Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Методика и техника полевых палеонтолого-стратиграфических исследований

ОРИЕНТИРОВКА ОСАТКОВ

Изучение ориентировки окаменелостей — их пространственного положения в породе — является очень важной составной частью ТФ- и ПЭ-анализа, а также обязательным аспектом комплексных палеогеографических исследований. Данные по ориентировке остатков морских организмов используются при реконструкции условий захоронения, в частности динамики среды; определении относительной глубины и характера движения водных масс в палеобассейне; установлении береговой линии и вдольбереговых течений; в некоторых случаях — при определении характера залегания пласта, первичного наклона слоев и крутизны склона погребенных структур (подробнее см.: Янин, 1983).

В поле необходимо определить первичный или вторичный характер ориентировки окаменелостей. При первичной ориентировке сохраняется прижизненное, естественное для животных положение целых скелетных остатков организмов или их частей (рис. 7.3). Вторичная ориентировка обусловлена воздействием на посмертные остатки организмов динамических факторов среды.

Раковины якорно прикрепляющихся брахиопод Cyrtospirifer archiaci Murch. в прижизненном положении на створке моллюска

Рис. 7.3. Раковины якорно прикрепляющихся брахиопод Cyrtospirifer archiaci Murch. в прижизненном положении на створке моллюска:

а — вид сверху; б — вид снизу; х1,5 (верхний девон, окрестности г. Елец, Орловская обл.; по Б.П. Марковскому, 1966)

Ориентировка ископаемых остатков ПО бывает случайной и упорядоченной. Случайная ориентировка имеет место, когда целые трупы, фрагменты тел или разрозненные части скелетов накапливались в углублениях на земной поверхности (в ямах с крутыми стенками, расселинах, карстовых воронках и т.д.) в результате простого падения или привнесения туда остатков временными потоками. Упорядоченная ориентировка остатков ПО сохраняется, когда животные увязали в болотах, нефтяных лужах и т.д., попадали в ямы или трещины в вечной мерзлоте. В последнем случае они, проваливаясь в ямы или трещины и не в силах выбраться из них, оставались замороженными в вертикальном положении (хорошо известны такие экзотические находки в вечной мерзлоте трупов плейстоценовых мамонтов, шерстистых носорогов, лошадей и др.). При попадании трупов ПО в ловушки типа озокеритовых ям они также сохраняли вертикальное положение (плейстоценовый носорог Coelodonta в MX Старунь в Галиции).

Нижеследующие рекомендации по изучению ориентировки окаменелостей в ориктоценозах касаются в первую очередь остатков водных БП, как морских, так и пресноводных. В поле следует сделать возможно большее число азимутальных замеров горным компасом, определить основные типы их ориентировки, отобрать образцы породы, на поверхности которых имеются ориентированные остатки, а также установить структурные и текстурные признаки породы, которые могли бы помочь в интерпретации динамики среды и пр. Важное значение имеет обнаружение признаков однонаправленной ориентировки СЖ и ориентированного роста прикрепляющихся, в частности обрастающих, организмов, что обусловлено реакцией животных на течения (реотаксис, см.: Янин, «Палеоэкология»).

Если участок породы с окаменелостями берется в качестве образца, то не обязательно производить замеры всех остатков на нем в поле. Достаточно сделать 2—3 замера горным компасом, а остальные замеры, зная первичную ориентировку образца в обнажении, произвести в камеральной обстановке. Ориентировка образца отмечается прямо на нем маркировкой, например стрелкой, обозначающей линию С-Ю; в ПК это фиксируется на схеме. Нужно помнить, что полученная ориентировка остатков не всегда будет соответствовать их первичному положению на дне бассейна в момент захоронения, а может быть вторичной, обусловленной текучестью мягкого осадка или тектоническими подвижками.

Для установления прижизненной ориентировки большинства прикрепляющихся, зарывающихся и всверливающихся форм, а также для определения некоторых типов посмертной ориентировки (например, типа раковинной мостовой, рис. 7.4) обычно бывает достаточным обследование верхней поверхности пласта (слоя) или его боковой стороны (в плоскости кровля — подошва).

«Раковинные мостовые» из разрозненных створок бивальвий (ориг.)

Рис. 7.4. «Раковинные мостовые» из разрозненных створок бивальвий (ориг.):

а — правые и левые створки Eriphyla crimica Yanin, ориентированные выпуклостью вверх (в плане), х0,5; б — крупные створки Integricardium deshoyesianum Lor. залегают в песчанике выпуклостью вверх, длинные оси фрагментов створок параллельны плоскости напластования, ум. в 3 раза (нижний мел, нижний берриас: а — басе. р. Сарысу, окрестности с. Благодатное, овр. Тюс-Сайгин; б — басе. р. Бельбек, окрестности пос. Куйбышево, Кабаний лог)

Особое внимание уделяется изучению характера ориентировки удлиненных остатков конической, веретеновидной, валикообразной и цилиндрической формы (раковин прямых головоногих, тентакулитов, конусовидных гастропод, удлиненных створок би- вальвий, ростров белемнитов). Замеры пространственной ориентировки таких остатков во избежание ошибок производятся всегда одинаково. Техника замера заключается в следующем. Удлиненные остатки с заострением на одном конце замеряют во всех случаях в одной позиции: а) направляют северную кромку компаса от тупого конца окаменелости к ее острому концу; б) совмещают се

Ориентировка удлиненных субконических раковин моллюсков в зоне однонаправленного донного течения

Рис. 7.5. Ориентировка удлиненных субконических раковин моллюсков в зоне однонаправленного донного течения:

а — ортоконические раковины головоногих; линия двух максимумов параллельна вектору потока, главный (maxi) направлен ему навстречу; минимумы (min) двусторонние, почти равные (верхний девон, ФРГ, район Биккен; по А.Н. Muller, 1976); 6 — острые концы прямых раковин ортоцератид Michelinoceras michelini направлены навстречу течению (силур, копанинские известняки, Чешская Респ., Почков; по Г. Крумбигелю, X. Вальтеру, 1980); в — однозначная ориентировка раковин гастропод; направление потока ССЗ —> ЮЮВ (по A. Seilacher, 1959) верный конец стрелки с осевой линией окаменелости в направлении ее заострения (линия стрелки компаса и линия вектора течения будут совпадать). Результаты при этом способе замера однозначны: большинство конических остатков своими острыми концами будут направлены навстречу донному потоку, образуя при этом на осевой линии розы-диаграммы главный азимут; во многих случаях некоторые остатки своими острыми концами будут направлены в противоположную сторону, т.е. по течению, образуя малый азимут (рис. 7.5).

Если оба конца окаменелости примерно одинаковы по форме, весу и размерам (отпечатки рыб, многие кости, обломки древесных стволов и веток), то ее ориентировку по длинной оси можно произвести по любому концу, так как результаты замеров будут двузначными, отличающимися друг от друга на 180°. В большинстве случаев роза-диаграмма будет двухвершинной, а ее ось — перпендикулярной к вектору волны (рис. 7.6, 7.7). При этом оба конца диаграммы будут, как правило, симметричны.

Схематические розы-диа- граммы ориентировки субконических остатков в зоне течения (а) и зоне волнения (б) (по А.С. Алексееву и Д.П. Найдину, 1970) (объяснения в тексте)

Рис. 7.6. Схематические розы-диа- граммы ориентировки субконических остатков в зоне течения (а) и зоне волнения (б) (по А.С. Алексееву и Д.П. Найдину, 1970) (объяснения в тексте)

Ориентировка отпечатков трупов рыб Pteroniscus в волновой зоне (по Р.Ф. Геккеру, 1948)

Рис. 7.7. Ориентировка отпечатков трупов рыб Pteroniscus в волновой зоне (по Р.Ф. Геккеру, 1948):

а — волноприбойный валик из 10 экземпляров, ориентированный параллельно береговой линии (1/10 нат. вел.); б — волноприбойный валик из шести плотно упакованных экземпляров, их осевые линии параллельны береговой линии; 2 экземпляра — перпендикулярны к ней (они оказались более устойчивыми, лучше обтекаемыми по отношению к вектору волны) (1/7 нат. вел.) (верхняя юра, «бумажные сланцы», Каратаусское MX, Казахстан, с. Михайловское, хр. Каратау)

На поверхности горизонтально лежащих или полого падающих пластов при отсутствии признаков их тектонического смещения с помощью горного компаса сразу получают истинную ориентировку остатков. Для установления первичной ориентировки остатков на поверхности моноклинально, но круто залегающих пластов необходимо при замере снять влияние тектоники (см.: Янин, 1983). Для этого можно использовать простое приспособление к горному компасу — небольшую прозрачную пластмассовую пластинку с прикрепленными на ней уровнем и центральной стрелкой- указателем (рис. 7.8). Техника замера ориентировки ископаемых остатков с ее помощью сводится к следующему:

Положение пластинки со стрелкой при определении ориентировки окаменелостей на поверхности моноклинально и круто падающего пласта (объяснения в тексте)

Рис. 7.8. Положение пластинки со стрелкой при определении ориентировки окаменелостей на поверхности моноклинально и круто падающего пласта (объяснения в тексте)

  • 1) с помощью компаса находят линию простирания пласта;
  • 2) прикладывают к ней пластинку длинной стороной и совмещают ее с плоскостью поверхности пласта (пластинка располагается параллельно верхней поверхности пласта);
  • 3) не отрывая пластинку от линии простирания пласта, совмещают стрелку с длинной осью остатка, направляя конец стрелки от его тупого конца к острому;
  • 4) возвращают пластинку в исходное горизонтальное положение, сохраняя ее контакт с линией простирания;
  • 5) замеряют компасом азимут конца стрелки, получая первоначальное направление (первичную ориентировку) остатка в момент его нахождения на поверхности дна (в танатоценозе);
  • 6) записывают результат замера: при однозначном варианте отмечают один азимут (например, острые концы всех ростров белемнитов направлены на юго-запад 215°); при двузначном — указывают оба азимута (например, часть ростров острыми концами направлена по азимуту северо-восток 35 °, а часть — по азимуту юго-запад 215°); оба азимута находятся на одной линии, соответствующей осевой линии ростров; при этом всегда различаются два азимута, разных по размерам. В сильно дислоцированных толщах любые замеры на поверхности горизонтально или наклонно залетающего и, тем более, опрокинутого пласта не могут дать гарантию установления первичной ориентировки остатков, находящихся на его поверхности.

Если результаты обобщения данных об однозначно ориентированных остатках дают четкую картину, то можно нанести их на схему или карту в виде простой стрелки или «лука со стрелой». Стрела в этом случае указывает преобладающее направление, а дуга «лука» показывает пределы колебания замеров. Если результаты замера ориентировки остатков изменчивы, то их наносят на круговую диаграмму для получения более ясного представления о преобладающем направлении ориентировки остатков и для выяснения закономерности в их ориентировке в разных точках района путем сравнения диаграмм.

Для построения розы-диаграммы можно воспользоваться трафаретом (рис. 7.9): 10 концентрических окружностей изображают

Трафарет для составления розы-диаграммы по ориентированным остаткам организмов

Рис. 7.9. Трафарет для составления розы-диаграммы по ориентированным остаткам организмов (объяснения в тексте) совокупность всех направлений (азимутов) ориентировки; они проводятся через каждые пять делений на радиусах; деления на радиусе соответствуют числу замеров в выбранном масштабе (например, одно деление на пять измерений); радиусы сгруппированы в секторы по 30°, в каждом секторе выделен средний радиус (на трафарете он выведен за пределы круга). Отсчет замеров ведется не от центра круга, а от первой окружности. На средний радиус (азимут) наносится в выбранном масштабе число замеров, приходящихся на соответствующий сектор азимутов. Например, замерена ориентировка 25 остатков, разброс результатов приходится на сектор северо-северо-восток 16° — северо-восток 45°; масштаб: одно деление на радиусе равно пяти замерам. Значит, по среднему азимуту 30° отсчитываем пять делений и ставим точку. Нанесенные на средние азимуты точки соединяются ломаной линией. Ограниченную этой линией площадь можно для наглядности заштриховать или закрасить. Часто получается фигура, напоминающая цветок. В интервалах азимутов, для которых ориентировка остатков не обнаружена, ломаная линия по касательной подходит к центральному кругу. Таким образом, на трафарете в зависимости от формы удлиненного остатка мы получаем моно- или бимодальную розу-диаграмму.

На мономодальной розе-диаграмме выявляется один или два всегда неравных азимута преобладающего направления ориентировки остатков. Тот из них, которому соответствует большее число замеров, называется главным максимумом (max,), другой, имеющий меньшую длину, — малым или противоположным (шах2). Оба максимума на диаграмме расположены по одной линии, соответствующей осевой линии подавляющего числа остатков. Мо- номодальная роза-диаграмма отображает ориентировку остатков в зоне придонного течения. Линия, соединяющая максимумы, параллельна вектору течения. Главный максимум всегда направлен навстречу потоку (см. рис. 7.5). Часто на диаграмме присутствуют от одного до нескольких мелких минимумов (min, 2, з, ...)> расположенных обычно по обе стороны от осевой линии max! — тах2. Минимумы отражают случайную ориентировку мелких раковин или их фрагментов, занимавших более устойчивое положение при данной силе потока.

Бимодальная роза-диаграмма имеет, как правило, симметричную форму (см. рис. 7.6) и характеризует ориентировку остатков в зоне волнения. Максимумы преобладающего направления ориентировки остатков на ней примерно равны и направлены в противоположные стороны (двухвершинная роза). Соединяющая их линия перпендикулярна вектору волны и, как правило, параллельна береговой линии. Именно такую ориентировку имеют ископаемые остатки, образующие так называемые волноприбойные валики, установленные многими исследователями в прибрежных отложениях палеозойских, мезозойских и кайнозойских бассейнов. Они сложены остатками БП, ПО и РО разного систематического состава, имеющими сходную внешнюю форму: остатки в большинстве случаев удлиненные, цилиндрические с обоими затупленными концами (обломок древесного ствола) или субцилиндрические с обоими заостренными концами (раковины двустворок, рыбы) (см. рис. 7.7). Например, в северных морях Евразии вдоль берега часто протягивается волноприбойный вал, состоящий из многочисленных фрагментов бревен, ориентированных длинными осями параллельно береговой линии. Но нередко валики образуются из раковин конической и башенковидной формы с одной заостренной вершиной. В этом случае вершины раковин будут направлены в противоположные стороны.

На типичной двухвершинной розе-диаграмме со стороны набегающей волны наблюдается V-образная выемка, а со стороны берега — стреловидная фигура (см. рис. 7.6). Такая «роза» ориентировки остатков возникает вследствие того, что они подвергались одинаковому давлению на все точки тела или скелета, в результате чего занимали положение, ориентированное параллельно линии фронта волны. Бимодальные розы-диаграммы можно использовать для определения береговой полосы или береговой линии с некоторой долей условности, особенно если они единичны. Нужно иметь в виду, что бимодальные розы-диаграммы, полученные для различных участков одного палеобассейна, будут отличаться друг от друга, так как преобладающее направление и сила волны, а значит, и ориентировка остатков менялись в зависимости от скорости ветра, очертаний береговой линии, глубины литоральной зоны, размеров и конфигурации посмертных остатков организмов (Алексеев, Найдин, 1970).

Нередко анализ ориентировки ископаемых остатков позволяет также установить наличие палеотечений на относительно глубоководных участках палеобассейна непосредственно над илистым дном. В этом случае направление течения прослеживается по ориентировке остатков трупов мягкотелых организмов (рис. 7.10) (конусовидные раковины моллюсков в таких танатоценозах, как правило, отсутствуют).

Ориентировка отпечатков трупов офиур в зоне придонного течения (нижний девон, бунденбахский сланец, ФРГ, Рейнланд, район г. Бун- денбах; по А.Н. Muller, 1983)

Рис. 7.10. Ориентировка отпечатков трупов офиур в зоне придонного течения (нижний девон, бунденбахский сланец, ФРГ, Рейнланд, район г. Бун- денбах; по А.Н. Muller, 1983):

7 — Euzonosoma fischbeiniana: а — с завернутыми на диск лучами по ходу течения; диск — точки, лучи: черный цвет — в нормальном положении, белый — завернутые вверх концы лучей; б — в форме «зонтика»: диск в перевернутом положении переносился потоком, опущенные концы лучей волочились по поверхности грунта, оставляя за собой прямые борозды; 2Furcaster palaeozoicus: а — с линейным расположением лучей, параллельным направлению потока (боковые лучи отогнуты назад); б — со спиралевидно отогнутыми по часовой стрелке лучами под воздействием вихревого течения

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы