IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение. 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: среднеордовикско-раннеэмская, 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 пржидольско-лохковского 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. Хемогенныеизвестняки 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. (D₁p-D₂ef).

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 38,5-52,5%. 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.

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. 5-214.

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.

Код для цитирования: Скопировать