Sponge spicules from the lower Tremadocian (Ordovician) bituminous shale in the Leningrad region

Abstract

Работа посвящена изучению спикул кремнистых губок из прослоев и линз спикулитов заключенных в битуминозных сланцах нижнего тремадока Ленинградской области. Приведена полевая характеристика тел спикулитов в трех разрезах сланцев, обнаженных на Балтийско-Ладожском глинте, охарактеризовано 67 образцов с разных уровней каждого разреза. Образцы спикулитов были исследованы под микроскопом в прозрачных шлифах, с помощью рентгендифракционного метода и сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Значительная часть образцов была разрушена с помощью химической дезинтеграции, что позволило получить сотни спикул различной сохранности и их фрагментов. Спикулы были вручную выбраны из разрушенной породы под ординарным бинокулярным микроскопом. Морфология спикул изучалась с помощью того же микроскопа, фотографирование спикул производилось на СЭМ. На завершающем этапе было составлено палеонтологическое описание спикул и проведено их сравнение с уже известными спикулами палеозойских губок. В результате исследования было установлено что спикулиты и остатки спикул сложены псевдоморфозами нанокристаллического α-кварца по агрегатам предположительно опала-С или опала-С/опала-СТ. Впервые за всю историю изучения битуминозных сланцев установлена реальная морфология спикул из прослоев спикулитов. Обнаруженный комплекс спикул, состоящий из 13 морфотипов, принадлежит исключительно гексактенелидным губкам с неспаянным скелетом, но возможно, в нем также принимают незначительное участие протомонаксониды. Спикулы гексактинеллид могут формально принадлежать семейству Protospongiidae Hide, 1887, но не роду Protospongia, как считали предшественники. Некоторые комплексы спикул помимо этого могут быть формально отнесены к семействам Pelicaspongiidae Rigby, 1970, Stiodermatidae Finks, 1960 и Rossellidae Schulze, 1885. Сообщество губок обитало на рыхлом субстрате с среде с низким содержанием кислорода, вероятно – в зоне пикноклина, у границы с анаэробной зоной.

The research is dedicated to the study of siliceous sponges spicules from spiculites interlayers and lenses enclosed in lower tremadoc bituminous shales of the Leningrad region. The study describes the field characteristics of spiculite bodies in three sections of shale exposed on the Baltic-Ladoga glint, characterized 67 samples from different levels of each section. Spiculite samples were studied under a microscope in thin sections, using X-ray diffraction and scanning electron microscope (SEM). A significant part of the samples was destroyed by chemical disintegration, which made it possible to obtain hundreds of spicules of various preservation and their fragments. The spicules were manually selected from the destroyed rock under a binocular microscope. The morphology of the spicules was studied using a scanning electron microscope (SEM). At the final stage, the author compiled a paleontological description of the spicules and compared the discovered spicules with the already known ones of the Paleozoic sponges. As a result of the study, it was found that spiculites and their debris are composed of pseudomorphs of nanocrystalline α-quartz on aggregates of opal-C or opal-C/opal-ST. For the first time in the study history of bituminous shales, the real morphology of spicules from spiculites interlayers was established. The discovered spicules complex, which consists of 13 morphotypes, belongs only to hexactenelid sponges, but it is possible that protomonaxonids also take an insignificant part in it. The spicules of hexactinellids may formally belong to the family Protospongiidae Hide, 1887, but not to the genus Protospongia, as was considered by previous researchers. Some spicule assemblages can also be formally assigned to the families Pelicaspongiidae Rigby, 1970, Stiodermatidae Finks, 1960, and Rossellidae Schulze, 1885. The sponge community lived on a sedimentary substrate with a low oxygen content environment, probably in the pycnocline zone, near the border with the anaerobic zone.