Переходные горизонты в стратиграфии верхнего мезозоя Забайкалья Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК [56+551.7] : 550.8.528

Синица Софья Михайловна Sofia Sinitsa

ПЕРЕХОДНЫЕ ГОРИЗОНТЫ В СТРАТИГРАФИИ ВЕРХНЕГО МЕЗОЗОЯ ЗАБАЙКАЛЬЯ

TRANSITIONAL LEVELS IN STRATIGRAPHY OF UPPER MESOZOIC, TRANSBAIKALIA

Рассмотрены проблемы несогласных границ стратиграфических подразделений опорных разрезов верхнего мезозоя Забайкалья и выделения переходных горизонтов — коррелятов несогласий — со смешанной фауной и флорой как предшествующих, так и последующих этапов их развития

Ключевые слова: верхний мезозой, несогласные границы свит, смешанные комплексы органических остатков, дэфретиниевый комплекс, Устъ-Карский переходный горизонт

The problems of unconformable boundaries of stratigraphie divisions of key sections of Upper Mesozoic, Transbaikalie and the allocation of transitional levels-correlators of unconformity-with the mixed fauna and flora both of previous and subsequent stages of their development are considered in this article

Key words: Upper Mesozoic, unconformable boundaries of series, mixed complexes offossils, complex Defretinia, Ust-Karsk transitional level

«... в интересах науки не следовало бы включать промежуточные осадки, по своему палеонтологическому характеру столько же принадлежащие к одной системе, как и к другой, непременно в какую-нибудь из них, а просто означить именем переходных между данными системами»

А.П. Карпинский

Межгорные впадины Забайкалья выполнены континентальными, фаци-ально сложно построенными отложениями, состав и генезис которых зависит от состава и расчлененности обрамления впадины, факторов транспортировки, климата, тектоники, химизма вод бассейнов седиментации, биоактивности организмов, наличия или отсутствия вулканизма. Выделяются осадки временных водотоков и свалов, галечных, песчаных и глинистых рек, малых и крупных открытых и закрытых озер, болот, вулканических озер прикратерной и удаленной от центров извержения зон палеовулканов, которые в разрезах часто замещают друг друга на коротких расстояниях. Разнообразие бассейнов седиментации сказалось и на биоте, которая обладает особенностями в разных бассейнах обитания.

Большая часть отложений впадин вскрывалась скважинами. Крайне редки естественные выходы данных отложений и их непрерывные разрезы, которые охарактеризованы разнообразными органическими остатками и доступны для исследований. Это опорные непрерывные разрезы стратотипов шадоронской и ундино-даинской серий, паратипов тургинской и кутинской свит на правобережье р. Унда в Шадорон-ском прогибе, наложенной Ундино-Даин-ской впадине, усложненной Лесковским, Шивиинским и Лукиинским грабенами, и разрез паратипов ундино-даинской серии, тургинской и кутинской свит на левобережье пади Бичектуй в Пришилкинской впадине.

Для стратиграфических подразделений этих непрерывных разрезов выделена опре-

деленная последовательность комплексов органических остатков: шадоронский, ун-дино-даинский, тургинский и кутинский. Между стратиграфическими подразделениями опорных разрезов установлены несогласия с размывом подстилающих пород и захоронением продуктов разрушения в базальных горизонтах перекрывающих свит. Для остальных впадин региона отмечаются разрозненные обнажения отдельных частей разрезов свит (Оловская, Дуралейс-кая, Тургино-Харанорская и др. впадины). В разобщенных разрезах и по скважинам выделены стратотипы тургинской (Тургино-Харанорская впадина, р. Турга) и ку-тинской свит (Южно-Аргунская впадина, Кутинское месторождение угля, скв. 87), а их палеонтологические характеристики описаны как тургинский и кутинский комплексы с видами и родами-индексами [7; 4; 5; 9; 8; 10; 11; 12].

Помимо шадоронского, ундино-даинс-кого, тургинского и кутинского палеонтологических комплексов, последовательность которых подтверждена в непрерывных разрезах, в некоторых впадинах выделяются смешанные ассоциации, состоящие из древних позднеюрских ундино-даинских и молодых, конца юры-начала мела, тургин-ских видов. Кроме того, здесь появляются новые роды конхострак, присущие только этим ассоциациям. По А.П. Карпинскому [14], такие комплексы следует выделить в качестве переходных между определенными подразделениями. Границы между сериями и свитами резкие несогласные с размывами, временной диапазон несогласия никогда не определялся, и вполне возможно, что отложения со смешанными остатками фауны и флоры являются коррелятами несогласий.

В качестве примера рассмотрим непрерывный разрез верхнего мезозоя на правобережье р. Унда в Шадоронском прогибе Аргунской зоны, расчлененный на шадоронскую (средняя-верхняя юра) и ундино-даинскую (верхняя юра) серии, тургинскую (конец юры-начало мела) и кутинскую (нижний мел) свиты. Шадо-ронская серия (коровинская, алиинская

и такшинская толщи, по В.Д. Гунбину и Л.Ф. Чербяновой [2], представлена резко асимметричными двух- и трехчленными циклитами (туфоконгломераты-туфопес-чаники-туфоалевролиты) с большими мощностями псефитов в основаниях циклитов и маломощными туфопесчаниками и туфоа-левролитами — в верхних частях. В туфо-алевролитах установлен богатый комплекс растительных остатков с родами-индексами С7екапо'мг8Ыа-РЬоешсор818-НеПип§1а, крайне редки остатки насекомых Б/еге^а-А11о§по818^п1ит и двустворок Баипша-ЯиМШа-МшготеЫша [1].

На размытых образованиях шадоронс-кой серии с несогласием залегают отложения ундино-даинской серии, расчлененные на тергенскую, глушковскую и чалунихинс-кую свиты и представленные трехчленными или двучленными циклитами (туфоконгло-мераты-туфопесчаники-туфоалевролигы с туфоаргиллитами и пепловыми туффита-ми). Выделены маркирующие горизонты

— пестро окрашенные тонко горизонтально слойчатые кремнисто-глинистые породы (опалиты), лишенные органических остатков. Резко меняются составы ориктоцено-зов: массовые захоронения хвощей с корнями (хвощевая почва) ЕдшвеШт ипёеше ЯгеЬг., двустворок Аг§ите11а-Ми8си1юр818-СогЫси1а; щптней Рго1ер1ёигиз; конхострак 8рЬаеге8Шепа-Ра1аео1упсеи8; анострак

— СЫгосерЬаЫв; насекомых РгоатеМив — Ят^а (ЬорЫеЬШае) — МетрШв -игор-ег1а и др.; остракод Баг'шпЫа. Отложения ундино-даинской серии представлены осадками вулканических озер в кальдере обрушения, о чем свидетельствуют маркирующие горизонты опалигов, пестро окрашенных продуктов поствулканической деятельности, а также комплекс органических остатков, представленный временными обитателями вулканических озер с кислой

pH [12].

Ундино-Даинская кальдера обрушения осложнена Лесковским, Шивиинским, Лу-киинским грабенами и на удалении — Оно-ховским и Балейским, которые выполнены терригенными и терригенно-карбонатными отложениями тургинской свиты (лесков-

ская и шивиинская толщи), залегающими как на размытых отложениях и вулканитах ундино-даинской, так и шадоронской серий [13]. Базальный горизонт лесковской толщи тургинской свиты в Лесковском грабене представлен маломощными трехчленными циклитами: конглобрекчии-песчаники-хлидолиты с многочисленными родами-индексами остракод тургинского комплекса Daurina-Torinina, гастропод Radix. Редки парасфеноиды осетровых Stichopterus. В песчаниках базального горизонта обнаружены карбонатные конкреции с мелкими створками конхострак Defretinia. Верхи циклитов слагают алевролиты с маломощными слойками мергелей и пресноводных известняков-ракушняков (до 30 см), сложенных многочисленными остракодами Daurina-Torinina-Mongolianella, гастропо-дами Radix, двустворками Limnocyrena, с единичными парасфеноидами осетровых Stichopterus, стеблями хвощей Equisetum и веточками мхов Muscites. Завершают разрез двучленные циклигы (песчаники-алевролиты), в алевролитах которых обнаружены многочисленные остатки насекомых Scarabaieidae: Geotrupoides, Elateidae, Buprescidae, Orthoptera, Haglidae, het-eroptera, Neuroptera, Diptera: Tipuloidea (Limoniidae), Terrindusia, Ostracindusia, Secrindusia, Folindusia; единичные створки конхострак Bairdestheria middendorfii, фрагменты скелетов костистых рыб Lycop-tera middendorfii, иголки Pseudolarix и разнообразные семена. Перечисленные остатки характерны для тургинского комплекса. Близкие разрезы с остатками тургинского комплекса (остракоды, гастроподы, насекомые, растения) установлены по скважинам в Лукиинском, Оноховском и Балейс-ком грабенах.

Шивиинский грабен выполнен отложениями шивиинской толщи, которая по органическим остаткам также коррелируется с тургинской свитой, но имеет некоторые отличия от лесковской толщи, выражающиеся в появлении прослоев тонкогоризонтально слойчатых аргиллитов («бумажные сланцы»), в массовых захоронениях листьев и семян хвойных с родами-индексами

тургинского комплекса Pseudolarix-Archae-olarix-Pityophyllum-Pityospermum; более редки конхостраки Estherites, насекомые Homoptera, Lygaidae, Thropsidae, Chirono-midae, Terrrindusia, Folindusia, Secrindusia, рыбы Lycoptera middendorfii. Редки извест-няки-ракушняки, сложенные остракодами Daurina-Torinina и гастроподами Radix.

С местными несогласиями отложения грабенов и более древних подразделений перекрываются кутинской свитой, состоящей из угленосной толщи, фациально замещающейся красноцветными валунно-галечными конгломератами.

Верхнемезозойские отложения второго опорного разреза по левому борту пади Бичектуй в Пришилкинской впадине расчленены на ундино-даинскую серию (глуш-ковская свита), тургинскую и кутинскую свиты, палеонтологические характеристики которых содержат виды и роды-индексы одноименных комплексов. Так, ундино-да-инская серия (глушковская свита) представлена нечеткими асимметричными циклитами: туфопесчаники-туфоалевролиты с преобладанием в разрезе туфопесчаников с остатками хвощей Equisetum undense. В туфоалевролитах установлены остатки ун-дино-даинского комплекса: щптнп Prolepi-durus, конхостраки Sphaerestheria-Palae-olynceus, двустворки Arguniella, насекомые Proameletus-Sinitsia (Isophlebiidae)-Furvon-eta-Hydrobiites. В несогласно залегающей выше тургинской свите выделяется базальный горизонт конгломератов, сменяющийся песчаниками, алевролитами с прослоями мергелей (до50см) и пресноводных известняков (до 10 см). В мергелях обнаружены напластования многочисленных створок и раковин конхострак Bairdestheria middendorfii, тел поденок Ephemeropsis, остракод Darwinula-Cypridea foveolata-Mantelliana, единичны раковины гастропод Radix, скелеты рыб Lycoptera middendorfii, остатки пучков иголок Czekanowskia и листьев Sphenobaiera. Пелигоморфные известняки сложены исключительно остракодами Cypridea, Mantelliana, Timiriasevia. Выше залегающая толща алевролитов и туфоа-левролитов охарактеризована в основном

остракодами Баиппа, извипосурпв ивви-пса, Ьусор1егосурпз, редкими игольчатыми листьями хвойных и семенами. Приведенные остатки характерны для тургинского комплекса. Завершает разрез кутинская свита, состоящая из нижней песчанико-во-алевролитовой и верхней песчаниковой толщ, которые резко отличаются от предыдущих отложений преобладанием в разрезе песчаников и массовым появлением следов жизнедеятельности илоедов. В нижней пачке алевролитов обнаружены ожелезнен-ные следы илоедов РеггоНШов, а в верхней

— единичные ядра остракод Ытпосурпёеа, Ьусор1егосурп8, ТтМазе^а, скелеты рыб Ьусор1ега й^а^Ив, иголки хвойных Рйуо-рЬу11ит и семена. Среди песчаников различаются маломощные зеленовато-желтые алевролиты (до 10 см) с многочисленными следами жизнедеятельности Р1ейгоша, Ьа1-ШиИпа, ТогивеПа, Ре1а1ШШо8, Уа11итЬоН-Шов, Ьоп§Пер!та, Вге^расЬпйез (бнотур-бацпн). Остракоды лимноцппреп и рыбы Ьусор1ега fragilis обычны в нижнемеловых отложениях кутинской свиты. Верхняя песчаниковая толща представлена песчаниками с прослоями и линзами гравелитов и конгломератов.

Последовательность рассмотренных палеонтологических комплексов в разрезе верхнего мезозоя межгорных впадин Забайкалья (шадоронский-ундино-даинский-тургинский-кутинский) не вызывает сомнений, проблемы возникают лишь при их возрастнойдатировке [4; 5; 8; 3; 10; 11].

Смешанные комплексы, содержащие совместно как ундино-даинских, так и тур-гинских представителей, обнаружены в отложениях усть-карской свиты одноименной впадины. Разрез свиты представлен асимметричными циклитами: конгломера-ты-дресвяники-конглобрекчии-песчани-ки-алевролиты с прослоями туфов (до 5-7 м). В алевролитах обнаружены остатки представителей ундино-даинского комплекса: щитни Рго1ер1ёиги8 ёа]а , насекомые РгоатеМиз-игорегЫ-ЬорЫеЬШае (Ятй-з!а), двустворкп Аг§ите11а и тургинского комплекса: остракоды Баиппа 姧еп, жуки Сор1ос1ауа, домики ручейников Тегп^и-

sia splendida, хвойные Pseudolarix. Кроме того, в разрезе присутствуют особые кон-хостраки Eefretinia и линцеиды Palaeolyn-ceus brevulus.

Слои с конхостраками Defretinia установлены в базальном горизонте лесковской толщи Лесковского грабена Ундино-Даинс-кой впадины, в туфогенных разрезах падей Церен и Карабон Южно-Аргунской впадины, в туффитах торейской толщи северной части озера Зун-Торей среди потоков лав базальтов, в туффитах разреза Павловка (падь Овчарная), которые сменяются вверх по этим разрезам слоями с конхостраками Bairdestheria middendorfii (тургин-ский комплекс). Кроме того, известны разрезы, где дэфретинии встречаются с иными конхостраками. Так, в разрезе местонахождения Утаи на правом берегу р. Куэнга Оловской впадины обнажены алевролиты с многочисленными створками конхострак Defretinia в сочетании с крупными конхостраками Keratestheria и мелкими Velumes-theria (определение Н.Л. Бердникова). Отмечается отсутствие конхострак Bairdestheria. Совместно встречены остракоды Rhinocypris, Lycopterocypris, редки фрагменты скелетов рыб Lycoptera-Stichopterus и иголок хвойных Pseudolarix, обычные для тургинского комплекса. Велюместерии пока обнаружены только в утанском разрезе, a Keratestheria установлены в разрезе пади Онохой Северо-Аргунской впадины, где приурочены к тонко горизонтально слоистым пестро окрашенным туффитам. Совместно найдены насекомые Megarhyphus rectinevris-Bibionomorpha-Asilomorpha, Coleóptera: Liadites, Stygeonectes, Staphylini-dae, Clavicornia, Olgamartynovia, Saldonia и др., имеющие общие виды с юрскими ундино-даинскими, ичетуйскими и удинс-кими комплексами. Домики ручейников из данных слоев определены как примитивные Terrindusia splendida, схожие с усть-карскими. Редки остатки щитней плохой сохранности, отнесены к роду-индексу Prolepidurus ундино-даинского комплекса. Остатки осетровых Stichopterus крайне редки в разрезе пади Онохой и являются родом-индексом ихтиофауны тургинского

комплекса. Следовательно, кератестерии встречаются как в смешанных комплексах ундино-даинских и тургинских видов (разрез Онохой), а также с дэфретиниями и велюместериями в утанских ассоциациях (разрез Утаи). Особую ассоциацию конхос-тракВе{ге11та-Кега1е8Шепа-Уе1ите8Шепа, установленную в смешанных комплексах ундино-даинских и тургинских видов, Н.Л. Бердников предлагает объединить в дэфре-тиниевый комплекс, характеризующий переходный горизонт между ундино-даинской серией и тургинской свитой. По доминантам дэфретиниям им выделяется провинциальная лона — Бе1теита кагаша. Разрез усть-карской свиты Усть-Карской впадины со смешанной фауной и флорой двух стратиграфических подразделений считается стратотипом этого переходного горизонта. Вполне возможно, что переходный усть-карский (дэфретиниевый) горизонт является коррелятивным размыву-несогласию между ундино-даинской серией и тургинской свитой. Вопрос о скорости эрозии и других экзогенных геологических процессов, которые разрушали ундино-даинские вулканогенные и туфогенные образования и переносили продукты разрушения в бассейны седиментации, невозможно решить без учета множества факторов, влияющих на скорость эрозии, как-то характер склонов впадины, расчлененности обрамления, количества осадков, климата, растительного покрова, типа почв и т.д. Так, максимальные скорости врезания горных рек составляют 100...300 см/1000 лет, скорость разрушения молодого вулканического рельефа — 100 см/1000 лет; не исключены катастрофические ливни, скорость разрушения которых превышает среднегодовые значения, плоскостной смыв также мог привести к катастрофическому разрушению почв, т.к. в юрско-раннемеловое время отсутствовал растительный покров в виде травы и почва с мощной корневой системой цветковых и т.д. [6]. Величина эрозии ундино-даинских отложений в юрское

время предположительно равна мощности отложений усть-карской свиты. Поскольку в разрезе усть-карской свиты-стратотипа переходного горизонта — преобладают псе-фиты (конгломераты, осадочные брекчии, конглобрекчии), которые могут накапливаться мгновенно с точки зрения геологического времени, то вполне возможно, что накопление отложений усть-карской свиты (мощность до 1500 м, по Ю.П. Писцову [9]) в Усть-Карской впадине происходило во время размыва и переотложения продуктов разрушения ундино-даинской серии. Выделение усть-карского дэфретиниевого переходного горизонта в качестве самостоятельной стратиграфической единицы отражает переломный момент в эволюции юрско-раннемеловой биоты Забайкалья, когда ундино-даинская фауна и флора еще не полностью вымерла, а тургинская не вполне сформировалась. Так, долгоживущими оказались ундино-даинские поденки РгоатеМив, стрекозы ЬорЫеЬпёае (8тйз1а), примитивные домики ручейников Теггтёиз1а зр1епШёа и др. насекомые, щитни Рго1ер1ёигиз, которые соседствовали с впервые появившимися тургинскими остракодами Баиппа 姧еп, осетровыми 8йсЬор1егиз, хвойными Рзеиёо1апх.

Особо следует отметить вымирание в усть-карское время ундино-даинских кон-хострак и появление новых конхострак дэфретиний-кератестерий-велюместерий и мелких линцеид. Причленение переходного горизонта к ундино-даинской серии или к тургинской свите влечет за собой большую путаницу, т.к. в типичный унди-но-даинский более древний комплекс вносятся элементы более молодого тургинского и наоборот. Следовательно, границу между ундино-даинской серией и тургинской свитой мы предлагаем проводить по переходному усть-карскому горизонту с характерными конхостраками — доминантами дэфретиниями (лона Бе1геита кагаша) и смешанным комплеком ундино-даинских и тургинских видов.

Литература

1. Гунбин В.Д., Синица С.М. Первая находка фауны в отложениях шадоронской серии (Вос-точноеЗабайкалье) /ЗапискиЗабайк. фил-лаГеограф. о-ваСССР. — Чита, 1969. — С. 50-51.

2. Гунбин В.Д., Чербянова Л.Ф. К стратиграфии верхнеюрских образований Шадоронского прогиба (Восточное Забайкалье) / Записки Забайк. фил-ла Географ, о-ва СССР. — Чита, 1963. -С. 61-71.

3. Жерихин В.В. Развитие и смена меловых и кайнозойских фаунистических комплексов: монография. — М.: Наука, 1978. — 198 с.

4. Колесников Ч.М. Стратиграфия континентального мезозоя Забайкалья // Стратиграфия и палеонтология мезозойских и кайнозойских отложений Восточной Сибири и Дальнего Востока.

— М.; СПб.: Наука, 1964. — С. 5-138.

5. Красинец С.С. Раннемеловые двустворчатые листоногие (Conchostraca) Восточного Забайкалья // Материалы по геологии и полезн. ископаемым Читинской области. — М.: Недра, 1966. — С. 126-196.

6. Кукал 3. Скорость геологическихпроцессов: монография. — М.: Мир, 1987. — 246 с.

7. Мартинсон Г.Г. Мезозойские и кайнозойские моллюски континентальных отложений Сибирской платформы, Забайкалья и Монголии: монография. — М.; СПб.: АН СССР, 1961, — 359 с.

8. Олейников А.Н. Стратиграфия и филлоподы юры и мела Восточного Забайкалья: монография. — М.: Недра, 1975. — 172 с.

9. Писцов Ю.П. Стратиграфия верхнемезозойских пресноводно-континентальных отложений Восточного Забайкалья // Материалы по геологии и полезн. ископаемым Восточного Забайкалья. — М.: Недра, 1966. — С. 100-125.

10. Синица С.М. К биостратиграфии верхнего мезозоя Забайкалья // Известия Забайк. фил-ла Географ. о-ваСССР. — Вып. 1. — Чита, 1969. — С. 3-191.

11. Синица С.М. Юра и нижний мел Центральной Монголии (остракоды, стратиграфия и палеореконструкции): монография. — М.: Наука, 1993. — 239 с.

12. Синица С.М., Старухина Л.П. Новые данные и проблемы стратиграфии и палеонтологии верхнего мезозоя Восточного Забайкалья / Новые данные по геологии Забайкалья. — М.: Геол-фонд, 1986. — С. 46-51.

13. Синица С.М., Вильмова Е.С. Стратиграфия, палеонтология и палеореконструкции верхнего мезозоя Балейского рудного поля. — Геология и минерагения Забайкалья. — Чита, 2010. — С. 83-87.

14. Халфин Л.Л. Теоретические вопросы стратиграфии: монография. — М.: Наука, 1980. — 200 с.

Коротко об авторе______________________________________________Briefly about the author

Синица С.М., д-р геол.-минер. наук, доцент, Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (ИПРЭК СО РАН)

Служ. тел.: (3022) 35-40-63

Научные интересы: палеонтология и стратиграфия докембрия и фанерозоя Забайкалья и Монголии; тафономия и палеоэкология, палеоэкосистемы; охрана геологического наследия, Геологическая Красная Книга Забайкалья; геологические памятники; научный туризм

S. Sinitsa, Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Associate professor, Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology of Siberian Department under the Russian Academy of Sciences

Scientific interests: paleontology and stratigraphy of Precambrian and Phanerozoic of Transbaikalia and Mongolia; taphonomy and paleoecology, paleoecosys-tems; protection of geological heritage, the Geological Red Book of Transbaikalie; geological monuments; scientific tourism