На заре жизни. Органический мир докембрия

Онколиты и катаграфии

Те же водоросли, что образуют строматолиты, или ближайшие родственники этих водорослей могут нарастать и на неприкрепленных обломках камней или комочках грунта. Течение и волны перекатывают такие обросшие водорослями желвачки, постоянно переворачивают их вверх то одной, то другой стороной. Поэтому сезонные карбонатные корочки нарастают не в виде выпуклых скорлупок, как у строматолитов, а в виде концентрических слоев. Такие желваки называются онколитами. Это слово происходит от греческого слова «онкос» — вздутие, опухоль. Некоторые из подобных желвачков не имеют внутренней слоистости и состоят как бы из слипшихся комочков и пузырьков. В шлифах из этих образований под микроскопом видны сложные пятнистые структуры. Такие образования В. П. Маслов назвал катаграфиями (что означает «древние письмена»), или узорчатыми известняками. Хотя среди онколитов встречаются экземпляры диаметром до нескольких сантиметров, а некоторые достигают 10–12 см, подавляющее большинство этих образований не превышает в поперечнике нескольких миллиметров. Отсюда произошло общее для обеих групп название: микрофитолиты.

Водорослевое происхождение большинства этих остатков сомнения не вызывает, хотя не исключено, что часть их образуется и при участии животных. Некоторые из катаграфий похожи на структуры, образующиеся при активном воздействии на грунт червей-илоедов и некоторых роющих организмов. Поэтому осторожные исследователи считают, что более правильным было бы название «остатки неясного или проблематичного происхождения», сокращенно «проблематика» или «микропроблематика». Другие специалисты, напротив, полагают, что в название должно входить не расплывчатое «фито», а более определенные указания на водоросли (альга) или даже на синезеленые водоросли (циаиофицеа). Соответственно предлагаются названия микроальголиты или цианофитолиты.

В докембрийских породах онколиты и катаграфии встречаются довольно часто, иногда нацело слагают прослои, линзы и даже целые пласты. Обычно они распространены в тех же толщах, что и строматолиты, и нередко заполняют промежутки между строматолитовыми столбиками. Как и строматолиты, они известны с глубокого докембрия до наших дней.

Надо заметить, что онколиты часто очень похожи на оолиты — концентрически-слоистые шарики, образующиеся при хемогенном осаждении кальцита. Основное отличие оолитов от онколитов состоит в том, что у оолитов карбонат осаждался равномерно по всей поверхности шариков, поэтому слои имеют одинаковую толщину, а желвачки — правильную сферическую форму. При образовании онколитов водоросли развивались лучше там, где была лучшая освещенность, поэтому слои имеют неодинаковую толщину, а форма их не строго сферическая. У онколитов структура слоев похожа на строматолитовую: нижняя часть слоев более светлая и сложена более крупнозернистым известняком, а верхняя их часть — более темная, обогащенная глинистым и углистым материалом, тогда как у оолитов слои более однородные. Наконец, в онколитовых слоях встречаются разнообразные комочки, сгустки, тоже похожие на текстуры строматолитов.

Изучаются онколиты и катаграфии в шлифах, под микроскопом. Онколиты имеют в общем округлую очень однообразную форму, поэтому основное внимание уделяется деталям их внутренней текстуры и структуры. Для группы озагия характерна хорошо выраженная концентрическая слоистость, а разделение ее на формальные виды проводится по деталям формы и строения слоев (рис. 17). Онколиты с радиально-лучистой текстурой выделяются в группы астеросфероидес и радиозус (рис. 18).

Рис. 17. Онколиты из группы озагия с концентрически-слоистым внутренним строением. Изображена Osagia columnata — характерная форма из среднерифейских отложений Патомского нагорья (увеличено в 16 раз).

Река Лена (по З. А. Журавлевой)

Рис. 18. Два представителя онколитов из отложений верхнего рифея Восточной Сибири.

А — Radiosus limpidus. Для них характерные концентрические слои с шестоватым строением (увеличено в 20 раз). Река Котуйкаy, север Сибирской платформы.

Б — Asterosphaeroides serratus. Они похожи на звездочки с темными треугольными лучиками (увеличено в 16 раз). Река Жуя, Патомское нагорье.

(по З. А. Журавлевой)

Катаграфии более разнообразны по форме и по внутреннему строению. Везикуляритесы (рис. 19) имеют как бы пузырчатое внутреннее строение. Формы группы вермикулитес обычно имеют вытянутую форму, однороднозернистую структуру и окружены тонкой темной оболочкой. Образования группы глебозитес представляют собой мелкие округлые комочки неправильных очертаний.

Классификация онколитов и катаграфий тоже не естественная, а формальная, хотя появляются работы, показывающие большое сходство некоторых групп с колониями определенных современных синезеленых водорослей.

Рис. 19. Катаграфии из группы везикуляритес, состоящие как бы из пузырьков, окруженных тонкой темной оболочкой. Здесь изображены Vesicularites bothrydioformis из юдомских (вендских) отложений Южного Урала (увеличено в 40 раз).

По З. А. Журавлевой.

Первые описания этих остатков появились более полувека назад. Однако попытки использовать их для определения возраста пород и для сопоставления древних толщ долгое время были еще менее удачными, чем в случае со строматолитами. Существенный сдвиг, происшедший только в конце 50-х годов, был связан с исследованиями советских геологов Е. А. Рейтлиигер, И. К. Королюк и особенно З. А. Журавлевой. В начале 60-х годов З. А. Журавлева детально изучила «проблематики» из древних толщ бассейна среднего течения реки Лены, в Патомском нагорье, где развиты отложения среднего и верхнего рифея, а потом — на севере, на Анабарском массиве, где есть и нижнерифейские толщи. Эти исследования убедительно показали, что в докембрии Сибири можно выделить четыре отчетливых комплекса с характерными онколитами и катаграфиями. Три нижних достаточно точно совпадают с нижним, средним и верхним рифеем (такое подразделение рифея к тому времени уже было проведено по строматолитам, цифрам абсолютного возраста и по различным геологическим данным). Выше верхнего рифея, но ниже кембрия Журавлева выделила четвертое подразделение, так называемый юдомский комплекс. Намечались отличия онколитов и катаграфий и внутри нижнего кембрия.

Сейчас эта схема распространена на всю территорию нашей страны, значительно уточнена и детализирована. В общих чертах она совпадает со схемой распределения строматолитов в рифейских отложениях и с результатами определения абсолютного возраста пород. Выявились и небольшие несовпадения. Так, в породах с Анабарского массива, из которых определен возраст 1100–1200 млн. лет, содержатся онколиты и катаграфии верхнерифейского облика. Напротив, в породах низьвенской свиты на Северном Урале, которая по мнению подавляющего большинства геологов относится к верхнему рифею, Журавлева определила среднерифейский комплекс онколитов и катаграфий.

Подобные противоречия, однако, касаются частностей. Их решение, несомненно, уточнит имеющиеся схемы сопоставления докембрийских отложений, но вряд ли приведет к существенному пересмотру этих схем.

Сравнивая результаты работ по строматолитам и микрофитолитам и подчеркивая хорошее совпадение результатов, надо отметить и некоторые различия в этих схемах. Обе они в значительной степени построены на беспристрастном выявлении эмпирических закономерностей. Палеонтологи как бы говорят: хотите — верьте, хотите — нет, но у нас получается так. И объективная проверка другими, независимыми методами подтверждает наши выводы. Однако, говоря о строматолитах, мы можем отметить, пусть очень схематично, какое-то направленное изменение этих остатков во времени, какую-то эволюцию этих образований. У онколитов и катаграфий подобных закономерностей пока не выявлено. Но это нас не должно слишком огорчать. Работы только начинаются.

Зато микрофитолиты имеют одно преимущество перед строматолитами — их относительно небольшие размеры. Если для определения строматолитов требуется три-четыре штуфа весом в несколько килограммов да еще нужны наблюдения над биогермами, то онколиты и катаграфии могут быть определены в шлифах, изготовленных из кусочков горных пород весом всего в несколько граммов. Для исследователей, работающих в труднодоступных горных или таежных районах, это преимущество имеет огромное значение.

За рубежом онколиты и катаграфии практически не изучались. Известны буквально единичные работы, посвященные этим образованиям. Так, группа озагия была впервые выделена американским геологом В. X. Твенгофелом в 1919 г. на материалах из Северной Америки, австралийский геолог, географ и палеонтолог Д. Моусон посвятил специальную статью современным онколитам, а австрийский специалист по ископаемым водорослям Ю. Пиа почти полвека назад совершенно правильно объяснил природу этих остатков, объединив их вместе со строматолитами в особую группу водорослевых образований. Об онколитах как продуктах жизнедеятельности водорослей писали и польские исследователи. Однако в подавляющем большинстве зарубежных работ онколиты описываются вместе с оолитами и другими неорганическими образованиями, и нет даже попыток использовать их для определения возраста пород. Исключение составляют микрофитолиты из древних толщ Шпицбергена, Монголии и Индии, собранные и обработанные в последние годы советскими исследователями во время зарубежных поездок. Оказалось, что эти образования очень близки к онколитам и катаграфиям из рифейских отложений нашей страны и занимают сходное положение в основных опорных разрезах докембрия. Но изучение африканских, американских и австралийских микрофитолитов по существу даже не начато.