Стратиграфия и фаунистические комплексы позднечетвертичных отложений восточного шельфа Среднего Каспия

№ 39

1972

Л. И. ЛЕБЕДЕВ, К. Н. ГЛАЗУНОВА

СТРАТИГРАФИЯ И ФАУНИСТИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ПОЗДНЕЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОСТОЧНОГО ШЕЛЬФА СРЕДНЕГО КАСПИЯ

В комплексе работ по изучению геологического строения шельф.-» Каспийского моря, проводимых ИГиРГИ под руководством В. Ф. Соловьева, важное значение уделяется исследованиям позднечетвертичных отложений и, в частности, их стратиграфии.

На восточном шельфе Среднего Каспия в 1965—1966 гг. с помощью вибропоршневой трубки ВПГТ-56 впервые было взято около 100 колонок донных отложений длиной до 4,5 м, которые вскрыли горизонты позднечетвертичных отложений.

В предыдущие годы при изучении геологии дна глубоководных районов Каспийского моря была разработана стратиграфия донных отложений (Маев, 1961; Лебедев, 1965). На основании литологии осадков и состава встреченной в нихмикро- и макрофауны были выделены новокаспийские отложения, горизонт послехвалынской регрессии и верхнехва-лынские отложения.

В результате изучения позднечетвертичных осадков восточного шельфа Среднего Каспия удалось выделить также ряд стратиграфических слоев, которые хорошо выдержаны по 'площади шельфа и имеют аналоги как в глубоководных районах, так и на суше (рис. 1).

Верхнюю часть большинства колонок слагают осадки новокаспийского яруса. Они разнообразны по составу. По разрезу от мелководных участков шельфа к глубоководным происходит постепенное замещение грубозернистых осадков более тонкозернистыми. В большинстве случаев «овокаспийск'ие осадки слагаются ракушечным и ракушечно-ооли-товым песком серого и темно-серого цвета с большим количеством раковин моллюсков.

Обычно новокаспийские отложения состоят из трех слоев. Самый нижний слагается черными и темно-серыми крупнозернистыми раку-шечно-оолитовыми песками и мелким гравием. Здесь часто наблюдаются довольно крупные до 5—6 см в поперечнике обломки, состоящие из такого же песка и гравия, сцементированного карбонатом кальция. Это — корка цементации начала новокаспийского времени. Выше залегают серые ракушечно-оолитовые пески и серые полимиктовые алевриты. Самая верхняя часть разреза новокаспийских отложений слагается довольно значительным по мощности прослоем раковин (до 1,5 м). Иногда средний слой выклинивается, и прослой раковин ложится на ракушечно-оолитовый песок и гравий. Трехчленное строение толщи новокаспийских отложений, вероятно, связано с тремя фазами новокаспийской трансгрессии, существование которых указывалось ранее (Леонтьев, 1959; Шнитаиков, 1957; Маев, 1961, 1962).

Кроме того, обращает на себя внимание факт нахождения относительно грубозернистых осадков в основании новокаспийской толщи, что свидетельствует о трансгрессивном налегании новокаспийских отложений на хвалынские.

А'"залив"" Прошив мыс. Куум

Ш.шШ№,гл.Ш Щгл.80м №5,гл30м

Рис. 1. Схема сопоставления колонок донных отложений Казахского залива и участка против мыса Куули

1 — новокаспийские отложения; II — отложения мангышлакского горизонта; III —верхнёхвалынские трансгрессивные отложения; IV—нижне-хвалынские отложения. 1 — раковины моллюсков; 2 — детрит и дресва; 3 — песок; 4 — мелкоалевритовый ил; 5 — алеврито-глинистый ил; 6 — глинистый ил

К

ш

ж

Щ.

Ж;: Ш

Ж

'Шх-.

ш Ы

-é é- 1 2

Ч 5

Моллюски новокаспийских отложений группируются в четыре фау-нистических комплекса (рис. 2, А):

1. Комплекс с господствующей формой Didacna barbot-de-marnji Gr. и руководящей формой Cardium edule lamarcki Reeve, совместно с которыми найдены D. baeri Gr., Dreissena polimorpha Pall., Monodacna caspia caspia Eichw, единичные Adacna vitrea Eichw. и гастроподы. Этот комплекс был распространен на песках на современных глубинах моря 8—17 м от пролива Кара-Богаз-Гол на юге до м. Песчаного на севере.

2. Собственно протрактовый комплекс с господствующей формой Didacna protracta protracta Eichw.совместно с которой встречены единичные Cardium edule lamarcki Reeve (до глубины 22 м), Didacna baeri Gr., D. longipes Cr., Dreissena rostriformis distincta Andrus., Monodacna caspia caspia Eichw. и гастроподы. Этот комплекс был развит в ракушечных и алевритовых осадках по всему шельфу изученного района от м. Куули на юге до м. Мелового на севере на современных глубинах моря 20—50 м.

3. Субмедиевый комплекс с господствующей формой Didacna protracta submedia Andrus., совместно с которой найдены Dreissena rostriformis drimmi Andrus., Adacna (Hipanis) plicata Eichw. Этот комплекс был встречен в ракушечниках и алевролитовых осадках по всему шельфу изученного района на современных глубинах моря 50—80 м.

4. Переходный комплекс, в котором одновременно встречены Didacna barbot-de-marnji Gr., D. protracta protracta Eichw., совместно с нами найдены D. baeri Gr., Dreissena polimorpha Pali., Dr. rostriformis di-

1 Подвиды: Didacna protracta protracta Eichw., D. protracta submedia Andrus. (в понимании Б. M. Логвиненко и Я. И. Старобогатова (1967).

stincta Andrus., Monodacna caspia caspia Eichw. Этот комплекс был распространен в поле развития осадков песчано-алевритового состава на современных глубинах моря 20—30 м.

Осадки хвалынского возраста, подстилающие новокаспийские, отличаются от последних как по литологии, так и по фауне. Они делятся на три горизонта: верхний — имеет явно регрессивный облик и является аналогом горизонта послехвалынской регрессии глубоководной области Каспия и мангышлакской свиты прибрежных районов. Он представлен бурыми и желтыми оолитовыми песками, плохо отсортированными с обилием раковин, среди которых имеется много окатанных. Чаще всего эти желтые оолитовые пески залегают непосредственно под черными оолитами вышележащей новокаспийской толщи. В отдельных районах под желтыми оолитовыми песками залегают пестрые осадки, сложенные обломками раковин, раковинным детритом, оолитами, а также окатанной галькой ракушечников. Общий облик указанного горизонта свидетельствует о том, что он отложился в период регрессии, которая имела место непосредственно перед началом новокаспийского времени. Поскольку фауна этого горизонта хвалынская, то, видимо, он отложился в значительную фазу хвалынской истории Каспия, соответствующую мангышлакской стадии стояния моря. Этот горизонт целесообразно назвать мангышлакским.

Моллюски, встреченные в мангышлакской горизонте, группируются в следующие фаунистические комплексы (рис. 2, Б):

1. Субкатиллусовый с господствующей формой Didacna subcatillus Andrus., совместно с которой найдены единичные D. delenda Bog., D. praetrigonoides Nal. et Anis., многочисленные Dreissena polimorpha Pall., Dr. rostriformis ponocaspica Andrus., Monodacna caspia caspia Eichw. и гастроподы. Этот комплекс был развит на осадках песча-норакушечного состава по всему восточному шельфу Среднего Каспия от мыса Куули до Мелового на современных глубинах моря 25— 50 м.

Рис. 2. Схемы распространения фаунистических комплексов А —в новокаспийских отложениях; Б — в отложениях мангышлакского горизонта; В — в верхне-хвалынских отложениях, / — комплекс с 01с1аспа ЬагЬоМе-тагпл; 2 — комплекс с О. рго1гас!а рго(гас(а, 3 — комплекс с О. ЬагЬоМе-тагпЛ и Б. рнйга^а рго^а^а; 4— комплекс О. рго^аЫа виЬтеШа; 5 — комплекс с О. эиЬсаНИиз; в —комплекс с И. рго(гас1а Е1с1пу. (хвалынские формы); 7 — места взятия донных колонок; 8— изобаты в м

2. Комплекс с господствующей формой Didacna protracta Eichw., совместно с которой найдены Dreissena rostriformis distincta Andrus., единичные Adacna (Hipanis) plicata Eichw. Этот комплекс встречен на современных глубинах моря 150—200 м в отложениях глинистых и але-вритово-глинистых илов.

Таким образом, Didacna protracta встречена в новокаспийских и хвалынских осадках. Однако в новокаспийских отложениях она четко разделяется на два подвида: D. protracta protracta и D. protracta submedia, занимающие различные глубинные зоны, а в хвалынских отложениях эти подвиды выделить не удалось. Следует отметить, что D. protracta из хвалынских отложений соответствует описанной Э. И. Эйхвальдом из отложений вблизи оз. Эльтон и отличается от новокаспийских и современных подвидов, хотя между ними обнаружены переходные формы. Можно предположить, что разделение этого вида на существующие современные подвиды произошло в начале новокаспийского времени. Более подробное изложение данного вопроса будет опубликовано в последующих сообщениях.

Ниже мангышлакского горизонта залегает толща отложений несколько иного литологического состава. В большей части колонок эти отложения представлены серыми и буршато-серыми алевритами и различными илами — алевритово-глинистыми, мелкоалевритовыми и глинистыми с раковинами хвалынского возраста. В ряде случаев этот горизонт имеет двухчленное строение. В верхней его части иногда отмечается прослой мощностью 10—20 см, представленный серовато-бурым алевритом полимиктового состава, под которым залегают буровато-серые алевритово-глинистые и мелкоалевритовые илы с прослоями раковин. Поскольку этот горизонт имеет значительно более тонкозернистый состав по сравнению с вышележащим регрессивным горизонтом, он, видимо, отложился в период верхнехвалынской трансгрессии. Следовательно, это аналог морских верхнехвалынских отложений, известных на суше (Федоров, 1957i).

Для верхнехвалынских трансгрессивных отложений был выделен один фаунистический комплекс (рис. 2, В) с господствующей формой Didacna protracta Eichw., совместно с которой найдены Dreissena rostriformis distincta Andrus. и единичные Adacna (Hipanis) plicata Eichw. Этот комплекс был развит на глинистых и алевритово-глинистых илах по всему восточному шельфу Среднего Каспия на современных глубинах моря 40—80 м.

На участках шельфа, связанных с заливом Кара-Богаз-Гол, верх-нехвалынские отложения с размывом залегают на более древних осадках. На границе этих слоев в некоторых случаях встречаются прослои до 2—4 см ракушечного песка и гравия. Указанные осадки представлены тонкозернистыми глинистыми илами красновато-коричневого цвета. Гранулометрический состав указанных илов, взятых с глубины 30 м, почти не отличается от состава этих же отложений с глубины 70 м. Это, видимо, свидетельствует о том, что уровень моря в 'период отложения указанной толщи был значительно выше современного, а обнаруженная здесь Didacna ebersini ebersini Fed. свидетельствует о нижнехвалын-ском возрасте этого слоя, что хорошо увязывается как с данными по литологии осадков, так и с установленными фактами четвертичной истории Каспия, согласно которым уровень нижнехвалынской трансгрессии был выше современного на 70 м (Федоров, 1957i).

На основании распространения фаунистических комплексов, выделенных для каждого стратиграфического слоя, можно сделать вывод о том, что различные виды и подвиды моллюсков^ были приурочены к определенным глубинам и осадкамГТак, для" мелко!одных участков от-

ложений хвалынского бассейна была характерна Э. виЬса^Пиэ, для более глубоководных — Э. рпйга^а. В новокаспийское время в прибрежных песках жила О. ЬагЬо1>с1е-таггф, которая с глубины 20—25 м замещалась Э. рго!гас1а рго1:гас1:а, а последнюю с глубины 50 м замещал более глубоководный подвид — О. рго1тас1:а эиЬтесНа. СагсНит ес!и1е 1атагс1а встречен в основном на глубинах моря до 22 м, за исключением района залива Кара-Богаз-Гол, где этот моллюск обнаружен с перемытыми апшеронскими гирканиями на глубине 40—50 м. Здесь отмечаются большие скорости течений и, видимо, поэтому мелководные моллюски и вымытые более древние раковины занесены на большие глубины.

Схемы распространения фаунистических комплексов (рис. 2, А, Б, В) свидетельствуют о миграции моллюсков, связанной с миграцией береговой линии и изменением экологических условий в бассейне. Так, на-цример, в регрессивный период был расширенным ареал субкатиллусо-вого мелководного комплекса, тогда как в новокаспийское время ареал мелководного комплекса с характерной формой ЬагЬоМе-таггцЧ сократился и расширился протрактовый более глубоководный комплекс.

Если сопоставить комплексы двустворчатых моллюсков изученного района с одновозрастными комплексами, известными на суше, то видно, что эти комплексы не всегда совпадают (таблица).

Так, для верхнехвалынских отложений Северного и Восточного При-каспия и Западной Туркмении выделяются фаунистические комплексы с руководящей формой О. ргаеШ£опо1(1е5, а для Центрального При-каспия — О. рго1:гас1а. В изученном районе господствующей формой в этих отложениях является Б. рпйгас{а. Таким образом, глубоководный фаунистический комплекс верхнехвалынских отложений восточной части Среднего Каспия схож с фаунистическим комплексом из Центрального Прикаспия, а одновозрастной комплекс с Э. ргае1хщопо1(1е8 из береговых террас Восточного Прикаспия соответствует прибрежной зоне верхнехвалынского бассейна.

Новокаспийский прибрежный фаунистический комплекс изученного района примерно сопоставляется с одновозрастным комплексом Северного и Восточного Прикаспия, за исключением Саг<1шт ес1и1е, который в комплексах береговых террас преобладал, а в изученном районе встречен в единичных экземплярах. Это объясняется тем, что этот моллюск жил ближе к берегу.

Более глубоководные новокаспийские комплексы изученного райо-она с О. рго!хас1:а двух подвидов в береговых террасах прибрежных территорий не встречены, поскольку вышеназванные моллюски жйли и продолжают жить в настоящее время на большей глубине.

Глубоководные новокаспийские фаунистические комплексы соответствуют современным фаунистическим комплексам этого района. Так, по данным Б. М. Логвиненко и Я. И. Старобогатова (1967), два подвида О. рго1тас1:а в современном Каспии занимают различные глубинные зоны: О. рго!гас!а рпйгас1а от 20 до 50 м, Б. рго{гаЫ:а эиЬтесНа от 50 до 80 м. Мелководные дидакны в современном Каспии вытесняются кардиумом, а дрейссены — митилястером.

На основании вышеизложенного СагсНит е(1и1е 1атагс1и может быть руководящей формой только для прибрежных новокаспийских отложений, т. е. до глубин порядка 22 м, тогда как для более глубоководных отложений необходимо брать два фаунистических комплекса: собственно протрактовый до глубин 50 л и субмедиевый с глубин 50 до 8/0 м. Для верхнехвалынских отложений как трансгрессивных, так и регрессивных господствующими являются: Э. 5иЬсаШ1и5 и, видимо, О. ргаеШдо-по1с1е5 для мелководных комплексов и Б. рго!гас1а для глубоководных.

Таблица

Схема сопоставления стратиграфии позднечетвертичных отложений Каспийского бассейна

Восточный и Северный 3ападкДя Туркмения Каспий

Центральный Прикас-пий

Восточный шельф Србдйего Каспия

«

s с

Новокаспийские отложен и я:

Восточный Прикаспий:

Cardium edule L., Didacna crassa Eichw., D. baeri Gr.

Северный Прикаспий: Cardium edule L., Didacna crassa Eichw.

Новокаспийские отложения:

Cardium edule L., Didacna crassa Eichw., D. barbo t-de-marnji Gr., Mo-nodacna caspia Eichw., Adacna vitrea Eichw., Ad. la eviscula Eichw., Dreissena polimor-pha Pall.

Новокаспийские отложения:

аллювиальные, озерно-аллювиаль-ные, соровые, озер-но-лиманные, аэло-вые, делювиальные и элювиальные отложения

Новокаспийские отложения:

Cardium edule lamar-cki Reeve.,

D. protracta protracta Eichw.,

D. protracta submedia Andrus.,

D. barbot-de-marnji Gr., D. baeri Gr., Dreissena polimor-pha Pall.,

Dr. rostriformis grim-mi Andrus., Monodacnacaspia caspia Eichw.,

Adacna vitrea Eichw.

Вскрытая мощность отложений — от 3 до 430 см.

Мангышлакский горизонт:

D. subcatillus Andrus., D. protracta Eichw., D. delenda Bog., D. praetrigonoides Nal. et Anis., Dr. polimorpha Pall., Dr. rostriformis pontocaspica Andrus., Dr. rostriformis disti-ncta Andrus., Monodacna caspia caspia Eichw.

Вскрытая мощность отложений — от 13 до 448 см,

Верхнехва-л ы н с к и е отложения:

Восточный Прикаспий:

D. praetrigonoides Nal.,

D. ex. gr. parallela Bog.

Северный Прикаспий:

D. praetrigonoides Nal.

Верхне хвалы некие отложения:

D. praetrigonoides Nal. et Anis., Mo nodaena caspia: Eichw., Adacna vitrea Eichw., Dreissena polimorpha Pall., Dr. rostriformis Desch.

Верхнехва-лынские отложения:

D. protracta Eichw., D. parallella Bog., D. trigonoides ch-valjnica subsp.nov.

Верхнехвалын-ские отложения:

D.protracta Eichw., Dr.rostriformis distincte Andrus.

Средняя мощность отложений —1,5— 3 м

Вскрытая мощность отложений — от 37 до 457 см.

Таблица

Отложения

Восточными Северный Каспий!

Западная Туркмения

Центральный Пркк.с-пий

Восточный шельф Среднего Каспия

Нижнехвалын-ские отложения:

Восточный Прикаспий:

D. ebersini п. sp., D. cristata (-D. рга-etrigonoides var. cristata Bog.), D. zhukovi n. sp.

Северный Прикаспий:

D. ebersini n. sp., D. protracta Eichw., D. parallele Bog. var. boreais n. var.

Нижнехвалын ские отложения:

D. praetrigonoides Nal. et Anis., D. de lenda Bog., D. sub catillus Andrus., D umbonata Ebers., D., crassa pallasi Prav., Dr. celekeni-ca Andrus., D. crassa crassa Eichw.

Нижнехвалын-ские отложения:

D. protracta Eichw. D. trigonoides chva ljnics subsp. nov. D. parallella Bog., D. catillus catillus Eichw., D. trigonoides subtrigonoides Prav., D. delenda Bog., Dr. polimor-phaPall., Dr. rost-riiormis distincta Andrus.

Средняя мощность отложеинй 1,5—4 м

Нижнехвалын-ские отложения:

D. ebersini ebersini Fed.

Вскрытая мощность отложений — от 20 до 80 см

Таким образом, в пределах восточного шельфа Среднего Каспия достаточно четко выделяются четыре стратиграфических слоя с определенными фаунистическими комплексами. Использование указанных комплексов может оказать помощь при восстановлении палеогеографии Каспийского бассейна в четвертичное время.

ЛИТЕРАТУРА

Батурин В. Г., Колоколов А. А. Танатоценозы восточной части Среднего Каспия,— Докл. АН СССР, 1940, т. XXVI, № 2.

Воронкина К. В. О растительности Северного Прикаспия в период перед отложениями шоколадных глин.— Уч. зап. Сарат. ун-та, 1959, т. 64.

Гримм О. А. Каспийское море и его фауна.— Труды Арало-Каспийской экспедиции, т. 2. СПб., 1876—1877.

Г р и ч у к В. П. Материалы к палеоботанической характеристике четвертичных и плиоценовых отложений северо-западной части Прикаспийской низменности.— Труды Ин-та геогр. АН СССР, вып. 61, 1954.

Г р и ч у к В. П. Ископаемая флора четвертичных отложений.— Материалы Всес. совещ. по изучению четвертичного периода, т. 1. Изд-во АН СССР, 1961.

Ж а д и н В. И. Моллюски пресных вод СССР. Изд-во АН СССР, 1952.

Лебедев Л. И. Геология дна Среднего Каспия.— Автореферат, канд. дисс. М., 1965.

Леонтьев О. К. К вопросу о масштабах и возрасте новокаспийской трансгрессии.— Труды Океанограф, комиссии АН СССР, т. 4, 1959.

Логвиненко Б. М., СтаробогатовЯ. И. К изучению видового состава фауны двустворчатых моллюсков танатоценозов подводного склона Азербайджанского побережья.— В кн. «Опыт геолого-геоморфологич. исслед. береговой зоны моря». Л., «Наука», 1967.

М а е в Е. Г. К стратиграфии глубоководных отложений Южного Каспия. Докл. АН СССР, 1961, т. 136, № 6.

М а е в Е. Г. Новокаспийские и верхнехвалынские осадки южной части Каспийского' моря,— Изв. АН СССР, серия геол., 1962, № 8.

Марков К. К., Л аз уков Г. И., Николаев В. А. Четвертичный период (ледниковый период — антропогеновый период), т. II—Территория СССР. Изд-во МГУ, 1965.

Невесская Л. А. К биостратиграфии морских четвертичных отложений Туркмении.— Бюлл. МОИП, отд. геол., 1956, вып. 3.

Невесская Л. А. Четвертичные морские моллюски Туркмении.— Труды Палеонт. ин-та АН СССР, т. 65, 1958.

<~ и и т о ч А. А. Стратиграфия и тектоника верхнеплиоценовых и четвертичных отложений центральной части Волго-Уральского междуречья Северного Прикаспия.— Автореф. канд. дисс. М., 1966.

С в и т о ч А. А. Атлас-определитель моллюсков рода Didacna из четвертичных отложений Центрального Прикаспия. «Наука», 1967.

Федоров П. В. К стратиграфии каспийских отложений Прибалханского района.— Сов. геология, 1946, № 11.

Федоров П. В. Морские террасы восточного побережья Каспия.— Докл. АН СССР, 1948, т. 59, № 9.

Федоров П. В. Каспийские моллюски Западной Туркмении.— Бюлл. Комиссии но-изучению четвертичного периода, 1948, № 13.

Федоров П. В. Каспийские четвертичные моллюски рода Didacna и их стратиграфическое значение. Изд-во АН СССР, 1953.

Федоров П. В. Стратиграфия четвертичных отложений и история развития Каспийского моря.— Труды Геол. ин-та АН СССР, вып. 10, 1957ь

Федоров П. В. Новые данные по стратиграфии новокаспийских отложений Западной Туркмении.— Докл. АН СССР, 19572, т. 113, № 6.

Федоров П. В. Четвертичные отложения Западной Туркмении и их положение в единой стратиграфической шкале Каспийской области.— Труды Ин-та геол. АН Туркм. ССР, т. II. Ашхабад, 1959.

Шнитников А. В. Изменчивость общей увлажненности материков северного полушария.— Записки Географического общества Союза ССР, т. 16, новая серия. М.— Л., Изд-во АН СССР, 1957.

Чигуряева А. А., Скиданова Е. А., Яхимович В. Л. Материалы к истории растительности юго-востока Европейской части СССР в средне-плейстоценовое время.— Вопр. геол. восточн. окраины Русской платформы и Ю. Урала, вып. 5. Уфа,. 1960.