ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2015, № 3, с. 3-12
УДК 546.26.54.02:551.72
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА ОРГАНИЧЕСКИХ ФОССИЛИЙ ПОЗДНЕГО ДОКЕМБРИЯ-РАННЕГО КЕМБРИЯ СИБИРСКОЙ И ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМ
© 2015 г. С. Б. Фелицын, |Т. Н. Герман
Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, Санкт-Петербург e-mail: felitsyn@peterlink.ru
Поступила в редакцию 20.03.2014 г. Принята к печати 24.06.2014 г.
Изучение изотопного состава углерода микро- и макрофоссилий, а также рассеянного осадочного вещества (керогенов), выделенного посредством кислотной мацерации из глинистых сланцев трех разрезов рифея, венда и кембрия Сибирской и Восточно-Европейской платформ, показало одинаковые значения 513Сопг для фоссилий из одного образца. Причиной обнаруженного сходства изотопного состава остатков организмов различной природы (водоросли, животные, бактериальные маты) может быть одинаковый механизм фракционирования изотопов углерода морскими и континентальными организмами в позднем докембрии и раннем кембрии.
DOI: 10.7868/S0031031X15030058
В венд-кембрийских терригенных отложениях Московской синеклизы Восточно-Европейской платформы широко распространены органические макрофоссилии — бактериальные маты, сапропелевые пленки, вендотениды и сабеллидити-ды. Особенности осадконакопления на северо-западе и в центре платформы в позднем докембрии—раннем кембрии и слабое температурное воздействие на постседиментационной стадии определили исключительно хорошую сохранность органических макрофоссилий: сапропелевые пленки и трубки сабеллидитид эластичны даже в воздушно-сухом состоянии. Сопоставимые по степени сохранности органические остатки присутствуют в отложениях верхнего рифея Восточной Сибири — в лахандинской серии Юго-Восточной Якутии и в мироедихинской свите Ту-руханского района.
Разнообразие, обилие и степень сохранности органических остатков в вышеуказанных страто-типических разрезах позднего докембрия позволяют использовать данные объекты для определения изменчивости изотопного состава органического углерода отдельных фоссилий. Целью работы является определение изотопного состава углерода организмов разной морфологии и таксономического положения из опорных разрезов неопротерозоя Восточно-Европейской и Сибирской платформ и оценка возможности применения данных по изотопному составу углерода для палеоэкологических реконструкций.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Восточно-Европейская платформа
В алевро-аргиллитах лежской свиты нижнего кембрия из опорного разреза Гаврилов-Ям (скв. № 2) центральной части Московской синеклизы (рис. 1) в большом количестве содержатся органические трубчатые оболочки светло- и темно-коричневого цвета длиной до 70 мм и шириной 0.5—3.0 мм (Соколов, 1967). Наружная поверхность трубок гладкая или морщинистая, сегментация отсутствует. Подобные макрофоссилии обнаружены в нижнекембрийских отложениях различных районов Восточно-Европейской и Сибирской платформ. На основании особенностей морфологии трубок, их микроструктуры и состава (продукты деградации хитина/хитозана) подобные организмы считаются родственными современным погонофорам (Соколов, 1967). В глинистых породах лежской свиты разреза 1аври-лов-Ям встречаются сабеллидитиды 8аЬеШёке8 сатЪйепз^з и 8око1оуцпа со81а1а, изотопный состав последних изучен в рамках настоящей работы.
Практически во всех отложениях верхнего докембрия Восточно-Европейской, Сибирской и Южно-Китайской платформ обнаружены лентовидные неминерализованные остатки, выделенные М.Б. Гниловской в формальную группу Уеп-ёо1аешёе8, позднее преобразованную в класс Уеп-ёорИусеае, и рассматриваемые в качестве древних бурых водорослей (Гниловская и др., 1988). Определен изотопный состав углерода вендотенид из нижней части лежской свиты (нижний кембрий)
Рис. 1. Местоположение районов пробоотбора: 1 — скв. Гаврилов-Ям № 2, Ярославская обл., центральная часть Московской синеклизы; 2 — стратотипический разрез мироедихинской свиты, р. Мироедиха, 30 км южнее г. Туруханска; 3 — стратотипический разрез лахандинской серии, среднее течение р. Мая, Учуро-Майский р-н Якутии.
скв. Гаврилов-Ям № 2 (Tyrasotaenia sp.), определения Гниловской. Вендотениды представляют собой лентовидные органические образования темно-коричневого цвета длиной до 100 мм, шириной 0.5—2.0 мм и толщиной десятки мкм. В лентах вендотений обнаружена высокая концентрация порфиринов, содержание водорода составляет ~5 вес. %, углерода ~41 вес. % (Гниловская, 1979).
Сапропелевые пленки встречаются в терри-генных отложениях верхнего венда и нижнего кембрия в разных частях Московской синеклизы (Успенский и др., 1951; Гинзбург, Толстихина, 1960). Пленки представляют собой полупрозрачные образования светло-коричневого или темно-желтого цвета толщиной десятки—сотни мкм, эластичны во влажном состоянии и содержат остатки планктонных организмов, фрагменты бентосных бактериальных сообществ и фрамбои-ды сульфидов железа (Афанасьева и др., 1995). Детальные исследования подобных образований позволили установить сапропелевую природу пленок, содержание водорода в них составляет 8— 10 вес. %, углерода 77—80 вес. %, сухие пленки горят коптящим пламенем, содержание пленок в породе 0.05—0.1 вес. % (Успенский и др., 1951). На основании имеющихся U-Pb определений возраста цирконов туфогенных горизонтов венда Люблинского склона Восточной Польши (Comp-ston et al., 1995) и Мезенской впадины (Martin et al., 2000), а также возраста границы докембрий—кембрий, возраст изученных органических макрофоссилий Восточно-Европейской платформы находится в интервале 550—540 млн. лет.
Сибирская платформа
Стратотипический разрез мироедихинской свиты Туруханского поднятия (рис. 1) расположен на р. Мироедиха (правый приток р. Енисей, 30 км ниже г. Туруханска), возраст свиты составляет не менее 850 млн. лет (Петров, Семихатов, 1997). Слабоизмененные глинистые сланцы свиты содержат представительный комплекс микро-фоссилий разной морфологии и хорошей сохранности. В составе микробиоты доминируют акри-тархи лейосферного типа с исключительно большим разнообразием нитевидных микроорганизмов цианобактериальной природы (Герман, 1990).
Для определения изотопного состава углерода использованы экземпляры акритарх размером от 100 до 500 мкм и более, а также сапропелевые пленки. Акритархи представляют собой группу одноклеточных организмов неясной систематической принадлежности. Предполагается, что акритархи являются различными формами жизненной стадии водорослей, и, возможно, фрагментами яиц животных. Цвет органических фос-силий от светло- до темно-коричневого. Выборка акритарх включает гладкостенные Leiosphaeridia, слабо скульптурированные (шагреневые) Тгас^ ysphaerdium, клетки с внутренним ядро-подобным уплотнением (Nucellsphaeridшm), двухслойные клетки Pterospermopsimorpha и особо крупные сфероморфные клетки ОДгайа с концентрическим типом складок смятия.
Рифейские отложения лахандинской серии развиты в среднем течении р. Мая (правый приток р. Алдана) в Учуро-Майского регионе Юго-Восточной Якутии (рис. 1). Возраст пород серии составляет 1025—1015 млн. лет (ВагИеу е! а1., 2001). В состав лахандинской серии входят две свиты: нижняя (нерюенская) и верхняя (игникан-ская). Образцы пород нерюенской свиты отобраны из обнажения, расположенного ниже устья руч. Ытырында в 20 км ниже пос. Аим.
Из лахандинской микробиоты, состоящей из сложного сообщества многочисленных микроорганизмов гетерогенной природы (Герман, 1990), изотопный состав углерода определен раздельно для следующих органикостенных микрофосси-лий из нижней части (кумахинская подсвита) не-рюенской свиты лахандинской серии:
(1) Одноклеточные водоросли Еорго1оёегта в виде колоний на субстрате. Размер отдельных клеток составляет 12—15 мкм. Характерная особенность их состоит в образовании колоний различной формы в зависимости от типа деления клеток, колонии были заключены в общий слизистый чехол. По размерам клеток и типу образования колоний данные организмы близки к современным зеленым улотриксовым водорослям Рго-Шёегта К^, цвет органических остатков от светло-желтого до коричневого.
(2) Микрофоссилии СурапёШа 8иргасотро8Йа представляют собой новый морфотип с чашевидной формой тела диаметром 300—500 мкм, остатки состоят из трех концентрических зон, различных по текстурным особенностям. Самая плотная центральная зона сохраняет радиально направленные лучи-каналы, исчезающие в тонкой однослойной краевой зоне. СурапёШа реконструируется как бентосный организм конусовидной или чашевидной формы, свободно лежавший или прикрепленный к субстрату. Цвет остатков — светло-желтый.
(3) Микрофоссилии формального рода Ма]а8-рИаейёшт представляют собой специфическую группу рифейских организмов, современные аналоги которых неизвестны. Клеточная стенка Ма-]а8рИаег1ёшт пластичная, часто имеет пористое строение и специфическую темно-коричневую пигментацию, характерную для содержащих хитин органикостенных микрофоссилий. Микроорганизмы характеризуются наличием двух типов почкования: в одном случае происходило полное отделение дочерних почек от материнской особи; при незавершенном почковании вновь образованные особи не имеют четкой границы между материнской и дочерними клетками, что приводит к образованию гетероморфности микрофос-силий.
(4) Нитевидного строения микрофоссилии формального рода Ро1у1г1сИо1ёе8, морфологиче-
ски близкие современным синезеленым многорядным водорослям Microcoleus, дерновины которых образованы тесно прилегающими друг к другу трихомами шириной 2—5 мкм. Современные Microcoleus представляют собой один из основных формообразующих компонентов бентос-ных матообразующих цианобактерий. Цвет Poly-trichoides светло-желтый.
(5) Морфологически разнообразная группа микрофоссилий Eosolenides неопределенной систематической принадлежности, которая по размерам, сложной трубчатой организации и бен-тосному образу жизни отражает новую морфологическую ступень радиации эукариот в начале неопротерозоя. Группа включает двухслойные трубчатые организмы, подразделенные на крупные сегменты. Стенка трубок эластичная, способная к резким сжатиям и растяжениям. Длина фрагментов
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.