ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2014, № 4, с. 15-31
УДК 56.024+56.07
ПАЛЕОМИКРОКОДИИ: НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ИХ ГЕНЕЗИС
© 2014 г. А. И. Антошкина
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар e-mail: Antoshkina@geo.komisc.ru Поступила в редакцию 10.06.2013 г.
Принята к печати 13.09.2013 г.
С применением разнообразных литолого-геохимических методов были исследованы палеомикро-кодии, найденные в карбонатных и глинистых отложениях силурийского и девонского возраста из разрезов Тимано-Североуральского региона, Салаира и Западной Сибири. Охарактеризованы признаки их палеоэкологической и геохимической специализации. Обсуждается возможность принадлежности палеомикрокодий к древним представителям лишайников и актинолишайников. Обоснованием такой точки зрения послужили следующие свойства палеомикрокодий: присутствие в их составе типичных почвенных биологически аккумулированных микроэлементов, таких как Co, Cu, Zn, Ni и Cd, приобретенных атмосферным путем; наличие керогенового углеродистого вещества в призматических монокристаллах кальцита палеомикрокодий; выявление в их строении вероятных гифо- и ризоидоподобных структур; морфологическое сходство с представителями современных накипных лишайников. Подобно лишайникам, палеомикрокодии оказывали существенное влияние в химическом выветривании пород выделением различных органических кислот, которые могли эффективно разрушать минералы и химические соединения катионов металлов. В результате выветривания, вызванного жизнедеятельностью Palaeomicrocodium, породообразующие минералы приобретали коррозионную поверхность.
DOI: 10.7868/S0031031X14040047
ВВЕДЕНИЕ
Впервые род Palaeomicrocodium был описан из рифовых брекчий верхнедевонского рифа в зал. Бонапарт Северо-Западной Австралии (Ma-met, Roux, 1983). Авторы установили, что палеомикрокодии являются древними представителями Microcodiacea Maslov, 1960 и имеют сходные с Microcodium условия обитания. В нижнекембрийских микробиально-археоциатовых постройках Северо-Западной Сардинии в Италии были описаны разные типы палеомикрокодий, представляющих ассоциацию Tarthinia-Palaeomi-crocodium (Cherchi et al., 1997). Установлено, что Palaeomicrocodium встречается не только в породах биогермного, но и лагунного, и прибрежно-континентального генезиса, подвергавшихся суб-аэральному воздействию вследствие обмеления и кратковременного осушения (Mamet, Roux, 1983; Mamet, Preat, 1985; Mamet, Martinez-Garcia, 1995; Cherchi et al., 1997; Racki, 1999; Антошкина, 2002, 2005; Antoshkina, 2006). Примером формирования современных микрокодий могут служить тра-вертины источника "Васькин ключ" на р. Сухоне в 86 км от г. Великий Устюг (Юшкин, 1994; Май-дль, Мурзина, 2007). Микрокодии входили в сим-биотические аасоциации почвенных грибов, стеблей и корневой системы листостебельного
мха Cratoneuron filicinum (Майдль, Мурзина, 2007). Изотопный состав углерода травертинов типичен для пресноводных карбонатов, утяжеление его по сравнению с водой источника объясняется изотопным разделением на испарительном барьере (Митюшева, 2013).
Палеомикрокодии эпизодически и локально встречаются в карбонатных отложениях нижнего и среднего палеозоя, а, начиная с карбона и по кайнозой включительно, сходные остатки определяются только как микрокодии. Приуроченность Palaeomicrocodium к разным типам пород, субаэральным поверхностям и своеобразное строение их агрегатов (Racki, 1999; Антошкина, 2002; Antoshkina, 2006) способствовали пересмотру представлений о происхождении палеомикрокодий и их палеоэкологическом значении. В настоящее время на природу Palaeomicrocodium имеются следующие точки зрения: 1) сине-зеленые водоросли, образовавшиеся в обстановках морского мелководья и лагун (Mamet, Roux, 1983; Mamet, Preat, 1992; Cherchi et al., 1997; Preat et al., 2007); 2) организмы неясного систематического положения (Маслов, 1973; Mamet, Preat, 1985); 3) возможно, зеленые сифоновые водоросли (Шуйский, 1987, с. 85); 4) органоминеральные образования, как возможный результат кальци-
16
АНТОШЕИНА
тизированного симбиоза грибов и корневой системы (Antoshkina, 2006).
Проведенные нами электронно-микроскопические и геохимические исследования палеомик-рокодий из пород разных разрезов и разного возраста позволили предложить новую точку зрения на их генезис — как возможных ископаемых лишайников и актинолишайников.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Фактический материал для изучения палео-микрокодий составляют 20 образцов, собранных автором из разрезов лудловского рифа Ветохино на северо-западе Салаира, рифогенных отложений среднего франа—фамена р. Шарью гряды Чернышева и фамена скважин Хорейверской впадины Тимано-Североуральского региона. Кроме того, К.М. Седаевой (МГУ) предоставлены два образца карбонатно-глинистых пород ге-расимовской свиты среднего девона из разрезов Нюрольской впадины Западной Сибири. Из образцов были приготовлены пришлифовки, шлифы, аншлифы и сколы для различного вида исследований, которые проводились в Ин-те геологии Коми НЦ УрО РАН. Определения изотопного состава углерода и кислорода (аналитик И.В. Смолева) в карбонатах осуществлялись на масс-спектрометре Delta V Advantage. Значения 813С даны в промилле относительно стандарта PDB, S18O — стандарта SMOW, калиброванного по международному стандарту NBS 19 (TS-limestone). Ошибка определений 813С и S18O не превышает ±0.1% (1а). Пробы для анализа высверливались с помощью тонких сверл из участков породы, наименее всего подверженных вторичным процессам: перекристаллизации, доломитизации и выщелачиванию. Регистрация спектров комбинационного рассеяния света для установления структуры органического вещества (ОВ) проводилась на рамановском спектрометре Horiba Jobin Yvon LabRam HR800 (аналитик С.И. Исаен-ко). Шлифы исследовались с помощью петрографического и бинокулярного микроскопов. На аналитическом сканирующем электронном микроскопе JSM-6400 с рентгеноспектральным мик-розондовым анализатором (аналитик С.С. Шевчук) изучались образцы в аншлифах и сколах, для выявления структуры и элементного состава па-леомикрокодий и пород, заключающих их. Эмиссионным спектральным анализом выявлялись общие особенности химического состава верхнедевонских пород (аналитик Л.А. Антонова). Для дальнейшего более детального исследования массовой доли примесных элементов в карбонатах использовался метод атомно-эмиссионной спектро-
метрии с индуктивно связанной плазмой с применением АЭС-ИСП спектрометра Vista MPX RAD (аналитик Т.Н. Тарасова). Результаты анализа приводились в расчете на воздушно-сухую навеску. Применялся распылитель стеклянный концентрический в стеклянной циклонической камере распыления. Для построения сравнительных диаграмм распределения концентраций биофильных элементов в палеомикрокодиях, породах с палео-микрокодиями и разных карбонатах верхнедевонского разреза проводилось нормирование концентраций элементов на кларк для карбонатных пород; разброс содержания этих элементов составляет от 0.0001 до 23 в весовых процентах. Рассчитывалась величина "кларка концентрации" — КК-1, соответствующего среднему содержанию элемента в карбонатных породах. Это является значением логарифма величины КК-1, которое в диаграммах показано как нулевая линия. Значение логарифма КК > 1 характеризует концентрацию элементов как "избыточную" (относительно кларка, т.е. среднего содержания, в карбонатах), а значение логарифма KK < 1 — как "дефицитную" (в том же отношении).
ПАЛЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПАЛЕОМИКРОКОДИЙ
Авторы рода Palaeomicrocodium (Mamet, Roux, 1983), назвав его предком Microcodium, указали на сходные с ним условия образования, охарактеризованные В.П. Масловым (1973). Палеомикро-кодии были определены при микроскопическом изучении лудловских рифовых конглобрекчий, среднедевонских глинистых пород и верхнедевонских в разной степени брекчированных карбонатов.
Изучение карбонатных пород с палеомикро-кодиями в разрезе верхнедевонских рифогенных образований р. Шарью показало, что эти отложения были подвергнуты воздействию субаэраль-ных процессов (рис. 1, е) (Antoshkina, 2006; Люто-ев, Антошкина, 2009). Анализ содержания величин стабильных изотопов углерода и кислорода в карбонатах показал довольно резкие колебания в объемах 813С от -2.0% до 5.1%0 и S18O от 22.6%0 до 27.1% (Антошкина, 2013). Получить изотопные данные из микроскопических образований практически невозможно, но если результаты из образцов с палеомикрокодиями сравнить с указанными, то видно, что колебания величин углерода и кислорода в них незначительны. Они составляют 1.6-1.9% 813С и 22.6-24.5% S18O в породах р. Шарью и соответственно 1.6% и 1.5% в породах из скважин Хорейверской впадины. Низкие абсолютные значения S18O (22.6-24.5%) в них, по сравнению с карбонатами нормально-
Рис. 1. Морфологические типы палеомикрокодий и типы пород, в которых они были встречены: а — ассоциация Re-nalcis (R) и Palaeomicrocodium (P) в биогермном микробиальном известняке; р. Шарью, гряда Чернышева; фаменский ярус; обр. Ша-86/90-94; б — ветвеобразное распределение розеток палеомикрокодий в биогермном микробиальном известняке, местонахождение то же; франский ярус; обр. Ша-86/166-94; в — скопление розетковидных члеников палеомикрокодий; скв. 50 Восточно-Колвинская, Хорейверская впадина; нижний фамен; обр. ВК-50/23-2; г — сидери-тизированные палеомикрокодии в каолинитовой массе аргиллита; скв. 22 Акалтинская, Нюрольская впадина; средний девон; обр. 22а/43-1; д, е — карбонатные псевдобрекчии: д — известковый карьер, Ветохинская площадь, СевероЗападный Салаир; лудловский ярус; обр. ИК-1/7-03; е — р. Шарью; фаменский ярус; обр. Ша-86/107-94.
18
АНТОШКИНА
морского происхождения (28—30%), свидетельствуют о сильном влиянии сульфатредукции и образовании бикарбонат-ионов в поровой воде в результате поступления изотопно-легких вод с речным стоком.
В рифовых псевдобрекчиях (рис. 1, д) лудлов-ского рифа (Северо-Западный Салаир) с Palae-omicrocodium (Антошкина, 2005) микроскопически установлено присутствие вадозного цемента и полостей выщелачивания с неоморфным кальцитом с размером зерен 0.05—0.005 мм ("vadose silt" по: Flügel, 2004). На г
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.