ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2012, № 1, с. 98-107
УДК 56:551.72(571.5)
МИНЕРАЛИЗОВАННАЯ МИКРОБИОТА УЛУНТУЙСКОЙ СВИТЫ НЕОПРОТЕРОЗОЯ
© 2012 г. А. М. Станевич, А. М. Мазукабзов, Т. А. Корнилова, Е. Н. Максимова*
Институт земной коры СО РАН 664033 Иркутск, ул. Лермонтова, 128;
E-mail: stan@crust.irk.ru *Иркутский государственный педагогический университет 664011 Иркутск, ул. Нижняя Набережная, 6;
E-mail: evgen_max@list.ru Поступила в редакцию 16.12.2009 г.
В окремненных микрофитолитовых карбонатах улунтуйской свиты Юго-Западного Прибайкалья впервые описаны микрофоссилии. Они являются остатками цианобактериального сообщества, формировавшего микрофитолиты. Кроме них встречены и акритархи, возможно, относящиеся к зеленым водорослям. Окремненные микрофоссилии сохранились, несмотря на полную и неоднократную перекристаллизацию первоначальной карбонатной породы. Основные фазы вторичного минералообразования связаны с гидротермально-метасоматическими процессами, обусловленными, видимо, коллизионными событиями на южном фланге Сибирского кратона в силуре.
Улунтуйская свита, верхняя подсвита которой представлена преимущественно мелководными известняками и доломитами, входит в состав байкальской серии (рис. 1). Несмотря на детальную изученность байкальской серии, в том числе, многочисленные находки микрофоссилий в ее алевроаргиллитах, в строматолитовых и микро-фитолитовых карбонатах не были известны находки микрофоссилий [Станевич и др., 2006]. Лишь недавно в окремненных микрофитолитах улунтуйской свиты в верховьях р. Молокона (Ленского) были обнаружены остатки простейших осциллаториевых. По мнению авторов, основной причиной малой сохранности окремнен-ных микробиот является интенсивная дислоци-рованность и связанные с ней метасоматические процессы, обусловившие перекристаллизацию карбонатных пород байкальской серии [Мазукабзов и др., 2001; Станевич и др., 2007а]. В данной статье представлена уникальная ситуация, когда несмотря на практически полную и неоднократную перекристаллизацию исходных карбонатов, в окремненных микрофитолитах сохранились первичные биогенные структуры.
ОКРЕМНЕННЫЕ МИКРОБИОТЫ ДОКЕМБРИЯ
Окремненные бактериально-водорослевые сообщества в строматолитовых карбонатах докембрия известны из сотен местонахождений мира [Сергеев, 2006]. По сравнению с ними находки окремненных микробиот в микрофитолитах яв-
ляются единичными [Awramik, Barghoorn, 1977; Сергеев и др., 1998], хотя исследователи не сомневаются, что эти перекатываемые биогенно-седиментационные постройки, так же как и строматолиты, образованы в результате жизнедеятельности цианобактериальных (или синезеленых водорослей) сообществ. Последние формируют тонкослоистые маты, состоящие из органогенного слоя и продуцируемого им минерального слоя, преимущественно карбонатного состава [Орлеанский, 2002]. Таким образом возникают строма-толитовые постройки разного типа: пластовые, желваковые и столбчатые, иногда достигающие высоты пятнадцати метров. Микрофитолитовые постройки растут в гидродинамически более активной среде, чем строматолиты. Продуцирование карбонатных слоёв и их наращивание, видимо, происходило одновременно с перекатыванием микрофитолитов по дну. Они имеют преимущественно округлые или эллипсоидальные формы и небольшие по сравнению со строматолитами размеры (рис. 2, фото 8, 9, 15).
В относительно редких случаях, при увеличении концентрации кремнезема (осушение), содержимое биопленок строматолитов и микрофи-толитов подвергается силификации. Процессы при этом происходящие зависят от многих условий и не до конца изучены [Southgate, 1986; Крылов, Тихомирова, 1988; Sommers et al., 2000; Уша-тинская, 2002]. В геологическом смысле силифи-кация происходит мгновенно. Но в реальности она начинается через некоторый промежуток времени после отмирания организмов, остатки
которых претерпевают постмортальные преобразования: дегидратацию, растворение и коллапси-рование неустойчивых органоид, расслаивание оболочек и формирование новых структур [Сергеев, 2006]. Комплекс более или менее измененных форм растительного сообщества, законсервированный "in situ" кремнистым гелем может сохраняться, как показывает практика, сотни миллионов и первые миллиарды лет. Самые древние отложения, в шлифах которых обнаружены цианобактериальные формы, датируются поздним археем и не исключены в палеоархее [Сергеев, 2006]. Многие морфотипы протерозойских циано-бионтов совершенно аналогичны по строению с современными формами, что обусловило вывод о их резистентности и эволюционном консерватизме [Schopf, 1968; Hofmann, Schopf, 1983 и др.].
Практически все известные минерализованные микробиоты докембрия зафиксированы в афанитовых темных кремнях. Нет сомнений, что в большинстве случаев первоначально они были замещены опалом [Ушатинская, 2002]. Исключительная сохранность микроорганизмов свидетельствует о том, что опал, пропитавший органическую ткань, скорее всего, сохранился и в процессе диагенеза. Лишь участки, не содержащие остатков организмов или их ослизненного окружения, могли подвергнуться перекристаллизации до халцедона или микрозернистого кварца, что хорошо видно по нижеприведенному материалу. Несмотря на многочисленные эксперименты и наблюдения, среди специалистов нет единого мнения о последовательности и механизме сили-фикации остатков организмов и вмещающего матрикса [Сергеев, 2006]. Опал, судя по нашему материалу и наблюдениям над современными процессами окремнения [Крылов, Тихомирова, 1988; Westall et al., 1995; Ушатинская, 2002], в первую очередь начинает выпадать на стенках и перегородках организмов, пропитывает их ткань и потом заполняет менее структурированную субстанцию.
МЕСТОНАХОЖДЕНИЕ МИКРОБИОТЫ
И СТЕПЕНЬ ДИСЛОЦИРОВАННОСТИ ПОРОД БАЙКАЛЬСКОЙ СЕРИИ
Полученные нами данные о минеральном составе пород и остатках организмов могут быть рассмотрены в рамках разных направлений: микропалеонтологии, стратиграфии, тектонической истории вмещающих толщ и связанной с ней смены минеральных парагенезов. Ниже, затронув все эти аспекты, мы уделим большее внимание факту сохранности форм организмов при неоднократной и полной перекристаллизации осадка.
Отложения байкальской серии и ушаковской свиты узкой полосой прослеживаются вдоль озера Байкал более чем на 500 км (см. рис. 1). Базаль-
ные слои голоустенской свиты в Западном Прибайкалье представлены доломитами или аркозово-граувакковыми конглобрекчиями. На юге озера Байкал они залегают с размывом на гранитах приморского комплекса возрастом 1864 ± 12 млн лет [Бухаров и др., 1992]. В районе мыса Елохин ба-зальные гравелитопесчаники залегают на гранитах и порфирах акитканского комплекса нижнего протерозоя. Последние интрудируются дайками диабазов, которые в хорошо обнаженных разрезах побережья озера Байкал нигде не прорывают отложения байкальской серии. Комплекс даек имеет возраст 787 млн лет [Эволюция .., 2006]. Для голоустенской свиты (см. рис. 1) характерны светлые полевошпатово-кварцевые и кварцевые песчаники, доломиты, известковые доломиты с редкими фитолитовыми постройками. В верхних слоях присутствуют темные углеродсодержащие известняки и алевропелитовые сланцы. Разрез вышележащей улунтуйской свиты начинается серыми, темно-серыми алевропесчаниками и алевролитами, согласно сменяющими известняки и сланцы голоустенской свиты. Выше улунтуйская свита представлена массивными известняками и известковыми доломитами с разнообразными строматолитовыми и микрофитолитовыми постройками. Контакты между породами улунтуй-ской свиты и вышележащей качергатской не обнажены. Учитывая это обстоятельство, а также резкое формационное различие этих двух свит, вполне вероятно предположить существенный предкачергатский перерыв в осадконакоплении. Терригенная качергатская свита в основании сложена гравелитами и алевропесчаниками. Выше по разрезу она представлена преимуществено слюдистыми алевролитами и аргиллитами с прослоями полевошпатово-кварцевых песчаников. Для верхних слоев свиты характерны "табачные" и темные углеродистые алевроаргиллиты. Последние стратиграфически согласно перекрываются конгломератами ушаковской свиты. Состав кластогенной части отложений свиты полимик-товый, аркозово-граувакковый, до полевошпато-во-кварцевого в более верхних слоях. Улунтуй-скую свиту относили к среднему-позднему ри-фею [Дольник, 2000] или к верхней части позднего рифея [Станевич и др., 2006].
Образцы, в шлифах которых обнаружены остатки микроорганизмов, отобраны из нижней пачки верхнеулунтуйской подсвиты (см. рис. 1). Породы большей части пачки представлены темными известняками и известковыми доломитами, тонко-среднеплитчатыми, тонкослоистыми, без видимых органогенных текстур. Породы, содержащие микрофитолитовые постройки, приурочены к верхней части пачки. Они в значительной степени рассланцованы. Микрофитолиты сложены черными кремнями, а вмещающая порода светлой, до белой афанитовой кремнистой
о о
s
H О
О M
я
о и
и
GJ
к Е
и
S
о
о я
Ей
s
Е
и
£
fPI 20
О
£ Я и а S Л
h тз
1000 м
Рис. 1. Расположение отложений позднего докембрия Западного Прибайкалья и местонахождения минерализованных микрофоссилий.
I — сводная литологическая колонка, II — обзорная схема, III — геологическая схема участка работ, IV — геологический разрез по линии А—Б.
Сводная литологическая колонка: а — подразделения общей шкалы; б — серия; в — свиты — голоустенская, и1 — улунтуйская, кс — качергатская, шИ — ушаковская); г — породные комплексы.
1 — выходы отложений позднего докембрия: а — позднего рифея (?), б — венда; 2 — отложения кайнозоя нерасчленен-ные; 3 — ушаковская свита венда; 4—6 — свиты байкальской серии позднего рифея: 4 — качергатская, 5 — улунтуйская, 6 — голоустенская; 7 — конгломераты, 8 — гравелиты, песчаники полимиктовые, аркозовые; 9 — песчаники кварцевые, полевошпатово-кварцевые; 10 — алевропелиты; 11 — углеродсодержащие отложения; 12 — известняки, известняки песчаные, алевропелитовые, их переслаивание; 13 — доломиты, доломиты песчаные, алевропелитовые, их переслаивание; 14 — микрофитолиты и строматолиты; 15 — габбро-диабазы нижнего рифея нерасчл
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.