СТРАТИГРАФИЯ. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ, 2012, том 20, № 6, с. 20-27
УДК 551.72:561.21
МИКРОФОССИЛИИ В ВЕНЧАЮЩИХ ДОЛОМИТАХ ЧУРОЧИНСКОЙ СВИТЫ НИЖНЕГО ВЕНДА ПОЛЮДОВА КРЯЖА (СЕВЕРНЫЙ УРАЛ): ПАЛЕОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПОЗДНЕПРОТЕРОЗОЙСКИХ ОЛЕДЕНЕНИЙ
© 2012 г. В. Н. Сергеев, Н. М. Чумаков, М. А. Семихатов, Н. Г. Воробьева
Геологический институт РАН, Москва e-mail: sergeev-micro@rambler.ru Поступила в редакцию 16.02.2012 г., получена после доработки 14.03.2012 г.
В статье описываются первые находки остатков микроорганизмов из окремненных разностей венчающих доломитов, завершающих разрез тиллитоносной чурочинской свиты нижнего венда (эдиа-кария) Полюдова кряжа (Северный Урал). Данная находка является первой не только для вендских толщ данного региона, но и для всех терминальных постгляциальных отложений одного из самых мощных в истории Земли глобальных оледенений — Марино африканской гляциоэры, когда ледники достигли экватора. Встреченные в венчающих доломитах чурочинской свиты микрофоссилии представлены остатками гормогониевых и хроококковых цианобактерий, а также, возможно, зеленых нитчатых водорослей. Состав микробиоты достаточно беден и включает таксоны широкого стратиграфического распространения, характерные для протерозойских консервативных микро-биот, распространенных в мелководных кремнисто-карбонатных фациях. С выводом о мелководном положении чурочинской ассоциации микрофоссилий согласуется и отсутствие в ее составе фи-топланктонных остатков микроорганизмов, в том числе и акантоморфных акритарх пертататакско-го типа или акантоморфного комплекса эдиакарской палинофлоры (ЭКАП). При этом большинство встреченных здесь цианобактерий характерно для мелководных аридных обстановок, подтверждающих предположение о резком повышении температуры после завершения оледенения во время накопления венчающих доломитов. Помимо микрофоссилий, венчающие доломиты чурочинской свиты содержат нитчатые и коккоидные псевдофоссилии, сформированные под воздействием постседиментационных флюидов. По своим морфометрическим параметрам они напоминают структуры, описанные из архейских отложений как остатки микроорганизмов, что может послужить ключом к разгадке природы этих образований.
Ключевые слова: микрофоссилии, цианобактерии, венчающие доломиты, тиллиты, Полюдов кряж.
ВВЕДЕНИЕ
Одними из наиболее загадочных образований, приуроченных к верхнепротерозойским отложениям, являются так называемые венчающие доломиты (cap-dolomites), завершающие разрезы ледниковых отложений. Генезис этих пород вызывает острые дискуссии. Ряд авторов связывает широкое распространение венчающих доломитов с очень быстрым катастрофическим повышением средней глобальной температуры от —50 до +40°С, которое следовало за гипотетическими тотальными оледенениями Земли (snowball Earth) (Hoffmann, Schräg, 2002, и ссылки в той работе). Однако гипотеза snowball Earth противоречит как геологическим данным и термодинамическим моделям (согласно которым в экваториальных областях сохранялись незамерзающие участки воды), так и палеобиологическому уровню развития биосферы, при котором существовавшие к тому времени высокоорганизованные эвкариот-
ные организмы (в отличие от криофильных ци-анобактериальных сообществ) просто не могли выдержать длительного замораживания (Knoll etal., 2006).
Для решения вопроса о происхождении венчающих доломитов не последнюю роль может сыграть изучение органических остатков, и в первую очередь микроорганизмов. Однако микрофосси-лии в них до настоящего времени отмечались в единичных случаях и были представлены остатками плохой сохранности, не сопровождавшимися палеонтологическими описаниями, хотя указавшие на их наличие исследователи предполагали высокую активность микроорганизмов при образовании кэп-доломитов. Впервые микроостатки сравнительно хорошей сохранности найдены авторами данной работы в кремнях, встречающихся в венчающих доломитах чурочинской свиты Полюдова кряжа Северного Урала
(а) (б) (в)
5ЕЕЕ
Т±Т\ 2 1-1-Ц 3 1--1Т-1 4 ¡ЖЩ 5
оооо 6 оооо
А Д А А АДА
9
10
100 м
« к
X о
Т
" „ ■■ .. " II, ' II
II II II
ТГ
К иг
§ Л
II , II
ЙСГП
Рис. 1. Карта местоположения разреза Полюдова кряжа (показано стрелкой) в районе Северного Урала (а) и стратиграфический разрез верхнего докембрия Полюдова кряжа (в).
Черные области на карте (рис. 1а) показывают естественные обнажения отложений верхнего протерозоя, положение карты показано стрелкой на врезке (рис. 1б). Условные обозначения: 1 — доломиты и известняки, 2 — доломиты с кремнями, 3 — аргиллиты, 4 — алевролиты, 5 — песчаники, 6 — конгломераты, 7 — строматолитовые биогермы; 8 — тил-литы и диамиктиты, 9 — венчающие доломиты с микрофоссилиями, 10 — стратиграфические несогласия. Сокращения свит: Ильявож. — ильявожская, Чурочн. — чурочинская; горизонтов (региональные ярусы): Лаплан. — лапландский.
(рис. 1а), и в слое кремня, непосредственно перекрывающем эти карбонаты.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ВОЗРАСТ ОТЛОЖЕНИЙ ПОЛЮДОВА КРЯЖА
Разрез верхнего докембрия Полюдова кряжа занимает интервал от верхнего рифея до верхнего
венда и снизу вверх подразделяется на шесть свит: деминскую (300 м), низьвенскую (950 м), устьчу-рочную (720 м), чурочинскую, ильявожскую (480 м) и кочешорскую (500 м) (рис. 1в). Венчающие доломиты залегают непосредственно над диамиктита-ми чурочинской свиты и перекрываются аргиллитами ильявожской свиты. Ледниковое происхождение чурочинских диамиктитов подтверждается
22
СЕРГЕЕВ и др.
наличием в них различно окатанных, эрратических и штрихованных обломков размером от гравия до крупных валунов, беспорядочно рассеянных в песчано-алевритовом матриксе, а также ассоциацией с ленточными алевропелитами, содержащими рассеянную гальку. Как было показано ранее (Чумаков, Сергеев, 2004), чурочинские диамиктиты относятся к континентальным и марино-гляци-альным фациям.
Чурочинская свита лежит выше деминской и низьвенской свит, коррелируемых с катавской, миньярской и укской свитами Южного Урала, которые содержат строматолитовые ассоциации с Inzera djejimi, Conophyton miloradovi^i, Poludia polymorpha, Minjaria uralica и Parmites nubiformis. В стратотипе рифея эти таксоны характерны для миньярской свиты (Раабен, 2007), которая слагает терминальные горизонты верхнего рифея и в средней своей части имеет Pb-Pb возраст 780 ± ± 85 млн. лет (Овчинникова и др., 2000). В верхней пачке низьвенской свиты содержатся строматолиты Linella cf. ukka Kryl., что послужило основанием для сопоставления этой пачки с укской свитой стратотипа (Чумаков, Покровский, 2007). Rb-Sr и K-Ar возрасты раннего диагенеза укской свиты, судя по интерпретации мессбауэровских данных глауконита, составляют 663 ± 9 и 669 ± ± 16 млн. лет соответственно (Зайцева и др., 2008). Этот глауконит характеризуется первичной тонкой структурой минерала и, следовательно, сохранил изотопно-геохронологическую метку, приобретенную на стадии раннего диагенеза осадка (Зайцева и др., 2008). Корреляция низь-венской и деминской свит с миньярской и укской свитами подкрепляется хемостратиграфически-ми данными по изотопам С и О (Покровский, Чумаков, 2009). Ильявожская и кочешорская свиты относятся к верхнему венду на основании их регионального сопоставления с переволокской, чернокаменской и усть-сылвицкой свитами Среднего Урала, которые охарактеризованы прекрасными ассоциациями верхневендских мета-фита и метазоа (Гражданкин и др., 2005, 2007, 2010). Изложенные выше данные позволяют относить чурочинскую свиту к нижнему венду и коррелировать ее с ледниковыми формациями Наньтуо Южного Китая и Ерилина Южной Австралии, относящимися к оледенению Марино.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Материал, описываемый в статье, был собран авторами летом 2006 г. На микрофоссилии были опробованы темноцветные аргиллиты из значительной части разреза верхнерифейско-вендских отложений Колчимской антиклинали, но в них не обнаружено остатков микроорганизмов хорошей сохранности, что может быть объяснено диа-генетическими изменениями аргиллитов. Венча-
ющие доломиты чурочинской свиты и непосредственно перекрывающие их отложения изучены в серии обнажений вдоль р. Чурочная на восточном крыле Колчимской антиклинали. Окремненные микрофоссилии обнаружены в кремнях из кэп-доломитов чурочинской свиты и в перекрывающем их прослое черного кремня. Микрофоссилии имеют не самую лучшую сохранность, однако эти находки представляют существенный интерес для общей концепции развития жизни в эпоху глобальных позднепротерозойских оледенений и для понимания палеоклиматических обстановок в постледниковое время.
Окремненные остатки микроорганизмов были найдены в двух местонахождениях чурочинской свиты. Одно местонахождение располагается в придорожном кювете вдоль дороги Краснови-шерск—Волынка (Вага), около моста через р. Чурочная (обнажение 1, координаты 60°23'45" с.ш., 57°32'35" в.д.), а второе — по простиранию того же слоя примерно в 3 км выше устья р. Чурочная или примерно в 300 м вниз по течению от ручья Рассольный (обнажение 2, координаты 60°24'39" с.ш., 57°31'19" в.д.). В первом обнажении венчающие доломиты достигают мощности 10—18 м. Они слегка известковистые и неоднородные по текстуре, часто массивные или брекчированные. Местами наблюдается деформированная тонкослоистая текстура, которая, вероятно, является производной строматолитов или неорганических преципитатов. В доломитах наблюдаются кремневые стяжения и многочисленные карбонатные, кремневые и кварцевые послойные и секущие тонкие прожилки, а также аналогичные по составу оторочки вокруг обломков. Остатки микроорганизмов изучались по стандартной методике в шлифах кремней, изготовленных перпендикулярно слоистости, в проходящем свете.
СОСТАВ АССОЦИАЦИИ ОКРЕМНЕННЫХ МИКРОФОССИЛИЙ ИЗ ВЕНЧАЮЩИХ ДОЛОМИТОВ
Состав микробиоты в целом практически одинаковый в обоих изученных местонахождениях. В обнажении 1 непосредственно выше венчающих доломитов залегает 10—15-сантиметровый прослой сильно ноздреватых ожелезненных черных кремней, отделенных от основного тела венчающих доломитов тонким (менее 1 см) прослоем глинистых сланцев. Имеется
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.