CC BY
27
УДК 563(713)
О.В.Богоявленская, М.П.Снигирева
ЭВОЛЮЦИЯ ПАЛЕОЭКОСИСТЕМ РАННЕГО-СРЕДНЕГО ДЕВОНА В СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОУРАЛЬСКОГО БАССЕЙНА
Для рассмотрения проблемы эволюции палеоэкосистем раннего-среднего девона выбран тойон восточного склона Урала (Тагильский мегасинклинорий), ограниченный долиной р.Колонги si юге и долиной Северной Тошемки на севере (бассейн р.Северной Сосьвы) (рис.1).
Геология и фауна этого района довольно ээдно изучены в связи с тем, что в его пределах находятся известные месторождения бокситов («Красная Шапочка», Кальинское, Черемуховс-г, Сосьвинское), залегающие среди карбонат-толщ, принадлежащих различным фациям прибрежного мелководья, охарактеризованным разнообразным комплексом бентоса [1,2]. Рассматриваемый регион слагается девонскими отложениями, относимыми к сарайнинскому, са-тмскому, карпинскому, тальтийскому, лангур-осому горизонтам, соответствующим конодон-товым зонам woschmidti-remscheidensis, delta-pesavis, sulcatus-pireneae, dehiscens, gronbergi, inversus, serotinus, patulus, parti tus, costatus-kockelianus, ensensis (нижняя) (рис.2). Для региона характерны перерывы в карбонатном осадконакоплении, которым соответствуют бокситовые горизонты. Наличие перерывов очень янтересно, поскольку позволяет проследить влияние смены обстановок на смену бентосных сообществ. В анализе палеоэкосистем мы опираемся на изучение амфипор, строматопорат, табулят, гелиолитоидей, конодонтов, привлекая данные по другим группам бентоса (брахиопо-ды, криноидеи, остракоды).
»M
Рис.1. Структурно-фациальная зональность палеозойских отложений Урала: I - Бельско- Елецкая зона; I, - Зигано-Вишерская подзона; 12 - М и хайло веко- Вайгачс-кая подзона; 1} -И ргиэлм но- Карская подзона; ii - Сакмаро-Лемвинекая зона; III -/Магнитогорская зона; IV - Тагильская зона; V - Восточно-Уральская зона ; а - район исследований; б - отсутствие отложений
Сарайнинское и саумское время
В сарайнинское время (зоны woschmidti-postwoschmidti) в Восточноуральском бассейне развивались карбонатн о-глинистые илы с редкими остракодами, амфипорами Stellopora in-texta (Yavor.), колюлшарными ценостеумами Parallelostroma multiplexum Bogoyavl., Р. scabrum BogoyavI. Они выполняли локальные погружения дна, располагаясь среди карбонатных илов, где присутствовали колюмнарные, свободно лежащие и перекатывающиеся по дну ценостеумы Parallelostroma multiplexum и Р. scabrum , полусферические колонии табулят Favosites kozlowskyi (Sok.), ветвистые стелющиеся Egosiella alba (Yanet), ругозы Neomphyma originata Soshk., банки брахиопод Protathyris praecursor Kozl. Мелководную обстановку осадконакопления подчеркивают формы ценостеумов строматопорат, а также присутствие в колониях табулят сверлящих червей Camptosalpinx, Streptindytes и Helicosalpinx. На дне бассейна установлены мощные потоки лав андез и то-базальтового состава, которые, перемываясь и разрушаясь, усложняли рельеф дна. В ряде случаев на поверхности лавовых потоков зафиксированы колюмнарные ценостеумы Parallelostroma multiplexum. В южной части района распространены рифогенные фации, где присутствуют
водоросли, ругозы, в меньшей степени табуляты и брахиоподы. С рифогенными фациялп сарайнинского времени связаны немногочисленные гелиолитоидеи, представленные родам* РвеисЬрЬзшорога, 51с1епоН1е8, РасЬуЬеКорЫша (4 вида). Такиефациальные условия сохранилиа здесь и в саумское время. Саумские и более молодые отложения в южной части районг уничтожены размывом.
Фации
J7a//ej/pcxuú
patrios
XQ/wvhckl/Ú
дмобеф.
Саумскш
fa/uzüHUrtetitü
ШЕЕ' 53« E3« ЕЭ* О? Ж В-? ЕЭ/^ p=FI^ и**EU" ЕВ*
Рис.2. Распространение фаций и сопутствующей фауны.
Условные обозначения: 1 - отсутствие отложений; Сарайнинский горизонт: I - Сарайнинская свита; 1-2 - карба-натно-глинистые илы со Stellopora intexta (Yavor.); 1-3 - карбонатные иды с Parallelostroma multiplexum Bogoyavl.; 4 - покровы андезито-базальтовых порфиритов, продукты их размыва (сосьвинская свита); 5 - водорослевые рифы (петропавловская свита); 6 - псрсотложенные продукты коры выветривания (бокситы); Карпинский горизонт; II - Вагранская свита; II-7 - карбонатно-глинистые илы с пелециподами, гастроподами, остракодами, Coenites ve rus Yanet; 11-8 - амфипоровые илы со Stellopora barba Bogoyavl., Favosites minutus (Yanet) (андроновские слои); 11-9 - водорослевые биогермы с Favosites minutus Yanet, Atrypa subalin-ensis Nik. (лобвинские слои); 11-10 - кремнисто-карбонатные, песчанистые илы (тотинскис слои, нижняя часть плитнхковой толгци); Тальтийский горизонт: III -Черемуховская свита; III -11 - амфипоровые и\ы со Stellopora spica Bogoyavl., Favosites goldfussi d-Orb., Zdimir pseudobaschiricus (черемуховские слои); III- ;2 - водорослево-строматопоровые биогермы с Zdimir rossica (Кагр) (стрелебнинские слои); 111-13 - карбонатно-глинистые илы со Zdimir psedobaschkiricus( верхняя часть плитняковой толщи);'Лангурскнй и Высотинский горизонты: 14 - строматопоратовые рифы с Tienodictysn ra rum Bogoyavl; 15 - карбонатные брекчии; 16 - амфипоровые илы с Amphipora regularis Less., Stach yodes singularis
В северной части района рифогенные тела распространены ограниченно в течение саумского, вижайского и тошемского времени, что соответствует формированию конодонтовых зон delta-pesavis, sulcatus, pireneae-dehiscens.
Карпинское время
На закарстованную поверхность плато, местами перекрываемого лавовыми потоками, в юссинское время распространялась морская трансгрессия (зоны gronbergi-northoperbonus-
3 начале трансгрессии отлагались карбонатно-глинистые илы, в обстановке накопления ял -».«ых развивались гастроподы и пелециподы, редкие остракоды (Eridoconcha sp., Coeloenellina grandis Pol., Bairdia navicula Mart.), стелющиеся колонии табулят Coenites sp. В этих Тсьэвиях встречаются полигнатиды Polygnathus gronbergi Klapper et Johnson, P. inversus Klapper « Johnson, P. serotinus Telford и др. С развитием трансгрессии устанавливаются амфипоровые ирбонатн о-глинистые илы, где многочисленны субцилиндрические амфипоры, принадлежащие рс.алм Clathrodictyella, Stellopora (Cl. pulchra Bogoyavl., Cl. angularis Bogoyavl., S barba Bogoyavl., £ zr-aloga Bogoyavl.). Полусферические, массивные колонии сгроматопорат и табулят относитель-ж редки (Simplexodictyon grandis (Yavor.), Clathrocoilona abeona Bogoyavl., Parallelopora jcrJana Bogoyavl., Stromatopora praelonga Bogoyavl., Favosites regularissimus Yanet, F. minutus Yanet, F. saginatus (Lec.)), находки ругоз единичны (Tryplasma aequabilis Lonsd.). Вамфипоровых «их обитали разнообразные и многочисленные остракоды (Coeloenellina testata Pol., Bairdia -srrcula Mart., Bairdiolypris cordiformis Rozhd., Microcheilinella larionovae Pol., M. affinis Pol., Ke-wsomites notabilis Pol.). Брахиоподы встречаются чрезвычайно редко (Leviconchidiella vagrani-c* (Khod.), Ivdelinia ivdclensis Khod.). Бассейн, по-видимому, еще не достиг нормальной с=и^ности: стеногалинные формы (иглокожие) полностью отсутствуют; сероводородное зараже-а- -; свидетельствует о застойном характере бассейна, затрудненном газо- и водообмене. В этих условиях развиваются сообщества амфипор и остракод, габулят. Остальные группы редки.
С развитием более оптимальных морских условий в бассейне появляются относительно небольшие водорослевые биогермы, на склонах которых располагаются массивные колонии хкулят Favosites minutus Yanet, F. gregalis Porf., .многочисленные гелиолитоидеи родов Voulykhites, îeçimbailites, Pachyhelioplasma, Kolongites, Pachycanalicula, Paraheliolites, Helioplasma, Pseudo-plismopora, одиночные ругозы Tryplasma aequabilis Lonsd., сообщества брахиопод Karpinskia fciorovi Khod., Carinatina arimaspus Eichw. Desquamatia subalinensis (Nik.), Catazyga perpolita Khod. С биогермами связаны многочисленные сверлильщики (черви?) родов Chaetosalpinx, Aicerasalpinx, Antherosalpinx и Lamcllirima, присутствие которых указывает на относительно гслее глубоководные, чем в сарайнинское время, условия. В обстановке образования биогермов к обнаружены строматопораты, отсутствуют амфипоры, практически исчезают остракоды. За "7«аой биогермов, которая прослежена по всей территории, выделяются фации зарифовых гремнисго-карбонатных илов, в которых встречаются немногочисленные массивные колонии хететид Chaetetipora vietnamica Dub. et Tong-dzuy, ветвистые и массивные полипняки табулят Tnamnopora aliena aliena Yanet, Emmonsia aff. aspera Yanet, относительно редкие Atrypa kolymensis Nal., Ciorindina eifeliensis Stein., Ivdelinia ivdelensis Khod. В карпинское время четко жкделяются три фации: прибрежно-мелководная «амфипоровая», для которой характерно широкое распространение субцилиндрических сгроматопорат («амфипор»), остракод, относительно редких колоний табулят, единичных ругоз и брахиопод; «биогермная», относительно более удаленная от берега, где развиваются водоросли, массивные колонии табулят, гелиолитоидеи и сопутствующие им сверлильщики, сообщества брахиопод; «зарифовая» фация представлена карбонатно-кремнистыми илами с чрезвычайно редкими бентосными форумами, в них установлены конодонты зон gronbergi, nothoperbonus, serotinus.
Тальтийское время
Подобная фациальная модель сохраняется и для тальтийского времени (serotinus-patulus-partitus). Здесь также выделяются «амфипоровые» ограниченно распространенные карбонатные темные илы, но состав бентоса в них существенно иной. Сообщества амфипор служат субстратом для образующих биогермы колоний табулят, сгроматопорат, ругоз. Биогермы в тальтийское время распространены значительно шире, чем в карпинское; в отличие от карпинских биогермов, тальтийские слагаются массивными строматопоратами Atelodictyon uralicum Bogoyavl., Flexios-
troma sibiricum (Yavor.). Субстратом для биогермов, как отмечалось, служат субцилиндрические ценостеумы амфипор Stellopora fcrmosa Bogoyvl., S. densa Bogoyavl., S. gloriosa Bogoyavl., S. analoga Bogoyavl., a также дендроидные табуляты (Thamnopora aliena aliena Yanet.). В биогермах распространены массивные колонии табулят Caliopora idónea Yanet, С. chaetetoides Lee., С. jejuna Yanet, Corolites aff. cruciformis (Yanet), хететиды Chaetetes tenuis Freeh; гелиолитоидеи, одиночные ругозы Tryplasma aequabilis Lonsd.; колонии табулят пронизаны сверлильщиками (Chaetosalpinx, Asterosalpinx, Lamellirima, Helicosalpinx); в непосредственной близости от массивных табулят располагаются субцилиндрические Trypanopora. С биогермами связаны многочисленные брахиоподы Zdimir pseudobaschkiricus (Tschern.), Z.rossicum (Karp.), Carina-tina paradoxa Scup., C. signifera Schm., C. arimaspus Eichw., Clorinda eifliensis Stein., Stegerhynchus emaciata (Barr.), Theodossia superbus Eichw., Atrypa totaensis Khod., Ivdelinia menneri Andr. Здесь же встречаются остракоды Microcheilinella laudata Rozhd., Rectella jakuschkinica L. Egor. и др., криноидеи Curpressocrinites rossicus Antr., C. ovatus Schewt. Конодонты представлены редкими полишатидами зональных форм Polygnathus serotinus, P. patulus patulus, P. p. partitus, а также многочисленными белоделлами и другими дистакоидными формами, очень характерными для рифовых фаций. Фации зарифовых карбонатных илов также широко распространены. Они содержат единичные колонии строматопорат Atelodictyon uralicum Bogoyavl., Flexiostronia sibiricum (Yavor.), табулят Favosites goldfussi (d'Orb.), брахиопод Zdimir aff. pseudobaschkiricus (Tschern.).
В тальтийское время произошло значительное обновление амфипоровой и рифогенной палеоэкосистемы. Отмечено присутствие конодонтов в рифогенной палеоэкосистеме.
Лангурское и высотинское время
В лангурское и высотинское время (costatus-kockelianus-xylus-ensensis-varcus) рифогенные фации распространены максимально. По-видимому, биогермы поднимаются над уровнем моря, образуя рифовые гряды, при этом происходит их разрушение (в разрезах фиксируются брекчии с обломками колоний строматопорат и табулят (см.рис.2). Биогермы лангурского и высотинского времени слагаются ценостеумами строматопорат Flexiostroma sibiricum (Yavor.), Tienodictyon zonatum Yabe et Sug., T. rarum Bogoyavl., TrupetostToma classiforme Bogoyavl., T. porosum (Lec.). Субстратом для рифогенных тел служат колюмнарные колонии Amph-.pora regularis Less., А. ramosiensis Bogoyavl., Stachyodes singularis Yavor.Ha склонах рифов распространены: табуляты Caliapora battersbyi Milne-Edw. et Haimc, С. idónea Yanet, С. chaetetoides Lec., хететиды Pachytheca antigua Yanet, гелиолитоидеи Heliolites porosus (Goldf.), Pachycanalicula opaca Du bat., Helioplas-ma kaljaensis Yanet et Lob., характерные и для лангурского, и для высотинского времени; только для высотинского времени характерны Parahcliolites (?) rarus (V. Khalf.), Helioplasma (?) extrema Lob. и Podollites exiguus Lob., редкие колонии ругоз Favistella vulgaris Soshk., банки Bornhardtina langurica Khod. et M. Breiv. С табулятами этого возраста связаны сверлильщики только одного рода Lamellirima. В высотинское время присутствуют еще и Torquaysalpinx.
В раннелангурскос время конодонты прсдсгавлены Polygnathus cos ta tu s cos ta tu s, Р. с. oblongus, Tortodus koekelianus australis. В позднелангурское время распространен комплекс конодонтов верхов зоны koekelianus - низов ensensis: Polygnathus xylus ensensis Ziegl. et Klapper, P. xylus xylus Stauff. P. foliformis Snigir., P. linguiformis alveolus Wedd. Ozarkodina bidentata (Bisch. et Ziegl.).
Рассматриваемый нами район позволяет провести анализ развития палеоэкосистем как во временном интервале, так и в фауиальном плане для каждого хронологического уровня (от зоны woschmidti до зоны varcus включительно).
В сарайнинское время (зоны woschmidti - postwoschmidti) преобладают мелководные карбонатно-глинистые илы, в которых обитали строматопораты, табуляты, гелиолитоидеи, бра хиоподы, остракоды. Начинают формироваться водорослевые рифы (на юге и севере района). Всего описано около 50 видов, населяющих бассейн. Следует отметит!,, что разнообразие сарайнинской палеоэкосистемы является кажущимся, потому что многие виды представлены единичными экземплярами. Доминирующими являются колюмнарные строматопораты, принадлежащие Parallclostroma multiplexum - P. scabrum.
В саумское время (зоны delta-pesavis) сохраняется та же фациальная обстановка, но появляются новые виды строматопорат, встречающиеся довольно редко. Исчезают доминирую-
оос>мы сарайнинского горизонта. Остальные виды общие с сарайнинскими. I .-ослесаумское время в южной части района наступает перерыв в карбонатном осадкона-I. Только на севере сохраняются рифогенные отложения вижайского и тошемского (зоны sulcatus-dehiscens). В вижайских отложениях полностью обновляется состав на видовом уровне (преобладают массивные формы полипняков); немногочисленные характерны только для вижайского уровня, ряд общих видов связывает вижайских ругоз 1И и более молодыми тошемскими, аналогично распространены гелиолитоидеи. Тошемский комплекс характеризуется обновлением видового состава табулят и строматопо 3 комплексе строматопорат зафиксировано 4 новых рода (Coenellostroma, Auroriina, i, Parallelopora).
Начиная с карпинского времени, в бассейне развиваются мелководные прибрежные $ые илы, биогермы, а также зарифовые кремнисто-карбонатные илы. С развитием . соотношение этих фаций меняется: от карпинского времени к лангурско-высотинскому fer ponbergi до varcus включительно) идет возрастание роли рифогенных фаций. Увеличивается рирообразующая роль строматопорат. Сокращается площадь распространения амфипоровых так же, как и площадь зарифовых фаций (см.рис.2). Изменяются виды-доминанты: для >вых фаций карпинского времени (gronbergi-in versus) характерны Stellopora barba rl. - S. analoga Bogoyavl., Favorites regularissimus Yanet, Ivdelinia ivdelensis Khod.; iacoro времени (serotinus -patulus) - Stellopora spica Bogoyavl., F. goldfussi d'Orb., Zdimir ^■Eoiobaschkiricus (Vern.). В рифогенных фациях карпинского времени доминируют F. minutus тальтийского - F. goldfussi d'Orb., Zdimir rossicus Karp., для лангурского и высотинского -Stachyodes singularis Yavor., Amphipora regularis, Tienodictyon zonatum Yabe et .Caliapora battersbyi Milke-Edw. et Haime, Heliolites porosus (Goldf.), Bomhardtina langurica et M. Breiv. Stringocephalus sp. Что касается зарифовых илов, то в обстановке их накопления присутствует в зонах, пограничных с рифогенными телами, и проследить в этих фациях палеоэкосистем трудно.
1. Отмечается определенная специфика в распространении отдельных компонентов палео-эшэсистем. Так, массивные и колюмнарные строматопораты, табуляты, гелиолитоидеи, ругозы
мот к рифогснным фациям и к пограничным зонам с другими фациями.
2. Смена палеоэкосистем отмечается во всех фациальных обстановках, причем вновь •вшиеся таксоны обычно немногочисленны и тяготеют к границам фациальных зон.
В пределах рифогенных фаций наиболее многочисленные группы, являющиеся рифообразу-юсцими, обычно таксономически бедны. Наибольшее таксономическое разнообразие фиксируется кг границах с другими фациальными зонами.
3. Выделяются уровни наибольшего таксономического разнообразия палеоэкосистем --¿райнинский уровень (woschmidti - remscheidensis), тошемский (perineae-dehistens), карпин-з>.й (dehuscens-gronbergi), лангурский (costatus). Выше этих уровней в вижайское, тальтийское * высотинское время происходит спокойное развитие палеоэкосистем.
4. Перерывы в осадконакоплении, связанные с эвстатическими колебаниями девонского моря, не оказывают существенного влияния на эволюцию палеоэкосистем.
5. Конодонты связаны с рифогенными (в меньшей степени) и с зарифовыми фациями.
6. Северная часть Восточноуральского бассейна по составу бентосной фауны может быть сопоставлена как с другими азиатскими, так и с европейскими бассейнами.
Работа выполнена частично при поддержке гранта РФФИ N98-05-649C9.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Богоявленская О.В. К характеристике эйфельских отложений западной бокситоносной полосы восточного склона Среднего Урала //Советская геология. - 1979. - N10. - С.75-84.
2. Ходалевич А.Н., Брейвель М.Г. Стратиграфическое положение девожжих бокситоносных отложений восточного склона Среднего и Северного Урала //Труды Свердловского горного института, 53. - Свердловск, 1968. - С. 140-145.
