IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Во всей Северной Азии разрез верхнего палеозоя Кузбасса занимает очень важное место: он характеризуется полнотой, обилием, разнообразием и хорошей сохранностью органических остатков и ясной стратиграфической последовательностью отложений. Он достаточно хорошо изучен и неоднократно детально описан.

История изучения ископаемых растений карбона Кузбасса освещена в работах В.А. Хахлова, А.Н. Криштофовича, Л.А. Рагозина, Г.П. Радченко, Р.Н. Бенедиктовой, М.Д. Залесского, М.Д. Артамонцевой (Парфеновой) и др. Большой вклад в познание позднепермской флоры Кузнецкого бассейна сделан М.Д. Залесским, установившим значительное количество новых родов (15) и новых видов (24) в составе этой флоры. Значительные материалы были предоставлены М.Ф. Нейбург.

Детальное морфолого-анатомическое изучение ископаемых палеозойских флор Сибири позволило установить, что эта флора произрастала в условиях умеренно-влажного, сравнительно тёплого климата с периодической сменой времён года. Этот вывод был основан на следующих особенностях растений данной области: наличие у ископаемых древесины, годовых колец прироста, наличие тонких волосков на пёрышках, рассматриваемых как предохранительные образования при резкой смене температуры и влажности, образование покровных листьев-чешуй и др.

В фондах палеонтологического музея Томского политехнического университета находится уникальная коллекция растительных остатков А.К.Скрипко из скважин и шахт севера Кузнецкой котловины, из Анжеро-Судженского района.

Коллекция содержит порядка 300 образцов, из которых автором данной работы было просмотрено и определено 170 отпечатков растений. Среди них птеридофиты: Angarodendron, Calamites и Annularia; пинофиты: Gondwanidium, Angaropteridium, Cordaites и Noeggerathiopsis.

Некоторые из отпечатков плохой сохранности, что не позволило отнести данный образец к какому-либо таксону. Наиболее многочисленны, среди описанных, оказались кордаитовые. Изучение новых отпечатков ископаемых растений пополнит наши знания о разнообразии растительности Ангарского континента, климате и условиях осадконакопления в каменноугольно-пермский отрезок палеозойской эры.

Целью исследований явилось изучение флоры Анжеро-Судженского района, выявление его стратиграфического значения для расчленения и корреляции угленосных отложений севера Кузбасса. Для достижения поставленной цели в ходе исследовательской работы автору нужно было решить следующие задачи:

• 1. Изучить растительные остатки из каменноугольно-пермских отложений.
• 2. Описать растительные остатки и определить их таксономическую принадлежность.
• 3. Ознакомиться с работами предыдущих исследователей по данной тематике.
• 4. Выявить к какой палеофлористической области позднего палеозоя принадлежит флора севера Кузбасса.

Методы исследования:

В процессе выполняемой работы был проведен ряд исследований, в том числе: 1) инвентаризация и предварительное изучение палеоботанической коллекции; 2) знакомство и изучение литературы о растительных остатках карбон-пермского периодов; 3) палеоботаническое определение ископаемых остатков; 4) проведение биофациального анализа.

В основу изучения ископаемых остатков листьев растений взяты морфологические и микроструктурные методы.

Изученные растительные остатки из скважин Анжеро-Судженского района были распределены по группам. В интервале 100-200 м наиболее встречаемыми оказались роды Angaropteridium и Noeggerathiopsis. В интервалах глубин 250-300 м, 340-400 м, 550-650 м были обнаружены только отпечатки Noeggerathiopsis. В интервале 300-312 м 0 - Noeggerathiopsis и Pecopteris. В интервале 410-490 м - Noeggerathiopsis, Gondwanidium и Angaropteridium.

Геологическая карта района работ

Основные сведения об ископаемых растениях Лепидодендровые

Древовидные плауновидные являлись одними из основных углеобразователей в позднем палеозое. Геохронологический возраст: девон-пермь, расцвета достигли в карбоне. Это полностью вымерший порядок объединяет 2 семейства разноспоровых древесных растений, уникальных по анатомическому и морфологическому строению стеблей и листьев. Лепидодендроны были широко распространены на всех материках земного шара. Европейские виды лепидодендрона представляли собой деревья высотой 30-45 м с диаметром стволов до 2 м. Колоннообразный ствол венчался на вершине кроной из тонких, многократно дихотомически ветвившихся побегов, которые несли линейные или шиловидные листья длиной от 1 до 50 см. Лист, снабженный одной жилкой, имел сильно расширенное основание в виде ромбовидной подушечки, которая после опадания листовой пластинки оставалась на поверхности стебля. В основании ствола в виде мощной опоры располагались четыре горизонтальных, многократно дихотомически ветвившиеся органа - стигмарии. После отмирания корней на стигмариях оставались рубцы округлой формы, за что эти органы получили свое название (от греч. stigma - рубец). Анатомическое строение стеблей характеризовалось слабо развитой проводящей системой. Таким образом, узкая специализация лепидодендронов явилась причиной их гибели в условиях новой среды обитания.

Хвощовые

Группа эта представлена в ангарских флорах значительным числом форм, принадлежащим различным родам и даже порядкам членистостебельных. Остатки их встречаются во всех без исключения горизонтах угленосных толщ позднепалеозойского возраста, известных из различных пунктов Алтае-Саянской области.

Это были растения различной величины и жизненных форм - мелкие травы, лианы, деревья. Они достигали 8-12 м в высоту и 0,5-1 м в диаметре. Стебель разделялся узлами на междоузлия. На узлах побегов были расположены мутовки ветвей или простых линейных листьев с одной жилкой (роды аннулярия, астерофиллитес). Спороносные шишки каламитовых состояли из чередовавшихся плодущих и стерильных листьев (спорангиофоров). Примитивные каламитовые (остерокаламиты) появились в конце девонского периода и вымерли в середине каменноугольного периода, сменившись настоящими, в свою очередь исчезнувшими в пермском периоде. Наибольшего распространения и наиболее крупных размеров каламитовые достигли в тропической зоне, заселяя низменные, часто заболоченные пространства.

Кордаиты

Кордаиты получили в карбоне-перми очень широкое развитие, практически по всему земному шару. Максимального же развития в Ангарской флоре кордаиты достигли в ранней перми. Первые кордаитовые появляются в середине визейского века в верхах верхотомской зоны Кузнецкого бассейна. Здесь они представлены, главным образом, остатками одного вида. Растения эти были, несомненно, основными углеобразователями на всей территории ангарского материка. Это были крупные деревья (20-30 м) с мощными стволами, имеющими анатомическую структуру хвойных; листья крупные, линейные, ланцетовидные, с параллельными нервами. Размеры их различны; иногда достигали размеров до 1метра.

Среди представителей этого порядка известно очень не много родов. На территории же Сибири, особенно в Кузбассе был распространен род Noeggerathiopsis.

Семенные папоротники

Семенные папоротники - полностью вымершие растения. Они существовали с позднего девона до раннего мела. Наиболее часто их отпечатки встречаются в отложениях карбона и перми. Одни из них были распространены по всему земному шару, другие, как, например, Angaropteridium, были свойственны только ангарским флорам. Семенные папоротники были похожи на настоящие папоротники не только по строению перистых листьев, но и по внешнему облику растений: древовидных, лиановидных и травянистых. Стебли древовидных семенных папоротников были или прямыми, или дихо- и моноподиально ветвящимися. У одних листья сидели в очередном порядке на радиально-симметричном стебле, у других были сближены на верхушке и располагались в виде кроны, как у многих современных древовидных папоротников. Поверхность стебля многих растений была покрыта волосками. Листорасположение у семенных папоротников было спиральным.

Остатки семенных папоротников играют большую роль в сложении каменных углей СССР, Западной Европы и Северной Америки.

Описание ископаемых растений

Отдел Pteridophyta Птеридофиты

Класс Lycopodiopsida. Плауновидные

Порядок Lepidodendrales. Лепидодендроновые

Род Angarodendron sp.

Синонимика.Angarodendron obrutschevii Zalessky.

Описание. Небольшие подушечки овально-ромбической формы, слабо заострённые по бокам; с закруглёнными верхними и нижними углами. Совокупность этих подушечек по виду напоминает слепок чешуи рыбы. Длина подушечек 5-7 мм, ширина 4-6 мм.

Распространение. Карбон Алтае-Саянской области.

Местонахождение. Анжерский район, шахта 9-15, горизонт-10.

Класс Equisetopsida. Членистостебельные

Порядок Calamitales. Каламитовые

Род Calamites sp.

Синонимика. Calamites nodus Sternberg.

Описание. Членистый ствол с длинными междоузлиями (более 5 см), узловые линии слабо заметны. Рёбра хорошо выражены и переходят через узлы не прерываясь с одного междоузлия на другое.

Распространение. Карбон-пермь Западной Европы, Малой Азии.

Местонахождение. Минусинский бассейн: р. Енисей; р. Абакан, черногорская свита, Колывань-Томская складчатая зона; окрестности г.Томска, басандайская толща, Анжеро-Судженский р-н.

Отдел Pinophyta. Голосеменные

Порядок Cordaitales. Кордаитовые

Род Noeggerathiopsis sp.

Синонимика. Noeggerathia (Cyclopteris).

Описание. Удлинённые, ребристые, ланцетовидные листья, постепенно суживающиеся к основанию и чуть быстрее к верхушке. Жилки многочисленные, равносильные, слегка дугообразные у верхушки.

Сами отпечатки листьев достаточно крупного размера.

Распространение. Карбон-пермь Кузнецкого, Тунгусского и Горловского бассейнов; Кендерлыкская впадина.

Местонахождение. Кузбасс - повсеместно в отложениях верхнебалахонской свиты. Горловский баасейн - Шадринское месторождение. Кендерлыкская впадина, Анжеро-Судженский р-н.

Порядок Pteridospermidae. Семенные папоротники

Род Angaropteridium sp.

Синонимика. Neuropteris cardiopteriodes.

Описание. Лист пёрышковидной формы. Основание сердцевидное с неравномерно развитыми ушками. Жилкование веерное, от точки прикрепления жилки расходятся веерообразно. Ширина остаётся почти одинаковой у основания и ближе к верхушке.

Распространение. Карбон-пермь Кузбасса.

Местонахождение. Заломненский, Порывайский, Прокопьевский, Мрасский, Томь-Усинский, Кемеровский, Анжеро-Судженский районы.

Род Gondwanidium sp.

Синонимика. Neuropteridium validum Feistmantel.

Описание. Листья перистые, пёрышки попарно сближенные, широкоовальные. Жилкование идет, как бы, от одной средней жилки. Боковые жилки мелкие и многочисленные. Прикреплены к стеблю всей частью основания. По направлению к верхушке пера, пёрышко уменьшается.

Распространение. Карбон - пермь Сибири (Кузнецкий, Минусинский, Тунгусский, Горловский бассейны); Северо-западная Монголия, Индия, Южная Африка, Анжеро-Судженский р-н.

Фотографии ископаемых остатков

     Литолого - стратиграфическая характеристика каменноугольно-пермских флороносных толщ Кузбасса

Верхнепалеозойские отложения Кузбасса делятся на две серии: балахонскую (C-P₁) и кольчугинскую (P_2-3) (рис. 7).

Балахонская серия подразделяется на нижнебалахонскую и верхнебалахонскую подсерии, а в основании её выделяют непродуктивную острогскую подсерию.

Острогская подсерия разделяется на евсеевскую и каезовскую свиты.

Евсеевская свита представлена серыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами и конгломератами.

Каезовская свита сложена песчаниками, алевролитами, аргиллитами с пластами угля и линзами конгломератов.

Нижнебалахонская подсерия, лежащая согласно на острогской подсерии, делится на мазуровскую, алыкаевскую свиты. Возраст подсерий определяется как средне-позднекаменноугольный.

Балахонская серия сложена мощной толщей серых песчаников, алевролитов, аргиллитов и углей. В основании обычно залегает конгломераты с кварцевой и кремнёвой галькой.

Нижнебалахонская подсерия образована серыми известковыми и полимиктовыми песчаниками, плитчатыми алевролитами и аргиллитами с пластами угля рабочей мощности.

Мазуровская свита представлена серыми, часто известковистыми песчаниками, полимиктовыми песчаниками, серыми алевролитами и агриллитами.

Алыкаевская свита сложена стально-серыми известковыми песчаниками, плитчатыми алевролитами и аргиллитами с пластами углей рабочей мощности.

Граница между нижнебалахонской и верхнебалахонской подсериями, являющейся одновременно границе карбона и перми, достаточно чёткая, как по палеонтологическим, так и по литологическим данным. В состав верхнебалахонской подсерии входят свиты: кемеровская, ишановская, промежуточная. Возраст верхнебалахонской подсерии определяется как раннепермский, а сложена она серыми алевролитами и агриллитами с пластами угля рабочей мощности.

Ишановская свита образована мощными серыми и светло-серыми песчаниками, алевролитами и аргиллитами и малоустойчивыми пластами угля рабочей мощности.

Кемеровская свита представлена серыми песчаниками, аргиллитами с двумя пластами угля рабочей мощности.

Промежуточная свита сложена серыми слабо известковистыми песчаниками, алевролитами с мелко скорлуповатым изломом, аргиллитами и пластами углей рабочей мощности.

Сравнение каменноугольной флоры севера Кузбасса с флорами Рудного Алтая

На основании анализа флористических комплексов севера Кузбасса из каменноугольных отложений замечена некоторая идентичность ее с комплексами Рудного Алтая. Вместе они входили в тунгусскую (по Криштофовичу, 1957) или Ангарскую (по Радченко, 1985) флористическую провинцию. В отличие от Рудного Алтая в комплексе севера Кузбасса добавляются каламитовые формы.

Таблица  Схема корреляции палеофлористических комплексов некоторых областей Ангариды (Баженова, 2006, с дополнением автора)

система	отдел	ярус	серия	п/серия	Рудный Алтай	Север Кузбасса (Анжеро-Судженский р-н)
каменноугольная	верхний	гжельский касимовский	балахонская	нижнебалахонская	кордаитовый	птеридоспермо-кордаито-каламитовый
	средний	московский			птеридо-спермовый
		башкирский		острогская	птеридо-спермовый
	нижний	серпуховский			лепидофитовый	лепидофитовый

Палеогеографическая обстановка осадконакопления в каменноугольно-пермский периоды севера Кузбасса

Для севера Кузбасса (район Анжеро-Судженска) в каменноугольно-пермский периоды характерно существование лагунных, озерно-болотных обстановок, с распространением разнообразной птеридоспермо-кордаито-каламитовой растительностью. Болотистые равнины прибрежной аккумулятивной равнины, отступающего на северо-запад Западно-Сибирского морского бассейна, способствовали обильному произрастанию данной растительности.

Выводы

Таким образом, в результате изучения коллекции ископаемых растений карбона-перми Анджеро-Судженского района получены новые данные о составе позднепалеозойской флоры севера Кузбасса. Наибольшего расцвета в карбоне-перми на территории Кузбасса достигли кордаитовые, т.к. они наиболее часто встречающиеся в разрезах скважин и в шахтах Анжеро-Судженского района. Кордаитовые являлись основными углеобразователями Анжеро-Судженского района в карбоне-перми.

Состав, разнообразие позднепалеозойской растительности и годичные кольца стволов этих растений показывают озерно-аллювиальную обстановку осадконакопления с умеренно-влажным, сравнительно тёплым климатом, с периодической сменой времён года. Угли, накопившиеся на севере Кузбасса можно отнести к лимническому и потамическому типу.

Сходство флоры севера Кузбасса, с флорами регионов Алтае-Саянской складчатой области (Рудного Алтая), позволяет ее также включать в состав Ангарской или Тунгусской флористической области (рис. 8). Эндемичными для этой флоры являются роды Angaropteridium sp. и Noeggerathiopsis sp. Наличие лепидофитов (род Angarodendron sp.) сближает ее с казахстанской и уральской флорами. Наличие в кузбасской флоре рода Gondwanidium sp. сближает ее с северо-гондванской флорой. Это говорит о том, что эти флоры в карбоне-перми существовали в схожих физико-географических условиях.

Переход от карбона до перми на севере Кузнецкого бассейне не сопровождался никакими резкими изменениями в составе растительности, а значит и в обстановках осадконакопления.

Список литературы

• 1. Артамонцева М.Д. Кордаиты угленосных отложений Кузбасса: Автореферат. Дис. канд. геол.-минер. наук. - Томск, 1954.
• 2. Атлас руководящих форм ископаемых фауны и флоры Западной Сибири. Под ред. А.В. Аксарина. - Москва, 1955.
• 3. Баженова Я.А. Каменноугольная флора рудного Алтая и её стратиграфическое значение. Автореферат дисс-и на соискание учёной степени геол-минерал. наук. - Томск, 2006. - 24 с.
• 4. Биостратиграфия палеозоя Саяно-Алтайской горной области. Под ред. Л.Л. Халфина. - Новосибирск, 1962. - 861 с.
• 5. Горелова С.Г. Детальная фитостратиграфия - один из основных методов при расчленении и корреляции континентальных угленосных отложений верхнего палеозоя средней Сибири // Становление и эволюция континентальных биот: Тезисы докладов XXXI сессии Всесоюзного палеонтологического общества. - Ленинград, 1985. - С. 20-21.
• 6. Глухова Л.В.. Основы палеоботаники. - Учебное пособие. - Красноярск, 2002. - 82 с.
• 7. Глухова Л.В. Каменноугольные и раннепермские кордаиты средней Сибири. Автореферат дисс-и на соискание учёной степени геол.-минерал. наук. - Томск, 1971. - 16 с.
• 8. Криштофович А.Н. Палеоботаника. - Ленинград, 1957. - 650 с.
• 9. Кузбасс - ключевой район в стратиграфии верхнего палеозоя Ангариды: Сборник научных трудов - Новосибирск, 1996. - Т.1. - 122 с.
• 10. Мейен С.В. Кордаитовые верхнего палеозоя северной Евразии: Автореферат. Дис. канд. геол.-минер. наук. - Москва, 1964.
• 11. Пороховниченко Л.Г. Позднепалеозойская флора Норильского района и ее стратиграфическое значение. Автореферат. дисс. канд. геол-минерал. наук. - Томск, 2006. - 22 с.
• 12. Стратиграфический словарь СССР. Карбон, пермь / Отв. ред. Г.В. Котляр; Гл. ред. В.Н. Верещагин. - Л.: Недра, 1977. - 535 с.
• 13. Угольная база России т. 2: Угольные бассейны и месторождения Западной Сибири (Кузнецкий, Горловский, Западно-Сибирский бассейны, месторождения Алтайского края и Республики Алтай) / гл. ред. В.Ф. Череповский. - М.: Геоинформцентр, 2003. - 602 с.
• 14. Хахлов В.А. Верхнепалеозойская флора севера Сибири. - Издательство Томского Университета, 1964.

Код для цитирования: Скопировать