Летом 2009 года мы с семьей отдыхали в поселке Бурмантово. Это старинный приисковый поселок, один из тех, что возникли вокруг села Никито-Ивдельского (ныне город Ивдель, самый северный город Свердловской области). (В этом селе с середины XIX века находилось Управление золотыми промыслами землевладельца Н.Н. Всеволожского).
Через Бурмантово протекает река Лозьва. Несмотря на то, что берега ее пологие и течение реки спокойное, на дне русла мы обнаружили окатанные гальки известняка с большим количеством фоссилизированных остатков морских организмов. Возможно, что эту гальку принесло течением сверху. (В 11 км выше Бурмантово река проходит через Владимирский порог).
Значит, когда-то здесь было море. Но когда? И что это было за море – холодное или теплое, мелководное или глубокое? И как выглядели те животные, которые его населяли? Я собрал коллекцию окаменелостей в надежде ответить на эти вопросы позднее, когда начнутся занятия в геологическом кружке.
Таким образом, цель моей работы – палеогеографическая реконструкция фрагмента Уральского палеоокеана в районе пос. Бурмантово Ивдельского района Свердловской области.
Задачи:
• Познакомиться с особенностями строения (морфологии и анатомии) морских беспозвоночных животных палеозоя.
• Пользуясь определителем и др. литературой, определить видовой состав фауны и ее положение в стратиграфической колонке.
• На основании строения ископаемых животных и литологических признаков породы, провести реконструкцию географической среды обитания найденных организмов.
Объектами исследования являются образцы известняков с ископаемой фауной, а предметом исследования – биономическая принадлежность фауны и экологические взаимосвязи ее с окружающей средой.
Эта работа адресована всем, кто интересуется геологией, ископаемыми животными, геологической историей нашего края. Она может быть использована на уроках географии, краеведения, занятиях геологического кружка.

1. ИСТОРИЯ ЗЕМЛИ В РАННЕМ И СРЕДНЕМ ДЕВОНЕ

Свои поиски я начал с того, что познакомился с геологической картой Урала масштаба 1:1 000 000 и XII томом «Геологии СССР» [3]. Оказалось, что река Лозьва в районе Бурмантово протекает по нижне- среднедевонским известнякам, слагающим восточное крыло Тагильского мегасинклинория.
Необычно выглядела Земля в девонское время, 408 – 374 млн. лет назад. Материки были другими, в году – 400 суток… К началу девона в результате столкновения Лаврентии (С. Америка) и Балтики (Европа) образовался материк Лавруссия. При этом в Скандинавии вырос-ли высокие горы. В раннем девоне Лавруссия располагалась в экваториальных широтах, где среднегодовая температура была 28-31 градусов. Сибирь располагалась в умеренных широтах, Казахстания – в тропических [4].
Регрессия в это время охватила всю восточную часть Лавруссии. Море отступало. Балтийско-Московский бассейн в раннем девоне превратился во внутриконтинентальный, временами пересыхающий засоленный водоем. Значительные территории Русской платформы представляли денудационную равнину, плоскую, как блин.
В среднем девоне территория Русской платформы вновь испытала трансгрессию, максимум которой приходится на живетский век. В северной и северо-восточной частях Русской платформы происходило накопление относительно глубоководных битуминозно-кремнистых осадков так называемого доманика [4].
На протяжении всего девона происходило сближение континентов Лавруссии, Казахстании, Сибири и Тарима. Это привело к сокращению бассейнов Палеоазиатского океана: Уральского, Туркестанского (Тянь-Шань) и Монгольского. В них продолжили развитие вулканические дуги, расположенные над зонами субдукции литосферы [4].
В осевой части Урала возникла протяженная островная суша. В условиях жаркого климата на островах формировались залежи бокситов. Большое распространение в прибрежных зонах получили рифогенные известняки.
На палеогеографических реконструкциях [4, 9, 11] мы видим две субмеридиональные полосы среднедевонских рифогенных известняков, которые соответствуют двум карбонатным платформам, сформировавшимся к среднему девону. Одна из этих полос приурочена к восточному краю Восточно-Европейской плиты. Это Западно-Уральский риф.
Вторая, согласно работам Б.И. Чувашова и В.П. Шуйского [11], связана с субмеридиональной горстовой структурой, находящейся в пределах Тагильского мегасинклинория, западнее полосы распространения девонских известняков у поселка Бурмантово. На склонах этой горстовой структуры образовался Восточно-Уральский риф.
Ископаемая фауна нижне- и среднедевонских известняков обеих кар-бонатных платформ схожа с аналогичными фаунами Западной Сибири и Восточной Европы, что позволяет считать эти районы карбонатного осадконакопления единым морским бассейном [11].
На Восточном склоне Урала рифы – это сложные, дифференцированные сооружения значительной протяженности и мощности [6 ]. Для удобства изложения в нашей работе мы будем называть фрагмент Восточно-Уральского рифа в районе поселка Бурмантово «Бурмантовским рифом».

2. ИСКОПАЕМЫЕ ЖИВОТНЫЕ БУРМАНТОВСКОГО РИФА
2.1. ТИП МШАНКИ
Мшанки – это морские колониальные животные, принадлежащие к прикрепленному бентосу. Каждое животное колонии (зооид) размером не более 1 мм. На переднем конце тела он несет лофофор – венчик щупалец, окружающий ротовое отверстие. Все тело позади покрыто кутикулой (студенистой, рогоподобной или пропитанной известью). Питаются мшанки планктоном и органическим детритом.
Зооиды мшанок двусторонне-симметричные, микроскопических размеров. Они образуются почкованием. Колонии бывают стелющимися, массивными, кустистыми или сетчатыми [1, 5].
Кроме питающих особей (автозооидов) обычно в колонии есть и спе-циализированные. Они обеспечивают безопасность колонии, прикрепление ее к субстрату и механическую прочность [7].
Мшанки – характерные животные палеозоя. В отдельные периоды геологической истории в разных районах Земного шара мшанки создавали рифовые постройки, участвовали в их образовании или обитали на рифах вместе с другими организмами – рифолюбами.
Они обитали на разных глубинах – от прибрежной полосы до глуби-ны 400-500 м. В зоне прибоя мшанки прикреплялись к скалистым и грубообломочным субстратам. В этом случае развивались стелющиеся плоские колонии. Массивные свободнолежащие или прикрепляющиеся в одной точке колонии жили в более глубоких и спокойных водах, где господствовали глинистые и илистые осадки [1, 7].
В целом мшанки являются эвритермными организмами и существуют как в тропических, так и в арктических водах, но преобладают в теплых морях. Но отдельные их виды приспособлены только к определенным температурам [1, 7].
Морские мшанки лучше переносят колебания солености, чем коралловые полипы. Они менее, чем коралловые полипы, чувствительны к чистоте воды, но в солоноватых водах их меньше. А вот в бассейнах с повышенной соленостью мшанки погибают [1, 7].

2.2. МШАНКИ БУРМАНТОВСКОГО РИФА
Среди собранных нами фоссилий мшанки занимают первое место по количеству. Видимо, в данном районе они были главными рифостроителями.
Интересно, что все без исключения колонии мшанок имеют одинако-вую морфологию и принадлежат к одному и тому же отряду.
Вид № 1. Колония массивная от полусферической до желвакообразной. Она состоит в основном из округло-призматических автозоециев. В этих ячейках находились нормальные питающие особи – автозооиды. Трубки автозоециев ориентированы в начале роста вверх, а затем косо отгибаются в стороны. Такое положение их характерно для многих представителей данного отряда, с чем связано само название отряда Trepostomida – повернуторотые. Под бинокуляром в автозоециях слабо просматриваются почти горизонтальные диафрагмы. Стенки автозоециев имеют четковидный облик, с равномерно располо-женными утолщениями.
В колонии имеются мезозоеции – призматические трубки меньшего диаметра. Они немногочисленны, иногда отсутствуют.
Акантозоеции находятся в стенках автозоециев и мезозоециев, пред-ставляя тонкие трубчатые образования, оканчивающиеся шипами.
Определение данных колоний мшанок по «Краткому определителю ископаемых беспозвоночных» [2] позволяет отнести их к роду монтикулипора (Monticulipora).
Вид № 2. Колония цилиндрической формы. Автозоеции имеют форму тонких трубок, размеры их значительно меньше, чем у вида № 1. Мезозоеции более многочисленны, чем в колониях вида № 1. Характерное строение колонии говорит о прилежности этого вида мшанок к отряду Trepostomida.
Вид № 3. Колонии вытянуто-яйцевидной формы, очень мелкие (длиной около 1 см.). С поверхности колонии видны многочисленные акантозоеции (вероятно, служившие для защиты колонии от хищников [5]).
Михайлова И.А. и Бондаренко О.Б. считают, что акантозоеции девонских мшанок соответствуют авикуляриям современных мшанок. Авикулярии похожи на птичий клюв и могут ухватить или ущипнуть противника.
Колонии данного вида встречены нами в черных известняках, вместе с остатками амфипор и полыми известковыми трубками, которые мы не смогли диагностировать.
Строение колонии и взаимное расположение автозоециев говорит о прилежности этого вида мшанок к отряду Trepostomida.

2.3. ТИП СТРЕКАЮЩИЕ (CNIDARIA)
Класс Коралловые полипы (Anthozoa)
Название кораллов происходит от греческих слов «антос» – «цветок» и «зоа» – «животное». «Животные-цветы» бывают одиночными и колониальными. Большинство коралловых полипов имеет скелет, хотя есть и бесскелетные формы (актинии). Скелет чаще всего известковый, реже роговой.
Подкласс Четырехлучевые кораллы (Tetracoralla) или Ругозы (Rugosa)
Тетракораллы – это палеозойские одиночные и колониальные организмы с известковым скелетом. Они, как правило, покрыты чехлом (эпитекой), представляющим внешний морщинистый слой, что и определило их название (латинское «ruga» – «морщина»). Морщины по своему положению соответствуют промежуткам, разделяющим скелетные перегородки. Дело в том, что в течение своей жизни кораллы растут то быстрее, то медленнее («пир» и «голод»).
Длина одиночных ругоз обычно не более 25 см. при поперечнике до 6 см. скелетные элементы кораллитов (септы, днища, пузыревидные образования, столбики) весьма разнообразны по строению и сочетанию друг с другом.
Жизнедеятельность кораллов связана с различными организмами, существующими вместе с ними. Так, современные кораллы с известковым скелетом имеют в качестве симбионтов одноклеточные динофитовые водоросли (зооксантеллы и зоохлореллы). Эти водоросли не только снабжают кораллы кислородом, но и поглощают вредный для известковых колоний углекислый газ.
Большинство кораллов живет при годовой температуре выше 22ºС. Только одиночные кораллы могут выдержать более низкие температуры. Коралловые полипы рифовых построек живут обычно в чистой воде, где нет привноса илистого материала. Им необходимо яркое освещение, нормальная соленость и высокое содержание кислорода в морской воде.
Скелетные элементы кораллов нарастали слоями. Их рост шел только днем и строго подчинялся лунным циклам (приливам и отливам). Анализируя под микроскопом шлифы кораллов, ученые узнали, что в девоне было около 400 дней в году.
Ругозы обитали в основном в верхней сублиторали морских тепловодных бассейнов, могли участвовать в рифообразовании. Некоторые ругозы прикреплялись к твердому субстрату путем цементации, другие образовывали корневидные выросты, закреплявшиеся в мягком грунте. Есть и такие, что просто лежали на поверхности. По мнению некоторых палеонтологов, роговидная форма некоторых ругоз была приспособлением к господствующему течению воды, приносящему пищевые частицы (рис. у Давиташвили). Другие считают, что, изгибаясь, «падающие» ругозы все время поддерживали вертикального положения (как Пизанская башня).
Ругозы защищали свое мягкое тело с помощью стрекательных клеток. «Крапивные» капсулы, находившиеся в щупальцах, в момент тревоги выстреливали, как гарпуны. Второй способ защиты заключался в том, что коралл втягивал свои щупальца в чашку кораллита.

2.4. РУГОЗЫ БУРМАНТОВСКОГО РИФА
Среди собранной коллекции имеются образцы ветвистых колоний кораллов-ругоз. Кораллиты, составляющие колонию, имеют цилиндрическую форму, диаметр их от 3 до 10 мм. Поверхность каждого кораллита несет продольные ребра, повышающие жесткость его скелета. А вот поперечные «морщины», по которым назван подкласс, почти не просматриваются. Видимо, питание коралла было изобильным во все времена года.
Из радиальных элементов внутри кораллита хорошо заметны септы, доходящие почти до центра.
Судя по всему, четырехлучевые кораллы в районе Бурмантово вместе с мшанками занимали ведущие места по значимости как рифостроящие организмы.

2.5. КЛАСС ГИДРОИДНЫЕ ПОЛИПЫ (Hydrozoa),
подкласс Строматопораты (Stromatoporata).
Строматопораты – донные колониальные животные, прикрепленные или свободнолежащие. Для девонских строматопорат характерно утолщение скелетных элементов, поэтому рисунок скелетной решетки становится губчатым.
Род Амфипора (Amphipora), девон. Колониальный скелет состоит из тонких веточек субциллиндрической формы. Горизонтальные и вертикальные элементы неотчетливы, напоминают губку. В центре каждой веточки имеется осевой канал, от которого по радиусам отходят более мелкие ка-налы.
Согласно «Определителю» [2], «скопления колоний рода амфипора образуют амфипоровые известняки, приуроченные на Урале к области развития бокситов».

2.6. АМФИПОРЫ БУРМАНТОВСКОГО РИФА
Амфипоры бурмантовского рифа встречаются в более темных известняках, чем остальные животные. Колонии их имеют цилиндрическую форму длиной от 4 до 26 мм и диаметром до 2-3 мм. (см. фото 6). На поперечном и продольном сечении колонии четко виден осевой канал, заполненный темно-серым известняком. Внутренняя структура колонии напоминает губку – просматриваются равномерно расположенные темные точки.
Интересно, что амфипоры были встречены нами только в темно-серых, почти черных известняках, вместе с мелкими колониями мшанок (вид № 3) и трубчатыми известковыми фрагментами не определенных нами животных.


3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, рассматриваемый нами район Бурмантово (среднее течение реки Лозьвы) в раннем и среднем девоне представлял собой субмеридиональную узкую гряду с расчлененным рельефом.
К западу от рифовой гряды находилось более глубокое море, где накапливались главным образом кремнистые осадки, давшие начало кремнистым сланцам и яшмам.
Горстовые поднятия временами выводили породы (базальтоиды) на дневную поверхность, и тогда они подвергались выветриванию, а в море накапливались бокситы (часто девонские бокситы приурочены к рифовым фациям и содержат морскую мелководную фауну).
Рифовые постройки оставили после себя мощные линзы (до 500 м.) серых рифогенных известняков [10]. Особенно широкое распространение эти постройки имели в начале среднего девона. Рифовая гряда испытывала общее опускание вместе с прилегающими глубоководными участками. Только этим можно объяснить большую мощность известковых рифовых линз.
Основную роль в образовании рифов играли четырехлучевые кораллы (ругозы), известковые водоросли и мшанки.

Собранная нами коллекция окаменелостей показывает изменчивость гидродинамического режима девонского моря в районе развития рифовых построек:
• Нормальный морской режим характеризуется фауной четырехлуче-вых кораллов, возможно табулят (нами не встречены) и мшанок – животных, требовательных к чистоте воды, нормальной солености и содержанию кислорода.
• Регрессии моря приводили к размыву островов, вода становилась мутной, исчезали кораллы, и главными обитателями рифов становились мшанки, менее требовательные к чистоте воды. Понижение уровня моря нарушало гидродинамический режим в донных котловинах.
• В котловинах, где вода застаивалась и содержала мало кислорода (черные известняки), из фауны оставались лишь остракоды и, вероятно, колонии мшанок вида № 3 (видовой состав мшанок обеднялся). Зато амфипоры, животные, наиболее стойкие к недостатку кислорода и способные переносить (кратковременно) даже сероводородное заражение, были здесь обильны. Именно поэтому О.Б. Бондаренко и И.А. Михайлова [2] замечают, что «скопления колоний рода амфипора образуют амфипоровые известняки, приуроченные на Урале к области развития бокситов».

ЛИТЕРАТУРА

1. Богоявленская О.В., Федоров М.В. Основы палеонтологии: Учеб. для вузов. – М.: Недра, 1990. – 208 с.
2. Бондаренко О.Б., Михайлова И.А. Краткий определитель иско-паемых беспозвоночных. / под ред. В.Н. Шиманского. 2-е издание. – М.: Недра, 1984. – 536 с.
3. Геология СССР. Том XII. Пермская, Свердловская, Челябинская и Курганская области. Часть I. Геологическое описание. Книга 2. – М.: Недра, 1969. – 304 с.
4. Короновский Н.В., Хаин В.Е., Ясаманов Н.А. Историческая геология. – 2-е изд. – М.: Издательский центр «Академия», 2006 [е]
5. Михайлова И.А., Бондаренко О.Б. Палеонтология. Ч. 1: Учебник. – М.: Издательство МГУ, 1997. – 448 с.
6. Осадчая Д.В., Краснов Е.В. Эволюция рифообразующих орга-низмов. // Среда и жизнь в геологическом прошлом. – Новосибирск: Наука, 1977
7. Основы палеонтологии. Справочник для палеонтологов и геологов СССР в 15 томах. Том 7. Мшанки, брахиоподы. – М.: Издательство Академии Наук, 1960. – 344 с.
8. Равикович А.И. современные и ископаемые рифы. – М.: Изда-тельство АН СССР, 1954. – 172 с.
9. Саркисян С.Г., Теодорович Г.И. Основные черты палеогеографии девонской эпохи Урало-Волжской области. – М.: Издательство Академии Наук, 1955
10. Унифицированные и корреляционные стратиграфические схе-мы Урала. – Л.: ВСЕГЕИ, 1968
11. Чувашов Б.И., Шуйский В.П. Раннедевонская биота карбонатных платформ востока Русской платформы, Уральского подвижного пояса и Западной Сибири (стратиграфическое, биогеографическое и палеотектоническое значение). // Литосфера, 2003, № 2, с. 3-27

Возраст окаменелости: Палеозой, Девон Место находки: Россия, Свердловская область Тип окаменелости: Беспозвоночные, Мшанки , Кишечнополостные, Кораллы