Хронологическая модель эволюции континентальной биоты Кузнецкого бассейна в позднем палеозое, основанная на уникальных коллекциях флоры и фауны, и новых данных радиометрического датирования

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-77-10045

НазваниеХронологическая модель эволюции континентальной биоты Кузнецкого бассейна в позднем палеозое, основанная на уникальных коллекциях флоры и фауны, и новых данных радиометрического датирования

Руководитель Уразаева Миляуша Назимовна, Кандидат геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-106 - Палеонтология

Ключевые слова карбон, пермь, палеонтология, континентальная биота, эволюция, стратиграфия, геохронология, радиометрическое датирование, Кузнецкий бассейн

Код ГРНТИ38.29.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на создание хронологической модели развития континентальной биоты Кузнецкого бассейна – южной окраины древнего материка Ангариды в позднем палеозое (330–250 млн лет назад). Временной интервал проекта – более 80 млн лет – включает горообразовательные и вулканические события, гляциальные и эвстатические эпизоды, угленакопление, лавинную терригенную седиментацию, вселение и эволюцию континентальной биоты, массовые вымирания и последующие восстановления. Следы перечисленных событий зафиксированы в непрерывной 10-км угленосной толще Кузнецкого бассейна, содержащей более 400 пластов каменного угля. В течение XX века, интенсивные геологоразведочные работы на каменный уголь, сопровождавшиеся горными выработками, позволили собрать уникальные коллекции флоры и фауны. Коллекции отличаются исключительной полнотой сборов, включают остатки растений, ракообразных, моллюсков, насекомых и рыб, охватывают весь интервал позднего палеозоя. Таксономический состав и стратиграфическая последовательность позднепалеозойской фауны и флоры Кузнецкого бассейна были детально изучены к 1980-м годам XX столетия и положены в основу Региональной стратиграфической схемы. Зональные последовательности флоры и фауны Кузнецкого бассейна традиционно считаются эталоном для всей Ангариды. В то же время прямая корреляция Региональной схемы верхнего палеозоя Кузнецкого бассейна с Общей стратиграфической шкалой России и Международной хроностратиграфической шкалой до сих пор является невозможной. Причина – в изолированности этой территории от Еврамерики и экваториальных областей Тетиса в позднем палеозое и соответствующий эндемизм биоты. Граница между каменноугольной и пермской системами в Кузбассе является дискуссионной и проводится условно внутри балахонской серии. По мнению ряда геологов ошибка сопоставления стратиграфической схемы Кузнецкого бассейна с Международной шкалой может достигать 20 млн лет. Мы планируем ревизовать коллекции фауны и флоры на основе современных методов, уточнить таксономический состав, обновить систематику. Параллельно с этим мы повторим сборы коллекций из типовых, эталонных местонахождений береговых разрезов р. Томь и ее притоков, которые все еще остаются доступными для изучения. Одновременное изучение растений, ракообразных, моллюсков, насекомых и рыб позволит не только уточнить состав биотических ассоциаций, но также установить причины диахронности и разнонаправленности биотических событий, степень эндемизма каменноугольной и пермской флоры и фауны, детализировать биогеографические связи Ангарского материка с Еврамерикой и Казахстанией в каменноугольном и пермском периодах. Сборы коллекций фауны и флоры будут сопровождаться поиском и отбором всех встреченных пепловых прослоев (туфов, бентонитов, тонштейнов). Наши предварительные полевые работы 2019 г. показали присутствие туфов в старокузнецкой свите и тонштейнов в углях тайлуганской и изыхской свит. Цирконы, выделенные из отобранных в 2019 г. проб частично уже датированы, частично находятся на датировании. Выделение цирконов из туфов и тонштейнов и их датирование методом LA-IСPMS (масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией) будет проведено в Казанском федеральном университете. Образцы цирконов из наиболее важных уровней будут датированы методом CA-IDTIMS (химически абразивная - изотопная масс-спектрометрия с термической ионизацией разбавления изотопов) в Лаборатории Геохронологии Фрайбергской Горной академии (Германия); предварительная договоренность об этом имеется. Новые данные по радиометрическому датированию позволят уточнить возраст ассоциаций ископаемых остатков из новых сборов, сопоставить с этим возрастом стратиграфическое положение музейных коллекций, и на этой основе привязать события эволюции континентальной биоты Кузнецкого бассейна к радиометрической шкале времени, оперирующей астрономическими годами. В результате будет уточнена Региональная стратиграфическая шкала верхнего палеозоя Кузнецкого бассейна. Полученные радиометрические датировки позволят напрямую сопоставить ее с Общей стратиграфической шкалой России и Международной хроностратиграфической шкалой. Данный проект дополняет Заявку 22-17-00218 " Точная геохронология пермских биотических и геологических событий Кузнецкого бассейна - ключ к корреляции верхнего палеозоя Ангариды и Еврамерики", поданную В.В. Силантьевым, Я.М. Гутаком и др. в 2021 г. и сфокусированную на литолого-геохимическом и радиометрическом изучении пермского интервала разреза.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бакаев А.С. К РЕВИЗИИ ПЕРМСКИХ ЛУЧЕПЕРЫХ РЫБ ИЗ КАЗАНКОВО-МАРКИНСКОЙ СВИТЫ КУЗБАССА Палеонтологический журнал (год публикации - 2023)

2. Карасев Е.В., Сенников А.Г., Мизинцев Д.С. Ризолиты и признаки педогенеза в отложениях поздней перми Центральной России Палеонтологический журнал (год публикации - 2023)

3. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Тихомирова М., Куликова А.В., Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Бакаев А.С., Жаринова В.В., Наумчева М.А. Первые радиометрические датировки тонштейнов из угленосных отложений Кузнецкого бассейна: U–Pb (LA-ICP-MS и CA-ID-TIMS) геохронология тайлуганской свиты Георесурсы (год публикации - 2023)

4. Бакаев А.С. Revision of Permian Ray-Finned Fishes from the Kazankovo-Markino Formation of the Kuznetsk Basin Paleontological Journal, Вып. 57, № 3, с. 335–342 (год публикации - 2023)
10.1134/S0031030123030036

5. Наумчева М.А. Новый род пермских неморских остракод Восточно-Европейской платформы Палеонтологический журнал (год публикации - 2023)

6. Бакаев А.С. Revision of Permian Ray-Finned Fishes from the Leninsk and Tailugan Formations of the Kuznetsk Basin Paleontological Journal, Том 58, № 1, с. 95–100 (год публикации - 2024)
10.1134/S0031030123060011

7. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Марион Тихомирова, Куликова А.В., Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Бакаев А.С., Жаринова В.В., Наумчева М.А. FIRST RADIOMETRIC DATING OF TAILUGANIAN TONSTEINS FROM COAL-BEARING SUCCESSION OF THE KUZNETSK BASIN Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, p. 34 (год публикации - 2023)

8. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Марион Тихомирова, Александра Касснер, Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Бакаев А.С., Жаринова В.В., Наумчева М.А. RADIOISOTOPIC U-PB DATING OF THE KOLCHUGINO GROUP BASEMENT (KUZNETSK COAL BASIN, SIBERIA) Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, p.35 (год публикации - 2023)

9. Силантьев В.В., Уразаева М.Н. NON-MARINE BIVALVES FROM THE TAILUGANIAN REGIONAL STAGE OF THE KUZNETSK BASIN Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, p.38 (год публикации - 2023)

10. Жаринова В.В. LATE PERMIAN AND EARLY TRIASSIC CONCHOSTRACAN ASSEMBLAGES OF KUZBASS Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, p. 45 (год публикации - 2023)

11. Жаринова В.В. ORNAMENTATION OF LATE CARBONIFEROUS CONCHOSTRACAN SPECIES Cornia salairica Novojilov, 1970 FROM KUZNETSK COAL BASIN Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, p. 46 (год публикации - 2023)

12. Пороховниченко Л.Г. СМЕНА ПЕРМСКИХ ГЕОФЛОР В СИБИРИ: СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting, 2023. Abstract Volume, 2023, с.71 (год публикации - 2023)

13. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Тихомирова М., Кесснер А., Кутыгин Р.В., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Фелькер А.С., Бакаев А.С., Наумчева М.А., Уразаева М.Н., Жаринова В.В. U-Pb Dating of the Kolchugino Group Basement (Kuznetsk Coal Basin, Siberia): Was the Change in Early–Middle Permian Floras Simultaneous at Different Latitudes in Angaraland? Geosciences (Switzerland), Vol. 14, Is. 1, 21 (год публикации - 2024)
10.3390/geosciences14010021

14. Силантьев В.В., Гутак Я.М., Тихомирова М., Кесснер А., Пороховниченко Л.Г., Карасев Е.В., Фелькер А.С., Уразаева М.Н., Жаринова В.В. Позднекунгурский радиоизотопный возраст границы между балахонской и кольчугинской сериями Кузнецкого бассейна (Западная Сибирь, Россия) – дополнительное обоснование валидности уфимского яруса Восточно-Европейской шкалы пермской системы Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки, Т. 165, кн. 4, с. 664–687. (год публикации - 2023)
10.26907/2542-064X.2023.4.664-687

15. Бакаев А.С. Actinopterygians from the continental Permian–Triassic boundary section at Babiy Kamen (Kuznetsk Basin, Siberia, Russia) Palaeoworld (год публикации - 2024)

16. Гутак Я.М., Силантьев В.В., Фелькер А.С. Вулканические породы в разрезах пермской системы Кузбасса Геосферные исследования, №3, с.52-57 (год публикации - 2023)
10.17223/25421379/28/4

17. Карасев Е.В., Уразаева М.Н., Жаринова В.В., Бакаев А.С. Динамика таксономического разнообразия флоры и фауны по данным из угленосной части карбона и перми Кузнецкого бассейна Сборник тезисов Международной конференции Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting 2024 «Современная стратиграфия: методы и приложения» и Восьмой Всероссийской конференции «Верхний палеозой России», посвященных 190-летию со дня рождения Н.А. Головкинского (год публикации - 2024)

18. Давыдов В.И., Карасев Е.В., Попова Е.В., Полетаев В.И. Method of estimating sea-surface paleotemperatures through biotic proxies: A case study in Upper Paleozoic paleoclimatic, paleogeographic and paleotectonic reconstructions of Siberia Ecology and Evolution (год публикации - 2024)
10.1002/ece3.70265

19. Жаринова В.В., Ян Е.В., Стрельникова О.Д., Фелькер А.С. Первые таксономические результаты по пермо-триасовым насекомым и конхостракам из нового местонахождения Алиса, бассейн реки Нижняя Тунгуска Сборник тезисов Международной конференции Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting 2024 «Современная стратиграфия: методы и приложения» и Восьмой Всероссийской конференции «Верхний палеозой России», посвященных 190-летию со дня рождения Н.А. Головкинского (год публикации - 2024)

20. Силантьев В.В., Арбузов С.И., Тихомирова М., Кесснер А., Измайлова А.Х., Ильенок С.С., Соктоев Б.Р., Нургалиева Н.Г., Гутак Я.М., Фелькер А.С., Пороховниченко Л.Г., Елисеев Н.А., Жаринова В.В., Нуриева Е.М., Уразаева М.Н. Первые U-Pb (CA-ID-TIMS) датировки верхнепермского угольного интервала в Минусинском угольном бассейне (Сибирь, Россия) Сборник тезисов Международной конференции Kazan Golovkinsky Stratigraphic Meeting 2024 «Современная стратиграфия: методы и приложения» и Восьмой Всероссийской конференции «Верхний палеозой России», посвященных 190-летию со дня рождения Н.А. Головкинского (год публикации - 2024)

21. Силантьев В.В., Арбузов С.И., Тихомирова М., Кесснер А., Измайлова А.Х., Ильенок С.С., Соктоев Б.Р., Нургалиева Н.Г., Гутак Я.М., Фелькер А.С., Пороховниченко Л.Г., Елисеев Н.А., Жаринова В.В., Нуриева Е.М., Уразаева М.Н. First U-Pb (CA-ID-TIMS) Dating of the Uppermost Permian Coal Interval in the Minusinsk Coal Basin (Siberia, Russia) Using Zircon Grains from Volcanic Ashfalls Minerals (год публикации - 2024)
10.3390/min14100982

22. Пороховниченко Л.Г. О возрасте стратотипа каезовского горизонта по палеоботаническим данным Lethaea rossica. Российский палеоботанический журнал (год публикации - 2025)

23. Наумчева М.А. ПЕРМСКИЕ ОСТРАКОДЫ КУЗНЕЦКОГО БАССЕЙНА: СИСТЕМАТИКА, ЭВОЛЮЦИЯ И МИГРАЦИИ Палеонтологический журнал (год публикации - 2025)

24. Карасев Е.В., Фелькер А.С., Бакаев А.С., Уразаева М.Н., Жаринова В.В. Климат и таксономическое разнообразие позднего карбона и перми Кузнецкого бассейна Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки (год публикации - 2025)

25. Бакаев А.С., Карасева У.И. Об эволюции фауны лучеперых рыб в перми и триасе Кузнецкого бассейна (Сибирь, Россия) Палеонтологический журнал (год публикации - 2025)

Публикации

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Проведено радиометрическое датирование цирконов, выделенных из тонштейнов, которые происходят из ишановской (обр. G23-18) и кемеровской (обр. G23-15) свит. Радиоизотопное датирование CA-ID TIMS цирконов из угольного пласта XXX, залегающего в основании ишановской свиты, показало возраст 292.00±0.43 млн лет. Радиоизотопное LA-ICP MS U-Pb датирование цирконов из этого образца показало близкий результат: выделяются две возрастные популяции каменноугольного-пермского возраста – 323 и 292 млн лет. Радиоизотопный возраст 292.00±0.43 млн лет показывает, что стратиграфический уровень пласта XXX, и нижняя граница ишановской свиты, могут быть сопоставлены со средней частью сакмарского яруса. Радиоизотопное CA-ID TIMS датирование цирконов из тонштейна угольного пласта VI из средней части кемеровской свиты, показало возраст 285.6±0.4 млн лет, что указывает на верхнюю часть артинского яруса. Полученные датировки позволили обновить Региональную стратиграфическую схему перми Кузнецкого бассейна и по-новому представить полную последовательность напластований и их характерных особенностей (рис. 13). Получение абсолютных радиометрических датировок для ряда уровней в сводном разрезе Кузнецкого бассейна позволило впервые создать хронологически точную последовательность значимых событий в эволюции ключевых групп ископаемых организмов. Хронологическая модель развития континентальной биоты позднего палеозоя (330–250 млн лет назад) Кузнецкого бассейна включает последовательность из пятидесяти семи значимых событий и временны интервалов в эволюции ключевых групп ископаемых организмов в пределах южной окраины древнего материка Ангариды. На примере четырех временных интервалов и восьми биотических событий, которые мы считаем важными для понимания развития флоры позднего палеозоя Кузнецкого бассейна проведена оценка изменения их хронологии и продолжительности. Проедена корреляция Региональной схемы перми Кузнецкого бассейна с Международной хроностратиграфической шкалой. Это первый вариант корреляции, в котором учтены данные радиоизотопного датирования. По сравнению с Региональной схемой, утвержденной в 1982–1996, обновленный вариант схемы имеет несколько принципиальных отличий: стратиграфическое положение нижних границ ишановской, кемеровской, старокузнецкой, тайлуганской, мальцевской свит стало более древним; нижнепермская часть обновленной схемы стала включать пять региональных подразделений за счет отнесения кузнецкой подсерии к верхней части кунгурского яруса (уфимский ярус ОСШ); установлен вучапинский возраст основания и большей части тайлуганской свиты и позднепермский (чансинский) возраст самой нижней части мальцевской свиты. Создана обобщающая хронологической модель развития континентальной биоты на основе данных анализа таксономического разнообразия флоры и фауны на фоне изменений климата в позднем палеозое Кузнецкого бассейна. Для подсчета разнообразия использовалась функция DivDyn из одноименного пакета для языка R (Kocsis et al., 2019). Полученные кривые на графиках разнообразия отображают общее разнообразие на родовом уровне на промежутке от 325 до 255 млн лет, рассчитанное для интервалов продолжительностью 5 млн лет.

Публикации