Сферулы с “титановыми” оболочками в обломках карбонатного состава среди метагравелитов черносланцевой толщи Неопротерозоя хребта Акшийряк (Срединный Тянь-Шань)

Объект исследования. Разнообразные карбонатные сферические образования, имеющие оболочки иного состава и образующие скопления, в составе известняковых обломков в метагравелитах флишоидного черносланцевого разреза венда висячего бока рудоносной структуры месторождения Кумтор.

Цель. Оценка всего разнообразия популяции карбонатных сферул, имеющих подобные оболочки, с точки зрения установления возможных вариантов природы их образования и вещественного состава оболочек сферул.

Материалы и методы. Исследовалась серия разрезов флишоидной черносланцевой толщи венда висячего бока рудоносной структуры месторождения Кумтор с горизонтами специфических метагравелитов, содержащих карбонатные обломки со скоплениями сферул. Образцы метагравелитов из керна скважин изучены оптическими методами с диагностикой минеральных образований в шлифах, аншлифах и полированных шлифах. Для работы с одним из образцов задействован растровый электронный микроскоп (SEM). Проанализированы отдельные участки полированного тонкого сечения с получением энергодисперсионных рентгеновских спектров (EDS) и многоуровневых поэлементных EDS-карт.

Результаты. Метагравелиты наблюдаются в виде маркирующего горизонта в составе толщи терригенных ритмитов ‒ флишоидного переслаивания углеродистых филлитов, псаммитовых филлитов и полимиктовых песчаников с карбонатным цементом в разрезе пород висячего бока рудовмещающей структуры золоторудного месторождения Кумтор. В составе большинства карбонатных обломков метагравелитов обнаружены разнообразные сферические образования с индивидуальными размерами, внешними оболочками и, нередко, внутренним строением. Они образуют скопления разной плотности, распространение которых не выходит за пределы карбонатных обломков в метагравелитах. В составе изученных внешних оболочек сферул установлено наличие титана в виде минеральной формы рутила.

Выводы. Наблюдаемые сферулы относятся к сини диагенетическим образованиям пелитоморфных карбонатных осадков, разрушенных и переотложенных позднее в виде обломков известняков гравийной размерности в терригенных осадках более позднего возраста, которые впоследствии были метаморфизованы. По внешнему виду и размерам такие скопления сферул первоначально отнесены к пелоидам в карбонатных породах. Однако наличие специфических внешних оболочек у всех сферул, разнообразие их форм и размеров, а также, в ряде случаев, внутреннего строения позволяют предполагать присутствие среди них объектов, имеющих биологическую природу. Формирование минеральных “титановых” оболочек вокруг сферул в пределах карбонатных обломков либо произошло в процессе регионального метаморфизма, либо связано с диагенезом карбонатных осадков, содержащих сферулы биогенного происхождения с повышенными содержаниями титана. Эти минеральные оболочки, вероятно, способствовали сохранению форм сферул в процессе последующих преобразований терригенных пород в условиях зеленосланцевого метаморфизма.

1. Астафьева М.М., Герасименко Л.М., Гептнер А.Р. и др. (2011) Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах. М.: ПИН РАН, 172 с.

2. Астафьева М.М., Розанов А.Ю. (2012) Древние коры выветривания как среда обитания наземной биоты. Сер. “Гео-биологические системы в прошлом”. М.: ПИН РАН, 57-68. http://www.paleo.ru/institute/files/early_colonization.pdf

3. Бгатов А.В. (1999) Биогенная классификация химических элементов. Философия науки, 2(6), 80-90.

4. Вейс А.С. (1993) Органостенные микрофоссилии докембрия – важнейший компонент древней биоты. Проблемы доантропогенной эволюции биосферы. М.: Наука, 265-282.

5. Вернадский В.И. (1954) Очерки геохимии. Избр. соч. Т. I. М.: АН СССР, 61-89.

6. Вологдин А.Г. (1962) Древнейшие водоросли СССР. М.: АН СССР, 655 с.

7. Ископаемые известковые водоросли. (1987) Новосибирск: Наука, 224 с. (Тр. Ин-та геологии и геофизики СО АН СССР, вып. 674).

8. Ископаемые проблематики СССР. (1990) М.: Наука, 57-63.

9. Королюк И.К. (1960) Строматолиты нижнего кембрия и протерозоя Иркутского амфитеатра. Геолого-геохимические исследования нефтегазоносных областей СССР. М.: АН СССР, 112-161.

10. Лисицын А.П., Лукашин В.Н., Емельянов Е.М. и др. (1980) Титан. Гл. 4. Геохимия элементов-гидролизатов. М.: Наука, 117-149.

11. Логвиненко Н.В. (1944) К литологии и палеогеографии каменноугольных отложений северо-востока Донбасса. Докл. АН СССР, (5), 228-230.

12. Микрофоссилии докембрия СССР. (1989) (Под ред. Т.В. Янкаускас). Л.: Наука, 191 с.

13. Огурцова Р.Н., Сергеев В.Н. (1989) Мегасфероморфиды Chuaria из чичканской свиты верхнего докембрия Южного Казахстана. Палеонтол. журн., (3), 119-122.

14. Питковская П.Н. (1953) О геохимических фациях живетского и франского времени на территории Западной Башкирии. Геол. сб. В 3 т. Т. 2. Л.; М.: Гостоптехиздат, 319 с.

15. Преображенский И.А. (1941) Об аутигенных минералах и минералообразовании. Тр. Ин-та геол. наук АН СССР, сер. петрогр., 40(13), 41-54.

16. Пустовалов Л.В. (1956) Вторичные изменения осадочных горных пород и их геологическое значение. О вторичных изменениях осадочных пород. М.: АН СССР, 3-52. (Тр. ГИН АН СССР, вып. 5).

17. Ренгартен Н.В. (1956) Минералы титана в угленосных осадочных породах. О вторичных изменениях осадочных пород. М.: АН СССР, 125-134. (Тр. ГИН АН СССР, вып. 5).

18. Сабурин М.Ю. (2004) Фитоценозы черноморской цистозиры: структура, восстановление и перспективы использования. Дисс. … канд. биол. наук. М.: РГБ ОД, 146 c.

19. Сагындыков К.С. (1987) Разработка схемы стратиграфии и рабочей легенды докембрия‒нижнего палеозоя района работ Акбельской партии. Фрунзе: ИГ АН Кырг. ССР, 105 с.

20. Сапурин С.А., Мизенс Г.А. (2014) К вопросу об условиях образования пелоидных известняков восточного склона Среднего Урала. Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 161, 108-111.

21. Сергеев В.Н. (1992) Окремненные микрофоссилии докембрия и кембрия Урала и Средней Азии. М.: Наука, 139 с. (Тр. ГИН РАН, вып. 474).

22. Сердюченко Д.П., Добротворская Л.В. (1949) О некоторых минеральных новообразованиях в осадочных породах. Докл. АН СССР, LXIX(3), 421-424.

23. Стратифицированные образования Кыргызстана. (2015) (А.В. Дженчураева, И.Л. Захаров, Ю.В. Жуков и др.). Бишкек: Изд-во КРСУ, 338 с.

24. Тимофеев Б.В. (1969) Сфероморфиды протерозоя. Л.: Наука, 67 с.

25. Федонкин М.А., Сергеев В.Н. (2018) Псевдофоссилии, контаминанты и другие опасности микропалеонтологии архея и протерозоя. Стратигр. Геол. корреляция, 26(3), 127-128.

26. Шевкунов А.Г., Корницкий А.И., Башкиров А.П., Айдаркулов Т.Н. (2023) Месторождение золота Кумтор (Срединный Тянь-Шань, Кыргызстан) и применение трёхмерного моделирования в программе Leapfrog Geo (Seequent) при проведении геологоразведочных работ. Руды и металлы, (2), 18-43.

27. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Рыбина Н.В. (2018) Геохимия титана. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 432 с.

28. Cavalazzi B., Westall F., Cady S.L., Barbieri R., Foucher F. (2011) Potential fossil endoliths in vesicular pillow basalt, coral patch seamount, Eastern North Atlantic Ocean. Astrobiology, 11, 619-632.

29. Dick A.B. (1928) On Needles of Rutile in the Test of Bathesiphon argenteus. Trans. Edinburgh Geol. Soc., XII, 18-21.

30. Foucher F., Westall F., Knoll A. (2012) Biosignatures observed by Raman mapping in silicified materials. European Geosciences Union, General Assembly. Vienna, Austria. V. 14, p. 4287.

31. Geptner A.R., Ivanovskaya T.A., Pokrovskaya E.V. (2005) Hydrothermal fossilization of microorganisms at the Earth’s Surface in Iceland. Lithol. Miner. Resour., 40, 505-520.

32. Johnston M.R., Raine J.I., Watters W.A. (1987) Drumduan group of east nelson, New Zealand: Plant-bearing Jurassic arc rocks metamorphosed during terrane interaction. J. Royal Soc. New Zealand, 17, 275-301.

33. Lekele Baghekema S.G., Lepot K., Riboulleau A., Fadel A., Trentesaux A., El Albani A. (2017) Nanoscale analysis of preservation of ca. 2.1 Ga old Francevillian microfossils, Gabon. Precambr. Res., 301, 1-18.

34. Liu Z.-R.R., Zhou M.-F., Williams-Jones A.E. et al. (2019) Diagenetic mobilization of Ti and formation of brookite/anatase in early Cambrian black shales, South China. Chem. Geol., 506(20), 79-96. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.12.022

35. Meinhold G. (2010) Rutile and its applications in earth sciences. Earth-Sci. Rev., 102, 1-28. http://www.elsevier.com/locate/earscirev

36. Rojas-Agramonte Y., Kröner A., Alexeiev D.V., Jeffreys T., Khudoley A.K., Wong J., Geng H., Shu L., Semiletkin S.A., Mikolaichuk A.V., Kiselev V.V., Yang J., Seltmann R. (2014) Detrital and igneous zircon ages for supracrustal rocks of the Kyrgyz Tianshan and palaeogeographic implications. Gondw. Res., 26, 957-974.

37. Schopf J.W. (1999) Fossils and pseudofossils: lessons from the hunt for early life on Earth. Size limits of very small microorganisms. Washington DC: National Academy Press, 88-93.

38. Sirantoine E., Wacey D., Bischoff K., Saunders M. (2021) Authigenic anatase within 1 billion-year-old cells. Geobiol., 19, 3-17.

39. Terbishalieva B., Timmerman M.J., Mikolaichuk A., Altenberger U., Sláma J., Schleicher A.M., Sudo M., Sobel E.R., Cichy S.B. (2021) Calcalkaline volcanic rocks and zircon ages of the late Tonian: early Cryogenian arcrelated Big Naryn Complex in the Eastern DjetimToo Range, Middle Tianshan block, Kyrgyzstan. Int. J. Earth Sci., 110, 353-375 https://doi.org/10.1007/s00531-020-01956-z

40. Toporski J.K.W., Steele A., Westall F., Avci R., Martill D.M., McKay D.S. (2002) Morphologic and spectral investigation of exceptionally well-preserved bacterial biofilms from the Oligocene Enspel formation, Germany. Geochim. Cosmochim. Acta, 66(10), 1773-1791. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(01)00870-5

41. Tucker M., Wright P. (2002) Carbonate sedimentology. Oxford: Blackwell Science Ltd., 482 p.