Палеонтологические исследования пограничных отложений девона и карбона Берчогура (западный Казахстан): возможности глобальной корреляции

Объект исследования. Пограничные отложения девона и карбона Берчогурской мульды (Западный Казахстан). Новые данные по фауне аммоноидей, конодонтов, фораминифер из разрезов Берчогура получены при полевых работах в 2018–2019 гг. Цель – выявить эпизоды Хангенбергского события (кризиса) в разрезе Берчогур и скоррелировать уровни появления маркеров нижней границы каменноугольной системы по разным группам фауны в этом разрезе. Методы. Использованы палеонтологический и литологический методы. Результаты. Анализ комплексов фауны и литологических особенностей пород, вскрытых новыми выработками, дал возможность предположить проявление глобального Хангенбергского события и сравнить с фазами этого события в разрезах Западной Европы. Уточнена корреляция зон аммоноидей, конодонтов, фораминифер. Установлено, что первое появление конодонтов вида S. (Eo.) praesulcata в разрезе Берчогур приходится на пачку 2b, а первое появление вида S. (Eo.) sulcata зафиксировано в пачке 3b. Благодаря находкам аммоноидей рода Acutimitoceras пачки 3b и 3c можно сопоставить с верхней частью аммоноидной зоны prorsum, что соответствует уровню появления конодонтов S. (Eo.) sulcata. В разрезе выявлены интервалы, предположительно соответствующие эпизодам глобального Хангенбергского события, и часть послекризисного интервала. Выводы. Предкризисный интервал соответствует расцвету фораминифер зоны Q. kobeitusana substricta и конодонтовым зонам Upper expansa и нижней части Lower praesulcata (пачки 1–2а1). Так называемая прелюдия кризиса отвечает вымиранию квазиэндотирового сообщества фораминифер (экозоне с доживающими Quasiendothyra и верхней части зоны Lower praesulcata (пачка 2а2). Хангенбергское вымирание, или нижний кризисный интервал, соответствует трансгрессивному эпизоду (выраженному глинистыми сланцами пачки 2b) и интервалу большей части зоны Middle praesulcata – нижней части зоны Upper praesulcata. Этот интервал сопоставляется с хангенбергскими черными сланцами Западной Европы. Последующий регрессивный эпизод (пачка 3а) отвечает верхам зоны Upper praesulcata. Пачка с аммоноидеями (слой 3с) и конодонтами зоны sulcata (слои 3b и 3с) и пачка 4 соответствуют трансгрессивной фазе и рассматриваются как эквивалент Штокумского известняка Рейнского массива. 

1. Алексеев А.С. (2023) Таблички Cirripedia из терминального фамена (верхний девон) Берчогура (Западный Казахстан). Палеострат-2023. Годичное собрание (науч. конф.) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения палеонтологического общества при РАН. М.: Палеонтологический ин-т им. А.А. Борисяка РАН, 10-11.

2. Артюшкова О.В., Маслов В.А., Пазухин В.Н., Кулагина Е.И., Тагариева Р.Ч., Мизенс Л.И., Мизенс А.Г. (2011) Типовые разрезы девона и нижнего карбона на западном склоне Южного Урала. Путеводитель полевой экскурсии Междунар. конф. “Биостратиграфия, палеогеография и события в девоне и раннем карбоне” (SDS/IGCP 596 объединенная полевая сессия). Уфа, Виртуал, 92 с.

3. Балашова Е.А. (1945) О фауне и стратиграфии карбона Бер-Чогура. Науч. бюл. Ленингр. ун-та, 3, 22-28.

4. Барсков И.С., Кононова Л.И., Бывшева Т.В., Алексеев А.С. (1988) Граница девона и карбона в разрезе Берчогур (Мугоджары). Граница девона и карбона на территории СССР. (Отв. ред. В.К. Голубцов). Минск: Наука и техника, 171-180.

5. Богословский Б.И. (1988) Эволюция и биохронология аммоноидей на рубеже девона и карбона. Граница девона и карбона на территории СССР. (Отв. ред. В.К. Голубцов). Минск: Наука и техника, 248-254.

6. Бушмина Л.С., Кононова Л.И. (1981) Микрофауна и биостратиграфия пограничных отложений слоев девона и карбона (юг Западной Сибири). Тр. ИГиГ СО АН СССР, 459, 1-123.

7. Гагиев М.Х., Кононова Л.И., Пазухин В.Н. (1987) Конодонты. Фауна и биостратиграфия пограничных отложений девона и карбона Берчогура (Мугоджары). (Ред. В.А. Маслов). М.: Наука, 91-97.

8. Журавлев А.В., Соболев В.Б. (2019) Граница девона и карбона на востоке Печорской плиты (разрезы на р. Каменке и р. Вангыр). Вестн. ИГ Коми НЦ УрО РАН, 10, 16-22. https://doi.org/10.19110/2221-1381-2019-10-16-22

9. Кузина Л.Ф. (1985) К ревизии рода Imitoceras. Палеонтол. журн., 3, 35-48.

10. Кулагина Е.И., Степанова Т.И., Зайцева Е.Л., Горожанина Е.Н., Гибшман Н.Б., Иванова Р.М., Вевель Я.А., Пономарева Г.Ю., Филимонова Т.В. (2018) Атлас фораминифер и микрофаций верхнедевонских – каменноугольных отложений Северной Евразии. Фаменский и турнейский ярусы [Электронное издание сетевого распространения]. М.: ПИН РАН, 205 с. URL: http://ig.ufaras.ru/publikatsii/monografii-i-stati/

11. Мустапаева С.Н., Жаймина В.Я., Куриленко А.В. (2020) Описание разрезов пограничных отложений верхнего девона и нижнего карбона гор Мугалжар (Актюбинская область). Алматы: Satbayev University, 120 с.

12. Николаева С.В., Гатовский Ю.А., Кулагина Е.И., Зайцева Е.Л. (2016) Граница девона и карбона: новые решения старой проблемы. Cов. междунар. рабочей группы в Монпелье, 20–22 сентября 2016 г. Бюлл. МОИП. Отд. геол., 91(6), 66-74.

13. Николаева С.В., Кулагина Е.И., Мустапаева С.Н., Алексеев А.С., Гатовский Ю.А., Кононова Л.И., Ахметшина Л.З., Куриленко А.В., Кащеева Е.Г. (2020) Пограничные отложения девона и карбона в Берчогуре (Западный Казахстан): история исследований, мировое значение, новейшие данные. Бюлл. МОИП. Отд. геол., 95(2), 17-25.

14. Пазухин В.Н., Кулагина Е.И., Седаева К.М. (2009) Граница девона–карбона на западном склоне Южного Урала. Типовые разрезы карбона России и потенциальные глобальные стратотипы. Южноуральская сессия. Материалы Междунар. полевого сов. Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 22-33.

15. Рейтлингер Е.А. (1961) Некоторые вопросы систематики квазиэндотир. Вопр. микропалеонтологии, 5, 31-68.

16. Рейтлингер Е.А., Кулагина Е.И. (1987) Фораминиферы. Фауна и биостратиграфия пограничных отложений девона и карбона Берчогура (Мугоджары). (Ред. В.А. Маслов). М.: Наука, 48-52, 68-75.

17. Розман Х.С. (1960) Стратиграфия фаменских и нижнетурнейских отложений Мугоджар и смежных районов Урала. Изв. АН СССР. Сер. геол., 12, 42-51.

18. Седаева K.М., Рябинкина Н.Н., Кулешов В.Н., Валяева О.В. (2010) Отражение хангенбергского глобального геологического события рубежа девона и карбона в разрезах западного склона Приполярного (р. Кожим) и Южного Урала (р. Сиказа). Литосфера, 6, 25-37.

19. Седаева К.М., Кулешов В.Н., Горожанина Е.Н., Горожанин В.М., Виноградов В.М., Пазухин В.Н. (2008) Хангенбергское глобальное геологическое событие и его отражение в литологии и изотопном составе (δ13С, δ18О) разреза р. Сиказы (Башкортостан Ю. Урал). Биои литостратиграфические рубежи в истории Земли. Тр. Междунар. науч. конф. Тюмень: ТюмГНГУ, 250-255.

20. Фауна и биостратиграфия пограничных отложений девона и карбона Берчогура (Мугоджары) (1987) [Электронное издание сетевого распространения]. (Ред. В.А. Маслов). М.: Наука, 121 c. http://ig.ufaras.ru/?part_id=493,281,446

21. Aretz M. (2021) Late Devonian extinctions. Encyclopedia of Geology. 2nd ed. (Ed. by D. Alderton, S.A. Elias). L.: Academic Press, 628-636. https://doi.org/10.1016/B9780-12-409548-9.12453-4

22. Aretz M., Corradini C. (2021) Global review of the Devonian-Carboniferous Boundary: an introduction. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101, 285-293. https://doi.org/10.1007/s12549-021-00499-8

23. Aretz M., Corradini C. (2023) Moving forward with the redenition of the Devonian/Carboniferous Boundary. strati 2023. 4th Int. Congress on Stratigraphy. Book of Abstracts. Lille: Universitè de Lille, 246-247.

24. Aretz M., Corradini C., Denayer J. (2021) The Devonian-Carboniferous Boundary around the globe: a complement. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101, 633-662. https://doi.org/10.1007/s12549-021-00495-y

25. Barskov I.S., Simakov K.V., Alekseev A.S., Bogoslovsky B.I., Byvsheva T.V., Gagiev M.H., Kononova L.I., Kochetkova N.M., Kuzina L.F., Reitlinger E.A. (1984) Devonian–Carboniferous transitional deposits of the Berchogur section, Mugodzhary, USSR. Cour. Forschungsinstitut Senckenberg, 67, 207-230.

26. Becker R.T., Hartenfels S., Kaiser S.I. (2021а) Review of Devonian-Carboniferous boundary sections in the Rhenish Slate Mountains (Germany). Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101, 357-420. https://doi.org/10.1007/s12549-020-00469-6

27. Becker R.T., Kaiser S.I., Aretz M. (2021б) Review of chrono-, lithoand biostratigraphy across the global Hangenberg Crisis and Devonian–Carboniferous boundary. Devonian climate, sea level and evolutionary events, Geological Society of London, Spec. Publ., 423, 355-386. https://doi.org/10.1144/SP423

28. Clausen C.-D., Korn D. (2008) Höheres Mitteldevon und Oberdevon des nördlichen Rheinischen Schiefergebirges (mit Velberter Sattel und Kellerwald). Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften, 52, 439-481.

29. Clausen C.-D., Korn D., Feist R., Leuschner K., Gross-Uffenorde H., Luppold F.W., Stoppel D., Higgs K., Streel M. (1994) Die Devon/Karbon-Grenze bei Stockum (Rheinisches Schiefergebirge). Geologie und Paläontologie in Westfalen, 29, 71-95.

30. Corradini C. (2003) Late Devonian (Famennian) conodonts from the Corona Mizziu sections near Villasalto (Sardinia, Italy). Palaeontographia Italica, 98, 65-116.

31. Corradini C., Kaiser S.I., Perri M.C., Spalletta C. (2011) Protognathodus (Conodonta) and its potential as a tool for defining the Devonian/Carboniferous boundary. Rivista Italiana di Paleontologia e Stratigrafia, 117(1), 15-28.

32. Corradini C., Spalletta C., Mossoni A., Matyja H., Over D.J. (2017) Conodont across the Devonian/Carboniferous boundary: A review and implication for the redefinition of the boundary and a proposal for an updated conodont zonation. Geol. Mag., 154(4), 888-902. https://doi.org/10.1017/S001675681600039X

33. Denayer J., Prestianni C., Mottequin B., Hance L., Poty E. (2021) The Devonian–Carboniferous boundary in Belgium and surrounding areas. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101, 313-356 (2021). https://doi.org/10.1007/s12549-020-00440-5

34. Gatovsky Yu.A. (2015) Famennian–Tournaisian boundary on the western slope of the South Urals, Russia: new look. Strata. Série 1, 16. IGCP596–SDS Symposium, 51-52.

35. Hartenfels S., Becker R.T., Herbig H.-G., Qie W., Kumpan T., Vleeschouwer D. de, Weyer D., Kalvoda J. (2022) The Devonian-Carboniferous transition at Borkewehr near Wocklum (northern Rhenish Massif, Germany) – a potential GSSP section. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 102, 763-829. https://doi.org/10.1007/s12549-022-00531-5

36. Hou H., Ma X., Zhou H., Ogg J.G., Shen Ya. (2022) The End-Devonian Hangenberg Event and its aftermath in South China: Stratigraphic and sedimentary records from shallow to deep water facies. Earth Sci. Rev., 232, 104137. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.104137

37. Kaiser S.I. (2009) The Devonian/Carboniferous stratotype section La Serre (Montagne Noire) revisited. Newslett. Stratigraphy, 43, 195-205.

38. Kaiser S., Aretz M., Becker R.T. (2021) The global Hangenberg Crisis (Devonian-Carboniferous transition): review of a first-order mass extinction. Devonian climate, sea level and evolutionary events, Geological Society London, Spec. Publ., 423, 387-437.

39. Kaiser S., Kumpan T., Rasser M.W. (2019) High resolution conodont biostratigraphy in two key sections from the Carnic Alps (Grüne Schneid) and Graz Paleozoic (Trolp) – implication for biozonation concept at the Devonian-Carboniferous boundary. Newslett. Stratigraphy, 53(3), 249-274. https://doi.org/10.1127/nos/0520

40. Kulagina E.I. (2013) Taxonomic diversity of foraminifers of the Devonian-Carboniferous boundary interval in the South Urals. Bull. Geosci., 88(2), 265-282.

41. Kulagina E.I., Zaytseva E.L., Vevel Ya.A., Stepanova T.I., Gibshman N.B., Nikolaeva S.V., Kononova L.I., Plotitsyn A.N. (2021) The foraminiferal zonal scale of the Devonian–Carboniferous boundary beds in Russia and Western Kazakhstan and its correlation with ammonoid and conodont scales. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 101(2), 561-588. https://doi.org/10.1007/s12549-020-00439-y

42. Nikolaeva S.V., Kulagina E.I., Mustapaeva S.N., Alekseev A.S., Gatovsky Yu.A. (2019) The Devonian-Carboniferous Boundary sections in the Berchogur Depression (Mugodzhary Mountains, Western Kazakhstan). Kölner Forum Geol. Paläont., 23. 19th Int. Congress on the Carboniferous and Permian. Abstracts, 242-243.

43. Nikolaeva S.V., Kulagina E.I., Mustapayeva S.N., Alekseev A.S., Gatovsky Yu.A., Denayer J., Ohar V., Kurilenko A.V., Mychko E.V., Zhaimina V.Ya. (2022) Progress in the study of the Devonian-Carboniferous boundary sections in the Berchogur Depression (Mugodzhary Mountains, Western Kazakhstan). Paläontologische Zeitschrift, 96, 415-447. https://doi.org/10.1007/s12542-022-00611-z

44. Nikolaeva S.V., Mustapayeva S.N. (2018) The Devonian-Carboniferous boundary locality in Berchogur (Western Kazakhstan) revisited. Subcommission on Devonian Stratigraphy, Newslett., 33, 31-34.

45. Paproth E., Feist R., Flajs G. (1991) Decision on the Devonian-Carboniferous boundary stratotype. Episodes, 14(4), 331-336.

46. Sandberg C.A., Dreesen R. (1984) Late Devonian icriodontid biofacies models and shallow-water conodont zonation. Geol. Soc. Amer., Spec. Paper, 196, 143-178. https://doi.org/10.1130/SPE196-p143

47. Sandberg Ch.A., Streel M., Scott R.A. (1972) Comparison between conodont zonation and spore assemblages at the Devonian–Carboniferous boundary in the western and central United States and in Europe. Compte Rendu, 1, 179-203.

48. Söte T., Hartenfels S., Becker R.T. (2017) Uppermost Famennian stratigraphy and facies development of the Reigern Quarry near Hachen (northern Rhenish Massif, Germany). Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments, 97, 633-654.

49. Spalletta C., Perri M.C., Over D.J., Corradini C. (2017) Famennian (Upper Devonian) conodont zonation: Revised global standard. Bull. Geosci., 92(1), 31-57.

50. Ziegler W. (1962) Taxionomie und Phylogenie oberdevonischer Conodonten und ihre stratigraphische Bedeutung. Abhandlungen des hessischen Landesamtes für Bodenforschung, 38, 1-166.

51. Ziegler W., Sandberg C.A. (1984) Palmatolepis-based revision of upper part of standard Late Devonian conodont zonation. Geol. Soc. Amer., Spec. Paper, 196, 179-194.

52. Ziegler W., Sandberg C.A. (1990) The late Devonian standard conodont zonation. Courier Forschungsinstitut Senckenberg, 121, 1-115.