Введение
Изучение проявлений глобальных биотических и изотопных (δ13Cкарб) событий в опорных разрезах нижнего палеозоя на Приполярном Урале и поднятии Чернова позволило внести вклад в решение наиболее дискуссионных проблем расчленения верхнеордовикских и силурийских толщ, выявить наиболее заметные естественные рубежи и закономерности в развитии раннепалеозойской биоты, а также уточнить существующую региональную стратиграфическую схему верхнего ордовика и силура.
Цель исследований – установить интегративную историю биотических, экологических и δ13С-изотопных изменений в Североуральском палеобассейне, а также создать региональную шкалу основных изотопных и биотических событий в позднем ордовике и силуре.
Прослеженные изменения таксономического состава ископаемой морской фауны, а также изотопов углерода в карбонатах силура и пограничных с ним отложениях позднего ордовика в послойно изученных разрезах западного склона Приполярного Урала и поднятия Чернова (рис. 1) позволили обосновать присутствие следов крупнейших глобальных геобиосферных событий в разрезах Арктической территории Европейского Северо-Востока.
Результаты биостратиграфических, седиментологических, эвстатических и геохимических исследований, проведенных авторами, легли в основу региональной изотопно-событийной шкалы верхнего ордовика и силура, а также уточненной региональной стратиграфической схемы [2, 3] (рис. 2).
Рисунок 1. Схема месторасположения изученных разрезов.
Условные обозначения. 1 – разрез Безымянный-1, на поднятии Чернова. Разрезы: Кожым-74; Кожым-108; Кожым-109; Кожым-236 на западном склоне Приполярного Урала. Тектоническое районирование по: [1].
Figure 1. Sketch-map of the studied sections.
Keys. 1 –Bezymyanny-1 section, Chernov Uplift. Kozhym-74, Kozhym-108, Kozhym-109, Kozhym-236 sections on the western slope of the Subpolar Urals. Tectonic zoning according to: [1].
Рисунок 2. Региональная событийная шкала и генерализованная С-изотопная кривая верхнего ордовика–силура Североуральского региона.
Условные обозначения. I – Хирнантское событие [4–7]; II – событие Сэндвик [8]; III – событие Иревикен [9, 10]; IV – событие Лау [11]; V – событие Клев [11, 12].
Figure 2. Regional event scale and generalised C-isotope curve of the Upper Ordovician–Silurian of the Northern Urals region.
Keys. I – Hirnant Event [4-7]; II – Sandvik Event [8]; III – Ireviken Event [9, 10]; IV – Lau Event [11]; V – Klev Event [11, 12].
Хирнантское событие
Отложения верхнего ордовика и нижнего силура наиболее изучены в естественных обнажениях на западном склоне Приполярного Урала. Значительно меньшая детальность достигнута при изучении разрезов скважин.
Первые результаты изучения пограничных отложений верхнего ордовика и нижнего силура в разрезе Кожым-108 на западном склоне Приполярного Урала с привлечением метода изотопной стратиграфии δ13С были представлены в докладе на Пятой Балтийской конференции в Литве в 2002 г. [4]. Сопоставление δ13С данных, полученных при изучении разреза Кожым-108 с опубликованными данными δ13С из разрезов Эстонии и стандартного разреза Добс Линн в Шотландии, показало значительное увеличение значений δ13С в интервале, разделяющем в кожымском разрезе биозоны Proconchidium muensteri – Holorhynhus giganteus ордовика и Virgiana лландовери [5].
Известно, что увеличение значений изотопов δ13С на рубеже ордовика и силура рассматривается как отражение глобального хирнантского события [13], проявление которого впервые было установлено в уральском разрезе Кожым-108.
Дальнейшие исследования позволили палеонтологически обосновать рубеж ордовика и силура и выделить в разрезе Кожым-108 яптикшорскую и юнкошорскую свиты, которые позже были предложены в ранге горизонтов (рис. 3, 4) [6].
Верхняя граница юнкошорского горизонта совпадает с границей ордовика и силура и установлена в кровле слоя 20, выше которого, в слое 21, определены лландоверийские брахиоподы Virgiana sр. и комплекс конодонтов: Walliserodus cf. curvatus (Branson et Mehl), Oulodus? cf. nathani McCracken et Barnes, Panderodus sp., Ozarkodina sp. Нижняя граница юнкошорского горизонта установлена по кровле слоя 19, венчающего яптикшорский горизонт [5, с. 130]. Проведенная корреляция изотопных данных и стратиграфического распространения фауны, преимущественно брахиопод и конодонтов, в пограничном интервале ордовика и силура показала совпадение во времени основных колебаний уровня моря и смены фаунистических комплексов в разрезах Приполярного Урала, Эстонии и Англии [14].
В самом конце ордовика, в юнкошорское время, прекратилось формирование органогенных построек и зон обитания бентосных сообществ фауны в Североуральском бассейне. Это региональное проявление хирнантского события в уральском разрезе рассматривается как отражение глобального биотического кризиса, связанного с понижением температуры тропических вод и уровня Мирового океана в позднем ордовике. Отложения юнкошорского горизонта верхнего ордовика на Приполярном Урале, получившие обоснование палеонтологическими, литологическими и изотопными δ13С данными, в настоящее время на территории Тимано-Североуральского региона известны в единственном разрезе – Кожым-108 [6].
Рисунок 3. Пограничные отложения ордовика и силура в разрезе Кожым-108.
Примечание. Строение разреза Кожым-108 приведено по описанию в дневниках Т. М. Безносовой 1989, 2001 гг. К сожалению, в опубликованной статье [14, с. 25, рис. 4] в разрезе Кожым-108 границы ордовика и силура ошибочно указаны в лландоверийской толще.
Figure 3. The Ordovician-Silurian boundary deposits in Kozhym-108 section.
Note. The structure of Kozhim-108 section is given according to the description in the field books of T. M. Beznosova for 1989 and 2001. Unfortunately, the published article [14, P. 25, Fig. 4] is wrong indicating the boundary between the Ordovician and the Silurian for Kozhym-108 section in the Llandoverian formation.
Рисунок 4. Распределение основных групп фауны и изотопов углерода в разрезе Кожым-108.
Условные обозначения. 1-7 доломиты: 1 – горизонтально-слоистые, 2 – волнисто-слоистые, 3 – полукомковатые, 4 – комковатые, 5 – с несортированным биокластическим материалом, 6 – со сгустковой структурой, 7 – глинистые; 8 – эрозионная поверхность; 9 – желваки кремня; 10 – ходы илоедов; 11 – фрагменты брахиопод; 12 – ракушняк с пентамеридами; 13 – табуляты; 14 – строматопороидеи; 15 – ругозы; 16 – гастроподы. М. – малотавротинский горизонт (свита).
Figure 4. Distribution of the main fauna groups and carbon isotopes in Kozhym-108 section.
Keys. 1–7 dolomites: 1 – horizontally layered, 2 – wavy-layered, 3 – semi-lumpy, 4 – lumpy, 5 – with unsorted bioclastic material, 6 – with a clumpy structure, 7 – clay; 8 – erosive surface; 9 – flint nodules; 10 – iloide passages; 11 – fragments of brachiopods; 12 – shell rock with pentamerids; 13 – tabulates; 14 – stromatoporoidea; 15 – rugoses; 16 – gastropods. M. – Malaya Тavrota Stage (Formation).
Событие Сэндвик
Впервые позднеаэронское событие Сэндвик было описано в Норвегии как крупное событие вымирания граптолитов зональных видов – Lituigraptus convolutus (Hisinger) и Stimulograptus sedgwickii (Portlock) [15]. В разрезах, где отсутствуют граптолиты, это событие характеризуется вымиранием определенного состава биоты – конодонтов Pranognathus tenuis (Aldridge) и брахиопод рода Pentamerus, что способствует выявлению событийно-стратиграфического интервала этого глобального события [16]. Это событие рассматривается как океаническое, обусловленное климатическими изменениями [15, 17, 18].
Позже обобщенные данные по изотопно-углеродным маркерам, биотическому и океаническому событиям подтвердили корреляцию позднеаэронского изотопного события с биотическим событием Сэндвик. Также было установлено, что в течение одного и того же временного интервала, предшествовавшего позднеаэронскому изотопному событию, вымерла глубоководная и мелководная морская фауна в разных регионах планеты [19–27].
Возможное присутствие следов события Сэндвик в отложениях лолашорского горизонта в разрезе Кожым-217 на Приполярном Урале предполагал С. В. Мельников [28], обнаруживший в нижней части этого горизонта комплекс конодонтов, характерных для зоны Pranognathus tenuis. Им был сопоставлен интервал разреза с конодонтами Pr. tenuis с эпизодом Джонг Примо + событие Сэндвик [29]. Обоснованием стратиграфического положения событийного интервала в разрезе лолашорского горизонта послужила последовательность эпизодов и событий [17, 19].
В работе других авторов [30, с. 321, рис. 1] событие
Сэндвик сопоставлено со второй половиной граптолитовой зоны sedgwicki, а также с нижней третью конодонтовой зоны Ozarkodina aldridgei и зоны Distomodus staurognathoides. Таким образом, весь хроностратиграфический интервал конодонтовой зоны Pr. tenuis располагается между биотическими событиями Джонг Примо эпизод и событием Сэндвик. Согласно этим данным, начало события Сэндвик определяется по исчезновению в разрезе конодонтов Pr. tenuis.
Положительные экскурсы δ13С, обнаруженные в позднем аэроне во многих регионах планеты, совпадают с падением уровня моря и сокращением биоразнообразия, вызванными, как считается, оледенением [21, 22, 30, 31–34].
Рисунок 5. Распределение брахиопод P. oblongus и изотопов углерода в разрезе Кожым-109.
Условные обозначения. 1 – известняк, 2 – доломит: 3 – детритовый, 4 – микрослойчатый, 5 – косая слоистость, 6 – строматолитовый, 7 – брекчии, 8 – плоскогалечный конгломерат, 9 – окремнение, 10 – трещины усыхания, 11 – знаки волновой ряби, 12 – ракушняки с пентамеридами, 13 – строматопороидеи, 14 – табуляты, 15 – ругозы, 16 – гастроподы, 17 – раковины брахиопод пентамерид, 18 – остракоды.
Figure 5. Distribution of brachiopods P. oblongus and carbon isotopes in Kozhym-109 section.
Keys. 1 – limestone, 2 – dolomite: 3 – detrital, 4 – micro-layered, 5 – oblique layering, 6 – stromatolitic, 7 – breccias, 8 – flat-rock conglomerate, 9 – silicification, 10 – shrinkage cracks, 11 – wave ripple marks, 12 – shell rocks with pentamerids, 13 – stromatoporoids, 14 – tabulates, 15 – rugoses, 16 – gastropods, 17 – shells of pentamerid brachiopods, 18 – ostracods.
Трудности в установлении возраста рассматриваемого событийного интервала в отложениях нижнего силура западного склона Приполярного Урала обусловлены тем, что эти отложения не содержат ископаемые остатки фауны (например, граптолиты), общие с международными стандартными разрезами. Наиболее полно отложения лолашорского и филиппъельского горизонтов обнажены в разрезах Кожым-109 и Кожым-217 на Приполярном Урале (см. рис. 1). За основу расчленения силурийских отложений принята унифицированная стратиграфическая схема Урала, в которой лолашорский горизонт сопоставлен с аэронским ярусом, а филиппъельский горизонт – с теличским ярусом [2, 35]. Изучение изотопного состава углерода карбонатов лолашорского горизонта и пограничных с ним толщ филиппъельского горизонта в разрезе Кожым-109 выявило широкий разброс значений δ13С: от –7,5 до +1.2 ‰ (рис. 5).
Существенные изменения наблюдаются в составе биоты нижней и верхней толщ лолашорского горизонта в обнажениях 109 и 217 в бассейне р. Кожым. В разрезе Кожым-109 нижняя толща заключает обильную кораллово-строматопоратовую ассоциацию и стратиграфически важный вид брахиопод Pentamerus oblongus (Sowerby) широкого географического распространения, датирующий аэронский возраст толщи [5, 8, 28]. Эта толща в разрезах Кожым-109 и Кожым-217 отвечает максимальному повышению относительного уровня моря. Изменения состава углерода в толще незначительны (от +0,35 до +0,8 ‰).
Как отмечал С. В. Мельников [28], несмотря на различия фациальных обстановок в силурийских разрезах Тимано-Североуральского региона, редкость находок стратиграфически значимых конодонтов Pr. tenuis объясняется неподходящими условиями для их существования в условиях мелководного шельфа. При этом отмечается большое разнообразие «фоновых» родов и видов конодонтов. В настоящее время известны два местонахождения конодонтов Pr. tenuis: в разрезах Кожым-217 и на п-ове Канин [там же].
Рисунок 6. а) ракушняк с брахиоподами P. oblongus в отложениях нижней толщи лолашорского горизонта; б) строматолиты в верхней толще филиппъельского горизонта в разрезе Кожым-109.
Figure 6. a) shell rock with brachiopods in the deposits of the lower layer of the Lolashor Stage; б) stromatolites in the upper layer of the Filipp’el’ Stage in Kohzym 109 section.
Верхняя толща лолашорского горизонта формировалась в условиях постепенного обмеления морского бассейна, сопровождавшегося эвстатическим падением уровня моря, исчезновением стратиграфически важных видов конодонтов зоны Pr. tenuis и брахиопод зоны P. oblongus (рис. 6 а), а также развитием строматолитообразующей биоты (рис. 6 б). Интервал разреза в верхней толще лолашорского горизонта в обнажении Кожым-109, характеризующийся положительным изотопным экскурсом до +1,2 ‰ (рис. 5), соотносится с глобальным позднеаэронским изотопным событием Сэндвик [8] и позицией биотического события Сэндвик в стратиграфическо-событийной шкале силура – в нижней части конодонтовой зоны Distomodus staurognathoides и позднеаэронской граптолитовой зоны Stimulograptus sedgwickii [30].
Событие Иревикен
Несмотря на длительную историю изучения разреза Безымянный-1, расположенного на поднятии Чернова в бассейне р. Падимейтывис (и ее приток Безымянный), проблемы его биостратиграфического расчленения остаются дискуссионными [36–40]. Вновь проведенное изучение разреза Безымянный-1 показало, что границу между лландовери и венлоком в этом разрезе маркирует кораллово-строматопоратовый биостром и положительный изотопный экскурс углерода (рис. 7), что указывает на проявление глобального события Иревикен в этом разрезе нижнего силура на поднятии Чернова.
Впервые событие Иревикен установлено в разрезе силура на рубеже лландовери и венлока на о-ве Готланд [41]. Временной интервал события по конодонтам охватывает слои от нижней зоны Pseudooneotodus bicornis до нижней зоны Kockelella ranuliformis. По граптолитам событие Иревикен, вероятно, находится в верхней части биозоны C. murchisoni до основания биозоны M. firmus [42–45].
Рисунок 7. Распространение основных групп фауны и изотопов углерода в разрезе Безымянный-1.
Условные обозначения. 1–7 – известняки: 2 – глинистые, 3 – микрослоистые, 4 – волнисто-микрослоистые, 5 – биотурбированные, 6 – биокластовые; 7 – брекчии; 8 – плоскогалечный конгломерат; 9 – оолиты; 10 – пирит; 11 – строматолиты; 12 – брахиоподы; 13 – гастроподы; 14 – пелициподы; 15 – строматопороидеи; 16 – табуляты; 17 – ругозы; 18 – остракоды; 19 – биостром; 20 – поверхности перерывов.
Figure 7. Distribution of the main groups of fauna and carbon isotopes in Bezymyanny-1 section.
Keys. 1–7 – limestones: 2 – argillaceous, 3 – microlaminated, 4 – wavy-microlaminated, 5 – bioturbated, 6 – bioclastic; 7 – breccias; 8 – flat pebble conglomerate; 9 – oolites; 10 – pyrite; 11 – stromatolites; 12 – brachiopods; 13 – gastropods; 14 – pelecypods; 15 – stromatoporoids; 16 – tabulates; 17 – rugose; 18 – ostracodes; 19 – biostrome; 20– unconformity surfaces.
В карбонатных разрезах Михайловско-Вайгачской фациальной зоны, в пределах которой расположен рассматриваемый разрез на поднятии Чернова, отсутствуют граптолиты. В связи с этим «Обоснование ярусной принадлежности толщ и положения границ производится через сопоставление с разрезами смежных районов Русской платформы, в частности, с разрезами Прибалтики, в которых установлены надежные корреляции между карбонатными породами, заключающими раковинную фауну, и сланцевыми толщами с граптолитами» [48, c. 54].
В послойно изученном разрезе нижнего силура
Безымянный-1 граница лландовери и венлока установлена в основании слоев, заключающих кораллово-строматопоратовый биостром (рис. 7) мощностью до 0,4 м, с ругозами Phaulactis cyathophylloides Ryder, табулятами Rifaeolites lamelliformis Klaamann, Romengeria sp., строматопороидеями Eclimadictyon fastigiatum (Nicolson) и брахиоподами Spirinella nordensis (Ljashenko), которые играют ключевую роль в определении возраста отложений и рубежа лландовери–венлок [5].
Ругозы рода Phaulatis распространены в венлокских отложениях России, на о-ве Готланд (Швеция), в Китае, Австралии, Англии. На о-ве Готланд граница между лландовери и венлоком маркируется массовым скоплением этих одиночных кораллов, образующих протяженный коралловый горизонт [47]. Брахиоподы Sp. nordensis распространены в венлокских отложениях на Приполярном Урале (р. Щугор), поднятии Чернышева (реки Шарью, Адак), на о-ве Долгий (печороморские слои), архипелаге Новой Земли [8, 48].
В разрезе Безымянный-1 интервал, заключающий кораллово-строматопоратовый биостром, приходится на пограничные толщи лландовери и венлока, содержащие многочисленные скопления лландоверийско-венлокских конодонтов, комплекс которых уникален по разнообразию, и венлокские брахиоподы Spirinella nordensis (рис. 7). Конодонты представлены космополитными таксонами, характерными для лландовери: Nudibelodina sensitiva Jeppsson, Apsidognathus aff. tuberculatus Walliser, Panderodus aff. seratus Rexroad, Oulodus? rectangulus Bischoff, Panderodus ex gr. greenlandensis Armstrong, Panderodus cf. panderi (Stauffer), Ozarkodina waugoolaensis Bischoff, и одним стратиграфически важным видом – Ozarkodina kozhimica Melnikov – эндемиком, распространенным преимущественно в отложениях венлока в Североуральских разрезах [28]. Отсутствие зональных видов конодонтов в этом разрезе на поднятии Чернова, вероятно, связано с перерывом в осадконакоплении, зафиксированным на рубеже лландовери и венлока, изменения в направленности седиментационных процессов, обусловленных особенностями осадконакопления: переотложением, возможно, вертикальным проникновением органических остатков из-за отсутствия отложений в течение продолжительного времени, а также поступлением обломочного материала со штормовыми потоками [10, 29].
Подобные перерывы широко известны в силурийских бассейнах и рассматриваются как важные событийные рубежи, отражающие глобальные изменения уровня моря, климата и структуры морских экосистем. Трансгрессивные интервалы часто характеризуются многочисленными скоплениями конодонтов, наличием твердого грунта и переработанного обломочного материала [49].
Рисунок 8. Стратиграфическое положение событийных интервалов событий Лау и Клев в разрезе верхнего силура Кожым-236 на Приполярном Урале: а) желваковые строматолиты в слое 5; б) граница первой и второй толщ.
Условные обозначения. Здесь и на рис. 9: 1 – доломиты; 2–7 – известняки: 3 – доломитизированные, 4 – комковатые, 5 – тонкослоистые, 6 – алевритистые, 7 – глинистые; 8 – аргиллиты; 9 – оолиты; 10 – плоскогалечный конгломерат; 11 – брекчии; 12 – трещины усыхания; 13 – строматолиты; 14 – ракушняки; 15 – брахиоподы; 16 – остракоды; 17 – строматопороидеи; 18 – перерыв; 19 – черные углеродистые сланцы.
Figure 8. Stratigraphic position of the Lau Event and Klev Event intervals in the Upper Silurian section of the Subpolar Urals (the Kozhym River, outcrop 236): a) nodular stromatolites in layer 5; б) boundary of the first and second layers.
Keys. Here and in Fig. 9: 1 – dolomites; 2–7 – limestones: 3 – dolomitised, 4 – lumpy, 5 – thin-layered, 6 – siltstone; 7 – clayey; 8 – mudstones; 9 – oolites; 10 – flat-pebble conglomerate; 11 – breccias; 12 – desiccation cracks; 13 – stromatolites; 14 – shell rock; 15 – brachiopods; 16 – ostracods; 17 –stromatoporoids; 18 – hiatus; 19 – black carbonaceous shales.
По опубликованным работам российских и зарубежных авторов известно, что геобиологические события на рубеже лландовери и венлока выразились в проявлении положительной изотопной аномалии углерода, которая зафиксирована в морских отложениях многих регионов, а также в значительных изменениях морских экосистем, палеотемператур и биоты.
Кораллово-строматопоратовые и водорослевые известняки являются характерным литофациальным признаком венлока. Аналогичные образования установлены в разрезе венлока на п-ове Хатанзея [50]. Состав водорослей и цианобактерий в разрезе Безымянный-1 таксономически сходен с комплексами из нижневенлокских отложений островов Готланд и Сааремаа (Эстония) [51]. Слои, перекрывающие биостром в разрезе Безымянный-1, характеризуются увеличением значений изотопов углерода, достигающих максимальных величин до – 0,2 ‰, после чего резко снижаются до –3,2 ‰ в непосредственной близости от кораллово-строматопоратовых известняков. В целом рассматриваемый интервал характеризуется низкими величинами, в диапазоне от –3,4 до –0,2 ‰, что типично для карбонатов позднего лландовери – раннего венлока [10]. В настоящее время положительная аномалия углерода на рубеже лландовери и венлока зафиксирована более чем в 20 разрезах мира, охватывая практически все основные палеоконтиненты, что подтверждено многочисленными исследованиями [19, 20, 22, 30, 52–56].
Рисунок. 9. Распределение брахиопод и изотопов углерода в пограничных отложениях лудлова и пржидола в разрезе Кожым-236; а – граница лудлова и пржидола (сизимского и белушьинского горизонтов), б – брекчии взламывания в прослое доломитов.
Figure 9. Distribution of brachiopods and carbon isotopes in the Ludlow-Pridoli boundary in Kozhym-236 section: a – Ludlow-Pridoli boundary (Sizim and Belush’ya Stages); б – breaking breccias in the dolomite interlayer.
Событие Лау
Впервые событие Лау было установлено в разрезе лудлова на о-ве Готланд (Швеция) [41]. Это самое масштабное геохимическое и биотическое событие в силуре, связанное с кризисом в морской экосистеме и палеоклиматическими изменениями, сопровождалось вымиранием конодонтов рода Polygnathoides, брахиопод отряда Pentamerida, граптолитов и других представителей биоты, а также похолоданием климата [32, 57–59].
Проявление глобального изотопного и биотического события Лау было установлено нами в опорном разрезе верхнего силура Кожым-236 и Кожым-74 на западном склоне Приполярного Урала [10] (см. рис. 1).
Событию Лау в разрезе Кожым-236 отвечает часть разреза сизимского горизонта лудлова, заключающая конодонты Polygnathoides siluricus Branson et Mehl, которая характеризуется отчетливым проявлением литологических признаков постепенного обмеления морского бассейна, сокращением разнообразия биоты и постепенным исчезновением брахиопод, остракод и конодонтов (рис. 8) [11].
В нижней части разреза Кожым-236 известняки темно-серые, тонкоплитчатые с брахиоподами Didymothyris didyma (Dalman) – зональным видом сизимского горизонта, верхнего лудлова, конодонтами P. siluricus и комплексом лудловских остракод, перекрывают известняки темно-серые до черных со скоплениями брахиопод Greenfieldia uberis T. Modz – зонального вида падимейтывисского горизонта нижнего лудлова [там же].
В этом разрезе отложения сизимского горизонта лудлова и белушьинского горизонта пржидола разделяет перерыв в осадконакоплении, который проявляется
субаэральным размывом верхней части лудлова, отчетливой сменой условий седиментации и таксономического состава бентосной фауны. Граница лудлова и пржидола определена в кровле прослоя пестроцветных глин, выше которых залегают брекчии растрескивания (рис. 8). Послойное описание верхней толщи сизимского горизонта в этом разрезе опубликовано ранее [там же].
Исследования показали, что на западном склоне Приполярного Урала самые древние отложения сизимского горизонта (нижнего лудфордия) вскрываются в разрезе Кожым-74, в верхней части мощной рифогенной толщи светло-серых известняков лудлова (см. рис. 1). Эта толща заключает захоронения единичных раковин D. didyma и ракушняки с Conchidium novosemelicum Nalivkin – последними силурийскими брахиоподами отряда Pentameridа. Обилие раковин C. novosemelicum свидетельствует о массовой гибели пентамерид, обусловленной эвстатическими изменениями уровня моря [там же]. Разрушение рифовых экосистем в конце лудлова в морских бассейнах разных континентов, связанное с событием Лау, получило также название «событие Пентамерид», которое имеет региональные и глобальные проявления [57].
Изотопы углерода пограничных отложений лудлова и пржидола в разрезе Кожым-236 характеризуются величинами в пределах от –7,9 до –1,8 ‰ (рис. 8). На изотопно-углеродной кривой в разрезе верхнего лудлова выделяются два интервала с резкими отрицательными пиками δ13С. Отсутствие значительного позитивного отклонения δ13C глобального лудфордского события Лау в этом уральском разрезе связано с перерывом в осадконакоплении. Не исключено, что амплитуда этого перерыва соотносится с зонами Ozarkodina snajdri и Ozarkodina crispa, которые располагаются выше зоны P. siluricus в конодонтовой последовательности верхнего лудлова [11, 12].
Событие Клев
Раннепржидольское событие Клев было описано как крупное океаническое событие, которое получило название по возвышенности Клев на о-ве Готланд [18, 60, 61]. Дальнейшими исследованиями в разрезе выявлен положительный экскурс δ13С события Клев [62]. С этим событием связано вымирание граптолитов, хитинозой, конодонтов, брахиопод и др. организмов [63–66]. Как считается, начало события совпадает с исчезновением конодонтов Оzarkodina crispa (Walliser) в пределах граптолитовой биозоны Pristiograptus fragmentalis, предположительно, до конца биозоны Plagithmysus ultimus [63, 66]. Событие маркируется положительным С-изотопным экскурсом [52].
Проявление биотического и изотопного события Клев было установлено нами в опорном разрезе верхнего силура Кожым-236 на западном склоне Приполярного Урала [11, 12]. Событию отвечает интервал разреза в нижней части белушьинского горизонта (рис. 8, 9), который характеризуется сменой условий осадконакопления, существенными изменениями таксономического состава биоты, а также положительным С-изотопным отклонением. В изученных североуральских разрезах начало события Клев совпадает с вымиранием брахиопод D. didyma – зонального вида сизимского горизонта, и с нижней границей белушьинского горизонта пржидола.
В разрезе Кожым-236 переход от лудлова к пржидолу фиксирует прослой красноцветно-пестроцветной глины (рис. 9 а), который перекрывается прослоем доломитов с крупными литокластами (брекчии взламывания) (рис. 9 б). Формирование прослоя с брекчиями взламывания совпадает с началом трансгрессии в раннем пржидоле. Трансгрессия способствовала транспортировке и массовому захоронению обломочного материала, привносу тонкого терригенного материала, таксономическому обновлению биоты, а также постепенному росту биоразнообразия, наблюдаемому в отложениях белушьинского горизонта.
Палеонтологическая граница лудлова и пржидола определяется по обновленному составу раковинной фауны. Ракушняки с брахиоподами Hemitoechia distinctа Nikiforova, Collarothirys canaliculata (Wenjukow), Atrypoidea sheii (Holtedahl), Howellella pseudogibbosa Nikiforova, слагающие нижнюю часть белушьинского горизонта, образуют четкие маркирующие слои в разрезах верхнего силура на западном склоне Приполярного Урала, на поднятиях Чернова и Чернышева, в разрезах многочисленных скважин Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции [5], на о-ве Долгий (матвеевские слои) [67], Новой Земле (кальвицкая свита) [68], в центральной части Уфимского амфитеатра (демидские слои) [69].
Карбонаты событийного интервала разреза характеризуются величинами δ13С от –3,6 до –0,6 ‰ (см. рис. 2). В основании белушьинского горизонта пржидола фиксируется смещение кривой от отрицательных величин δ13С в сторону положительных значений с амплитудой колебаний 3 ‰. Выше по разрезу значения δ13С характеризуются постепенным утяжелением изотопного состава углерода до –1,0 ‰, задающим тренд положительного направления кривой [11]. Крупная экосистемная перестройка и положительный изотопный экскурс углерода, обусловленный событием Клев, прослеживаются в разрезах верхнего силура на поднятиях Чернова и Чернышева [70].
Заключение
Прослеживаемая взаимосвязь между биотическими кризисами, геохимическими аномалиями и флуктуациями Тимано-Североуральского морского бассейна свидетельствует о существенном влиянии на седиментацию, состав бентосных экосистем, а также эволюцию биоты, значительных эвстатических изменений в палеобассейне. Это позволяет соотносить проявление региональных кризисных событий с глобальными основными событиями в позднем ордовике и силуре.
Полученные результаты исследований позволили пересмотреть некоторые сложившиеся представления о строении разреза верхнего ордовика и силура Североуральского региона, а также корреляцию с одновозрастными образованиями других регионов, в которых установлены соотношения карбонатных пород, охарактеризованных фауной, и сланцевых пород, заключающих граптолиты, и обосновать перерывы в осадконакоплении, как эвстатические рубежи, подтверждая их глобальный характер.
Корреляция возрастных и фациальных комплексов ископаемой морской фауны, а также данные по изотопному составу углерода в карбонатах силура позволили:
– проследить событийные корреляционные уровни в силуре Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции;
– пересмотреть некоторые сложившиеся представления о строении разреза верхнего ордовика и силура Североуральского региона, провести корреляцию с одновозрастными образованиями Эстонии, в которых установлены соотношения карбонатных пород, охарактеризованных фауной, и сланцевых пород, заключающих граптолиты;
– предложить уточненную схему стратиграфии верхнеордовикских и силурийских толщ Североуральского региона и их корреляции с одновозрастными отложениями разбуренных скважин на территории Ижма-Печорской и Хорейверской впадин;
– создать региональную шкалу основных изотопных и биотических событий в позднем ордовике и силуре.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
