Венд Урала: маршруты 2004 года

Одним из крупнейших достижений мировой геологии стало создание общей стратиграфический шкалы, отражающей геологическую историю нашей планеты, запечатленную в миллиардах отдельных обнажений, детально изученных многими поколениями геологов всего мира. Единицы общей шкалы (эры, периоды) не только кодифицируют геологическое время, но и отражают прогресс науки в понимании прошлого планеты Земля.

Общая шкала состоит из двух крупных, но неравных частей. Начало большей из них (докембрий) почти совпадает с началом формирования нашей планеты (около 4500–4700 млн лет назад) и охватывает огромный временной интервал, когда на Земле господствовали микробиальные сообщества. Начало меньшей (фанерозой) совпадает с подошвой кембрийской системы, ознаменованной массовым появлением и ростом разнообразия многоклеточных, в том числе скелетообразующих организмов. Кембрийская система выделена в 1835 г. выдающимся английским геологом Адамом Сэджвиком на примере изученных им разрезов Уэльса (области Великобритании, которую римляне именовали Камбрией).

К концу XIX в. были установлены все геологические системы в фанерозое. А в 1952 г. выдающимся отечественным геологом, академиком Б.С. Соколовым на примере древних отложений Русской платформы было выделено первое докембрийское стратиграфическое подразделение — венд. В результате осуществления в конце 50-х — начале 60-х гг. программы глубокого бурения было установлено, что на Русской платформе вендские отложения широко распространены. Венд в понимании Б.С. Соколова имел трехчленное строение. Нижний интервал представлен ледниковыми отложениями. Средний — морскими с остатками своеобразной мягкотелой биоты эдиакарского типа. Верхний — исчезновением эдиакарской биоты, но массовым появлением вендотениевой флоры и ископаемых следов жизнедеятельности. Как претендент на роль нового крупного подразделения общей стратиграфической шкалы венд был очень популярен в мире в середине 70-х — начале 80-х гг. Высшей точкой отечественных исследований этих наиболее молодых докембрийских образований можно считать публикацию в 1985 г. под редакцией Б.С. Соколова, А.Б. Ивановского и М.А. Федонкина двухтомной монографии «Вендская система», в 1990 г. переведенной на английский язык.

Позже Россия утратила свое ведущее положение в этой области. В марте этого года Международный союз наук о Земле (IUGS) официально ввел в общую стратиграфическую шкалу новый эдиакарский период. Об этом в журнале SCIENCE опубликована статья известного американского палеонтолога Э. Нолла с соавторами.

Характерной особенностью образований эдиакарского периода является их резкое обеднение изотопом углерода С-13, что фиксируется практически во всех известных разрезах и рассматривается в западной геологической литературе как один из основных критериев проведения нижней границы.

Наиболее яркой палеонтологической особенностью эдиакарского периода (как и венда) являются остатки биоты — самых первых крупноразмерных представителей морских экосистем. Эволюционное значение этой биоты было предметом широко развернувшейся в 90-х годах полемики. Эти организмы рассматривались как гигантские протисты (простейшие), лишайники, водоросли, примитивные многоклеточные животные. Полемика стала стимулом для более глубокого переосмысления палеобиологии эдиакарской биоты. Сейчас уже не вызывает сомнения тот факт, что она имеет разнородный состав и представлена микробными колониями, протистами и примитивными многоклеточными организмами.

Однако до сих пор нет единства среди исследователей относительно распределения эдиакарской биоты по земному шару. Вариации таксономического состава биоты в разрезах  интерпретировались и как непосредственное отражение эволюции самих организмов, и как следствие существования в самом позднем докембрии некоего подобия биогеографических провинций, и как результат влияния местной экологии и условий сохранности. Такая неопределенность объясняется тем, что все известные местонахождения отпечатков эдиакарского типа приурочены к сравнительно небольшим обнажениям и поэтому дают представление о сообществах организмов только на изолированных участках. Решить же, какая из перечисленных концепций более адекватно объясняет всю совокупность имеющихся данных можно, только предприняв детальные исследования каких-либо крупных фрагментов позднедокембрийских седиментационных бассейнов.

Один из таких фрагментов — северная, северо-восточная и восточная периферия Русской платформы, где вендские отложения вскрыты как в естественных разрезах (побережье Белого моря и западный склон Урала), так и буровыми скважинами. Долгое время изучение отложений венда на этой большой территории проводилось разобщенно, и лишь в самые последние годы наметилась тенденция к комплексным исследованиям, что сразу дало исключительно интересные результаты (см. Наука Урала № 19, 2002 г. и № 20, 2003 г.).            

В этом году нами был предпринят десятидневный сплав по реке Межевая Утка от поселка Висимо-Уткинск до деревни Усть-Утка. Всего мы проплыли около 35 км, внимательно изучив около 30 обнажений и крупных фрагментов разрезов. Что же выявил сплав?               

Удалось реконструировать крупную цикличность в смене обстановок седиментации в типовом разрезе перевалокской свиты, подстилающей отложения чернокаменского уровня. Исследование показало, что здесь, как и в разрезах юго-восточного Беломорья, мы имеем дело с многочисленными и разнообразными остатками эдиакарского типа с исключительно хорошей сохранностью. Это позволило впервые обосновать существование единого ареала расселения этой биоты на протяжении почти 1200 км.

Установлено, что в разрезах чернокаменской свиты присутствуют три комплекса остатков, приуроченные к определенным фациям. Это, во-первых, моновидовой ориктоценоз, представленный беломорской разновидностью Inaria, обнаруженный в фации тонкослоистых аргиллитов. Второй комплекс остатков приурочен к фации переслаивания песчаников, алевролитов и аргиллитов. Ориктоценоз представлен отпечатками на подошвах алевролитов и песчаников с шагреневой текстурой микробиального происхождения. Наряду с широко распространенными дисковидными отпечатками Cyclomedusa и Ediacaria, здесь обнаружены палеопасцихниды, Eoporpita, остатки перистых организмов Charniodiscus и Vaizitsinia с прикрепительными дисками, отпечатки Dickinsonia и Yorgia. Третий ориктоценоз, также моновидовой, представлен таксоном Nemiana.

В целом комплекс остатков эдиакарского типа из отложений сылвицкой серии Среднего Урала по разнообразию таксонов и многочисленности вполне сопоставим с ископаемой беломорской биотой. Средний Урал является вторым в мире местонахождением новой разновидности Inaria, прежде известной только из Юго-Восточного Беломорья, только в Беломорье, Австралии и на Среднем Урале найдены дикинсонииды и ергииды. В разрезах чернокаменской свиты найден перистый организм Vaizitsinia, который прежде считался эндемиком и был известен только из отложений венда юго-восточного Беломорья. Кроме того, в отложениях сылвицкой серии удалось наблюдать четко выраженную зависимость таксономического состава ориктоценозов от фаций, подобную той, что установлена и в юго-восточном Беломорье.

Установленное нами сходство комплексов остатков позволяет предполагать существование в поздневендское время устойчивых биогеографических связей между Средним Уралом и Беломорьем, что подтверждают находки различных представителей ископаемой беломорской биоты в керне скважин Мезенской синеклизы. Среди них Б.С. Соколовым, М.А. Федонкиным, Б.М. Келлером, В.Г. Оловянишниковым и Д.В. Гражданкиным определены Cyclomedusa, палеопасцихниды, Charnia, Vendia, Kimberella, Eoporpita, Vaizitsinia и отпечатки прикрепительных дисков. Все указанные находки приурочены здесь к тем же фациям, что на Среднем Урале и в Беломорье. Это позволяет предполагать существование в позднем венде на северо-востоке Восточно-Европейской платформы единого биогеографического ареала расселения беломорской биоты. Это первый в мире пример палеонтологического обоснования ареала обитания биоты эдиакарского типа.  

Сделан принципиальный вывод, что инфраструктура эдиакарской биоты принципиально отличалась от структуры фанерозойских экосистем, а ее разнообразие определялось исключительно локальными экологическими условиями.

То, что эти работы имеют существенный резонанс в научном сообществе, показывает поддержка их грантами РФФИ и Natural Environment Research Counsul (Великобритания). В 2004 г. мы получили также финансовую поддержку в рамках программы Президиума РАН «Происхождение и эволюция биосферы». Это позволяет надеяться на то, что палеонтологическая характеристика новой геологической системы будет во многом сделана и нашими руками.

Д. Гражданкин (ПИН РАН, Москва),
А. Маслов (ИГГ УрО РАН, Екатеринбург)
На снимках: 
коренные выходы песчаников и аргиллитов
чернокаменской свиты венда в одном из обнажений;
М.Т. Крупенин за отбором проб пеплов;
река Межевая Утка, вид в приустьевой части;
привал около одного из обнажений.