Палеонтологический журнал, 2022, № 6, стр. 105-112

ВВЕДЕНИЕ

Несмотря на длительную историю изучения осадочного чехла Восточно-Европейской платформы (ВЕП), вопрос о возрасте и критериях выделения границы венда (эдиакария в Международной хроностратиграфической шкале) – кембрия до сих пор дискуссионен. В настоящее время существует, по крайней мере, два варианта границы. Так, в Региональной стратиграфической схеме (РСС) европейской части России граница венда–кембрия проводится по смене ровенского комплекса ископаемых организмов на лонтоваский (Волкова и др., 1979; Вендская система…, 1985б; Стратиграфическая схема…, 1996 и др.). В Общей стратиграфической шкале России эта граница установлена на рубеже 535 млн лет в основании томмотского яруса Сибирской платформы (Дополнения к стратиграфическому…, 2000). Иной вариант границы принят в РСС Беларуси (Махнач и др., 1985; Абраменко и др., 1994; Геология Беларуси, 2001; Cтратиграфические схемы…, 2010). Согласно этой схеме, граница венда–кембрия проводится по подошве ровенского регионального горизонта и совпадает с границей Международной хроностратиграфической шкалы. Последняя установлена на рубеже 538.8 млн лет (Gradstein, 2020). Таким образом, особую актуальность в настоящее время приобретают палеонтологические исследования, направленные на выработку единых биостратиграфических критериев для обоснования границы докембрия–кембрия в стратотипических разрезах ВЕП. К таким типовым разрезам могут быть отнесены непрерывные венд–нижнекембрийские терригенные последовательности, вскрытые в скважинах Беларуси.

Исследования проведены в рамках темы НИР ИГГД РАН № FMUW-2021-0003, а также при финансовой поддержке гранта РФФИ № 20-05-00427.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

В статье представлены результаты изучения параметрической скв. Северо-Полоцкая, пробуренной в 2019 г. на юге Латвийской седловины (Беларусь) (рис. 1). Новый палеонтологический материал получен из интервала 478.9–339.8 м.

Рис. 1.

Распространение ископаемых организмов в разрезе скв. Северо-Полоцкая Латвийской седловины Восточно-Европейской платформы. Обозначения: 1 – граница Беларуси; 2 – разломы; 3 – гравелиты; 4 – песчаники; 5 – алевролиты; 6 – глины, аргиллиты; 7 – туфопесчаники; 8 – кристаллический фундамент; 9 – ихнофоссилии; 10 – Vendotaenia antiqua; 11 – образцы, не содержащие микрофоссилий; 12 – образцы с микрофоссилиями; 13 – ассоциация I с Teophipolia lacerata–Tubula tortusa; 14 – ассоциация II с Cochleatina ignalinica–Granomarginata squamacea–Platysolenites antiquissimus. Сокращения: ОСШ – Общая стратиграфическая шкала, РСС – Региональная стратиграфическая схема, МСС – местная стратиграфическая схема, М – метры, D1 – нижний девон.

Для изучения микрофоссилий было отобрано 38 образцов керна из сероцветных аргиллитов и алевролитов, 34 пробы содержали микроорганизмы. В отличие от стандартной методики, применяемой в споро-пыльцевом анализе, для извлечения из породы органикостенных микрофоссилий использовалась щадящая методика, исключающая стадию центрифугирования осадка. В разработанную Т.Н. Герман (1974) методику нами были внесены некоторые изменения и дополнения, что обеспечило получение более чистого органомацерата (Голубкова и др., 2021).

Породы были последовательно обработаны 45%-ной плавиковой (HF) и 10%-ной соляной (HCl) кислотами. После каждого этапа осадок промывали дистиллированной водой и пропускали через сито (размер ячейки 10 мкм) для удаления тонкодисперсной взвеси. Далее органические остатки отбирали вручную под бинокуляром Bresser Advance ICD на предметное стекло и фиксировали в полимерном клее Eukitt. Для контроля из оставшегося осадка были изготовлены дополнительные препараты. Дальнейшее изучение микрофоссилий проводилось под биологическим микроскопом AxioScope.A1 (Carl Zeiss). Фотографирование микроорганизмов осуществлялось камерой Axiocam MRc5.

Коллекция постоянных препаратов (№ Б-2019-СП) и макроскопических ископаемых организмов по скв. Северо-Полоцкая хранится в лаб. литологии и биостратиграфии Ин-та геологии и геохронологии докембрия РАН (ИГГД РАН), С.‑Петербург.

СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ РАСЧЛЕНЕНИЕ И ТАКСОНОМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕНДА–КЕМБРИЯ

В разрезе скв. Северо-Полоцкая были выделены вулканогенно-осадочные отложения лукомльской свиты и осадочные вулканомиктовые толщи лиозненской свиты нижнего венда, а также терригенные последовательности низовской, селявской, черницкой, котлинской свит верхнего венда и рудаминской, лонтоваской свит нижнего кембрия (рис. 1; Геология Беларуси, 2001; Стратиграфические схемы…, 2010). В принятой стратиграфической схеме Беларуси рудаминская свита относится к ровенскому горизонту, а лонтоваская свита – к одноименному лонтоваскому горизонту (Махнач и др., 2005).

Терминальное подразделение верхнего венда – котлинская свита (мощностью 155.2 м) представлена преимущественно косослоистыми терригенными породами, которые имеют высокую степень сортировки и окатанности обломочного материала. В составе свиты было выделено четыре пачки (рис. 1). Первая пачка (24.1 м) сложена пестроцветными горизонтально слоистыми аркозовыми песчаниками и гравелитами с гематит-каолинитовым цементом и единичными прослоями вулканомиктовых алевролитов и аргиллитов. Вторая пачка (41.7 м) представлена переслаиванием зеленовато-серых, шоколадно-бурых аргиллитов каолинит-гидрослюдистого состава, слюдистых алевролитов и аркозовых песчаников с каолинитовым, каолинит-доломитовым цементом. Характерны текстуры взмучивания, оползания, конседиментационных сдвигов и срывов. Третья сероцветная пачка (79.3 м) сложена горизонтально слоистыми глинами хлорит-каолинит-гидрослюдистого состава с тонкими темно-рыжими линзовидными прослоями песчаников и алевролитов, содержащими стяжения сидерита. Четвертая пачка (10.1 м) представлена тонким переслаиванием зеленовато-серых косослоистых глин гидрослюдисто-каолинитового состава, алевролитов и полевошпат-кварцевых песчаников. На ряде уровней присутствует глауконит.

В третьей и четвертой пачках обнаружены скопления макроскопических водорослей Vendotaenia antiqua Gnilovskaya. Вендотениевые водоросли являются характерными представителями верхневендских котлинских биот ВЕП (Волкова и др., 1979; Вендская система, 1985а; Гниловская и др., 1988; Соколов, 1997; Бурзин, 1998; Голубкова и др., 2020 и др.).

Выше по разрезу без видимого перерыва залегает рудаминская свита (16.9 м). Она сложена светло-серыми полевошпат-кварцевыми, кварцевыми косослоистыми гравелитами и песчаниками с каолинитовым, сидерит-каолинитовым цементом и единичными прослоями зеленовато-серых аргиллитов и алевролитов, развитыми в верхней части интервала.

Лонтоваская свита (140 м) согласно залегает на рудаминской свите и со стратиграфическим несогласием перекрывается нижнедевонскими отложениями витебского горизонта (рис. 1). Свита представлена пачкой переслаивания зеленовато-серых горизонтально-слоистых глауконитсодержащих алевролитов и глин каолинит-гидрослюдистого состава. В нижней части свиты залегают кварцевые песчаники с доломитовым, доломит-каолинитовым цементом.

В отложениях рудаминской и лонтоваской свит обнаружены разнообразные микро- и макроскопические фрагменты ископаемых организмов, а также пиритизированные следы ползания и объемные слепки ходов роющих животных (рис. 1). Анализ таксономического разнообразия и вертикального распространения ископаемых организмов в разрезе позволил выделить две ассоциации. Первая ассоциация с Teophipolia lacerata–Tubula tortusa установлена в интервале 478.9–438.2 м. Характерными представителями биоты являются новые микрофоссилии Tubula tortusa gen. et sp. nov. (табл. XV , фиг. 1–17 ; табл. XVI , фиг. 1–10 ; см. вклейку) и овальные оболочки с округлым отверстием Teophipolia lacerata Kirjanov (табл. XVI , фиг. 17–19 ). На этом уровне также распространены макроскопические органические трубки темно-коричневого, черного цвета – Sabellidites cambriensis Yanishevsky, проблематики Sokoloviina costata Kirjanov, акритархи Leiosphaeridia jacutica (B.V. Timofeev) emend. Mikhailova et Jankauskas, L. minutissima (Naumova), emend. Jankauskas, L. tenuissima Eisenack, нити бесклеточного строения Siphonophycus Schopf, emend. Knoll et Swett, многоклеточные цианобактерии Oscillatoriopsis Schopf, emend. Knoll et Golubic, emend. Knoll, Swett, Mark, emend. Butterfield, спирально-свернутые формы Cochleatina aff. rudaminica Paškevičiene, Cochleatina Assejeva, водоросли Tyrasotaenia podolica Gnilovskaya, грибоподобные организмы ?Vanavarataenia Pjatiletov, разнообразные роговидно изогнутые фрагменты Ceratophyton Kirjanov (табл. XVI , фиг. 16 ) и предполагаемые актиномицеты Primoflagella Gnilovskaya. Микроорганизмы Primoflagella sp. развиты по захороненным в толще осадка Tyrasotaenia podolica и Sokoloviina costata. Выше по разрезу (гл. 435.2 м) обнаружены отдельные транзитные микрофоссилии родов Leiosphaeridia Eisenack, emend. Downie et Sarjent, ?Pterospermopsimorpha Timofeev, emend. Mikhailova et Jankauskas, Siphonophycus sp., ?Vanavarataenia sp. (рис. 1).

Рис. 2.

Реконструкция строения микрофоссилий Tubula tortusa gen. et sp. nov. Обозначения: а – трубка, б – окончание трубки, открытое во внешнюю среду, в – окончание трубки, не сообщающееся с внешней средой, г – навитое по спирали цилиндрическое образование, д – внешняя оболочка.

Вторая ассоциация ископаемых организмов с Cochleatina ignalinica–Granomarginata squamacea–Platysolenites antiquissimus установлена в интервале 431.8–339.8 м (рис. 1). На фоне проходящих снизу таксонов Ceratophyton sp. (табл. XVI , фиг. 13–15 ), Primoflagella sp., Sabellidites cambriensis, Sokoloviina costata (табл. XVI , фиг. 20 ), Tyrasotaenia podolica обнаружены макроскопические кремнистые трубки Platysolenites antiquissimus Eichwald, спиральносвернутые фрагменты Cochleatina ignalinica Paškevičiene (табл. XVI , фиг. 11 ), акритархи Granomarginata squamacea Volkova (табл. XVI , фиг. 12 ) и разнообразные колонии Synsphaeridium Eisenack, Symplassosphaeridium Timofeev. На глубине 431.8 м массовое распространение имеют нитчатые микрофоссилии с характерными утолщениями Omalophyma solida Golub (рис. 1).

За пределами изученного региона трубки Sabellidites cambriensis широко распространены в ровенском горизонте и спорадически встречаются в лонтоваском горизонте ВЕП (Кирьянов, 1969; Розанов, 1973; Пашкавичене, 1980; Махнач и др., 1985; Соколов, 1997). В противоположность этому, проблематики Platysolenites antiquissimus появляются в ровенском горизонте, массовое распространение имеют в лонтоваском горизонте, а единичные их находки известны из люкатинского и вергальского горизонтов среднего кембрия (Кирьянов, 1969; Розанов, 1973; Волкова и др., 1979; Пашкавичене, 1980; Махнач и др., 1985).

Микрофоссилии Teophipolia lacerata распространены в ровенском горизонте ВЕП (Волкова и др., 1979; Пашкавичене, 1980; Вендская система, 1985а; Махнач и др., 1985), отдельные их находки известны из вендских отложений котлинского горизонта каниловской свиты Украины (Burzin, 1995) и верхней части котлинской свиты Оршанской впадины Беларуси (Голубкова и др., 2021). Водоросли Tyrasotaenia podolica обнаружены в верхней части котлинского горизонта верхнего венда, а также в ровенском и лонтоваском горизонтах нижнего кембрия запада, северо-запада ВЕП (Волкова и др., 1979; Вендская система, 1985а; Махнач и др., 1985; Гниловская и др., 1988; Стратиграфическая схема…, 1996; The State Geological…, 2008; Голубкова и др., 2021). Ископаемые организмы Sokoloviina costata выявлены в ровенском горизонте Украины и Московской синеклизе России (Кирьянов, 1968; Стратиграфическая схема…, 1996; Соколов, 1997), а также в лонтоваской свите северо-запада ВЕП (Slater et al., 2018). Микрофоссилии Cochleatina ignalinica и Сeratophyton sp. обнаружены в ровенском и лонтоваском горизонтах ВЕП (Пашкавичене, 1980; Вендская система, 1985а; Slater et al., 2017). Акритархи Granomarginata squamacea широко распространены в нижнекембрийских отложениях лонтоваского горизонта ВЕП и томмотском ярусе Сибирской платформы, единичные их находки известны из среднего кембрия Латвии и Литвы (Волкова и др., 1979; Moczydłovska, 1991 и др.). Таким образом, в отложениях рудаминской–нижней части лонтоваской свит (инт. 478.9–438.2 м) обнаружен смешанный комплекс ископаемых организмов, распространенный в ровенском–лонтоваском горизонтах ВЕП, а верхняя часть лонтоваской свиты (инт. 431.8–339.8 м) содержит маргинатные акритархи, характерные для лонтоваского горизонта.

ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ TUBULA TORTUSA

Новые микроорганизмы Tubula tortusa имеют сложное морфологическое строение, неизвестное у других видов ископаемых организмов (рис. 2). Эти формы представляют собой полую трубку (табл. XV , фиг. 1, 2), вокруг которой по спирали навито тонкое цилиндрическое образование (табл. XV , фиг. 3–9 ; табл. XVI , фиг. 3 ). В процессе захоронения эта структура могла сплющиваться, приобретая форму, близкую к ленте (табл. XVI , фиг. 5, 8–10 ). На одном из экземпляров присутствовал внешний чехол или оболочка (табл. XV , фиг. 10 ). Похожее образование, возможно, также наблюдается у вытянутой формы, приведенной на табл. XV , фиг. 5 .

Предполагается, что трубка могла состоять из отдельных сегментов. На это указывает ровный край на месте ее разрыва (табл. XVI , фиг. 6, 7 ). Однако на относительно целых экземплярах такая сегментация не распознается. Судя по имеющемуся материалу, один конец трубки был открыт во внешнюю среду (табл. XV , фиг. 14–17 ), в то время как противоположный – закрыт (табл. XV , фиг. 13 ). Открытое во внешнее пространство отверстие у сплющенных до тончайших пленок микрофоссилий распознается по цвету, более светлому по сравнению с самим организмом (табл. XV , фиг. 14–17 ), чего не наблюдается у экземпляра, приведенного на табл. XV , фиг. 13 . Мы предполагаем, что характерная, угловато-округлая “структура” представляет собой не выходное отверстие, а сочленение основания трубки с уплощенным окончанием цилиндрического образования (табл. XV , фиг. 13 , в).

В изученном нами материале обнаружены относительно целые экземпляры (табл. XV , фиг. 3–17 ) и их фрагменты (табл. XV , фиг. 1, 2; табл. XVI , фиг. 1–10 ). Форма сохранности микрофоссилий варьирует от дисковидной (табл. XV , фиг. 14–17 ) до линейно-вытянутой (табл. XV , фиг. 1–10 ), свернутой в полукольцо (табл. XV , фиг. 11 ) или кольцо (табл. XV , фиг. 12 ). Предполагается, что разная форма сохранности микрофоссилий определяется горизонтальным (табл. XV , фиг. 1–13 ; табл. XVI , фиг. 1–5 ) или вертикальным (табл. XV , фиг. 14–17 ; табл. XVI , фиг. 8, 9 ) положением вытянутого объекта в момент захоронения в жидком осадке.

По формальным признакам анализируемые формы Tubula tortusa отнесены к группе микрофоссилии. Ниже приведено описание этих организмов.

INCERTAE SEDIS

ГРУППА МИКРОФОССИЛИИ

Род Tubula Golubkova, Kushim, Kuzmenkova et Laptsevich, gen. nov.

Название рода tubula лат. – трубочка.

Типовой вид – Tubula tortusa sp. nov.

Диагноз. Микрофоссилии цилиндрической формы, состоят из полой трубки и внешней тонкой оболочки. Вокруг трубки по спирали навито цилиндрическое образование. Одно из окончаний трубки открыто во внешнюю среду.

Diagnosis. Мicrofossils are cylindrical in shape, consist of a hollow tube and a thin outer shell. A cylindrical formation is spirally wound around the tube. One of the ends of the tube is open to the outside.

Видовой состав. Типовой вид.

Сравнение. Сплющенные вдоль оси навивания формы Tubula gen. nov. имеют внешнее морфологическое сходство со спирально-свернутыми цианобактериями Obruchevella Reitlinger, emend. Yakschin et Luchinina, от которых, однако, отличаются наличием внешней оболочки и полой внутренней трубки.

Tubula tortusa Golubkova, Kushim, Kuzmenkova et Laptsevich, sp. nov.

Табл. XV , фиг. 1–17 ; табл. XVI , фиг. 1–10

Название вида от tortus лат. – скрученный, перевитый.

Голотип – ИГГД РАН, № I-6, кол. № Б-2019-СП; Восточно-Европейская платформа, Латвийская седловина, Беларусь, скв. Северо-Полоцкая, гл. 463.8 м, обр. СП-463.8, преп. 1; нижний кембрий, ровенский–лонтоваский горизонты, рудаминская, лонтоваская свиты; обозначен здесь, табл. XV , фиг. 10 .

Diagnosis. Мicrofossils are cylindrical in shape, consist of a tube, a cylindrical formation wound around the axis of the tube and an outer shell. The tube is hollow, thin, smooth, of the same width along its entire length. One end of the tube is open to the external environment, the outlet is round. The second ending is blindly closed. The outer shell and cylindrical formation are thin, smooth. The length of the fragments is up to 850 µm and the width is up to 75 µm. The length of the holotype with an outer shell is 96 µm, the tube 71 µm in length and 45 µm in width.

Описание (рис. 2). Микрофоссилии цилиндрической формы, состоят из трубки, навитого вокруг оси трубки по спирали цилиндрического образования и внешней оболочки. Трубка полая, тонкая, гладкая, одинаковой ширины на всем ее протяжении. Один конец трубки открыт во внешнюю среду, выходное отверстие круглой формы. Второе окончание – слепо замкнутое. Внешняя оболочка тонкая, гладкая, редко сохраняется в ископаемом состоянии. Цилиндрическое образование гладкое, тонкое, выдержанное по ширине.

Размеры. Максимальная наблюдаемая длина фрагмента – 850 мкм, ширина – 75 мкм. У голотипа общая длина трубки с учетом внешней оболочки составляет 96 мкм, длина – 71 мкм, ширина – 45 мкм.

Распространение. Восточно-Европейская платформа, Латвийская седловина, Беларусь; нижний кембрий, ровенский–лонтоваский горизонты, рудаминская, лонтоваская свиты.

Материал. 63 фрагмента средней и хорошей сохранности из интервала 478.9–438.2 м скв. Северо-Полоцкая.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате литологического и палеонтологического изучения отложений скв. Северо-Полоцкая проведено расчленение разреза и дана таксономическая характеристика его кембрийской части в интервале 478.9–339.8 м. В нижележащей котлинской свите обнаружены макроскопические водоросли Vendotaenia antiqua, характерные для котлинского горизонта верхнего венда ВЕП.

Рудаминская и лонтоваская свиты содержат микро- и макроскопические ископаемые организмы раннекембрийского возраста, которые выделены в две ассоциации: I) с Teophipolia lacerata–Tubula tortusa и II) с Cochleatina ignalinica–Granomarginata squamacea–Platysolenites antiquissimus. Ассоциации I и II устанавливаются по появлению некоторых характерных ископаемых организмов, однако значительной перестройки в сообществах рудаминского и лонтоваского возрастов не наблюдается. Постепенное увеличение таксономического разнообразия организмов снизу вверх по разрезу, а также наличие в составе биот общих таксонов позволяет говорить о едином этапе в развитии раннекембрийских организмов. На основе анализа вертикального распространения ископаемых организмов в разрезах ВЕП, отложения рудаминской и нижней части лонтоваской свит отнесены к нерасчлененному ровенскому–лонтоваскому горизонтам, а вышележащие толщи в инт. 431.8–339.8 м – к лонтоваскому горизонту. Граница докембрия–кембрия проведена на глубине 495.6 м, по подошве светло-серых гравелитов, которые составляют единый седиментационный ритм (инт. 495.6–478.7 м) с вышележащими терригенными последовательностями, содержащими раннекембрийские организмы. Полученные данные согласуются с РСС, принятой в Беларуси.

Обнаруженные в составе первой ассоциации новые микрофоссилии Tubula tortusa gen. et sp. nov. отличаются характерным, легко узнаваемым обликом. Однако использование этого таксона в стратиграфических построениях станет возможным только в случае находок его в других местонахождениях. Полученные палеонтологические данные детализируют таксономическую характеристику нижнекембрийских отложений ВЕП, что может быть использовано в палеобиологических и стратиграфических построениях.