ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 4, с. 428-437
УДК 552.55
НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО СТРОЕНИЮ И СОСТАВУ СТРОМАТОЛИТОВЫХ ПОСТРОЕК (СЕВЕРНОЕ ПРИАНАБАРЬЕ)
© 2009 г. Т. В. Литвинова
Геологический институт РАН, 119017 Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: litvinova-geo@rambler.ru
Поступила в редакцию 26.03.2008 г.
Слоистость, характерная для строматолитов, связана с тонким чередованием минеральных и органогенных слоев. В статье рассматривается строение нижнерифейских строматолитов р. Фомич (С. Прианабарье), впервые описанных и изученных с помощью электронного микроскопа на примере двух форм колоннелл, имеющих разную микроструктуру. Установлено, что если органогенный слой сложен преимущественно тесно сгруженными филиформными (нитевидными) частицами, возникает ленточная структура, однако если он представлен изолированными кокоморфными (округлыми) частицами, формируется сгустковая структура. В работе рассматриваются и анализируются особенности химического состава этих мельчайших образований, способных накапливать ряд элементов. В прошлом органический слой представлял собой биопленку, включающую сложно функционирующее цианобактериальное сообщество.
На северном склоне Анабарского поднятия был обнаружен нижнерифейский риф, сложенный строматолитами хорошей сохранности. Строматолитовые постройки этого времени описаны в районе р. Котуйкан [Комар, 1966], однако столь грандиозный риф на Анабарском поднятии был выявлен впервые, что расширило наши представления о фациальной изменчивости котуйкан-ской свиты билляхской серии. В целом на северном склоне Анабарского поднятия формировались более глубоководные отложения рифея, чем в его восточных районах [Сергеев и др., 2006], однако обнаружение рифовой постройки указывает на то, что здесь существовали достаточно протяженные зоны отмели. Видовой состав и строение строматолитов в основном соответствуют нижне-рифейским постройкам этого района. Риф окрашен бордово-красно-розовыми тонами, что связано с последующими процессами выветривания породы.
Напомним, что строматолиты - это прикрепленные ко дну органогенно-седиментационные постройки, возникшие в результате сложного взаимодействия жизнедеятельности сообществ синезеленых водорослей и бактерий, сопровождаемого процессами осадконакопления [Семиха-тов, 1974; Крылов, 1975; Серебряков, 1975; Орлеанский, Раабен, 1998 и др.]. В разрезах они выглядят как пачки тонких слоев, нарастающих друг на друга, часто скорлуповатых и концентрически-слоистых, и сложенных преимущественно карбонатными породами (известняками и доломитами). Предполагается, что слоистость строматолито-вых построек, представленная в породе преиму-
щественно чередованием двух слоев разной окраски и микроструктуры, связана с попеременным формированием органогенного и минерального слоев. Обычно изучение строматолитов осуществляется с использованием бинокулярной лупы, что дает возможность выделять формальные таксоны по текстурно-структурным особенностям породы, так как не представляется возможным учитывать биологические признаки организмов, сыгравших важную роль в возникновении этих пород. Целью данной работы явилось исследование строения и состава органогенных и минеральных слоев с максимально возможным увеличением, то есть с помощью электронного микроскопа, что ранее не осуществлялось в связи со сложностью использования данного метода для изучения строматолитов. Это объясняется тем, что электронный микроскоп распознает составляющие части породы не по оптическим свойствам, а по их химическому составу. В шлифе или, тем более, в образце крайне сложно выделить микроскопические участки породы, которые можно изучать с помощью электронного микроскопа. Однако это единственная возможность определить химический состав и морфологию микрочастиц, слагающих слои, что поможет приблизиться к пониманию генезиса строматолитов как целостной системы, включающей биотические и абиотические составляющие и оценить роль биогенного фактора в их образовании. Сопоставление ультрамикроструктур различных форм (формальных видов) строматолитов, выделенных по их текстурным особенностям, позво-
лит уточнить спорные и неясные вопросы систематики строматолитов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РАЙОНА
Анабарский массив расположен на севере Сибирской платформы. Ядро структуры сложено архейскими и протерозойскими породами, крылья - толщами рифейских терригенных отложений и несогласно налегающими на них вендскими породами преимущественно карбонатного состава [Злобин, Голованов, 1970]. Рифейские отложения принято подразделять на мукунскую и бил-ляхскую серии. Мукунская серия сложена тонко переслаивающимися конгломератами, грубозернистыми песчаниками, аргиллитами и рассматривается как отложения прибрежно-континенталь-ной аллювиальной равнины [Петров, Вейс, 1995]. В основание билляхской серии находится слой конгломератов, содержащий глаукониты, что указывает на начальную стадию широкомасштабной трансгрессии [Сергеев и др., 2006]. Бил-ляхская серия делится на три крупные свиты: усть-ильинскую, котуйканскую и юсмастахскую. Усть-ильинская свита сложена пачками чередования мелкозернистых песчаников, аргиллитов и алевролитов, а также карбонатными породами, роль которых существенно возрастает в верхней части разреза. В кровле свиты распространены желваковые строматолиты, переходящие вверх по разрезу в столбчатые колоннеллы (Colonnella) и куссиеллы (Kussiella) [Крылов, 1963].
Котуйканская свита сложена однообразной толщей светлоокрашенных карбонатных пород. В ее пределах выделяются нижняя и верхняя под-свиты [Комар, 1966; Злобин, Голованов, 1970; Хоментовский и др., 1985] или, с точки зрения других исследователей, свиты [Серебряков, 1975] Нижняя подсвита представлена чередующимися строматолитовыми и тонкозернистыми доломитами, флейкстоунами, пачками алевролитов и аргиллитов. Строматолиты образуют биогермы, сложенные Kussiella kussiensis, Kryl., Colonnella discreta Kom. и др. [Комар, 1964, 1966; Серебряков, 1975]. Считается, что нижнекотуйканская подсвита представляет собой отложения средней части открытого шельфа, периодически подвергающегося штормовому воздействию волн.
В районе р. Фомич билляхская серия без видимого несогласия залегает на пирокластических отложениях мукунской серии, однако непосредственного контакта обнаружено не было. Последовательность отложений билляхской серии в общих чертах совпадает с последовательностью отложений, наблюдаемой в бассейне р. Котуйкан [Сергеев и др., 2006], однако ее верхняя часть на северном склоне массива срезана за счет размыва [Злобин, Голованов, 1970]. Поэтому мощность юсмастахской свиты едва ли превышает здесь 50 м,
причем сохранилась только ее базальная часть [Сергеев и др., 2006].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Автором был использован материал, собранный в разрезе безымянного притока реки Фомич, в 12 км выше устья ручья Широкий (рис. 1). Здесь обнажаются породы нижнекотуйканской (Я1) подсвиты (рис. 2), сложенные красноцветными доломитами и известняками с огромными биогермами строматолитов мощностью до 200-250 м (рис. 3а). Протяженность этих отложений составляет около 3 км и они включают пластовые, желваковые и столбчатые строматолиты, причем отмечается постепенный переход одних типов построек в другие. На северо-востоке района состав пород подсвиты и ее мощность существенно изменяются. Так, в разрезе напротив устья ручья Широкий (см. рис. 1) она сложена светло-серыми доломитами мощностью до 150 м, и лишь в верхней части разреза появляются отдельные пластовые и редкие столбчатые строматолиты, которые можно рассматривать как выклинивающийся фрагмент рифовой постройки. Мощность пласта, включающего строматолитовые постройки, составляет 12-15 м. Далее на восток, за Афанасьевскими озерами, мощность свиты уменьшается до 120 м, в пелитоморфных доломитах более темных тонов появляются многочисленные прослои темно-серых аргиллитов и алевролитов. Биогермы и строматолитовые постройки исчезают.
Столбчатые строматолиты в разрезе безымянного притока р. Фомич представлены преимущественно колонеллами, которые иногда могут сменяться конофитонами. И те, и другие характеризуются отсутствием ветвления и схожей формой построек, а также геометрической правильностью общего рисунка микроструктуры [Комар, 1964]. Однако конофитоны, в отличие от коло-нелл, имеют коническую форму арки и осевую зону [Комар, 1964, 1966], которая хорошо фиксируется с помощью бинокулярной лупы. Так как в разрезе преимущественно распространены строматолиты группы Со1оппе11а (см. рис. 36, в), остановимся несколько подробнее на их характеристике.
Группа (формальный род) Со1оппе11а Кошаг представлена вертикальными неветвящимися столбиками субцилиндрической формы, оси которых субпараллельны, их боковая поверхность может быть как ровной, так и неровной, с бахромой (см. рис. 3г). В разрезе они обычно отделены друг от друга на 0.5-4 см, соединительные мостики встречаются достаточно редко, арки имеют выпуклую полусферическую форму. Ширина столбиков от 2 до 10 см. Текстура субпараллельно-слоистая, с чередованием слойков разной окраски (см. рис. 36, в).
Рис. 1. Схема расположения изученного разреза строматолитовых построек нижнекотуйканской свиты.
Работа проводилась на растровом электронном микроскопе Tes Scan MV-2300 с энергодисперсной приставкой (микроанализатором) Cam-brige Instrumente INCA-200, диаметр анализируемого участка - 1 мкм, чувствительность по легкой матрице составляет 0.001%. На нем можно определить практически все микроэлементы, за исключением золота, так как все шлифы и образцы предварительно опылялись золотом. При работе использовались открытые шлифы и распиленные по нужной поверхности образцы. Предварительно осуществлялось изучение строматолитов с помощью бинокулярной лупы. Отбирались фрагменты строматолитов, включающие одновременно органогенный и минеральный слои. Размер шлифов, изготовленных для исследования с помощью микрозонда, составлял 20 х 20 мм.
СТРОЕНИЕ И СОСТАВ СТРОМАТОЛИТОВ
Были изучены строматолиты двух форм группы Со1оппе11а, существенно отличающихся друг от друга по особенностям текстуры и микрострук
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.