Обобщены данные по фанерозойским глендонитам – красивым и загадочным псевдоморфозам

Начиная с раннего протерозоя в отложениях разного возраста преимущественно морского генезиса встречаются необычные кальцитовые псевдоморфозы, известные в литературе под множеством разных названий (глендониты, антракониты, геннойши, псевдогейлюсит, тинолит, фундилит, эхинолиты, звёздчатые конкреции и др.). Эти псевдоморфозы, обычно имеющие вид звёздчатых образований или удлинённых ромбовидных «кристаллов» размером от первых сантиметров до метра, сложенных кальцитом от светло-жёлтого до почти чёрного цвета, имеют очень характерный облик и легко опознаются в поле даже при условии плохой сохранности (рис. 1). Хотя до недавнего времени было неясно, по какому минералу образуются эти псевдоморфозы, геологи давно заметили приуроченность псевдоморфоз к холодноводным отложениям и рассматривали их в качестве индикатора холодного климата.

Данное предположение полностью оправдалось, когда около 40 лет назад было установлено, что первичным минералом этих псевдоморфоз является гексагидрат карбоната кальция – икаит. Это метастабильный минерал, который в природе сохраняет стабильность лишь при температуре около нуля градусов и при её повышении разлагается. Хотя недавно в ходе лабораторных экспериментов была продемонстрирована устойчивость икаита и при более высоких температурах (до 35 градусов), все находки икаита в природе связаны с холодными условиями.

Икаит встречается в необычайно широком спектре обстановок – в морских осадках от литорали до глубины более 7 км, в озёрах, лагунах и пещерах, во льду Арктики и Антарктики, и даже… в сыре и замороженных креветках! Все эти необычайно разные обстановки объединяет низкая температура среды, а вот какие ещё факторы контролируют образование икаита – до сих пор непонятно, поскольку в, казалось бы, одинаковых условиях на дне океана в одних местах икаита много, в других – мало, а в третьих его нет совсем.

Псевдоморфозы по икаиту имеют очень характерный облик, а их находки часто приурочены к отдельным стратиграфическим горизонтам. Поэтому данные псевдоморфозы давно отмечались геологами, и находки глендонитов использовались при геологической съёмке в качестве характерных признаков тех или иных отложений. Более того, одна из свит кайнозоя Сахалина была названа японскими геологами по японскому названию данных псевдоморфоз (геннойши), и это название свиты используется до сих пор.

Первые попытки обобщить ведения о распределении глендонитов в пространстве и времени были предприняты ленинградским литологом Михаилом Капланом (он же первым высказал предположение о том, что первичным минералом псевдоморфоз является икаит) более 40 лет назад. В конце 70х годов Каплан опубликовал несколько статей по глендонитам, не потерявших своего значения и сейчас, а также депонировал в ВИНИТИ рукопись с обзором всех известных к тому времени находок.

С тех пор было получено огромное количество новых данных по икаиту и его псевдоморфозам, но собрать информацию о находках по всему миру – это непростая задача. Дело в том, что подавляющая часть данных о находках глендонитов рассеяна в публикациях по региональной геологии, объяснительным запискам к геологическим картам, геологическим отчётам (или в случае икаита – отчётам по рейсам). Обобщить эти сведения стало возможным совсем недавно – когда, по-первых, подавляющая часть новых научных публикаций стала доступна в электронном виде и, во-вторых, когда были переведены в электронный вид и доступны для поиска публикации и отчёты, подготовленные нашими предшественниками.

Коллективом российских исследователей под руководством сотрудника ГИН РАН М.А. Рогова были обобщены данные о распределении икаита и глендонитов в фанерозое по всему Земному шару, внёсённые в не имеющую аналогов в мире по детальности базу данных. В результате собственных наблюдений, полученных от коллег сведений и анализа публикаций удалось выявить более 700 местонахождениях разного возраста (от нижнего кембрия до современности), где встречаются эти необычные минеральные образования (рис. 2).

Рис. 2. Географическое распространение находок икаитов и глендонитов (разным цветом показаны находки разного возраста)

Для всех находок до-четвертичного возраста с помощью веб-сайта paleolatitude.org были рассчитаны палеошироты. Таким образом, впервые в мире удалось собрать вместе информацию о распространении глендонитов в пространстве и времени. Оказалось, что несмотря на подтверждение приуроченности глендонитов к холодноводным обстановкам и высоким широтам их распределение крайне неравномерное. Только в четвертичных и современных отложениях находки глендонитов известны из всех океанов, тогда как все более древние находки, как правило, характеризуются отчётливо выраженной региональностью. Например, в неогене глендониты известны только на севере Тихого океана, в юре – главным образом в высоких широтах Северного полушария, в ордовике – на территории Балтоскандии. При этом находки глендонитов известны из сравнительно тёплых эпох (хотя в них глендониты приурочены, как правило, к приполярным палеоширотам), но полностью отсутствуют во время некоторых оледенений (позднеордовикского и позднедевонского). Это позволяет утверждать, что факторы, контролирующие образование икаита и его трансформацию в кальцитовые псевдоморфозы до сих пор остаются не до конца ясными.

Рис. 3. Распределение глендонитов с кембрия по ныне. а) распределение по палеоширотами возрасту; b) частота находок по разным палеоширотам; c) частота находок разного возраста

Результаты исследования опубликованы в ведущем издании, предназначенным для публикации крупных массивов данных по наукам о Земле – Earth System Science Data:

Rogov, M., Ershova, V., Vereshchagin, O., Vasileva, K., Mikhailova, K., Krylov, A. (2021) Database of global glendonite and ikaite records throughout the Phanerozoic // Earth Syst. Sci. Data, Vol.13, P.343–356, https://doi.org/10.5194/essd-13-343-2021, https://essd.copernicus.org/articles/13/343/2021/

М.А. Рогов

Новость опубликована: 11.02.2021

Все новости >>>