21.03.2021

Палеофитологическая характеристика каличе среднего протерозоя (ятулия) Карелии


Каличе в докембрии описаны пока, по-видимому, только в ятулии Карелии. Здесь верхние горизонты некоторых наиболее полных разрезов кор выветривания (элювий) содержат карбонаты вплоть до образования слоев доломитов типа каличе, залегающих между элювием коры выветривания и кластическими породами, как отмечено В.А. Соколовым и Л.П. Галдобиной.

Карбонатные коры (каличе) — образования, достаточно часто встречающиеся в современных пустынных и полупустынных условиях. Они образуются на суше, в жарких, но недостаточно влажных районах, когда карбонаты, высвобождающиеся при гипергенном разложении пород, выносятся грунтовыми водами и осаждаются при их испарения на поверхности, образуя карбонатную корку, содержащую обычно лишь обломки кварца. Таким образом, каличе являются образованием солончакового типа. Находка докембрийских почвенных образований открывает возможность изучить характер участия органического вещества и организмов в гипергенных процессах того времени.

Каличе изучались нами в нескольких районах: в двух пунктах на оз. Ватулма и на островах Лехта и Чапан-шари (оз. Сег-озеро). Карбонатные коры имеют мощность до 1 м и сложены преимущественно белым, серым или розоватым доломитом, окраска последнего связана с присутствием соединений марганца. Доломит неравномернозернистый, чаще — мелкозернистый, содержит жилки кальцита, многочисленные зерна гранитного кварца, а иногда и мелкую дресву сильно измененных выветриванием гранитов. В шлифе видны следы замещения доломитом практически всех некарбонатных минералов. Зерна карбонатов встречаются и в самой коре выветривания, причем количество их заметно увеличивается к ее верхним горизонтам. В доломитах каличе иногда встречаются своеобразные текстуры, напоминающие строматолитовые образования. Нижняя граница каличе более или менее постепенная, обусловленная переходом почти чистого доломита к карбонатизированному гранитному элювию, верхняя — резкая, часто с заметными следами размыва. Каличе формировались не только на ровной, горизонтальной поверхности, но и на склонах возвышенностей (что видно, например, в обнажении северной части о. Лехта), причем формирование часто шло в несколько стадий.

По отношению Fe2O3 к FeO, составляющему 1—0,7, каличе ятулия отличаются от фанерозойских доломитовых каличе, где оно обычно больше единицы (2,5—2,8), однако количество трехвалентного железа может варьировать и нередко увеличивается к верхней части карбонатной коры.

Тонкодисперсное органическое вещество встречается почти повсеместно — от следов до 3—5%. Частицы органического вещества встречаются и в самой коре выветривания на глубине до 1,5—2 м, где они приурочены к трещинкам, выполненным карбонатом. Органическое вещество иногда образует в доломите скопления, локализующиеся в форме маломощных слоев, округлых сгустков или остроугольных обособлений, напоминающих обломки брекчии. Слой, обогащенный органическим веществом, был встречен, например, в каличе о. Лехта. Здесь этот слой имеет мощность около 2—5 см, располагается вблизи поверхности коры выветривания гранитов и сложен доломитом темносерого цвета. Изучение шлифов и полированных образцов показало, что в доломите присутствует не только рассеянное органическое вещество, но ч микрофитофоссилии, а также неправильной формы тела коричневого цвета и, по-видимому, многоклеточного строения.

Поскольку до сих пор предполагалось, что жизнь возникла на суше в значительно более поздние эпохи, мы считаем необходимым специально остановиться на доказательствах, во-первых, одновременности образования органических остатков и каличе, и, во-вторых, их наземного происхождения.

Как показал палеофитологический анализ, каличе Карелии содержат многочисленные микрофитофоссилии, среди которых определены: Protosphaeridium densum Tim., Protosphaeridiuocis Tim., Protosphaeridium sp., Trematoosphaeridium sp., Pterospermopsimorpha sp., Stictosphaeridium sp., матово-черные и коричнево-черные силуэтные округлые формы, а также желто-коричневые обрывки растительных пленок. Перечисленные микрофитофоссилии характерны для среднего и верхнего протерозоя.

Продукты размыва каличе в виде пелитоморфной карбонатной примеси в аргиллитах и обломков карбонатов в алевропелитах и псаммитах широко распространены во всем разрезе ятулия. Несомненно, что процессы корообразования и накопления карбонатов каличе существовали и развивались непрерывно, в течение всего времени накопления осадков ятулия. Обломки доломитов в песчаниках и особенно в гравелитах часто содержат рассеянное органическое вещество. Вероятно, именно наличие разлагающихся органических соединений в песчаниках является причиной исчезновения красных и розовых окрасок аргиллитов и алевролитов у контакта с песчаниками и появление на границе с ними зон (часто причудливой формы) светло-зеленого или зеленого цвета. Рассеянное органическое вещество часто хорошо сохраняется в крупных обломках — гравелитовой и конгломератовой размерности. Доломиты из галек идентичны доломитам каличе по своим структурным особенностям, наличию характерного «гранитного» кварца, повышенному содержанию марганца, идентичному содержанию марганца в качестве и, наконец, по наличию тонкодисперсного органического вещества. Очевидно, что органические соединения содержались в каличе еще до момента размыва карбонатных кор и переотложения продуктов размыва в осадках ятулия. Можно было бы предположить эоловый вынос материала из области морских строматолитовых отмелей в область суши. Палеофитологический анализ доломитов о. Олений на Ладожском озере (морские фации ятулия) показал, что здесь микрофитофоссилии представлены формами: Proiospaeridium flexuosum Tim., Stictosphaeridium implexum Tim., Stictosphaeridium pectinate Tim., редкими «бодайбиниямв», матово-черными округлыми силуэтными формами (неопределимыми сфероморфидами) и такого же цвета угловатыми обломками углистых пленок. Сопоставление этого комплекса с комплексом, характерным для каличе, показывает как некоторое сходство их, так и вполне определенные различия. Ho данные хроматографического анализа гидролизатов органического вещества каличе и морских органогенных отложений показали, что комплексы содержащихся в них протеиновых аминокислот различны. Общими являются фенилаланин, аланин, аспарагиновая кислота, валин. Аргинин, треонин, гистидин содержатся только в образованиях каличе, а глицин, тирозин и глутаминовая кислота — только в морских отложениях. Кроме того, в каличе обнаружены три неидентифицированные аминокислоты, а в морских отложениях — четыре. Различия в составе аминокислот также подчеркивают автономность органики, обнаруженной в карбонатных корах.

Таким образом, нахождение обломков доломитов каличе с органическим веществом в осадочных толщах ятулия, формы обособления слоев с повышенным содержанием органики в каличе, специфичность микрофитологической характеристики и набора аминокислот — все эти факты свидетельствуют о том, что солончаковые образования среднего протерозоя Карелии содержали комплекс наземных организмов.

Принято считать, что жизнь зародилась в древних мелководных бассейнах, а заселение суши произошло только к моменту появления достаточно высокоорганизованных форм — в позднем докембрии или палеозое. Наряду с этим в настоящее время появляются данные, позволяющие предположить возникновение органической жизни на суше в более ранние эпохи.

Судя по результатам синтеза полимерных соединений из смеси силикагеля и одной из аминокислот (d=L аланина) под действием мощных ударных волн, можно предположить, что первые белковые соединения возникли именно в древнейших рыхлых наземных осадках при ударах метеоритов.

Вероятно, первые примитивные живые организмы зародились, начали жить и развиваться на суше, в поровых водах древнейших почв, а проникновение жизни в водные бассейны произошло уже позднее.





Яндекс.Метрика