1. Непосредственный фактический материал тафономии

1. Детальное исследование местонахождений

Работы по детальному исследованию местонахождений должны предусматривать одновременное вскрытие значительных площадей костеносных слоев, т. е. являться большими раскопками. Одновременное вскрытие больших участков с последующей постепенной разработкой пласта вглубь производится попутно с геолого-петрографическим изучением вмещающей толщи, с особенно детальной характеристикой кровли и почвы местонахождения. Вмещающие органические остатки породы местонахождения подвергаются тщательному минералогическому исследованию и химическим анализам для выяснения их генезиса и различия в генезисе от вмещающих пород местонахождения. Необходимо применение современных методов споро-пыльцевого и диатомового анализов для характеристики пород местонахождения и особенно костеносных пластов.

Разработка содержащего остатки пласта происходит при обязательном условии выполнения следующих исследований:

а) Тщательное фиксирование расположения органических остатков друг относительно друга внутри пласта, относительно плоскостей напластования, косой слоистости, галек и других заметных минералогических фракций. Составление биостратономических диаграмм. Составление литологической карты костеносного пласта, с показом расположения отдельных линз или полос различающихся литологически пород.

б) Наблюдения над характером фоссилизации органических остатков. Состояние поверхности костей. Фиксирование различий в характере фоссилизации в различных участках пласта по площади и в глубину по стратиграфической вертикали. Необходимо обращать особое внимание на то, что фоссилизация в различных частях одного и того же скелета часто бывает различной. Наблюдения над состоянием поверхности костей и связи характера фоссилизации с различными литологическими участками костеносного пласта. Особенно важны наблюдения над состоянием органических остатков на нижней и верхней границах костеносного пласта, почвы и кровли местонахождения. Детальное петрографическое исследование фоссилизованных остатков. Рентгеноскопические, спектрографические и химические анализы остатков для определения остаточного органического вещества и точного минерального состава, а также анализы содержания редких элементов, определяющих химическую специфику древних форм, связанные с химическими анализами вмещающих пород. Детальные микроскопические исследования сохранившихся гистологических структур, изучение поверхности костей в отраженном и ультрафиолетовом свете для установления сохранности наружных тканей и характера их повреждения. Наблюдения над деформацией органических остатков, пространственной ориентировкой и размахом деформационных смещений.

в) Наблюдения над органическими остатками как тяжелыми фракциями вмещающих пород. Выяснение характера окатывания, подсчет процента окатанных фрагментов по отношению к цельным. В конгломератовых отложениях — изучение галек конгломератов, объемный анализ, петрографическое определение слагающих гальки пород. В случаях наличия галек разной твердости (кварц, известняк) вычисление дальности переноса. Минералогическая характеристика прочих тяжелых фракций костеносного пласта.

г) Подсчет всех захороненных остатков относительно массы костеносного пласта. Вычисление среднего процента содержания остатков. Определение общей распространенности костеносного пласта, оконтуривание границ, подсчет с возможной степенью точности площади всего местонахождения и объема костеносной породы для определения запасов костеносного пласта. В случае больших пространственных размеров костеносного пласта закладка дополнительных площадок или шурфов в разных участках пласта с вышеуказанной совокупностью наблюдений для выяснения изменений пласта и органических остатков в том или другом направлении.

д) Наблюдения над следами животных, их копролитами, кладками яиц и т. д. Выяснение соотношения следов жизни со следами геологических и климатических явлений на поверхности напластования слоев — знаками ряби, трещинами усыхания, отпечатками капель и т. д.

Совокупность перечисленных наблюдений дает возможность анализа основных генетических факторов местонахождения — характера тафоценоза, дальности переноса и направления его, степени близости к области сноса, скорости седиментации, захоронения и фоссилизации, характера ориктоценоза, степени уплотнения осадков, основных условий обстановки седиментации. При разборке костеносного пласта необходимо соблюдать большую тщательность в наблюдениях, чтобы не пропустить зачастую крайне важных мелких остатков молодых особей, обломков необычайных «экзотических» форм и т. д.

Добытый из местонахождения палеонтологический материал является предметом следующего раздела работ.

2. Наблюдения над палеонтологическими материалами со специально тафономической точки зрения

Предлагаемые наблюдения обычно не практикуются в повседневной палеонтологической работе, так как требуют более или менее точных численных характеристик, возможных лишь при тщательно поставленном учете во время раскопок.

а) Подсчет численности особей по видовому составу фауны. Этот подсчет должен производиться с учетом фрагментарного материала, зачастую оставляемого без внимания при раскопках и при камеральной работе.

б) Числовые характеристики особей по преобладающим или сходным типам адаптаций. Особое выделение «экзотических» форм с адаптациями чуждого характера, из удаленных от обстановки седиментаций ареалов обитания.

в) Подсчет численности особей по возрастным категориям или, за трудностью выделения таковых, по средним типовым размерам особей.

г) Палеопатологические наблюдения над скелетными остатками. Установление болезненных изменений костей и их повреждений при жизни индивидов. Наблюдения над посмертным повреждением костей, переломами при захоронении в водных потоках, изучение следов зубов хищников на костях. Поиски признаков массовых эпизоотических заболеваний для выяснения возможных причин массовой гибели животных.

Исследования этого раздела дают основную характеристику состава фауны по преобладанию отдельных адаптаций и возрастных категорий, что очень важно для восстановления характера первичного танатоценоза. Наблюдения над патологическими изменениями костей дают понятие о характере заболеваний и жизнестойкости древних форм. Посмертные повреждения костей выясняют возможные сроки пребывания остатков фауны в танатоценозе до захоронения и по характеру фоссилизации дают возможность распознавать кости, пробывшие разные сроки на субаэральной поверхности до захоронения. Так, большое число посмертных переломов, вызванных потоками, свидетельствует о костях, долгое время пробывших на субаэральной поверхности, потерявших значительную часть коллагена и поэтому ставших хрупкими еще до захоронения. Следы зубов на костях позволяют, в случае явственного заживления костной ткани, судить о врагах, нападавших на данную форму, а посмертные следы — о хищниках, поедавших падаль или умерщвлявших животное, даже если эти хищные формы отсутствуют в захоронении. Попытки установления массовых эпизоотических заболеваний чрезвычайно трудны, но в отдельных благоприятных случаях могут привести к интересным результатам. Так, например, в обширных местонахождениях эотриасовых стегоцефалов Benthosuchus на северо-востоке Европейской части СССР встречаются в огромном количестве остатки особей одного вида, преимущественно одного «среднего» возраста. Изучение микроструктуры зубов этих стегоцефалов показало присутствие в полости пульпы особых шариков дентина, так называемых дентиклей. Подобные образования характерны для зубов животного, больного резким авитаминозом или вообще находящегося в условиях крайне недостаточного питания. Присутствие совершенно сходных шариков — дентиклей в полостях зубов Benthosuchus можно считать указанием на какой-то массовый недостаток пищи или авитаминоз, возможно послуживший одним из факторов массовой гибели животных. Во всяком случае недостаток пищи для этих питавшихся рыбой животных, при массовом скоплении особей во время большого наводнения, на что указывает строение местонахождений, вполне вероятен. Приведенный пример говорит о возможных путях исследования эпизоотических заболеваний в крупных, массовых местонахождениях наземных позвоночных.

Заключительным разделом работ по изучению местонахождений является следующий.

3. Литолеймономическое изучение ультрафаций, вмещающих группы местонахождений; региональные геологические наблюдения над вскрытием и деструкцией местонахождений

Большие участки древних ультрафаций содержат целые группы отдельных местонахождений, зачастую генетически разнородных. После детального изучения отдельных местонахождений полученный материал служит для характеристики данной ультрафации в целом. Большой комплекс континентальных осадков изучается как целое, в совокупности создавших его процессов, для реконструкции общих условий древней обстановки крупной седиментации. Сюда относятся следующие работы:

а) Наблюдения над распределением отдельных местонахождений внутри ультра фации, связь с внутри формационными перемывами и отраженными в породах эпейрогеническими движениями. Наблюдения над периодическими изменениями характера седиментации (чередование слоев по стратиграфической вертикали) и пространственными изменениями осадков (смена отдельных линз и полос по горизонтальной плоскости).

б) Подсчеты сравнительных объемов осадков, вмещающих органические остатки местонахождений и «мертвых» участков между местонахождениями. Общий сравнительный подсчет массы осадков данной ультрафации и массы осадков, содержащих остатки фауны и флоры. Геологически возможные запасы костеносных пластов.

в) Наблюдения над эрозией ультрафаций, частотой вскрытия местонахождений и установления соотношения между количеством вскрытых и геологически возможных местонахождений в зависимости от общей структуры ультрафации и глубины эрозионного среза. Наблюдение над скоростью денудации ультрафаций и быстротой разрушения местонахождений в зависимости от тектонических процессов и от физико-географической обстановки места размыва. Определение размеров деструкции в определенные промежутки времени. Наблюдения над вторичными процессами выщелачивания и метасоматоза местонахождений, наблюдения над скоростью разрушения и судьбой фоссилизованных остатков при размыве местонахождений. Наблюдения над судьбой переотложенных и вновь захороненных фоссилизованных остатков.

Совокупность литолеймономических работ дает нам в руки значительно более широкие материалы по обстановкам седиментации и обитания древних наземных фаун и флор, а также основные данные по вероятной длительности существования местонахождений во времени. Подсчеты и вычисления этого раздела работ, несмотря на возможность значительных ошибок, дадут общую характеристику количества захороненной фауны, а в случаях весьма детального исследования ультрафаций в районах горных работ (рудники, буровые скважины, геофизические характеристики), могут дать количественную характеристику фауны, захороненной в единицу геологического времени. Подобные материалы чрезвычайно важны для создания представления о неполноте геологической летописи, а также для научно-обоснованных прогнозов и поисков новых местонахождений и новых форм.

* * *

Совокупностью перечисленных выше работ в общих чертах исчерпывается содержание непосредственных исследований местонахождений наземной флоры и фауны. Совершенно очевидно, что многие факторы и наблюдения, добытые при изучении местонахождений, не могут быть объяснены и применены в палеонтологии без сравнения с аналогичными явлениями современности. Это и определяет второе главное направление работ.