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 24-27-00186
НазваниеРасцвет и угасание тургайской флоры в олигоцене и миоцене на юге Западно-Сибирской равнины (по палинологическим данным)
Руководитель Кузьмина Ольга Борисовна, Кандидат геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-104 - Стратиграфия
Ключевые слова тургайская флора, олигоцен, миоцен, палинология, стратиграфия, функциональные типы растительности, Ишимская равнина, Барабинская низменность, Западно-Сибирская равнина
Код ГРНТИ38.29.23 38.31.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Умеренно-теплолюбивая тургайская флора была широко распространена на территории Западной Сибири и Казахстана в олигоцене и миоцене, она пришла на смену эоценовой субтропической вечнозеленой растительности. Максимального расцвета эта флора достигла в олигоцене, а в миоцене начинается ее деградация, постепенное замещение смешанных мезофильных лесов степными и лесостепными ландшафтами.
Надо признать, что мы пока что слабо представляем особенности динамики и эволюции тургайской флоры в олигоцене и миоцене Западной Сибири. Ранее считалось, что на всей этой территории в олигоцене и начале миоцена были равномерно распространены смешанные хвойно-широколиственные мезофильные леса с преобладанием в их составе хвойных пород древесных (сосновых), а на протяжении раннего и позднего олигоцена растительность в Западной Сибири не претерпевала каких-либо заметных изменений. Однако исследования последних лет, основанные на применении нового подхода (анализ функциональных типов растительности), говорят об обратном. Олигоценовая и миоценовая растительность Западно-Сибирской равнины, вероятно, не была однородна по своему составу и экологическим особенностям на всей территории этого региона. Для выявления неравномерностей в распределении растительного покрова и выяснения причин этого, необходимо изучить таксономический состав палинофлоры из олигоценовых и миоценовых отложений, развитых в краевых частях Западно-Сибирской равнины - на юго-западе (Ишимская равнина) и юго-востоке (Барабинская низменность), сравнить между собой одновозрастные флоры с применением новых методов и подходов.
Континентальные отложения олигоцена и миоцена Западной Сибири представляют собой уникальный природный архив, отражающий историю развития природной среды и климата в кайнозое. По результатам биостратиграфических исследований будут разработаны предложения для внесения уточнений в региональную стратиграфическую схему палеогеновых и неогеновых отложений Западно-Сибирской равнины, ревизия которой давно назрела. Реконструкция олигоценовой и миоценовой растительности будет выполнена на основе анализа новых палинологических данных с применением принципиально нового подхода, а именно с выделением спектров функциональных типов растительности (ФТР). Для выявления степени неоднородности распределения растительности на юго-западе и юго-востоке Западно-Сибирского палеобассейна будут построены ФТР-спектры для основных временных срезов (ранний олигоцен, поздний олигоцен, ранний миоцен, средний миоцен, поздний миоцен).
Проведенные исследования позволят получить новые сведения о характере распределения тургайской флоры в олигоцене и миоцене в Западной Сибири. Сравнительный анализ новых палинологических данных с применением нового подхода (ФТР) может дать много новых полезных сведений об эволюции тургайской флоры в Азиатской части Евразии.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В 2024 г. палинологическим методом изучены опорный разрез верхнепалеогеновых и неогеновых отложений на севере Кулундинской равнины, вскрытый скв. 2 (пос. Озерянка, Новосибирская обл.) и миоценовые отложения скв. 2 (с. Омутинское, Тюменская обл.) и скв. 4 (с. Большое Сорокино, Тюменская обл.), пробуренных в пределах Ишимской равнины. Детальный палинологический анализ позволил уточнить возраст отложений, сопоставить их c отложениями сопредельных территорий. Реконструированы условия осадконакопления, выявлены перестройки в растительных сообществах, происходившие в результате постепенного изменения климата в позднем эоцене, олигоцене и неогене на юге Западной Сибири.
Полученные данные о составе микрофитопланктона из тавдинской свиты на севере Кулундинской равнины позволили сделать важный вывод о границах распространения Западно-сибирского морского бассейна в приабоне. Верхняя часть упоминаемой свиты содержит представительный комплекс диноцист, включающий стратиграфически важные виды Rmombodinium perforatum, R. longimanum, характерные для динозоны Thalassiphora reticulata позднего приабона (Яковлева, Александрова, 2013). Это говорит о том, что трансгрессия морского Западно-сибирского бассейна в приабоне охватывала гораздо большие площади, чем это считалось ранее, она включала также и северные районы современной Кулундинской равнины. В этой части Западной Сибири трансгрессия была менее продолжительной, поскольку не обнаружен зональный вид Thalassiphora reticulata, в разрезе отсутствуют отложения, соответствующие самому концу приабона.
Палинологические данные позволили оценить и другие перерывы в осадконакоплении – на севере Кулундинской равнины отсутствуют отложения с самым ранним олигоценовым комплексом Pinaceae, Quercus graciliformis (Унифицированные…, 2001). На тавдинской свите с размывом залегают пески нижнеолигоценовой атлымской свиты с комплексом Carya spackmania-Carpinus perfectus-Tilia, который выявлен лишь из подошвы свиты. Выше по разрезу пески уже не содержат пыльцу Carya spackmania, поэтому эти отложения методически неверно сопоставлять с региональной палинозоной СПЗ-12 Pinaceae-Carya spackmania (Унифицированные…, 2001). Полученные данные необходимо учитывать при корреляции разрезов и редактировании региональной зональной шкалы Западно-Сибирской равнины по спорово-пыльцевым данным - палинозону СПЗ-12 не следует распространять на весь атлымский горизонт.
Верхнюю часть нижнеолигоценовой новомихайловской свиты в скв. 2 (п. Озерянка), содержащую палинокомплекс с низкой концентрацией пыльцы хвойных и высокой долей пыльцы широколиственных, по-видимому, следует датировать концом второй половины раннего – началом позднего олигоцена. В пользу более молодой возрастной датировки этих отложений говорит и появление в них единичных диноцист рода Pseudokomewuia, характерных для конца раннего – позднего олигоцена Китая (Не, 1980).
Моновидовой комплекс с пресноводными цистами динофлагеллат Pseudokomewuia sp. 1 выявлен в кровле журавской свиты в скв. 2 (п. Озерянка). Массовая встречаемость диноцист в этом интервале разреза отражает цветение динофитовых водорослей, вызванное привносом питательных веществ с берега. Это событие можно использовать для корреляции отложений позднеолигоценового возраста в Западной Сибири, слои с диноцистами рода Pseudokomewuia следует ввести в региональную стратиграфическую схему нового поколения.
Наиболее значимые изменения в структуре спорово-пыльцевых спектров в изученных разрезах континентальных олигоценовых и неогеновых отложений юга Западно-Сибирской равнины, выразившиеся в увеличении пыльцы древесных мелколиственных растений и спор папоротников, зафиксированы в кровле абросимовской свиты, находящейся в настоящее время на уровне нижнего миоцена (Унифицированные…, 2001). По-видимому, именно этот рубеж, хорошо прослеживаемый в разрезах Западной Сибири, и следует соотносить с границей олигоцена и неогена по палинологическим данным в регионе.
Впервые выявленный из таволжанской свиты на севере Кулундинской равнины палинокомплекс с Alnus-Laevigatosporites-Sigmopollis среднего-верхнего миоцена позволил провести прямые сопоставления с близким по составу и структуре комплексом, выявленными ранее из ишимской свиты на юго-западе Западно-Сибирской равнины (Ишимский литофациальный район) (Кузьмина и др., 2019). Полученные данные также следует отразить в региональной схеме нового поколения.
Одним из значимых результатов, полученных в 2024 г. в ходе выполнения проекта являются находки ископаемой пыльцы предковых форм катайи, входивших в состав тургайской флоры, развитой на юге Западной Сибири в олигоцене и миоцене. Ревизия пыльцы голосеменных растений в спорово-пыльцевых спектрах изученных разрезов показала, что часть двухмешковой пыльцы хвойных обладает рядом морфологических признаков, позволяющих сравнивать ее с пыльцой современной Cathaya argyrophylla Chun et Kuang. Эти палиноморфы относятся к реликтовой растительности, развитой в настоящее время в условиях влажного субтропического климата на юге Китая, и являются важными климатическими индикаторами. Палиноморфы отнесены к виду Abietineaepollenites sellowiiformis (Zaklinskaja) Doweld 2018, который описан на новом обширном материале (Кузьмина, Никитенко, 2024). Прослежено распространение такой пыльцы в разрезе континентального палеогена и неогена на севере Кулундинской равнины и в неогене Ишимской равнины (Западная Сибирь). Установлено, что максимальные концентрации пыльцы A. sellowiiformis (до 23,7% в комплексе) приурочены к верхам олигоцена и нижнему миоцену, последнее ее появление зафиксировано в среднем-верхнем миоцене. Максимальную приуроченность такой пыльцы к кровле журавской - низам абросимовской свит можно использовать в качестве признака для корреляции разрезов. Потенциально таксон пригоден для того, чтобы ввести его в состав региональной палинозоны абросимовского горизонта Западной Сибири. Обилие пыльцы A. sellowiiformis в верхах журавской – нижней части абросимовской свит служит дополнительным свидетельством того, что климат в конце журавского – начале абросимовского времени оставался еще достаточно теплым и влажным. Вероятно, низы абросимовской свиты формировались еще в позднем олигоцене, в то время как для верхней части этой свиты характерно значительное увеличение доли пыльцы мелколиственных древесных, что говорит о похолодании на этом уровне, соотносимым с границей олигоцена и неогена. Полученные данные расширяют наши представления об ареале произрастания предковой формы катайи и ее роли в растительных сообществах Центральной Азии в кайнозое. Находки такой пыльцы и изучение ее распространения в разрезе олигоцена и неогена Западной Сибири дают нам дополнительные возможности для биостратиграфического расчленения разрезов по палинологическим данным, а также для целей внутри- и межрегиональной корреляции.
Публикации
1.
Кузьмина О.Б., Никитенко Б.Л.
Первые находки ископаемой пыльцы предковых форм хвойных Cathaya, современного реликта и климатического индикатора, в палеогене и неогене Западной Сибири (Кулунда)
Доклады РАН. Науки о Земле. , Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. Т. 518. № 10. С. 96-105. (год публикации - 2024)
10.1134/S1028334X24602177
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Выполнен палинологический анализ олигоценовых и миоценовых отложений трех скважин, расположенных в пределах Ишимской равнины на юге Западной Сибири. Установлено, что верхнеолигоценовую туртасскую свиту во всех изученных скважинах характеризуют палинокомплексы с высоким содержание пыльцы формального рода Abietineaepollenites, которую, как считается, могли продуцировать предковые формы хвойных деревьев, близких современной Cathaya – реликта, произрастающего во влажном субтропическом климате на юге современного Китая. Впервые прослежено распределение такой пыльцы в разрезе олигоценовых и миоценовых отложений в Ишимском литофациальном районе Западной Сибири. Она постоянно встречается в спектрах туртасской и абросимовской свит, однако распределена по разрезу неравномерно – максимальное ее содержание в разрезах приурочено к туртасской свите (верхний олигоцен), а в абросимовской свите (нижний миоцен) содержание ее резко снижается. Находки пыльцы формального рода Abietineaepollenites в Западной Сибири расширяют наши знания о распространении предковых форм современной Cathaya в кайнозое азиатской части Евразии, а также служат важным дополнительным признаком для корреляции отложений.
Впервые в олигоценовых и миоценовых отложениях на юге Западной Сибири, обнаружена пыльцы трехбороздно-порового строения, обладающая характерными морфологическими особенностями, позволяющими отнести ее к роду Decodon (Lytraceae). Ранее пыльца этого рода никогда не упоминалась в палинологической летописи палеогена и неогена Западной Сибири, в то время, как семена рода Decodon хорошо известны из множества местонахождения в этом регионе (Никитин, 2006). Выделен и монографически описан новый вид рода Decodon (по пыльце) – Decodon kulundinensis sp. nov. Kuzmina (Кузьмина и др., 2026, в печати), прослежено его распространение по разрезу. Находки такой пыльцы в Западной Сибири дополняют палеонтологическую летопись рода Decodon, насчитывающую около 78 млн. лет, что делает более достоверными оценки палеобиогеографического распределения представителей этого рода во времени и пространстве, а также их миграции между континентами в кайнозое.
На основе полученных палинологических данных были построены спектры функциональных типов растительности (ФТР) для 12 временных срезов в интервале от раннего олигоцена до позднего миоцена для трех смежных районов на юге Западной Сибири – Ишимского (ИЛР), Барабинского (БЛР) и Кулундинского (КЛР) литофациальных районов, позволяющие оценить разнообразие климатических условий и эволюцию тургайской флоры в регионе. Полученные спектры ФТР подтверждают высокое разнообразие как широколиственных, так и хвойных таксонов, характерное для растительности тургайского типа.
Установлено, что значительно разнятся флоры начала второй половины раннего олигоцена (первая половина атлымского времени) – наиболее суровые климатические условия характерны для ИЛР. Похолодание второй половины атлымского времени выразилось в сокращении доли теплых неморальных ФТР и увеличении доли бореальных листопадных ФТР. Во второй половине раннего олигоцена распределение основных ФТР во всех трех зонах остается сопоставимым и только в конце раннего олигоцена в БЛР и КЛР реконструируются более засушливые климатические условия.
В начале позднего олигоцена близкими по структуре остаются флоры двух районов (БЛР и КЛР), где преобладающими являются листопадные неморальные ФТР, в то время как в ИЛР доминируют разнообразные хвойные сообщества – в этом районе, очевидно, климат был более прохладным и влажным. Во вторую половину позднего олигоцена существенных изменений в структуре растительных сообществ БЛР и КЛР не наблюдается, и только в ИРЛ происходит небольшое сокращение доли хвойных сообществ и рост неморальных листопадных ФТР, что, по-видимому, обусловлено потеплением.
В начале раннего миоцена (абросимовское время) во флорах всех трех районов, по сравнению с поздним олигоценом, сократилась доля листопадных неморальных и увеличилась доля хвойных ФТР, что указывает на похолодание. Особенно заметные изменения коснулись флоры ИРЛ, в ней процент теплых неморальных ФТР значительно снизился. Структура раннемиоценовых растительных сообществ в начале абросимовского времени во всех трех районах остается сопоставимой, отличительной чертой БЛР и КЛР является более высокий процент теплых неморальных ФТР.
В раннем-среднем миоцене (бещеульское время) для флоры КЛР характерен низкий процент бореальных вечнозеленых ФТР, но довольно высокий процент неморальных листопадных, климатические условия были более теплыми, чем в других районах. В БЛР в это время доминирующими выступают такие ФТР, как холодные вечнозеленые и неморальные листопадные.
В среднем-позднем миоцене в первую половину таволжанского времени в БЛР доминируют холодные вечнозеленые, в то время как в КЛР их доля значительно ниже. Структура неморальных листопадных ФТР близка в этих двух районах, отличие лишь в том, что в БЛР значительно выше процент таких неморальных листопадных, как Alnus, Salix, что говорит о более влажных условиях в БЛР в это время. Во вторую половину таволжанского времени структура растительных сообществ значительно меняется – начинают преобладать неморальные листопадные ФТР с Alnus и Salix. В КЛР условия были более засушливыми – доля пустынных ФТР здесь самая высокая. В позднем миоцене (павлодарское время) доминирующими во флоре КЛР являются пустынные, степные и бореальные листопадные ФТР.
Анализ ФТР показал, что все три исследованных района демонстрируют в целом схожие временные закономерности в эволюции разнообразия древесных, кустарников и травянистых в течение олигоцена и миоцена, однако, соотношение прежде всего неморальных листопадных и вечнозеленых хвойных ФТР во флорах меняется в зависимости от возраста и регионального положения этих флор. Отличия в структуре сообществ указывают на неоднородность в распределении тепла и осадков в олигоцене и миоцене в южной части Западно-Сибирской равнины. Результаты анализа ФТР позволили нам количественно оценить пространственное расположение различных типов растительности в олигоцене и миоцене на территории юга Западно-Сибирской равнины, а также определить основные временные тенденции эволюции тургайской флоры в этом регионе.
Результаты, полученные в ходе проекта, освещались на Палеоботаническом онлайн-семинаре, который регулярно проводится на базе ПИН РАН, г. Москва
https://www.youtube.com/watch?v=vFzwArqaJSg&t=1s
Публикации
1.
Кузьмина О.Б., Никитенко Б.Л.
Первые находки ископаемой пыльцы предковых форм хвойных Cathaya, современного реликта и климатического индикатора, в палеогене и неогене Западной Сибири (Кулунда)
Доклады РАН. Науки о Земле. , Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. Т. 518. № 10. С. 96-105. (год публикации - 2024)
10.1134/S1028334X24602177
Возможность практического использования результатов
Результаты проекта будут использованы при подготовке региональной стратиграфической схемы палеогеновых и неогеновых отложений Западно-Сибирской равнины нового поколения, являющейся основой для проведения геолого-съемочных и поисковых работ.