Палеонтологический журнал, 2021, № 5, стр. 107-114

ВВЕДЕНИЕ

Появление и широкое распространение макроскопических ископаемых организмов в редкинское время является важным геобиологическим событием. Эти организмы относительно хорошо изучены в разрезах Юго-Восточного Беломорья, Волыни и Подолии Восточно-Европейской платформы, на Среднем Урале, а также на Оленекском поднятии Восточной Сибири (Волкова и др., 1979; Федонкин, 1981; Вендская система.., 1985а, б; Гниловская и др., 1988; Соколов, 1997; Стратиграфия нефтегазоносных.., 2005; Гражданкин и др., 2007; Леонов, 2007; Марусин и др., 2011; Grazhdankin, 2014; Bobrovskiy et al., 2018). Вместе с тем, сведения о распространении ископаемых остатков в редкинском горизонте северо-запада европейской части России до недавнего времени отсутствовали. Исключение составляют находки микрофоссилий Tynnia precambrica (Tynni et Donner), emend. Burzin из скв. С-270 (Бурзин, 1997) и макроскопических кольцевидных образований Orbisiana simplex Sokolov, emend. Kolesnikov, Liu, Danelian et Grazhdankin, обнаруженных в скв. Куневичи-4 (Jensen, 2003) Ленинградской области.

В последние годы, благодаря активным палеонтологическим исследованиям северо-запада Русской плиты, обнаружено новое уникальное местонахождение редкинских макроскопических ископаемых организмов (Голубкова и др., 2018), а также собрана представительная коллекция микро- (группа микрофоссилии) и макроорганизмов поздневендского возраста. Полученные данные легли в основу настоящей работы. В статье представлены результаты палеонтологического и литологического изучения верхневендских отложений старорусской свиты, вскрытой скважинами Шоткуса-1, Авлога-12R в Южном Приладожье (рис. 1).

Рис. 1.

Распространение ископаемых организмов в редкинском горизонте северо-запада Русской плиты (Ленинградская обл.). Обозначения: 1 – конгломераты, гравелиты, 2 – песчаники, алевролиты, 3 – аргиллиты, 4 – ихнофоссилии, 5 – ассоциация с Tynnia precambrica – Zinkovioides inclusus, 6 – ассоциация с Orbisiana simplex – Doushantuophyton lineare; а–и – характерные ископаемые организмы: а – Siphonophycus sp., б – Oscillatoriopsis sp., в – Zinkovioides sp., г – Leiosphaeridia sp., д – Tynnia precambrica, е – Tuberculum mamillatum, ж – Orbisiana simplex, з –Obruchevella parva, и – Doushantuophyton lineare. Сокращения: ОСШ – Общая стратиграфическая шкала, РСС – Региональная стратиграфическая схема, МСС – Местная стратиграфическая схема; R – регрессия, T – трансгрессия, pr – приозерская свита нижнего рифея.

Авторы выражают искреннюю признательность проф. Я. Шродону (Ин-т геологических наук ПАН, Научный центр в Кракове, Польша) за предоставленные образцы керна по скв. Авлога-12R. Исследования проведены при финансовой поддержке гранта РФФИ № 20-05-00427 и международного проекта Маэстро № 2013/10/A/ST10/00050.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОБЗОР И БИОСТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕДКИНСКОГО ГОРИЗОНТА

На северо-западе Русской плиты выделяется приозерская свита нижнего рифея (Купцова и др., 2011), на которой со стратиграфическим несогласием залегает старорусская свита редкинского горизонта и василеостровская, воронковская свиты котлинского горизонта верхнего венда (Стратиграфический словарь.., 1994; Вербицкий и др., 2012). В принятой стратиграфической схеме старорусская свита не охарактеризована ископаемыми организмами, а ее отнесение к редкинскому региональному горизонту проводится по положению в разрезе древнее толщ, содержащих котлинскую биоту (Вербицкий и др., 2012).

Приозерская свита в изученных скважинах представлена гравелитами и красноцветными крупнозернистыми аркозовыми и кварцевыми песчаниками с единичными прослоями аргиллитов. Микрофоссилии на этом уровне не выявлены.

Старорусская свита сложена тонким переслаиванием глин, алевролитов и песчаников мощностью 44–52 м. По литологическому составу она расчленяется на три пачки.

Нижняя пачка в скв. Шоткуса-1 (16.3 м) представлена глинами с редкими прослоями песчаников. Глины голубовато- и зеленовато-серые тонкослоистые, песчанистые и алевритистые, с градационной слоистостью, содержат рассеянную пиритовую минерализацию, намывы слюды и хлорита. Вверх по разрезу они сменяются однородными плотными зеленовато-серыми глинами, которые постепенно переходят в тонкополосчатые глины с пиритизированными органическими пленками и намывами слюды. Прослои светло-серых кварцевых песчаников от мелко-среднезернистых до крупнозернистых, несортированные, с градационной слоистостью, содержат примесь мелкогравийного материала и неокатанные фрагменты переотложенных глин. Слоистость в этих отложениях часто осложнена текстурами конседиментационного течения осадка по склону. В скважине Авлога-12R (21 м) нижняя пачка имеет ритмичное строение. В основании ритмов залегают песчаники с градационной слоистостью. Песчаники серые несортированные полевошпат-кварцевые, с прослоями мелкогалечно-гравийных конгломератов. Верхняя часть ритмов сложена горизонтально-линзовидным переслаиванием светло-серых кварцевых грубозернистых песчаников, серых кварц-серицитовых алевролитов и пиритизированных зеленовато-серых тонкодисперсных глин.

В нижней части старорусской свиты обнаружена первая ассоциация микрофоссилий с Tynnia precambrica – Zinkovioides inclusus (рис. 1; скв. Шоткуса-1, инт. 259.4–255.5 м; скв. Авлога-12R, инт. 212–192 м). На этом стратиграфическом уровне доминируют неопределимые органические пленки, цианобактериальные маты Siphonophycus Schopf, emend. Knoll, Swett et Mark, а также нитчатые микроорганизмы, сопоставляемые М.Б. Бурзиным (1996, 1998) с серными бактериями – деструкторами Zinkovioides inclusus Hermann (табл. XIII , фиг. 4, 6 ; см. вклейку) и Zinkovioides Hermann (табл. XIII , фиг. 3, 5 ). Регулярно встречаются крупные колониальные формы Tynnia precambrica (Tynni et Donner), emend. Burzin (табл. XIII , фиг. 1, 2), трихомы цианобактерий Oscillatoriopsis Schopf, emend. Knoll et Golubic, emend. Knoll, Swett et Mark, emend. Butterfield, а также пучки нитчатых водорослей, отнесенные под вопросом к роду Polytrichoides Hermann. Ограниченное распространение имеют гладкостенные сфероморфные акритархи Leiosphaeridia crassa (Naumova), emend. Jankauskas, L. minutissima (Naumova), emend. Jankauskas, L. tenuissima Eisenack и двухслойные оболочки Pterospermopsimorpha insolita B.V. Timofeev, emend. Mikhailova. На глуб. 192 м в скважине Авлога-12R обнаружены новые акантоморфные акритархи Tuberculum mamillatum gen. et sp. nov. (табл. XIV , фиг. 1–4 ; см. вклейку). В нижней части разреза скв. Шоткуса-1 (инт. 259.4–255.5 м) в шлифах найдены заполненные песчаным материалом трубки и пиритизированные ходы илороющих организмов, диаметром до 1 мм.

Рис. 2.

Морфологическое строение акантоморфных акритарх Tuberculum mamillatum gen. et sp. nov.

Колонии Tynnia precambrica описаны из редкинского горизонта Украины и европейского севера России, а также верхнего венда Финляндии (Бурзин, 1997). Нитчатые формы Zinkovioides inclusus установлены в ярышевской свите редкинского горизонта Украины (Вендская система.., 1985а; Соколов, 1997). Остальные таксоны имеют широкий стратиграфический интервал распространения.

Средняя пачка старорусской свиты (15–22 м) сложена глинами. В скв. Шоткуса-1 глины преимущественно бордовые, с частыми и тонкими прослоями светло-серых слюдистых алевролитов. В скв. Авлога-12R глины серые, бордовые тонкослоистые, слюдистые, алевритистые, с намывами мусковита и хлорита на поверхностях напластования, с линзовидными прослоями мелкогравийных несортированных песчаников. Текстура переслаивания горизонтально-, линзовидно- и волнистослоистая, с градационной слоистостью внутри прослоев песчаников и алевролитов. Во всех литологических разностях распространен мелкоглобулярный пирит. В скв. Авлога-12R (гл. 181.6 м) обнаружены единичные микрофоссилии первой ассоциации (Tynnia precambrica, Zinkovioides sp., Leiosphaeridia minutissima, Oscillatoriopsis sp., Siphonophycus sp.). В остальных образцах, отобранных из второй пачки скв. Шоткуса-1, Авлога-12R, ископаемые организмы выявлены не были (рис. 1).

Верхняя пачка сложена тонким переслаиванием песчаников, алевролитов и глин; в скв. Шоткуса-1 (13.4 м) преобладают глины, а в скв. Авлога-12R (8 м) – алевролиты и песчаники. Глины преимущественно голубовато- и зеленовато-серые, местами с бордовыми пятнами, тонкоплитчатые и листоватые. Прослои зеленовато-серых алевролитов и песчаников имеют градационную слоистость. Песчаники грубозернистые несортированные. Граница старорусской и василеостровской свит проводится по началу интервала с мощными (до 2 м толщиной) прослоями песчаников в тонком переслаивании песчаников, алевролитов и глин.

В верхней пачке старорусской свиты обнаружена вторая ассоциация ископаемых организмов с Orbisiana simplex – Doushantuophyton lineare (рис. 1). В интервале 225.7–218.5 м скважины Шоткуса-1 широко распространены колониальные кольцевидные образования Orbisiana simplex (табл. XIV , фиг. 6 ), Orbisiana Sokolov, дихотомически ветвящиеся водоросли Doushantuophyton lineare Steiner, emend. Xiao, Yuan, Steiner et Knoll (табл. XIV , фиг. 7, 8 ) и крупные сферические оболочки Chuaria circularis Walkcott, emend. Vidal et Ford, emend. Jankauskas. Спорадически встречаются проблематики Redkinia spinosa Sokolov и трубчатые организмы Sinospongia typica (Li), emend. Xiao, Yuan, Steiner et Knoll, Cucullus Steiner. В инт. 176–170.6 м скв. Авлога-12R обнаружено два крупных (1.2 и 0.9 см в диаметре) лентовидных фрагмента, близких к роду Mezenia Sokolov, а также колония Orbisiana sp. На поверхностях напластования пород (скв. Шоткуса-1, инт. 219.1–226.8 м; скв. Авлога-12R, инт. 177.8–170.6 м) присутствуют органические пленки и горизонтальные пиритизированные ходы илороющих организмов, что в целом не характерно для отложений редкинского возраста. Ветвящиеся следы ихнофоссилий отнесены к Chondrites.

В скважине Шоткуса-1 на этом стратиграфическом уровне обнаружены транзитные акритархи Leiosphaeridia crassa, L. jacutica (B.V. Timofeev), emend. Mikhailova et Jankauskas, L. minutissima, L. tenuissima и цианобактерии Siphonophycus sp., Oscillatoriopsis sp. На глубине 220.9 м отмечается массовое появление цианобактерий Obruchevella parva Reitlinger, emend. Yakschin et Luchinina, emend. Burzin (табл. XIV , фиг. 5 ). В скв. Авлога-12R микрофоссилии выявлены не были.

За пределами изученного региона кольцевидные колонии Orbisiana simplex описаны из редкинского горизонта Архангельской, Ярославской областей России и формации Лантиан Южного Китая (Соколов, 1997; Wan et al., 2014; Kolesnikov et al., 2018), а проблематики Redkinia spinosa – из редкинского горизонта Московской синеклизы России и Украины (Вендская система.., 1985а; Соколов, 1997). Макроостатки Mezenia kossovoyi распространены в редкинском горизонте европейского севера России и перевалокской свите Среднего Урала (Соколов, 1997; Гражданкин и др., 2007). Трубчатые организмы Sinospongia typica ранее были обнаружены в миаохенской пачке формации Доушаньто Южного Китая (Xiao et al., 2002; Ye et al., 2017), а водоросли Doushantuophyton lineare – в формациях Лантиан и Доушаньто (миаохенская пачка) эдиакария Китая (Yuan et al., 1999, 2011; Xiao et al., 2002; Ye et al., 2017). На территории России эти таксоны установлены впервые. Цианобактерии Obruchevella parva известны из верхневендских–нижнекембрийских отложений мира, однако их массовые находки приурочены к редкинскому горизонту (Burzin, 1995). Остальные таксоны имеют более широкий вертикальный интервал распространения.

ОБСТАНОВКИ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ В РЕДКИНСКОЕ ВРЕМЯ

Проведенные исследования показали, что отложения старорусской свиты сложены однообразными терригенными последовательностями с прямой и, реже, обратной градационной слоистостью. Такой тип текстуры характерен не только для песчаников и алевролитов, но также и для глинистых интервалов, в которых градационная слоистость выделяется по изменению содержания алевритовой примеси и резкой поверхности размыва в основании слоя. Песчаники имеют плохую сортировку, сложены неокатанными зернами и содержат большое количество глинистого матрикса. Полученные данные позволяют предполагать, что осадки старорусской свиты накапливались за счет деятельности мутьевых потоков ниже волнового базиса, а, учитывая отсутствие волновой слоистости и какой-либо сортировки материала, вероятно, и ниже штормового базиса. Для старорусской свиты характерны текстуры латерального конседиментационного течения осадка, что предполагает наличие склона в течение всего этапа осадконакопления. Отложения накапливались на шельфе в пределах фотической зоны, на что указывают, например, находки бентосных макроводорослей Doushantuophyton lineare. В ископаемом материале обнаружены целые экземпляры с ризоидами (табл. XIV , фиг. 7 б). Наличие прикрепительных органов, а также отсутствие сортировки организмов по разрезу позволяет предполагать, что они были захоронены in situ. Таким образом, осадконакопление в старорусское время происходило, скорее всего, в обстановках продельты. При этом поступающий в бассейн осадок перераспределялся мутьевыми потоками из проксимальной части дельты (Normark, Piper, 1991; Mulder et al., 1998). В схожих разрезах Московской синеклизы такая интерпретация дополнительно подтверждается сейсмическими данными, показывающими, что редкинские отложения сложены системой клиноформ (Хераскова и др., 2005).

Если наши предположения верны, то вариации в содержании глинистого и песчаного материала в изученных разрезах показывают, насколько далеко были расположены области накопления осадка в каждом конкретном временном интервале относительно источника сноса, а также их положение относительно центральной оси подводных распределительных русел. Более глинистый состав пород старорусской свиты в скв. Шоткуса-1 по сравнению со скв. Авлога-12R может указывать на ее более удаленное положение относительно источника материала. В то же время, тонкое переслаивание песчаников, алевролитов и глин в двух изученных скважинах демонстрирует общий тренд перехода от существенно песчанистой нижней пачки к более глинистой средней, и затем вновь к незначительному увеличению пропорции песчаников в верхней пачке старорусской свиты. Такое распределение осадков в скважинах может свидетельствовать о смещении фаций за счет изменения колебания относительного уровня моря. В этом случае старорусская свита накопилась в течение единого трансгрессивно-регрессивного цикла, с максимумом трансгрессии в средней пачке и максимумом регрессии на границе старорусской и василеостровской свит. Данная интерпретация согласуется с выводами А.Ф. Станковского с соавт. (Станковский и др., 1981; Вендская система.., 1985б) по Архангельской области, на основании которых граница редкинского и котлинского горизонтов проводится по поверхности максимально низкого стояния уровня моря, местами выраженного как поверхность размыва.

На начальном этапе развития трансгрессии осадки нижней пачки старорусской свиты накапливались в углубленной части открытого шельфа ниже волнового базиса, о чем свидетельствует пелитовая структура и тонкая горизонтальная слоистость глин. Спокойное накопление глин эпизодически прерывалось мутьевыми потоками и осаждением обломочного материала с прямой, реже обратной градационной слоистостью и плохой сортировкой. Пульсирующий характер накопления осадков нижней пачки мог способствовать быстрому захоронению органического вещества в отдельных прослоях. В раннередкинское время органика захоранивалась преимущественно в виде сапропелеподобных пленок неясной природы, цианобактерий Siphonophycus и предполагаемых нитчатых серных бактерий Zinkovioides (ассоциация I). Планктонные виды Leiosphaeridia, Pterospermopsimorpha, Tynnia обнаружены лишь в отдельных образцах. Плохая сохранность микрофоссилий позволяет предполагать, что организмы были подвержены бактериальному разложению при погружении на дно и захоронении в толще осадка. Серо-зеленая окраска пород, рассеянная пиритовая минерализация, а также широкое развитие нитчатых микроорганизмов, близких по морфологии к серным бактериям, указывают на восстановительные условия в осадке на стадии диагенеза. Однако, находки следов илороющих организмов, как и данные по геохимии (Подковыров и др., 2017), позволяют предполагать, что придонные воды были насыщены кислородом.

Дальнейшее развитие трансгрессии привело к накоплению осадков, в которых преобладал пелитовый материал (рис. 1). Средняя пачка старорусской свиты имеет преимущественно бордовый цвет и практически не содержит ископаемых организмов, что указывает на доминирование окислительных условий в раннем диагенезе. Можно предположить, что со смещением обстановок к более дистальным фациям скорость осадконакопления уменьшилась, что, в свою очередь, увеличило время доступа кислорода к захороненным в толще осадка ископаемым организмам.

Отложения верхней пачки старорусской свиты сложены зеленовато-серыми песчаниками, алевролитами, глинами. При этом пропорция песчаного материала увеличивается снизу вверх по разрезу, что указывает на развитие регрессии в бассейне. На этом уровне снова проявляется пиритовая минерализация, а также распространены захороненные в прижизненном положении макроскопические ископаемые организмы (Orbisiana, Doushantuophyton, Cucculus, Sinospongia) и микрофоссилии второй ассоциации. Присутствие следов илороющих организмов в совокупности с данными по геохимии (Подковыров и др., 2017) позволяет предполагать, что, несмотря на обильное захоронение органики в бескислородных осадках, придонные воды были насыщены кислородом.

ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

В составе ассоциации I с Tynnia precambrica–Zinkovioides inclusus обнаружены новые акантоморфные акритархи Tuberculum mamillatum gen. et sp. nov., орнаментированные короткими, плавно закругленными выростами с характерными сосочковидными окончаниями (табл. XIV , фиг. 1–4 ; рис. 2). Подобный план строения у докембрийских микрофоссилий ранее известен не был. Орнаментированные оболочки по формальным признакам отнесены к подгруппе Acritarcha.

INCERTAE SEDIS

ГРУППА МИКРОФОССИЛИИ

ПОДГРУППА ACRITARCHA EVITT, 1963

Род Tuberculum Golubkova, Bobrovskiy, Kushim et Plotkina, gen. nov.

Название рода от tuberculum лат. – бугорок, вздутие.

Типовой вид – Tuberculum mamillatum sp. nov.

Диагноз. Крупные сферические оболочки, орнаментированные нерегулярно расположенными выростами–бугорками. Окончание выростов – сосочковидной формы. Выросты полые, свободно сообщаются с полостью оболочки.

Diagnosis. Large spherical vesicle is ornamented by irregularly located pimples-tubercles. The ends of the pimples have papillary shape. The pimples are hollow and their space is connected with the vesicle interior.

Видовой состав. Типовой вид.

Сравнение. От рода Eotyllotopalla Yin L. отличается формой выростов и значительно более крупными размерами оболочек.

Tuberculum mamillatum Golubkova, Bobrovskiy, Kushim et Plotkina, sp. nov.

Табл. XIV , фиг. 1–4

Название вида от mamillatus лат. – сосочковидный.

Голотип – ИГГД РАН, № I-5; Восточно-Европейская платформа, северо-запад Русской плиты, Балтийско-Ладожская моноклиза, скв. Авлога-12R, гл. 192 м, обр. GDD200-10, пр. 10/4; верхний венд, редкинский горизонт, старорусская свита; обозначен здесь, табл. XIV , фиг. 1.

Diagnosis. Large spherical vesicle with irregularly arranged pimples–tubercles. The vesicle is smooth, thin, and has a diameter of 550–680 µm. Pimples are homomorphic, hollow and communicate openly with vesicle interior. The ends of the pimples are rounded, with an additional papillary protrusion in the middle of each pimple. Processes 15–42 µm in length and 75–100 µm in width.

Описание (рис. 2). Крупные оболочки сферической формы, орнаментированные нерегулярно расположенными выростами–бугорками. Оболочки гладкие, тонкие, диаметром 550–680 мкм. Выросты гомоморфные, полые, открыты во внутреннюю полость оболочки. Окончания выростов плавно закругленные. От середины выроста отходит одиночный сосочковидный выступ. Ширина основания выростов составляет 75–100 мкм, общая длина выростов с учетом его окончания – 15–42 мкм (рис. 2). Изменчивость в пределах вида проявляется в степени выраженности, размерах и количестве выростов на поверхности оболочки.

Материал. Шесть целых и частично разрушенных экз. хорошей и средней сохранности из скважины Авлога-12R (гл. 192 м) Ленинградской обл.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные биостратиграфические исследования позволили обосновать выделение редкинского регионального горизонта на северо-западе Русской плиты. Характерными таксонами редкинского горизонта являются: Tynnia precambrica, Zinkovioides inclusus, Doushantuophyton lineare, Orbisiana simplex, Mezenia sp., Sinospongia typica, Redkinia spinosa. В отложениях старорусской свиты выделено две ассоциации: нижняя с Tynnia precambrica–Zinkovioides inclusus и верхняя с Orbisiana simplex–Doushantuophyton lineare. В составе первой ассоциации описан новый род и вид акантоморфных акритарх Tuberculum mamillatum gen. et sp. nov. Выявленные микрофоссилии имеют характерный, легко узнаваемый облик, что позволяет считать этот таксон потенциально биостратиграфически значимым.

В результате палеофациальных исследований реконструированы обстановки осадконакопления на северо-западе Русской плиты. В позднем венде на этой территории находился относительно мелководный эпиконтинентальный палеобассейн. В старорусское время на участках открытого шельфа ниже волнового и, вероятно, штормового базиса накапливались песчано-глинистые отложения мутьевых потоков, эпизодически нарушаемые конседиментационными деформациями. Восстановительные условия в осадке в начале старорусского времени позволили сохраниться микрофоссилиям первой ассоциации. В середине старорусского времени обстановки сместились в сторону открытого моря, что привело к сокращению поступления грубозернистого материала в бассейн и преобладанию окислительных обстановок в осадке. Сложившиеся условия неблагоприятно сказались на сохранности организмов. Регрессия моря в конце старорусского времени способствовала возвращению обстановок относительно проксимальных отложений мутьевых потоков и восстановительным условиям в толще осадка, что позволило сохраниться микро- и макроскопическим ископаемым организмам второй ассоциации.