Фациальные ассоциации местонахождения юрских оперенных растительноядных динозавров Кулинда (Оловская впадина, Забайкалье)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фациальные ассоциации местонахождения юрских оперенных растительноядных динозавров Кулинда (Оловская впадина, Забайкалье)

София Михайловна Синица 1,

доктор геолого-минералогических наук, доцент, Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук (672014, Россия, г. Чита, ул. Недорезова, 16а),

Екатерина Сергеевна Вильмова

ассистент,

Читинский институт Байкальского государственного университета

(672000, Россия, г. Чита, ул. Анохина, 56),

Николай Львович Бердников

соискатель,

Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук (672014, Россия, г. Чита, ул. Недорезова, 16а)

Аннотации

При изучении разрезов местонахождения юрских оперенных динозавров Кулинда в Оловской впадине выявились различные по цвету, составу, текстурам и органическим остаткам фации, слагающие отдельные слои трёх пачек нижней подсвиты укурейской свиты. Фации отражают изменение условий седиментации от нормальной озёрной до катастрофической пролювиальной и единичной. Для нижней песчаниково-алевролитовой пачки характерно доминирование алевролитовых фаций и биофаций с разрозненными костными остатками скелетов, кожи, оперений и чешуйчатого покрытия хвостов и ног динозавров, с разнообразными растительными остатками и остатками озёрных беспозвоночных. Псаммитовые фации представлены песчаниками с линзами гранитного гравийно-щебенчатого материала. С увеличением псефитовой примеси (более 50 %) песчаники переходят в хлидолиты. Песчано-хлидолитовые фации накапливаются в прибрежном озёрном мелководье при наступлении на озеро плоскостных смывов с образованием катастрофических (редких) фаций. Появление единичных слойков (до 5 см) пепловых туффитов с необычными органическими остатками свидетельствует о разовом привносе эоловой вулканической пыли в озеро и образовании единичных (исключительных) фаций. Фациальный состав разрезов туфогенно-осадочной и туфогенной пачек отличается появлением псефитовых фаций-дресвяников, состоящих из неотсортированных и неокатанных продуктов выветривания гранитов обрамления, которые сносились в озеро при плоскостных смывах и покрывали пляжи. Присутствуют аналогичные биофации с некоторыми отличиями в виде отсутствующих чешуйчатых покрытий хвостов, кожи и оперения динозавров. Литолого-петрографические и палеонтологические особенности пачек позволили провести сравнение с фациями гидрологически закрытых и открытых озёр, наметить сходство и отличие в терригенной озёрной и пролювиальной седиментации, подавляющей химическое и биогенное осадконакопление.

Ключевые слова: литофации, алевролиты, псаммиты, пепловые туффиты, дресвяники, биофации, гидрологически закрытые озёра, гидрологически открытые озёра юрский динозавр укурейский

Sofia M. Sinitsa

Doctor of Geology and Mineralogy, Associate Professor, Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (16a Nedorezova st., Chita, 672014, Russia),

Ekaterina S. Vil'mova

Assistant Lecturer, Chita Institute of Baikal State University (56 Anokhina st., Chita, 672000, Russia)

Nikolay L. Berdnikov

Doctoral Candidate, Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences (16a Nedorezova st., Chita, 672014, Russia),

Facies Associations of Locality of Jurassic Feathered Kulinda Dinosaurs (Olov Depression, Transbaikalia)

When studying the sections of Kulinda locality of Jurassic feathered dinosaurs in Olov Depression, facies different in color, composition, textures and organic remains forming the individual beds of three formation members of the lower subsuite of Ukureyskaya Formation have been revealed. The facies are indicative of changes in sedimentation conditions from normal lacustrine to severe proluvial and occasional one. The dominance of siltstone facies and biofacies with isolated bone remains of skeletons, skin, feather-like structures and scale-like surface of dinosaur tails and limbs with various plant and lymnetic invertebrate remains are typical for the lower sandstone-siltstone formation member. Psammitic facies are represented by sandstones with lenses of granite and gravel-break stone material. With increase of psephitic adulteration (over 50 %) sandstones change to chlidolites. Sandy-chlidolite facies are accumulated in the near shore lake shallow waters when covering the lake with rainwashes with the formation of severe (rare) facies on. The appearance of single beds (up to 5 cm) of ashstones with unusual organic remains indicates one-time addition of aeolian volcanic dust into the lake, and the formation of single (exclusive) facies. Facies composition of the sections of tuffaceous sedimentary and tuffaceous formation members are notable for psephitic facies-sandstones composed of nongraded and unrounded weathering residues of granites, which were drifted into the lake by rainwashes and covered beaches. There are analogous biofacies with some differences in the form of lacking scale-like surface tails, skin and feather-like structures of dinosaurs. The lithological and petrological and paleontological features of formation members allow us to make a comparison with the facies of hydrological landlocked and open lakes; mark the similarities and differences in terrigenous lake and proluvial sedimentation which lower chemical and biogenic deposition.

Keywords: lithofacies, siltstones, psammites, ash tuffites, rotten stones, biofacies, hydrological land-locked lakes, hydrological open lake

Введение

В 2010 г. в Оловской впадине Забайкалья на левом борту пади Кулинда в туфогенно-осадочных породах укурейской свиты были обнаружены остатки маленьких юрских оперенных растительноядных динозавров, отнесенных к новому роду Kulindadromeus. Отложения свиты залегали на разрушенных до дресвы пермских гранитах, вскрывались магистральными канавами и были расчленены на три подсвиты, различающиеся по фациальному составу. В разрезе нижней подсвиты выделяются литофации (дресвяники, туфопесчаники, песчаники, туфоалевролиты, алевролиты, пепловые туффиты) и биофации с разрозненными костными остатками динозавров, фрагментами кожи, оперения, чешуйчатого покрытия хвостов, ног, остатков сопутствующей беспозвоночной фауны и флоры [4-9]. Большая часть установленных фаций встречаются вместе и по условиям осадконакопления связаны между собой. Отмечается различное расположение фаций внутри слоя - от случайного до закономерного: от псаммитов до алевритов и пепловых туффитов или от хлидолитов до пепловых туффитов. Фации слагают ряды, которые ограничиваются различными контактами, отражающими изменение условий седиментации, указывают на нормальную длительную во времени озёрную седиментацию или на катастрофическую (мгновенную) пролювиальную или единичную (исключительную вулканогенную) [7].

Фации и фациальные ассоциации пачек нижней подсвиты укурейской свиты.

Нижняя подсвита укурейской свиты местонахождения Кулинда состоит из трёх пачек: песчаниково-алевролитовой (канава 4), туфогенно-осадочной (канава 3(3) и туфогенной (канава 3) (рис. 1).

Рис. 1. Географическое положение местонахождения оперенных динозавров Кулинда (слева направо: канава 3, канава 3(3) и канава 4)

Fig. 1. Geographical position of Kulinda locality of feathered dinosaurs (left-to-right: ditch 3, ditch 3 (3), ditch 4)

Для песчаниково-алевролитовой пачки характерны в основном алевритовые фации с неясной горизонтальной, реже - штриховатой, текстурой, а также биофации в основном с остатками динозавров. Более редки - сопутствующая фауна и флора. Напластования растительного детрита с остатками озёрной биоты обычны для осадконакопления в озере на мелководье, но за зоной действия волн. Материалом для отложений пачки служит терриген- ное внебассейновое вещество, состоящее из продуктов выветривания гранитного обрамления. Накопление алевролитовых фаций в озере - процесс медленный, нормальный, фации выделятся как массовые. Преобладают серые окраски фаций, реже - жёлтые и коричневые, обусловленные присутствием углистого растительного или пирокластического материала.

Рис. 2. Динозавровые слои 2-4 канавы 4 Fig. 2. Dinosaur beds 2-4 of ditch 4

Рис. 3. Динозавровые слои 3-7 канавы 3(3)

Fig. 3. Dinosaur beds 3-7 of ditch 3(3)

Псаммитовые фации представлены мелко-среднезернистыми песчаниками с массивной или неясной линзовидной текстурой, подчёркиваемой гравийно-щебенчатым материалом или растительным детритом, характерно отсутствие косых и косоволнистых серий. Обычны жёлтые, жёлто-коричневые окраски фаций. Границы слоёв - неровные, с местными размывами и карманами. При появлении хаотично рассеянной примеси гранитной щебенки или гравия (до 50 % и более) порода переходит в хлидолит-массивную, плохо отсортированную псаммитовую породу. Биофации с псаммитовым основанием - редки. В песчаниках встречены единичные челюсти с зубами растительноядных динозавров и выщелоченные стебли хвощей. В хлидолитах также крайне редки единичные, замещённые железистыми соединениями объёмные кости динозавров, грубый растительный детрит и древесина, редки фрагменты крупностебельных хвощей. Псаммитовые и хлидолитовые фации накапливались в прибрежном мелководье при наступлении на озеро плоскостных смывов, проявленных в хаотически рассеянной примеси дресвянистого гранитного материала [1; 6; 8], слагающего приозёрные пляжи. Подобные фации относятся к разряду катастрофических (редких). Их количество зависит от интенсивности и частоты дождевых потоков, дренирующих выветрелые граниты обрамления. Появление местных несогласий и размывов также указывает на катастрофическую смену нормального процесса седиментации, сопровождающейся размывом отложившихся фаций в прибрежном мелководье озера [1; 4; 6-8].

Рис. 4. Динозавровые слои 6-7 канавы 3 Fig. 4. Dinosaur beds 6-7 of ditch 3

В разрезе пачки обнаружен единственный слоек (до 5 см) белых пепловых туффитов массивных плотных с раковистым изломом с биокластом печёночных мхов Hepaticites, панцирей щитней Prolepidurus, насекомых, остракод, реже конхострак Paleoleptestheria [2; 3; 11]. В подошве слойка присутствуют уплощённые ветвистые следы илоедов Falsania. Захоронение щитней Prolepidurus представлено в виде фрагментов хвостов, тельсонов, фурки, мандибул и редких целых панцирей. Более тяжёлые целые панцири щитней осаждались в прибрежной литоральной зоне. Более лёгкие выносились дальше в акваторию озера и осаждались в зоне сублиторали. Отсутствие целых тел щитней говорит о малом количестве мелководных зон со спокойными условиями обитания, о преобладании катастрофических условий седиментации и захоронения остатков [2; 3]. Появление этого единственного слойка пепловых туффитов со своеобразным аллохтонным захоронением растений и беспозвоночного бентоса свидетельствует о разовом привносе в озеро эоловой тонкой вулканической пыли при отсутствии садки терригенного материала. Органические остатки этой биофации отличаются от присутствующей в других соседних фациях. Данная фация белых пепловых туффитов резко выделяется на фоне терригенных сероцветов и жёлтоцветов, считается маркирующей и относится в разряд единичных (исключительных) фаций [7].

Цикличность песчаниково-алевролитовой пачки (песчаник-алевролит или хлидолит- алевролит) связана с кратковременным изменением режима атмосферных осадков и периодичностью появления плоскостных потоков. Фациальные ассоциации представлены группой фаций (песчаники, хлидолиты, алевролиты, пепловые туффиты), которые встречаются вместе и связаны между собой условиями седиментации (озёрные+пролювиальные+эоловые вулканические) [4; 7; 8; 11-13].

Фации туфогенно-осадочной (канава 3(3) и туфогенной (канава 3) пачек представлены туфопесчаниками, туфоалевролитами, песчаниками, алевролитами, пепловыми туффитами, дресвяниками. Установлено их частое переслаивание. Характерны горизонтальные текстуры, нарушенные местными размывами, западинки которых выполнены песчаным материалом. Появление туфопесчаников и песчаников, туфоалевролитов и алевролитов свидетельствует о разовых периодических привносах пеплового материала в озеро. Фациальный состав туфогенно-осадочной и туфогенной пачек отличается от песчаниково-алевролитовой значительным появлением псефитовых фаций - дресвяников. Дресвяники состоят из неотсортированных и неокатанных обломков кварца и полевых шпатов (до 1-2 см), разрушенных до дресвы гранитов обрамления. Пирокластический цемент замещён кремнезёмом. Подошвы дресвяников - неровные, волнистые, с размывами. Слойчатость проявлена нечётко. Отсутствуют косые текстуры. Это образование плоскостных смывов, формирующихся временными водотоками практически мгновенно, отнесённые к редким фациям катастрофического генезиса [1; 5; 11; 14].

В туфогенно-осадочной и туфогенной пачках можно выделить те же биофации, содержащие остатки наземной (динозавры KuHndadromeus, растения Czekanowskia и др.) и водной (щитни Рго!ер'^игив, насекомые Ternndusia, Folindusia, конхостраки Paleoleptesthena, Ра 1аер olynceus, остракоды Daurina, илоеды Reperolithos, печёночные мхи Hepaticites, сплахновые мхи PaleoovoШa) биот.

Мощности и количество псаммитовых и псефитовых фаций тесно связаны с сезонными и суточными атмосферными осадками. Седиментация в Кулиндинском озере протекала в основном за счёт поступления терригенного внебассейнового (песчаники-алевролиты-дресвяники), а также внутрибассейнового материала извергающихся удалённых палеовулканов, пепел которых привносился ветром (пепловые туффиты) [7; 9; 12-14].

Анализируя литологические и палеонтологические особенности фаций местонахождения Кулинда, можно выявить сходство и отличие с фациями гидрологически закрытых и открытых озёр [7; 8]. Так, закрытые озёра обычно располагаются в аридных областях. Их бессточные водосборные бассейны окаймляются песчаными или глинистыми отмелями (пляжами), часто происходит образование хемогенных или биогенных карбонатов и эвапоритов. Признаками осадко-накопления в спокойной стоячей воде являются тонкая горизонтальная текстура, тонкозернистость пород, отсутствие косых серий, знаков ряби. Фауна подавлена и характеризуется незначительным разнообразием. Фации отражают периодические наводнения и разливы.

Открытые озёра, как правило, - проточные, присутствуют в гумидных климатических зонах. Для них характерны волновая деятельность, формирование пляжей и намывных кос. Песчано-глинистые отложения обусловлены паводками. Биогенная и хемогенная седиментация подавлены терригенной [1; 4; 6-9]. Считается, что в условиях спокойных вод озёр захоро- няются ненарушенные целые скелеты динозавров, тогда как в аллювиальных или пролювиальных обстановках имеется наличие расчленённых скелетов, что проявлено в местонахождении Кулинда [8].

В нашем случае присутствие болотного чекановскиевого леса с подлеском из хвощей, папоротников и мхов, а также удалённого хвойного указываёт на гумидные условия. Частое переслаивание дресвяников с псаммитами и алевритами с озёрной фауной можно объяснить периодичностью дождевых ливней и семиаридным климатом. Отсутствие хемогенных и редкость биогенных образований обычны в гумидных зонах и, наоборот, подавленность и малое разнообразие фаунистических и флористических организмов - свидетельства аридного климата.

Исходя из этих данных, можно сделать вывод о том, что Кулиндинское озеро было бессточным, располагалось в гумидной климатической зоне. Присутствие в породах вулканической эоловой примеси и появление пепловых туффитов позволяют считать Кулиндинское озеро вулканическим. Разрушение гранитов обрамления до дресвы (коры выветривания) обусловило отсутствие галечного и грубого щебенчатого материала, а отсюда - отсутствие в разрезе таких фаций, как конгломераты и брекчии. Временный плоскостной смыв поставлял в озеро неокатанный и неотсортированный материал разрушения гранитов фундамента [1]. Конуса выноса таких смывов были короткими, небольшими и кратковременными, зависящими от интенсивности и постоянства атмосферных осадков. Отложения таких конусов представлены дресвяниками, которые переслаиваются с озёрными псаммитами и алевритами, фациально их замещая. Присутствие кремнистого цемента в дресвяниках объясняется выпадением в осадок кремнезёма, образующегося при растворении вулканических частиц грунтовыми водами [7; 13]. Поскольку воды вулканического озера характеризуются кислой рН, то его озёрная водная биота была крайне подавлена и однообразна: доминантами являются личинки ручейников Terrindusia, более редки щитни РгЫврШигиз, конхостраки Paleoleptesthena, остракоды Daurina, насекомые Coleoptera. В разрезе пачек встречаются хвощевые почвы, возникающие, как правило, на конусах выноса, где долгое время не было привносов класти- ческого материала.

Седиментация в Кулиндинском озере протекала в основном за счёт поступления терригенного внебассейнового материала (дресвяники-псаммиты-алевриты) и в меньшей мере внутрибассейнового пирокластического вещества извергающихся удалённых палеовулканов, пепел которых привносился ветром [7; 8]. В озере и на паводковой территории местонахождения Кулинда доминируют разнообразные фации терригенной седиментации. Фации хемогенного и биогенного осадконакопления крайне редки и представлены хвощевой почвой, миллиметровыми напластованиями растительных остатков, скоплениями домиков ручейников и следов илоедов.

Заключение

Литолого-петрографический состав фаций, их стратиграфическая характеристика, остатки наземной и водной озёрной биот местонахождения динозавров Кулинда позволили определить область сноса (граниты фундамента в верховье пади Кулинда), бассейн седиментации (Кулиндинское вулканическое озеро), климатические особенности (гумидный климат с переходом в семиаридный), типы захоронений динозавров и сопутствующих фауны и флоры (преобладают аллохтонные типы и редки автохтонные). Фациальные ассоциации представлены группами озёрных и пролювиальных фаций, замещающих друг друга на границе озера, и конусов выноса, представленных фациями нормальной, катастрофической и единичной седиментации.

Нормальная седиментация - процесс медленный и продолжительный, протекающий с формированием массовых фаций [7]. Таковыми в Кулиндинском разрезе являются туфопесчаники и туфоалевролиты, мощности которых небольшие, что позволяет допустить размыв данных отложений. Катастрофические процессы седиментации происходят мгновенно, в результате которых образуются редкие фации. В рассматриваемом разрезе это дресвяники временных водотоков, мощность которых достигает 100 м, которые периодически становятся доминирующим процессом седиментации. Выделяются единичные (исключительные) процессы седиментации, в результате которых накапливаются уникальные слои, как, например, пепловые туффиты со специфической биотой. Нормальный, катастрофический и единичный процессы образуют фациальную обстановку (озеро + конуса выноса временных водотоков + ветровые пеплопады), для которой характерна смена вверх по разрезу тонкозернистых озёрных отложений дресвяниками временных водотоков, которые, в конечном итоге, полностью заполняют Кулиндинское озеро, прекращая его существование.

Список литературы

1. Булл У Выявление в стратиграфическом разрезе отложений пролювиальных конусов выноса // Условия древнего осадконакопления и их распознавание. М.: Мир, 1974. С. 87-110.

2. Бердников Н.Л. Палеореконструкции условий обитания и захоронения мезозойских конхострак баирдэстерий в тургинском озере Восточного Забайкалья // Доклады 2-й НТК к 25-летию Горного института. Чита, 1999.

3. Бердников Н.Л. К палеоэкологии и тафономии баирдэстерий (Conchostraca) из позднего мезозоя Забайкалья // Геология и полезные ископаемые Читинской области. Чита, 2000. С. 144-155.

4. Градзиньский Р, Костецкая А., Радомский А., Унруг Р Седиментология. М.: Недра, 1980. 646 с.

5. Кукал З. Скорость геологических процессов. М.: Мир, 1987. 246 с.

6. Наливкин Д.В. Учение о фациях. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1956. Т. 2. 393 с.

7. Обстановки осадконакопления и фации. М.: Мир, 1990. Т. 1.351 с.

8. Пикард М., Хай Л. мл. Критерии распознавания пород озёрного происхождения // Условия древнего осадконакопления и их распознавание. М.: Мир, 1974. С. 141-179.

9. Рейнек Г.Э., Сингх И.Б. Обстановки терригенного осадконакопления. М.: Недра, 1981.439 с.

10. Синица С.М. Новые данные о динозаврах Забайкалья // Природоохранное сотрудничество в трансграничных экологических регионах: Россия-Китай-Монголия. Чита, 2011. С. 173-176.

11. Синица С.М., Вильмова Е.С. Палеоэкологические и тафономические особенности биоты оперенных юрских динозавров (Кулинда, Оловская впадина, Забайкалье) // Ученые записки ЗабГУ. Чита, 2016. Т. 11, № 1. С. 149-157.

12. Селли Р К. Введение в седиментологию. М.: Недра, 1981.370 с.

13. Твенхофел У.Х. с сотрудниками. Учение об образовании осадков. М.; Л.: Объединён. науч.-техн. изд-во НКТП СССР: Глав. ред. геол.-развед. и геодез. лит-ры, 1936. 916 с.

14. Хэллем Э. Интерпретация фаций и стратиграфическая последовательность. М.: Мир, 1983. С. 15-43. 327 с.

15. Godefroit P., Sinitsa S. M., Dhouailly D., Bolotsky Y., Sizov A., McNamara M., Benton M., Spagna P. A Jurassic or- nithischian dinosaur from Siberia with both feathers and scales // Science. Vol. 345. 2014. PP. 451-455.

References

1. Bull U. Vyyavlenie v stratigraficheskom razreze otlozhenii prolyuvial'nykh konusov vynosa // Usloviya drevnego osadkonakopleniya i ikh raspoznavanie. M.: Mir, 1974. S. 87-110.

2. Berdnikov N. L. Paleorekonstruktsii uslovii obitaniya i zakhoroneniya mezozoiskikh konkhostrak bairdesterii v turgins- kom ozere Vostochnogo Zabaikal'ya // Doklady 2-i NTK k 25-letiyu Gornogo instituta. Chita, 1999.

3. Berdnikov N. L. K paleoekologii i tafonomii bairdesterii (Conchostraca) iz pozdnego mezozoya Zabaikal'ya // Geologi- ya i poleznye iskopaemye Chitinskoi oblasti. Chita, 2000. S. 144-155.

4. Gradzin'skii R., Kostetskaya A., Radomskii A., Unrug R. Sedimentologiya. M.: Nedra, 1980. 646 s.

5. Kukal Z. Skorost' geologicheskikh protsessov. M.: Mir, 1987. 246 s.

6. Nalivkin D. V. Uchenie o fatsiyakh. M.; L.: Izd-vo AN SSSR, 1956. T 2. 393 s.

7. Obstanovki osadkonakopleniya i fatsii. M.: Mir, 1990. T 1.351 s.

8. Pikard M., Khai L. ml. Kriterii raspoznavaniya porod ozernogo proiskhozhdeniya // Usloviya drevnego osadkonakopleniya i ikh raspoznavanie. M.: Mir, 1974. S. 141-179.

9. Reinek G. E., Singkh I. B. Obstanovki terrigennogo osadkonakopleniya. M.: Nedra, 1981.439 s.

10. Sinitsa S. M. Novye dannye o dinozavrakh Zabaikal'ya // Prirodookhrannoe sotrudnichestvo v transgranichnykh ekologicheskikh regionakh: Rossiya-Kitai-Mongoliya. Chita, 2011. S. 173-176.

11. Sinitsa S. M., Vil'mova E. S. Paleoekologicheskie i tafonomicheskie osobennosti bioty operennykh yurskikh dinoza- vrov (Kulinda, Olovskaya vpadina, Zabaikal'e) // Uchenye zapiski ZabGU. Chita, 2016. T 11, № 1. S. 149-157.

12. Selli R. K. Vvedenie v sedimentologiyu. M.: Nedra, 1981.370 s.

13. Tvenkhofel U. Kh. s sotrudnikami. Uchenie ob obrazovanii osadkov. M.; L.: Ob"edinen. nauch.-tekhn. izd-vo NKTP SSSR: Glav. red. geol.-razved. i geodez. lit-ry, 1936. 916 s.

14. Khellem E. Interpretatsiya fatsii i stratigraficheskaya posledovatel'nost'. M.: Mir, 1983. S. 15-43. 327 s.

15. Godefroit P, Sinitsa S. M., Dhouailly D., Bolotsky Y., Sizov A., McNamara M., Benton M., Spagna P A Jurassic or- nithischian dinosaur from Siberia with both feathers and scales // Science. Vol. 345. 2014. PP 451-455.

Размещено на Allbest.ru