Спикулы губок из битуминозных сланцев нижнего тремадока (ордовик) Ленинградской области
|
ВВЕДЕНИЕ 3
Г ЛАВА 1. Г еология 5
ГЛАВА 2. История изучения 7
Г ЛАВА 3. Материал 9
3.1 Описание разрезов и отбор проб 9
3.1.1 Река Ламошка 9
3.1.2 Река Копорка 14
3.1.3 Урочище Гостилово 16
ГЛАВА 4. Методы 21
4.1 Изучение минералогического и литологического состава спикулитов 21
4.2 Изучение палеонтологического состава спикулитов 21
4.2.1 Выделение спикул из породы 21
4.2.2 Обработка образцов 22
ГЛАВА 5. Краткий обзор биологии и экологии губок 23
ГЛАВА 6. Результаты 26
6.1 Состав спикулитов и спикул 26
6.1.1 Оптическая микроскопия 26
6.1.2 Рентгенофазовый анализ 29
6.1.3 Электронная микроскопия 29
6.2 Описание спикул 34
ГЛАВА 7. Обсуждение результатов 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
Список литературы 50
Приложения (таблицы фотографий) 54
Г ЛАВА 1. Г еология 5
ГЛАВА 2. История изучения 7
Г ЛАВА 3. Материал 9
3.1 Описание разрезов и отбор проб 9
3.1.1 Река Ламошка 9
3.1.2 Река Копорка 14
3.1.3 Урочище Гостилово 16
ГЛАВА 4. Методы 21
4.1 Изучение минералогического и литологического состава спикулитов 21
4.2 Изучение палеонтологического состава спикулитов 21
4.2.1 Выделение спикул из породы 21
4.2.2 Обработка образцов 22
ГЛАВА 5. Краткий обзор биологии и экологии губок 23
ГЛАВА 6. Результаты 26
6.1 Состав спикулитов и спикул 26
6.1.1 Оптическая микроскопия 26
6.1.2 Рентгенофазовый анализ 29
6.1.3 Электронная микроскопия 29
6.2 Описание спикул 34
ГЛАВА 7. Обсуждение результатов 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
Список литературы 50
Приложения (таблицы фотографий) 54
За долгую историю палеонтологического и биостратиграфического изучения ордовикских отложений Ленинградской области осталось совсем немного групп ископаемых которые не были бы досконально изучены. К одной их таких групп относятся кремнистые губки из битуминозных аргиллитов нижнего тремадока, массовые скопления спикул которых известны на востоке Эстонии и на западе Ленинградской области.
Битуминозные сланцеватые аргиллиты нижнего тремадока (нижний ордовик), более известные под традиционным названием «диктионемовые сланцы», были отложены в раннепалеозойском эпиконтинентальном Балтийском палеобассейне, покрывавшем значительные территории Восточно-Европейской платформы [Мянниль, 1966]. Их выходы протягиваются вдоль Балтийско-Ладожского глинта от мыса Пакри в Эстонии на западе, до р. Сясь в Ленинградской области на востоке. В местной стратиграфической схеме России аргиллиты и переслаивающиеся с ними песчаники отнесены к копорской свите [Попов и др., 1989], а в Эстонии к калавереской и тюрисалуской свитам [Hints et al., 2014]. На отдельных участках Глинта, на востоке Эстонии и на западе Ленинградской области, к обнажениям битуминозных аргиллитов приурочены многочисленные прослои и линзы белых и желтоватых пористых спикулитов, которые состоят из диагенетического кремнезема и мелких обломков спикул кремневых губок [Мююрисепп, 1964; Попов и др., 1989].
Немногочисленные исследователи фауны диктионемовых сланцев, начиная с Вестергарда в 1909г [Ruedemann, 1934] относили спикулы губок из спикулитов к роду Protospongia.
Во всем мире описания целых губок позднего кембрия и раннего ордовика очень малочисленны, при этом находки разрозненных спикул достаточно обычны [Carrera, Rigby, 2004]. В мире известны кембрийские и нижнеордовикские семейства гексактенеллидных губок Protospongiidae Hide, 1887 и Hintzespongiidae Finks, 1983 распространенных в черных сланцах на окраинах ордовикских континентов. Сообщество видов Protospongia, Cyathophycus, Diagoniella, Acanthodictya и Palaeosacus были описаны в отложениях верхнетремадокских черных сланцев долины Св. Лаврентия в восточной Канаде. Гексактенелиды семейства Pelicaspongiidae Rigby, 1970 были описаны из верхнетремадокских отложений региона Пуна на северо-западе Аргентины. Губки семейств Protospongiidae Hide, 1887 и Hintzespongiidae Finks, 1983 были отмечены в средне и верхнеордовикских сланцах Ютика в Нью -Йорке, группе Трентон в Огайо, Теннесси и Кентуки и в формации Винни в Неваде.
В общем и целом ордовикские губки достаточно умеренно известны по сравнению с другими группами окаменелостей. Это может быть связано с недостаточностью таксономических исследований [Mangano et al., 2016] и
прерывистостью летописи окаменелостей этого времени [Muir et al., 2013].
Следовательно, актуальность настоящего исследования заключается в пополнении данных о губках нижнего тремадока в целом и обусловлена слабой изученностью губковой фауны из диктионемовых сланцев нижнего тремадока в частности.
При исследовании разреза копорской свиты в долине р. Ламошка, р. Копорка, ур. Гостилово автором совместно с П.В. Федоровым были обнаружены прослой и линза спикулитов с большим количеством пяти - и шестилучевых спикул - пентактин и гексактин. Эти спикулы выступали на поверхности выветрелых антраконитовых конкреций, проросших в спикулитах. Поскольку к роду Protospongia относятся примитивные ископаемые губки с одним слоем спикул, исключительно крестообразных ставрактин, т.е четырехлучевых спикул, лучи которых расположены в одной плоскости, найденные на Ломашке спикулы явно принадлежали другим таксонам типа Porifera.
Настоящая работа посвящена изучению спикул из спикулитовых линз и маломощных прослоев, залегающих внутри толщи битуминозных аргиллитов копорской свиты в разрезах долин рек Ламошка и Копорка и ур. Гостилово. Исследование проводилось на основе образцов, отобранных в ходе летней полевой производственной Ордовикской стратиграфической практики на Балтийско -Ладожском Глинте в августе 2019 года и в августе 2021 года.
Цель настоящей работы - составить первые палеонтологические описания комплекса спикул из битуминозных аргиллитов копорской свиты.
Задачи работы:
1. Определить минералогический и литологический состав спикулитов;
2. Отделить спикулы от породы;
3. Выбрать экземпляры достаточной для их морфологического описания сохранности;
4. Исследовать последние под электронным микроскопом;
5. Дать палеонтологическое описание спикул и сравнить их с уже известными спикулами палеозойских губок.
Битуминозные сланцеватые аргиллиты нижнего тремадока (нижний ордовик), более известные под традиционным названием «диктионемовые сланцы», были отложены в раннепалеозойском эпиконтинентальном Балтийском палеобассейне, покрывавшем значительные территории Восточно-Европейской платформы [Мянниль, 1966]. Их выходы протягиваются вдоль Балтийско-Ладожского глинта от мыса Пакри в Эстонии на западе, до р. Сясь в Ленинградской области на востоке. В местной стратиграфической схеме России аргиллиты и переслаивающиеся с ними песчаники отнесены к копорской свите [Попов и др., 1989], а в Эстонии к калавереской и тюрисалуской свитам [Hints et al., 2014]. На отдельных участках Глинта, на востоке Эстонии и на западе Ленинградской области, к обнажениям битуминозных аргиллитов приурочены многочисленные прослои и линзы белых и желтоватых пористых спикулитов, которые состоят из диагенетического кремнезема и мелких обломков спикул кремневых губок [Мююрисепп, 1964; Попов и др., 1989].
Немногочисленные исследователи фауны диктионемовых сланцев, начиная с Вестергарда в 1909г [Ruedemann, 1934] относили спикулы губок из спикулитов к роду Protospongia.
Во всем мире описания целых губок позднего кембрия и раннего ордовика очень малочисленны, при этом находки разрозненных спикул достаточно обычны [Carrera, Rigby, 2004]. В мире известны кембрийские и нижнеордовикские семейства гексактенеллидных губок Protospongiidae Hide, 1887 и Hintzespongiidae Finks, 1983 распространенных в черных сланцах на окраинах ордовикских континентов. Сообщество видов Protospongia, Cyathophycus, Diagoniella, Acanthodictya и Palaeosacus были описаны в отложениях верхнетремадокских черных сланцев долины Св. Лаврентия в восточной Канаде. Гексактенелиды семейства Pelicaspongiidae Rigby, 1970 были описаны из верхнетремадокских отложений региона Пуна на северо-западе Аргентины. Губки семейств Protospongiidae Hide, 1887 и Hintzespongiidae Finks, 1983 были отмечены в средне и верхнеордовикских сланцах Ютика в Нью -Йорке, группе Трентон в Огайо, Теннесси и Кентуки и в формации Винни в Неваде.
В общем и целом ордовикские губки достаточно умеренно известны по сравнению с другими группами окаменелостей. Это может быть связано с недостаточностью таксономических исследований [Mangano et al., 2016] и
прерывистостью летописи окаменелостей этого времени [Muir et al., 2013].
Следовательно, актуальность настоящего исследования заключается в пополнении данных о губках нижнего тремадока в целом и обусловлена слабой изученностью губковой фауны из диктионемовых сланцев нижнего тремадока в частности.
При исследовании разреза копорской свиты в долине р. Ламошка, р. Копорка, ур. Гостилово автором совместно с П.В. Федоровым были обнаружены прослой и линза спикулитов с большим количеством пяти - и шестилучевых спикул - пентактин и гексактин. Эти спикулы выступали на поверхности выветрелых антраконитовых конкреций, проросших в спикулитах. Поскольку к роду Protospongia относятся примитивные ископаемые губки с одним слоем спикул, исключительно крестообразных ставрактин, т.е четырехлучевых спикул, лучи которых расположены в одной плоскости, найденные на Ломашке спикулы явно принадлежали другим таксонам типа Porifera.
Настоящая работа посвящена изучению спикул из спикулитовых линз и маломощных прослоев, залегающих внутри толщи битуминозных аргиллитов копорской свиты в разрезах долин рек Ламошка и Копорка и ур. Гостилово. Исследование проводилось на основе образцов, отобранных в ходе летней полевой производственной Ордовикской стратиграфической практики на Балтийско -Ладожском Глинте в августе 2019 года и в августе 2021 года.
Цель настоящей работы - составить первые палеонтологические описания комплекса спикул из битуминозных аргиллитов копорской свиты.
Задачи работы:
1. Определить минералогический и литологический состав спикулитов;
2. Отделить спикулы от породы;
3. Выбрать экземпляры достаточной для их морфологического описания сохранности;
4. Исследовать последние под электронным микроскопом;
5. Дать палеонтологическое описание спикул и сравнить их с уже известными спикулами палеозойских губок.
В результате выполнения настоящей работы был определен минералогический и литологический состав спикулитов, предположена схема диагенетических переходов фаз кремнезема, составлено палеонтологическое описание комплекса спикул из прослоек и линз копорской свиты разрезов на р. Ламошке, Копорке и ур. Гостилово на территории Ленинградской области.
Для достижения цели в ходе летних полевых практик на Балтийско-Ладожском Глинте в августе 2019 и 2021 годов, из прослоев и линз спикулитов копорской свиты было отобрано 64 образца, еще 3 образца были отобраны из аллювия р. Ламошки и 2 образца из высыпок в оврагах ур. Петровицы и ур. Костивское. Из образцов с различной цементацией подходящими методами был выделен комплекс разнообразных спикул, впоследствии была проведена съемка образцов на сканирующем электронном микроскопе. В ходе работы было сделано порядка 318 фотографий спикул, пригодных для описания.
Предшествующие исследования спикулитов из толщ битуминозных аргиллитов Балтийско-Ладожского Глинта, А.Х. Вестергардом в 1909 году в скандинавии, А.Эпиком в начале XX века, Мююрисеппом в 1964, в северной Эстонии, и Поповым с соавторами в 1989 году, на территории Ленинградской области. Так же наличие спикулитов и спикул губок рода Protospongia отмечалось в отчетах геологических поисковых работ Алиховой Т.Н. 1945 года и Ротая А.П. 1947 года. Выводы исследований отмеченных авторов описаны в главе 2. Материалы, использованные при проведении настоящего исследования (описание географического положения, геологии) представлены в главе 3. Методы, примененные при пробоподготовке и изучении образцов, описаны в главе 4. Краткий обзор биологии и экологии губок приведен в главе 5.
Результаты настоящего исследования - литологически и минералогический состав спикулитов, а также палеонтологическое описание собранного материала, представлено в главе 6. Автором была произведена классификация спикул по морфологическим типам. Также было проведено сопоставление обнаруженных спикул с уже известными спикулами палеозойских губок.
На основании полученных данных был сделан ряд выводов:
• Спикулиты встречаются не только в верхнекопорсой подсвите, как считалось ранее [Попов и др. 1989], но и в нижнекопорской.
• Спикулиты состоят из диагенетического кремнезема и остатков спикул кремнистых губок, представленных псевдоморфозами нанокристаллического а-кварца по агрегатам предположительно опала-С или опала-С/опала-СТ. В качестве примесей встречаются остатки граптолитов, зерна кварца алевритовой и песчаной размерности, , обломки раковин брахипод, фосфатные минералы, слюды, полевые шпаты (микроклин), микрокристаллический пирит, глинистые минералы, диагенетические карбонаты (антраконит, доломит).
• Обнаруженный комплекс спикул, состоящий из 13 морфотипов, принадлежит исключительно гексактенелидным губкам и возможно протомонаксонидам.
• Остатки спикул могут формально принадлежать семейству Protospongiidae Hide, 1887, но не роду Protospongia, как считалось предыдущими исследователями.
• Некоторые комплексы спикул помимо этого могут быть формально отнесены к семействам Pelicaspongiidae Rigby, 1970, Stiodermatidae Finks, 1960 и Rossellidae Schulze, 1885.
• Сообщество губок обитало не в том же месте, где происходило их захоронение. Суда по находкам клиногексактин с изогнутым центральным лучом, крючкообразных пентактин и корневых пучков обитало на рыхлом субстрате, судя по отсутствию остатков иных бентосных организмов в достаточно глубоководной части бассейна, вероятнее всего в зоне пикноклина у границы с анаэробной зоной. Снос остатков губок или отложенных губками спикульных матов в область черносланцевой седиментации осуществлялся посредством внутренних волнений зоны пикноклина.
Таким образом, можно заключить, что задачи исследования выполнены, а цель достигнута.
По материалам исследования были сделаны доклады на следующих научных конференциях: Science SPbU 2020; Geological international student summit (GISS 2022); сессия Палеонтологического общества при РАН (2022г)
Для достижения цели в ходе летних полевых практик на Балтийско-Ладожском Глинте в августе 2019 и 2021 годов, из прослоев и линз спикулитов копорской свиты было отобрано 64 образца, еще 3 образца были отобраны из аллювия р. Ламошки и 2 образца из высыпок в оврагах ур. Петровицы и ур. Костивское. Из образцов с различной цементацией подходящими методами был выделен комплекс разнообразных спикул, впоследствии была проведена съемка образцов на сканирующем электронном микроскопе. В ходе работы было сделано порядка 318 фотографий спикул, пригодных для описания.
Предшествующие исследования спикулитов из толщ битуминозных аргиллитов Балтийско-Ладожского Глинта, А.Х. Вестергардом в 1909 году в скандинавии, А.Эпиком в начале XX века, Мююрисеппом в 1964, в северной Эстонии, и Поповым с соавторами в 1989 году, на территории Ленинградской области. Так же наличие спикулитов и спикул губок рода Protospongia отмечалось в отчетах геологических поисковых работ Алиховой Т.Н. 1945 года и Ротая А.П. 1947 года. Выводы исследований отмеченных авторов описаны в главе 2. Материалы, использованные при проведении настоящего исследования (описание географического положения, геологии) представлены в главе 3. Методы, примененные при пробоподготовке и изучении образцов, описаны в главе 4. Краткий обзор биологии и экологии губок приведен в главе 5.
Результаты настоящего исследования - литологически и минералогический состав спикулитов, а также палеонтологическое описание собранного материала, представлено в главе 6. Автором была произведена классификация спикул по морфологическим типам. Также было проведено сопоставление обнаруженных спикул с уже известными спикулами палеозойских губок.
На основании полученных данных был сделан ряд выводов:
• Спикулиты встречаются не только в верхнекопорсой подсвите, как считалось ранее [Попов и др. 1989], но и в нижнекопорской.
• Спикулиты состоят из диагенетического кремнезема и остатков спикул кремнистых губок, представленных псевдоморфозами нанокристаллического а-кварца по агрегатам предположительно опала-С или опала-С/опала-СТ. В качестве примесей встречаются остатки граптолитов, зерна кварца алевритовой и песчаной размерности, , обломки раковин брахипод, фосфатные минералы, слюды, полевые шпаты (микроклин), микрокристаллический пирит, глинистые минералы, диагенетические карбонаты (антраконит, доломит).
• Обнаруженный комплекс спикул, состоящий из 13 морфотипов, принадлежит исключительно гексактенелидным губкам и возможно протомонаксонидам.
• Остатки спикул могут формально принадлежать семейству Protospongiidae Hide, 1887, но не роду Protospongia, как считалось предыдущими исследователями.
• Некоторые комплексы спикул помимо этого могут быть формально отнесены к семействам Pelicaspongiidae Rigby, 1970, Stiodermatidae Finks, 1960 и Rossellidae Schulze, 1885.
• Сообщество губок обитало не в том же месте, где происходило их захоронение. Суда по находкам клиногексактин с изогнутым центральным лучом, крючкообразных пентактин и корневых пучков обитало на рыхлом субстрате, судя по отсутствию остатков иных бентосных организмов в достаточно глубоководной части бассейна, вероятнее всего в зоне пикноклина у границы с анаэробной зоной. Снос остатков губок или отложенных губками спикульных матов в область черносланцевой седиментации осуществлялся посредством внутренних волнений зоны пикноклина.
Таким образом, можно заключить, что задачи исследования выполнены, а цель достигнута.
По материалам исследования были сделаны доклады на следующих научных конференциях: Science SPbU 2020; Geological international student summit (GISS 2022); сессия Палеонтологического общества при РАН (2022г)
Подобные работы
- Спикулы губок из битуминозных сланцев нижнего тремадока (ордовик) Ленинградской области»
Дипломные работы, ВКР, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 4230 р. Год сдачи: 2022