Особенности режима осадконакопления девонских отложений

VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
ОСОБЕННОСТИ РЕЖИМА ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ ДЕВОНСКИХ
ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ ПО ДАННЫМ АНАЛИЗА
ПАЛИНОФАЦИЙ
О.Р. Минина
Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ, Lithology2013yaksha@rambler.ru
В результате проведенных в последние годы исследований в Западном Забайкалье
установлено широкое распространение различных в формационном отношении девонских
отложений (Филимонов и др., 1999; Минина, 2003; Филимонов, 2005; Гордиенко и др., 2010;
Руженцев и др., 2012). К ним отнесены урминская и уакитская толщи, санская, перевальная,
белогорская, чулегминская свиты. При реконструкции фациальных типов отложений и
обстановок седиментации использовался анализ палинофаций (Минина, Неберикутина, 2012).
Палинофациальный анализ, включающий изучение состава и количественных соотношений
компонентов в палиноспектрах, т.е. всего рассеянного органического вещества (РОВ),
выделяемого из породы для палинологических исследований, позволил получить важную
информацию для выявления условий седиментации и специфических особенностей режима
осадконакопления различных частей разрезов девонских отложений (Ровнина, 1984).
Все комплексы микрофоссилий, установленные в отложениях верхнего девона,
состоят из структурного и аморфного органического вещества (Минина, 2003; Минина,
Неберикутина, 2012). Структурное органическое вещество представлено палиноморфами
(ПМ) континентального (пыльца и споры наземных растений) и морского (фораминиферы,
сколекодонты, диноцисты, акритархи, одноклеточные водоросли) генезиса и палинодебрисом,
состоящим из микроскопического растительного детрита разной степени катагенеза
(лейптинита, витринита, инертинита). Аморфное ОВ представляет собой неструктурный
палинодебрис, образующийся под воздействием химических и бактериальных процессов.
Палиноморфы континентального генезиса включают миоспоры турмы Triletes, пыльцу
Perisaccus и споры, функционирующие как предпыльца Archaeoperisaccus. Для миоспор
характерно широкое развитие форм, относящихся к папоротникообразным и плауновидным.
Миоспоры характеризуются утолщенной эктэкзиной с орнаментом из зерен, шипиков, бугорков
и в разной степени отделяющейся эндэкзиной, формирующей внутреннее тело. Отдельные
виды отличаются развитием патины (утолщением экзины). Размеры их колеблются от 10
до 250 мкм (средняя величина оболочек 45–60 мкм, самые мелкие 10–15 мкм). Наиболее
часто встречаются миоспоры родов Archaeozonotriletes и Geminospora. Споры этих формародов господствуют в нижне- и среднеурминской подтолщах, белогорской свите. Споры с
пленчатым разрастанием оторочки и разной скульптурой тела родов Hymenozonotriletes,
Diducites, Chomotriletes, Auroraspora. Kedoesporis. Spelaeotriletes характеризуются широким
видовым разнообразием. Особенно широко они распространены в верхнеурминской подтолще,
чулегминской, белогорской и санской свитах. Миоспоры с крупнобугорчатым цингулюмом
278
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
рода Lophozonotriletes наиболее характерны для среднеурминской подтолщи, санской свиты,
реже встречаются в чулегминской и перевальной свитах и эпизодически — в нижнеурминской
подтолще. Споры с узким гладким цингулюмом родов Stenozonotriletes, Ambisporites наиболее
часто встречаются в комплексах нижнеурминской подтолщи и белогорской свиты. Мелкие,
простые, безотороченные миоспоры с ареей, шиповато-бугорчатой экзиной, со складками
смятия на поверхности экзины форма-родов Leiotriletes, Punctatisporites, Retusotriletes,
Calamospora, Acanothotriletes, Lophotriletes, Apiculatisporis, принадлежащих примитивным
влаголюбивым растениям, преобладают в комплексах нижне-верхнеурминской подтолщ и
чулегминской, санской, белогорской свитах. Эпизодически во всех палинокомплексах, кроме
комплекса санской свиты, встречаются оболочки с сетчатой и ямчатой скульптурой родов
Dictyotriletes, Microreticulatispora, Brochotriletes, Faveolatisporites. Однолучевые каватные
миоспоры (предпыльца) Archaeoperisaccus разнообразного видового состава характерны для
среднеурминской подтолщи. В нижней и средней частях разреза урминской толщи эпизодически
встречаются зерна пыльцы Perisaccus.
Среди микрофоссилий морского генезиса встречены оболочки, относящиеся к
одноклеточным микроорганизмам — группе Acritarcha Evitt — хитинозои и сколекодонты.
Акритархи в количественном отношении резко подчинены миоспорам. Наиболее часто
встречаются лейосферидии. Микрофитопланктон редко встречается в нижне-среднеурминской
подтолщах, санской свите. Его число и разнообразие значительно в чулегминской, перевальной,
белогорской свитах и верхнеурминской подтолще. Среди акритарх часто встречаются шиповатые
с короткими выростами — Micrystridium, овальные гладкие — Ovulum. Остатки скелетной
микрофауны — хитинозои (образования с хитиновым покровом) и сколекодонты (остатки
челюстного аппарата многощитинковых кольчатых червей) наиболее часты в среднеурминской
подтолще и чулегминской свите, в последней также встречены фораминиферы рода Sorosphaera,
распространенные в силуре – карбоне. Кроме того, в палиноспектрах среднеурминской
подтолщи, санской свите встречаются многочисленные обрывки растительных тканей,
тонкие фрагменты кутикул и другой растительный детрит. В мацерате проб из всех стратонов
присутствует рассеянное органическое вещество в деструктурной форме (аморфное).
Микрофоссилии неравномерно распределены в осадочных толщах. В морских осадках
они накапливаются как пелитовая фракция и подвержены действию гидродинамических
законов бассейна (Методические аспекты…, 1987). Концентрация спор и пыльцы наземных
растений в осадках зависит: а) от биологической продуктивности растений; б) расстояния
от места произрастания материнских растений до места захоронения миоспор; в) способов
транспортировки и условий седиментации; г) гранулометрического и вещественного состава
пород; д) устойчивости оболочек к механическому воздействию и влиянию температур.
Распределение микрофитопланктона зависит: а) от глубины бассейна (от литофаций); б)
расстояния от береговой линии; в) направления преобладающих течений. Так, в прибрежной
мелководной обстановке обитают таксономически бедные, примитивные сообщества акритарх,
в удалении от берега возрастает их численность и многообразие, а в глубоководной среде
разнообразие микрофитопланктона опять сокращается.
Состав рассеянного органического вещества характеризует фациальные условия
образования осадка, а комплекс палиноморф и палинодебриса, формирующийся в этих
отложениях, определяется как палинофация и используется при определении древних
обстановок осадконакопления (Петросьянц и др., 1990). Палинофации делятся на экзинитовые,
трахеальные, микринитовые и ксеноморфные (Habib, 1979) и характеризуют условия
формирования отложений. Палинофации контролируются положением береговой линии,
глубиной бассейна и его гидродинамикой. В зависимости от количественных соотношений
палиноморф и изменения родового состава последних в комплексах микрофоссилий, в изученных
нами стратонах выделено три типа палинофаций: трахеальная, экзинитовая и микринитовая
(рисунок). Экзинитовая палинофация состоит из большого количества и разнообразия видов
и родов спор и пыльцы наземных растений. Обилие детрита, кутикул сосудистых растений
и трахеид. Морской фитопланктон практически отсутствует. Палинофация образовывалась в
прибрежных аллювиально-дельтовых континентальных условиях. Трахеальная палинофация
279
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Циклограмма состава основных компонентов палинофаций
сходна с экзинитовой, но на ней сказывается «селекция» состава спороморф под влиянием
морских течений и присутствие морского микрофитопланктона. Для нее характерно
преобладание ограниченного числа таксонов наземных растений. Эта палинофация
прибрежно-морских условий (мелкий шельф или авандельта). Микринитовая палинофация
состоит из морского микрофитопланктона, мелких спор и пыльцы, мелкого палинодебриса
и характерна для морских условий. Важным при палинофациальных реконструкциях
является определение коэффициента мористости — отношения суммы компонентов
континентального происхождения к микрофитопланктону типично морского происхождения
(диноцистам, фораминиферам, сколекодонтам). Малое количество спор и пыльцы и большое
280
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
микрофитопланктона свидетельствуют об обстановках седиментации, находящихся далеко
от берега, обратное соотношение — о прибрежных обстановках осадконакопления. Чем ниже
коэффициент мористости, тем ближе к берегу формировалась осадочная толща.
Экзинитовая и трахеальная палинофации типичны для урминской толщи (здесь и далее см.
рисунок) и характеризуют прибрежные и прибрежно-морские обстановки ее формирования. Для
палинофаций характерно преобладание спор сложной и простой скульптуры (до 96 %) и первые
проценты (до 10 %) микрофитопланктона (МФП). Нижнеурминская подтолща (экзинитовая
палинофация) накапливалась ближе к береговой линии (простые споры — 50 %, сложно
скульптированные — 44 %), а средне- и верхнеурминская подтолщи (трахеальная палинофации)
формировались дальше от берега (в среднеурминской простые споры составляют 33 %,
сложные — 60 %; в верхнеурминской: простые — 35 %, сложные — 55 %). Палинофации первой
и второй пачек чулегминской свиты соответствуют трахеальным. Состоят из мелких и средних
размеров спор, простых и скульптированных (76 %), микрофитопланктона — празинофитов
и акритарх (7 %), хитинозой и сколекодонтов (4 %). Проводящие и покровные ткани высших
растений составляют около 13 %. В третьей пачке (карбонатный флишоид) чулегминской
свиты выделяются трахеальная и микринитовая палинофации. В последней споры составляют
78 %, акритархи и празинофиты — 19 %, микрофауна — 1 %, ткани растений — 2 %. Вверх
по разрезу пачки увеличивается коэффициент мористости, а следовательно, увеличивается
карбонатность пород (содержание микрофитопланктона до 30 %). Свита формировались,
скорее всего, в условиях подводных каньонов и их конусов выноса на некотором удалении от
береговой линии. В уакитской толще выделены трахеальная и микринитовая палинофации
(субаквальная дельта), в перевальной и белогорской свитах, накапливавшихся в обстановках
приливно-отливной равнины, установлены трахеальные палинофации, причем перевальная
свита накапливалась ближе к берегу, чем белогорская. Для палинофации санской свиты,
характеризующей аллювиально-дельтовые фации и отнесенной к экзинитовой, характерно
присутствие большого количества и разнообразия видов и родов спор наземных растений,
обилие детрита, кутикул сосудистых растений и трахеид. Морской фитопланктон присутствует
в очень ограниченном количестве.
Изучение состава и количественных соотношений компонентов в палиноспектрах
позволило получить важную информацию для выявления условий седиментации и выяснения
специфических особенностей режима осадконакопления для различных частей разрезов
девонских отложений Западного Забайкалья. Палинофациальный анализ осадочных
образований уточнил их фациальную характеристику, подтвердив ранее проведенные
реконструкции.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 12-05-00324).
Литература
Гордиенко И.В., Булгатов А.Н., Руженцев С.В., Минина О.Р., Климук В.С., Ветлужских Л.И.,
Некрасов Г.Е., Ласточкин Н.И., Ситникова В.С., Метелкин Д.В., Гонегер Т.А., Лепехина Е.Н. История
развития Удино-Витимской островодужной системы Забайкальского сектора Палеоазиатского океана в
позднем палеозое // Геология и геофизика. 2010. № 5. С. 589 – 614.
Минина О.Р., Неберикутина Л.Н. Стратиграфия верхнего девона Саяно-Байкальской горной
области // Вест. ВГУ. Сер. Геология. № 1. Воронеж, 2012. С. 27–37.
Минина О.Р. Стратиграфия и комплексы миоспор отложений верхнего девона Саяно-Байкальской
горной области. Автореф. дис... канд. геол.-мин. наук. Иркутск. ИЗК СО РАН, 2003. 17 с.
Методические аспекты палинологии. М.: Недра, 1987. 223 с.
Петросъянц М.А., Овтанова Н.С., Мусина Г.В. Микрофоссилии в геологической практике: их роль
в определении обстановок древнего осадконакопления // Сер. геол. Общая геология. Т. 27. М.: ВИНИТИ,
1990. 162 с.
Ровнина Л.В. Классификация органического вещества осадочных пород на основе
палинологического метода // Проблемы современной палинологии. Новосибирск: Наука, 1984. С. 31–34.
Руженцев С.В., Минина О.Р., Некрасов Г.Е., Аристов В.А., Голионко Б.Г., Доронина Н.А., Лыхин Д.А.
Байкало-Витимская складчатая система: строение и геодинамическая эволюция // Геотектоника. 2012.
№ 2. С. 3 –28.
281
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Филимонов А.В., Минина О.Р., Неберикутина Л.Н. Урминская толща — эталонный разрез верхнего
девона Западного Забайкалья // Вестн. Воронеж. Госунивер. Вып. 8. Воронеж, 1999. С. 46 –57.
Филимонов А.В. Фации и эволюция обстановок седиментации в позднем девоне Уакитского
форландового палеобассейна Западного Забайкалья // Девонские наземные и морские обстановки: от
континента к шельфу. Материалы Междунар. конф. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал «Гео». 2005.
С. 56 –59.
Habib D. Sedimentary origin of North Atlantic Cretaceous palynofacies // Deep Drill Res. in Atlantic
Ocean: Continental margin and palaeoenvironment. 1979. P. 420 – 437.
282