинистой составляющей), для объяснения происхождения ритмичности в разрезе г. Сельбухра можно применить модель циклов растворения:
— количество биокластов фораминифер в разных элементах ритма близкое, но на некоторых форами-ниферах в мергелях заметны следы растворения;
— в мергелях из ихнофоссилий встречены только Chondrites, что свидетельствует об аноксийной обстановке их формирования, это в свою очередь объясняется присутствием большого количества органического вещества.
Таким образом, вероятно, мергели (литотип 2), а не известняки, как считалось ранее, формировались в эпохи более высокой биопродуктивности. Связать этот факт с вариациями температуры, к сожалению, на основе наших данных нельзя.
Кроме того, не подтверждается связь ритмичности с полуциклами прецессии из-за отсутствия (по крайней мере в донных карбонатах) вариаций изотопного состава кислорода. Вариации, скорее всего, фиксируются в карбонате раковин планктонных фораминифер.
Итак, ритмичная толща среднего сеномана формировалась в глубокой части шельфа, средняя температура воды составляла 24 °С, а более глинистый элемент накапливался в условиях аноксии. Ритмич-
ность разреза можно объяснить моделью циклов растворения, что согласуется с выводами Р.Р. Габ-дуллина [2002].
Выводы. 1. Ритмичная толща среднего сеномана на г. Сельбухра формировалась в глубокой части шельфа, средняя температура воды составляла 24С и не менялась при формировании разных элементов ритма; мергели накапливались в условиях повышенной биопродукции и донной аноксии. Ритмичность разреза объясняется моделью циклов растворения, что согласуется с выводами Р.Р. Габдуллина [2002]. По нашим данным, нельзя уверенно связать ритмичность с циклами прецессии.
2. Интенсивная биотурбация пород (В1 изменяется от 2/6 до 4/6) имеет отчетливую ярусность, типичную
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Алексеев А.С. Меловая система. Верхний отдел // Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма. Стратиграфия мезозоя. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 168 с.
Барабошкин Е.Ю., Веймарн А.Б., Копаевич Л.Ф., Найдин Д.П. Изучение стратиграфических перерывов при производстве геологической съемки: Метод. рекомендации. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. 163 с.
Барабошкин Е.Ю., Зибров И.А., Покровский Б.Г. Изотопный состав некоторых ихнофоссилий из среднего сено-мана Крыма и условия их образования. Предварительные данные // ПАЛЕ0СТРАТ-2011. Годичное собрание секции палеонтологии МОИП и Моск. отд. Палеонт. об-ва, Москва, 24—26 января 2011 г.: Программа и тезисы докл. М., 2011. С. 16.
Габдуллин Р.Р. Ритмичность верхнемеловых отложений Русской плиты, Северо-Западного Кавказа и Юго-Западного Крыма (строение, классификация, модели формирования). М.: Изд-во Моск. ун-та, 2002. 304 с.
Корчагин О.А., Тараскина Н.А., Андрухович А.О., Покровский Б.Г. Лево-правозавернутые планктонные форами-ниферы, изотопия 8018 и интрациклы среднего сеномана г. Сельбухра (Бахчисарайский район, Крым, Украина) // Проблемы региональной геологии Северной Евразии: Мат-лы совещ. М.: РГГРУ, 2010. 136 с.
Найдин Д.П. Пара известняк—мергель ритмичной карбонатной толщи сеномана Крыма — показатель различных палеогеографических режимов полуциклов прецессии // Изв. вузов. Геология и разведка. 2004. № 1. С. 12—17.
Найдин Д.П. Пара известняк—мергель ритмичной карбонатной толщи в геологической летописи // Бюл. МОИП. Отд. геол. 2005. Т. 80, вып. 1. С. 75-84.
Найдин Д.П. Астрономические факторы возникновения ритмичности в геологии // Там же. 2008. Т. 83, вып. 4. С. 38-42.
Найдин Д.П., Кияшко С.И. Геохимическая характеристика пограничных отложений сеноман-турон Горного Крыма. Ст. 1. Литологический состав, содержание органического углерода и некоторых элементов // Там же. 1994а. Т. 69, вып. 1. С. 28-42.
для разрезов писчего мела, а ассоциация ихнофоссилий отвечает ихнофации Cruziana, характерной для мягких грунтов открытого шельфа ниже базиса волнового воздействия.
3. Значения §18O (PDB) в ходах Chondrites меньше, чем во вмещающей породе, что, вероятно, связано с диагенетическими изменениями пород.
4. Соотношение стабильных изотопов §13C §18O не подтверждает модель структур фермерства для Chondrites и Zoophycos, а для Thalassinoides свидетельствует о пассивном заполнении этих ходов осадком.
Авторы благодарят Л.Ф. Копаевич (МГУ) за определения фораминифер и консультации и Б.Г. Покровского (ГИН РАН) за измерения изотопного состава карбонатов.
Найдин Д.П., Кияшко С.И. Геохимическая характеристика пограничных отложений сеноман-турон Горного Крыма. Ст. 2. Изотопный состав углерода и кислорода, условия накопления органического углерода // Там же. 1994б. Т. 69, вып. 2. С. 59-74.
Фролов В.Т., Джайкришнан С. Циклиты верхнемеловых известняков Горного Крыма и их возможная природа // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1996. № 4. С. 59-66.
Bromley R.G. Trace Fossils. Biology, taphonomy and applications. Second edition. L.: Chapman & Hall, 1996. 361 p.
Bromley R.G., Ekdale A.A. Chondrites: A trace fossil indicator of anoxia in sediments // Sci. 1984. Vol. 224. P. 872-874.
Droser M.D., Bottjer D.J. A semiquantitative field classification of ichnofabric // J. Sed. Petrol. 1986. Vol. 56. P. 556-559.
Gabdullin R., Guzhikov A., Dundin I. Origin of rhythmically bedded Cenomanian carbonate rocks of the Bakhchisarai Region (SW Crimea)m // Ceologica Carpathica. 1999. Vol. 50, N 1. P. 49-61.
Griffis R.B., Suchanek T.H. A model of burrow architecture and trophic modes in thalassinidean shrimp (Deca-poda: Thalassinidea) // Marin. Ecol. Progr. Ser. 1991. Vol. 79. P. 171-183.
Löwemark L, Lin I.-T, Wang C.-H. et al. Ethology of the Zoophycos-producer: Arguments against the gardening model from S13Corg evidences of the spreiten material // TAO. 2004. Vol. 15, N 4. P. 713-725.
Löwemark L., Schäfer P. Ethological implications from a detailed X-ray radiograph and 14C-study of the modern deep-sea Zoophycos // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecolo-gy. 2003. Vol. 192 (1-4). P. 101-121.
Stanley B.D. Ichnofabric analysis and benthic oxygenation in the Monte dei Corvi Cliffs, Ancona, Italy // The Ninth Keck Research Symposium in Geology. Abstr. Williams College, William-stown, Massachusetts, April 1996. 1996. Vol. 9. P. 297-300.
Поступила в редакцию 24.10.2011
