Введение к работе
Актуальность исследований. Микрофоссилии являются наиболее распространенными в осадках и перспективными в стратиграфическом аспекте объектами докембрийской палеонтологии. Несмотря на громадный прогресс в изучении древних биот, вопросы природы и эволюции представляющих их микрофоссилии остаются мало разработанными. Подобное обстоятельство косвенно обуславливает неопределенность значительной части результатов микрофитоло-гической корреляции древних стратонов. В наибольшей мере это касается органостенных форм, рассматриваемых в классификации акритарх - группы, объединяющей растительные микроостатки с неясным систематическим положением. Биологическая принадлежность большинства конкретных таксонов акритарх и изменчивость их морфологических рядов во времени остаются непознанными. Проблеме биологической принадлежности остатков палеобиоценозов, а также расчленения и корреляции разноформационных осадочных комплексов позднего докембрия Саяно-Байкальского и Анабаро-Оленекского регионов посвящается данная работа.
Цель исследования - выявление на основе нового микрофитологического материала эволюционных трендов возрастной морфологической изменчивости микрофоссилии, их палеобиологическая интерпретация и стратиграфическое значение, направленные на разработку и создание региональных и межрегиональных корреляционных стратиграфических схем нового поколения и на выявление глобальных и региональных геологических и биотических событий.
Задачи исследования:
1. Изучить строение, литолого-фациальные особенности и получить микрофоссилии из опорных разрезов всех зон Саяно-Байкальского региона. Восстановить путем структурного картирования нормальную последовательность отложений в интенсивно дислоцированных районах. 2. На основе литолого-формационных критериев, ассоциаций органических остатков, геохимических и изотопных данных провести корреляцию разрезов каждого из регионов между собой и с типовыми разрезами позднего докембрия. 3. Реконструировать обстановки седиментогенеза и их геодинамическое положение. Выявить тенденции изменения тектонического статуса палеобасейнов во времени. В рамках установленной те кто но-стратиграфической последовательности и на основе изучения фациальных комплексов наметить условия обитания и
захоронения разных групп микроорганизмов. 4. Выделить морфологические группировки микрофоссилий и провести их сравнение с вероятными аналогами современного растительного мира по признакам схожести строения и условий жизнедеятельности. 5. Провести анализ временных рамок развития выделенных группировок в регионах и в мире. Создать актуапалеонтологические модели их вероятной биологической природы.
Научная новизна.
Новые данные по Саяно-Байкальскому региону:
1. Из позднедокембрийских отложений всех зон региона извлечены и
описаны новые ассоциации микрофоссилий, отнесенные к разным
биологическим группам. 9 родов и 19 вида акритарх выделены и
опубликованы впервые. Возрастная изменчивость морфологии акритарх,
сопоставляемых с ценобиальными зелеными водорослями
коррелируется с эволюцией биохимических параметров окраинного
бассейна.
2. Ревизован и обобщен весь микрофитологический материал по
позднему докембрию Саяно-Байкальского региона. Впервые
микрофоссилий разбиты на морфологические группы, которые
сопоставляются с разными типами бактерий и эукариотных водорослей.
Выявленное распространение ряда сложных форм позволило впервые
отнести к поздненеопротерозойскому уровню осадочно-вулканогенные
отложения Байкало-Муйской зоны, ранее картируемые в составе
нижнего протерозоя или нижнего рифея.
Новые данные по Анабаро-Оленекскому региону:
1. Получены и описаны новые ассоциации микрофоссилий из
кютингдинской, арымасской и дебенгдинской свит Оленекского
поднятия и впервые - из улахан-курунгской, хапчанырской, уджинской,
томторской свит Уджинского поднятия. 2 рода и 3 вида микрофоссилий
выделены и опубликованы впервые.
2. В разнородных ассоциациях микрофоссилий Анабаро-Оленекского
региона впервые выделены предполагаемые аналоги современных
бактериальных и водорослевых групп.
3. На основе анализа распространения микрофоссилий позднего
протерозоя выработаны принципы их применения при
биостратиграфической корреляции. В целях создания морфологических
рядов и уменьшения степени синонимичности акритарх введено понятие
«межродового таксона». Впервые предложена модель классификации
акритарх, где крупные таксоны - подгруппы разделяются по
неморфологическому признаку.
Практическое значение. Значение результатов представленной работы определяется двумя ведущими направлениями микрофитологии докембрия. В первую очередь, это новые данные в рамках фундаментальной проблемы эволюции морских биот позднего докембрия. И второе - традиционное для отечественной микрофитологии, биостратиграфическое направление, когда знания о распространении сложноорганизованных микрофоссилий по разрезам разных регионов в конечном счете дают их интегральные последовательности для суждения о возрастном интервале хронологически немых стратонов. В частности, объективность ревизии возраста толщ Байкало-Муйской зоны по микрофоссилиям [Станевич, Железняков, 1990; и др.] впоследствии была подтверждена корректными радиохронологическими данными. Эти и другие микрофитологические данные были использованы при геологическом доизучении масштаба 1:200000 в 1990-ые годы, отражены в 8 производственных отчетах и подготовлены для использования в новой редакции Унифицированной стратиграфической схемы Средней Сибири.
Защищаемые научные положения:
1. Впервые проведенное обобщение данных по
позднепротерозойским микрофоссилиям Саяно-Байкальского (СБР) и
Анабаро-Оленекского (АОР) регионов показало, что их ассоциации
характеризуются большим таксономическим и систематическим
разнообразием (более 180 видов и межродовых таксонов в СБР и более
155 видов и межродовых таксонов в АОР). Благодаря комплексному
изучению (препараты, шлифы и электронная микроскопия) выделены и
описаны 11 новых родов и 22 новых вида.
2. Для позднепротерозойских бассейнов характерно преобладание в
каждой фациальной зоне микроорганизмов систематически отличных от
таковых в других зонах. Биофациальная типизация микрофоссилий СБР
и АОР и морфоактуалистический анализ выявили разную система
тическую принадлежность большей части акритарх. Среди них
выделены бурые и, возможно, динофитовые водоросли, зеленые, в том
числе, и коньюгатные водоросли, аэробные серные и разнообразные
хемолитотрофные бактерии.
3. Возрастной интервал распространения большинства
микрофоссилий в протерозое Сибирской платформы значительно более
продолжителен, чем тот, который в настоящее время принят по
опубликованным данным.
4. Проведенная на основе микрофоссилий, радиохронологических, геохимических и лито лого-формационных данных корреляция стратонов
разных зон СБР свидетельствует о их неопротерозойском возрасте. Формирование признаков акритарх, сопоставляемых с ценобиальными зелеными водорослями коррелируется со временем становления бассейна форланда. Детализированная корреляция толщ АОР показала отсутствие в его разрезах отложений, отвечающих большей части позднерифейской истории. Для рифтогенных отложений среднего рифея региона характерна ассоциация акритарх, сопоставляемых с десмидиевыми зелеными водорослями.
5. Установлено кардинальное различие водорослевых палеобиот СБР и АОР, которое определяется разными тектоно-палеогеографическими условиями седиментации. Неопротерозойская эволюция СБР фиксируется тремя основными этапами обстановок осадконакопления, определивших последовательную смену типов окраинных палеобассейнов: рифтогенной пассивной окраины континента, задугового и форланда. В АОР нижнерифейское субплатформенное осадкообразование сменяется в среднем рифее накоплением разноформационных толщ в условиях внутрикратонной рифтовой системы.
Фактический материал. В основу диссертации положены материалы, собранные автором на протяжении многолетних (1976-2008) тематических работ в составе отрядов ВостСибНИИГГиМСа и ИЗК СО РАН. Наибольший объем исследований проведен на территории Саяно-Байкальского региона (СБР), где было изучено около 80 свит и толщ позднего протерозоя в более чем сотне составных разрезов. В Анабаро-Оленекском регионе (АОР) были изучены разрезы 13 свит Оленекского, Уджинского поднятий и восточного склона Анабарского поднятия (2003-2006). При анализе данных был частично использован материал, предоставленный группой З.Х.Файзулиной из аналогов изученных отложений СБР, вскрытых скважинами на юге Сибирской платформы. Полученные данные и обширная информация, собранная в ходе геологосъёмочных и тематических работ, легли в основу представления об эволюции обстановок седиментогенеза в позднем докембрии регионов. На коллоквиумах и в частном порядке просмотрен микрофитологический материал других исследователей: по территории СБР, Сибирской платформы и Удоканскому району (З.Х.Файзулиной и А.А.Трещетенковой, В.А.Рудавской, Б.В.Тимофеева, Н.С.Михайловой, В.Н. Пятилетова, К.Е.Наговицина, М.Ш.Файзуллина), по Учуро-Майскому и Туруханскому районам (Б.В.Тимофеева, Т.Н.Герман, В.Г.Пятилетова и др.), по Южному Уралу (Т.В.Янкаускаса, Н.С.Михайловой и др.), по Восточно-Европейской платформе
(избирательно - Е.Д.Шепелевой, Е.А.Асеевой, Е.Ю.Голубковой и др.). Также, из проб позднепротерозойских отложений этих регионов в лабораториях ВостСибНИИГГиМСа и ИЗК СО РАН были извлечены и изучены ассоциации микрофоссилий. Всего, из отложений СБР было обработано более 1800 проб, представительные наборы микрофоссилий получены из 520 проб. Изучено более 250 шлифов алевроаргиллитов и сингенетичных кремней с микрофоссилиями, более 1200 петрографических шлифов осадочных и вулканогенных пород. Из отложений АОР обработано 102 пробы, микрофоссилий получены в 64, изучено более 80 шлифов сингенетичных кремней и алевроаргиллитов с микрофоссилиями. По разрезам позднего протерозоя СБР и АОР проанализирован и сведен в единую классификацию микрофи-тологический материал всех исследователей.
Основа обобщенного в работе объёма микрофитологических данных
из отложений СБР была заложена исследованиями автора,
З.Х.Файзулиной и А.А.Трещетенковой. Обработку проб в разное время
проводили Ж.П.Попова, автор, Э.В.Копылова, А.А.Леликова,
М.А.Забереник, Т.О.Куваева, О.В.Алексеева. Определительские и
классификационные работы выполняли автор, Т.А.Корнилова и
В.А.Железняков. Петрографические определения пород и заключения
были сделаны Т.А.Корниловой, Н.Л.Серовой, автором и В.И.Пе-
реляевым. Фотографирование форм проводилось Т.А.Корниловой и
автором. Графика и таблицы с изображениями микрофоссилий
изготовлены автором. Результаты геохимических исследований
предоставлены В.К.Немеровым. Сравнение микрофоссилий с
современными группами водорослей и бактерий и их биологическая
интерпретация осуществлялись автором и Е.Н.Максимовой (Чаттой).
Вопросы стратиграфии и седиментологии докембрия регионов,
таксономии микрофоссилий отраженные в работе, в разное время
обсуждались с Т.А.Дольник, В.В.Хоментовским, В.В.Булдыгеровым,
Д.П.Гладкочубом, Н.К.Коробейниковым, А.М.Мазукабзовым,
Г.Л.Митрофановым, К.Е.Наговициным, В.И.Переляевым,
А.А.Постниковым, В.Н.Сергеевым, Ю.К.Советовым, А.А. Терлеевым, В.Ю.Шенфилем, М.С.Якшиным и др.
Апробация работы. Результаты работ и основные положения докладывались на региональных, всероссийских и международных совещаниях и симпозиумах: 3-ем (Фрунзе, 1983), 4-ом (Новосибирск, 1986), 5-ом (Ленинград, 1986), 6-ом (Минск, 1989) Всесоюзных коллоквиумах по микрофоссилиям докембрия СССР, 3-ем Всесоюзном симпозиуме по палеонтологии докембрия и раннего кембрия
(Петрозаводск, 1987), Всероссийских палинологических конференциях (Москва, 1996, Санкт-Петербург, 2008), 30-ом международном геологическом конгрессе (Беньян, 1996), конференции «Актуальные вопросы геологии и географии Сибири» (Томск, 1998), рабочем совещании Workshop IGCP-440 (Иркутск, 2001), международных симпозиумах «Эволюция жизни на Земле» (Томск, 2001, 2005, 2010), Российской научно-практической конференции «Оценка современного состояния микробиологических исследований в Восточно-Сибирском регионе» (Иркутск, 2002), Всероссийской научной конференции «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX и XXI веков» (Иркутск, 2002), научных совещаниях «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (Иркутск, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010), научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (Томск, 2003), 50-ой сессии палеонтологического общества «Биосферные процессы: палеонтология и стратиграфия» (Санкт-Петербург, 2004), международных конференциях «Происхождение и эволюция биосферы» (Новосибирск, 2005 и Лутраки, Греция, 2007), Всероссийском микропалеонтологическом совещании (Новосибирск, 2008), и др.
Основные положения диссертации изложены в 58 работах, из которых 6 монографий и глав в монографиях, 32 статьи, из которых 20 -в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК, 20 - материалы симпозиумов и конференций.
Диссертация состоит из введения, 9 глав, заключения, списка литературы и палеонтологических таблиц. Объём работы составляет 321 стр., из них 198 стр. текста, 42 рисунка, 6 таблиц, 33 палеонтологических таблицы и список литературы из 431 наименования.
Благодарности. Автор признателен В.В.Хоментовскому,
Т.В.Янкаускасу, В.К.Немерову, Е.Н.Максимовой (Чатте),
А.А.Постникову, З.Х.Файзулиной и М.С.Якшину за ценные
консультации и обсуждение результатов исследований,
Ф.В.Никольскому за помощь в структурной интерпретации разрезов.
Особо признателен Т.А.Корниловой за совместную работу и большой
объём проделанной первичной работы. Постоянная поддержка в ходе
оформления рукописи осуществлялась А.М.Мазукабзовым,
Д.П.Гладкочубом, Т.В.Донской и Е.В.Скляровым. Автор благодарен Е.В.Лихошвай, М.М.Маслениковой, А.В.Тькову и Н.С.Карманову с коллегами за благожелательное содействие в получении данных на электронных микроскопах. Автор признателен сотрудникам петрофизической лаборатории Амакинской ГРЭ АК АЛРОСА за помощь
и совместное проведение полевых работ. Ценными для улучшения стиля рукописи явились замечания Б.Н.Шурыгина и В.Н.Сергеева. Исследования частично выполнены при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, гранты 97-05-65922, 04-05-64159, 05-05-64466, 07-05-00339.