Биостратиграфическая сущность общих и региональных стратонов

Биостратиграфические подразделения

Стратиграфические подразделения, выделяемые только на основе палеонтологической характеристики отложений, называются биостратиграфическими подразделениями.

Биостратиграфические подразделения — охарактеризованные остатками организмов совокупности горных пород, границы между которыми определяются как эволюционными изменениями отдельных таксонов или комплексов фауны (флоры), так и сменой экологических ассоциаций. Стратиграфические границы этих подразделений должны быть приурочены в разрезах к уровням смены характерных таксонов или комплексов фауны (флоры), в том числе и к датированным.

Выделение биостратиграфических единиц основано на «законе фаунистической сукцессии», т. е. на закономерной смене фаунистических или флористических комплексов по разрезу. Эти изменения могут быть обусловлены тремя основными причинами:

1. Эволюционной сменой видов во времени;

2. Сменой физико-географических обстановок, т. е. сменой фаций;

3. Чисто геологическими причинами — перерывами, размывами, регрессиями и т. п.

Очевидно, что каждому из таких изменений будут соответствовать свои биостратиграфические подразделения и что в каждом случае эти подразделения будут характеризоваться определенными свойствами. Очевидно также, что для установления изохронных поверхностей особое значение имеют палеосукцессии, обусловленные эволюционными изменениями, т. к. в любом отрезке филогенетической цепи (в пределах одного бассейна) переход от предкового вида к виду-потомку будет происходить с геологической точки зрения одновременно. В тоже время из этого положения следует, что подобного рода биостратиграфические подразделения должны соответствовать временным интервалам, сопоставимым с длительностью существования отдельных видов. При необходимости выделения стратонов, соответствующих более коротким отрезкам геологического времени, приходится использовать другие методы их становления.

Начиная с верхнего докембрия, т. е. отложений, в которых появляются остатки скелетных организмов, и для всего фанерозоя палеонтологические данные используются при обосновании всех стратиграфических групп. Но роль биостратиграфического метода в обосновании стратиграфических подразделений различных групп, категорий и видов неодинакова. Наибольшее, часто решающее, значение в фанерозое он приобретает при выделении общих и региональных подразделений. Этим методом выделяются также стратиграфические подразделения частного обоснования (биостратиграфические зоны всех видов) и некоторые вспомогательные (слои с фауной и флорой).

В обосновании местных стратиграфических (комплексов, серий, свит), а также вспомогательных (литостратиграфических) подразделений биостратиграфический метод используется главным образом для определения возраста и корреляции с подразделениями региональной и общей категорий.

В процессе крупномасштабного геологического картирования с помощью крупных стратонов общей категории — систем, отделов и ярусов — на основе их биостратиграфического содержания осуществляется упорядочение местных картируемых подразделений по возрасту и по положению в общей шкале,

В практике стратиграфических исследований при крупномасштабном геологическом картировании наибольшее значение приобретают дробные подразделения общей категории, для которых их биостратиграфическое содержание является определяющим. Это зоны, а также региональные стратиграфические подразделения всех видов и в некоторых случаях все виды собственно биостратиграфических подразделений (частного обоснования и вспомогательные).

Основной единицей бистратиграфических подразделений является биостратиграфическая зона, которая может подразделяться на подзоны, составляющие в сумме полный стратиграфический объем зоны.

Биостратиграфическая зона — это совокупность слоев, которая характеризуется определенным таксоном или комплексом древних организмов (зональный комплекс), отличающимся от таковых в подстилающих и перекрывающих слоях. Она имеет нижнюю и верхнюю границы, установленные биостратиграфическим методом. Географическое распространение биостратиграфической зоны ограничивается ареалом распространения зонального комплекса остатков организмов.

Зона (хронозона)

В основу выделения зон общей шкалы, по существу, положены региональные зоны, или лоны (см. ниже), выделенные в стратотипической области и принятые в качестве эталона. В соответствии с этим зональные комплексы органических остатков, присущие стратотипам зон, даже если они пользуются очень широким географическим распространением, ограничены определенными палеобиогеографическими областями или палеоклиматическими поясами.

Характерные комплексы органических остатков некоторых зон, входящих в состав ярусов различных систем, главным образом, силурийской, триасовой, юрской и меловой прослежены на нескольких континентах Земли. Таким образом, слои, их содержащие, являются маркирующими горизонтами, сформировавшимися в одни и те же сравнительно короткие отрезки геологического времени. Общая палеонтологическая характеристика зон определяется не только зональным комплексом стратотипа, но и теми остатками организмов, которые встречаются в других областях, в различных толщах, стратиграфический объем которых определяется стратотипом зоны или стратотипами ее границ. Этим, по существу, определяется хроностратиграфическая сущность зоны, поскольку к ней относятся не только отложения, содержащие зональный комплекс или руководящий вид, но и все те отложения, которые образовались за время существования этого комплекса или руководящего вида.

В качестве наименований (индикаторов) зон обычно принимаются виды (реже роды) представителей ископаемой фауны или флоры, как правило, существовавшие в короткие отрезки времени, но на обширных пространствах и обитавшие в различных обстановках. В практике стратиграфических исследований выявлению таких зональных (руководящих) видов или родов всегда придается большое значение, т. к. они позволяют коррелировать отложения, в которых встречаются, но корреляция по комплексам фауны или флоры более надежна.

Оптимальным вариантом является зональная шкала, построенная на основе эволюционного развития одной группы фауны. Примером может служить шкала граптолитовых зон ордовика и силура или зон по аммонитам юры Великобритании, из которых строится общая зональная схема отложений этого возраста.

Длительность формирования зон общей шкалы в среднем 1—2 млн. лет с редкими отклонениями до 5—6 млн. лет (ордовик, девон). Это свидетельствует о том, что рассматриваемые стратиграфические подразделения по времени формирования приблизительно равновелики почти во всех ярусах всех систем фанерозоя. Следовательно, расчленение толщ на зоны методами биостратиграфического анализа позволяет создать такую детальную стратиграфическую схему, которая приблизительно сопоставима по степени детальности (длительности формирования ее подразделений) для всех систем фанерозоя.

В практике крупномасштабного геологического картирования зоны общей шкалы выполняют роль корреляционных единиц, с помощью которых определяется положение картируемых местных стратиграфических подразделений непосредственно в общей шкале. В этом отношении они являются наиболее надежным и детальным инструментом. В тех случаях, когда в местных стратиграфических схемах или в конкретных разрезах картируемых стратиграфических подразделений удается установить последовательность зон или отдельные зоны, они могут использоваться для корреляции в пределах определенного (картируемого) региона. Наконец в тех случаях, когда по органическим остаткам устанавливаются последовательность зон или отдельные зоны общей шкалы, это может служить указанием на возможность расчленения соответствующих отложений по другим картируемым (литологическим) признакам.

return false">ссылка скрыта

Горизонт и лона

Биостратиграфическая сущность горизонта определяется комплексом органических остатков, характерных для определенного палеобиогеографического84 подразделения (обычно провинция, палеобассейн или его часть). В России примерами палеобиогеографических подразделений, для которых разрабатываются региональные стратиграфические схемы, являются палеобассейны Восточно-Европейской и Сибирской платформ, Северо-Востока России, Урала, Алтае-Саянекой области и др. Палеонтологическое содержание горизонта слагается из остатков организмов, присущих стратотипу горизонта, и из одновозраст-ных комплексов, расположенных в пределах соответствующего биогеографического подразделения.

Провинциальные зоны (или лоны) — наименьшие таксономические единицы региональных стратиграфических схем, для которых палеонтологическое содержание является определяющим. Лона может быть разделена на части — подлоны — или вспомогательные стратиграфические единицы — слои с фауной (флорой).

Лона и горизонт находятся в таких же ранговых отношениях, как зона и ярус в общей шкале. Совокупность нескольких лон составляет горизонт и определяет его полный объем.

В основу выделения лон могут быть положены любые группы фауны и флоры, имеющие стратиграфическое значение: граптолиты, аммоноидеи, двустворки, фораминиферы и др. Во многих случаях лоны своим содержанием оказываются идентичным биозонам и соответствуют по времени длительности существования вида (рода) — индекса в пределах определенной палеобиогеографической провинции или области. Комплекс остальной фауны в таких лонах приводится в качестве дополнительных характеристик.

Лоны могут выделяться на основе филогенетического развития какого-либо определенного рода или семейства и постепенной смены их видов во времени. Такие лоны по своему типу будут филогенетическими.

В состав региональных зональных шкал в некоторых случаях наряду с лонами могут входить зоны общей шкалы. Это бывает в тех случаях, когда зоны и соответствующие им лоны имеют одинаковый с первыми объем, т.е. включают в себя виды-индексы общих зон. Присутствие в региональной схеме зон общей стратиграфической шкалы означает, что между различными бассейнами в указанное время существовали широкие связи, физические и климатические барьеры между ними отсутствовали и они принадлежали к одной палеобиогеографической биохории86.

85 Филогения (филогенез) [<р\)\ц (филэ) род, ппомя] - процесс развития всех органических форм в течение всего времени существования жизни на Земле. Филогению следует рассматривать в единстве с онтогенией. Биологические термины онтогения (индивидуальное развитие) и филогения {историческое развитие).

86 Биохор— (от греч. Chora— страна)— высшие подразделения биоциклов, объединяющие биотопы (место обитания биоценоза или комплекс факторов среды, необходимых для существования определенных организмов или их сообщества) расположенные в одной климатической области. Другими словами — пространство (площадь, ареал) с приемлимыми условиями для расселения соответствующего комплекса организмов.

Региональная стратиграфическая схема, СОСТОЯЩАЯ из горизонтов и лон, отражает степень биостратиграфического расчленения и корреляции отложений в пределах определенной биохории и в тоже время определяет единство палеобиогеографических подразделений. В связи с этим необходимо подчеркнуть, что региональные стратиграфические подразделения, в том числе и основанные на биостратиграфическом расчленении не являются, как иногда считают, временными, использующимися только при слабой стратиграфической изученности тех или иных отложений, а также в случае, когда по тем или иным причинам невозможно или затруднительно использовать общие стратиграфические подразделения. Они равноправные стратиграфические подразделения наряду с подразделениями общей и местной категорий.

Вспомогательные биостратиграфические подразделения

К таким подразделениям относятся слои с фауной и флорой, которые определяются как отложения, содержащие остатки организмов или сложенные ими. Причем остатки организмов или вовсе не встречаются в подстилающих и перекрывающих образованиях или встречаются сравнительно редко.

Слои с обильными и легко диагностируемыми палеонтологическими остатками выделяются как маркирующие и в некоторых случаях являются картируемыми стратиграфическими подразделениями. В отличие от других стратиграфических подразделений, определяемых биостратиграфическим методом, такие слои могут быть выделены среди немых отложений, и для них необязательно присутствие органических остатков в подстилающих и перекрывающих отложениях.

8.1.5. Виды биостратиграфических зон

Единственным критерием для выделения зональных биостратиграфических подразделений служит их палеонтологическое обоснование, т.е. присутствие определенного комплекса органических остатков (зонального комплекса), присущего данному стратиграфическому подразделению и отличающегося от комплексов, характерных для ниже- и вышележащих отложений.

В отличие от зон общей категории и лон, все виды биостратиграфических зон не подчинены по рангу ни ярусам, ни горизонтам и выделяются в самостоятельных объемах в зависимости от смены в разрезах фаунистических и флористических комплексов (рис. 4). Исключение составляют те отмеченные выше случаи, когда объемы конкретных биостратиграфических зон принимаются за эталоны соответствующих зон общей шкалы или лон.

Существуют различные виды биостратиграфических зон: (рис. 5)

1. Зона распространения таксона (биозона) — совокупность слоев, охватывающих полный стратиграфический интервал распространения какого-либо таксона;

2. Зона совместного распространения — слои, отвечающие совпадающим частям интервалов стратиграфического распространения двух выбранных таксонов;

3. Филозона— слои, в которых распространен таксон (таксоны), представляющие собой отрезок конкретной филогенентической линии или тенденции (тренд) развития этой линии;

4. Интервал-зона — слои, заключенные между первым появлением какого-либо характерного таксона (обычно вида-индекса) данной зоны и первым появлением характерного таксона (обычно вида-индекса) вышележащей зоны в пределах непрерывной последовательности; интервал-зоны могут выделяться и как слои, заключенные между уровнями исчезновения характерного таксона подстилающей зоны и характерного таксона рассматриваемой зоны;

5. Акмезона(эпибола, эпиболь) — отложения, в которых зональный вид особенно часто встречается, т. е. соответствующие времени его расцвета в силу благоприятных условий или отвечающие времени скопления органических остатков при захоронении.

6. Комплексная зона — отложения, охарактеризованные определенным комплексом ископаемых остатков организмов, отличным от комплексов подстилающих и перекрывающих отложений (иногда именуется оппель-зоной).

Рис. 5. Биостратиграфические зоны (Стратиграфический кодекс, 1992).

1– зона распространения таксона (биозона); 2 — зона совместного распространения;

3 — фипозона; 4,6 — интервал-зона; 5 — акмезона (эпиболэ); 7 — комплексная зона

 

Биостратиграфические зоны могут быть провинциальными или местными в зависимости от пределов распространения соответствующих таксонов, комплексов фауны и флоры. Местные зоны базируются на анализе стратиграфического распространения эндемичных таксонов или ранее не использовавшихся для зонального расчленения групп фауны или флоры.

Границы биостратиграфических зон разных видов, а также границы зон одного вида, установленные по различным группам фауны и флоры, чаще всего не совпадают. Такие несовпадения происходят в силу особенностей биологической организации различных групп фауны и флоры, эволюционизирующими разными темпами, по разному реагирующими на изменение среды и приспосабливающимися к ней.

В литературе существует еще ряд подразделений биостратиграфических зон. Например, экозона — отложения, содержащие комплекс ископаемых органических остатков, представляющих собой либо прижизненную экологическую ассоциацию, либо тафономические особенности ориктоценоза. Границы экозон подчеркивают не столько эволюционное развитие соответствующих групп ископаемых организмов, сколько изменение эколого-фациальных условий в конкретном бассейне.

Границы экозон, выделенных по разным группам фауны или флоры, совпадают, если они обусловлены одними и теми же изменениями эколого-фациальных условий в конкретном бассейне, и если организмы разных групп реагируют на эти изменения одинаково.

Биостратиграфические подразделения всех видов используются для корреляции отложений в пределах определенной местности, фациальной зоны, региона, а также для определения возраста вмещающих отложений. Наибольшее значение имеют те зоны, границы которых считаются изохронными. В практике стратиграфических исследований обычно приходится сталкиваться с понятиями тейльзона, ранговые (range) зоны и экозоны и т. д., границы которых зависят от эколого-фациальных условий, перерывов и других внешних факторов. Корреляция с помощью таких подразделений возможна лишь на ограниченной площади, по существу, в тех пределах, в которых не удается установить отклонение этих границ от других уровней, принимающихся за изохронные.