Новые ихнологические находки в готеривских песчаниках Горной Адыгеи

Изучение следов жизнедеятельности ископаемых организмов имеет огромное значение для понимания биотической истории и геологической эволюции, помогает при поисках месторождений полезных ископаемых [8]. Данное направление исследований традиционно присуще отечественной науке, и в настоящее время российскими учеными уделяется значительное внимание ихнофоссилиям: в частности, важные результаты были получены в недавнее время для палеозоя и мезозоя Русской плиты [1][5], протерозоя Урала [3], мезозоя Сибири [4]. Тем не менее изученность следов жизнедеятельности в осадочных толщах многих регионов сравнительно невелика, что определяет наличие значительного потенциала для новых исследований.

Горная Адыгея представляет собой территорию, известную исключительным богатством геологических и палеонтологических феноменов и расположенную в западной части горного сооружения Большого Кавказа. На ее севере распространены аллювиальные песчаники готеривского возраста (ранний мел). При проведении полевых исследований летом 2023 г. в них был обнаружен (возможно, впервые) целый комплекс ихнофоссилий. Целью настоящей работы является его характеристика и интерпретация. С учетом немногочисленности палеонтологических остатков в указанных породах новые находки имеют большое значение для понимания палеоэкологических и палеогеографических особенностей данной территории. Кроме того, уникальность этих находок определяется еще и редкостью самих аллювиальных отложений среди мезозойских толщ западной части Большого Кавказа.

Материалы и методы

Изученное ихнологическое местонахождение приурочено к заброшенному карьеру, расположенному на склоне г. Шахан в 1,5 км к северо-востоку от пос. Каменномостского в Майкопском районе Республики Адыгея (рис. 1). В нем представлены преимущественно песчаники, которые могут быть отнесены к свите Губс и, следовательно, датированы готеривским веком раннемеловой эпохи. Общая характеристика этих отложений была дана В.В. Друшицом и И.А. Михайловой [2]; также публиковались некоторые результаты их изучения непосредственно в данном карьере [6][12]. Песчаники крупно-, средне- и мелкозернистые, олигомиктовые (кварц-полевошпатовые) и полимиктовые, слабо- и среднесцементированные, с гравийными и галечными включениями и фрагментами обугленной древесины. Представленная в карьере толща отчетливо разделяется на две пачки. В нижней пачке (~20 м) песчаники косослоистые. В верхней пачке (~10 м) преобладает субпараллельное напластование. Контакт между пачками резкий. Ближе к основанию верхней пачки имеется интервал (~2 м) тонкого переслаивания песчаных и глинистых пород. Следы жизнедеятельности установлены в песчаниках верхней пачки непосредственно выше отмеченного интервала переслаивания.

В полевых условиях были осуществлены поиск ихнофоссилий, их фотографирование in situ и опробование. При этом обращалось внимание на их морфологическое разнообразие. Далее в лабораторных условиях проводилась их идентификация и ихнофациальная интерпретация. Соответствующие процедуры опирались на общеизвестные принципы ихнологических исследований [8][14]. На основании полевых наблюдений была дана оценка характера биотурбации, в том числе с использованием показателя Тэйлора — Голдринга (BI), значения которого изменяются от 0 (отсутствие ихнофоссилий) до 6 (тотальная переработка породы) [8].

Также было проведено детальное изучение состава вещества, заполняющего наиболее часто встречаемые следы жизнедеятельности. Для этого в лабораториях Института геологии и нефтегазовых технологий КФУ (г. Казань) был выполнен петрографический и рентгеновский количественный фазовый анализ. Для первого применялся оптический поляризационный микроскоп «Carl Zeiss AxioLab» c цифровой камерой «Axiocam 506 color». Для рентгенографических исследований использовался дифрактометр «D2 Phaser» («Brucker»); дифрактограммы сопоставлялись с эталонной международной картотекой порошковых рентгенографических стандартов PDF-2 ICDD.

Результаты

Установленные в готеривских песчаниках ихнофоссилии различны, однако в целом разнообразие их низкое (рис. 2). Среди них выделяются горизонтально, реже наклонно и вертикально ориентированные «трубочки», заполненные песчаным материалом и имеющие четко выраженные «стенки». Их наблюдаемая длина, которая может быть значительно меньше фактической, достигает 5 см и более, а диаметр составляет около 0,5 см (реже до 1 см). «Стенки» толщиной 0,1—0,3 см представляют собой результат футеровки. При ориентации перпендикулярно поверхности обнажения «трубочки» кажутся пустыми из-за процессов выветривания и могут быть спутаны с фрагментами ростров белемнитов. Эти следы отнесены к ихнороду Ophiomorpha (рис. 2). Рядом с ними встречаются по-разному ориентированные вытянутые следы, которые также выглядят как «трубочки» и имеют аналогичные размеры, но при этом отличаются значительно менее правильной формой и нечетко выраженной футеровкой. Условно они определены как ?Ophiomorpha isp. (рис. 2). Единично встречены небольшие (первые миллиметры в диаметре), вертикально ориентированные следы, которые рельефно выступают (приблизительно на 1 см) с нижней, выветрелой части слоев песчаников, как бы «протыкая» их. Они отнесены к ихнороду Skolithos (рис. 2).

Наиболее распространены следы, часто ориентированные субпараллельно напластованию, которые имеют облик галерей, состоящих из отдельных сегментов «комковатого» облика, что может быть проявлением менискового строения. Максимальная наблюдаемая длина этих следов измеряется первыми сантиметрами, а диаметр может превышать 1 см. Фактически они, скорее всего, длиннее, но при изучении массива породы фиксируются лишь отдельными фрагментами. Идентификация их представляет сложность в силу нечеткой проявленности их взаимоотношения друг с другом в породе. Их детальное изучение с применением петрографического и рентгеновского анализа (рис. 3) показало, что заполнены они мелкозернистым песчаным веществом, представленным угловатыми зернами кварца свежего облика (50—60%) размером преимущественно 0,1—0,2 мм (реже — окатанными до 0,4 мм), угловатыми зернами калиевого полевого шпата (10—20%) размером 0,2—0,3 мм, обломками горных пород (кремней) (10—20%) размером 0,2—0,3 мм. Единично отмечаются зерна плагиоклаза, чешуйки биотита и мусковита. Сортировка хорошая, окатанности почти нет. Присутствуют также глинистые и железистые минералы. Цемент по краю хода илоеда глинисто-лимонитовый базальный (30—40%), в центре хода — хлоритизированный, пленочный и контактный. Такие различия состава цемента связаны с тем, что краю следа соответствовал своего рода геохимический барьер. Пористость участками достигает 20%. С долей условности эти следы жизнедеятельности определены как ?Taenidium isp. (рис. 2).

В целом в изученных слоях готеривских песчаников биотурбация невелика, однако она явно присутствует и отличается разнородностью. Особо следует отметить разную пространственную ориентацию следов жизнедеятельности (рис. 2). При этом их пересечений не зафиксировано. Значение показателя BI равно 2, но в отдельных локусах слоя повышается до 3. Идентифицированные ихнотаксоны и характер биотурбации не позволяют однозначно установить ихнофацию. В рассматриваемом случае присутствуют элементы ихнофаций Scoyenia, характерной для континентальных условий [8], и Skolithos, более типичной для прибрежно-мелководных условий [8].

Отметим, что на внешний облик ихнофоссилий должны были повлиять диа- и эпигенетические процессы, а также физическое выветривание песчаников после их экспонирования на поверхности в недавнее время, т.е. после заложения карьера. Последнее также влияет на сохранность следов на экспонированной поверхности пластов песчаника, в особенности в их поперечном профиле. Безусловно, лучшую сохранность демонстрируют следы Ophiomorpha isp., в том числе из-за футеровки стенок, усиливающей их прочность. При этом выветривание песчаника в ряде случаев привело к одностороннему разрушению «трубочек», в результате чего они представлены в продольном сечении. Различия вещественного состава материала заполнения Taenidium isp. между центральной и краевой частями, вероятно, способствовали их обособлению в породе.

Обсуждение результатов

Идентифицированные ихнофоссилии указывают на активность древних организмов как на поверхности песка, так и внутри его. С учетом ранее предложенных интерпретаций соотношения ихнотаксонов с конкретными группами организмов [9][11][13] можно предполагать деятельность креветок, насекомых и червей на изученной территории в готеривском веке.

Таксономический состав комплекса ихнофоссилий и характер биотурбации довольно примечательны и однозначно указывают на накопление песчаных пород вблизи водотока в наземной (возможно, периодически затапливаемой морем) части дельты древней реки [8]. В этой связи следует отметить, что свита Губс характеризуется не только литологическим своеобразием, отличающим ее от подстилающих и перекрывающих пород, но и не вполне ясной природой. В ее составе присутствуют разные по составу и, вероятно, фациальной принадлежности отложения (в том числе карбонатные), в которых встречены растительные остатки и редкие морские беспозвоночные (в частности, аммониты) [2][7]. Аллювиальное происхождение косослоистых песчаников, составляющих нижнюю пачку в изученном карьере, не вызывает сомнения; они формировались непосредственно в русле реки, которая протекала в северо-западном направлении по прибрежной равнине крупного острова [12]. Что касается верхней пачки, то с учетом интерпретаций, основанных на ихнологических данных, можно предположить ее формирование в условиях дельты, развивавшейся на бывшей аллювиальной равнине при изменении профиля равновесия и смещении береговой линии, связанных с резким подъемом глобального уровня моря в готеривском веке [10], а также при значительных объемах выноса обломочного материала из внутренних областей суши.

Представления об островной суше, периодически возникавшей в мезозойских морских бассейнах западной части Большого Кавказа вследствие тектонических процессов, остаются предельно неполными. С учетом полученных результатов, указывающих на аллювиальную природу не только нижней, но и верхней пачки толщи песчаников, можно говорить о довольно продолжительном существовании такой суши на изученной территории в готеривском веке. Наличие следов жизнедеятельности в песчаниках указывает на развитие в ее пределах дельтовой экосистемы.

Заключение

Проведенное изучение ихнофоссилий из готеривских песчаников Горной Адыгеи позволяет сделать следующие выводы. Во-первых, в пачке песчаников с субпараллельной слоистостью установлено присутствие Ophiomorpha isp, ?Ophiomorpha isp., Skolithos isp., ?Taenidium isp. Во-вторых, биотурбация невелика, хотя локально несколько усиливается. В-третьих, ихнологические данные свидетельствуют об осадконакоплении в наземной части речной дельты.

С практической точки зрения новые находки ихнофоссилий указывают на значительную уникальность готеривских песчаников Горной Адыгеи, которые примечательны еще и сами по себе в силу аллювиальной природы. Это важно для обоснования наличия объектов геологического наследия, составляющих новый вид геологических ресурсов, имеющих социально-экономическое значение (в силу их важности для развития геологической науки, образования и туризма).

Информация, полученная в ходе настоящей работы, говорит о необходимости более тщательного изучения свиты Губс на предмет возможного присутствия следов жизнедеятельности, а также их распространения в связи с фациальной изменчивостью отложений. С учетом распространенности и мощности данной свиты потенциал ее ихнологического изучения представляется значительным.

ВКЛАД АВТОРОВ / AUTHOR CONTRIBUTIONS

Рубан Д.А. — работая в Южном федеральном университете и проводя инициативные исследования, разработал концепцию статьи, предпринял полевые исследования, идентифицировал ихнотаксоны, подготовил текст статьи, окончательно утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Зорина С.О. — работая в Казанском федеральном университете и проводя инициативные исследования, провела лабораторное изучение образцов, подготовила текст статьи, окончательно утвердила публикуемую версию статьи и согласна принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Никашин К.И. — обучаясь в аспирантуре Казанского федерального университета и проводя инициативные исследования, провел лабораторное изучение образцов, подготовил текст статьи, окончательно утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Dmitry A. Ruban — working at the Southern Federal University and conducting initiative research, developed the article concept, carried out field investigations, identified ichnotaxa, prepared the article text, approved the final version of the article and accepted the responsibility for all aspects of the work.

Svetlana O. Zorina — working at the Kazan Federal University and conducting initiative research, carried out laboratory investigations of samples, prepared the article text, approved the final version of the article and accepted the responsibility for all aspects of the work.

Konstantin I. Nikashin — studying at the post-graduate program at the Kazan Federal University and conducting initiative research, carried out laboratory investigations of samples, prepared the article text, approved the final version of the article and accepted the responsibility for all aspects of the work.

Мохаммад Н. — обучаясь в аспирантуре Казанского федерального университета и проводя инициативные исследования, провел лабораторное изучение образцов, подготовил текст статьи, окончательно утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Nosheen Mohammad — studying at the post-graduate program at the Kazan Federal University and conducting initiative research, carried out laboratory investigations of samples, prepared the article text, approved the final version of the article and accepted the responsibility for all aspects of the work.