Vendian paleosol of Gubakha (Perm region, Russia) as a new example of interaction of terrestrial biota and substrate at near-sea lowlands in late proterozoic

Abstract

The paper focuses on the preliminary description of the paleosol profile (microprofile) of Late Proterozoic (Vendian) age. The profile was found on the left bank of the Kosva River downstream of the Shirokovskoe water reservoir (Gubakha District of the Perm region). The upper part of this profile (genetic horizons of B and BC) is dissected by vertical tracks of desiccation. The lower part of the profile (siltstone of the horizon C) contains fossils of soft-bodied metazoan organisms including pinnate forms (Petalonamae), bilateral movable benthic forms (Proarticulata), medusoids and cyano-bacterial films. A model of organization of the studied facial and paleoecological loci is proposed. The paleosuccession is reconstructed on the basis of the sections studied and discussed. The matrix containing the paleosol profile formed in conditions of near-coast shallow-water basin. The siltstones of the matrix with the lumpy structure and small spherical concretions were exposed in aerial conditions, what influenced on structure of initial sediment from stratificated layer to lumpy soil matrix in a result of vertical cracking of the initial sandy-clayey matrix. After that, the conditions of shallow-water marine or lagoon basin came back, and the biota of soft-bodied organisms had developed there. Then, after shallowing of the basin, the deposited sediments exposed in aerial conditions again, perhaps in zone of wave dropping near the littoral. Presence of water let the bacterial-algal community to develop. Atmospheric agents together with insolation led to cracking of upper surface of the forming soil microprofile FPS-Sh1.

References

1.    Алексеева Т.В., Алексеев А.О. Первая находка палеопочвы доэйфельского возраста в Павловском карьере гранитов (Воронежская область) // Палеострат-2023. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН, Москва, 30 января – 1 февраля 2023 г. М., 2023. С. 11–12.
2.    Астафьева М.М., Герасименко Л.М., Гептнер А.Р. и др. Ископаемые бактерии и другие микроорганизмы в земных породах и астроматериалах. М., 2011. 172 с.
3.    Беккер Ю.Р. Первые палеонтологические находки в рифее Урала // Известия АН СССР. Сер. Геол. 1977. № 3. С. 90–100.
4.    Беккер Ю.Р. Metazoa из венда Урала // Вендская система. Т. 1. Историко-геологическое и палеонтологическое обоснование. Палеонтология / Отв. ред. Б.С. Соколов, А.Б. Ивановский). М., 1985. С. 107–111.
5.    Беккер Ю.Р. Древнейшая эдиакарская биота Урала // Известия АН СССР. Сер. Геол. 1992. № 6. С. 16–24.
6.    Беккер Ю.Р. Ихнофоссилии – новый палеонтологический объект в стратотипе позднего докембрия Урала // Литосфера. 2013. № 1. С. 52–80.
7.    Берг Л.С. Жизнь и почвообразование на докембрийских материках // Климат и жизнь. М., 1947. С. 325–334.
8.    Глесснер М. Древнейшие бесскелетные организмы // Природа. 1963. № 11. С. 72–78.
9.    Гниловская М.Б. Вендотениды – вендские Metaphyta // Вендская система. Т. 1. Историко-геологическое и палеонтологическое обоснование. Палеонтология / Отв. ред. Б.С. Соколов, А.Б. Ивановский. М., 1985. С. 117–125.
10.    Гражданкин Д.В., Маслов А.В., Мастилл Т.М.Р. и др. Беломорская биота эдиакарского типа на Среднем Урале // Докл. РАН. 2004. Т. 401, № 6. С. 784–788.
11.    Гражданкин Д.В., Наговицин К.Е., Маслов А.В. Миаохенская экологическая ассоциация позднего венда Восточно-Европейской платформы // Докл. РАН. 2007. Т. 417, № 1. С. 1–6.
12.    Иванцов А.Ю. Реконструкция Charniodiscus yorgensis (макробиота венда Белого моря) // Палеонтологический журнал. 2016. № 1. С. 3–13.
13.    Иванцов А.Ю., Гражданкин Д.В. Новый представитель петалонам из верхнего венда Архангельской области // Палеонтологический журнал. 1997. № 1. С. 3–18.
14.    Иноземцев С.А., Таргульян В.О. Верхнепермские палеопочвы: свойства, процессы, условия формирования. М., 2009. 188 с.
15.    Келлер Б.М., Федонкин М.А. Новые находки окаменелостей в валдайской серии докембрия по р. Сюзьме // Известия академии наук СССР. Сер. Геологическая. 1976. № 3. С. 38–44.
16.    Колесников А.В., Гражданкин Д.В., Маслов А.В. Арумбериеморфные текстуры в верхнем венде Урала // Докл. РАН. 2012. Т. 447, № 1. С. 66–72.
17.    Лапо А.В. Пророк в cвоем отечестве (к 120-летию со дня рождения А.Г. Вологдина) // Региональная геология и металлогения. 2016. № 65. С. 116–119.
18.    Макеев А.О. Экологическая роль палеопочв в геологической истории Земли // Почвы в биосфере и жизни человека. М., 2012. С. 183–283.
19.    Наугольных С.В. Широковское водохранилище (местонахождение вендских мягкотелых) // Геологические памятники Пермского края. Пермь, 2009. С. 146–196.
20.    Наугольных С.В. Растения первых наземных экосистем // Вестн. РАН. 2019. Т. 89, № 10. С. 1052–1061.
21.    Наугольных С.В., Наумкин Д.В. Новая мягкотелая биота из верхнего протерозоя (рифея) Урала и условия образования содержащих ее отложений // Горное эхо. 2024. № 4(97). С. 23–36.
22.    Панькова В.А. Отпечатки органов прикрепления типа Aspidella из чернокаменской свиты верхнего венда Среднего Урала // Палеострат-2024. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН. Тезисы докладов. М., 2024. С. 63.
23.    Панькова В.А., Паньков В.Н., Высоцкий Е.Н. и др. Новые данные о разрезе усть-сылвицкой свиты сылвицкой серии верхнего венда Среднего Урала на Широковском водохранилище (Пермский край) // Палеострат-2025. Годичное собрание (научная конференция) секции палеонтологии МОИП и Московского отделения Палеонтологического общества при РАН. Тезисы докладов. М., 2025. С. 57–58.
24.    Сергеев В.Н., Нолл Э.Х., Заварзин Г.А. Первые три миллиарда лет жизни: от прокариот к эвкариотам // Природа. 1996. № 6. С. 54–67.
25.    Сергеев В.Н., Нолл Э.Х., Колосова С.П. и др. Микрофоссилии из мезопротерозойской (среднерифейской) Дебенгдинской свиты Оленекского поднятия Северо-Восточной Сибири // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 1994. Т. 2, № 1. С. 23–38.
26.    Соколов Б.С. Вендский этап в истории Земли // Международный геологический конгресс. XXIX сессия. Доклады советских геологов. Палеонтология. М., 1972. С. 114–124.
27.    Соколов Б.С. Очерки становления венда. М., 1997. 156 c.
28.    Федонкин М.А. Следы многоклеточных из валдайской серии // Известия АН СССР. Сер. геол. 1976. № 4. С. 129–132.
29.    Федонкин М.А. Беломорская биота венда (докембрийская бесскелетная фауна севера Русской платформы). М., 1981. 100 с.
30.    Федонкин М.А. Холодная заря животной жизни // Природа. 2000. № 9. С. 3–11.
31.    Чистяков В.Г., Калмыкова Н.А., Несов Л.А. и др. О наличии вендских отложений в среднем течении р. Онеги и возможном существовании оболочников (Tunicata: Chordata) в докембрии // Вестн. Ленинградского университета. 1984. № 6. С. 11–19.
32.    Bandopadhyaya P.C., Eriksson P.G., Roberts R.J. A vertic paleosol at the Archean – Proterozoic contact from the Singhbhum – Orissa craton, eastern India // Precambrian Research. 2010. Vol. 177. P. 277–290.
33.    Grazhdankin D.V. The Ediacaran genus Inaria: a taphonomic/morphody namic analysis // Neues Jahrbuch fur Geologie und Palaontologie. 2000. Vol. 216. P. 1–34.
34.    Grazhdankin D., Gerdes G. Ediacaran microbial colonies // Lethaia. 2007. Vol. 40. P. 201–210.
35.    Grazhdankin D.V., Ivantsov A.Yu. Reconsruction of biotops of ancient Metazoa of the ate Vendian White Sea Biota // Paleontological Journal. 1996. Vol. 30, № 6. P. 674–678.
36.    Ivantsov A.Yu., Gritsenko V.P., Konstantinenko L.I. et al. Revision of the problematic Vendian macrofossil Beltanelliformis (=Beltanelloides, Nemiana) // Paleontological Journal. 2014. Vol. 48, № 13. P. 1423–1448.
37.    Ivantsov A.Yu., Zakrevskaya M.A., Nagovitsyn A.L. Morphology of integuments of the Precambrian animals, Proarticulata // Invertebrate Zoology. 2019. Vol. 16(1). P. 19–26.
38.    Kazmierczak J. Devonian and modern relatives of the Precambrian Eosphaera: possible significance for the early eukaryotes // Lethaia. 1976. Vol. 9. P. 39–50.
39.    Kumar S., Pandey S.K. Arumberia and associated fossils from the Neoproterozoic Maihar sandstone, Vindhyan Supergroup, Central Imdia // Jourrnal of Palaeontological Society of India. 2008. Vol. 53(1). P. 83–97.
40.    Kumar S., Pandey S.K. Note on the occurrence of Arumberia banksi and associated fossils from the Jodhpur Sandstone, Marwar Supergroup, Western Rajasthan // J. of the Palaeontological Society of India. 2009. Vol. 54(2). P. 171–178.
41.    Martin M.W., Grazhdankin DV., Bowring S.A. et al. Age of Neoproterozoic Bilaterian body and trace fossils. White Sea, Russia: implications for Metazoan evolution // Science. 2000. Vol. 288. P. 841–845.
42.    Naugolnykh S.V. Piterophyton gen. nov., a new genus of archaic land plants from the Upper Ordovician deposits of the European part of Russia // Wulfenia. Mitteilungen des Kärntner Botanikzentrums Klagenfurt. 2022. Vol. 29. P. 115–130.
43.    Naugolnykh S.V. Evidence of soil-forming processes in the early Proterozoic by the example of Livvian deposits (Karelia) // Eurasian Soil Science. 2024a. Vol. 57, № 1. P. 21–29.
44.    Naugolnykh S.V. Kuedinskie Kluchiki, a Unique Middle Permian Biota Locality as a Key-point for Reconstruction of Late Paleozoic Terrestrial Ecosystems of the Urals, Russia // Acta Geologica Sinica (English Edition). 2024b. Vol. 98(4). P. 850–866.
45.    Retallack G.J. Fossil Soils: indicators of ancient terrestrial environments // Paleobotany, Paleoecology and Evolution. New York, 1981. P. 55–102.
46.    Retallack G.J. The fossil record of soil // Paleosols, Their Recognition and Interpretation. New Jersey, 1986. P. 1–44.
47.    Retallack G.J. Field recognition of paleosols // Geol. Soc. Am. 1988. Vol. 216. P. 1–7.
48.    Retallack G.J. The environmental factor approach to the interpretation of paleosols // Factors of Soil Formation: a Fiftieth Anniversary Retrospective. SSSA Special Publication. 1994. Vol. 33. P. 31–64.
49.    Sergeev V.N., Sharma M., Shukla Y. Mesoproterozoic silicified mictobiotas of Rusia and India – characteristics and contrasts // The Palaeobotanist. 2008. Vol. 57. P. 323–358.
50.    Vidal G., Palacios T., Gamez-Vintaned J.A. et al. Neoproterozoic – early Cambrian geology and palaeontology of Iberia // Geological Magazine. 1994. Vol. 131(6). P. 729–765.
51.    Waggoner B. Biogeographic analyses of the Ediacara biota: a conflict with paleotectonic reconstructions // Paleobiology. 1999. Vol. 25. P. 440–458.
52.    Wang X., Pang K., Chen Z. et al. The Ediaacaran frondose fossil Arborea from the Shibantan limestone of South China // Journal of Paleontology. 2020. Vol. 94(6). P. 1034–1050.