Russian Federation
The papar studies the stromatoporoid association of the middle part of the Upper Devonian Lymbada Formation, of the (interval of marginifera–expansa). The stromatoporoid association is represented by nine species belonging to two orders — Labechiida and Clathrodyctyida. Three species were recorded for the first time in the study area: Labechia polaris Gorsky, Rosenella miniarensis Riab., and Anostylostroma cf. variabile (Riab.). The taxonomic composition of stromatoporoids is similar to that of the Upper Famennian of the Southern, Middle and Northern Urals.
stromatoporoids, Lymbada Formation, Famennian, North of Pai-Khoi
Введение
Распространение строматопороидей и их породообразующая роль в мелководных морских отложениях ордовика, силура и девона общеизвестны. Однако, рассматривая их развитие в палеозое, повсеместно отмечается сокращение этой группы к позднему франу. И хотя по меньшей мере порядка 20 родов присутствуют в конце фамена и раннем турне (Stearn, 1987; 1988), в этом интервале характерно отсутствие появления новых родов, семейств, отрядов. Все рода, за исключением Kyklopora (Богоявленская, 2001, 2007; Хромых, 2011), известны в более древних отложениях.
Группа значительно пострадала на рубеже франа и фамена не только таксономически — сходит на нет их породообразующая роль и участие в образовании органогенных построек. Из фаменских отложений остатки строматопороидей известны и описаны в буквальном смысле единицами. Редкие находки строматопороидей в фаменских-нижнекаменноугольных отложениях фиксируются на Урале (Богоявленская, 1986; Цыганко, 2011), Русской платформе (Соломко, 1886), Казахстане (Богоявленская, 1975), Пай-Хое и о-вах Новая земля, Вайгач (Горский, 1935, 1938; Рябинин, 1932, 1939; Цыганко, 2011; Груздев и др., 2020), в Донецком бассейне (Василюк, 1966; Богоявленская и др., 1990), Кузбасском бассейне (Косарева, 1986; Хромых 2011), Юго-Восточном Китае (Dong, 1988), Канадской Арктике (Webby, 2015), Бельгии и Германии (Weber, Mistiaen, 2001; Mistiaen, Weber, 2007), Польше (Wolniewicz, 2009).
О строматопороидеях позднедевонского возраста Пай-Хоя известно по сборам Б. А. Алферова, Н. А. Кулика, А. К. Крыловой, В. С. Цыганко (Яворский, 1957; Цыганко, 2011). Определения производились В. И. Яворским, О. В. Богоявленской и нами. По этим данным в районе р. Бельковской отмечены Labechia cumularis Yavor. и Stylostroma tschernovi Bogоyavl. (Цыганко, 2011), в районе руч. Пырков — Labechia devonica Riab. и Rosenella normalis Riab. (Яворский, 1957). Также есть информация о находках на территории Пай-Хоя Pseudolabechia convensa Yavor., Rosenella irregularis Yavor. по сборам Н. А. Кулика — но точная их привязка неизвестна (Яворский, 1957).
В пределах севера Пай-Хоя биостратиграфическая корреляция девонско-каменноугольных отложений обеспечивается довольно разрозненными данными (Журавлев и др., 2018). Отложения преобразованы многочисленными тектоническими нарушениями, доломитизацией (Тимонин и др., 2004), что негативно сказывается на сохранности ископаемых органических остатков, в первую очередь макрофауны, а значительные по мощности интервалы не охарактеризованы фауной вовсе.
В такой ситуации местонахождение представительного комплекса строматопороидей, имеющее детальную характеристику по конодонтам, имеет важное стратиграфическое значение. Это делает возможным сопоставление фауны строматопороидей с одновозрастными комплексами на смежных территориях — о. Новая Земля, Вайгач, на Урале (в эпиконтинентальных морях северной части палеоконтинента Лавруссия).
Целью работы является характеристика состава строматопороидей в разрезе лымбадъяхинской свиты, анализ стратиграфической приуроченности, сравнение комплексов строматопороидей севера Пай-Хоя и Урала.
Материалы и методы
Объектом исследований послужили образцы строматопороидей, отобранные в ходе полевого сезона 2018 г. сотрудниками Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар) А.В. Журавлевым, А. Н. Плотицыным, Д. А. Груздевым в зоне Пай-Хойского карбонатного паравтохтона. Предварительные результаты изучения фауны лымбадъяхинской свиты, в том числе строматопороидей, были ранее опубликованы (Груздев и др., 2020).
Из восьми изученных разрезов диагностируемые остатки строматопороидей определены из обн. № 2720. Фауна строматопороидей обильна в нижней части обнажения, выше по разрезу её значение уменьшается. Наиболее информативны уровни слоев 3, 6 (пробы 10, 21), где строматопороидеи слагают слои мощностью от 0.4 до 1.0 м. Здесь скелетные постройки строматопороидей образованы несколькими видами, имеют размер до 8 см. В них развиты обрастание и переслаивание разных видов строматопороидей. Из построек изготовлено 11 шлифов, содержащих от одной до пяти особей.
Для описания и подробного изучения особенностей внутреннего строения строматопороидей из каждого ценостеума изготовливалась серия ориентированных шлифов, подсекающих все элементы внутреннего строения, а также контакты стенок с вмещающими породами. Шлифы изучались при увеличении x10—50.
Фотографии подготовлены с помощью камеры Industrial Digital Camera E3ISPM6300KPA, соединенной с бинокуляром Olympus SZ-61; для детализированных фотографий отдельных элементов строения использовался микроскоп Olympus BX53M.
Анализ интервалов распространения таксонов строматопороидей проводился по результатам как опубликованных, так и фондовых работ. В статье использована классификация строматопороидей и терминология морфологического строения (по: Stearn et al., 1999). Все измерения даны в миллиметрах.
Коллекция строматопороидей (№ 21) хранится в Геолологическом музее им. А. А. Чернова Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН (Сыктывкар).
Результаты и обсуждение
Лымбадъяхинская свита впервые была предложена в новом варианте местной стратиграфической схемы Пай-Хойского карбонатного паравтохтона с ареальным (составным) стратотипом в низовьях р. Лымбадъяха и прилегающем побережье Баренцева моря (Журавлев и др., 2015). Она сложена серыми известняками и доломитами с кремнистыми и кальцитовыми стяжениями в верхней части, встречаются маломощные водорослевые, строматопоратовые органогенные постройки. Присутствуют скопления брахиопод, кораллов, остракод, водорослей, фораминифер, криноидей (Груздев и др., 2020). Свита согласно залегает на пырковской толще (D2-3pr) и перекрывается болванской свитой (C1-2bl). Общая мощность лымбадъяхинской свиты 150 м.
Лымбадъяхинская свита соответствует нижнему фамену — турне на основании находок конодонтов, остракод и фораминифер (Журавлев и др., 2015; Груздев и др., 2020).
Обнажение № 2720 расположено в зоне развития лымбадъяхинской свиты на южном берегу мыса Пырков (координаты: N 69°32¢59.5²; E 60°13¢04.4²) (рис. 1). Вскрывающаяся здесь средняя часть свиты представлена известняками темно-серыми, серыми, массивными, мелкодетритовыми, с кремниевыми стяжениями и гнездами, микробиальными корками (рис. 2). Породы содержат конодонты Mitrellataxis circularis W. et W., Polygnathus aff. delenitor Dr., Pol. aff. experplexus Sand. et Z., Pol. semicostatus Br. et M. и др. (Груздев и др., 2020). Согласно исследованию комплекса конодонтов, формирование отложений обн. № 2720 происходило в интервале фаз marginifera — ранняя expansa в среднем — позднем фамене (мурзакаевско-кушелгинское время) (Груздев и др., 2020).
В изученном интервале строматопороидеи имеют ряд палеоэкологических особенностей. Они встречаются не отдельными ценостеумами, а, как правило, образуют сложные скелетные постройки — когда ценостеумы состоят из представителей разных видов и родов, а также развито обрастание (рис. 3.), что обусловлено ограниченной возможностью закрепиться на мягких грунтах с преобладанием микрита. Встречающиеся в некоторых ценостеумах прослойки микробиального карбоната фиксируют перерывы в росте и, следовательно, недолговременные изменения окружающей среды.
Комплекс строматопороидей представлен девятью видами, относящимся к пяти родам, двум отрядам: Labechia polaris Gors., L. devonica Riab., L. cumularis Yavor., Stylostroma crassum Gors., Rosenella miniarensis Riab., R. normalis Riab., Anostylostroma cf. variabile (Riab.), Trupetostroma sp., Actinostroma? sp. (рис. 3).
Находки представителей изучаемого комплекса в целом хоть и редки, но все же известны из верхнедевонских отложений севера Урала, островов Новая Земля, Вайгач, а также Южного и Среднего Урала (Горский, 1935; Рябинин, 1939; Яворский, 1957; Богоявленская и др., 1990; Цыганко, 2011).
Вид Labechia polaris Gors. описан впервые в 1938 году с южного берега губы Крестовой (о. Новая Земля), также известен с северного берега Малой Земли. В момент первой находки вмещающие отложения обозначались как нерасчлененные верхнедевонско-нижнекаменноугольные. Последующие исследования установили принадлежность вида к верхнему девону (Яворский, 1957).
Вид L. devonica Riab. известен из местонахождения на р. Миньяр в Златоустовском районе Урала в 1932 г. Позже обнаружилось его широкое распространение в фаменских отложениях по всему Уралу, включая полярную часть (Рябинин, 1939; Богоявленская, 2007). На Пай-Хое зафиксирована одна находка в 4 км от м. Пырков Нос по сборам А. К. Крыловой (Яворский, 1957).
Один образец L. cumularis Yavor. был найден на о. Вайгач. Он был описан по сборам Н. А. Кулика (Яворский, 1957), к сожалению, без указания точной привязки, возраст указывался предположительно. После того как вид был установлен на Пай-Хое, на р. Бельковской, с определением конодонтов по сборам В. С. Цыганко (Цыганко, 2011), возраст был уточнен как среднефаменский.
Вид Stylostroma crassum Gors. описан из разрезов о. Новая Земля (Горский, 1938), известен из фамена o. Долгий (Яворский, 1957; Богоявленская, 2007).
Rosenella miniarensis Riab. является достаточно широко распространенным видом, встречается в средневерхнефаменских отложениях северных районов Южного Урала (рр. Сим, Юрюзань, Ая), на Среднем Урале (р. Миньяр), Полярном Урале (р. Большой Паток — сборы Е. Д. Сошкиной), а также найден на о. Вайгач.
Вид R. normalis Riab. характерен для верхов фамена Среднего Урала (известняки со Spirifer archiaci). На Приполярном Урале установлен в верхнедевонских отложениях р. Щугер (Рябинин, 1939).
Anostylostroma variabile (Riab.) — известен из верхов фамена Киргизии, Центрального Казахстана (сульциферовый горизонт); с Омолонского массива (девон-карбон, элергетхынская свита). Элементы строения нашего экземпляра весьма близки с видом, описанным В. Н. Рябининым (1932), однако скошенность сечений и изогнутость формы не дает четкого поперечного сечения — поэтому вид определен как Anostylostroma сf. variabile (Riab.).
Таким образом, очевидно, что положение о достаточно тесной связи пай-хойской фауны строматопороидей с уральской и новоземельской достаточно убедительно. Кроме того, многие виды имеют большое сходство внутреннего строения с уральскими видами — например, Rosenella labechyoides Gors. весьма близка по структуре элементов с Rosenella miniarensis Riab., а группа видов Labechia также близка с уральскими — например, Labechia normalis Riab. и Labechia polaris Gors., различаются только размерами элементов внутреннего строения.
Необходимо отметить, что для этого комплекса характерно преобладание представителей отряда Labechiida, известного с ордовикского времени и представленного рекуррентными родами Labechia, Rosenella, Stylostroma (рис. 4). Эта группа лабехиид встречена в отложениях фамена практически повсеместно, кроме Западной Европы и Казахстана. Остальные три рода представляют широко распространенный в ордовикско-девонских отложениях отряд Clathrodictyida.
В зависимости от таксономического состава фауна строматопороидей позднего девона условно делится исследователями на две или три группы (Богоявленская, 1982; Stearn 1987). Группа, состоящая исключительно из лабехиид (роды Labechia, Pseudolabechia, Rosenella, Pararosenella, Stylostroma, Parastylostroma) характерна для фаменских отложений Донбасса, Центрального девонского поля, Северного Кавказа. Группа, состоящая из представителей отряда Clathrodictyida (рода Actinostroma, Atelodictyon, Gerronostroma, Anostylostroma, Trupetostroma, Dendrostroma, Stromatoporella), свойственна отложениям Западной Европы, Центрального Казахстана и островов Канадской Арктики. В определенном нами комплексе превалируют лабехииды, однако присутствуют и клатродиктииды. Такой таксономический состав установлен исследователями по всему Уралу (см. например, Рябинин, 1939; Яворский 1957; Богоявленская, 2007; Цыганко, 2011) (рис. 5), что также сближает эти регионы по фауне строматопороидей.
Заключение
Таким образом, в результате проведенных исследований существенно дополнена палеонтологическая характеристика лымбадъяхинской свиты севера Пай-Хоя. Таксономическая принадлежность строматопороидей подтверждает отнесение пород к среднепозднефаменскому возрасту и позволяет достаточно надежно сопоставить их с одновозрастными отложениями Урала.
Среди строматопороидей преобладают лабехииды, а также присутствуют три вида клатродиктиид худшей сохранности. Наиболее распространенный в разрезе вид — Labechia polaris Gors. — встречен на Пай-Хое впервые. Также впервые определены широко развитые в Уральском палеобассейне Rosenella miniarensis Riab. и Anostylostroma cf. variabile (Riab.).
Результаты исследования дополняют информацию, позволяющую установить таксономический состав и распространение строматопороидей в фаменское время на шельфах Лавруссии, а также уточнить, в каких бассейнах сохранились строматопороидеи в течение фамена, и обозначить возможные пути их дальнейшего расселения.
1. Bogoyavlenskaya O. V. Stromatoporoids. Fauna of boundary deposits of Devonian and Carboniferous Central Kazakhstan. Moscow: Nedra, 1975, pp. 27—32. (in Russian)
2. Bogoyavlenskaya O. V. Stromatoporites of the Late Devonian-Early Carboniferous. Paleontological Journal, 1982, No. 1, pp. 33—38. (in Russian)
3. Bogoyavlenskaya O. V. Stromatoporites of the Late Devonian-Early Carboniferous. Devonian-Carboniferous boundary of the USSR. Proceedings of the All-Union conference, Minsk, 1986, pp.26—27. (in Russian)
4. Bogoyavlenskaya O. V. Characterization of the Devonian Stromatoporoids of the Russian Platform. Paleontological Journal, 2001, No. 4, pp. 16—23. (in Russian)
5. Bogoyavlenskaya O. V. Devonian stromatoporoids (morphology, systematics, stratigraphic and paleogeographic distribution). Lithosphere, 2007, No. 1, pp. 109—122. (in Russian)
6. Bogoyavlenskaya O. V., Vasilyuk N. P., Glebov A. R. Characterization of some Paleozoic Labechiyda (Stromatoporata). Fossil Problematics of the USSR. Proc. Institute of Geology and Geophysics. V. 783, 1990, pp. 69—76. (in Russian)
7. Vasilyuk N. P. Corals and stromatoporoids. Fauna of the Lower Tournaisian of the Donets Basin. Kiev: Nauk. dumka, 1966, pp. 43—56. (in Russian)
8. Vasilyuk N. I. Development of the celenterata at the boundary of the Devonian and Carboniferous. Paleontological journal, 1978, No. 4, pp. 3—18. (in Russian)
9. Gorsky I. I. Some Coelenterata from Lower Carboniferous sediments of Novaya Zemlya. Proceedings of the Arctic Institute. V. XXVIII, Leningrad, 1935, 146 p. (in Russian)
10. Gorsky I. I. Some Stromatoporoidea from the Paleozoic deposits of Novaya Zemlya. Paleontology of the Soviet Arctic. Proceedings of the Arctic Institute. V. 101, 3, Leningrad, 1938, pp. 7—45. (in Russian)
11. Gruzdev D. A., Plotitsyn A. N., Zhuravlev A. V., Antropova E. V., Erofeevsky A. V. Lymbada Formation of the Upper Devonian of the North Pai-Khoi carbonate paravtokhton: new data. Proc. Komi SC UB RAS, 1(41), Syktyvkar, 2020, pp. 5—15. (in Russian)
12. Zhuravlev A. V., Gerasimova A. I., Vevel Ya. A. Local stratigraphic scheme of the Upper-Devonian-Middle Carboniferous in the north of the Pai-Khoi carbonate parautokhtone. Vestnik of Geosciences, Syktyvkar, 2015, No. 4, pp. 8—13. (in Russian)
13. Zhuravlev A. V., Vevel Y. A., Gruzdev D. A. Local stratigraphic scheme of the Upper Devonian and Carboniferous of the North of Pai-Khoi. Oil and Gas Geology. Theory and practice, 2018, V. 13, No. 2. (in Russian)
14. Kosareva E. G. Facial and stratigraphic confinement of stromatoporates of the Lower-Middle Paleozoic of the Altai-Sayan mountain region. Phanerozoic reefs and corals of the USSR. Proceedings of the 5th All-Union Symposium on Corals and Reefs. Moscow: Nauka, 1986, pp. 28—30. (in Russian)
15. Ryabinin V. N. Upper Devonian stromatoporoidea. Proc. of the All-Russian Geol. Association. Leningrad: TSNIGRI, 1932, V. 76, 14 p. (in Russian)
16. Ryabinin V. N. Devonian Stromatoporoidea of Timan. Proc. All-Russian Geol. Association. Leningrad: TSNIGRI, 1932, V. 58, 21 p. (in Russian)
17. Ryabinin V. N. Paleozoic stromatoproidea of the Pechora Region and the Urals. Northern Geological Department. Leningrad-Arkhangelsk, Moscow, 1939, 68 p. (in Russian)
18. Solomko E. V. Stromatopors of the Devonian system of Russia. Separate impression from “West Miner. Association”, part XXIII, 1886, 48 p. (in Russian)
19. Timonin N. I., Yudin V. V., Belyaev A. A. Paleogeodynamics of Pai-Khoi. Yekaterinburg: UB RAS, 2004, 227 p. (in Russian)
20. Khromykh V. G. Lower Famennian stromatoporoids of the Kuzbass. Biostratigraphy, Paleogeography and Events in the Devonian and Early Carboniferous: Proceedings of the International Conference. Novosibirsk: SB RAS, 2011, pp. 69—71. (in Russian)
21. Tsyganko V. S. Devonian of the western slope of the North Urals and Pai-Khoi (stratigraphy, principles of dissection, correlation). Yekaterinburg: UB RAS, 2011, 358 p. (in Russian)
22. Yavorsky V. I. Stromatoporoidea of the Soviet Union. Moscow, 1957, V. II, 168 p. (in Russian)
23. Dong D.-Y. Stromatoporoids from the Early Cerboniferous of Kwangsi and Kueichow // Acta Palaeontologica Sinica, No. 12. P. 280—299.
24. Dong D.-Y. On the classification of Paleozoic stromatoporoids // Acta Micropalaeontologica Sinica. 1988. No. 5. P. 25—38.
25. Stearn C. W. Effect of the Fransian-Famennian extinction on the stromatoporoids // Geology. 1987, №15. P. 677—679.
26. Stearn C. W. Stromatoporoids from the Famennian (Devonian) Wabamun Formation, Nordmandville Oilfield, north-central Alberta, Canada // Journal of Paleontology, 1988, №2. P. 411—419.
27. Stearn C. W., Webby B. D., Nestor H., Stock C. W. Revised classification and terminology —70.
28. Webby B. D. Labechiida: Systematic descriptions // Invertebrate Paleontology. 2015. Part E, Vol. 4—5. P. 709—754.
29. Weber H. M., Mistiaen B. First evidence of labechiids (Stromatoporoidea) in the Strunian (Uppermost Devonian) of Western Europe // Abstracts of 15th Annual Senckenberg Conference, Frankfurt-am-Main, 2001. P. 48—49.
30. Mistiaen B., Weber D. New data on Strunian stromatoporoids from Germany, a step for more comprehensive understanding of their palaeogeographic distribution // X International Congress on Fossil Cnidaria and Porifera, 2007. P. 297.
31. Wolniewicz P. Late Famennian stromatoporoids from Dębnik Anticline, southern Poland. Acta Palaeontologica Polonica, 54 (2). 2009. P. 337—350. DOI:https://doi.org/10.4202/app.2007.0096
