Стратиграфия. Геологическая корреляция, 2020, T. 28, № 5, стр. 146-156

ВВЕДЕНИЕ

Стратиграфическое расчленение геосинклинальных толщ всегда сталкивалось с большими трудностями. Это относится, в частности, к шельфовым формациям кайнозоя переходного региона от океана к континенту Сахалино-Камчатской области. В целом она входит в состав альпийской зоны складчатости, что обуславливает широкое развитие складчатых и разрывных дислокаций, затрудняющих изучение последовательностей древних толщ. Именно здесь развиты осадочные образования большой мощности (следствие лавинной седиментации), отличающиеся значительной фациальной пестротой (с наличием клиноформ разного масштаба); в осадочных сериях часто выявляются перерывы, размывы, а также угловые несогласия (как следствие тектонических и эвстатических событий); вместе с осадочными толщами отмечаются комплексы вулканических образований.

В последние 20 лет стратиграфическое изучение кайнозоя Камчатско-Сахалинской области в широком масштабе, к сожалению, не проводилось. В результате стратиграфические схемы палеогена и неогена этой области, которые были утверждены Межведомственным стратиграфическим комитетом России около 20 лет назад (Решения…, 1998), фактически не изменялись. Вот почему все новые сведения по актуализации стратиграфических схем региона с ориентацией на их возможную детализацию вызывают повышенный интерес. Особенно если они, с одной стороны, базируются на детальном изучении опорных разрезов шельфовых толщ, а с другой – получены с использованием разнообразных методов: биостратиграфического (по разным палеонтологическим группам), палеомагнитного, циклического, изотопного, палеоклиматического и др.

В настоящей работе излагаются новые данные о моллюсках одного из типовых разрезов кайнозоя Западно-Камчатской структурно-формационной зоны – бухты Квачина, относящейся к Тигильскому району, где находится и Точилинский разрез со стратотипами горизонтов региональной стратиграфической схемы (рис. 1) (крупномасштабная геологическая схема района бухты Квачина опубликована в работе (Гладенков, 2016)). Разрез бухты Квачина имеет стопроцентную обнаженность в береговых обрывах морского побережья Охотского моря, что позволяет изучать осадочные толщи и биотические комплексы в стратиграфической последовательности. Здесь на сильно дислоцированных породах (крепкие неразмокающие черные алевролиты и песчаники) нижнего эоцена с резким угловым несогласием и размывом залегают среднеэоценовые–среднемиоценовые отложения.

Рис. 1.

(а) Местонахождение изученного разреза кайнозоя бухты Квачина Западной Камчатки (показано стрелкой) и (б) расположение разреза в бухте Квачина (черная линия).

Этот разрез, начиная с 1930-х годов, посещали многие геологи. Среди них сотрудники ВНИГРИ Б.Ф. Дьяков, И.Б. Плешаков (Плешаков, 1939), Ю.Н. Григоренко (Григоренко, 2011) и др., геологи Камчатского геологического управления С.И. Сингаевский, Е.П. Кленов (Геология…, 1964), специалисты из академических институтов (Серова, 2001). В 1984 г. его исследовали сотрудники ГИН РАН Ю.Б. Гладенков, В.Н. Синельникова, А.Е. Шанцер, А.И. Челебаева и Г.М. Братцева. Однако описание этих толщ было сделано недостаточно полно, а определение фауны и флоры было дано в основном для нижней части разреза (Гладенков и др., 1991, 1997). Моллюски тогда были предварительно определены В.Н. Синельниковой и Ю.Б. Гладенковым, флора – А.И. Челебаевой и Г.М. Братцевой, диатомовые (только в верхней части разреза) – Т.В. Орешкиной (2009), а фораминиферы по ряду причин остались неизученными. Недавно в отдельных образцах коллекции 1984 г. были определены диноцисты (Запорожец и др., 2015).

В 2014 г. Ю.Б. Гладенков, С.И. Бордунов и А.Ю. Гладенков дополнительно изучили этот разрез и послойно собрали новые образцы для комплексного исследования палеосообществ моллюсков, фораминифер, диатомовых и диноцист. Частично эти данные уже нашли отражение в публикации (Гладенков, 2016), в которой была приведена детальная разбивка разреза на пачки с привязкой к ним палеонтологических комплексов.

ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ О РАЗРЕЗЕ КАЙНОЗОЯ БУХТЫ КВАЧИНА

Поскольку, как было сказано, этот разрез недавно описан автором (Гладенков, 2016), его подробная характеристика здесь не приводится. Однако представляется полезным отметить некоторые его важные литологические особенности. Разрез включает осадочные толщи (мощностью около 450 м) палеогенового и неогенового возраста. Стратиграфически снизу вверх автором обособлены 37 литологических пачек, относящихся к двум “толщам”, выделенным ранее (Плешаков, 1939): “тигильской” (пачки 1–13) и “белесоватой” (пачки 14–35). Самые верхние пачки 36 и 37 относятся к более молодой “кавранской” серии. Все найденные моллюски привязаны к этим пачкам.

При описании кайнозойских отложений бухты Квачина выявились некоторые особенности литологического строения разреза. Прежде всего, изученные образования (пачки 1–35) составляют крупный седиментационный цикл первого порядка (400 м), который соответствует возрастному интервалу от среднего эоцена до раннего миоцена включительно. В этом цикле выделяются три части: нижняя (пачки 1–13, тигильская толща), средняя (пачки 14–29, низы белесоватой толщи) и верхняя (пачки 30–35, верхи белесоватой толщи). Нижняя часть (средний–верхний эоцен) представлена в основном мелководными песчаниками, конгломератами и гравелитами. Для них характерны косая слоистость, небольшие размывы, углистые линзы, остатки листовой флоры, куски деревьев, шишки и раковины мелководных моллюсков. В терминальной части тигильской толщи (пачки 12–13) появляются туфогенные породы, которые выделены И.Б. Плешаковым в “туфогенный горизонт”.

Средняя часть осадочного цикла (олигоцен) состоит из тонких слоев (0.1–0.3 м) кремнистых туфоалевролитов и диатомитов с прослоями туфов (мощностью от нескольких сантиметров до 0.1–0.2 м). В ее низах отмечаются отдельные глыбы магматических пород и экзотическая галька, которые связываются с ледовым разносом. Иногда присутствуют глендониты. Встречаются редкие маломощные глауконитовые прослои. Характерны остатки относительно глубоководных моллюсков. Терминальная часть седиментационного цикла (нижний миоцен) характеризуется песчаниками и гравелитами с прослоями алевролитов и комплексами относительно мелководных моллюсков.

В разрезе отмечаются два крупных размыва – в основании тигильской толщи и в кровле белесоватой толщи. Нижний из них связан с угловым несогласием между дислоцированными образованиями верхнего эоцена и отложениями среднего эоцена. Верхний приурочен к контакту между белесоватой толщей и кавранской серией миоцена.

Отметим еще три особенности разреза. Во-первых, в породах часто присутствует рассеянная галька (особенно ее много в тигильской толще и в верхней части белесоватой толщи), а в низах белесоватых слоев отмечаются крупные (до нескольких метров в поперечнике) экзотические глыбы. Обычно они сложены вулканическими породами (базальты, андезиты и диориты). Во-вторых, для описанного разреза характерно большое количество карбонатных и песчано-карбонатных конкреций разного размера. Они имеют шаровидную и караваеобразную форму и рассеяны в породе. В тигильской толще отмечены сидеритовые конкреции с коричневатой “рубашкой”. В белесоватой толще крупные конкреции собраны в шесть маркирующих горизонтов (1.0–1.5 м). Местами конкреции приурочены к прослоям туфов. Наконец, практически весь разрез вмещает тонкие прослои туфогенного материала, большая часть которых содержится в белесоватой толще.

СЛОИ С МОЛЛЮСКАМИ И ГОРИЗОНТЫ

Первые обобщения об ископаемых остатках моллюсков из кайнозоя бухты Квачина осуществила в середине прошлого века Л.В. Криштофович (1947). Хотя ее коллекция моллюсков была не очень представительной, но именно на ее основе тогда было намечено сопоставление данного разреза с разрезами соседних районов. В обосновании западнокамчатских горизонтов, выделявшихся в региональных стратиграфических схемах 1950–1970 -х гг., моллюски играли важнейшую роль. Проведенное в последующие годы изучение этого разреза (прежде всего в 1984 и 2014 гг.) позволило собрать более богатые, чем раньше, палеонтологические коллекции с точной привязкой комплексов к литологическим пачкам. Новые материалы стали основой для внесения в стратиграфическое расчленение разреза существенных дополнений. Изученная коллекция состоит из более 600 раковин, ядер и отпечатков моллюсков. Их сохранность в породах не всегда хорошая (лучшая – в верхних слоях), а частота их встречаемости по отдельным пачкам заметно варьирует от скоплений до единичных находок. В пачке 1 (3.7 м) моллюски не найдены. Фотоизображения ряда характерных моллюсков приведены в работах (Гладенков и др., 1991, 2018).

В разрезе бухты Квачина автором выделены 16 последовательно сменяющих друг друга “слоев с моллюсками”. Они объединены в пять “групп слоев” или фаунистических горизонтов, которые для удобства обозначены как “М-горизонты” (моллюсковые горизонты), охарактеризованные определенными биосообществами. В ряде случаев приходится считаться с некоторой размытостью их границ. Отметим, что выделение слоев с моллюсками в горизонтах ранее было осуществлено при изучении Точилинского опорного разреза Тигильского региона Западной Камчатки (Гладенков и др., 2005). Этот опыт был использован при выделении слоев в данной работе.

Ниже дается характеристика слоев в стратиграфическом порядке (рис. 2, 3). Возраст М-горизонтов определялся путем их корреляции с ранее датированными региоярусами (горизонтами) палеогена и неогена стратотипического Точилинского разреза, который расположен в 80–100 км севернее данного разреза. Кроме того, были учтены данные последних лет, полученные по планктонным группам (см. ниже). Ниже при описании слоев подчеркиванием выделены количественно преобладающие формы.

Рис. 2.

Стратиграфический разрез среднего эоцена–среднего миоцена бухты Квачина Западной Камчатки и положение в нем слоев с моллюсками (слои 1–16). 1 – конгломераты, гравелиты; 2 – песчаники, в том числе косослоистые; 3 – аргиллиты и алевролиты; 4 – опоковидные алевролиты; 5 – туфогенные породы; 6 – карбонатные конкреции (мелкие и крупные); 7 – экзотические валуны и глыбы; 8 – размывы и несогласия; 9 – остатки фауны и флоры. Цифры в кружках – номера горизонтов крупных карбонатных конкреций. Х-Н – хулгунско-напанские толщи палеоцена–нижнего эоцена (?), П – палеоцен.

Рис. 2.

Окончание

Рис. 3.

Корреляция слоев с моллюсками с горизонтами региональной шкалы кайнозоя Западной Камчатки. Условные обозначения см. рис. 2.

КОРРЕЛЯЦИЯ БИОСТРАТОНОВ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОБСТАНОВКИ

В изученном разрезе, в котором ранее выделялись два стратиграфических подразделения – тигильская и белесоватая “толщи”, по комплексам моллюсков можно выделить ряд кайнозойских горизонтов Западной Камчатки (рис. 3): снатольский (средний эоцен), ковачинский (средний–верхний эоцен), утхолокско-вивентекский (олигоцен), кулувенский (нижний миоцен) и ильинский (средний миоцен) (Решения…, 1998). Однако в разрезе с трудом распознается аманинско-гакхинский горизонт верхнего эоцена–нижнего олигоцена. Для него в Точилинском опорном разрезе (мощность до 1000 м) характерны в большом количестве моллюски Yoldia cerussata, Y. nitida, Y. longissima, Modiolus solea, Papyridea harrimani, Turritella tokunagai и иные виды, которые встречаются и в других районах Тигильского региона. Однако в тигильской толще бухты Квачина они практически отсутствуют, хотя в слоях 5 и, возможно, в слоях 6 все же отмечаются редкие Y. cerussata и Yoldia cf. longissima, обычные для аманинского уровня. Именно это обстоятельство позволяет считать, что мощность аманинско-гакхинского горизонта здесь сокращена или в разрезе имеется размыв.

При общем анализе палеокомплексов моллюсков учитывалось, что они приурочены к определенным трофическим группировкам сублиторали и батиали шельфовой зоны (Кузнецов, 1964). На основании данных по 20 разрезам разных районов Западной Камчатки в снатольском горизонте выявлено порядка 135 видов моллюсков, а в ковачинском – около 45. В комплексах этих горизонтов фиксируется большой процент эндемиков (до 40–60%). Но вместе с тем в одновозрастных образованиях Японии, Сахалина и Северной Америки отмечено много общих видов. Исходя из состава комплексов моллюсков снатольского и ковачинского горизонтов и формаций смежных районов, можно говорить о достаточно тесных связях бентосных сообществ шельфовых зон Северо-Тихоокеанской области. По-видимому, эти коммуникации особенно заметно проявились во время значительной трансгрессии и потепления в среднем–позднем эоцене при относительно широком распространении тепловодных форм (субтропических и тропических) (Гладенков и др., 1991).

Устойчивые связи между Северояпономорским, Охотоморским (Присахалинским) и Прикамчатским бассейнами сохранялись и в олигоцене. Сообщества моллюсков этого возраста с характерными видами родов Yoldia, Nuculana, Delectopecten и других, которые относятся в целом к сравнительно холодноводному типу, широко развиты в указанных районах и прослеживаются в Беринговоморский бассейн, к Корякскому нагорью, Аляске и Североамериканскому побережью (Гладенков и др., 2005). Об относительном похолодании в олигоценовое время может свидетельствовать появление в этой части разреза гальки и глыб, которое связывают с ледовым разносом.

Сообщества моллюсков раннего миоцена (кулувенский горизонт) в общем наследуют олигоценовые биоты, но в них отмечается увеличение доли относительно теплолюбивых форм (до 25% и более) и появляется несколько современных форм (4–6), число которых заметно увеличивается выше по разрезу.

Комплексы моллюсков ильинского горизонта начала среднего миоцена (время климатического оптимума) с типичными тепловодными Arca, Chlamys, Crepidula и пр. тоже четко прослеживаются в Северо-Тихоокеанской области – от Японии до Берингова пролива (Гладенков, Синельникова, 1990). Это свидетельствует о тесных связях шельфовых биот того времени на громадных пространствах этих акваторий и о значительных миграциях донных относительно теплолюбивых комплексов от южных (японских) широт к северным (на 12–15 градусов по широте).

В настоящее время уже изучены палеонтологические остатки других групп (фораминиферы, диатомовые, споры и пыльца с диноцистами) из разреза бухты Квачина, что позволяет проводить его корреляции по разным группам фоссилий (Гладенков и др., 2018). По комплексам фораминифер (данные С.И. Бордунова, Т.В. Дмитриевой и Н.А. Фрегатовой), как и по моллюскам, выделяются практически все горизонты Западной Камчатки от среднего эоцена до среднего миоцена: снатольский, ковачинский, утхолокско-вивентекский, кулувенский, ильинский. Аманинско-гакхинский горизонт верхнего эоцена–нижнего олигоцена выделен в сокращенной мощности. С другой стороны, наличие планктонных групп позволило на основе сопоставления с комплексами зон стратиграфических шкал по кайнозою Мирового океана более точно, чем раньше, определить возраст местных стратонов и положение их границ. Фактически впервые (данные Г.Н. Александровой по диноцистам и А.Ю. Гладенкова по диатомовым) достаточно уверенно намечено положение границ отделов и ярусов: эоцена и олигоцена (в самой верхней части тигильской толщи), нижнего и верхнего олигоцена (рюпеля и хатта), олигоцена и миоцена. Решена важная геологическая проблема – впервые точно установлен возраст базальных пачек этого разреза (как средний эоцен) и подстилающих деформированных толщ (как ранний эоцен, а не мел, как предполагалось раньше). Это сделало возможным определить время и продолжительность проявления крупной фазы тектогенеза на Камчатке, после которой наступила широкая морская трансгрессия (снатольско-ковачинская), захватившая практически всю Камчатку. Данные по бухте Квачина представляются чрезвычайно важными, так как в Точилинском стратотипическом разрезе нижняя часть снатольской свиты не обнажена и проблема возраста ее нижних слоев не была решена. Кроме того, впервые на Камчатке было проведено обоснованное выделение ярусов олигоцена (с их границей внутри белесоватой толщи).

К сказанному следует добавить, что, помимо биостратиграфических, в бухте Квачина были выполнены также изотопные и палеомагнитные исследования, которые существенно дополнили данные по стратиграфическим корреляциям и палеогеографическим обстановкам. Так, изотопное изучение диагенетических карбонатных конкреций, как и раковин морских моллюсков, показало, что в конкрециях в средней части разреза (олигоцен) отмечается относительно повышенное содержание метаногенной углекислоты (Покровский, Гладенков, 2017). Это свидетельствует о сравнительно глубоководных обстановках формирования вмещающих конкреции пород (что подтверждает данные, полученные по моллюскам) и переработке органического вещества, сносимого в морской бассейн. Палеомагнитный анализ (данные В.Ю. Водовозова и В.М. Трубихина) позволил провести корреляцию разреза с палеомагнитными хронами Мировой палеомагнитной шкалы (наилучшие результаты получены для олигоценового интервала, в котором намечены хроны С13–С9). Предложенный вариант корреляции в целом согласуется с биостратиграфическими построениями. Все новые материалы (в частности, по разным палеонтологическим группам разреза) подробно отражены в монографии (Гладенков и др., 2018).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение кайнозойского разреза бухты Квачина Западной Камчатки показало, что при расшифровке особенностей развития морских шельфовых систем Северной Пацифики одно из важных мест, как и раньше, принадлежит бентосным группам, в частности моллюскам. Установление стратиграфической последовательности комплексов (палеосообществ) моллюсков позволяет использовать ее в качестве основы как при расчленении древних толщ отдельных районов на биостратоны, так и при стратиграфической корреляции регионального масштаба в пределах Японско-Сахалинской и Камчатской областей. Это сейчас особенно востребовано при геологическом картировании и бурении в шельфовых зонах.

Но, конечно, сопоставление выявленных планктонных групп с комплексами шкал по кайнозою Северной Пацифики и Мирового океана позволяет более точно, чем раньше, определять возраст местных стратонов и положение их границ. Появление новых и детальных стратиграфических сведений по опорным разрезам кайнозоя данного региона дает возможность лучше понять особенности эволюции морских экосистем региона и использовать эти данные для расшифровки строения осадочных формаций геосинклинального типа.

Источники финансирования. Работа выполнена по теме госзадания ГИН РАН № АААА-А18-118021690155-7, при поддержке проекта РФФИ № 19-05-00361 и проекта Программы фундаментальных исследований Президиума РАН № 17.