Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. T. 511, Номер 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2023, T. 511, № 1, стр. 55-60

Первые доказательства присутствия верхнекаменноугольных отложений на Туорасисском выступе низовьев р. Лены, Северо-Восток России

В. И. Макошин 1*, Р. В. Кутыгин 1

1 Институт геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской академии наук
Якутск, Россия

* E-mail: makoshin_89@mail.ru

Поступила в редакцию 03.03.2023
После доработки 10.03.2023
Принята к публикации 13.03.2023

Полный текст (PDF)

Аннотация

Выявлена вертикальная последовательность брахиопод в основании верхоянского терригенного комплекса разреза Тит-Ары северной части Туорасисского выступа низовьев р. Лены. В результате их изучения установлено, что в указанном разрезе на верхнекембрийских доломитах залегают гжельские и ассельские отложения, охарактеризованные брахиоподами биостратиграфических зон Jakutoproductus protoverkhoyanicus и Jakutoproductus verkhoyanicus, что является первым доказанным фактом присутствия в районе верхнекаменноугольных отложений. Сделан вывод о том, что в пределах Туорасисского выступа с юга на север происходит удревнение верхней возрастной границы несогласия между кембрием и верхним палеозоем, при этом основание верхоянского терригенного комплекса наращивается базальными слоями перми и гжельскими отложениями верхнего пенсильвания. Разрез Тит-Ары является первым из установленных в низовьях р. Лены, со вскрытыми пограничными каменноугольно-пермскими отложениями.

Ключевые слова: брахиоподы, пенсильваний, приуральский отдел, низовья р. Лены, Северо-Восток России

Туорасисский (=Туора-Сисский или Хараулахский) выступ, расположенный в зоне сочленения Сибирской платформы и Верхоянского складчато-надвигово пояса, приурочен к блоковому поднятию докембрийских и кембрийских образований. Считается, что в пределах Туора-сисского выступа кембрий трансгрессивно перекрывается нижнепермскими осадками [1, 2]. Принимая раннепермский возраст базальной части верхоянского терригенного комплекса Туорасисского выступа, Г.Ф. Лунгерсгаузен [3] на поверхности кембрийских образований низовьев р. Лены описал глубокие карстовые полости, заполненные инфлювием. По геологическому взаимоотношению с перекрывающими отложениями возраст этих полостей предполагался допермским. Относительно недавно В.Б. Ершовой и соавт. [4] в разрезе, расположенном напротив юго-западного окончания о. Тит-Ары из инфлювия, выделены палинокомплексы, позволяющие датировать карстовые образования и заполняющие их породы средним–поздним карбоном. Перекрывающие кембрий слои ими были охарактеризованы споро-пыльцевым комплексом, в котором преобладающее значение имели раннепермские формы, а присутствие в нем каменноугольных элементов связывалось с перемывом более древних отложений.

Наличие несогласного взаимоотношения между кембрийскими и пермскими отложениями ранее нами подтверждалось в Чекуровском разрезе левобережья р. Лены (южная часть Туорасисского выступа), где было установлено, что на верхнем кембрии с размывом залегает брахиоподовая зона Jakutoproductus verkhoyanicus [5], являющаяся нижним биостратиграфическим подразделением пермской системы Верхоянья [6]. При этом было установлено, что зона verkhoyanicus в Чекуровском разрезе имеет неполный объем за счет выпадения своей нижней части, приходящейся на стратиграфическое несогласие. Приуроченность границы кыгылтасского и хорокытского горизонтов к каменноугольно-пермскому рубежу подтверждается находками позднекаменноугольных растительных остатков в верхах кыгылтасской свиты (в стратотипической местности) и раннепермских аммоноидей в основании хорокытской свиты (в стратотипе). Позднекыгылтасский комплекс кордаитантовых сходен с комплексами алыкаевской свиты Кузбасса и верхнекатской подсвиты Тунгусского бассейна [7], а раннехорокытские аммоноидеи Prouddenites evolutus Kutygin относятся к самому началу пермского этапа эволюции медликотиид [8].

В отличие от Чекуровского разреза, данные о возрасте основания верхоянского терригенного комплекса в северной части Туорасисского выступа не столь однозначны. По материалам Г.Ф. Лунгерсгаузена [3] в аргиллитах “верхоянской” свиты, перекрывающей верхний кембрий на правом берегу р. Лены против поселка Тит-Ары, встречены фораминиферы Glomospira ex gr. gordialis (Parker et Jones), Cornuspira sp., Protonodosaria proceraformis (Gerke), Nodosaria krotovi Tscherdynzev, N. ex gr. noinskii Tscherdynzev, Rectoglandulina cf. borealis (Gerke) и брахиоподы Streptorhynchus pajkhoicus Ustritsky, Cancrinella cancriniformis (Tschernyschew), Anidanthus sp., Rhynchopora nikitini Tschernyschew, Martinia aff. orbicularis Gemmellaro, Spiriferella digna Barchatova (=Arcullina digna (Barchatova)). Приведенный комплекс беспозвоночных достаточно уверенно свидетельствует о раннепермском возрасте вмещающих отложений. Вероятно, отсюда же происходит находка крупного гониатита Menneroceras menneri Andrianov, отнесенного к ассельскому ярусу [9]. По мнению В.Н. Андрианова [9], непосредственно залегающие на кембрии песчаники в этом разрезе относятся к верхам кубалахской свиты, а аргиллит-алевролитовая толща с гониатитом Menneroceras – к нижней части туорасисской свиты. Согласно современным представлениям [10] указанный стратиграфический интервал относится к хорокытскому горизонту нижней части перми. Из вышеизложенного можно было бы предположить о том, что в южной и северной частях Туорасисского выступа накопление осадков верхоянского терригенного комплекса, перекрывающего кембрийские образования, происходило синхронно, причем после каменноугольно-пермского (кыгылтасско-хорокытского) рубежа. Однако по данным Б.С. Абрамова и А.Д. Григорьевой ([11], с. 175) в разрезе Тит-Ары встречены брахиоподы Tiramnia yakutica Solomina средне-позднекаменноугольного возраста. Сам разрез и стратиграфическое положение тирамний не приводились, поэтому неясно, как соотносится указанный каменноугольный элемент с вышеприведенными раннепермскими брахиоподами. Кроме того, указание о присутствии в разрезе T. yakutica не может уверенно свидетельствовать о каменноугольном возрасте вмещающих отложений, поскольку Б.С. Абрамов и А.Д. Григорьева [12] описывали под этим же видовым названием брахиопод из “нижнекыгылтасской подсвиты” (= эчийская свита) Усть-Дьеленджинского разреза [13], на самом деле относящихся к раннепермскому таксону.

В 2018 г. Р.В. Кутыгин посетил разрез Тит-Ары, расположенный на правом берегу р. Лены напротив одноименного рыбацкого поселка, где собрал небольшую коллекцию брахиопод. Выполненное В.И. Макошиным предварительное изучение этой коллекции позволяло предположить наличие в разрезе Тит-Ары верхнекаменноугольных отложений. Однако для более четких выводов понадобились дополнительные исследования разреза с целенаправленными сборами новых коллекций беспозвоночных, проведенные в 2019 г. авторами настоящей статьи.

В разрезе Тит-Ары (рис. 1, 2) на массивных доломитах верхнего кембрия трансгрессивно залегает 8-метровая пачка песчаников слабосцементированных с обильными желваками железистых сульфидов и углефицированными остатками растений плохой сохранности. Выше этих песчаников наблюдается 60-метровая толща алевропелитовых и алевропсаммитовых пород, размерность обломков которых плавно уменьшается вверх по разрезу.

Рис. 1.

Местоположение ключевых разрезов и распределение брахиопод в разрезе Тит-Ары. 1 – аргиллит, 2 – алевролит: а – мелкозернистый, б – крупнозернистый, 3 – песчаник, 4 – доломит, 5 – галька, 6 – линза известняка, 7 – линза алевролита известкового, 8 – ракушняк, 9 – уровень находки таксона и количество экземпляров, 10 – разрезы: A – Чекуровка, B – Тит-Ары, C – Кубалахский; м/з – мелкозернистый, с/з – среднезернистый, к/з – крупнозернистый, Jak.Jakutoproductus. Пунктиром показан контур Туорасисского выступа по [2].

Рис. 2.

Фото разреза Тит-Ары с обозначением пачек, показанных на рис. 1.

Первый уровень с брахиоподами выявлен в 25–28 м выше поверхности несогласия, где в серых известковых алевролитах обнаружены гнездовые скопления беспозвоночных (брахиопод, гастропод, наутилоидей, криноидей и мшанок). Из брахиопод определены многочисленные Jakutoproductus protoverkhoyanicus Kashirtsev и более редкие Verchojania abramovi Makoshin, Muirwoodia mammata (Keyserling), Rhynchopora arctica Licharew et Einor, Streptorynchus? sp., Actinoconchus sp.

Следующий (второй) уровень с брахиоподами расположен в 38–41 м выше поверхности несогласия. Здесь в темно-серых известковых аргиллитах с рассеянной галькой известковых алевролитов встречены линзовидные скопления брахиопод Verchojania cf. monstrosus (Ganelin), Jakutoproductus sp., Tiramnia yakutica Solomina, Tiramnia? sp., Cancrinella? alazeica Zavodowsky, Anidanthus sp., Neospirifer sp. и Spiriferella sp.

Третий уровень, выявленный в 49 м выше поверхности несогласия, приурочен к контакту серых известковых алевролитов с темно-серыми аргиллитами, где изредка встречаются Jakutoproductus verkhoyanicus (Fredericks), J. cf. verkhoyanicus (Fredericks), Phricodothyris sp., Tornquistia sp.

Приведенные из первых двух уровней комплексы брахиопод (рис. 3) характерны для зоны Jakutoproductus protoverkhoyanicus, которая в Верхоянье является верхним биостратиграфическим подразделением кыгылтасского горизонта [14], относимого к верхнему пенсильванию [15]. Важным элементом комплекса брахиопод из первого стратиграфического уровня является короткоживущий вид Jakutoproductus protoverkhoyanicus Kashirtsev, доминировавший в верхоянском брахиоподовом сообществе гжельского века. Интересен факт присутствия в разрезе Verchojania abramovi Makoshin и V. cf. monstrosus (Ganelin), аналогичных ранее установленным в нижней части кубалахской свиты Кубалахского разреза низовьев р. Лены [16]. Находка второго вида позволяет сопоставлять вмещающие отложения с зоной Verchojania monstrosus верхней части пареньского надгоризонта (верхний пенсильваний) Колымо-Омолонского региона [17]. Особо следует отметить подтверждение указания Б.С. Абрамова и А.Д. Григорьевой [11] о наличии в разрезе Тит-Ары вида Tiramnia yakutica Solomina, характерного для средне-верхнекаменноугольных отложений Верхоянья.

Рис. 3.

Брахиоподы разреза Тит-Ары, брюшные створки. 1 – Verchojania abramovi Makoshin с двух сторон, 2–6 – Jakutoproductus protoverkhoyanicus Kashirtsev, 7–10 – Muirwoodia mammata (Keyserling), 11 – Streptorynchus? sp., 12–16 – Spiriferella sp., 17 – Actinoconchus sp., 18–20 – Tiramnia yakutica Solomina, 21 – Cancrinella? alazeica Zavodowsky, 22 – Verchojania cf. monstrosus (Ganelin), 23 – Anidanthus sp., верхний пенсильваний, гжельский ярус; 24 – Jakutoproductus verkhoyanicus (Fredericks), 25, 26 – Jakutoproductus cf. verkhoyanicus (Fredericks), 27 – Phricodothyris sp., нижняя пермь, ассельский ярус. Размерная шкала 10 мм.

Несмотря на свою бедность, комплекс брахиопод из третьего уровня по присутствию вида-индекса уверенно относится к зоне Jakutoproductus verkhoyanicus, являющейся нижним биостратиграфическим подразделением пермской системы Верхоянья. Отсутствие в комплексе представителей вида Jakutoproductus lenensis Makoshin, являющегося доминирующим таксоном в верхней части зоны verkhoyanicus низовьев р. Лены [14], позволяет предположить, что третий уровень с брахиоподами в разрезе Тит-Ары приходится на нижнюю (ассельскую) часть указанной зоны.

Из вышеизложенного следует, что в разрезе Тит-Ары на верхнекембрийских отложениях залегают верхнекаменноугольные (гжельские) и раннепермские (ассельские) отложения, охарактеризованные брахиоподовыми комплексами зон Jakutoproductus protoverkhoyanicus и Jakutoproductus verkhoyanicus. Ранее в низовьях р. Лены пограничный каменноугольно-пермский интервал был известен только в Кубалахском разрезе, который содержит большой (около 80 м по мощности) перерыв в обнажении, приходящимся на долину руч. Кубалах. Следовательно, разрез Тит-Ары является первым из установленных в низовьях р. Лены, со вскрытыми пограничными каменноугольно-пермскими слоями, благодаря чему он приобретает большое значение для получения новых данных, касающихся палеонтологического и хемостратиграфического обоснования границы карбона и перми в Восточной Сибири. Изученные в разрезе Тит-Ары пачки 1–7 суммарной мощностью 69 м наращивают снизу Чекуровский разрез, в основании которого развиты нижнепермские отложения без базальных слоев зоны Jakutoproductus verkhoyanicus. Следовательно, верхняя возрастная граница несогласия между кембрием и верхним палеозоем на Туорасисском выступе удревняется в направлении с юга на север, а основание верхоянского терригенного комплекса увеличивается за счет добавления базальных слоев перми и гжельских отложений верхнего пенсильвания.

БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаем благодарность С.В. Рожнову (ПИН РАН), П.Н. Колосову, А.Н. Килясову (ИГАБМ СО РАН), В.П. Ноговицыну и Г. Давыдову (СВФУ) за совместные полевые работы в районе разреза Тит-Ары.

Список литературы

  1. Решения Третьего межведомственного регионального стратиграфического совещания по докембрию, палеозою и мезозою Северо-Востока России / Ред. Корень Т.Н., Котляр Г.В. СПб.: ВСЕГЕИ, 2009. 268 с.

  2. Герцева М.В., Борисова Т.П., Чибисова Е.Д. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Серия Верхояно-Колымская. Лист R-52 – Тикси. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2016. 312 с.

  3. Стратиграфия каменноугольных и пермских отложений Северного Верхоянья / Ред. Меннер В.В., Сарычева Т.Г., Черняк Г.Е. Л.: Недра, 1970. 191 с.

  4. Ершова В.Б., Прокопьев А.В., Худолей А.К., Фефилова Л.А. Отложения палеокарстовых пустот как индикаторы палеогеографических обстановок в каменноугольный период на Северо-Востоке Сибирской платформы // Доклады Академии наук. 2012. Т. 442. № 4. С. 511–515.

  5. Makoshin V.I., Kutygin R.V. Asselian-Sakmarian brachiopod zonation of the left bank of the lower reaches of the Lena River, Northeast Russia // Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki. 2022. V. 164. № 4. P. 577–589.

  6. Budnikov I.V., Kutygin R.V., Shi G.R. et al. Permian stratigraphy and paleogeography of Central Siberia (Angaraland) – A review // Journal of Asian Earth Sciences. 2020. V. 196. Article 104365. P. 1–21.

  7. Пороховниченко Л.Г., Кутыгин Р.В., Килясов А.Н. О возрасте ископаемой флоры кыгылтасского горизонта верхнего палеозоя Верхоянья, северо-восток России // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2021. Т. 163. Кн. 3. С. 430–443.

  8. Кутыгин Р.В. Пермские аммоноидеи семейства Medlicottiidae в Верхоянье // Палеонтологический журнал. 2020. № 6. С. 13–25.

  9. Андрианов В.Н. Пермские и некоторые каменноугольные аммоноидеи Северо-Востока Азии. Новосибирск: Наука, 1985. 180 с.

  10. Макошин В.И., Кутыгин Р.В. Биостратиграфия терминального карбона низовья реки Лены (Кубалахский разрез) // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2021. Т. 163. Кн. 3. С. 406–413.

  11. Абрамов Б.С., Григорьева А.Д. Биостратиграфия и брахиоподы перми Верхоянья. М.: Наука, 1988. 204 с.

  12. Абрамов Б.С., Григорьева А.Д. Биостратиграфия и брахиоподы среднего и верхнего карбона Верхоянья. М.: Наука, 1983. 168 с.

  13. Kutygin R.V., Biakov A.S., Makoshin V.I. et al. Biostratigraphy and important biotic events in the Western Verkhoyansk Region around the Sakmarian–Artinskian boundary // Palaeoworld. 2020. V. 29. № 2. P. 303–324.

  14. Макошин В.И., Кутыгин Р.В. Зональная шкала ассельско-сакмарских (нижнепермских) отложений Верхоянья (Северо-Восток России) по брахиоподам // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2020. Т. 28. № 4. С. 43–72.

  15. Alekseev A.S., Nikolaeva S.V., Goreva N.V. et al. Russian Regional Carboniferous Stratigraphy // Lucas S.G., Schneider J.W., Wang X. and Nikolaeva S. (eds). The Carboniferous Timescale. Geological Society, London, Special Publications. 2022. Vol. 512. P. 49–117.

  16. Макошин В.И. Новый вид рода Verchojania Abramov (Brachiopoda, Productida) из верхнего карбона Северного Верхоянья // Палеонтологический журнал. 2020. № 2. С. 22–26.

  17. Ganelin V.G., Tschernjak G.E. Marine basins of Northeast Asia // The Carboniferous of the World. Vol. III. Madrid: IGME, 1996. P. 207–234.

Дополнительные материалы отсутствуют.