Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности образования органогенной постройки Лопъю Кырта по данным исследования Девонских карбонатных отложений на западном склоне Северного Урала

Пархета И.И., Пономаренко Е.С., Архипова Е.В.

Изученный район бассейна р. Илыч расположен на территории Троицко-Печорского района Республики Коми, на западном склоне Северного Урала. Объектом исследования являлись нижнедевонские отложения р. Илыч (в районе устья р. Лопъю и на промежутке между о-вами Ляга-ди и Валган-ди).

Ископаемые органогенные постройки и рифы являются индикаторами палеогеографической и палеотектонической обстановок. Однако глобальная картина распространения ископаемых рифов только тогда станет полной, когда фазы их зарождения, расцвета и исчезновения будут установлены в пределах коротких временных диапазонов на уровне ярусов или более точно в пределах ярусов. Выявление причин изменения рифов в течение времени дает ключ к реконструкции ряда геологических процессов: глобального изменения уровня моря, перемещения палеоконтинентов, расширения и сокращения морских бассейнов, проявления и интенсивности тектонических событий [1].

В палеозойской истории карбонатонакопления на Печорском Урале выделены несколько эпизодов развития органогенных построек и рифов: среднеордовикскораннеэмская, среднефранско-турнейская и поздневизейско-раннепермская. В раннедевонское (пражско-раннеэмское) время была сформирована самая мощная линейная барьерная система, которая выделяется не только наибольшими мощностями (до 1000 м), но и самым богатым видовым и таксономическим разнообразием рифостроящих организмов. Этому событию предшествовало возрождение в позднем лохкове локальных рифов (до 170 м мощностью) на окраине новообразованного крайне-мелководного шельфа, чему способствовало падение уровня моря после длительного пржидольсколохковского затопления карбонатной платформы. Такие постройки известны на Полярном и Северном Урале (скала Лопъю-Кырта, р. Илыч) [1].

На Северном Урале краткая характеристика строения постройки Лопъю-Кырта дается в работах А.И. Антошкиной (1994, 2003). Комплекс органических остатков (табуляты, ругозы, брахиоподы) приведен в работе (Цыганко, 2011). Разнятся и мнения о видимой мощности известняков в этом выходе: по данным А.И. Антошкиной (1994, 2003) мощность известняков в выходе составляет 25 м, по данным В.С. Цыганко (2011) - около 100 м [1, 2, 8].

Строение постройки Лопъю-Кырта.Органогенная постройка Лопъю-Кырта была изучена во время полевых работ 2015 г. Разрез «Лопъю-Кырта» (обн. 144: нумерация В.А. Варсанофьевой, 1940) вскрывается на правом берегу р. Илыч ниже устья р. Лопъю (рис. 1) [3].

Рис. 1. Характер выходов обн. 144 Лопъю-Кырта и их географическое расположение

Обнажение, высотой около 10 м, представляет собой длинные выходы невысоких скал, расположенных большей частью в лесу. Исследование обнажения проводилось согласно разработанным методикам и сопровождалось геологической съёмкой выходов с прохождением ряда профилей вкрест простирания пород [4].

Обработка полевого материала позволила установить три генетических типа пород: биогенные (биогермные), механогенные (биокластовые и литокластовые), а также хемогенные (рис. 2).

Рис. 2. Сводная литологическая колонка обнажения № 144 (нумерация по В.А. Варсанофьевой)

Самым распространенным типом таких отложений являются биогенные, образованные за счет скелетных остатков различных организмов. Механогенные породы представлены тонкослоистыми биокластовыми и био-литокластовыми известняками, которые имеют чисто динамические формы накоплений, материал которых вторичный, реликтовый, а не новообразованный. Хемогенные известняки были образованы за счет растворения (карстования) биогермных пород во время эпизодов субаэрального воздействия в условиях жаркого аридного климата.

Палеофауна обнажения №144. В отобранных образцах была обнаружена следующая фауна: коралл FavositespreplacentisDub.(D₁p- D₂ef) и ругоза Tryplasma sp. (D₁pD₂ef).

Образец П-ИЛ 144/10 представляет собой известняк серый, мелкозернистый, органогенно-обломочный, коралловый. Встречаются мелкие обломки криноидей. Порода рассланцованная, трещиноватая. Трещины заполнены кальцитом.

FavositespreplacentisDub. (D1p- D2ef) - массивный коралл, состоящий из плотно прилегающих друг к другу колоний. Форма колоний дисковидная, кораллиты призматические, с многоугольным поперечным сечением, напоминающим пчелиные соты. Внутренние полости сообщаются между собой с помощью соединенных пор, находящихся на гранях (стенках). Присутствуют септы шиповидной формы, которые образуют вертикальные ряды, днище горизонтальное. Сохранность: удовлетворительная (неразрушенная колония, жила in situ) (рис. 3.).

Рис. 3. Коралл Favosites preplacentis Dub.(D₁p- D₂ef), обн. №144

Общая характеристика. Отряд Favositida (лат. favus - шестиугольная плита, пчелиные соты) - это массивные колонии, сложенные призматическими кораллитами.

На основании находки представителя вида Favosites preplacentis Dub. возраст вмещающих отложений определен как нижний девон, пражский ярус - средний девон, эйфельский ярус (D₁p-D₂ef).

Образец П-ИЛ 144/24 ругоза Tryplasma sp. (D₁p-D₂ef) - известняк серый, мелкозернистый, с большим количеством обломочного материала. Порода рассланцованная. Встречаются обломки одиночных ругоз. Сохранность обнаруженной ругозы удовлетворительная.

Общая характеристика. Тетракораллы (гр. tetra - четыре), Rugosa (лат. ruga - морщинистый) - одиночные или колониальные палеозойские коралловые полипы, билатерально-симметричные, обладавшие наружным известковым скелетом, с хорошо выраженными большими и малыми септами. Внешняя форма тетракораллов разнообразна: конические, цилиндрические, прямые или изогнутые, грибовидные, реже пирамидальные (рис. 4).

Рис. 4. Некоторые черты строения ругоз

На основании находки представителя вида Tryplasma sp. возраст вмещающих отложений определен как нижний девон, пражский ярус - средний девон, эйфельский ярус (D₁p-D₂ef).

Влияние палеоэкологических условий на существование организмов. Представленные организмы вели прикрепленный образ жизни. На образ жизни кораллов существенное влияние оказывали как абиотические, так и биотические факторы.

Изменение температуры. Рифы формируются в пределах пояса, ограниченного изотермами +18°С самого холодного месяца в году поверхностных вод океана в обоих полушариях. Теплые течения отодвигают эту границу за пределы тропиков, а холодные течения у западных побережий материков, напротив, значительно смещают границу распространения коралловых рифов к экватору. Неоднократно отмечалось, что внезапные катастрофические падения температур ниже +16°С приводят к массовой гибели кораллов. Вариации солености. Как показали экспериментальные исследования, кораллы выдерживали падение солености в разных случаях от 17,5 до 28‰ и повышение до 38,552,5%. Обычно такие колебания солености не имеют места на рифах [5].

Изменение глубины бассейна. Рост герматипных кораллов, как правило, не распространяется глубже 30-40 м, а наиболее массовый и интенсивный их рост - глубже 10-20м. Фактором, контролирующим глубину распространения кораллов, является свет. Это обусловлено тем, что главную роль в питании строящих кораллов и скорости выделения ими скелетного карбоната играет симбиотическая водоросль зооксантелла. Многие исследователи предполагают, что именно возникновение симбиотических связей этих водорослей с кораллами привело к возникновению рифов современного вида, к ведущей роли кораллов в формировании каркаса рифов [5, 6].

Прозрачность вод. По отношению к свету кораллы достаточно гибки, рифы формируются даже в весьма мутных водах. Говоря о влиянии света, нужно упомянуть и о роли мутности воды. Тонкодисперсный материал является по-настоящему лимитирующим фактором для жизни кораллов. Песчаная фракция своей подвижностью не позволяет поселяться кораллам или же погребает в процессе перемещения молодые колонии маленьких размеров. Подвижность более крупного материала приводит к механическому разрушению колоний.

Волноприбойная деятельность. Среди гидродинамических факторов следует выделить влияние волн. Механизм приспособления кораллов к гидродинамике может заключаться, как и в изменениях скелета, так и в жизненных циклах. Быстрый рост в периоды менее интенсивных волнений, частичная деструкция во время сезонов штормов.

Биотические факторы. Основными биотическими факторами, влиявшими на распространение и разнообразие кораллов, были трофические связи, адаптивная способность к сосуществованию с другими представителями биоценоза. Так, основными конкурентами табулят в освоении экологических ниш были брахиоподы и ругозы. Отмечается некоторая закономерность в количестве особей табулят в ассоциациях с этими группами бентоса. В одних и тех же фациальных условиях табуляты редки там, где многочисленны брахиоподы, и наоборот [8].

Среди перечисленных факторов следует помнить и о суперпозиции факторов, и о том, что при определенных условиях одни факторы могут превалировать над другими [5].

Палеоэкологическая реконструкция. В целом климат в раннем девоне был аридным. Аридизация охватила большие территории, а температурный широтный градиент был высок. Во второй половине раннего девона (эмс) началась трансгрессия, максимум которой был в конце среднего - начале позднего девона, когда площадь морей занимала более 30% площади континентов. Климат стал менее аридным [7].

Содержание кислорода в атмосфере в раннем девоне было несколько пониженным, а затем начало повышаться и повышалось вплоть до раннего карбона. Содержание углекислого газа, зависящее от вулканической активности, в течение всего девона было весьма высоким [7].

Между силурийским и девонским периодами никаких значительных изменений в составе бентоса не произошло. В морской биоте отмечалось большое биоразнообразие беспозвоночных. Большое распространение получают органогенные постройки, представленные различными организмами рифовых сообществ. В девоне рифостроящими организмами в основном были кораллы, представленные как колониальными (отряд Favositida), так и одиночными (отряд Rugosa).

Платформенные моря, открывавшиеся в Уральский геосинклинальный бассейн и располагавшиеся в гумидной зоне, имели нормальную соленость и были достаточно мелководными (до 100 м глубиной). Здесь на карбонатных грунтах мелководного шельфа на бортах поднятий, разделенных впадинами, формировались мощные биогермы.

Удалось подробно изучить структуру рифового сообщества, представленного разными группами кораллов, на обнажении № 144, расположенного на правом берегу р.

Илыч, примерно в 1 км ниже устья р. Лопъю (рис. 5).

Рис. 5. Схема распределения разных групп кораллов рифовой постройки в обнажении №144: 1 - массивные, 2 - ленточные, 3 - одиночные, 4 - ветвистые, 5 - куполовидные

Удалось выделить центральную часть плато рифа, краевую часть и его склон, где сообщества кораллов отличаются друг от друга.

Склон представлен куполовидными и одиночными формами кораллов. Важную роль здесь играют гидродинамические условия. Не все формы кораллов могут выдержать действие волн. В зоне с активной гидродинамикой колониальные кораллы имели массивные и плотноупакованные скелетные элементы, а одиночные обладали широкой поверхностью прикрепления или придатками. Высокая степень подвижности воды обусловливает хорошую аэрацию придонных вод, нормальное содержание в них кислорода и пищи.

В центральной части плато рифа разнообразие форм увеличивается. Появляются ветвистые, ленточные и массивные формы. Гидродинамика здесь ослаблена. Скелеты колониальных кораллов были большей частью тонкостенными, а массивные колонии - небольшими и уплощенными. В зарифовой части разнообразие форм кораллов вновь уменьшается до массивных.

В результате работы удалось подробно изучить органогенную постройку Лопъю Кырта, состоящую из кораллов Favosites preplacentis Dub. (D₁p- D₂ef) и ругоз Tryplasma sp. (D₁p-D₂ef). Выделены генетические типы и механизмы образования карбонатных отложений. Анализ видового состава палеофауны показал, что на существование организмов большое влияние оказывали абиотические и биотические факторы, среди которых температура, глубина, соленость, а также взаимоотношения с другими организмами. Детальный анализ распределения палеофауны в пределах рифовой постройки позволил выяснить особенности ее формирования и характер изменения условий обитания рифостроящих организмов в период существования постройки.

карбонатный коралл палеофауна рифовый

Литература

1. Антошкина А.И. Рифообразование в палеозое (север Урала и сопредельные области). Екатеринбург: УрО РАН, 2003. -- 303 с.

2. Антошкина А.И. Рифы в палеозое Печорского Урала. СПб.:Наука, 1994. -- 154 с.

3. Варсанофьева В.А. Геологическое строение территории Печоро-Илычского государственного заповедника // Тр. Печоро-Илычского заповедника, 1940. Вып. 1. С. 5214.

4. Задорожная Н.М., Осадчая Д.В., Новоселова Л.Н. и др.Геологическая съёмка в районах развития отложений с органогенными постройками. Л.: Недра, 1982. -- 328 с.

5. Космынин В.Н., Большакова Л.Н., Соловьева В.В. Рифы и рифообразующие кораллы. М.: Наука, 1987. -- 293 с.

6. Космынин В.Н., Геккер М.Р. Сукцессия на рифах // Рифогенные постройки в палеозое России. М., 1997. С. 117-136.

7. Невесская Л.А. Этапы развития бентоса фанерозойских морей. Палеозой. М.: Наука. 1998. -- 503 с.

8. Цыганко В.С. Девон западного склона севера Урала и Пай-Хоя (стратиграфия, принципы расчленения, корреляция). Екатеринбург: УрО РАН, 2011. -- 355 с.

Размещено на Allbest.ru