CC BY
50
Том 154, кн. 3
Естественные науки
2012
УДК 551(782.2+4):550.384
О ПОЛОЖЕНИИ БИКЛЯНСКОГО И ОМАРСКОГО ГОРИЗОНТОВ В РАЗРЕЗАХ НЕОГЕН-ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ
Е.В. Петрова, Л.И. Линкина Аннотация
В статье рассмотрены вопросы стратиграфии пограничных неоген-четвертичных отложений в пределах Среднего Поволжья. Наиболее четко эта граница отбивается по палинологическим данным и гипсометрическому положению.
Ключевые слова: Среднее Поволжье, неогеновая система, четвертичная система, граница, палинокомплексы.
Введение
В пределах Среднего Поволжья граница между неогеновой и четвертичной системами в настоящее время проходит между региональными подразделениями - биклянским и омарским горизонтами (свитами). Образуя единый комплекс отложений, осадконакопление которых происходило в период регрессии акчагыльского бассейна, эти отложения относят к разным стратиграфическим подразделениям, что связано с расширением объема четвертичной системы до рубежа 1.8 млн. лет. Эти отложения являются наименее изученными как палино-логически, так и в палеомагнитном отношении. Не до конца решен вопрос о соотношении биклянских и омарских отложений в разрезах, в том числе и опорных.
1. Анализ стратиграфического расчленения
пограничных неоген-четвертичных отложений Среднего Поволжья
Биклянские (мензелинские) и омарские отложения приурочены к древним речным долинам и залегают на размытой поверхности нижележащих плиоценовых, а в бортовых частях - пермских, юрских и меловых отложений. Абсолютные отметки залегания отложений от 72.0 до 181.4 м.
Впервые выделенные как горизонты Г.И. Горецким [1] в районе Нижней Камы биклянские и омарские отложения были охарактеризованы как осадки акчагыльского опресненного бассейна стадии регрессии. Биклянский горизонт был отнесен к верхнему акчагылу, а омарский - к апшерону (табл. 1).
В 1966 г. в Казани было проведено первое совещание по неогену востока Европейской части СССР, где был принят проект схемы «Стратиграфия плиоцена восточных районов Европейской части СССР». В 1968 г. эта схема была утверждена МСК СССР в качестве унифицированной. По этой схеме биклян-ский (мензелинский) горизонт был выделен как верхнее стратиграфическое
Табл. 1
Сопоставление взглядов различных авторов на стратиграфию верхнего плиоцена Среднего Поволжья
О
Я о
й
о *
э
и К
о я о ч о к о £
¡5
о §
о ч
к
со О К н о со
оо
Унифицированная шкала, 1966
<и н о
в
О
ч <и
О
ч <и
£ О
ч о
С
о
« §
в и
о
ё о
ьч °
ю 2
03 «
о н
И Я С" 2
«
я
<и а о
1-ч • ^
К ^
« о
« &
К в
э «
О (и
а ¡г
0 в
1 о
рч О „
Л ьч
<с 1=: оо
мв2
«
о а о
а та © ^
К ^ §
рч К -ч
. г-
н СГ\
е 2
о ^
ч г*
° 2
о
« ^
§ И
и 3
§ «
« Я О
Стратиграфический кодекс ,1991
<и
Н О
В
О
ч <и
О
ч <и
о
ч о
С
о
в в
о о
ч ч
о о
<и <и
§ §
о о
В В
В В
И И
а а
о о
ч ч
В О
ч о
о Л
ч
(ч
св
ч
икскии горизонт
икскии горизонт
и
<и
я о
Н
о «
<и ч в
о
р>
омарскии горизонт
омарскии горизонт
о
«
о Л
ч
Й
£ 03
биклянский (мензелин-ский) горизонт
«
в в
X
а
<и «
азинская свита
икская свита
азинская свита
бельская свита
горкин-ская свита
набережночел-нинская свита
горкин-ская свита
лаишев-ская свита
омарская свита
лаишев-ская свита
омарские слои
биклянский (мензе-линский) горизонт
омарскии
биклянская свита
биклян-ские
&
О К
подразделение акчагыльского яруса, а омарский - как нижнее подразделение апшеронского яруса верхнего плиоцена неогеновой системы. Н.В. Кирсановым в проекте схемы «Стратиграфии и корреляции лагунно-морских и континентальных акчагыльских отложений Поволжья, Северного Прикаспия и Предура-лья» к биклянскому горизонту, венчающему отложения акчагыльского яруса, отнесен «горизонт темно серых, часто тонкодисперсных глин мощностью 1025 м (редко больше)» [2, с. 42]. В качестве местонахождения стратотипических разрезов биклянского (мензелинского) горизонта указывались разрезы у населенных пунктов Биклянь, Ямаши, Омарский Починок, В. Нурлаты, Апастово.
С целью детализации данной стратиграфической схемы под руководством Е.А. Блудоровой в рамках проекта «Граница неоген - квартера» в бассейне Нижней Камы и Средней Волги в 1976-1982 гг. было проведено бурение 40 скважин, из которых 15 были выделены как опорные. Впервые для расчленения плиоценовых отложений был применен палеомагнитный метод и построены магнитостратиграфические разрезы. Результаты этих исследований вошли в стратиграфическую схему плиоценовых и плейстоценовых отложений Волго-Ураль-ской области, разработанную на II Пленуме ВУЧК (Волго-Уральской комиссии по изучению четвертичного периода) в 1978 г., и с некоторыми дополнениями в стратиграфическую схему плиоцена Волго-Уральской области [3]. Позднее эта схема для Казанского Поволжья была дополнена Е.А. Блудоровой и Н.Л. Фомичевой [4]. Согласно этим исследованиям биклянские и омарские слои были отнесены к верхнему плиоцену.
В 1984-1998 гг., в рамках государственной геологической съемки масштаба 1:200 000, на территории Республики Татарстан было проведено геологическое доизучение неогеновых отложений под руководством И.М. Задорожного и С. А. Марамчина [5]. Возрастное расчленение неогеновых и четвертичных отложений при этом происходило на основе разных региональных шкал. В последних схемах биклянские отложения были отнесены к акчагыльскому ярусу верхнего плиоцена неогеновой системы, а омарские - к эоплейстоценовому отделу четвертичной системы (табл. 1).
В связи с принятием в 2006 г. нового Стратиграфического кодекса России для Среднего Поволжья разрабатывается новая рабочая региональная шкала. По новым данным неогеновая система представлена на исследуемой территории двумя отделами миоценом (верхним) и плиоценом [6]. Миоценовые отложения представлены мессинским ярусом (понтический региоярус), которому в региональной шкале соответствует шешминский горизонт (слои). Плиоцен разделен на 3 подотдела: нижний, средний, верхний - и 3 яруса: занклский, пьяченц-ский, гелазский. В региональной шкале им соответствуют киммерийский и акча-гыльский региоярусы. В составе киммерийского яруса выделяется челнинский горизонт, или свита, в составе акчагыльского - сокольский, чистопольский, аккулаевский, биклянский горизонты (свиты). Проблематичным остается вопрос о месте омарского горизонта. Но условно он был отнесен к эоплейстоцену.
2. Характеристика опорных разрезов
Полное описание биклянского горизонта дано Г.И. Горецким [1] по опорной скважине 1481 (с. Биклянь), омарского - по обнажению в стенках оврага
у с. Омарский Починок. Палинологически биклянский горизонт был охарактеризован Л.С. Короткевич травянисто-сосново-березовым (VIII-а) комплексом. В комплексе преобладает пыльца травянистых растений (до 60-70%), в основном это пыльца представителей семейства маревых и полыней, а среди древесных растений наибольший процент составляет пыльца сосны и березы. Полученный палинокомплекс отражает сухие и холодные климатические условия, близкие к лесостепным и холодным степным [1].
В омарском горизонте Л.С. Короткевич и др. [1] был выделен широколист-венно-сосново-еловый (IX) комплекс, характеризующийся преобладанием среди древесных растений пыльцы ели (до 66%). Несколько меньшим является содержание пыльцы сосны (до 23%), тсуги (до 25%) и широколиственных пород (дуба, липы, граба, клена, орешника, вяза и др. - в сумме до 21%). Омарский комплекс сформировался, по мнению авторов, в относительно теплых и влажных климатических условиях (рис. 1).
Специфической особенностью отложений омарского горизонта у с. Омар-ский Починок явилось также наличие богатой диатомовой флоры верхнеплиоценового возраста. Диатомовая флора изучалась И.А. Купцовой [7] и позднее Э.И. Лосевой [8]. Оба автора выявили диатомовую флору, состоящую в основном из пресноводных и пресноводно-солоноватых форм. Преобладают в разрезе виды: Stephanodiscus, Cyclotella, Fragilaria, Aulacosira, Navícula, Ophephora, Cocconeis, Achnanthes, Amphora, Diplones, Epitemia, Cembella. В общем составе пресноводные виды доминируют и составляют 86.6%. Гораздо меньшим является участие солоноватоводных (6%) и пресноводно-солоноватоводных форм (4.8%). Незначительная часть (2.6%) принадлежит морским формам. Всего по результатам проведенного диатомового анализа было выделено девять комплексов, отражающих стадии развития пресноводного водоема: от глубокого, уме-ренно-холодноводного до мелкого, умеренно-тепловодного.
Диатомовая флора омарского горизонта имеет сходство с верхнеплиоценовой флорой Западной Германии и Восточной Африки.
По данным Е.А. Блудоровой и К.В. Николаевой [9], проводившим исследование стратотипических разрезов в рамках проекта «Граница неогена - квартера», к отложениям биклянского возраста были отнесены только темно-серые глины, подстилающие слои черных глин с диатомитом в обнажении у с. Омарский Починок. Отложения, обнажаемые в Биклянском карьере у с. Биклянь и ранее относимые к биклянскому времени, имеют чистопольский возраст. Это подтверждается более поздними исследованиями [10]. Е.А. Блудоровой и К.В. Николаевой в биклянских отложениях выделен елово-сосново-березовый палинокомплекс, в составе которого увеличивается содержание пыльцы березы (до 24%), а также пыльцы травянистых растений, и они сопоставляют его с VIII-а комплексом, описанным Г.И. Горецким [1]. В составе омарских отложений в обнажении у с. Омарский Починок ими было выделено четыре палинокомплекса: три из диатомита и один - из глин его перекрывающих. Елово-сосновый палиноком-плекс установлен в нижней части диатомита и характеризуется преобладанием пыльцы хвойных пород. Хвойно-широколиственный палинокомплекс выделен в средней части диатомита, в общем составе увеличивается доля участия пыльцы травянистых растений (до 30%), а среди древесных возрастает
Табл. 2
Палинокомплексы, выделенные в биклянском и омарском региоярусах, неоген-четвертичных отложений центральной части Среднего Поволжья
Система Отдел Подотдел Региоярус Горизонт Г.И. Горецкий [1] Е.А. Блудорова, К.В. Николаева [9] Л. И. Линкина [10]
■е? XVII еловый
н <и ц о н с « е ч « о а IX широколиственно сосново-еловый XVII широколиственно-еловый с тсугой
н ^ м р XVI хвойно-широко-лиственный
р £ а о а о XV елово-сосновый
НЕОГЕНОВАЯ Плиоцен Верхний Акчагыльский Биклянский УШ-а травяно-сос-ново-березовый XIV елово-сосново-березовый XVI елово- сосново-тра- вянистый
(до 40%) содержание пыльцы широколиственных пород. Палинокомплекс широколиственно-еловый с тсугой выделен из верхней части диатомита и в нем вновь отмечается рост содержания пыльцы хвойных пород, в основном ели. В то же время в составе комплекса все еще много пыльцы широколиственных пород (до 18%) и тсуги (до 15%). Этот палинокомплекс сопоставим с IX широколиственно-сосново-еловым палинокомплексом, описанным Г.И. Горецким [1] (табл. 2). В коричневых алевритистых глинах, расположенных над диатомитом, выделен еловый палинокомплекс, в котором абсолютно доминирует пыльца хвойных, в основном ели (до 66%). Все четыре палинокомплекса характеризуют разные палео-климатические условия, и авторами было оговорено, что это, возможно, связано с отнесением к омарскому горизонту верхней части биклянских образований.
Палеомагнитной характеристики биклянского горизонта в ходе исследований представлено не было. Омарские породы, по данным И.А. Глейзера и П.Г. Ясо-нова [3], характеризуются прямой намагниченностью, что позволило сопоставить их с эпизодом Олдувей палеомагнитной эпохи Матуяма [9]. В.В. Мозже-риным, проводившим палеомагнитный анализ омарских отложений из страто-типического разреза, было установлено, что формирование омарской толщи завершилось в эпизод Олдувей около 1.75 млн. назад [11]. Биклянские отложения им апробированы не были. Таким образом, в ходе исследований стратоти-пических разрезов четкой границы между биклянскими и омарскими горизонтами (слоями) выявлено не было.
3. Соотношение биклянских и омарских отложений в разрезах
В 1980-2000 гг. в пределах Среднего Поволжья и прежде всего Республики Татарстан (РТ) проводились масштабные работы в рамках государственной
геологической съемки. Биклянские и омарские отложения были закартированы рядом скважин. Биклянские отложения были встречены повсеместно в пределах речных долин и остаточного акчагыльского бассейна, а омарские - фрагментарно. В качестве отложений биклянского времени были выделены пресноводные песчанистые отложения, сменяющиеся выше по разрезу лагунно-мор-скими глинистыми толщами, сформированными в период регрессии акчагыль-ского бассейна. К омарским отложениям были отнесены глинисто-алевритовые толщи, сформированные в мелководных пресных остаточных водоемах пересыхающего акчагыльского водоема и залегающие на склонах водоразделов выше отметки +110.0 м. Опорными в палеомагнитном отношении для биклянского и омарского горизонтов (слоев) явились скв. 25 (д. Александровка) и 105 (д. Русская Чебоксарка). По данным апробирования этих скважин биклянские слои имеют обратную намагниченность и совпадают с началом эпизода прямой намагниченности Реньон до начала (или середины?) эпизода Олдувей, а омар-ские совпадают с началом эпизода Олдувей. Наиболее полная палинологическая характеристика отложений (определения В.Н. Егоровой) дана по скв. 13 (д. Красный Кустарь) и 113 (д. Савруши). Согласно этим данным биклянские отложения формировались в период развития темнохвойной тайги (сосново-ело-вый комплекс с участием широколиственных пород), что противоречит данным палинологических исследований, полученных ранее. Характеризующий эти отложения палинокомплекс можно сопоставить с VII широколиственно-сосново-еловым палинокомплексом Г.И. Горецкого [1], а также с XIII широколиственно-сосново-еловым палинокомплексом, полученным позднее Л.И. Линкиной [10]. Все эти палинокомплексы хорошо сопоставимы и характеризуют отложения чистопольского горизонта. В омарских отложениях был выделен елово-сосно-вый с участием мелколиственных пород палинокомплекс [5], авторы сближают его с VШ-а травяно-сосново-березовым палинокомплексом Л.С. Короткевич [1], что неверно, так как этот палинокомплекс характеризует биклянский горизонт (рис. 1). Диатомовый комплекс, характерный для стратотипического разреза омарских отложений, ни в одном из разрезов выявлен не был.
Исследованиями Л.И. Линкиной [10] установлено, что в Предволжье и За-камье биклянский горизонт характеризует XVI елово-сосново-травянистый палинокомплекс с преобладанием в общем составе пыльцы трав и кустарничков. Он хорошо сопоставим с VШa травяно-сосново-березовым палинокомплексом, выделенным Е.Н. Анановой [1], и с XIV елово-сосново-березовым палинокомплексом Е.А. Блудоровой и К.В. Николаевой [9], это позволяет говорить о том, что в период формирования этих отложений климат территории Среднего Поволжья был сухим и прохладным, а возможно, даже и холодным. Омарские отложения формировались при иных климатических условиях, наличие в отложениях пыльцы широколиственных пород, свидетельствует о значительном потеплении и большей увлажненности территории в этот период. Граница между биклянскими и омарскими горизонтами (слоями) достаточно четко фиксируется по смене холодного сухого палинокомплекса палинокомплексом теплым и влажным.
ЧО к»
Рис. 1. Палинологическая диаграмма скв. 1481 у с. Биклянь [1]. Условные обозначения: □ - пыльца деревьев и кустарников, <-> - пыльца трав и кустарников, V- споры
Позднее Ю.П. Балабановым [12], проводившим палеомагнитные исследования ряда скважин в Предкамье и Закамье РТ, было установлено, что стратиграфическое положение субзоны прямой полярности Олдувей фиксируется на границе верхнего акчагыла (биклянский (воеводский) горизонт) и эоплейсто-цена. Однако в исследуемых скважинах, где эта субзона фиксировалась на границе между биклянским и омарским горизонтами, вызывает сомнение гипсометрическое положение подошвы самого омарского горизонта, где она отбивается на абсолютных отметках +90 м.
Таким образом, четкой рубежной границы между двумя комплексами отложений, характеризующих в настоящее время границу между неогеновыми и четвертичными системами, получено не было. Обусловлено это прежде всего тем, что для регрессирующего бассейна было характерно фациальное разнообразие обстановок осадконакопления и, как следствие, формирование разных типов одновозрастных отложений: лагунно-озерных, озерных, озерно-аллювиальных, а также типично аллювиальных, приуроченных главным образом к верховьям палеодолин. И нередко эти отложения трактуются как разновозрастные, в частности в Западном Закамье в ряде скважин к омарским были отнесены верхне-биклянские отложения. Кроме того, выделенный у с. Омарский Починок стра-тотипический разрез омарских отложений является по-своему уникальным. Диатомовый комплекс, отмеченный в этих отложениях, не был встречен ни в одной из скважин или обнажений. Такая особенность может объясняться обособленностью формирования этих отложений. Вполне возможно, данный тип отложений формировался в пределах водоема, потерявшего связь с регрессирующим акчагыльским бассейном. Так, по данным Э.И. Лосевой [8], диатомовая флора разреза отражает условия сублиторали холодного глубокого пресноводного озера и хорошо коррелируется с диатомовыми комплексом, характерным для верхнеплиоценовых пресноводных озер Северо-Германской низменности.
Генетически близкие отложения биклянского и омарского горизонтов, сформировавшиеся в период регрессии акчагыльского бассейна и выделяемые нередко в одном интервале залегания от +90 до +180 м, тем не менее относятся к разным стадиям его развития. Омарские отложения откладывались в период завершающей стадии, и не могут встречаться в разрезах ниже абсолютных отметок +120...+130 м. Кровля биклянских отложений в центральной части бассейна прослеживается в интервале +120.+ 140 м, в пределах крупных притоков поднимается до +180 м. Однако в ряде опорных скважин граница начала эпизода Олдувей, принятая за границу неогенового и четвертичного периодов, проводится на абсолютных отметках +115. +118 м (скв. 113, 105). И если границы между стратиграфическими подразделениями по палеомагнитным данным для нижележащих горизонтов плиоценовых отложений хорошо стыкуются с данными палинологического анализа, то при проведении границы между биклянскими и омарскими горизонтами, как было указано выше, очевидны заметные расхождения.
Заключение
Осадки омарского и биклянского горизонтов являются единым озерно-аллю-виальным комплексом, формирование которого происходило в период регрессии
опресненного акчагыльского бассейна. В связи с тем, что для данного бассейна в этот период было характерно разнообразие условий осадконакопления, формировались различные типы отложений: лагунно-озерные, озерные, озерно-аллю-виальные, а также типично аллювиальные, приуроченные прежде всего к верховьям палеодолин. Это дает предпосылки к тому, что нередко отложения одного возраста относят к разным стадиям развития акчагыльского бассейна. В частности, верхнебиклянские отложения относят к омарскому горизонту.
Согласно Стратиграфическому кодексу России 2006 г. временной интервал четвертичной системы ограничен 1.8 млн. лет. В пределах Среднего Поволжья граница между неогеновой и четвертичной системами проходит между региональным подразделениям: биклянским и омарским горизонтами (свитами). Обоснование этой границы было дано в основном по палеомагнитным данным. Однако в ряде опорных скважин субзоны прямой полярности Олдувей фиксировалась на абсолютных отметках +90...+115 м, что вызывает определенные сомнения.
Наиболее четко граница между горизонтами отбивается по палинологическим данным. Граница между биклянскими и омарскими горизонтами (слоями) достаточно четко фиксируется по смене холодного и сухого травяно-сосново-березового палинокомплекса теплым и достаточно влажным - широколиственно-сосново-еловым.
Summary
E.V. Petrova, L.I. Linkina. On the State of the Biklyan and Omar Horizons in the Sections of Neogene-Quaternary Sediments of the Middle Volga.
The article deals with the problems of stratigraphy of Neogene-Quaternary boundary sediments in the Middle Volga. This boundary can be most clearly traced by palynological data and hypsometric position.
Key words: Middle Volga, Neogene system, Quaternary system, boundary, palynocom-plexes.
Литература
1. Горецкий Г.И. Аллювий великих антропогеновых прарек Русской равнины. Прареки Камского бассейна. - М.: Наука, 1964. - 414 с.
2. Кирсанов Н.В. Акчагыл Поволжья // Стратиграфия неогена востока Европейской части СССР. - М.: Недра, 1971. - С. 22-45.
3. Плиоцен и плейстоцен Волго-Уральской области. - М.: Наука, 1981. - 173 с.
4. Блудорова Е.А., Фомичева Н.Л. Опорные разрезы кайнозоя Казанского Поволжья. -Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1985. - 161 с.
5. Сводная геологическая карта доплейстоценовых отложений Республики Татарстан масштаба 1:200 000. - Пояснительная записка (гл. ред. А.И. Шевелев). - Казань, 1997. - Кн. 1. - 118 с.
6. Стратиграфический кодекс. - СПб.: ВСЕГЕИ, 2006. - 96 с.
7. Купцова И.А. Новый вид рода Stephanodiscus Ehr. Из плиоценовых отложений Нижней Камы // Ботан. материалы отдела споровых растений. - М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1962. - Т. XV. - С. 37-39.
8. Лосева Э.И. Атлас позднеплиоценовых диатомей Прикамья. - Л.: Наука, 1982. -204 с.
9. Блудорова Е.А., Николаева К.В. Геологическая и палинологическая характеристика плиоценовых отложений Казанского Поволжья и Прикамья. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1986. - 136 с.
10. Линкина Л.И. Стратиграфия неогеновых отложений центральной части Среднего Поволжья в пределах Республики Татарстан (по палинологическим данным) // Геология и разведка. - 2007. - № 5. - С. 14-21.
11. Дедков А.П., Мозжерин В.В. Эоплейстоцен // Геология Татарстана. Стратиграфия и тектоника. - М.: Геос, 2003. - С. 242-248.
12. Балабанов Ю.П., Линкина Л.И., Петрова Е.В. Неогеновые отложения Среднего Поволжья // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. - 2010. - Т. 152, кн. 1. -С. 192-214.
Поступила в редакцию 21.05.12
Петрова Елена Витальевна - кандидат географических наук, ассистент кафедры ландшафтной экологии Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: [email protected]
Линкина Лариса Игоревна - кандидат геолого-минералогических наук, ассистент кафедры палеонтологии и стратиграфии Казанского (Приволжского) федерального университета.
E-mail: [email protected]
