Some results of the palaeontological and stratigraphical researches of the Devonian sedimentsin the North Minusinsk depression.pdf В последние годы преподавателями Томского госу-дарственного университета (ТГУ) получены интерес-ные результаты по палеонтологии и стратиграфии де-вонских отложений Северо-Минусинской впадины. Решён ряд научных проблем, имеющих как теоретиче-ское, так и практическое значение. Научные исследо-вания проводились на геологическом полигоне вузов Сибири во время проведения учебной практики [1].Одно из направлений научной деятельности, осуще-ствлявшейся А.Р. Ананьевым, В.П. Парначёвым, Н.А. Макаренко, С.А. Родыгиным, Ю.М. Елистрато-вым, связано с определением возрастной принадлежно-сти отложений быскарской серии.К началу девонского периода в районе нынешнего геологического полигона ТГУ, включающего юго-западную часть Чебаково-Балахтинской (Северо-Минусинской) впадины, сложился континентальный рифтогенный режим [2]. В раннем девоне характерной чертой района являлась интенсификация блоковых вертикальных тектонических движений, сопровождав-шаяся активной вулканической деятельностью. В пе-риоды ослабления вулканизма в межгорной впадине формировалась красноцветная моласса, состоящая из обломочного материала, образованного в результате разрушения и перемыва местных вулканогенных и пирокластических образований, а также сносимого с горного обрамления впадины (Кузнецкого Алатау, Ба-тенёвского кряжа). Эти процессы привели к формиро-ванию мощной (до 4 500 м) вулканогенно-осадочной толщи, обладающей внутренним единством и ярко вы-раженными индивидуальными чертами строения, по-зволяющими легко узнавать её во всех частях Чебако-во-Балахтинской впадины, где она наблюдается. Со-став быскарской серии изучен довольно подробно. Во-прос точного определения возраста длительное время не был решен, существовали различные точки зрения.В контурах учебного полигона ТГУ доминирующее положение занимают отложения всех трёх отделов де-вонской системы. Наиболее сложное строение имеют вулканогенно-осадочные толщи нижнего девона, включаемые в настоящее время в состав быскарского (ширинского) трахит-трахибазальтового комплекса Минусинского межгорного прогиба [3]. В действую-щей ныне Легенде Минусинской серии государствен-ной геологической карты РФ масштаба 1:200 000(1997 г.) название «быскарская серия» отсутствует, однако оно встречается во многих более поздних науч-ных публикациях [3 и др.] и хорошо известно геологам, изучающим этот регион, поэтому мы сочли целесооб-разным использовать это название в данной статье. Внутреннее строение быскарской серии настолько сложно, что существует значительное количество стра-тиграфических схем разных авторов, трудно поддаю-щихся корреляции. Например, для юго-западной части Чебаково-Балахтинской впадины известно более 15 схем стратиграфического расчленения нижнего и среднего девона, составленных разными авторами на протяжении последних 50 лет [4]. Анализ этих мате-риалов показывает, что от района к району не только меняются названия конкретных свит и толщ, но и по-являются разночтения в определении их возраста. Так, на первых этапах изучения быскарской серии её воз-раст принимался как ранне-среднедевонский. Матарак-ская, шунетская и абаканская (толтаковская) свиты (толщи) классического Матарак-Шунетского разреза то полностью относились к среднему девону (Н.А. Беля-ков, В.С. Мелещенко, Н.Г. Чочиа и др.), то частично. При этом если матаракские и шунетские отложения большинство исследователей относили к нижнему де-вону, то положение верхних частей быскарской серии оставалось неопределённым и многие ученые датиро-вали их средним девоном (эйфельский ярус). Такое положение было связано главным образом со слабой палеонтологической характеристикой серии, особенно её базальных и кровельных частей.К моменту становления геологического полигона ТГУ (70-е гг. прошлого столетия) в окрестностях по-сёлка Шира на геологических картах, составленных в процессе геолого-съёмочных работ, масштаба 1:50 000 отложения быскарской серии были показаны в виде единого вулканического поля базальт-ортофир-порфиритового состава, содержащего прослои и линзы туфов. Все осадочные породы рассматривались в виде крупных линз, полностью включённых в вулканиче-ские породы, начиная с Матарак-Шунетского и закан-чивая Сохочул-Марченгашским участком. При этом внутренняя структура вулканических пород верхних частей разреза на Сохочульской площади (марченгаш-ская толща) не была до конца расшифрована, за ис-ключением выделения внутри Марченгашского базаль-184тового поля так называемой Безымянной мульды. Та-ким образом, прежде чем проводить учебные занятия на полигоне ТГУ, необходимо было решить ряд задач, в частности:1..Закартировать в крупном (1:25 000 - 1:10 000) масштабе всю площадь полигона.2..Провести корректное расчленение всего страти-графического разреза.3.Выяснить фациальные особенности осадконакоп-ления отложений быскарской серии.4..Обосновать геологический возраст выделенных стратонов.5.Провести корреляцию отложений Матарак-Шунетского и Ширинско-Марченгашского участков.В процессе проведения многолетних полевых и ла-бораторных работ сотрудниками ТГУ выяснено, что:- разрез быскаркой серии имеет отчётливое трех-членное строение - нижняя часть (нижнематаракская толща) представлена сложным чередованием туфов, туфолав, лавобрекчий, трахитов, трахириолитов, тра-хибазальтов, трахиандезитов с прослоями туфограве-литов, туфопесчаников и алевролитов. Средняя часть разреза состоит из отложений придорожной толщи, выделенной Н.А. Макаренко в 1973 г. [5, 6]. Эта толща расчленена на три пачки и представлена переслаиваю-щимися пестроцветными осадочными и вулканоген-ными образованиями - конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами, кремнистыми туффитами, отдельными пластовыми телами трахибазальтов, пеп-ловых и гравийных туфов трахиандезит-трахитового состава. Венчает разрез серии марченгашская толща базальт-трахибазальтового состава с прослоями крас-ноцветных песчаников, гравелитов и конгломератов;- все отложения серии смяты в складки разного по-рядка и осложнены тектоническими нарушениями. Многие пликативные и дизъюнктивные дислокации выявлены и закартированы нами впервые;- специальные литолого-фациальные исследования показали, что осадочные отложения придорожной толщи представляют собой полифациальный комплекс с широким развитием аллювиальных, пролювиальных, делювиальных и озёрных фаций [7].и, m ^ s, s о, Ei]7.V " ,JS"ЧИ-^19LEELРис. 1. Схема корреляции нижнедевонских отложений Матарак-Шунетского (I) и Ширинско-Марченгашского (II) разрезов[2, 6, 11 с дополнениями авторов]: 1 - известняки; 2 - песчанистые известняки, мергели, алевролиты; 3 - мелкозернистыеи среднезернистые песчаники; 4 - гравелиты, крупно- и среднезернистые песчаники; 5 - конгломераты; 6 - базальты;7 - трахиандезиты и трахиты; 8 - туфы трахиандезитов, трахитов, трахириодацитов; 9 - породы салаирского структурного этажа;10 - местонахождения ископаемых растений; 11 - маркирующие горизонты туфов; 12 - корреляционные линии:по особенностям литологического состава (а), по маркирующим горизонтам туфов (б)Обоснование геологического возраста выделенных стратонов проводилось путём изучения многочислен-ных находок проптеридофитовой (псилофитовой) фло-ры. Базовую основу для возрастных определений соз-дал профессор ТГУ А.Р. Ананьев, который в контурахполигона впервые обнаружил несколько местонахож-дений раннедевонских растений прекрасной сохранно-сти. Среди них отметим Транспортное, Казарменное, Придорожное, Рудневское местонахождения. Находок этих растений не так много в мире, а местонахождения185в окрестностях Шира - одни из лучших по степени со-хранности и полноте. Профессор А.Р. Ананьев и его помощники обнаружили здесь комплекс проптеридо-фитов, включающий: Minusia antiqua Tschirkova, Mar-gophyton goldschmidtii (Halle) Zakh., Protobarinophyton obrutschevii Ananiev, Pectinophyton bipectinatum An., Chakassiophyton krasnovii An. et Kr., Drepanophycus spinaeformis Goeppert, Dr. gaspianus (Dn.) Kr. et Weyl., Jenisseiphyton rudnevae (Peresvetov) Ananiev, J. le-clercqae An. et Zakh., Hostinella hostinensis Pot. et Bern., Taeniocrada decheniana Goeppert, Aphyllopteris tenuis Petrosjan, Zosterophyllum llannoveranum Lang. и др. [8, 9]. Благодаря наличию столь представительного ком-плекса, А.Р. Ананьеву удалось обосновать раннедевон-ский возраст вулканогенно-осадочных образований быскарской серии, а также наличие в Северной Хака-сии так называемого «предживетского» перерыва в осадконакоплении, продолжавшегося в течение целого эйфельского века. Полный список определений видо-вого состава флоры опубликован [2]. Однако эти на-ходки были пространственно приурочены к отложени-ям придорожной толщи. Верхняя часть разреза (мар-ченгашская толща) и базальные слои (нижнематарак-ская толща) оставались не охарактеризованными па-леонтологически. Проблема их возраста имеет принци-пиальное значение, т.к. многие геологи приписывали среднедевонский возраст верхней части разреза, а ба-зальные отложения в некоторых районах даже отрыва-лись от быскарской серии и включались в отдельный комплекс силурийско-девонского возраста [10]. Тща-тельные поиски ископаемых остатков привели к обна-ружению в центральной части Марченгашского базаль-тового поля в линзе красноцветных песчаников отпе-чатков раннедевонской флоры [6]. Наконец, в отложе-ниях нижнематаракской толщи в 1981 г. С.А. Родыги-ным встречены отпечатки раннедевонской проптери-дофитовой (псилофитовой) флоры плохой сохранно-сти. Данные находки поставили точку в дискуссии о возрасте этих толщ.Нами была предложена [6] оригинальная схема кор-реляции двух разрезов (Матарак-Шунетского и Ши-ринско-Марченгашского), основанная на идее Н.А. Ма-каренко о сопоставлении разрезов по характерным прослоям туфов трахиандезит-трахитов, часть из кото-рых можно рассматривать в качестве маркирующих горизонтов. В настоящей работе эта схема уточнена с учётом новых наблюдений (см. рис. 1). При этом пред-полагается, что придорожная толща примерно одно-возрастна с верхнематаракской, а шунетская - изо-хронна марченгашским вулканитам. Отложения, син-хронные арамчакским красноцветам в Ширинско-Марченгашском разрезе, отсутствуют (размыты?). От-метим, что существующие схемы корреляции (в том числе и новейшие), как правило, основаны на фор-мальном признании одновозрастности всех трёх членов быскарской серии двух опорных разрезов. В итоге нижнематаракская толща Сохочула сопоставляется с полным объёмом матаракской толщи, придорожная толща коррелируется с шунетской, а марченгашская параллелизуется с арамчакской [12]. Подобные пред-ставления, по нашему мнению, не являются конструк-тивными.Рис. 2. Стволы верхнедевонских голосеменных растений предположительно из группы Archaeopteris (район оз. Ошколь, кохайская свита франского яруса)Два года назад группа студентов под руководством ассистента А.Л. Архипова обнаружила в районе оз. Ошколь новое местонахождение позднедевонской археоптерисовой флоры (семенные папоротники). По предварительному определению палеоботаника В.А. Ан-тоновой, растения относятся к видам: Archaeopteris fissilis Schmalh., Arch. cf. macilenta Lesq., Niayssia plumata Zalessky, Sphenopteridium lebedevi (Schmalh.) Anan., Rhacophyton condrusorum Crepin и др. Вместе с фрагментами побегов и листьев были найдены и ство-лы диаметром около 10 см, предположительно относя-щиеся к одному из этих растений (рис. 2). Указанный растительный комплекс обнаружен в отложениях ко-хайской свиты. О позднефранском возрасте вмещаю-щих отложений говорит появление Sphenopteridium lebedevi (Schm.) Anan. В Алтае-Саянской складчатой области этот вид присутствует также в отложениях сергиевской и тубинской свит (В.А. Антонова, устное сообщение). Изучение коллекции продолжается.В последние годы удалось сделать и другие уни-кальные находки, в частности представителей иско-паемых позвоночных. В 2004 г. группой студентов186под руководством доцента С.А. Родыгина в нижнеде-вонских отложениях на территории полигона были обнаружены остатки костнопанцирных бесчелюст-ных - остеостраков, относящихся к виду Ilemoraspiskirkinskayae Obruchev [13]. Эта находка - вторая в Хакасии и первая в её северной части. В течение по-следующих полевых сезонов коллекция значительно пополнилась.Рис. 3. Реконструкция Ilemoraspis kirkinskayae [14]: А - вид сбоку, общая длина изображена приблизительно; В - головной щит со спинной стороны; С - головной щит с брюшной стороныДетальное изучение внутреннего строения этих ископаемых животных, проведённое С.А. Родыгиным совместно с британскими учёными, позволило вы-явить многие ранее не известные особенности анато-мии и значительно уточнить характер эволюционного развития бесчелюстных [14]. Экземпляры, обнару-женные нами, имеют гораздо лучшую сохранность, чем голотип, описанный Д.В. Обручевым [15] из ме-стонахождения Чазы-Койза в Южной Хакасии. По этим экземплярам сделано исправленное описание вида и была проведена полная реконструкция илемо-расписа (рис. 3).Изученные экземпляры позволяют увидеть длинные «рога» в заднебоковых углах головного щита и парные грудные плавники, что не сохранилось у голотипа, но является важной диагностической особенностью для Osteostraci. Тело и головной щит отличаются по коли-честву чешуй и орнаментации. Глазные орбиты очень широко расставлены (межорбитальное расстояние по крайней мере в четыре раза больше ширины орбиты). Имеется круглое назогипофизное отверстие. Пластины головного щита и таблички туловища орнаментирова-ны тонкими волнистыми гребешками [14]. На головном щите наблюдаются протяжённые сенсорные линии.Инфраорбитальная сенсорная линия ориентирована в передне-заднем направлении, посередине между дор-зальными желобками и боковыми полями. В дополне-ние к обычным поперечной и боковой сенсорным ли-ниям здесь присутствует еще одна боковая сенсорная линия между боковым краем щита и боковым полем. Более того, канал латеральной линии простирается вдоль боковой поверхности тела, параллельно вен-тральному краевому полю, что является новым наблю-дением для остеостраков. Хорошо сохранился также хвостовой отдел. Анальный и, по-видимому, задний спинной плавники отсутствуют.Указанные особенности ставят илеморасписов особняком даже по отношению к найденным в Сибири родам Tannuaspis и Tuvaspis. Эти три рода представля-ют собой отдельную филетическую линию, в пределах которой предложено несколько вариантов эволюцион-ного развития рода Ilemoraspis. Детальное изучение анатомии и гистологии уникальных образцов костно-панцирных бесчелюстных из Северной Хакасии прояс-нило многие подробности их строения, но и поставило новые вопросы, касающиеся, прежде всего, палеобио-географии. Ответить на них помогли бы новые место-нахождения остеостраков в Сибирском регионе.ЛИТЕРАТУРА

Скачать электронную версию публикации