ЗАЛИШКИ ПАЛЕОФЛОРИ В БРЕКЧІЯХ ФОРМАЦІЇ ОНАПІНГ, ІМПАКТНА СТРУКТУРА САДБЕРІ, ОНТАРІО, КАНАДА

Автор(и)

  • Є.П. Гуров Інститут геологічних наук НАН України, Київ, Україна, Ukraine
  • В.В. Пермяков Інститут геологічних наук НАН України, Київ, Україна, Ukraine
  • B.M. French Відділ палеобіології Смітсоніанського Інституту, NHB, E-305B,P.O. Box 37012, Вашингтон, Округ Колумбія, 20013-7012, США, United States

DOI:

https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2021.1.222790

Ключові слова:

донні відклади, рослинні залишки, палеофлора, брекчія, імпактна структура

Анотація

Проведено електронно-мікроскопічне дослідження зразків брекчій формації Онапінг імпактної структури Садбері (Канада) з метою пошуків залишків палеофлори і визначення природи органічної речовини в їх складі. У брекчіях Онапінг були виявлені дві форми рослинних залишків. Перша форма представлена поодинокими рослинними частками, поширеними в матриці брекчій і включеними в газові вакуолі в розкристалізованому імпактному склі. Ці частки розміром від 5-10 до 200-300 мкм є об'єктами у формі листя, стебел, а також часток трубчастої і сферичної форми. Передбачається, що джерелом цієї форми рослинних залишків послужила водорослева флора, що населяла морський басейн напередодні астероїдного удару Садбері.

Друга форма рослинних залишків у формації Онапінг представлена рослинним детритом в уламках вуглецевовміщуючих глинистих порід, що входять до складу брекчій. Детритові частки, що досягають розмірів 1000-1200 мкм, мають неправильну форму і складні нерівні контакти з вміщуючими брекчіями. Рослинні залишки в складі глинистих уламків представлені, головним чином, стрічкоподібними частками довжиною від 3-5 до 200-300 мкм, в той час як більш рідкісні частки мають складну трубчасту і пластинчасту форму. Матриця глинистих порід представлена неоднорідною тонкозернистою глинистою речовиною з сіткою відкритих тріщин мікронного розміру. Вміст вуглецю в матриці глинистих часток коливається від 7-10 до 20-25 мас.%. Джерелом цих часток у брекчіях послужили мулисті донні осади доударного морського басейну, а водорослева флора, яка мешкала в морі під час їхньої седиментації, стала джерелом включеного в них рослинного детриту. Уламки глинистих порід і рослинні залишки є важливим джерелом органічного вуглецю в брекчіях формації Онапінг. Виявлення залишків палеофлори в брекчіях формації Онапінг вказує на існування раніше невідомої складної водорослевої флори, що населяла морський басейн до ударної події 1,85 мільярда років тому в кінці палеопротерозою.

Імпактна структура Садбері за параметрами порівнянна з кратером Чиксулуб, що викликав крейдово-палеогенове масове вимирання біоти. Ми припускаємо, що формування структури Садбері мало катастрофічні наслідки для палеофлори пізнього палеопротерозою, залишки якої збереглися в брекчіях формації Онапінг.

Посилання

Addison W.D., Brumpton G.R., Vallini D.A., McNaughton M.J., Davis D.W., Kissin S.A., Fralick P.W., Hammond A.L., 2005. Discovery of distal ejecta from the 1850 Ma Sudbury impact event. Geology, vol. 33, pp. 193—196. doi: 10.1130/G21048.1.

Ames D.E., Golighty J.P., Lightfoot P.C., Gibbins H.L., 2002. Vitric compositions in the Onaping Formation and their relationship to the Sudbury Igneous Complex, Sudbury Structure. Economic Geology, vol. 97, pp. 1541—1562.

Ames D.E., Jonasson I.R., Gibson H.L., Pope K.O., 2006. Impact-generated hydrothermal system — Constraints from the large Paleoproterozoic Sudbury crater, Canada. In: Biological processes associated with impact events. Impact studies. Cockell C., Gilmour I., Koeberl C. (Eds.). Berlin-Heidelberg: Springer-Verlag, pp. 55—100.

Avermann M., 1994. Origin of polymict, allochthonous breccias of the Onaping Formation, Sudbury Structure, Ontario, Canada. In: Large Meteorite Impacts and Planetary Evolution. Dressler B.O., Grieve R.A.F., Sharpton V.L. (Eds.). GSA. Special Paper, vol. 293. Boulder, Colorado: Geological Survey of America, pp. 265—274.

Awramik S.M., Barghoorn E.S., 1977. The Gunflint microbiota. Precambrian research, vol. 5, pp.121—142.

Beales F.W., Lozej G.P., 1975. Sudbury Basin sediments and the meteoritic impact theory of the origin for the Sudbuty structure. Canadian Journal of Earth Sciences, vol. 12, pp. 629—635.

Becker L., Bada J.L., Winans R.E., Bunch T.E., French B.M., 1994. Fullerenes in the 1.85-billion-year-old Sudbury impact structure. Science, vol. 265, pp. 642—645.

Bunch T.D., Becker L., Des Marais D., Tharpe A., Schultz P.H., Wolbach W., Glavin D.P., Brinton K.L., Buseck P.R., Dunbar R.B., Mucciarone D., 1999. Carbonaceous matter in the rocks of the Sudbury Basin, Ontario, Canada. In: Large Meteorite Impacts and Planetary Evolution II. Dressler B.O., Sharpton V.L. (Eds.). Geological Society of America Special Paper, vol. 339. Boulder, Colorado: Geological Society of America, pp. 331—343.

Cannon W.F., Schulz K.J., Horton J.W. Jr., Kring D.A., 2010. The Sudbury impact layer in the Paleoproterozoic iron ranges of northern Michigan, USA. Geological Society of America Bulletin, vol. 132, pp. 50—75. doi: 10.1130/B26517.17.1.

Catastrophic Events and Mass Extinction: Impacts and Beyond, 2002. Geological Society of America Special Paper, vol. 356, 731 p.

Corfu F., Lightfoot P.C., 1997. U—Pb geochronology of the sublayer environment, Sudbury Igneous Complex, Ontario. Economic Geology, vol. 91, pp. 1263—1269.

Dickin A P., Artan M.A., Crocket J.H., 1996. Isotopic evidence for distinct crustal sources of North and South Range Ores, Sudbury Igneous Complex. Geochimica et Cosmochimica Acta, vol. 60, pp. 1605—1613.

Dressler B.O., Sharpton V.L., 1999. Sudbury Structure 1997: A persistent enigma. In: Large meteorite impacts and planetary evolution II. Dressler B.O., Sharpton V.L. (Eds.). Geological Society of America Special Paper, vol. 339. Boulder, Colorado: Geological Society of America, pp. 299—304.

French B.M., 1967. Sudbury Structure, Ontario: Some petrographic evidence for origin by meteorite impact. Science, vol. 156, pp. 1094—1098.

French, B.M., 1968. Sudbury Structure, Ontario: Some petrographic evidence for an origin by meteorite impact. In: Shock metamorphism of natural materials. French B.M., Short N.M. (Eds.). Baltimore MD, Mono Book Corp., pp. 383—412.

Grieve R.A.F., Ames D., Morgan J.V., Artemieva N., 2010. The evolution of the Onaping Formation at the Sudbury impact structure. Meteoritics & Planetary Science, vol. 46, pp. 759—782.

Gulick, S.P.S., Barton, P.J., Christeson, G.L., Morgan, J.V., McDonald, M., Mendoza-Cervantes, K., Pearson, Z.F., Surendra, A., Urrutia-Fucugauchi, J., Vermeesch, P.M., Warner, M.R., 2008. Importance of pre-impact crustal structure for the asymmetry of the Chicxulub impact crater. Nature Geoscience, vol. 1(2), pp.131–135.

Gulick, S., Morgan, J., Mellett, C.L., and the Expedition 364 Scientists, 2017. Expedition 364 Preliminary Report: Chicxulub: Drilling the K-Pg Impact Crater. International Ocean Discovery Program. http://dx.doi.org/10.14379/iodp.pr.364.2017.

Gurov E.P., Permiakov V.V., Koeberl C., 2019. Relics of paleoflora in impact melt rocks of the El’gygytgyn crater (Chukotka, Russia). Meteoritics & Planetary Science, vol. 54, pp. 2532—2540.

Gurov E.P., French B.M., Permiakov V.V., 2020. Carbon-rich microfossils preserved in the Proterozoic crater-filling breccias of the Sudbury impact structure, Canada. Meteoritics & Planetary Sciences, vol.55, pp. 2727-2740. doi: 10.1111/maps.13601.

Han T.M., Runnegar B., 1992. Megascopic eukaryotic algae from 2.1-billion-year-old Negaunee Iron-Formation, Michigan. Science, vol. 257, pp. 232—235.

Harris R.S., Schultz P.H., 2007. Impact amber, popcorn and pathology: The biology of impact melt breccias and implications for astrobiology. 38th Lunar and Planetary Conference, Houston TX, abstract No. 2306, CD-ROM.

Heymann D., Dressler B.O., Knell J., Thiemens M.H., Buseck P.B., Dunbar R.B., Mucciarone D., 1999. Origin of carbonaceous matter, fullerenes, and elemental sulfur in the rocks of the Whitewater Group, Sudbury impact structure, Ontario, Canada. In: Large Meteorite Impacts and Planetary Evolution II. Dressler B.O., Sharpton V.L. (Eds.). Boulder, Colorado. GSA. Special Paper, vol. 339, pp. 345—360.

Hofmann H.J., Chen J., 1981. Carbonaceous megafossils from the Precambrian (1800 Ma) near Jixian, Northern China. Canadian Journal of Earth Science, vol. 18, pp. 443—447.

Howard K.T., Bailey M J., Berhanu D., Bland P. A., Cressey G., Howard L.E., Jeynes C., Matthewman R., Mortins Z., Sephton M.A., Stolojan V., Verchovsky S., 2013. Biomass preservation in impact melt ejecta. Nature Geoscience, vol. 6, pp. 1018–1022.

Knoll. A.H., 2014. The early evolution of eukaryotes: A geological perspectives. Science, vol. 256, pp. 622—627.

Krogh T.E., Davis D.W., Corfu F., 1984. Precise U—Pb zircon and baddeleyite ages for the Sudbury area. In: The geology and ore deposits of the Sudbury Structure. Pye E.G., Naldrett A.J., Giblin P.E. (Eds.). Ontario: Geological Survey Special, vol. 1, pp. 431—436.

Kumar S., 2016. Megafossils from the Vindhyan Basin, Central India: An overview. Journal of Paleontological Society of India, vol. 61, pp. 273—286.

Lin Y., El Goresi A., Hu S., Zhang J., Gillet P., Xu Y., Hao J., Miyahara M., Ouyang Z.,Ohtani E.E., Xu L., Yang W., Feng L., 2014. NanoSIMS analysis of organic carbon from the Tissint Martian meteorite: Evidence for the past existence of subsurface organic-bearing fluids on Mars. Meteoritics & Planetary Science, vol. 49, pp. 2201—2218.

MacKay D.S., Gibson E.K Ir., Thomas-Kepta K.L., Vali H., Romanel C.S., Clemett S.J., Chiller X.D., Malcheling C.R., Zare R.N., 1996. Search for past life on Mars: possible relic biogenic activity in martian meteorite ALH84001. Science, Aug 16, vol. 273 (5277), pp. 924—930.

Masaitis V.L., Shafranovsky G.I., Grieve R.A.F., Langenhorst F., Peredery W.V., Therriault A.M., Balmasov E.L., Fedorova I.G., 1999. Impact diamonds in the suevitic breccias of the Black Member of the Onaping Formation, Sudbury structure, Ontario, Canada. In: Large Meteorite Impacts and Planetary Evolution II. Dressler B.O., Sharpton V.L. (Eds.). Boulder, Colorado. GSA. Special Paper, vol. 339, pp. 317—321.

Morgan J., Warner M., the Chicxulub Working Group, Brittan J., Buffler R., Carmargo A., Cristenson G., Denton P., Hildebrand A., Hobbs R., Macintyre H., Mackenzie G., Maguire P., Marin L., Nakamura Y., Pilkington M., Sharpton V., Snyder D., Suarez G., Trejo A.,1999. The size and structure of the Chicxulub impact crater. Nature, vol. 390, pp. 472—476.

Mossman D., Eigendorf G., Toyaric D., Gauthier-Lafaye F., Guchert K.D., Melenzhik V., and Farrows C.E.G., 2003. Testing for fullerenes in gologic materials: Oklo carbonaceous substances, Karelian shungites, Sudbury Black Tuff. Geology, vol. 31, pp. 255—258.

Muir T.L., Peredery W.V., 1984. The Onaping Formation. In: The geology and ore deposits of the Sudbury Structure. Pye E.G., Naldrett A.J., Giblin P.E. (Eds.). Toronto, Ontario: Geological Survey Special, vol. 1, pp. 139—210.

Mungall J.E., Ames D.E., Hanley J.J., 2004. Geochemical evidence from the Sudbury structure for crustal redistribution by large bolide impacts. Nature, vol. 429, pp. 546—548.

Naldrett A.J., 1999. Summary: Development of ideas in Sudbury geology, 1992—1998. In: Large Meteorite Impacts and Planetary Evolution II. Dressler B.O., Sharpton V.L. (Eds.). Boulder, Colorado. GSA. Special Paper, vol. 339, pp. 431—442.

Patterson D.I., 1999. The diversity of eukariotes. American Naturalist, vol. 154, pp. S96—S124.

Peredery W.V., 1972. Chemistry of fluidal glasses and melt bodies in the Onaping Formation. In: New developments in Sudbury Geology. Guy-Bray J. (Ed.). Toronto, Canada. Geological Association of Canada Special Paper, vol. 10, pp. 49—59.

Peredery W.V., Morrison G.G., 1984. Discussion of the origin of the Sudbury Structure. In: The geology and ore deposits of the Sudbury structure. Pye E.G., Naldrett A.J., Giblin P.E. (Eds.). Toronto, Canada, Ontario: Geological Survey Special Paper, vol. 1, pp. 491—511.

Piercey P., Schneider D.A., Holm D.K., 2007. Geochronology of Proterozoic metamorphism in the deformed Southern Province, northern Lake Huron region, Canada. Precambrian Research, vol. 157, pp. 127—143.

Pye E.G., Naldrett A.J., Giblin P.E. (Eds.), 1984. The geology and ore deposits of the Sudbury structure. Toronto, Canada, Ontario: Geological Survey Special Paper, vol. 1, 603 p.

Rampino M.R., Haggerety B.M., 1996. Impact crises and mass extinctions: A working hypothesis. In: The Cretaceous-Tertiary Event and other Catastrophes in Earth History. Geological Society of America Special Paper, vol. 307, pp. 11—30.

Rampino, M.R., Caldeira, K., Prokoph, A., 2019. What causes mass extinctions? Large asteroid/comet impacts, flood-basalt volcanism, and ocean anoxia—Correlations and cycles. Geological Society of America Special Paper, vol. 542, p. 271-302.

Robertson, D.S., Lewis, W.M., Sheehan, P.M., Toon, O.B., 2013. K-Pg extinction: Reevaluation of the heat-fire hypothesis. Journal of Geophysical Research, vol. 118, pp. 329–336.

Rousell D.H., Brown G.H. (Eds.), 2009. A field guide to the Geology of the Sudbury structure. Ontario: Geological Survey, Open-File Report 6243, 199 p.

Schidlowsky M., 1987. Application of stable carbon isotopes to early biochemical evolution on Earth. Annual review of Earth and Planetery Sciences, vol. 15, pp. 47—72.

Schulte, P., Alegret, L., Arenillas, I., Arz, J.A., Barton, P.J., Brown, P.R.,Bralower, T.J., Christeson, G.L., Claeys, P. Cockell, C.S., Collins, G.S., Deutsch A., Goldin T.J., Goto K., Grajales-Nishimura J.M., Grieve R.A.F., Gulick S.P.S., Johnson K.P., Kiessling W., Koeberl C., Kring D.A., MacLeod K.G., Matsui T., Melosh J., Montanari A., Morgan J.V., Neal C.R., Nichols D.J. Norris R.D., Pierazzo E., Ravizza G., Reboleddo-Vieyra M., Reimold W.U., Rodin E., Salge T., SpeijerR.P., Sweet A.R., Urrutia-Fucugauchi L., Vaida V., Whalen M.T., Willumsen P.S., 2010. The Chicxulub asteroid impact and mass extinction at the Cretaceous-Paleogene boundary. Science, vol. 327, pp. 1214–1218.

Schultz P.H., Harris R.S., Clemett S.J., Thomas-Keprta K., Zarate M., 2014. Preserved flora and organics in impact melt breccias. Geology, vol. 42, pp. 515-518. doi: 10.1130/G35343.1.

Schultz T., Povinec P.P., Ferriere L., Jull A.J.T., Kovacik A., Sykora I., Tusch J., Münker C., Topa D., Koeberl C., 2020. The history of the Tissint meteorite, from its crystallization on Mars to its exposure in space: New geochemical, isotopic, and cosmogenic nuclide data. Meteoritics & Planetary Sciences, vol. 55, pp. 294-311.

Sharma M., Singh V.K., 2019. Megascopic carbonaceous remnants from Proterozoic Basins of India. In: Geological evolution of the Precambrian Indian Schield. M.E.A. Mondal (Ed.). Society of Earth Scientists Series. Springer International Publishing AG, part of Springer Nature, pp. 725—749. doi.org/10.1007/978-3-319-89698-4-27.

Shniukov E.F., Kobolev V.P., Kuznetsov A.S., Emelianov V.A., Inozemtsev A.V., 2010. The problem of sapropels of the Black Sea. Department of Marine Geology and Ore Sedimentation. Department of Marine Geology and Ore Sedimentation, Kiev, National Academy of Sciences of Ukraine. 140 p. (in Russian).

Szabo E., Halls H.C., 2006. Deformation of the Sudbury Structure: Paleomagnetic evidence from the Sudbury breccia. Precambrian Research, vol. 150, pp. 27—48.

Xiao S., Dong L., 2006. On the morphology and ecological history of Proterozoic macroalgae. Topics in Geobiology, vol. 27, pp. 57—90.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-16

Номер

Розділ

Дослідницькі та оглядові статті