 | ГРАНИЦА GSSP СРЕДНЕ КАМЕННОУГОЛЬНОГО ВОЗРАСТА В ТРАНСГРЕССИВНО-РЕГРЕССИВНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ |
ГРАНИЦА GSSP |
Conodont (reconstruction) |
|
Внутрикарбоновая граница между миссисипийской и пенсильванийской толщами расположена на высоте 82.90 м над кровлей формации Battleship Wash в нижней Bird Spring формации и связана с первым появлением конодонтов. Граничный горизонт GSSP лежить в известняках shallow neritic sedimentation и помечен образцом 61В. Этот горизонт и вся биостратиграфическая последовательность шельфа здесь представлена значительно лучше, чем в классическом обнажени в Европе (Namurian Outcrop). К тому же у Великобритании недостаток с окаменелостями unicornis и noduliferusprimus в зоне конодонтов в Edale и Stonehead, что указывает на перерыв в осадконакоплении в пределах Британского аммонитоидного эквивалента в переходе к unicornis через noduliferus-primus conodont зоны, а это уменьшает значение разреза. Таким образом, Арроу Каньон стал базовым разрезом для стандартизации каменноугольной хронологии во всем мире. Доступ для изучения этой точки неограничен.
Конодонт выбран как всемирный маркер пенсильванской границы, потому что он является космополитическим видом, встречающимся в изобилии в большинстве морей и облегчает разделение глубоководных и мелководных сред, а также карбонатных и обломочных фаций. Его полезность для межконтинентальной корреляции закреплена в Мадриде в 1983г. Соперником конодонта за мировой маркер некоторое время были Adetognathus lautus и Adetognathus unicornis .
Средне каменноугольная граница Арроу Каньона составлена из многочисленных отложений ледникового типа (гляцио-эвстатических) и мелководных, трансгрессивно-регрессивных рядов. Граница создается в пределах продолжающегося отложения мелководных осадков и здесь представлены две ключевые шельфовые (basinal) секции с аммоноидной (ammonoid) фауной.
ЛИТОСТРАТИГРАФИЯ
Нижняя часть формации Bird Spring, содержащая граничный горизонт, состоит из трансгрессивно-регрессивных последовательностей. Пять из этих последовательностей расположены близко к границе. Это отложения открытой морской воды, оффшорного мелководья (shallow-neritic до lower intertidal settings) в приливной зоне заливов и подветренной стороны. Мелководье или барьерные острова богаты ооидами (ooids), характерными для пляжей очень высокой энергии.
Выше погодной волны находится приливно-отливная зона, формировавшая косую слоистость (crossbedding). Красные морские водоросли существенно более обильны чем зеленые (green codiacian algae), отсюда следует, что большинтво grainstone и packstone рождены в умеренных водных глубинах (средняя часть зоны euphotic). Перекрытые стратифицированным песчаником единицы имеют прибрежный (shoreface) характер.
Верхние части отложений в районе GSSP, главным образом известковые wackestone и packstone, показывают lower energy settings (много фораминифер, гастропод, морских водорослей и cortoids). Еще выше разрез обогащен оодами, сохраненными в скелетной извести wackestone. Большинство оод развивается в водоемах высокой энергии в водных глубинах меньше чем 2 м, но они могут встречаться и до глубин в 15 м на пляжах высокой энергии, мелководье или приливно-отливном канале, поэтому логически следует вывод о мелководной среде отложения осадков.
Эти единицы гранулированы палеопочвой (paleosol). Многочисленные фации палеопочв (nodular- granular peds, pedogenic breccias, argillic cutans, root channels и rhizocretions) свидетельствуют об обширной глеизации (gleization), а отсутствие первичной осадочной структуры –болотистое (pedogenic) происхождение единицы, что укреплено присутствием диссолюций (dissolution ) –наличием мелких карстовых особенностей (rundkarren), которые развиваются под почвой и заполняются песком при размыве почвенного слоя. Обширная глеизация зарегистрирована зеленоватым-серым цветом фаций на остатках из палево красных отложений.
При исследовании тонкой секции обнаружено наличие карбонатных конкреций морского известняка с микроокаменелостями, а не на месте (insitu) осажденного из плазмы почвы карбоната, производящего глобулы. Однако верхние почвы все же демонстрируют такое осаждение. Большинство палеопочв включает только нижнюю часть горизонта C (из профиля в A, B и C), остальные почвенные слои разрушены. Стратиграфическое отношение конгломератных фаций к палеопочвам указывает на наличие приливной зоны.
СТРАТИГРАФИЯ
В районе миссисипийско-персилванской границы определено несколько типов последовательностей. Отмечено, что нижние границы трансгрессивно-регрессивных последовательностей развиты на субвоздушных поверхностях эрозии (вершины почв). TST (transgressive systems tracts) нельзя дифференцировать от более низкой части регрессивных систем (RST), потому что максимум затопляющей поверхности ясно не развит, но в последовательности, которая содержит границу стратотипа, вершина TST помещена в переход от pelmatozoan lime grainstone к mixed-skeletal lime grainstone и перекрывающему brachiopod lime packstone - wackestone (TST/RST переход). Эта граница опознаваема по всей Северной Америке, однако в Арроу Каньоне имеется несогласие между последовательностями прямо около границы, есть пауза короткой продолжительности, хотя соседние горизонты и лежат в пределах одной зоны noduliferus-primus conodont: здесь документируется береговая линия с приливной зоной (supratidal facies) и конгломератом между граничными 8.63 и 8.90 м. Точно так же верхние и нижние слои, включающие границу, делают запись береговых линий, но испытывают недостаток в характеристике высоко-приливной-зоны с литофациями peritidal-supratidal (fenestral cryptalgal laminites, evaporites, водорослевых известняковых wackestone, отложениях stromatolitic). Палепочвы развиты на обнаженных морских известняках и содержатся в разрезе как литореликт. Отсутствие карбонатов высоко-приливной-зоны демонстрирует запись принудительных регрессов, следующих за быстрыми эвстатическими колебаниями от оледенения в Гондване.
БИОТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАНИЦЫ
Conodonts
Из-за его синхронного появления на всех шельфах в бассейновых фациях во всем мире, Declinognathodus noduliferus s. l. был признан ведущим маркером стратиграфической границы средне каменноугольного периода.
Foraminifers
Приграничные пласты содержат обильную сборку фораминифер, где господствуют eosigmoilines Eosigmoilina robertsoni и Brenckleina rugosa. Эти две разновидности –индикаторы самого позднего миссисипианского времени, но они исчезли только в образцах 62 и 63 чуть выше GSSP границы появления конодонта. Эти же самые отношения отмечены в Айдахо и на Аляске.
Globivalvulina bulloides( ответвление от Biseriella parv), появляется выше границы в образце 67, хотя в Японии (Mizuno и Ueno, 1997), арктической Аляске, Пиренеях и возможно Донецком угольном бассейне эта фораминифера появляется немного ниже границы. Поэтому, хотя G. bulloides - полезный маркер, она маркирует лишь приблизительную границу.
Millerella pressa и M. marblensis появляются соответственно в образцах 83 и 85 (8.75 и на 9.75 метров выше GSSP). Они, вероятно, развились от примитивной Millerella, которая сначала появилась в поздне миссисипианское время.
Cephalopods
Webster & Lane (1967) фиксировали возникновение аммоноидов в Арроу Каньоне и близлежащих секциях в нижележащих породах поздне миссисипианской серии.
Палинология
Пыльца и споры не обнаружены ни в одном из siliciclastic образцов, но их отсутствие скорее всего вызвано окислением в условиях сегодняшней пустыни. Буровая скважина (Texaco Federal No. 1, SEC. 18-T12SR65E, Lincoln Co., Nevada) в 15 км к северу от Арроу Каньона установила палиноморфию всюду в пределах формаций Indian Springs-нижний Bird Spring и эта важная группа окаменелостей калибрована и в граничной секции.
Брахиоподы
Брахиоподы очень полезны для очерчивания границы. Gordon et al. (1982) отметили четыре географически отличных последовательности брахиоподы в пределах Соединенных Штатов. В Большом Бассейне, и Арроу Каньоне выделяется зона Rhipidomella nevadensis поздне миссисипианского возраста, захватывающая и средне карбоновую границу GSSP, где над ней лежит зона Rugoclostus ранне пенсильванского возраста. Верхняя зона Rhipidomella nevadensis широко использовалась ранее картографами USGS для маркировки границы миссисипи-пенсильвании локально, в пределах Большого Бассейна.