21.03.2021

Фитогенные карбонатные породы рифея


Среди биогенных образований докембрия особое место занимают строматолиты и микрофитолиты, которые обычно рассматриваются как продукт жизнедеятельности низших растений, в первую очередь сине-зеленых водорослей. Для строматолитов и крупных онколитов это положение не вызывает сомнений и хорошо согласуется с данными по современным водорослевым постройкам того же типа. Более гипотетичной является природа мелких оолитоподобных онколитов и некоторых катаграфий, лишенных отчетливых биогенных признаков.

В сложении древних фитогенных образовний, как это подчеркивалось многими исследователями, может участвовать карбонат обломочного, химического и биогенного происхождения. Имеющиеся данные позволяют думать, что в большинстве рифейских, особенно столбчатых строматолитов, фитогенный материал играет значительную, а иногда и главенствующую роль. Наиболее ярко это проявляется в тех случаях, когда карбонатные строматолиты, сохраняющие присущие им текстурно-структурные особенности, формировались одновременно с накоплением вмещающих их бескарбонатных песчано-алевритовых или глинистых осадков. Все это заставляет считать, что рифейские строматолиты по механизму своего образования существенно отличались от своих современных литоральных и сублиторальных аналогов. Ведущим механизмом образования последних является, как известно, пассивное улавливание водорослевыми дерновинками разнородного механического осадка, а процессы водорослевого карбонатонакопления устанавливаются только в супралиторальных и пресноводных строматолитах. Существенно также то, что незначительная прижизненная высота биогермов, лишь в редких случаях превышавшая первые десятки сантиметров, не позволяет трактовать их как ископаемые рифы.

Рифейские строматолиты и микрофитолиты обычно являются породообразующими- и слагают слои, линзы, неправильной формы тела и толщи различной, часто значительной мощности. Эти породы обладают определенными структурно-текстурными особенностями и спецификой залегания, что позволяет объединить их в особый тип — фитогенные карбонатные породы. Наиболее широко они развиты в платформенных разрезах, где нередко слагают до 60—80% общего объема карбонатных отложений. Суммарная мощность только строматолитовых пластов и пачек в средне- и верхнерифейских отложениях Typyханского района превышает 1000 м. Площади развития фитогенных пород также весьма значительны и даже в современном срезе часто составляют десятки тысяч квадратных километров (например, строматолиты малгинской, ципандинской, нерюенской и игниканской свит Учуро-Майского района).

Сравнивая относительную роль строматолитовых пород в одновозрастных рифейских толщах, накапливавшихся в различных палеотектонических зонах (разрезы Анабарского массива, Оленекского поднятия, Туруханского района, различных зон Енисейского кряжа и Учуро-Майского района), можно видеть, что в направлении от внутренних частей Сибирской платформы к ее периферии и далее в обрамляющие ее прогибы количество этих пород постепенно сокращается (рис. 58). Одновременно происходит общее увеличение мощности рифейских отложений, главным образом за счет некарбонатных, а иногда и хемогенных карбонатных (Юдомо-Майский прогиб) осадков. Дальнейшее уменьшение роли строматолитовых пород наблюдается во внутренних зонах геосинклиналей, где они резко подчинены другим типам карбонатных отложений (например, Алтае-Саянская область). Сходная закономерность размещения строматолитов, хотя и менее полно, вырисовывается в разновозрастных отложениях многих других районов, например, в среднерифейской серии Белт Скалистых гор, в надсерии Грейт-Слейв, в сериях Голуберн и Эпуорт афебия (нижнего протерозоя) северо-западной части Канадского щита и т. д. Подобная же тенденция структурной приуроченности намечается и для микрофитолитовых пород Сибири.
Фитогенные карбонатные породы рифея

Экстраполируя на древние строматолиты данные по их современным аналогам, многие исследователи (особенно зарубежные) считают эти постройки типичными образованиями литорали. На этом основано использование строматолитов a priori как индикаторов ископаемой приливно-отливной зоны. Между тем, таким воззрениям противоречат как результаты изучения современных сублиторальных строматолитов, так и ряд данных по древним фитогенным постройкам.

С представлениями об литоральной природе рифейских строматолитов плохо согласуется уже сама широта их распространения в бассейнах, резко контрастирующая с локальным развитием современных водорослевых построек. Отдельные особенности древних строматолитов также сближают их скорее с современными сублиторальными, чем литоральными образованиями. Важнейшими среди таких особенностей являются отсутствие следов сильной эрозии боковой поверхности рифейских столбчатых строматолитов, выдержанность их микроструктуры по всему разрезу биогерма вне зависимости от его прижизненной высоты, отсутствие или крайняя редкость трещин усыхания и других следов периодического осушения на строматолитах. Важно подчеркнуть, что если даже такие следы и присутствуют в строматолитсодержащих толщах, они приурочены не к собственно строматолитовым телам, а к прослоям разделяющих их нестроматолитовых пород.

Важное значение для определения места рифейских фитогенных пород в ряду других осадочных образований имеет анализ их положения в ритмах и циклах разного порядка. Внутри полно развитых осадочных ритмов строматолитовые и микрофитолитовые карбонаты занимают достаточно определенное место между разнообразными обломочными (терригенными и карбонатными) породами, с одной стороны, и хемогенными известняками и доломитами — с другой. При этом онколитовые разности часто несколько сдвинуты в сторону обломочных членов этого ряда. Такое положение фитолитов не зависит ни от направления смены пород в ритме (трансгрессивного, трансгрессивнорегрессивного или регрессивного), ни от возраста отложений. Примеры подобных ритмов наблюдались нами в разновозрастных толщах рифея Анабарского массива, Учуро-Майского и Туруханского районов, Патомского нагорья, а также в лебедянской свите фамена Центрального девонского поля. Сходное положение занимают фитолиты и в некоторых других ритмичных толщах фанерозоя, а также в более крупных осадочных циклах разного возраста.

Таким образом, исходя из закона Головкинского — Вальтера, можно думать, что зоны развития древних фитогенных образований обычно отделялись от берега полосой накопления кластогенных осадков, а в глубь бассейна сменялись областью хемогенного осадконакопления. Ta же латеральная последовательность пород иногда устанавливается при анализе положения фитолитов в относительно крупных литостратиграфических подразделениях (свитах, подсвитах) позднего докембрия. Еще более четко подобное размещение фациальных зон отражено на палеогеографических реконструкциях для некоторых палеозойских бассейнов. Сумма приведенных фактов свидетельствует о том, что многие древние, и в том числе основная масса рифейских строматолитов, сформировались в сублиторальной обстановке. Роль литоральных форм (например, строматолитов, несущих трещины усыхания) в докембрии была, очевидно, незначительной. Лишь в фанерозое, по мере прогрессирующего вытеснения строматолитообразующих водорослей поедавшими их и разрушавшими постройки животными в специфические, менее благоприятные экологические ниши, значение литоральных фитогенных образований, по-видимому, постепенно возрастало.

Итак, мы не имеем основания считать, что фитолиты занимали огромные площади на сублиторали рифейских бассейнов. Их развитие было ограничено пределами зоны фотосинтеза, но в этих пределах они формировались в широком диапазоне условий. Это подтверждается ассоциацией фитогенных пород с самыми разнообразными типами отложений, которые отражают различные обстановки осадконакопления. Наиболее отчетливо это устанавливается при анализе пород, вмещающих строматолиты. Так, один и тот же формальный вид строматолитов может быть встречен как среди грубых косослоистых песчаников, так и среди горизонтальнослоистых и массивных глинистых доломитов или известняков. Поэтому выводы об условиях осадконакопления, сделанные на основании одних фитогенных пород в отрыве от комплекса других литологических данных, могут оказаться ошибочными.

Анализируя место фитогенных пород среди различных типов осадочных образований, мы уже отмечали типичный для рифейских платформ и миогеосинклиналей фациальный ряд карбонатных отложений: обломочные и песчаные — микрофитолитовые и строматолитовые — хемогенные. Для средней части этого ряда характерен еще один своеобразный тип пород, которые можно назвать фитокластическими. Фитокластиты, представляющие собой частный случай эндокластических (интракластических, по Р. Фолку) образований, сложены главным образом плоскими обломками строматолитовых слоев. Эти породы слагают линзы, пласты, неправильной формы тела и шлейфы, ассоциирующие со строматолитовыми биогермами. Их образование может быть связано со своеобразной «десквамацией» формирующихся строматолитовых построек, которая, видимо, является одним из механизмов, регулирующих равновесие между скоростью образования строматолитов и скоростью осадконакопления.

Перечисленные типы пород, а также терригенные отложения, сложно, обычно ритмично перемежаясь в разрезах и сменяя друг друга по латерали и вертикали, образуют устойчивую парагенетическую ассоциацию, которая может быть обособлена как самостоятельная фитолитовая формация. Ее определяющими членами являются фитогенные карбонатные породы и фитокластиты. Разнообразные хемогенные известняки и доломиты, глинистые, песчано-алевритовые, а иногда и псефитовые обломочные породы различного состава представляют собой аллофильные члены фитолитовой формации. Ограничимся лишь двумя частными примерами этой формации.

В каждой из двух подсвит юдомской свиты четко обособляются крупные формационные линзы сходного строения (рис. 59). Они сложены ритмично чередующимися микрофитолитовыми, строматолитовыми, песчанистыми и хемогенными доломитами и песчаниками. Характерны быстрая латеральная и вертикальная изменчивость строения толщ, обилие признаков внутриформационных перерывов и подводных размывов. Позднеюдомская фитолитовая формация располагается вокруг зоны Омнинского поднятия. В стороны от поднятия и вверх по разрезу ее сменяют массивные яснозернистые доломиты, практически лишенные терригенной примеси и фитогенных образований. Формация имеет симметричное строение, выраженное в постепенном сокращении к периферии роли песчаных, строматолитовых и онколитовых пород и в увеличении количества хемогенных доломитов. Наиболее резкие изменения ее строения происходят в восточной части линзы, в зоне сочленения Учуро-Майской плиты и Юдомо-Майского прогиба. Здесь из состава рассматриваемой фации почти совсем исчезают онколитовые и строматолитовые породы и среди фитогенных образований сохраняются только катаграфиевые разности. Относительно широкий ареал их распространения, по-видимому, связан с разносом катаграфий течениями.

Раннеюдомская фитолитовая формация образовалась в плоской Учурской впадине, располагавшейся между Алданским щитом на западе и Омнинским поднятием на востоке. Она имеет асимметричное строение, связанное с более интенсивным приносом обломочного материала со стороны Алданского щита и с расклиниванием слагающих ее толщ на востоке глинистыми доломитами (см. рис. 60).

Примером более крупной, также асимметричной фитолитовой формации может служить лахандинская серия Учуро-Майского района. На рис. 60 видно, что фитогенные породы широко представлены во всех стратиграфических подразделениях серии, а в некоторых из них играют ведущую роль. Асимметрия формации выражена преимущественно в изменении относительной роли нефитолитовых пород. К востоку, в направлении от Учуро-Майской плиты в глубь Юдомо-Майского прогиба, одновременно с увеличением мощности серии несколько сокращается значение пелитовых осадков и заметно возрастает роль хемогенных, главным образом битуминозных доломитов и известняков.

Фитолитовая формация является важнейшей карбонатной формацией рифея. Она доминирует среди платформенных и миогеосинклинальных формаций этой группы в Восточной Сибири, на Урале, на Шпицбергене, в Северной Африке и ряде других мест. Лишь в некоторых областях (например, в Северной Америке) рассматриваемая формация имеет ограниченное распространение при общем незначительном развитии карбонатных пород. Причина этого во многом неясна.

Время распространения фитолитовой формации не ограничивается рифеем. Впервые она появляется в средней части афебия (2300—1900 млн. лет назад). Несмотря на сравнительную редкость, данная формация известна в это время уже на всех континентах, главным образом в прото,платформенных областях. В конце афебия ареал распространения фитолитовой формации сужается, так как складчатость свекофенеко-гудзонско-буларенидского возраста определила господство в это время кластогенных, в том числе молассовых формаций.

В архее фитолитовая формация отсутствует, а. сами фитогенные породы известны всего в трех точках земного шара. Нет этой формации и в фанерозое, что, по-видимому, связано с прогрессирующим сокращением общего количества фитогенных пород и с вытеснением фитолитобразующих организмов в неблагоприятные экологические ниши.

Таким образом, рифей является временем чрезвычайно широкого, неповторимого в геологической летописи распространения фитогенных карбонатных пород. Среди разнообразных причин, могущих объяснить это явление, следует отметить существование обширных мелководных морских бассейнов, отличавшихся стабильностью обстановок осадконакопления на огромных площадях. Относительно постоянные палеогеографические условия в пределах отдельных зон в рифее нередко сохранялись в течение многих десятков, а иногда и сотен миллионов лет (время образования некоторых свит и серий). Однако главной причиной, благоприятствующей развитию рифейских фитогенных пород, по-видимому, являлось безраздельное господство низших растений, достигших уже высокого уровня систематического разнообразия и массовости.





Яндекс.Метрика