В поисках древних мягкотелых организмов

В прошлом году «Наука Урала» (2002, № 19) уже писала о начале нового этапа в изучении терригенных последовательностей венда западного склона Среднего Урала и поисках в них эдиакарской фауны. В июле 2003 года эти работы, поддержанные теперь уже не только грантом Natural Environment Research Counsul (Великобритания), но и РФФИ, были продолжены. Проходили они в два этапа.

В одной лодке с лордом и человеком из энциклопедии
   На первом этапе наш коллега, палеонтолог Д.В. Гражданкин (Палеонтологический институт РАН и Кембриджский университет) и его товарищи, ученик 11 класса одной из школ Кирова, Станислав Репин и 19-летний студент-практикант Кембриджского университета Т. Мастилл (T. Mastill) предприняли при нашем активном участии сплав по реке Сылвице, повторив прошлогодний маршрут с целью более полного изучения выявленных здесь богатых местонахождений эдиакарской фауны.               

Кроме нашей команды по реке сплавлялись несколько катамаранов, хотя места для подобной посудины на Сылвице маловато. Так как Том Мастилл не знает ни слова по-русски, его общение с коллегами происходило на английском, что вызвало у катамаранщиков легкое замешательство. По обрывкам доносившихся фраз мы поняли, что они решили, что Темза тоже впадает в Чусовую.

На Тома (потомственного лорда) многое из жизни нашей уральской глубинки произвело неизгладимое впечатление – будь то повидавший виды ГАЗ-66 полувоенного образца, старенькие ижевские мотоциклы на дорогах, деревянные счеты в магазине в деревне Серебрянка… Однако более всего, конечно, Том был рад находкам отпечатков мягкотелых организмов, и проведенному с Дмитрием Гражданкиным анализу условий их обитания и захоронения. Так как одними из основных индикаторов возможного присутствия в породах отпечатков эдиакарской фауны являются шагреневые поверхности микробиальных матов, то очень важно изучить современные условия их формирования.  Д. Гражданкин и Т. Мастилл планируют заняться этим нынче осенью на северо-западном побережье Франции у города Нант. Находки на Сылвице послужат хорошим материалов для подобных сравнений.              

После возвращения ребят со сплава по Сылвице произошел, любопытный эпизод. Стас Репин купил в Екатеринбурге толстенную, прекрасно иллюстрированную, отечественную «Геологическую энциклопедию для детей» (вероятно, для того, что бы получить определенную «профориентацию»). В разделе об эдиакарской фауне там черным по белому написано, что «… существенный вклад в изучение эдиакарских организмов… внес палеонтолог Дмитрий Владимирович Гражданкин …». Я немедленно совершенно серьезно сказал Стасу, что возможность поработать с «человеком из энциклопедии» составляет один шанс на миллион. Если он не воспользуется им, чтобы понять свое место в жизни, значит упустит многое … Не знаю, это ли помогло или что-либо еще, но после второго сплава Стас сказал, что будет поступать в МГУ на геологический факультет.

Усьва преподносит сюрпризы

15 июля Том Мастилл улетел через Москву в Лондон и далее в Норвегию на свою вторую практику, а мы (М.Т. Крупенин, С.В. Колотов, А.В. Маслов из ИГГ УрО РАН, Д.В. Гражданкин и С. Репин) отправились на сплав на реку Усьву, расположенную в 100–120 км севернее Сылвицы на северо-западном замыкании Кваркушско-Каменногорского мегантиклинория. Добирались до места через Кунгур, Чусовой, Гремячинск, Усьву, Шумихинский и Юбилейный. Последний производит особое впечатление — в связи с остановкой работы Кизеловского угольного бассейна и закрытием шахт, многие горняки, получив пособие, перебираются в другие регионы, а брошенные ими пятиэтажки стоят без стекол и рам как немой укор нашей бестолковости.

В этом районе в конце 60-х —  начале 70-х гг. прошедшего века геологом из Ленинграда Ю.Р. Беккером по берегам Широковского водохранилища на реке Косьва были впервые на Урале обнаружены отпечатки медузоидов и, таким образом, палеонтологически подтверждено существование венда на западном склоне Урала. Однако на самом водохранилище большинство находок было сделано в осыпях, что не позволяло провести изучение условий формирования вмещающих их отложений. Поэтому выбрали маршрут по реке Усьва от деревни Безгодово до дачного поселка Громовой, протяженностью около 35 километров, на котором предполагалось изучить не только разрезы сылвицкой, но и серебрянской серий. К последней здесь принадлежат великолепные обнажения подушечных базальтов шпалорезовского комплекса у урочища Шпалорез, изотопный возраст которых и точное положение в разрезе рифея и венда все еще дискуссионны, а также фрагменты флювиогляциальных образований койвинской свиты. Сылвицкая же серия в бассейне среднего течения Усьвы представлена отложениями перевалокской, чернокаменской и усть-сылвицкой свит. Не вскрыты здесь только микститы и терригенные образования старопечнинского уровня.

По сравнению с Сылвицей, Усьва оказалась, по точному выражению много и активно помогавшего нам доктора геолого-минералогических наук Г.А. Мизенса, «настоящей рекой». Если ширина Сылвицы в редких местах достигала 35–40 м, то многие плесы Усьвы превышали в ширину 100 м, а на ряде участков ребята с удовольствием плавали и ныряли с маской и ластами. Вода в реке исключительно чистая, берега также чистые, что довольно сильно контрастировало с тем количеством туристов, что проплыло мимо нас за 12 дней. Особенность Усьвы — многочисленные острова с характерными названиями: Большой и Малый Сиговские, Шишкинский, Паленый, Аксеновский, Кобылий, Большой и Малый Заячьи и достаточно большое количество сенокосных лугов.

От географии к геологии

Итак, от географии и краеведения попробуем перейти к геологии и рассказать читателям, что и для каких целей мы изучали на Усьве.

Во-первых, это, пожалуй, самый северный из всех возможных на Среднем Урале, маршрут, который позволяет просмотреть разрезы венда западного склона Урала, географически наиболее близкие к разрезам Полюдова Кряжа и Вычегодского прогиба. В Вычегодском прогибе венд вскрыт рядом скважин и достаточно хорошо изучен. К северо-западу от этого прогиба отложения венда присутствуют в Мезенской синеклизе и протягиваются под чехлом более молодых образований к юго-восточному Беломорью и на север Норвегии. Усьва — как бы мостик от Норвегии и Беломорья к нам.

Во-вторых, разрезы западного склона Урала среди разрезов Московско-Мезенско-Уральского вендского бассейна наиболее близко расположены к его краю и, следовательно, являются источником сноса; все изменения конфигурации берегов и эвстатические вариации уровня моря должны быть выражены здесь сильнее. Однако интенсивный привнос кластики с кадомских орогенов Тимана и Урала часто маскирует совокупное действие названных факторов.

В-третьих, очень важно получить представления об условиях локализации эдиакарской биоты на западном склоне Урала по возможно большему числу разрезов. И Усьва существенно расширяет наши возможности, так как отстоит от изученного в прошлом году сылвицкого разреза почти на 100 км.

Наконец, даже то, что я называю «вовлечением в научный оборот» новых фактов, то есть публикация написанных на современном геологическом языке материалов о строении районов Урала (в 2001 г. мы выпустили 4-томную монографию по типовым разрезам рифея Южного Урала) и конкретных обнажениях, имеет, на мой взгляд, самостоятельную ценность.  

Среди отложений пестроцветной койвинской свиты преобладают флювиогляциальные образования — плохо отсортированные алевроаргиллиты, алевролиты и песчаники с неокатанными обломками («камнями») карбонатных пород и кремней. Иногда в них можно видеть крупную косую слоистость, текстуры мелких промоин, эрозионные поверхности. Некоторые крупные камни (8-10 см) напоминают дропстоуны — упавшие при таянии льдин на дно бассейна и, естественно, не обработанные потоком обломки.

Керносская свита, завершающая серебрянскую серию, представлена и осадочными, и магматическими породами. К последним принадлежат великолепные подушечные (pillow) базальтовые лавы с миндалекаменными и шлакоподобными пузырчатыми концентрами почти в каждой подушке, прослоями туфолав, кварц-гематитовых пород и туфопесчаников. Наличие подушечных текстур однозначно указывает на подводный характер излияния потоков. А по локализации миндалин четко определяется верх-низ потоков. В одном из обнажений по этим особенностям подушек оказалось возможным реконструировать крупную опрокинутую антиклинальную складку.

Обнажения подушечных базальтов керносской свиты тянутся вдоль реки на несколько километров. Ниже урочища Шпалорез базальты чередуются с осадочными породами – глинистыми сланцами зеленовато-серой и вишнево-красной окраски, алевролитами, косослоистыми песчаниками и известняками. Последние весьма специфичны. Это не хемогенные породы, а скорее «механогенные» образования. Практически в каждом прослое известняков присутствует одно- и разнонаправленная косая слоистость, знаки ряби, мелкие текстуры размыва и прослои мелкообломочных флейкстоунов. Все это указывает на весьма динамичные и разнообразные обстановки накопления отложений керносской свиты.               

Перевалокская свита (ниже урочища Вилуха), представлена удивительно монотонной толщей неслоистых или неотчетливо-, тонко-, горизонтальнослоистых серых и темно-серых мелкозернистых алевролитов и алевроаргиллитов. Мощность их в разрезе у скалы Черная гора достигает 120-150 метров. В середине 1960-х гг. в этом разрезе было найдено до 40 трех-пяти-сантимеровых прослоев фосфоритов. Нам удалось обнаружить только одну фосфоритовую конкрецию. Исходя из общего облика пород данного стратиграфического уровня и их текстурных особенностей, можно с большой долей уверенности предполагать, что накопление исходных осадков в «перевалокское время» происходило в относительно глубоководном бассейне, при отсутствии сколько-нибудь заметного привноса с суши грубой терригенной кластики.

Чернокаменская свита

Чернокаменская свита представлена на Усьве несколько иначе, чем в более южных районах. Только в ее основании и в верхней части наблюдаются разнообразные по своему строению пакеты переслаивания песчаников, алевролитов и глинистых сланцев с микробиальными шагреневыми поверхностями, прекрасно выраженными разнообразными внутрислоевыми текстурами, знаками ряби и тому подобным. Выше урочища Вилуха в этих пакетах встречены остатки прикрепительных дисков медузоидов, разнообразные микробные колонии, палеопасцихнусы и др. Здесь же обнаружены вишнево-красные алевроаргиллиты с несколькими прослоями светлых зеленовато-серых или желтовато-кремовых карбонатизированных аргиллитов (мергелей) предположительно пепловой природы. Последнее имеет исключительную важность, так как современными методами изотопной геохронологии датировать время вулканических извержений, даже в позднем докембрии, можно с точностью до первых миллионов лет.

Средняя часть чернокаменской свиты, вскрытая в протяженных, подчас до 800–900 метров, обнажениях, сложена смятыми в мелкие изоклинальные складки пестроцветными (зелеными, серыми, зеленовато-серыми и стально-серыми, голубоватыми и красновато-бурыми, а также вишнево-красными) аргиллитами с редкими прослоями алевролитов и песчаников. Эта мелкая, но весьма интенсивная складчатость мешает точно определить мощность отдельных фрагментов разреза и положение их в сводном разрезе свиты. На Сылвице такой толщи в разрезе свиты мы не видели. Не содержит эта часть свиты и отпечатков эдиакарской фауны.

На одном из таких обнажений мы работали почти целый день, а мимо проплывали туристы. Когда же мы возвратились в лагерь, Сергей Колотов нас рассмешил. «Проплывают, — говорит, — туристы и спрашивают: а что, геологи-то выше по реке настоящие?». Видимо, для них геологи остались только в песнях и кинофильмах ….

Верхняя часть чернокаменской свиты наиболее эффектно обнажена в скале Красная гора. Здесь на протяжении 350–400 метров в скалах высотой от 15–20 до 5–7 м вскрыты пакеты переслаивания мелкозернистых песчаников, алевролитов, голубовато-стально-серых и вишнево-красных аргиллитов, а также относительно мощные амальгамированные пласты песчаников с прослоями гравелитов и многочисленными уровнями развития пластинчатых брекчий глинистых сланцев — индикаторов весьма сильной гидродинамики бассейна. Свидетельствующие об этом же косо- и волнистослоистые текстуры присутствуют практически в каждом прослое песчаников и алевролитов. Вместе с отсутствием трещин усыхания это указывает на то, что накопление исходных осадков (мощность вскрытых в обнажении Красная гора пород достигает почти 200 м) происходило в пределах зоны обычного волнения, то есть не глубже 10–20 метров. Однако, несмотря на то, что строение верхней части чернокаменской свиты в данном разрезе достаточно близко к строению ее нижних уровней, шагреневые микробные поверхности, как и отпечатки эдиакарской фауны, здесь отсутствуют. Возможно, широкое развитие на данном уровне красноцветных аргиллитов является показателем смены каких-то условий седиментации в конце «чернокаменского времени» (аридизация климата, повышение или понижение солености, потеря связи бассейна с открытым морем и т.п.).

Знакомая и неизвестная Арумберия

Последнее перед камнем Мултык (где в 18–20-метровых скалах правого берега вскрыты карбонатные породы палеозоя) обнажение чернокаменской свиты, к которому мы подплыли за несколько часов до окончания сплава, превзошло все наши ожидания. Уже в осыпи у обнажения можно было видеть множество плиток алевролитов с шагреневыми поверхностями — главный признак возможного наличия здесь отпечатков медузоидов. А внимательный осмотр поверхностей напластования показал присутствие почти в каждом пакете переслаивания песчаников, алевролитов и аргиллитов, на протяжении более 150 метров, слепков Arumberia banksi — по Ю.Р. Беккеру, одного из типичных для венда Среднего Урала видов эдиакарской фауны. И хотя в настоящее время эти отпечатки рассматриваются как разновидность микробиальных текстур неясного генезиса, находка их в необычайно большом количестве и возможность детального изучения взаимоотношений с вмещающими породами, как и анализ текстур последних, позволят пролить свет на природу подобных образований.

Сплав по Усьве оказался удачным и полезным. Мы получили массу принципиально новой седиментологической информации и увидели иные, нежели на Сылвице, фации, смогли набросать рабочие модели сопоставления разрезов венда западного склона Среднего Урала, Мезенской синеклизы и юго-восточного Беломорья.

Если же по наблюдениям за Arumberia banksi и вмещающими их породами Д.В. Гражданкину удастся реконструировать природу этих форм — одно это будет существенным вкладом в понимание генезиса эдиакарской фауны. Не будем забывать и про пеплы. Важность их датирования обусловлена и тем, что практически весь разрез серебрянской и сылвицкой серий Среднего Урала не содержит ни одной надежной и отвечающей современным требованиям цифры изотопного возраста (!!). Так что теперь у нас есть над чем работать зимой.

А. Маслов,
доктор геолого-минералогических наук.

На снимках: во время экспедиции; арумберия 
(микробиальные текстуры Arumberia banksi 
на поверхности напластования алевролитов
 чернокаменской свиты).