» » Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад


Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Рис. 1. Ходы неизвестных животных в кварцитах группы Маунт-Баррен на юго-западе Австралии. фото с сайта eurekalert.org


 

Примерно пятьдесят лет назад геологи обнаружили в древних кварцитах на юго-западе Австралии структуры, напоминающие ходы роющих животных, — больше всего по строению они походили на норы ракообразных. Породы, в которых обнаружили ходы, изначально были сформированы 1,7 млрд лет назад — это были осадочные песчаные отложения. Примерно 1,2 млрд назад в результате метаморфического преобразования эти отложения превратились в прочный минерал кварцит. Находка в такой породе ходов животного происхождения поставила ученых в тупик — уж очень маловероятно, что в те времена, когда порода еще не затвердела, существовал кто-то, кто мог в ней рыться, и что после этого существовал кто-то, кто был способен такие ходы прогрызть. Происхождение ходов в палеопротерозойских породах Австралии долго оставалось загадкой. Статья, опубликованная недавно в журнале PNAS, предлагает довольно простое ее решение. Ученые считают, что ходы были действительно прорыты, но произошло это в эоцене, около 50 млн лет назад, когда в результате наступления моря кварцитовые породы обнажились, оказавшись на мелководном дне. При этом под действием теплой воды они «размокли», став мягкими и доступными для эоценовых ракообразных.

Первым загадочные ходы в палеопротерозойских метаморфических кварцитах юго-западной Австралии описал в своей диссертации 1977 года геолог Рональд Том (Ronald Thom) из Имперского колледжа Лондона. Консультировавшие Тома палеонтологи отнесли ходы к ихнотаксону Skolithos, для которого характерны вертикальные ветвящиеся ходы, образуемые морскими организмами в прибрежных песках и песчаниках. Норы сколитоса встречаются в осадочных породах по всему миру. Учитывая то, что самые древние их них имеют раннекембрийский возраст, палеонтологи сначала предположили, что породы датированы неправильно, но все данные, приведенные в диссертации, указывали на то, что метакварциты со следами роющих животных органично встроены в последовательность раннепротерозойских осадочных пород возрастом 1,7 млрд лет, которые примерно 1,2 млрд лет назад подверглись метаморфизму и были превращены в твердые кварциты.

Группа геологов и палеонтологов из Швеции, Австралии, Китая и США под руководством Брюса Раннегара (Bruce Runnegar) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) изучили полевые взаимоотношения, петрографическую структуру и геохронологию палеопротерозойских метаосадочные пород группы Маунт-Баррен (Mount Barren Group) на юго-западе Австралии, содержащих ходы животных (рис. 1), и пришли к интересным выводам. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Результаты подтвердили, что возраст пород составляет 1,79–1,69 млрд лет, а ходы действительно проделаны животными, скорее всего членистоногими, однако обломочный материал, заполняющий норы, намного моложе матрицы метаморфических пород, в которых они встречаются.

Диаметр горизонтальных ходов составляет от 5 до 10 мм, вертикальных — до 20 мм. По мнению авторов, ходы образовались всего 50 млн лет назад, когда во время так называемой эоценовой трансгрессии кварциты были размыты и превратились в рыхлые песчаники, в которые и могли зарываться животные. Затем море отступило, песчаники снова затвердели, а поровое пространство между песчинками в процессе силификации — привноса грунтовыми водами кремнекислоты — было заполнено кварцевым цементом. Благодаря тому, что зерна породообразующих минералов в основной своей массе не были смещены во время выветривания, породы сохранили свою первоначальную метаморфическую структуру и после затвердевания опять приобрели облик типичных метакварцитов.

В разрезе метаморфизованных палеопротерозойских пород группы Маунт-Баррен кварциты, относящиеся к серии Кандип (Kundip Quartzite), занимают промежуточное положение между отделяющими их от архейского основания конгломератами формации Стир (Steere Formation) и перекрывающими сланцами серии Кибулуп (Kybulup Schist).

Для определения возраста пород авторы использовали уран-свинцовый метод радиоизотопного датирования. Возраст обломочных цирконов в конгломератах формации Стир составил более 1,8 млрд лет, в кварцитах серии Кандип самые древние цирконы показали возраст 1,79 млрд лет, а в верхнем слое, отделяющем их от сланцев серии Кибулуп, для диагенетического ксенотима, образовавшегося на стадии преобразования рыхлого осадка в осадочную породу, была получена датировка 1,69 млрд лет. Силлы интрузивных пород, внедрившиеся в кварциты, имеют возраст около 1,73 млрд лет. По совокупности этих данных авторы делают вывод, что осадконакопление первичного материала серии Кандип происходило в период от 1,79 до 1,69 млрд лет (рис. 2).


Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Рис. 2. Геологическое положение группы Маунт-Баррен (Mount Barren Group). Условные обозначения на карте слева (сверху вниз): бежевый цвет — позднеэоценовая формация Паллинуп; серый — протерозойские гнейсы и мигматиты; зеленый — магматические силлы формации Ковердуп; фисташковый — группа Маунт-Баррен; розовый — граниты и гнейсы архейского основания. На врезках — результаты геохронологических анализов. Разрезы: слева — группа Маунт-Баррен; справа — формация Паллинуп. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS


В среднем протерозое породы группы Маунт-Баррен подверглись метаморфизму зеленосланцевой и амфиболитовой фаций (температуры около 650°C, давление около 8 кбар), а также деформациям. В результате нижняя часть группы, первоначально представленная песчаниками, превратилась в кварциты, а верхняя, сложенная глинистыми минералами, — в сланцы. По возрасту урансодержащих минералов сланцев — монацита и ксенотима, ориентированных в том же направлении, что и другие породообразующие минералы (кианит, ставролит и гранат), — авторы определили, что процессы регионального метаморфизма имели место 1,22–1,19 млрд лет назад.

В начале эоцена породы были частично размыты в результате морской трансгрессии, а затем, в течение всего эоцена, находились на дне моря — сверху их перекрывают осадочные породы позднеэоценовой формации Паллинуп, представленной песчаниками и аргиллитами с большим количеством обломков кораллов и спикул губок, иногда составляющих основную массу пород. Такие породы называют спикулитами или спонголитами.

Началось все с того, что авторы заметили, что в породах формации Паллинуп также имеются ходы роющих животных, которые образовались, когда осадочная толща была еще рыхлой, то есть в позднем эоцене, а затем, в олигоценовое время, когда территория испытала подъем, отложения литифицировались. Палеонтологи идентифицировали их как следы роющих ракообразных из отряда Thalassinidea. Ходы оказались удивительно похожими на «норы» в кварцитах серии Кандип, которые палеонтологи условно отнесли к ихнотаксонам Thalassinoides, Ophiomorpha, Teichichnus и Taenidium.

Петрографический анализ показал, что кварцевые зерна материала, заполняющего ходы в кварцитах, расположены беспорядочно, в отличие от метаморфической матрицы основной породы, в которой все минералы ориентированы в одном направлении в соответствии с силами, действовавшими во время регионального метаморфизма, а пористость этого материала намного выше, чем в первичной породе (рис. 3).


Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Рис. 3. А — микроскопический снимок, на котором видна разница в расположении зерен кварца в материале, заполняющем «нору» (центральная часть фото) и в окружающей ее матрице метаморфической породы. По диагональной белой линии совмещены два снимка с разными параметрами поляризованного света. ВG — увеличенные фрагменты структуры материала, заполняющего ходы (В, D, F) и матрицы кварцита (С, E, G). Снимки сделаны с помощью поляризационного микроскопа (В, С), сканирующего электронного микроскопа с дифракцией отраженных электронов (D, E), методом катодолюминесценции (F, G). Видно, что пористость материала ходов намного выше, чем вмещающей матрицы. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


При последующем выветривании более пористый материал «нор» разрушался сильнее, открывая в кварцитах следы ходов, которые видят геологи (рис. 4).


Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Рис. 4. Ходы в кварцитах на разных этапах разрушения в процессе выветривания заполняющего их материала. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


Непосредственно определить время образования ходов в кварцитах исследователям не удалось. Возраст цирконов, отобранных из материала «нор», полученный уран-свинцовым методом, составил 530 млн лет. Это значит, что в составе этого материала находятся зерна минералов, образовавшихся при разрушении магматических пород, возраст которых больше 530 млн лет (рис. 5).


Считавшиеся протерозойскими ходы в австралийских кварцитах были прорыты всего 50 миллионов лет назад

Рис. 5. Гистограмма значений абсолютного возраста (в млн лет), полученных уран-свинцовым методом: А —цирконы (красные кривые) и аутигенный ксенотим (зеленый) из кварцитов серии Кандип; В — цирконы из вмещающих кварциты более древних пород; С — цирконы из материала «нор»; D — цирконы из эоценовых отложений. Циркон — минерал магматических пород, при разрушении которых он сохраняется в осадочных отложениях, поэтому он всегда старше осадочных пород, в которых находится. В отличие от него, аутигенный ксенотим образуется на месте, в процессе диагенеза — преобразования рыхлого осадочного материала в твердые осадочные породы, и его возраст совпадает с возрастом самой породы. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS


По мнению авторов, это значение — 530 млн лет — может быть принято за нижнюю границу вероятного времени образования ходов, но наиболее вероятное — 50 млн лет назад, когда кварциты серии Кандип находились на дне мелководного морского бассейна, расположенного в тропической зоне, и их прочность была нарушена в результате воздействия теплой воды и химического выветривания.

Глядя на разрез палеопротерозойской группы Маунт-Баррен возникают закономерные вопросы — а как же преодолели эоценовые ракообразные толщу сланцев серии Кибулуп, перекрывающих кварциты, и почему в ней нет аналогичных ходов? Авторы предполагают, что ходы образовались именно в тех местах, где покров сланцев был полностью размыт и кварциты выходили на поверхность, так как палеонтологи говорят, что такого типа «норы» ракообразные могли проделывать только непосредственно в приповерхностном слое отложений. Что касается «нор» в сланцах, которые при выветривании превратились в глинистые илы, может быть, они и были, но после затвердевания илистого осадка они затянулись и от них не осталось и следа.

Источник: Stefan Bengtson, Birger Rasmussen, Jian-Wei Zi, Ian R. Fletcher, James G. Gehling, Bruce Runnegar. Eocene animal trace fossils in 1.7-billion-year-old metaquartzites // PNAS. 2021. DOI: 10.1073/pnas.2105707118.

Владислав Стрекопытов


25 октябрь 2021 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Движение литосферных плит началось 3,6 млрд лет назад

Американские геологи представили доказательства того, что движение литосферных плит началось 3,6 млрд лет назад. Изучив состав цирконов возрастом 4,3–3,0 млрд лет из района Джек-Хиллс в Западной

Геологи оценили долю первичной коры Земли в современной мантии планеты

Их количество говорит о том, что "круговорот" пород в мантии Земли начался практически сразу же после ее появления

Пористый пирит — еще один аргумент в пользу органической природы строматолитов из Пилбары

Вокруг строматолитов из района Пилбара в западной Австралии не прекращаются горячие споры: до сих пор неясно, что же они собой представляют. Австралийские геологи проанализировали образцы кернов

Свойство бактериальных матов накапливать калий поможет искать следы древней жизни

Ученые, работающие с раннепротерозойскими отложениями формации Франсвиль, содержащими структуры древних бактериальных матов, предложили новый метод поиска следов древней жизни, в котором в качестве

Уточнены границы палеопротерозойской паузы — «кризиса среднего возраста» Земли

По всей видимости, геологическая эволюция нашей планеты шла по-разному в разное время — периоды активности сменялись периодами затишья. На этот счет нет единой точки зрения, поскольку древние породы

Графит в архейских железистых кварцитах вероятно имеет биогенное происхождение

Древнейшие из известных полосчатых железистых кварцитов — одни из самых древних осадочных пород на Земле. Основная гипотеза их происхождения — биогенная: обогащенные оксидом железа слои кварцитов
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Как работает бумеранг и кто его изобрел?В Перу обнаружили древние захоронения — какие секреты хранят останки?Самый большой клад золотых монет в Великобритании«Оргонный накопитель» Вильгельма РайхаТайны космоса: вселенская панспермия?Насыпь в крепостьРечь и орудийная деятельность контролируются единым центром в базальных ядрахСпециализированные опылители способствуют сохранению редких растений