Содержание к диссертации
Введение
1. Современные взгляды на систематику листьев кордаитантовых. Проблемы систематики 8
2. Методы исследований 16
3. Эколого-функциональный подход в изучении изменчивости листьев кордаитантовых. Принципы систематики 23
3.1. Эколого-функциональпый подход в изучении изменчивости листьев 23
3.2. Эволюционная изменчивость листьев кордантаптовых и климатические изменения в позднем палеозое 36
3.3. Принципы систематики листьев кордантаптовых 44
4. Морфология и эпидермальные структуры листьев кордантаптовых 51
4.1. Форма и жилкование листьев 51
4.2. Строение оснований листьев 56
4.3. Эпидермальпые структуры 62
4.4. Морфолого-микроструктурные типы листьев кордантаптовых 67
5. Фитостратиграфия верхнепалеозойских отложений норильского района 87
5.1 Очерк стратиграфических исследований 87
5.2 Краткие сведения по стратиграфии угленосных отложений 95
5.3. Разрез Кайсрканского месторождения 101
5.4. Разрез месторождения горы Рудной (Норильск-1) 129
5.5. Разрез по р. Фокиной 141
5.6. Опорный разрез верхнего палеозоя северо-западной части Сибирской платформы по р. Горбиячин 145
5.7 Корреляция разпофациальных разрезов северо-западной части Сибирской платформы 160
6. Развитие позднепалеозойской флоры норильского района и ее сравнение с флорами других регионов 169
Заключение 187
Список литературы 190
Приложение 1. Описание таксонов кордантаптовых 1-61
Приложение 2. Фототаблицы 105
Приложение 3. Объяснения к фототаблицам 1-51
- Современные взгляды на систематику листьев кордаитантовых. Проблемы систематики
- Эволюционная изменчивость листьев кордантаптовых и климатические изменения в позднем палеозое
- Строение оснований листьев
- Краткие сведения по стратиграфии угленосных отложений
Введение к работе
Актуальность проблемы. Изучение растительных остатков играет важную роль и расчленении и обосновании возраста сложно построенной, литологически однообразной и бедной морской фауной верхнепалсозойской угленосной толщи, широко представленной в Норильском районе и с которой генетически связаны промышленные месторождения углей, графита, никеля и меди, проявления нефти и газа, алмазов и золота.
Главными доминантами позднепалеозойских флор Ангарской палеофитогсографической области являются кордаитаптовыс. Применение эпидермальных методов в изучении значительно повысило значение этой группы в решении стратиграфических задач угленосных бассейнов Сибири. Палеоботаниками в 40-80 г. проведена большая работа по стратификации уїленосной толщи Норильского раііона и монографическому изучению растительных остатков разных систематических групп, но кордаитантовые изучались преимущественно морфологическим методом.
При подготовке новой редакции стратиграфических схем фанерозоя Средней Сибири и проведении изыскательских работ на полезные ископаемые на Сибирской платформе появилась необходимость конкретизации возраста геологических тел (свит), их взаимоотношений и границ. В этой связи весьма актуальными становятся проблемы положения в разрезах основных геохронологнческнх рубежей каменноугольного и пермского периодов и их соотношений со сменой крупных флористических рубежей, возраста свит, стратиграфические объемы которых до настоящего времени все еще остаются дискуссионными.
Цель работы. Усовершенствовать палеоботанические критерии расчленения и корреляции разнофациальных разрезов верхнепалеозойской угленосной толщи Норильского района и уточнить возраст свит па основе изучения кордаптантовых с применением современных методов.
Задачи исследовании:
1. Комплексное исследование листьев кордаптантовых из последовательно сменяющихся слоев стратотипических разрезов (или нх эквивалентов) Норильского района па основе применения микроструктурного и морфологического методов; изучение изменчивости признаков.
2. Определение растительных остатков, выявление систематического разнообразия таксонов, интервалов вертикального распространения видов, выделение флористических комплексов и анализ их составов.
3. Изучение последовательной смены флористических комплексов в разнофациальных разрезах, определение положения в разрезах рубежей флористических перестроек и их соотношении с лптологическими особенностями пород.
4. Корреляция разнофациальных разрезов Норильского района и опорного разреза для северо-западной части Сибирской платформы но р. Горбиячин.
5. Изучение этаппости в развитии позднепалсозойской флоры Норильского района, сопоставление с ангарскими флорами других регионов, уточнение возраста флористических комплексов.
6. Определение положения в разрезах Норильского района основных геохроиологических рубежей.
7. Палеоклиматическая и экологическая интерпретация полученных палеоботанических данных.
8. Монографическое описание новых и известных таксонов кордаитатовых, имеющих стратиграфическое значение.
Защищаемые положении:
1. Уточненная систематика листьев кордаитаптовых, в основу которой положены связи разных морфологических и микроструктурных признаков и степень их изменчивости, отражает более естественные таксоны разного ранга с соподчиненностыо и различиями признаков на последовательных гаксоиомических уровнях.
2. В верхнепалеозойских отложениях Норильского района выделено восемь флористических комплексов, отражающих фптостратиграфическис уровни, на основании которых проведена корреляция разнофациальных разрезов и уточнена сіратшрафическая схема Норильского района.
3. Установлена этапиость в развитии позднепалсозойской флоры Норильского района, на основе которой проведена межрегиональная корреляция и уточнен возраст местных стратиграфических подразделений. Выделено три основных лапа, отвечающие каменноугольному, раннепермскому п поздпепермскому этапам развития ангарских флор. Рапнепермский кордаиговый лап подразделен на этапы второго порядка, отвечающие пяти комплексам, сопоставляемым с комплексами кордаитаптовых Кузбасса и других регионов.
Фактический материал. Работа выполнена на основе изучения палеоботанических коллекций из сгратотинических и приравненных к ним разрезов северо-западной части Сибирской платформы, относящихся к разным структурно-фациальным зонам и подзонам. Изучение этих материалов В.А. Хахловым морфологическим методом составило основу первой стратиграфической схемы Норильского района (1956 г.). Коллекции представлены керном с растительными остатками из более, чем 150 скважин преимущественно опорного разреза Норильского района на Кайерканском месторождении угля и месторождении Норильск-1 (горы Рудной), а также Коларгонского рудника, Имапгдипского месторождения п горы Надежда, штуфами с ископаемыми растениями из естественных обнажений бассейна р. Фокиной и района горы Апсскан, из опорного разреза верхнего палеозоя северо-западной части Сибирской платформы по р. Горбиачин, представляющего другую структурно-фациальную зону (Рисунок - I). Указанные коллекции храня гея в палеонтологическом музее ТГУнод№ 157.
В сравнительных целях изучены собранные и любезно предоставленные Л.В. Глуховой коллекции кордаитаптовых, хранящиеся в Красноярской академии цветных металлов н золота - голотипы и экземпляры описанных видов, палеоботанический материал из Кузбасса, Западного Таймыра, Тунгусского бассейна, Северного Приуралья. Просмотрены палеоботанические коллекции из Кузнецкого и Тунгусского бассейнов, хранящиеся в Палеонтологическом музее ТГУ. Всего в процессе работы было изучено и просмотрено около 8 тысяч штуфов с флорой, из них около 6 тысяч из Норильского района, что составляет не менее 40000 отпечатков растений. Научная новизна.
1. Уточнена морфолого-микроструктуриая систематика листьев кордаитаптовых и обоснованы критерии выделения применяемых в стратиграфии основных таксонов (родов, подродов, видов).
2. Установлено и описано: 1 новый подрод и 19 новых видов.
3. Выделено п описано пять последовательно сменяющихся флористических комплексов в разрезе приуральского отдела (нижней) перми, прослежено их распространение.
4. Установлена этапность в развитии поздпепалеозоиских флор Норильского района, сопоставленная с этаииостыо развития флор в других регионах Сибири.
5. Обоснованы границы основных геохронологических рубежей карбона и перми в разнофациальпых разрезах Норильского района, возраст быстринской свиты, уточнена стратиграфическая схема Норильского района.
6. Разработан эколого-фуикциональпый подход в изучении изменчивости листьев ископаемых растений и показаны возможности его применения в систематике кордаитантовых и реконструкции климатических обстановок.
Практическая ценность работы. Полученные результаты существенно дополняюг известные ранее данные об объемах применяемых в стратиграфии морфолого-микроструктурных видов кордаиганговых, составе последовательно сменяющихся комплексов на протяжении карбона и перми, интервалах распространения видов и позволяют диагностировать отложения приуральского отдела перми и подойти к решению проблемы ярусного членения отложений. Описания и фотоизображения таксонов в виде атласа моїут быть использованы в определениях растительных остатков не только Норильского района, но и других угленосных бассейнов Сибири. Результаты палеоботанических и фитостратиграфических исследований могут быть отражены в стратиграфической схеме Норильского района повой серии и использованы при чтении спецкурсов на геологических факультетах вузов.
Апробации работы. Основные положения диссертации докладывались на II Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле» (Томск, 2001); Всероссийской научной конференции «Музейные фонды и экспозиции в научно-образовательном процессе»: (Томск, 2002); научной конференции, посвященной 125-летию ТГУ и 70-летию образования ГГФ «Проблемы геологии и географии Сибири» (Томск, 2003), на расширенном заседании кафедры палеонтологии и исторической геологии ТГУ (Томск, 2006), расширенном заседании кафедры общей и экономической геологии ТПУ (Томск, 2006). Тезисы докладов представлялись на XII Всероссийского совещании, посвященном 100-летию со дня рождения Д.М. Раузср-Черноусовой «Расчленение и корреляция фанерозоя но данным микроііалеоіггологии» (Томск, 1995); II Международной конференции по анатомии п морфологии растении (С-П, 2002); на XLIX сессии ВПО (С-П, 2003); L сессии ВПО (С-П, 2004). Коллекционные материалы и основные положения работы представлялись на палеоботаническом коллоквиуме, созванном СибРМСК (Томск, 2006) по подготовке повои серии стратиграфических схем Средней Сибири. По теме диссертации опубликовано 13 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка использованной литсраіурьі (198 наименовании), 34 рисунков, 4 таблиц, текста общим объемом 207 страниц. Приложение к диссертации содержит монографическое описание 37 новых и известных видов корда и гаї новых на 61 странице, 105 фототаблиц с растительными остатками и объяснениями к ним па 51 странице.
Работа выполнена в Томском госуниверситете под руководством и при постоянном содействии доктора гсолого-минераюгических наук, профессора В.М. Подобиной. Па протяжении всего периода работы автор пользовался ценными консультациями, обсуждением рукописей, предоставленными коллекционными и неопубликованными материалами для сравнения Л.В. Глуховой. Большая помощь в предоставлении материалов и обсуждении разных вопросов, критические замечания получены от В.Е. Сивчикова. Материалы, ценные советы и замечания получены от А.С. Рсвушкина, В.А. Ананьева, СП. Макаренко, ІО.В. Мосейчик, И.А. Игнатьева, Л.И. Быстрицкой, П.И. Савиной, О.М. Гринева, Т.Е. Ксеневой, Г.М. Татьянина, СВ. Макс и ко ва, СА. Родыгииа, О.Н. Костеша, А.В. Шпанского. В оформлении коллекций, микрофотографировании помощь оказана В.И. Афанасьевым, Т.П. К&іачсвой, Г.ІО. Захарпковой. Всем перечисленным выше лицам автор выражает глубокую благодарность.
Современные взгляды на систематику листьев кордаитантовых. Проблемы систематики
К ангарским кордаитаитовым (порядок Cordaitanthalcs) относят вегетативные и генеративные органы - развитые и специализированные листья, стебли, древесины, корни, мужские и женские фруктификации, семязачатки и пыльцу, не известные в прижизненных сочетаниях и описываемые в рамках самостоятельной номенклатуры как паратаксоны. Среди макроостатков преобладают развитые листья, разделенные по наличию дорсальных желобков (ДЖ) на два рода (Мсйсн, 1966) - Cordahes и Rufloria. В препаратах куш кул фрагменты листьев без ДЖ относятся к эпидермальным родам Sparsistomiles и Angophyllites (Глухова, 1978, 2002), с ДЖ также к роду Rufloria. Широко распространены чешуевидные листья формальных морфологических родов Nephropsis, Crassineivia и Lepeophyllum, изолированные семена родов Samaropsis, Cordaicarpiis, Bardocarpus и Tungiissocarpus сближаемые с этим порядком, встречаются репродуктивные органы родов Vojnovskya, Cordaithantus, Gaussia. По фруктифпкациям кордаитантовые разделены на два семейства - Vojnovskiaceae и Rujloriaccae (Мейен, 1987). С семейством Vojnovskiaceae по ассоциациям связываются листья без ДЖ рода Cordahes и эпидермальпых родов Spars istomites и Angophyllites, а с семейством Rujloriaccae - листья с ДЖ, отнесенные к роду Rufloria.
Листья кордаитантовых являются главными доминантами в растительных комплексах верхнепалеозойских отложений Ангарской палеофитогеографнческой области и играют важную роль в стратиграфии (Мейен, 1966; Глухова, 1971, 1986; Дуранте, 1976; Зимина, 1977). Листья простью с дихотомически-параллельным и дихотомически-веерообразным жилкованием и выходом жилок в края почти по всей поверхности листовых пластинок, разнообразные по форме, размерам и эиидермальному строению. Установленные по ним виды являются теми элементарными единицами, на которые опираются стратиграфические построения, а границы и объемы видов определяются принципами систематики, которые по мере изученности уточняются и приближают их к естественным видам. В систематизации ископаемых растений существуют объективные проблемы, связанные с разрозненностью их составных частей, фрагментарностью и сохранностью, неполнотой геологической летописи и субъективные проблемы, обусловленные разработанностью методов и детальностью исследований.
Кордаитантовые изучаются более полутора веков. Палеоботанические материалы, накопленные в мире до средины XX века, отражены в обзорах ряда отечественных работ (Радчспко, 1933; Радчепко, Андреева, Яцепко-Хмелсвский 1963; Пейбург, 1948; Мейен, 1966). Отметим только наиболее важные взгляды на систематику кордаитовых листьев, разработанность и применение разных методов исследования, более подробно охватывая период со средины XX века и до настоящего времени.
Первоначалыю ангарские виділ и роды кордаитообразных листьев выделялись исключительно на морфологической основе. Первые их находки отнесены Г. Геппертом (1845) к папоротникам - двум новым видам рода Noeggerathia. Позднее (Schmalhausen, 1879) они объединены в одни вид нового рода Rhiptozamites, отнесенного к Cycadaceae, а уральские экземпляры отнесены к роду Cordaites. М.Д. Залесским (1912) остатки сибирских листьев но наличию в них ложных жилок отнесены к Cordaites aequalis (Goepp.) Zal, а некоторые печорские экземпляры (Зачесский, 1914) к Cordaites clercii. В более поздней работе М.Д. Залесским (1917) было отмечено, что ложные жилки сибирских кордаитантовых являются оттисками междужильных бороздок, поэтому все приведенные в публикациях экземпляры им были отнесены практически к одному виду Nocggcralhiopsis acqualis. С эгого времени и длительный период все последующие находки листьев сравнивались с родом Noeggerathiopsis.
В 1929 году М.Ф. Пейбург было замечено, что морфологические типы листьев кордаитантовых закономерно распределяются в разрезах и имеют важное стратиграфическое значение. В результате ею сделай вывод о сборности широко распространенного вида Noeggerathiopsis aequalis (Gocpp.) Zal. В дальнейшем из него были выделены многие самостоятельные морфологические виды (Нейбург, 1934, 1948;3алесский, 1930,1931; Зачесский и Чиркова, 1938;Радченко, 1933, 1934; и др.).
К этому времени уже были выделены практически все известные морфологические признаки листьев, а М.Д. Залесским в выделении видов иногда учитывались особенности микроструктур (Zalessky, 1934, 1937). По особенностям жилкования, морфологических очертаний и строения оснований листьев М.Д. Залесским был выделен род Gloltophyllwn (1912), а позднее по черешковидному основанию и веерообразно расходящимся жилкам род Petcheria (1933), которые не были отнесены к кордаитовым п рассматривались как сборные с неопределенным систематическим положением.
Г.П. 1 адчепко и Н.А. Шведов (1940) впервые провели детальный анализ морфологии листьев рода Noeggerathiopsis, составили ключ для определения ангарских видов и описати новые виды по всем правилам ботанической номенклатуры. По мнению СВ. Мепена (1966), эта работа «явилась кульминационным пунктом в использовании возможностей морфологической классификации кордаитов».
B 50-70 годы XX века проводилось планомерное изучение геологического строения угленосных бассейнов Сибири, сопровождающееся фитостратшрафическими и палеоботаническими исследованиями. Основные результаты этих исследований и выводы но составу и стратиграфическому значению видов кордаитаптовых отражены в монографиях этого периода (Псйбург, 1948, 1965; Радчепко, Шведов, 1940; Шведов, 1961; Горелова, Радченко, 1962; Горелова, Меньшикова, Халфин 1973; Хахлов, 1968, 1969; Толстых, 1969, 1974; Гор, 1965, 1969). Из них следует отметить работы М.Ф. Нейбург (1948, 1965), где также отмечены основные этапы развития морфологических типов листьев и сменяемость во времени отдельных видов. Не смоіря на установленную позднее по эпидермальным признакам принадлежность видов рода Noeggeralhiopsis к разным родам - Cordaites и Rufloria (Мейен, 1966), были выявлены основные тенденции морфологической изменчивости листовых пластинок во времени, общие для этих родов. Накопленные данные свидетельствовали о том («Основы палеонтологии», Радчепко, Андреева, Яцеико-Хмелевский, 1963), что род Noeggeralhiopsis является искусственным родом, неравноценным европейским родам. Односторонний морфологический подход, как отметил СВ. Мейен (Мейен, 1966), не позволял вскрывать конвергентные соотношения морфологически сходных листьев, чго приводило к усложнению видовой классификации и к выделению большого количества трудно различимых видов. Это требовало детализации в исследованиях и перевод систематики па более естественную основу.
Впервые эиндермальные исследования ангарских кордаитов по репликам были проведены в Томском Политехническом институте М.Д. Артамонцевой (Парфеновой) (1956, 1962-а, 1962-6), которые показали принципиальную возможность применения эпидермальных признаков при установлении видов. В дальнейшем СВ. Мейен разработал общую методику и оригинальные приемы эпидермальных исследований материала разной степени сохранности. В частности, ему впервые удаюсь получить препараты кутикул с листьев ангарских кордаитаптовых, по которым обнаружена высокая детальность наблюдаемых структур, превышающая результаты изучения их но репликам (Мейен, 1963, 1964-а, 1964-6, 1966; Псйбург, 1965).
Эволюционная изменчивость листьев кордантаптовых и климатические изменения в позднем палеозое
На протяжении позднего палеозоя в Ангарской палсофитогеографической области происходила смена палеогеографических обстановок и климатических эпизодов, обуславливающих экологический тип растительности и, в частности, изменчивость листьев господствующих в этот период кордаитантовых. Эти условия ранее определялись влажным умеренным (Криштофович, 1959), умеренно теплым (Пахромеев, 1970) пли внетропическим климатом (Мепсн, 1970). Тенденции уменьшения лисгьев при увеличении іустотьі жилкования у некоторых иоздпепермских видов связывались с аридизацией климата (Радченко и др., 1963). Годичные кольца сближаемой с кордаитаї новыми древесины в отложениях карбона и перми, скопления листьев в одной плоскости напластования, появления чешуевидных листьев - с сезонностью и умеренностью климата (Пейбург, 1948; Красилов, 1972), круннолистность кордаитантовых в Приморье-с потеплением (Зимина, 1977).
Основанием для постановки вопроса о связи эволюционной изменчивости листьев кордатапговых и климатических обстановок, который ранее специально не рассматриватся, является следующее. Изучение разных морфолого-микроструктурпых типов кордаитантовых (преимущественно с ДЖ) в последовательно сменяющихся слоях приуральского отдела перми Норильского района показало, что морфология и структуры лисгьев закономерно изменяется со временем. Эти данные дополняют ранее известные данные по изменчивости во времени морфологии листовых пластинок (Пейбург, 1948, 1965), по смене основных морфолого-эпидермальиых типов листьев (Мейсн, 1966, Дурантс, 1976; Зимина, 1977)
п эволюционной сменяемости микроструктурных типов и ДЖ (Глухова, 1969, 1971, 1976, 1987). Выявленные закономерности в изменчивости листьев находят объяснение с эколого-функциональных позиций. Так как листья являются наиболее пластичными органами растений, в первую очередь реагирующими на изменения основных факторов среды (Пороховничепко, 2001, 2003, 2004), то динамика изменчивости во времени строения сохранившихся функционачьных тканей, морфологии и размеров листьев близких видов может отражать изменения условий среды. Па транспирацию и жизнь растений большое влияние оказывают сильный ветер, интенсивный свет и жара, выступающие в качестве ксерофптиых окружающих условий (А. Дж. Имс, Л.Г. Мак Даниэльс, 1935). Многие кссрофпгные местообитания представляют собой комбинацию вышеперечисленных окружающих факторов. В то же время типичные кссрофпгные структуры в листьях современных растений моїуг появляться в условиях торфяных болот холодных, умеренных и субарктических областей, где поглощения корнями растений воды затруднено вследствие токсического воздействия воды или низкой температуры почвы и соответственно их слабому развитию и физиологической сухости растений.
В рассмотрении этого вопроса отмстим условия, на которые в дальнейшем будем опираться. Изученный материал происходит из одного бассейна седиментации и детально представляет последовательно сменяющиеся слои приуральского отдела нижней перми. Главный фактор условий роста листьев свет (длина светового дня) на этой герриторни в приуратьскую эпоху перми может рассматриваться как постоянный. Листовой материал не испытывал значительного переноса в места захоронения и орографический фактор может не учитываться. Поскольку формирование угленосных толщ происходит в условиях повышенной влажности, можно считать, что дефицита влаги вблизи произрастания кордаигантовых не было и с большой вероятностью было избыточное переувлажнение, то есть этот фактор также можно принять как постоянный. В анализе связей эволюционной изменчивости листьев и условий среды мы можем опираться на температурный фактор или другие менее постоянные факторы, влияющие на транспирацию и рост (ветра, контрастность температур, изменения концентрации двуокиси углерода, затенения и другие).
За основу взяты близкие виды рода Rufloria, в их числе новые и ранее известные виды, характеризующиеся общими консервативными признаками - одним способом распределения жилок в основаниях и черешковидио-оггянутыми основаниями, более широкими относительно других групп ДЖ, строение которых уста на вливає гея микроструктурными исследованиями легче для проведения такого рода исследований. Среди этих руфлорий можно выделить две крупные группы по строению ДЖ. Первая группа - прэруфлории с ДЖ с укрепляющими тяжами типа «theodorii». Вторая группа видов, относящаяся к новому подроду Intrarufloria, микроструктурио более разнообразна и преобладает в количественном отношении над прэруфлориями. ДЖ у них несколько уже типа «theodorii», менее «жесткие», часто неравномерны но ширине и в пределах листа растягиваются, хотя и не во всех случаях, внутренняя поверхность содержит многочисленные папиллы, признаки тяжей у части видов не отчетливые или отсутствуют. Желобки некоторых видов отнесены условно к типу «papillosci) . У разных типов листьев послойно прослежены связи формы ДЖ (ширины, глубины н протяженности) и типа жилкования, выраженности тяжей, ровности краев, выположенности в разных участках листа в ДЖ, изменений типа и степени орнаментации и размеров листьев, формы верхушек и жилкования в них. 13 анализе изменчивости листьев ДЖ рассматривались как структуры, строение которых связано с жилкованием и с регулированием іраиспирации. Размеры листовых пластинок рассматривались как показатели, отражающие развитость жилкования и всех тканей в процессе роста, слаженность всех функциональных процессов при определенном строении проводящей системы, ДЖ и эпидермы.
Структурные изменения руфлории в Норильском районе можно фиксировать с уровня адылканской свиты, относящейся к среднему-верхнему карбону (Рис. 3.4). На этом уровне появляются только прэруфлории R. (P.) theodorii (Tschirk ct Zal.) S. Meyen с крупными удлиненными листьями и широкими ДЖ с укрепляющими тяжами типа «theodorii». Появление ДЖ у древних прэруфлории может быть обусловлено избыточной увлажненностью субстрата в бассейнах угленакопления. Корневая система растений в этих условиях может быть слабо развитой, что является причиной недостаточного поступления водного раствора в листья, при этом растение будет испытывать физиологическую сухость и иметь ксероморфные признаки (Имс, Даниэльс, 1935).
Строение оснований листьев
Важность для систематики строения оснований, где осуществляется связь листа и побега, впервые была отмечена СВ. Мейеном (1962). По строению . оснований - ширине и оттяпутости, наличию и форме базалыюй каймы, присутствию мозолевидного утолщения, распределение ДЖ у руфлорий СВ. Мейен выделил их 3 основных типа у рода Cordaites и 5 типов у рода Rujloria (Мейеп, 1966). В сравнительных целях эти типы приводятся ниже (Рисунок 4.4). 1. Основания с каймой и часто с мозолевидным утолщением. Этот тип оснований указывается СВ. Мейеном для верхпепермских кордаитов Cordaites gracilentus (Gorel.) S. Meycn, С. gorelovae S. Meyen, C. elereii Zal. 2. Основания без каймы и мозолевидного утолщения. Основания характеризуются как узкие, иногда опянутые и встречающиеся часто подогнутыми. Последний признак связывается с тем, что листья при жизни свисали. Среди видов с этим типом оснований указывается Cordaites adleri (Radcz.) Mcycn її другие характерные для всрхнсіі части верхней нерми (срупаковская подсерия п ее аналоги) виды. 3. Основания с каймой и без мозолевидного утолщения. Такие основания указываются для характерных нижнепермских видов Cordaites latifolius (Neub.) S. Meycn, С. singidaris (Neub.) S. Meyen. 1-3 - Cordaites: 1-е каймой и мозолевидным утолщением; 2 - без каймы; 3-е каймой и без мозолевмдного утолщения. 4-7 - Rufloria: 4-е каймой, снабженной специальной жилкой; 5-е каймой, оттянутой в виде ушек; 6-е ровной каймой; 7 - оттянуто, без каймы. 4. Основания с каймой, снабженной специальной жилкой. Такой тип оснований приводится для единственного вида Rufloria lorifonnis (Neub.) S. Meycn. 5. Основания с каймой, лишенной жилок. С основаниями этого типа приведены преимущественно нижнепермскис виды Rufloria derzavinii (Neub.) S. Meyen, R. ensiforinis (ZaI. emend. Neub.) S. Meyen, R. recta (Neub.) S. Meyen. Среди руфлорий СВ. Мейепом отмечались формы с отгяиугой каймоії в виде ушек и формы с небольшой каймой параллельной крайним жилкам. ДЖ в основаниях листьев обеих форм закладываются ио кривой, при этом наиболее удалены от линии отрыва в осевой части листа и более низко спускаются его по краям. 6. Оттянутые основания. С этим типом оснований встречаются Rufloria theodorii (Tschirk et Zal.) S. Meyen и R. siibaiigusta (Zal.) S. Mcycn, у которых оттянутые основания с двумя краевыми ДЖ и узкие, свободными от ДЖ базальные промежутки. Для позднепермских видов СВ. Менсном отмечается более короткий базальный промежуток и не выраженность кулисообразпого расположения ДЖ. 7. Клиновидно-оттянутые основания. К этому типу отнесены листья, описанные СВ. Мейеиом как Rufloria aff. theodorii (Tschirk et Zal.) S. Meyen. 8. Основания с отгибающимися к краям жилками. Основания этого типа отмечено СВ. Мейеиом у единствешюі о вида Rufloria mirabilis S. Mcycn.
Распределение жилок в основаниях некоторых типов листьев было рассмотрено ранее (Нсйбург, 1965; Мсйеп, 1962, 1963, 1966). Сравнение и сопоставление листьев и коры ангарских и еврамерийских кордаитаптовых позволило СВ. Мейсну (1963) установить, что в основания ангарских кордаитаптовых входят два проводящих пучка. Разное количество жилок вблизи линии огрыва листьев и разнос число рубчиков от проводящих пучков па побегах он объяснял отрывом листьев па разных плоскостных уровнях. С применением компьютерных технологий появились дополнительные возможности рассмотреть более детально распределение жилок в разных типах оснований листьев. Вдоль линии огрыва у разных листьев наблюдается от 2 до 8 жилок, однако последующее их разветвление происходит по-разному. Рассмотрим два наиболее характерных способа распределения жилок в основаниях, вариации которых дают разные типы оснований , учитывая положение места интенсивных дихотомирований жилок относительно линии отрыва и оси листа, угол их расхождения и направление изгиба.
Первый способ распределения жилок в основаниях чаще наблюдается в удлиненных лентовидных, обратполапцетовидных листьях с широкими основаниями. Краевые жилки по обе стороны основания интенсивно разветвляются у самой линии отрыва и образуют по две ветви каждая и их изгиб направлен от оси к краям. Из них краевая ветвь почти сразу же вновь дихогомирует вблизи линии огрыва и так повторяется несколько раз. Таким образом, вступая в лист, краевые жилки отдают вверх несколько жилок и формируют достаточно большую ширину основания.
На некотором удалении от линии огрыва и приблизительно все на одном уровне от него заметно дихотомируют и расходятся жилки осевой части листа. От угла их расхождения зависит степень расширения листовой пластинки, а от удаления от линии огрыва оттянутость основания. Краевые жилки начинают выходить из листа близко от уровня заметного расширения листовой пластинки. В более оттянутых и слабо расширяющихся основаниях жилки выходят в края на большем расстоянии друг от друга, чем в более коротких и заменю расширяющихся. Жилкование этого типа встречается в основаниях оттянутых в разной степени, обычно имеющих базальную кайму разной формы и величины. Листья с жилкованием в основаниях первого тина можно назван, сидячими. Второй способ распределения жилок в основании встречается преимущественно в коротких или удлиненных листьях обратнояГщсвиднмх очертаний. Жилки отлипни отрыва следуют на значительное расстояние тесным компактным пучком. Нижняя их часть обычно облечена механическими тканями, и характер разветвлений жилок можно наблюдать лишь в отдельных случаях и чащеио распределению ДЖ. В месте заметного расширения листовых пластинок отмечается почти веерообразное расхождение жилок, причем под большим углом в осевой части. В этом месте боковые жилки выходят в края на близком расстоянии друг от друга. Выяснить, какие из жилок, осевые или краевые ближе к линии огрыва начинают дихотомировать, из-за развития механических тканей не удалось. Однако, изгиб краевых жилок в основании, в отличие от жилкования первого типа, если направлен, то наоборот, от краев к оси. Компактное расположение проводящих пучков обособляет основание от остальной части листа и создает возможность лучшего его размещения по отношению к свету. Листья с жилкованием в основаниях второго типа назовем черешковидными.
Жилкование в основаниях определяется положением относительно линии отрыва и оси листа интенсивных дихотомировапий жилок, углом их расхождения и направлением изгиба. Эти признаки также определяет морфологию оснований - их ширину и оттянутость. В more, строение основании характеризуется распределением жилок, формой - шириной п оггянугостыо, наличием базалыюй каймы и ее формой, наличием мозолевидпого утолщения, распределением механических тканей.
Краткие сведения по стратиграфии угленосных отложений
Норильский угленосный район представляет северо-западную окраину Сибирской платформы с нижнепротерозойскими отложениями фундамента, вендско-четвертичпыми осадками чехла, в котором выделяют вендско-пижнепалеозойский, среднепалсозойский, верхиепалеозойскиїі и верхнеиермско-раннетриасовый структурные этажи.
Тектоническую структуру района определяют (Рисунок 5.2) антиклинальные поднятия, крылья которых осложнены складками второго порядка. Из них наиболее крупный Хантайско-Рыбнпнский вал, который образован серией кулисообразно расположенных антиклинальных структур (самая большая Рыбпинский свод), нарушенных разломами близширотпоп н блнзмеридионалыюй ориентировки и малоамилптудпыми надвигами. Ядро этой антиклинали сложено отложениями кембрия и ордовика, на крыльях вскрываются породы силура, девона, карбона, перми и эффузпвы триаса. Морпльско-Хараслахский синклинальный прогиб расположен между осью Хантапско-Рыбнинского и Хантайско-Дудинского поднятий. Ось его приурочена к средней части Норильского плато и нарушена магмо и рудоконтролирующим Норильско-Хараелахским разломом. В пределах центральной части прогиба породы от низов палеозоя до триаса имеют близкое к меридиональному простирание, а угленосные отложения не выходят на поверхность. Поперечными приразломпымн поднятиями он расчленен на ряд отрицательных структур II порядка - котловины и депрессии, разделенные в пределах территории Пясинским валообразным поднятием.
Норильское, Хараелахское, Сывсрминскос плато в верхнем палеозое были областями прогибания и накопления осадков угленосной серии, в нижнем мезозое - эффузивных пород, слагающих их возвышенности. Магматические породы представлены комплексом сибирских траппов, среди которых наибольшей интерес представляют интрузивные габбро-диабазы, дифференцированные разности которых несут медно-никелевос сульфидное орудененис. Большая часть дизъюнктивных нарушений обнаружена в районе Норильского плато. Амплитуды нарушений достигают 600 м, иногда 1000 м (Туколандскин сброс).
Каменноугольная система включает две резко различающиеся по условиям осадконаконления толщи: морские отложения нижнего и континентальные -среднего-верхнего отделов. Морские отложения расчленены на ханельбиринскую, сенребряискую свиты туриейского яруса и туидринскую свиту визейского яруса.
Угленосные отложения карбона и перми прослеживаются узкими (шириной 1-12 км) полосами вдоль склонов плато, обращенными к долинам рек Хантайки, Рыбной и частично р. Енисею. В пределах рассматриваемой территории они разделяются (Решения , 1979) на адылканскую (С2+3), быстринскую (Р) с нижней и верхней подсвитами, кайерканскую (Р2) с нижней и верхней подсвитами, амбарниискую (Р2) и ивакинскую (Р2) свиты.
Адылканская свита (С2+з) слагает основание угленосной толщи и залегает со стратиграфическим и структурным несогласием на средне- и нижнепалеозойских породах. Первоначально нижняя часть угленосных отложений отложения выделена в апсеканскую свиту (С2), которую В.А Хахлов (1960) и II.И. Урванцев (1958) считали сохранившейся от размг.іва на отдельных небольших участках. Ю.Г. Гор (1965, 1969) под апсекаїїскоії свитой (С!+2) понимал только нижнюю часть ее первоначального объема, а верхнюю часть относил к нижней подсвите рудниискои свиты (Сз). Границу между ними (Гор, 1965, стр. 36) он проводил условно по исчезновению плауновых и по массовому появлению в разрезах остатков кордаитовых и Angaridiwn finale Neub. Д.Ф. Пражснко и Г.И. Харченко (1958) к апсекаїїскоії свите относили отложения, в большей степени соответствующие границам принятой в настоящее время адылканской свиты. Отложения по литологическим признакам они разделяли па три части: нижнюю известковистую (мощность 33 м), среднюю брекчисвидную (мощность 48 м), верхнюю известковистую (мощность 35 м).
За стратотип адылканской свиты принята нижняя часть разреза угленосной толщи, вскрытая многими скважинами и палеобогапически охарактеризованная на месторождении угля Норильск-1. Отложения свиты распространены по обрамлению Норильского, Хараслахского и Сыверминского плато. Для них характерно ритмичное строение, где ритмы начинаются с конгломератов или грубозернистых песчаников, вверх по разрезу сменяются переслаиванием песчаных, алевритовых и глинистых пород и выше в них преобладают алевролиты и аргиллиты. В разрезе отмечается подчиненные прослои мергелей, глинистых известняков, тонкие пропластки углисто-глинистого аргиллита и линзы угля, вкрапленность пирита, крупные карбонатные конкреции. Отложения по флоре сопоставляются с катским горизонтом Тунгусского бассейна.
Быстрннскаи свита (Р) выделена в районе р. Быстрой южнее Далділкаиского месторождения, за ее стратегии взят разрез по пробуренной в этом районе скважине С-9. Наиболее полно она представлена на Каисрканском, Далдыканском и Имангдинском месторождениях.
Согласно принятой схеме Норильского района разрез свиты имеет двучленное строение. Нижняя подсвита сложена преимущественно олигомиктовыми песчаниками с переслаивающимися алевролитами, аргиллитами, прослоями углистых аргиллитов и маломощными пластами углей. В базальных слоях иногда прослеживаются прослои конгломератов. Верхняя подсвита преимущественно глинисто-алеврито-песчанистая, включает до 6 промышленных пластов каменного угля.
Верхняя подсвита быстринской свиты на Кайеркане включает угленосные отложения с X-IV пластами угля, то есть соответствует по схемам В.А. Хахлова (1960) и Д.Ф. Браженко и Г.И. Харченко (1958) верхней угленосной части руднинской свиты (Сз) и шмидтинской свите (Pi). Эта же часть разреза Ю.Г. Гором (1965, 1969) относится к далдыканской свите (Р) и шмидтинской свите (Р2), то есть основные различия сводятся к возрасту отложений, определяемому преимущественно по ископаемым растениям. Что касается нижней подсвиты, то на Кайеркане ей, по-видимому, соответствуют слабоугленосные отложения, лежащие ниже промышленного X пласта. Эти отложения Д.Ф. Браженко и Г.И. Харченко (1958) относили к нижней слабоугленосной части руднинской свиты (Сз), Ю.Г. Гор (Гор, 1969) выделял их вместе с частью апсеканской свиты в талнахскую свиту (Р).
Многие неясности и противоречия в объемах и границах свиты, особенно в нижней слабоугленосной части, обусловлены разной датировкой возраста отложений преимущественно по растительным остаткам. После принятия последней унифицированной схемы 1979 г, по которой верхняя подсвита быстринской свиты (Р), включающая промышленные Х-ІХ угольные пласты Кайсркана и всю бывшую шмидтипскую свиты, границы которой признавались всеми авторами, сопоставлена (Горелова и др., 1988) с верхнебургуклинским горизонтом Тунгусского бассейна (Р(), эта же часть разреза другими исследователями (Гуревич, Вербицкая и др., 1984; Ковригина, 2000) сопоставляется с нижнепеляткинским подгоризонтом (1 г) Тунгусского бассейна.
Кайсрканская свита (Р2) установлена В.А. Хахловым и П.П. Урванцевым в 1956 г. со страготипом па Кайеркапском месторождении. Отложения залегают на нижней перми с размывом и распространены на склонах Норильского и Хараелахского плато, на западном склоне плато Сыверма. Объемы этой свиты разными исследователями также понимаются по-разному. Отложения представлены мощными пластами песчаников с прослоями гравелитов и конгломератов, чередующихся с мощными пачками алевроли го-глинистых пород и мощными пластами каменного угля. Это наиболее угленасыщенная свита из всего продуктивного разреза. По растительным остаткам (Решения..., 1979) свита сопоставляется с пеляткинским горизонтом Тунгусского бассейна.
