Основные задачи дальнейших исследований

1. Продолжить исследования по изучению пограничных отложений нижнего/среднего и среднего/верхнего отделов системы, а также франского и фаменского ярусов верхнего девона. Требует всестороннего обсуждения подъярусное деление системы на территории России и утверждение его в ОСШ.

2. Первоочередной задачей является уточнение соотношения региональных стратиграфических схем с ОСШ (МСШ), особенно на границах отделов, что является актуальной проблемой при геолого-съемочных и картосоставительских работах разного масштаба, прежде всего при составлении Госгеолкарты-1000 и Госгеолкарты-200. В настоящее время возникают ситуации, когда в пределах одного листа ГГК-1000, охватывающего смежные территории Урала и Восточно-Европейской платформы, одновозрастные картируемые стратоны имеют разный индекс (D₂ и D₃ соответственно).

3. Создание и дальнейшее уточнение региональной биостратиграфической основы для конкретных регионов с использованием набора взаимозаменяющих друг друга бентосных фаунистических групп. Необходимо также создание и совершенствование региональных последовательностей по миоспорам. Продолжить биостратиграфические исследования вулканогенных и вулканогенно-осадочных толщ.

4. Одной из важных задач является переизучение опорных разрезов региональных подразделений Восточно-Европейской платформы и западного склона Урала с применением комплекса методов, включая изотопно-геохимические методы расчленения и корреляции мелководных карбонатных разрезов. Необходима постановка работ по актуализации региональной стратиграфической схемы девонских отложений ВЕП с учетом данных по различным группам фауны, и в первую очередь – конодонтам, появившимся за последние 20 лет с момента ее утверждения в 1989 г.

Председатель Комиссии по девонской системе Н.Н. Соболев

Ученый секретарь Комиссии И.О. Евдокимова

КАМЕННОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА

Каменноугольные отложения на территории России пользуются чрезвычайно широким распространением, занимая большую часть Восточно-Европейской платформы, западный и восточный склоны Урала, вскрыты почти повсеместно под мезо-кайнозойским осадочным чехлом в Западной Сибири и в Предкавказье, покрывают значительные площади в Саяно-Алтайской области, Верхояньe и на Северо-Востоке. Отечественные геологи внесли весьма заметный вклад в становление Международной стратиграфической шкалы карбона, в связи с чем следует упомянуть таких стратиграфов как В.И. Меллер, С.Н.Никитин, Ф.Н. Чернышев, Л.С. Либрович, В.Е. Руженцев, А.П. Иванов, С.В. Семихатова, Д.М. Раузер-Черноусова, Е.А. Иванова, А.П. Ротай, О.Л. Эйнор, Е.А Рейтлингер и многие другие.

Глобальная (или Международная – см. А.С.Алексеев, 2007, далее МСШ) стратиграфическая шкала каменноугольной системы с ее делением на подсистемы, отделы и ярусы была ратифицирована Международным союзом геологических наук (МСГН) в начале 2004 г. и на данный момент находится на завершающей стадии разработки (P.H.Heckel, 2004; P.H.Heckel, G.Clayton, 2006). История ее становления кратко рассмотрена А.С. Алексеевым (2006). В этой шкале принято деление карбона на две подсистемы – миссисипскую и пенсильванскую, каждая из которых подразделяется на три отдела, эквивалентных одному ярусу (за исключением верхнего отдела пенсильвания, содержащего два наиболее коротких по продолжительности яруса). Хотя такая конструкция нарушает сложившуюся иерархию стратиграфической номенклатуры, она позволяет за короткий срок обеспечить изучение и фиксацию нижних границ лишь небольшого числа ярусов.

В каменноугольной части МСШ официально выделяются 7 ярусов: турнейский, визейский и серпуховский в нижней (миссисипской) и башкирский, московский, касимовский и гжельский в верхней (пенсильванской) подсистеме. На данный момент утверждены стратотипы (GSSP): нижней границы карбона и соответственно турнейского яруса – разрез Ла-Серр в Черных Горах на юге Франции, подошва конодонтовой зоны Siphonodella sulcata (E.Paproth et al., 1991), и основания пенсильванской подсистемы и одновременно башкирского яруса в разрезе Эрроу-Каньон, штат Невада, США, подошва конодонтовой зоны Declinognathodus noduliferus (R.Lane et al., 1999). Кроме того, утверждена и верхняя граница системы (вернее основание перми) по появлению конодонтов Streptognathodus isolatus Chernykh et al. в разрезе Айдаралаш (Мугоджары, Западный Казахстан). Таким образом, пять ярусов еще ждут закрепления своих нижних границ.

Близка к завершению работа по фиксации нижней границы визейского яруса на уровне появления фораминифер Eoparastaffella simplex Vdovenko c дополнительным маркером из конодонтов Gnathodus homopunctatus Ziegler (L.Hance et al., 1997). В качестве потенциального GSSP для этой границы рассматривается разрез Пенчон (Pengchong), расположенный в провинции Гуанси на юге Китая (F.-X.Devuyst et al., 2004; F.-X.Devuyst, G.D.Sevastopulo, 2005). Данный разрез с точкой границы вынесен на голосование Международной подкомиссии по каменноугольной системе в декабре 2007 г. и получил единогласную поддержку ее членов. Поэтому весьма вероятно, что он будет ратифицирован МКС и МСГН к XXXIII сессии МГК(Осло, 2008).

К сожалению, затормозился выбор нижней границы серпуховского яруса. Еще в 1995 г. международным коллективом исследователей было предложено (S.Skompski et al., 1995) закрепить ее на уровне первого появления конодонтов в Lochriea ziegleri (T.Nemyrovska et al.), что зафиксировано в верхней части веневского горизонта Подмосковья. В последние годы был достигнут значительный прогресс в изучении стратотипа серпуховского яруса, в котором было выявлено распространение фораминифер и конодонтов, дана детальная седиментологическая интерпретация (Н.Б.Гибшман, 2003; П.Б.Кабанов, 2003, 2004; S.Nikolaeva et al., 2002). В связи с тем, что в стратотипе серпуховского яруса в его подошве наблюдается небольшой перерыв, было проведено детальное изучение глубоководного разреза Верхняя Кардаиловка на восточном склоне ЮжногоУрала, где в пограничном интервале совместно присутствуют аммоноидеи, конодонты, а также фораминиферы (S.Nikolaeva et al., 2005). Подтверждена целесообразность фиксации нижней границы серпуховского яруса по появлению широко распространенных в Европе и Азии конодонтов Lochriea ziegleri вблизи основания слоев с Dombarites tectus, однако этот вид конодонтов до сих пор не найден в США и Канаде, что и препятствует принятию решения (B.C.Richards, 2007).

Нижняя граница московского яруса не может быть зафиксирована в типовой местности, так как здесь верейский горизонт с большим перерывом залегает на более древних слоях карбона. В качестве потенциальных маркеров были предложены три таксона: конодонты Declinognathodus donetzianus Nemyrovska и Idiognathoides postsulcatus Nemyrovska, появляющиеся вблизи основания московского яруса (известняк К₂) в Донбассе, и один из морфотипов Neognathodus nataliae Alekseev et Gerelzezeg, установленный в атокском ярусе США. В предварительном голосовании, проведенном Международной рабочей группой, преимущество получил второй вариант, но последующий анализ показал, что понимание этого вида весьма расплывчато, встречается он крайне редко и не известен в Подмосковье, а его распространение указано в Японии начиная с низов башкирского яруса. Более приемлемым представляется D. donetzianus, но до настоящего момента этот морфологически четкий вид, являющийся потомком D. marginodosus Grayson, установлен только в Донбассе, Подмосковье и на Южном Урале. Недавно китайские специалисты предложили использовать в качестве маркера первое появление конодонтов Diplognathodus ellesmerensis Bender (Qi Yuping

et al., 2007), однако этот вид имеет большой стратиграфический диапазон, будучи найден в подольском горизонте Подмосковья, Архангельской области и Южного Урала (Дальний Тюлькас), встречается единично, а его предок неизвестен.

По фузулинидам московский ярус традиционно начинается с появления Aljutovella aljutovica Rauser, которая в разрезе Аскын на Южном Урале (гипостратотип башкирского яруса) по уточненным данным встречается лишь со слоя 35 в 28 м выше всеми принимаемой границы (основание слоя 31), в связи с чем Е.И. Кулагина (2008) предложила в качестве индекса вид Depratina (Profusulinella) prisca Deprat. По-видимому, это изменяет сложившееся определение нижней границы московского яруса, делая ее более древней. Кроме того, D. prisca не известна в верейском горизонте Подмосковья. В дополнение к этим сложностям установлено, что филогенетические линии, относящиеся к роду Profusulinella, в Евразии и Северной Америке различны (J.R.Groves et al., 2007).

Граница московского и касимовского ярусов также пока не получила своего маркера из-за высокой степени эндемизма морских фаун этого времени, обусловленной частыми гляциоэвстатическими флуктуациями и затрудненным сообщением основных морских бассейнов. Однако на основании присутствия на некоторых уровнях общих видов конодонтов удалось установить, что нижняя часть касимовского яруса (кревякинский горизонт) синхронна терминальной части демойнского яруса Мидконтинента США. Фузулиниды кревякинского горизонта (роды Protriticites, Obsoletes и близкие к ним формы) обладают неустойчивыми признаками, что затрудняет их идентификацию. Поэтому было предложено перенести эту границу вверх в середину хамовнического горизонта, где появляются широко распространенные конодонты Idiognathodus sagittalis Kozitskaya и легко идентифицируемые в Евразии фузулиниды рода Montiparus (N.V.Goreva et al., 2007). Однако часть исследователей отрицает принадлежность американских морфотипов к I. sagittalis (S.J.Rosscoe, J.E.Barrick, in press) и исследования в этом направлении должны быть продолжены. Важно, что удалось создать на этом стратиграфическом уровне надежный каркас удаленных циклостратиграфических корреляций, основанных на глобальном проявлении трансгрессий и регрессий, вызванных флуктуациями ледниковой шапки Гондваны (P.H.Heckel et al., 2007).

Вместе с тем в Подкомиссии достигнуто принципиальное согласие о закреплении нижней границы гжельского яруса на уровне первого появления конодонтов Idiognathodus simulator (Ellison), а также фузулинид Rauserites rossicus (Schellwien) и даже предложен кандидат в стратотипы этой границы – разрез Усолка на Южном Урале (V.V.Chernykh et al., 2006). В Подмосковье это событие зафиксировано в верхней части русавкинской свиты добрятинского горизонта, в 5–6 м выше традиционной границы касимовского и гжельского ярусов. Остается выбрать стратотип.

Действующая в России общая шкала карбона почти не отличается от МСШ (Прил. 6). Она остается неизменной с 1974 г., когда в нее были внесены исправления, связанные с выделением вместо намюра серпуховского яруса, и восстановлена самостоятельность касимовского и гжельского ярусов верхнего отдела (А.П.Ротай, М.А.Калмыкова, 1977). Ранее существовавшие расхождения с МСШ в отношении положения границ отдельных ярусов (границы девона и карбона, турне и визе, серпуховского и башкирского ярусов, верхней границы гжельского яруса) ныне устранены. Различие заключается лишь в том, что в ОСШ не выделяются подсистемы, но сохранено традиционное деление системы на три отдела. Нижний отдел целиком эквивалентен миссипской подсистеме, средний – нижнему и среднему отделам пенсильванской подсистемы, а верхний – верхнему отделу последней. Таким образом, МСШ и ОСШ отличаются лишь группировкой ярусов в отделы, что является чисто формальным. В будущем целесообразно перейти к двучленному делению карбона и в ОСШ (А.С.Алексеев, 2006).

Общая тенденция детализации стратиграфических шкал выразилась в делении башкирского и московского ярусов в 2005 г. на четыре подъяруса с собственными географическим названиями (Постановление Бюро МСК, 8.04.2005; Постановления МСК, 2006, вып 36). В 2002 г. Комиссией по каменноугольной системе МСК прият зональный стандарт карбона России (А.Х.Кагарманов, О.Л.Коссовая, 2003), состоящий из трех последовательностей зон: по аммоноидеям (17 зон), фораминиферам (33 зоны) и конодонтам (36 зон) и в совокупности обеспечивающий более или мене удовлетворительную корреляцию региональных стратонов на большей части территории страны. Шкала по аммоноидеям состоит из генозон, установленных еще В.Е. Руженцевым. Фораминиферовая шкала для нижнего карбона существенно уточнена на основе последовательного применения для определения границ принципа первого появления таксона и опубликована Е.И.Кулагина, Н.Б.Гибшман, 2005; E.I.Kulagina et al., 2003). К сожалению, средне- и верхнекаменноугольные последовательности зон, хотя и подверглись частичной ревизии, не нашли своего отражения в печати. Зональная шкала по конодонтам значительно переработана, при этом зоны для нижнего карбона приняты на основании данных, полученных при изучении глубоководных разрезов Южного Урала (E.I.Kulagina et al., 2003), но нуждается в опубликовании в полном варианте. Зоны башкирского яруса среднего карбона приняты на основании данных по разрезам Южного Урала (Е.И.Кулагина и др., 2001), а московского – по разрезам Подмосковья (М.Х.Махлина и др., 2001). Для верхнего карбона принята новая существенно детализированная схема, в которой касимовский ярус включает зоны, выделенные в Подмосковье, а гжельский – на Южном Урале (A.S.Alekseev, N.V.Goreva, 2007). Более подробно зональные схемы рассмотрены в работе О.Л. Коссовой и др. (2006).

Надежной магнитостратиграфической шкалы карбона до сих пор не существует, при этом в течение миссисипия наблюдалось чередование хронов прямой и обратной полярности, тогда как во второй половине каменноугольного периода преобладала обратная полярность (суперхрон Киама) (M.W.Hounslow et al., 2004).

Важнейшим достижением последних десятилетий следует считать быстрый прогресс в разработке глобальной геохронологической шкалы, которая в будущем позволит перейти от определения возраста и корреляции в терминах стратонов к единицам физического времени в миллионах и тысячах лет. Каменноугольный период имеет еще недостаточное число надежных опорных точек, поэтому датировки его рубежей довольно сильно расходятся в различных шкалах. Сейчас наиболее употребимой является шкала, опубликованная в 2004 г. (V.I.Davydov et al., 2004), но предпочтительнее использовать шкалу DCP-2003 (M.Menning et al., 2006), в которой имеющиеся датировки подвергнуты обстоятельной ревизии и в которой с МСШ надежно увязаны основные зональные шкалы, что позволило путем кросс-корреляции впервые дать оценку возраста границ горизонтов карбона Восточно-Европейской платформы (А.С.Алексеев, 2008).

Корреляционная стратиграфическая схема каменноугольных отложений территории России

За последние 15 лет в изучении стратиграфии карбона России достигнуты значительные успехи. Опубликованы монографии по нижнему (М.Х.Махлина и др., 1993) и среднему карбону Подмосковья (М.Х.Махлина и др., 2001), нижнему карбону северо-западного крыла Московской синеклизы (Y.V.Savitsky et al., 2005), башкирскому ярусу Южного Урала (Е.И.Кулагина и др., 2001) и Тимано-Печорской провинции (А.И.Николаев, 2005), карбону и перми Западной Сибири и Верхояно-Охотской области (А.Г.Клец, 2005), нижнему карбону Омулевского поднятия (М.Х.Гагиев, 1995). Начиная с 1998 г. проведены четыре всероссийских совещания, посвященных вопросам стратиграфии карбона – в Москве (1998), Уфе (2000), Екатеринбурге (2002) и Казани (2007). Под общей редакцией О.Л. Эйнора в третьем томе сводки «Карбон Мира» на английском языке опубликован сопровождаемый 62 фототаблицами с изображениями всех наиболее важных фоссилий фундаментальный обзор стратиграфии каменноугольных отложений, развитых на территории СССР, и, в первую очередь, в России (O.L.Einor, 1996).

Корреляция региональных стратиграфических подразделений каменноугольной системы в России (Прил. 6) осуществляется через шкалу карбона Восточно-Европейской платформы, в которой выделяются 33 горизонта и которая достаточно надежно увязана для нижнего отдела с типовыми разрезами турнейского и визейского ярусов в Западной Европе, а для среднего и верхнего отделов сама по себе составляет восточноевропейский стандарт. Действующая схема была принята в 1988 г. и опубликована в 1990 г. (А.Х,Кагарманов, Л.М.Донакова, 1990). В опубликованной сводке «Зональная стратиграфия фанерозоя России» (2006) нижняя часть черепетского горизонта s.l. обособлена в самостоятельный каракубский горизонт, ранее установленный в Донбассе, чтобы заполнить перерыв между упинским и черепетским s.s. горизонтами центральной России, но без соответствующего решения Kомиссии.

На западном склоне Урала, согласно унифицированной схеме, опубликованной в 1993 г., по большей части выделяются те же горизонты, что и на платформе и лишь некоторые имеют иные названия, сохраняя одинаковый объем (Стратиграфические схемы Урала, 1993). Шкала горизонтов восточного склона Урала отличается от таковой платформы несколько больше, но также сохраняется стабильной в основных чертах. Комплексы фораминифер, брахиопод, конодонтов и спор в большинстве случаев очень близки, что и определило использование единой схемы региональных подразделений.

На Новой Земле разрезы карбона в фациальном отношении отличаются большой изменчивостью, демонстрируя переходы от мелководных карбонатных к глубоководным кремнистым толщам в различных структурно-фациальных зонах, что осложняет их корреляцию, хотя имеются достаточно детальные данные по брахиоподам, аммоноидеям и конодонтам (Н.Н.Соболев, В.П.Матвеев, 2002).

Восточнее Урала, в Сибири, на Северо-Востоке и Дальнем Востоке России детальность региональных схем резко снижается (в 3–4 раза). Выделяемые горизонты обычно по объему отвечают ярусу, реже его какой-то части, а иногда и отделу. Точное соответствие границ горизонтов границам ярусов в большинстве случаев не доказано, поэтому все они в таблице показаны пунктиром. Разные авторы подчас предлагают весьма различающиеся варианты корреляции таких горизонтов с ОСШ.

Нижний карбон в большинстве восточных районов России представлен морскими, преимущественно карбонатными толщами, содержащими достаточно представительные комплексы фораминифер и конодонты с большим числом широко распространенных таксонов. Поэтому корреляция горизонтов нижнего карбона с ОСШ достаточно надежна. Средне- и верхнекаменноугольные толщи преимущественно терригенные, часто континентальные, в морских разрезах преимущественно охарактеризованы эндемичными комплексами брахиопод и аммоноидей, конодонты отсутствуют. Их сопоставление с ОСШ как оно показано в таблице, можно оценить как весьма приблизительное.

Основные задачи дальнейших исследований

Из основных нерешенных вопросов на данный момент можно отметить следующие.

1.Граница девона и карбона. При переносе границы девона и карбона вверх в 1986 г. было принято компромиссное решение, в рамках которого в схему Восточно-Европейской платформы был включен гумеровский горизонт. Однако большая часть этого горизонта, отвечающего времени широко распространенного в Северном полушарии хангенбергского события, когда карбонатная седиментация сменилась на короткое время накоплением черных глин и сланцев, на самом деле в основном отвечает зоне Middle praesulcata, то есть должна быть отнесена к верхнему девону. Горизонт этот и в стратотипе на Южном Урале и на платформе имеет крайне малую мощность (первые метры или даже сантиметры) и его прослеживание чрезвычайно затруднено, в связи с чем его сохранение не целесообразно.

На юге Сибири (в Кузбассе и Салаире) одно время карбон начинался с абышевского горизонта, который содержит конодонты терминального девона. Недавно было установлено, что верхняя часть этой толщи скорее всего каменноугольная, в связи с чем предложено разделить абышевский горизонт на два самостоятельных стратона (Я.М.Гутак и др., 2007). Это предложение требует более полного обоснования фактическим материалом.

Возможно, потребуется также учесть новые данные, согласно которым в стратотипе нижней границы карбона (канава Е′ разреза Ла-Серр) Siphonodella sulcata появляется не подошве 89 слоя, а в слое 85, и материал в пограничном интервале переотложен (S.I.Kaiser et al., 2006). Сейчас этот вопрос обсуждается в Международной подкомиссии по стратиграфии девона и в перспективе возможен либо выбор нового стратотипа, либо перенос границы на более низкий уровень.

2. Середина турне. На большей части Восточно-Европейской платформы в середине турне фиксируется перерыв. В Донбассе его, по-видимому, заполняет каракубский горизонт, но его использование в схеме платформы невозможно, так как он выделен на Украине. В.А. Чижова и др. (2007) предлагают принять висимский горизонт как нижнюю часть черепетского горизонта s.l., отвечающую зонам Maternella circumcostata – Shaemonaella procera по остракодам и Apiculatiretusispora septalia по спорам. Этот горизонт примерно эквивалентен каракубскому горизонту и ягтыдинскому горизонту Тимано-Печорской провинции. В предложенной В.А. Чижовой и другими схеме расчленения турнейского яруса выделение висимского горизонта приводит к изменению границ и объемов еще двух горизонтов – черепетского и кизеловского. Целесообразность принятия висимского горизонта требует дополнительных исследований.