ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Массовое появление и ускоренный рост разнообразия животных в кембрийское время не только привели к возникновению двух новых уровней - макробентоса и нектона - в пищевой пирамиде морских сообществ, но и обусловили фундаментальные преобразования в микробном базисе этой пирамиды, главным образом благодаря увеличению интенсивности и глубины биотурбации осадка. В этой связи принципиальный интерес представляет выяснение структурных и функциональных особенностей экосистем на самых ранних этапах эволюции Metazoa. Незаменимым источником информации здесь служит ископаемая биота вендского возраста. Однако повышению стратиграфической и таксономической точности при глобальных исследованиях динамики разнообразия этой биоты препятствует неполнота знаний о роли локальных палеобиогеографических, палеоэкологических и тафо-номических факторов в распределении ископаемых остатков. Предпринятая в работе попытка корреляции таксономического состава ориктоценозов и биостратономии остатков с фациально-генетическими особенностями вмещающих отложений является первым в мире опытом подобных исследований для данной биоты. Кроме того, представляется особенно важным и актуальным подготовить почву для выяснения стратиграфического значения остатков беломорской биоты при расчленении и корреляции разрезов вендских отложений. К сожалению, в настоящее время слабая разработанность проблемы тафономии приводит за собой сомнения в правильности решения стратиграфических вопросов на основе изучения распределения данных остатков в разрезах.
В качестве объекта исследований представляемой работы выбраны разрезы вендских отложений Юго-Восточного Беломорья (Архангельская обл.). Этот регион является наиболее информативным местонахождением остатков ископаемой биоты вендского возраста, что в первую очередь выражено высоким таксономическим разнообразием организмов и превосходной сохранностью остатков. В разрезах верхнего венда также наблюдается ярко выраженная региональная фациальная изменчивость, что дает возможность проследить изменения в составе и биостратономии комплексов
ископаемых остатков в зависимости от фаций. Перечисленные особенности отличают Юго-Восточное Беломорье от всех других местонахождений остатков биоты подобного типа.
Цель и задачи исследования. Основная цель диссертации заключается в выяснении тафономических и палеоэкологических особенностей беломорской биоты венда и установлении возможной закономерности в распределении остатков этой биоты. Для этого были поставлены следующие задачи:
1) провести литостратиграфический и фациально-генетический анализ вендских отложений Юго-Восточного Беломорья, реконструировать условия и обстановки осадконакопления;
2) изучить распространение и биостратиномию остатков в вендских отложениях Юго-Восточного Беломорья, выделить ориктоценозы, установить таксономический состав ориктоценозов;
3) восстановить условия захоронения и палеогеографические обстановки обитания организмов;
4) провести детальный анализ палеоэкологии ископаемой биоты венда, установить вероятную структуру палеосообществ.
Материал. Работа выполнена по наблюдениям и материалам, собранным на территории Архангельской области в период полевых работ 1993-2003 г. Детально изучено более 150 разрезов обнажений (большинство из которых описано впервые) и 6 разрезов новых скважин, пробуренных на Онежском п-ове Сюзьминской партией Новодвинской экспедиции АО "Архгеолдобыча" в период 1993-1996 гг. К работе привлекался дополнительный материал, наблюдения и сведения, предоставленные А.В. Ларченко, А.Ф. Станковским, М.А. Федонкиным, А.Ю. Иванцовым, А.В. Легута, М.В. Леоновым. При работе над стратиграфией использованы данные отчетов, хранящихся в ФГУ "Северный территориальный фонд геологической информации".
Научная новизна. Предложена новая схема расчленения и корреляции разрезов, опирающаяся на выявленную цикличность строения толщи. На основе ранее здесь выделявшейся усть-пинежской свиты предлагается установить три новых свиты -
лямицкую, верховскую и зимнегорскую, каждая из которых отличается специфической литолого-фациалыюй характеристикой и обладает структурным единством. Кроме того, название мезенской свиты заменено на ергинскую. Проведено фациально-генетическое изучение верхневендских отложений, реконструированы условия и обстановки осадконакопления, что является первым опытом подобных исследований для данного региона. Также впервые изучены тафономические особенности распределения ископаемых остатков биоты венда по разрезам и выделены тафофации, отражающие условия захоронения остатков. Существенную новизну представляют установленный спектр ориктоценозов и четкая зависимость между таксономическим составом этих ориктоценозов, биостратиномией остатков и литофаниями. Принципиальную новизну представляют реконструкция вероятной экологической структуры беломорской биоты и выявленные признаки узкой экологической специализации основных представителей этой биоты. Описан новый вид Inaria limicola, изменен диагноз родов Charnia и Onegia, переописаны виды Charnia masoni и Onegia nenoxa.
Теоретическая и практическая ценность. Предложенная схема расчленения верхневендских отложений может быть использована при совершенствовании легенды мезенской и онежской серий листов Государственной геологической карты России. Полученные данные о распределении ископаемых остатков по разрезам и целый ряд новых местонахождений, открытых в процессе работы, существенно расширяют и уточняют палеонтологическую характеристику опорных разрезов верхнего венда в Юго-Восточном Беломорье. Новые данные о тафономии остатков беломорской биоты позволяют скорректировать биостратиграфические построения, а установленные фациальные закономерности в распространении остатков данной биоты могут успешно использоваться при глобальных палеоэкологических исследованиях.
Защищаемые положения
1. Таксономический состав ориктоценозов с остатками беломорской биоты зависит от фациально-генетических особенностей вмещающих отложений.
2. Организмы в составе беломорской ископаемой биоты в большинстве случаев захоронены in situ в прижизненном положении; в случаях, когда остатки захоронены со
следами перемыва волнами и течениями, перенос тел был незначительным.
3. Наблюдаемые в Юго-Восточном Беломорье различия в таксономическом составе ориктоценозов обусловлены палеоэкологическими обстановками и не отражают тафономические условия.
4, В составе беломорской биоты различаются сообщества (а) зоны водорослевых лугов подводных илистых равнин, (б) зоны внешних шлейфов на периферии штормового разноса, (в) зоны слабого волнения и течения перед фронтом прибойных микродельт, и (г) зоны подводных каналов, промытых паводковыми потоками на пологих илисто-песчаных отмелях.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 12 статей, 2 находятся в печати. Результаты были доложены в 2004 г. на заседании Лаборатории докембрийских организмов ПИН РАН, на Международном симпозиуме "Эволюция экосистем" (ПИН, Москва, 1995 г.), на Всероссийском симпозиуме "Загадочные организмы в эволюции и филогении" (ПИН, Москва, 1997 г.), на международных сессиях Палеонтологического общества Великобритании PalAss (Manchester, 2000 г.; Cambridge, 2002 г.; Leicester,
2003 г.) и Американского геологического общества GSA (Boston, 2001 г.), на семинарах в университетах Европы, Канады, США и Австралии: Биологический факультет МГУ (Москва, 1997 г.), University of Oslo (Норвегия, 1996 г.); Naturhistoriska Riksmuseet (Швеция, 1996 г.); Yale University (США, 1997 г.); Harward University (США, 1997 г.); Queens University (Канада, 1997 г.), University of Western Ontario (Канада, 1997 г.), Universitat Tubingen (Германия, 1998 г.), Cambridge University (Великобритания, 1999-
2004 гг.), South Australian Museum (Австралия, 2001 г.), Leicester University (Великобритания, 2002 г.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух частей, литолого-стратиграфической (главы 1-6) и палеонтологической (главы 7-11), и заключения. Список литературы включает 144 работ. Диссертация проиллюстрирована 23 текстовыми рисунками и 17 фототаблицами. Общий объем работы 175 с.
Благодарности. Диссертация подготовлена под руководством А.Ю. Розанова. Полевые работы проводились при содействии А. А. Бронникова; им же осуществлена
постановка всей полевой и студийной фотографии. Также в экспедициях мне безотказно помогали А,В. Ларченко, СВ. Рожнов, М.В. Леонов, Ю.В. Шувалова и А.В. Легута. В процессе работы ценные советы и замечания были получены от Б.С. Соколова, М.А. Федонкина, А.Ю. Иванцова, Б.Т. Янина, П.Ю. Петрова, М.А. Семихатова, А.В. Маслова, М.Т. Крупенина, М.Б. Бурзина, А.С. Алексеева, а также А. Зейлахера (Тюбингенский университет) и Н. Баттерфилда (Кембриджский университет). Неоценимая помощь при работе с архивными материалами, консультации, рекомендации и наставления оказаны А.Ф. Станковским. Важные дополнительные сведения о распространении ископаемых остатков передали М.А. Федонкин, А.Ю. Иванцов и А.В. Ларченко. Сотрудничество с М.С. Афанасьевой (Апрелевское отделение ВНИГНИ), В.Г. Оловянишниковым (Институт геологии Коми НЦ УрО РАН), А.В. Масловым (Институт геологии и геохимии УрО РАН), В.П. Гриценко (Киевский национальный университет) и А.А. Ищенко (Институт геохимии окружающей среды НАН Украины и МЧС Украины) было полезным для понимания региональной структуры вендского комплекса. М.К. Емельянова взяла на себя все заботы по составлению компьютерной верстки автореферата и диссертации. Я испытываю чувство глубокой благодарности ко всем тем, кто проявлял интерес к моим исследованиям, предлагал конструктивные советы и просто благожелательно относился. Своим учителям и коллегам на Кафедре палеонтологии МГУ и в Лаборатории докембрийских организмов ПИН РАН я, возможно, обязан более чем кому-либо другому.
Исследования проведены при финансовой поддержке РФФИ (гранты 02-05-64658, 00-15-98610,99-05-64547,96-05-64806 и 93-05-08816), АО "Архгеолдобыча", АК "АЛРОСА" (филиал "АЛРОСА-Поморье" в г. Архангельске), авиакомпании QANTAS, Фонда Ханса Раусинга, премии МАИК "Наука/Интерпериодика", премии Фонда Альфреда Тепфера (Германия), Научной школы Б.С. Соколова (НШ-1790.2003.5), Совета Великобритании по исследованию окружающей среды (NER.C; гранты NER/B/S/2000/00316 и NER/A/2001/01049) и Программы 25 Президиума РАН "Происхождение и эволюция биосферы".
ЧАСТЬ I. СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ВЕНДСКОГО КОМПЛЕКСА В ЮГО-ВОСТОЧНОМ БЕЛОМОРЬЕ
ГЛАВА 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ
Отложения Юго-Восточного Беломорья, ныне относимые к вендскому комплексу, были всесторонне изучены Э. А. Кальберг в довоенные годы. В 1936—37 гг. Э.А. Кальберг открыла в этих отложениях остатки организмов, которые были определены как отпечатки растений и червей (отчет Э. А. Кальберг и Г.И. Ершовой, 1940 г.). В то время вмещающая эти остатки песчано-глинистая толща, обнаженная в долинах рек и обрывах берегов Белого моря, относилась к верхнему девону (Зеккель, 1939; Кальберг, 1940). В 1947-49 гг. Северное геологическое управление пробурило скв. Ненокса, Архангельск и Усть-Пинега, которые впервые в этом регионе вскрыли разрез осадочного чехла до кристаллического фундамента. Э. А. Кальберг в 1950 г., сопоставив материалы по этим скважинам со своими полевыми наблюдениями, предложила расчленить толщу по преобладающей окраске и петрографическому составу на лямицкую, архангельскую, верховскую, зимнегорскую и ягринскую свиты (рис.1).
Данные глубокого бурения на Восточно-Европейской платформе в послевоенные годы позволили пересмотреть взгляды на возраст древнейших образований осадочного чехла и вьщелить в северо-западных и западных районах платформы вендский комплекс (в составе гдовских и ляминаритовых слоев), отвечающий завершающему этапу докембрия, и перекрывающий его балтийский, который был отнесен к нижнему кембрию на основании находок Sabellidites cambriensis Yanishevsky, 1924, Platysolenites antiquissimus Eichwald, 1860 и ископаемых следов жизнедеятельности (Соколов, 1952). Параллельно в этим, в 1950-1951 гг. В.А. Долицкий в скв. Валдай и А.В. Копелиович в скв. Редкино под гдовскими слоями выделяют еще более древние образования: валдайские слои и редкинский комплекс. В связи с этим, в 1950-х годах были ~ переизучены древнейшие отложения в Юго-Восточном Беломорье.
8
Кальберг 1950 г.
Кривцов, 1958 (скв. Архангельск)
Солонцов и др., 1970
Станковский 1965-85 гг.
Предлагаемая схема расчленения отложений
Ягринская
свита (переходная)
Зимнегорская
свита (верхняя алевролитовая)
Верховская •
свита (верхняя пестроцветная)
Архангельская
свита (нижняя алевролитовая)
Лямицкая свита
(нижняя пестроцветная)
Эофитоновые слои
Слои "синяя глина"
Надляминаритовая пачка
Ляминаритовая свита
Усть-пинежская свита
Рис. 1. Сопоставление стратиграфических схем расчленения вендских отложений Юго-Восточного Беломорья. Условные обозначения фаций см. на рис. 3.
Решающее значение для уточнения возраста древнейших отложений Беломорья имели находки в скв. Каменный Прилук остатков органостенных трубок (Иголкина, 1956,1959; Зоричева, 1956,1963), похожих на Sabellidites cambriensis из отложений нижнего кембрия (определение сделано Б.С. Соколовым). В результате толщи, которые содержали эти остатки, были отнесены к балтийской серии. Отложения, в которых остатки не обнаружены, были отнесены к вендскому комплексу и выделены А.И. Кривцовым (1958) в усть-пинежскую свиту со стратотипом в скв. Архангельск (инт. 535.75-353.60 м) (рис. 1). Позже выяснилось, что остатки сабеллидитоподобных трубок в целом характерны для отложений верхнего протерозоя (Станковский и др., 1985; Гниловская, 1996; Гниловская и др., 2000). Как следствие этого образовалась путаница в толковании усть-пинежской свиты, а позднее возникло убеждение о соответствии свиты всему комплексу "догдовских" отложений.
В 1962 г. на Межведомственном совещании по разработке унифицированных стратиграфических схем верхнего докембрия и палеозоя Русской платформы в составе верхнего протерозоя было окончательно принято выделять вендский комплекс как особое надрифейское стратиграфическое подразделение. К тому времени Н.С. Иголкина (1959) выявила цикличный характер строения толщи, обнаженной в Юго-Восточном Беломорье, что позволило сопоставить эти отложения с вендским комплексом стратотипической местности и с редкинской свитой Московской синеклизы (Аксенов, Иголкина, 1969; Аксенов, Волкова, 1969). Сопоставление было проведено на основании циклического анализа, исходя из представлений о прогрессивном строении циклитов, с использованием маркирующих горизонтов вулканических пеплов и с учетом распределения органостенных микрофоссилий. Л.Ф. Солонцов и Е.М. Аксенов предложили коррелировать вендский комплекс Юго-Восточного Беломорья с усть-пинежской, любимской и решминской свитами центральных и северных районов платформы (Солонцов, Аксенов, 1970; Солонцов и др., 1970; Аксенов и др., 1978). Усть-пинежскую свиту было предложено принять в том объеме, который А.И. Кривцов установил в скв. Усть-Пинега (инт. 804-520 м) (рис. 1).
Результаты геологической съемки, проведенной в Юго-Восточном Беломорье в
10
1965-85 гг. под руководством А.Ф. Станковского, показали, что вендский комплекс отличается здесь по литолого-фациальным признакам от последовательности отложений в типовом разрезе центральных районов платформы. В частности, отложения, которые Л.Ф. Солонцов и Е.М. Аксенов отнесли к усть-пинежской свите, в Юго-Восточном Беломорье несогласно перекрываются толщей, сложенной чередованием красновато-коричневых алевролитов и песчаников и фиолетово-коричневых глин и не похожей на зеленоцветную любимскую свиту. Благодаря хорошей обнаженности и густоте скважин, А.Ф. Станковский установил, что циклиты усть-пинежской свиты имеют не прогрессивное, как считали Л.Ф. Солонцов и Е.М. Аксенов, а регрессивное строение (Станковский и др., 1981,1985). В соответствии с полученными результатами, усть-пинежская свита была расчленена на слои, названия которых частично заимствованы у Э.А. Кальберг (рис. 1)..
В 1983 г. на расширенном заседании бюро МСК в г. Сыктывкаре была утверждена схема стратиграфии докембрийских отложений Юго-Восточного Беломорья, согласно которой вендский комплекс расчленяется на усть-пинежскую, мезенскую и падунскую свиты (Дедеев, Келлер, 1986). Однако в схеме не были учтены результаты исследований А.Ф. Станковского, которые до сих пор широко используются на практике, а свиты были выделены не в соответствии со Стратиграфическим кодексом. Усть-пинежская свита предложена в понимании Л.Ф. Солонцова и Е.М. Аксенова (рис. 1). Мезенская свита выделена без указания стратотипа. К вендскому комплексу также отнесена падунская свита (стратотип не указан), возраст которой не установлен.
11
ГЛАВА 2. ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ТИПЫ ОТЛОЖЕНИЙ
Вендские отложения сложены глинистыми, алевритовыми и песчаными породами. Глинистые породы представлены глинами и вакками, алевро-песчаные породы представлены в основном незрелыми или умеренно зрелыми в петрохимическом отношении породами - литаренитами, сублитаренитами, аркозами, субаркозами и кварцевыми аренитами. Если проследить тенденции в смене состава песчаников вверх по разрезу, то оказывается, что песчаники в нижней части вендской последовательности представлены лититами и аркозами, а в верхней части присутствуют лититы, аркозы, сублитарениты и (крайне редко) кварцевые арениты (Гражданкин и др., в печати). Содержание кварцевых зерен колеблется от 40 до 60%, но может достигать 80%, плагиоклазов (главным образом кислых) 10-30%, кластогенных листочков слюды < 5%, присутствует глауконит. Содержание литокластов не превышает 20-25%, среди которых в различных количественных соотношениях встречаются обломки аргиллитов и алевролитов. Отдельные прослои песчаников имеют субграувакковый состав с остроугольными обломками кварца (60-70%), плагиоклаза, хлоритизированного вулканического стекла (до 10%) и крупными чешуями биотита. Окатанность зерен различная, в большинстве случаев зерна средней окаташюсти. Сортировка зерен хорошая. Вакковость различная; первичный состав матрикса глинисто-железистый. Присутствует бесцементная механоконформная цементация с редкими стилолитовыми контактами. Цемент калыштовый кристаллический, местами коррозионный, кварцевый регенерационный поровый, и хлоритово-серицитовый. В небольших количествах присутствуют микрозернистые сульфиды.
Кроме того, в строении разрезов на определенных уровнях также принимают участие конгломераты и гравелиты, туфогенные породы (пелитоморфные туффиты) и конкреционные образования известково-алюмосиликатного, сульфатного и сульфидного состава.
В основе наблюдаемой литологической пестроты, многослойности и разнообразия характера переслаивания устанавливается сравнительно небольшое число литотипов.
12
Под литотипом отложений понимается слой с устойчивым сочетанием признаков, отражающих время, способ и условия формирования этих отложений. Выделяются 9 основных литологических типов.
1. Тонкослоистые глины слагают пласты и пачки (до 20 м). Слоистость подчеркнута тонкими, иногда в одно зерно, прослоями и линзочками алевритового материала, а также тончайшими коричневыми пленками сапропеллеподобного вещества и тонкими прослоями вулканических пеплов (табл. I, фиг. 2). Мощность пепловых прослоев различная, от 1-2 мм до 10 см; в интервале глин мощностью 1 м может содержаться 4-6 пепловых прослоев (табл. П, фиг. 1).
2. Переслаивание алевролитов и глин слагает относительно выдержанные пачки мощностью от нескольких сантиметров до 4-5 м. Мощность прослоев алевролитов и глин в среднем составляет 2-3 мм, но иногда достигает 15 мм (табл. I, фиг. 3; табл. П, фиг. 3). Прослои алевролита имеют резкую подошву и тонкую градационную слоистость. Нередко наблюдаются волнистые прослои мощностью 20 мм с тонкой однонаправленной косой слоистостью (табл. I, фиг. 5). Мощности прослоев алевролитов и глин в переслаивании могут быть в среднем одинаковыми, либо наблюдается преобладание одного из компонентов (тонкослоистые алевролиты; табл. I, фиг. 6), либо появляется третий компонент - прослои песчаников (5-10 мм), которые резко преобладают над глинами (1-2 мм), имеют волнистую кровлю и часто выклиниваются.
3. Песчаники мелкозернистые с тонкой горизонтальной слоистостью образуют линзовидные прослои (5-20 см) и пласты (до 0.5 м) в толще переслаивания алевролитов и глин (табл. П, фиг. 7). На подошве прослоев наблюдаются разнообразные слепки царапин, следов размыва струями течений, следов удара и волочения объектов по дну, простирающиеся вдоль одного направления, а также текстуры нагрузки и скопления мелкой глиняной гальки (табл. I, фиг. 8,9; табл. П, фиг. 5; табл. IV, фиг. 3). Тонкая
горизонтальная слоистость обусловлена переслаиванием миллиметровых слойков
ч песчаника, различающихся размером и формой обломочного материала.
4. Песчаники мелкозернистые с косоволнистой слоистостью очень широко
13
распространены в отложениях вендского комплекса и слагают линзовидные прослои мощностью 5-20 см (табл. I, фиг. 1; табл. Н, фиг. 4; табл. IV, фиг. 8). Общим свойством их является плитчатость, связанная с проявлением разнонаправленной косой слоистости, и волнистый рельеф кровли. Слоистость образована глинистыми прослойками мощностью от долей миллиметра (примазки на плоскостях наслоения) до первых десятков миллиметров, когда они переходят уже в глинистые породы. На подошве наблюдаются разнонаправленные слепки царапин и следы размыва, а также знаки танца (swing marks) - своеобразные слепки дуговидных царапин и борозд, которые образовались в результате колебательных движений, совершаемых в турбулентном потоке объектами (например, водорослями), один конец которых заякорен в илу (табл. П, фиг. 2; табл. Ш, фиг. 6). Знаки танца имеют форму широкой дуги, либо состоят из двух противоположно направленных дуг. На кровле прослоев часто сохраняются знаки волновой ряби (табл. IV, фиг. 7).
5. Слепки промоин представляют собой песчаные тела вытянутой формы с эрозионной подошвой, выполненные мелкозернистым тонкослоистым песчаником и образовавшиеся в результате заполнения песчаным материалом широких промоин на илистом дне (табл. П, фиг. 6; табл. Ш, фиг. 1). Слепки достигают мощности 0.3-0.4 м и могут иметь ширину до 1 м. Длина неизвестна, однако неоднократно наблюдается крутое выклинивание слепков. Образование слепков сопровождалось разжижением толщи переслаивания алевролитов и глин, в которой они залегают (на это указывают мелкие складки деформации во вмещающих отложениях вблизи слепков промоин). С другой стороны, нижняя граница слепков имеют выраженный эрозионный характер, что позволяет отличать слепки промоин от текстур сингенетических оползневых деформаций. Следовательно, промоины формировались на еще неушютненном илистом дне, а чтобы сохраниться в виде слепков, они должны были быстро заполниться песком из взвеси в процессе эрозии. Так можно объяснить крутые и "подмытые" борта промоин.
6. Песчаники мелкозернистые с бугорчатой слоистостью образуют линзовидные прослои (7-10 см) с эрозионной гладкой подошвой в толще переслаивания алевролитов
14
и глин. Прослои состоят из нескольких ундулирующих серий, каждая из которых образует низкоамплитудные (до 6 см) бугры с длиной волны до 1 м, причем бугры имеют эрозионное происхождение, так как нередко наблюдается срезание в различных направлениях слоистости в подстилающей серии (табл. Ш, фиг. 2).
7. Песчаники мелко- и среднезернистые с грубой горизонтальной слоистостью слагают линзовидные пласты (мощностью 0.1-0.5 м до 4.0 м) и пачки (мощностью до 14 м). Для песчаников характерна ровная плитчатость, которая обусловлена ровной, либо пологой косогоризонтальной слоистостью (табл. П, фиг. 8; табл. III, фиг. 3). Подошва плиток ровная, либо полого выпуклая вниз, со следами размыва (табл. IV, фиг. 2), на поверхностях напластования наблюдается линейность течения, внутренняя текстура массивная.
8. Песчаные заполнения (слепки) каналов представляют собой линзовидные пласты с выпуклой вниз, эрозионной подошвой и ровной кровлей (табл. Ш, фиг. 5). Длина слепков неизвестна, ширина достигает 10 м. Среди заполнений каналов по толщине пласта и характеру слоистости различаются два типа. Маломощные слепки (0.1-0.4 м) выполнены мелкозернистым песчаником с тонкой горизонтальной слоистостью, на поверхностях напластования которой залегает мелкая глиняная галька (табл. I, фиг. 7). Галька, скорее всего, образовалась в результате размыва тонких прослоев глин. Песчаники в кровле слепков характеризуются косоволнистой слоистостью. Крупные слепки каналов достигают мощности 1.8 м, выполнены среднезернистым песчаником и образованы чередованием пакетов с разным характером слоистости. В основании крупных слепков часто залегает пакет (до 30 см) песчаников с грубой горизонтальной слоистостью и разнообразными текстурами размыва на подошве (глубиной до 0.4 м), за ним следуют пакеты (10-15 см) песчаников с однонаправленной многоэтажной косой слоистостью, разделенные прослоями косоволнистослоистых песчаников со знаками ряби осцилляции и скоплениями плоской глиняной гальки. Иногда в подошве слепков наблюдается несколько "фарватеров", что свидетельствует о ветвлении каналов.
9. Песчаники средне- и крупнозернистые с многоэтажной однонаправленной косой
15
слоистостью слагают линзовидные пачки мощностью 0.5-3.5 м, которые представляют собой заполнения (слепки) русел. Точную ширину и форму слепков русел установить не удалось (табл. IV, фиг. 5). В отличие от слепков каналов, слепки русел сложены крупными косыми сериями (мощностью 0.1-1.0 м) с мульдообразными границами в поперечном сечении и волнистыми серийными швами в продольном сечении (табл. Ш, фиг. 7). Слепки русел характеризуются постепенным уменьшением размера зернистости осадка (до алевритовой) и размера косых серий по вертикали. Нижняя граница слепков эрозионная, выполняет крупные врезы, содержит приподошвенные скопления плоской глиняной гальки (размер гальки достигает 22 см; табл. IV, фиг. 6), либо сингенетичной брекчии. Мелкая глиняная галька залегает также на поверхностях напластования в косых сериях. Нередко косые серии деформированы в виде внутриформационных опрокинутых складок. Отдельные интервалы слепков выполнены песчаником с грубой горизонтальной слоистостью.
Кроме слепков каналов и русел, косослоистые песчаники выполняют маломощные пласты (0.1-0.5 м), выдержанные по простиранию на расстоянии нескольких километров (табл. Ш, фиг. 4; табл. IV, фиг. 4). Выклинивание пластов по латерали не наблюдалось, тем не менее не исключается возможность, что пласты представляют собой частичные заполнения широких (несколько километров в поперечнике) русел.
16
ГЛАВА 3. ЛИТОСТРАТИГРАФИЯ
Изучение отложений осадочного чехла, вскрытых в обнажениях и скважинах вдоль восточного склона Балтийского щита, позволило существенно уточнить строение вендского комплекса. Во всех разрезах вендский комплекс распадается на крупные пачки и толщи, различающиеся по содержанию песчанистого материала, а иногда окраской. Эти толщи надежно прослеживаются лишь в пределах (радиальных зон, однако наиболее выдержаны не сами толщи, а закономерности их чередования и образующиеся в результате этого парагенезы литотипов, или циклиты. Поэтому в данной работе расчленение и корреляция проведены на основе цикличности строения толщи (рис. 2,3). Цикличность вендских отложений разнообразна по масштабу: помимо микроцикличности, относящейся к текстурам пород и характеризующей отдельные литотипы (например, переслаивание алевролитов и глин), выделяются мелкие, средние и крупные циклиты.
В разрезах уверенно распознаются средние циклиты (мезоциклиты 2 ранга) мощностью в среднем 30-80 м (рис. 2). Средней цикличности подчинены более мелкие циклы (мезоциклиты 1 ранга) мощностью 5—10 до 15 м. По отличиям в наборе и смене литотипов выделяются два типа таких циклитов. В регрессивно построенных циклитах в основании залегают наиболее тонкозернистые породы (например, тонкослоистые глины), выше их постепенно сменяет переслаивание алевролитов и глин, а затем в толще переслаивания появляются песчаники с тонкой или косоволнистой слоистостью, количество и толщина которых возрастают вверх по разрезу (мезоциклиты 2.2.а-е; рис. 2). Прогрессивно построенные циклиты начинаются пачкой сложного переслаивания песчаников с ровной и косой слоистостью, а затем следует переслаивание алевролитов и глин (мезоциклиты 4.1.а-в; рис. 2). В составе мезоциклита 4.1.6 распознаются циклиты мощностью 1.3-3.2 м, напоминающие циклотемы дельтовых формаций. Примечательно, что циклотемы, также как и мезоциклит 4.1.6, имеют прогрессивное строение.
Мезоциклиты, сочетаясь друг с другом в вертикальной последовательности,
17 |
