Ò. Â. Ëèòâèíîâà
Ãåîëîãè÷åñêèé èíñòèòóò ÐÀÍ, Ìîñêâà, Ðîññèÿ
ðîì äî 200—220 ìê, âêëþ÷àþùàÿ ìíîæåñòâîì îäè-íàêîâûõ ñôåðîèäíûõ ìèêðî÷àñòèö, âíóòðåííåå ñòðî-åíèå êîòîðûõ âûäåëÿåòñÿ áëàãîäàðÿ òîí÷àéøèì êîí-òóðàì, ñëîæåííûì êàðáîíàòîì. Òàêèå ïåëëåòû íàïî-ìèíàþò ïî âíåøíåìó âèäó ïàëìåëëîèäíûå êîëîíèè êîêêîèäíûõ ìèêðîôîññèëèé.
Î÷åâèäíî, ÷òî öèàíî-áàêòåðèàëüíîå ñîîáùåñòâî ïðåäñòàâëÿëî ñîáîé ñëîæíóþ ñèñòåìó âçàèìîäåéñòâèÿ ðàçëè÷íûõ áàêòåðèé, ïðè÷åì ôîñôàòû îáåñïå÷èâàëè ýíåðãîäàþùèå è ýíåðãîîáåðåãàþùèå ïðîöåññû â áàê-òåðèàëüíûõ ìàòàõ [7]. Ôîñôîð íå òîëüêî ñïîñîáñòâî-âàë ðàñöâåòó áèîñà, íî è ÿâèëñÿ ïðàêòè÷åñêè íåîáõî-äèìûì óñëîâèåì äëÿ æèçíåäåÿòåëüíîñòè ìèêðîáèàëü-íî-âîäîðîñëåâîé êîëîíèè.  àýðîáíîé ñòàäèè áàêòå-ðèè îñóùåñòâëÿëè íàêîïëåíèå ôîñôàòà, à â àíàýðîá-íîé ïðîèñõîäèëî åãî âûñâîáîæäåíèå ïóòåì ãèäðîëè-çà âíóòðåêëåòî÷íûõ ïîëèôîñôàòîâ ñ ïîãëàùåíèåì ãëþêîçû, ïðè ýòîì áàêòåðèè ïîëó÷àëè ýíåðãèþ äëÿ ïåðåðàáîòêè ðàíåå âûäåëåííîãî ôîñôàòà. Íàñûùåí-íîñòü âîä ïàëåîâîäîåìà ðàçíîîáðàçíûìè ìèêðîîðãà-íèçìàìè îïðåäåëÿëà ñóùåñòâåííóþ ðîëü áàêòåðèàëü-íîé äåÿòåëüíîñòè, ñîïðîâîæäàâøåé ïðîöåññû ëèòè-ôèêàöèè îòëîæåíèé. Ýòî óêàçûâàåò íà îòñóòñòâèå â ôîñôàòíûõ ìîðÿõ áåçæèçíåííûõ ãëóáèííûõ ãîðèçîí-òîâ, ÷òî âîîáùå õàðàêòåðíî äëÿ ïàëåîâîäîåìîâ âåíä-ñêî-êåìáðèéñêîãî âðåìåíè [8].
Îäíàêî äàëüíåéøåå âîçðàñòàíèå êîíöåíòðàöèè ôîñôîðà ïðèâîäèëî ê ãèáåëè ïëàíêòîíà, àêòèâèçèðî-âàëî ìåõàíèçì ïðåöèïèòàöèè è ïðèíèìàëî ó÷àñòèå â ôîðìèðîâàíèè ìèêðî÷àñòèö áèîñåäèìåíòàöèîííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Òîí÷àéøàÿ äèôôåðåíöèàöèÿ îêñèäîâ êðåìíèÿ, êàëüöèÿ è ôîñôîðà â ïåëëåòàõ è ïîñòîÿíñòâî èõ ñîñòàâà ãîâîðÿò î ïðàêòè÷åñêè ìãíîâåííîé ïîñìåð-òíîé ôîññèëèçàöèè öèàíîáàêòåðèé, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè [6]. Ïðîöåññ ôîòîñèí-òåçà îðãàíèçìîâ ñïîñîáñòâîâàë ñóùåñòâåííîìó ïîâû-øåíèþ ñîäåðæàíèÿ êèñëîðîäà â âåðõíèõ ñëîÿõ ìàòà è îäíîâðåìåííî åãî èñ÷åçíîâåíèþ è ðàçâèòèþ ñåðîâî-äîðîäíîãî çàðàæåíèÿ â åãî âíóòðåííåé ÷àñòè [9]. Ñî-çäàâàëàñü ïðèäîííàÿ àíîêñè÷åñêàÿ îáñòàíîâêà, ÷òî ïðèâîäèëî ê íàðóøåíèþ êàðáîíàòíî-áèêàðáîíàòíîãî ðàâíîâåñèÿ è âîçíèêíîâåíèþ ùåëî÷íîãî áàðüåðà. Ïðè ðîñòå êóëüòóðû çíà÷åíèå ðÍ â çîíå ôîòîñèíòåçà âîç-ðàñòàëî äî 9—9,6, à íèæå 1-ìì çîíû ïàäàëî äî 7, îä-íàêî âî âíóòðåííåé ÷àñòè öèàíîáàêòåðèé ðÍ íå ìåíÿ-ëîñü [9]. Âîçíèêíîâåíèå ãåîõèìè÷åñêîãî áàðüåðà âåëî ê îñàæäåíèþ èëîâ, ïðè÷åì î÷åíü íèçêàÿ ïðîíèöàå-ìîñòü ìàòîâ íå äîïóñêàëà ðàçáàâëåíèÿ âåùåñòâà. Ñóäÿ ïî ñïëîøíîìó ìèíåðàëüíîìó ÷åõëó öèàíîáàêòåðèé è îäíîâðåìåííî ÷àñòîìó íåïðîíèêíîâåíèþ ôîñôîðà âî âíóòðåííþþ ÷àñòü êëåòêè, åãî êîíöåíòðàöèÿ â âîäå ìîãëà ñîñòàâëÿòü îêîëî 36 ìã/ë, ÷òî ñëåäóåò èç ýêñïå-ðèìåíòàëüíûõ äàííûõ [6].
Ïåðèîäè÷åñêè îñóùåñòâëÿëîñü àíàýðîáíîå
ïîñò-ìîðòàëüíîå ðàçëîæåíèå íåêðîìàññû, ïðè ýòîì êîíöåí-òðàöèÿ ôîñôîðà íà ãðàíèöå âîäà — îñàäîê ñóùåñòâåí-íî âîçðàñòàëà. Ýòî âëåêëî çà ñîáîé îòëîæåíèå ôîñ-ôàòíûõ èëîâ, ïðåîáðàçîâàâøèõñÿ âïîñëåäñòâèè â òîí-êèå ïðîñëîéêè è ïðèìàçêè ïåëèòîìîðôíîãî ôîñôàòà,
÷àñòî íàáëþäàåìûå â øëèôàõ. Ïðèäîííàÿ àíîêñè÷åñ-êàÿ îáñòàíîâêà ìîãëà ïåðèîäè÷åñêè âîçíèêàòü â ðàç-ëè÷íûõ ÷àñòÿõ ìåëêîâîäíûõ âîäîåìîâ.
Òàêèì îáðàçîì, ïëàñòîâûé ìèêðîçåðíèñòûé òèï ôîñôîðèòîâ ñëîæåí ôîñôàòíûìè ïåëëåòàìè, ïðåäñòàâ-ëÿþùèìè ñîáîé â ïðîøëîì êîëîíèþ ñëîæíî ôóíêöèî-íèðóþùèõ áàêòåðèàëüíî-âîäîðîñëåâûõ îðãàíèçìîâ, îáèòàâøèõ â ìåëêîâîäíûõ ìîðÿõ ëàãóííîãî èëè ïîëó-ëàãóííîãî òèïà è ñûãðàâøèõ îïðåäåëÿþùóþ ðîëü â ôîðìèðîâàíèè ìèêðîçîíàëüíîé ñòðóêòóðû ïîðîäû, ÷òî õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñî âñåì êîìïëåêñîì ëèòîëîãè÷åñ-êèõ, ïàëåîãåîãðàôè÷åñêèõ è ïàëåîíòîëîãè÷åñêèõ äàí-íûõ ïî ôîñôàòîíîñíûì áàññåéíàì ðàííåãî êåìáðèÿ.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ãðàíòîâ ÐÔÔÈ ¹05-05-65290 è Ïðèîðèòåòíîé ïðî-ãðàììû Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ ¹ 18.
Ëèòåðàòóðà
1. Øêîëüíèê Ý. Ë è äð. ÐÎÑ ÀÍ. Ïðèðîäà ôîñôàòíûõ çåðåí è ôîñôîðèòîâ êðóïíåéøèõ áàññåéíîâ ìèðà. Âëàäèâî-ñòîê.: Äàëüíàóêà, 1999. 206 ñ.
2. Õîëîäîâ Â. Í., Ïàóëü Ð. Ê. Ôàöèè è ãåíåçèñ ôîñôîðè-òîâ Êàðàòàó // Ëèòîëîãèÿ è ïîëåç. èñêîïàåìûå, 1999. ¹ 4.
Ñ. 350—367; ¹ 5. Ñ. 503—517.
3. Ëèòâèíîâà Ò. Â. Áèîõèìè÷åñêèå àñïåêòû îáðàçîâàíèÿ äðåâíèõ ôîñôîðèòîâ // IV Ìåæäóíàðîäíàÿ êîíôåðåíöèÿ
“Íîâûå èäåè â íàóêàõ î çåìëå”, 1999. Ò. 1. Ñ. 255.
4. Ëèòâèíîâà Ò. Â. Ãåíåçèñ ìèêðîçåðíèñòûõ ôîñôîðè-òîâ // ÄÀÍ, 2005. Ò. 404. ¹ 2. Ñ. 220—224.
5. Ëèòâèíîâà Ò. Â. Ñîñòàâ, ìîðôîëîãèÿ è ïðîèñõîæäå-íèå ôîñôàòíûõ ïåëëåò (íà ïðèìåðå ôîñôîðèòîâ Ìàëîãî Êàðàòàó).
6. Ãåðàñèìåíêî Ë. Ì., Óøàòèíñêàÿ Ã. Ò. Ýêñïåðåìåíòû ïî ôîññèëèçàöèè. Ôîñôàòèçàöèÿ. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòî-ëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ, 2002. Ñ. 59—66.
7. Ìèíî Ò. Ñåëåêöèÿ ïîëèôîñôàò-àêêóìóëèðóþùèõ áàê-òåðèé äëÿ óñîâåðøåíñòâîâàííîãî áèîëîãè÷åñêîãî óäàëåíèÿ ôîñôàòà â àêòèâèçèðîâàííûõ èëàõ ïðè òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññàõ î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä // Áèîõèìèÿ, 2000. Ò. 65.
Âûï. 3. Ñ. 405—413.
8. Ðîçàíîâ À. Þ. Èñêîïàåìûå áàêòåðèè, ñåäèìåíòîãåíåç è ðàííèå ñòàäèè ýâîëþöèè áèîñôåðû // Ïàëåîíòîëîãè÷åñêèé æóðíàë, 2003. ¹ 6. Ñ. 41—49.
9. Ãåðàñèìåíêî Ë. Ì., Çàâàðçèí Ã. À., Ðîçàíîâ À. Þ. è äð.
Ðîëü öèàíîáàêòåðèé â îáðàçîâàíèè ôîñôàòíûõ ìèíåðàëîâ //
Îáùàÿ áèîëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ, 1999. Ò. 60. ¹ 4. Ñ. 415—
430.
Ñòðîìàòîëèòû — ýòî ïðèêðåïëåííûå êî äíó îðãà-íîãåííî–ñåäèìåíòàöèîííûå ïîñòðîéêè, âîçíèêøèå â ðåçóëüòàòå ñëîæíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ æèçíåäåÿòåëüíî-ñòè ñîîáùåñòâ ñèíåçåëåíûõ âîäîðîñëåé è áàêòåðèé, ñîïðîâîæäàåìîãî ïðîöåññàìè îñàäêîíàêîïëåíèÿ [1, 2 è äð.].  ðåçóëüòàòå âîçíèêëè îáðàçîâàíèÿ, êîòîðûå ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ïà÷êè òîíêèõ ñëîåâ, íàðàñòàþùèõ äðóã íà äðóãà, ÷àñòî ñêîðëóïîâàòûõ è êîíöåíòðè÷åñ-êè-ñëîèñòûõ, ñëîæåííûõ ïðåèìóùåñòâåííî êàðáîíàò-íûìè ïîðîäàìè (èçâåñòíÿêàìè è äîëîìèòàìè). Öåëüþ ðàáîòû ÿâèëîñü èçó÷åíèå ãåíåçèñà ñëîèñòîñòè ýòèõ îáðàçîâàíèé ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà.
Íàìè áûë èñïîëüçîâàí ìàòåðèàë, ñîáðàííûé â Ñ. Ïðè-àíàáàðüå, â ðàçðåçå áåçûìÿííîãî ðó÷üÿ ðåêè Ôîìè÷, â 12 êì âûøå óñòüÿ ðó÷. Øèðîêèé. Çäåñü îáíàæàþòñÿ ïîðîäû íèæíåêîòóéêàíñêîé ïîäñâèòû (R1) ñëîæåííûå êðàñíîöâåòíûìè äîëîìèòàìè è èçâåñòíÿêàìè ñ áèî-ãåðìàìè ñòðîìàòîëèòîâ (ñì. ðèñóíîê, à) ìîùíîñòüþ äî 200—250 ì. Èõ ïðîòÿæåííîñòü îêîëî 3 êì è îíè âêëþ÷àþò ïëàñòîâûå, æåëâàêîâûå è ñòîëá÷àòûå ñòðî-ìàòîëèòû, îòìå÷àåòñÿ ïîñòåïåííûé ïåðåõîä îäíèõ
ÑÒÐÎÌÀÒÎËÈÒÎÂÛÅ ÏÎÑÒÐÎÉÊÈ ÊÀÊ ÐÅÇÓËÜÒÀÒ ÂÇÀÈÌÎÄÅÉÑÒÂÈß ÁÈÎÖÅÍÎÇÀ È ÌÈÍÅÐÀËÎÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß
Ò. Â. Ëèòâèíîâà
Ãåîëîãè÷åñêèé èíñòèòóò ÐÀÍ, Ìîñêâà, Ðîññèÿ
òèïîâ ïîñòðîåê â äðóãèå. Ñòîëá÷àòûå ñòðîìàòîëèòû ïðåäñòàâëåíû ïðåèìóùåñòâåííî êîëîíåëëàìè, ðåæå — êîíîôèòîíàìè.
Èçó÷åíèå ñòðîìàòîëèòîâ ñ ïîìîùüþ ýëåêòðîííî-ãî ìèêðîñêîïà ïîêàçàëî, ÷òî îíè ñëîæåíû èçâåñòíÿ-êîì. Ñëîèñòîñòü ñòðîìàòîëèòîâûõ ïîñòðîåê, ïðåäñòàâ-ëåííàÿ â ïîðîäå ïðåèìóùåñòâåííî ÷åðåäîâàíèåì äâóõ ñëîåâ ðàçíîé îêðàñêè (ñì. ðèñóíîê, á), ñâÿçàíà ñ ïîïå-ðåìåííûì ôîðìèðîâàíèåì îðãàíîãåííîãî è ìèíåðàëü-íîãî ñëîåâ.  èçó÷åííûõ îáðàçöàõ îíà âîçíèêàåò â ðå-çóëüòàòå ðàñïðåäåëåíèÿ ïåðåêðèñòàëëèçîâàííûõ íèòå-âèäíûõ ÷àñòèö (ñì. ðèñóíîê, â) ëèáî îáåñïå÷èâàåòñÿ ñêîïëåíèåì (ñì. ðèñóíîê, ã) ìåëü÷àéøèõ îêðóãëûõ îá-ðàçîâàíèé (ñì. ðèñóíîê, ä), ñëîæåííûõ äîëîìèòàìè èëè êðåìíåçåìîì. Ïðè ïîñòóïëåíèè îñàäî÷íîãî ìàòå-ðèàëà öèàíîáàêòåðèè ïðîíèêàþò ìåæäó ÷àñòè÷êàìè îñàäêà è ïðîäâèãàþòñÿ, êàê ïîêàçàëè ðåçóëüòàòû ëà-áîðàòîðíîãî ìîäåëèðîâàíèÿ [3], â ñòîðîíó ñâåòà, òî åñòü íà ïîâåðõíîñòü ìèíåðàëüíîãî ñëîÿ. Ýòî ïðèâî-äèò ê îáðàçîâàíèþ ñëîæíî ôóíêöèîíèðóþùåé êîëî-íèè öèàíîáàêòåðèé, ïðåäñòàâëÿþùåé ñîáîé òîíêóþ
áèîïëåíêó. Âïîñëåäñòâèè âîçíèêàåò îðãàíîãåííûé ñëîé, êîòîðûé çàõîðàíèâàåòñÿ ïîä î÷åðåäíîé ïîðöè-åé îñàäêà, ïîñòóïàþùåãî â ìåëêîâîäíûé áàññïîðöè-åéí. Ïðè ýòîì îðãàíèçìû âåäóò ñåáÿ ïî-ðàçíîìó: ñòàðûå è ñëà-áûå ïîãèáàþò, íî áîëåå ïîäâèæíûå ìîëîäûå öèàíî-áàêòåðèè èíòåíñèâíî ïðîäâèãàþòñÿ ê ñâåòó [3], íåîá-õîäèìîìó èì äëÿ ôîòîñèíòåçà. Îäíàêî è èç ýòèõ îðãà-íèçìîâ íå âñå äîáèðàþòñÿ äî ïîâåðõíîñòè, îñîáåííî â ïåðèîäû ïîñòóïëåíèÿ ñëèøêîì áîëüøîé ïîðöèè
êàð-áîíàòíîãî îñàäêà. ×àñòü èç íèõ ïîãèáàåò “ïî äîðîãå ê ñâåòó”, â ðåçóëüòàòå ÷åãî â ìèíåðàëüíîì ñëîå ñîõðà-íÿþòñÿ (ñì. ðèñóíîê, å—ê) íèòåâèäíûå îáðàçîâàíèÿ áîëåå ñëîæíîãî õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà (ñì. òàáëèöó),
÷åì âìåùàþùàÿ èõ ïîðîäà.
Ìèêðîîðãàíèçìû, äîñòèãøèå ïîâåðõíîñòè öèàíî-áàêòåðèàëüíîãî ìàòà, ðàñòóò, ðàçìíîæàþòñÿ è ñîçäà-þò íîâóþ êîëîíèþ, ïðåäñòàâëÿþùóþ ñîáîé òîíêóþ áàêòåðèàëüíóþ ïëåíêó èç òåñíî ïåðåïëåòàþùèõñÿ
áàê-Ñîäåðæàíèå îêèñëîâ â íèòåâèäíûõ ÷àñòèöàõ (%)
òåðèé è âîäîðîñëåé, ïðîöâåòàþùèõ äî ñëåäóþùåãî èíòåíñèâíîãî ïîñòóïëåíèÿ ìèíåðàëüíîãî îñàäêà. Ãåî-õèìè÷åñêè àêòèâíîå îðãàíè÷åñêîå âåùåñòâî ñïîñîá-ñòâóåò ìèãðàöèè ìèêðîýëåìåíòîâ, ïîýòîìó íèòåâèä-íûå ÷àñòèöû íå îòëè÷àþòñÿ ïî ñîñòàâó â ýòîì ñëîå îò âìåùàþùèõ èõ èçâåñòíÿêîâ. Ïîçäíåéøèå ïðîöåññû ïåðåêðèñòàëëèçàöèè ïîðîäû èçìåíÿþò èõ, âîçíèêàåò âîëîêíèñòàÿ ìèêðîñòðóêòóðà (ñì. ðèñóíîê, â).
Ñòðîìàòîëèòîâûé ðèô ïðåäñòàâëÿë ñîáîé ñëîæíóþ ýêîñèñòåìó, ôîðìèðîâàâøóþñÿ â óñëîâèÿõ ìåëêîâîä-íîãî áàññåéíà. Ïðè ýòîì ðàçâèòèå áàêòåðèàëüíûõ ïëå-íîê ñîïðîâîæäàëîñü íå òîëüêî âûñîêèì ñîäåðæàíèåì â âîäå ðàñòâîðåííûõ ñîëåé êàëüöèÿ, íî è ïðèñóòñòâèåì äðóãèõ ñîëåé, íà ÷òî óêàçûâàåò íàëè÷èå Ê, Na, Cl â íå-êîòîðûõ îêðóãëûõ è âî âñåõ íèò÷àòûõ ÷àñòèöàõ (ñì. òàá-ëèöó).  èçó÷åííûõ îáðàçöàõ îðãàíè÷åñêèå ñëîè ìîãóò áûòü ïðåäñòàâëåíû: 1) òåñíî ñãðóæåííûìè ïåðåêðèñ-òàëëèçîâàííûìè íèòåâèäíûìè ÷àñòèöàìè, ñëîæåííû-ìè èçâåñòíÿêîì ñ ïîâûøåííîì ñîäåðæàíèåì ìàãíèÿ (ñì. ðèñóíîê, â); 2) ñêîïëåíèåì áîëüøîãî êîëè÷åñòâà îêðóãëûõ îáðàçîâàíèé (ñì. ðèñóíîê, ã), ñëîæåííûõ äî-ëîìèòîì ëèáî êðåìíåçåìîì (ñì. ðèñóíîê, ä); 3)
ïåðå-êðèñòàëëèçîâàííûìè íèòåâèäíûìè è îêðóãëûìè îáðà-çîâàíèÿìè. Êàæäûé èç îðãàíè÷åñêèõ ñëîéêîâ â ïðî-øëîì ïðåäñòàâëÿë ñîáîé áàêòåðèàëüíóþ ïëåíêó,
âêëþ-÷àþùóþ ðàçëè÷íûå îðãàíèçìû, ïðèñïîñàáëèâàþùèå-ñÿ ê èçìåí÷èâûì âíåøíèì óñëîâèÿì. Èõ âçàèìîäåé-ñòâèå è îáåñïå÷èâàëî óñòîé÷èâîñòü âñåé ýêîñèñòåìû íà ïðîòÿæåíèè äëèòåëüíûõ ïåðèîäîâ âðåìåíè, à èíäèâè-äóàëüíîñòü êàæäîãî áèîöåíîçà ñîçäàëà äîñòàòî÷íî èç-ìåí÷èâóþ ìèêðîñòðóêòóðó ñòðîìàòîëèòîâ â ïðåäåëàõ îòíîñèòåëüíî âûäåðæàííîé òåêñòóðû. Îðãàíè÷åñêèå ñëîéêè ðàçäåëåíû ìèíåðàëüíûìè, ñëîæåííûìè èçâåñ-òíÿêîì ñ îòäåëüíûìè íèòåâèäíûìè îáðàçîâàíèÿìè,
÷àñòè÷íî èëè ïîëíîñòüþ ñîõðàíèâøèìè ñâîé ïåðâè÷-íûé ñîñòàâ áëàãîäàðÿ ãåîõèìè÷åñêîé ïàññèâíîñòè ìè-íåðàëüíîãî ñëîÿ. Ìèêðîçîíàëüíîñòü ïîðîäû âûðàæå-íà ÷åðåäîâàíèåì ìèíåðàëüíûõ è îðãàíè÷åñêèõ ñëîé-êîâ íåîäèíàñëîé-êîâîé òîëùèíû, ÷òî è îïðåäåëÿëî â äàëü-íåéøåì ñòðóêòóðó ñòðîìàòîëèòîâ. Áîëåå ïîçäíèå ïðî-öåññû ïåðåêðèñòàëëèçàöèè è ìåòàìîðôèçìà ñóùåñòâåí-íî èçìåíèëè äîêåìáðèéñêèå ïîðîäû, îáúåäèíèâ â åäè-íîå öåëîå áèîòè÷åñêèå è àáèîòè÷åñêèå ñîñòàâëÿþùèå.
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå ãðàíòîâ ÐÔÔÈ ¹05-05-65290 è Ïðèîðèòåòíîé ïðî-ãðàììû Ïðåçèäèóìà ÐÀÍ ¹ 18.
Ëèòåðàòóðà
1. Êðûëîâ È. Í. Ñòðîìàòîëèòû ðèôåÿ è ôàíåðîçîÿ. Ì.:
Íàóêà, 1975.
2. Ñåðåáðÿêîâ Ñ. Í. Îñîáåííîñòè ôîðìèðîâàíèÿ è ðàç-ìåùåíèÿ ðèôåéñêèõ ñòðîìàòîëèòîâ Ñèáèðè. Ì.: Íàóêà, 1975.
175 ñ.
3. Áàêòåðèàëüíàÿ ïàëåîíòîëîãèÿ. Ì.: ÏÈÍ ÐÀÍ, 2002.
188 ñ.
 ýíäîãåííîé ýâîëþöèè Çåìëè, îáóñëîâëåííîé èì-ïóëüñàìè âîäîðîäíîé äåãàçàöèè åå æèäêîãî ÿäðà, âû-äåëÿåòñÿ îñîáîå íàïðàâëåíèå, êîòîðîå ìîæíî íàçâàòü óãëåâîäîðîäíî-îðãàíè÷åñêèì. Îíî íà÷èíàåòñÿ ñ çàðîæ-äåíèÿ óãëåâîäîðîäíîé ñïåöèôèêè ãëóáèííûõ ìàãìà-òè÷åñêèõ î÷àãîâ, ñîïðÿæåííûõ â ñâîåì ðàçâèòèè ñ ôîðìèðîâàíèåì äåïðåññèé çåìíîé êîðû. Ýòà ñïåöè-ôèêà ñâÿçàíà ñ ðàçâèòèåì ùåëî÷íîãî óêëîíà â ìàãìà-òèçìå, ÷òî ôèêñèðóåòñÿ óãëåâîäîðîäíûìè âêëþ÷åíè-ÿìè â ìèíåðàëàõ ðàííåé ãåíåðàöèè ùåëî÷íûõ ïîðîä.
Èõ îáðàçîâàíèå îáóñëîâëåíî ðåàêöèÿìè äèñïðîïîð-öèîíèðîâàíèÿ êîìïîíåíòîâ ôëþèäîâ ñîïðîâîæäàþ-ùèõ ìàãìàòèçì: 3Í2 + ÑÎ = ÑÍ4 + Í2Î, 7Í2 + 2ÑÎ2 =
= Ñ2Í6 + 4Í2Î è äð. Ñ âîñõîäÿùåé ìèãðàöèåé óãëåâî-äîðîäîâ èç ìàãìàòè÷åñêèõ î÷àãîâ ñâÿçûâàþòñÿ èõ ïî-ñòóïëåíèÿ íà ïîâåðõíîñòü è êîíöåíòðàöèè â çåìíîé
ÓÃËÅÂÎÄÎÐÎÄÍÎ-ÎÐÃÀÍÈ×ÅÑÊÀß ÌÎÄÅËÜ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÈß ÁÈÎÑÔÅÐÛ
À. À. Ìàðàêóøåâ1, Ñ. À. Ìàðàêóøåâ2
1Èíñòèòóò ýêñïåðèìåíòàëüíîé ìèíåðàëîãèè ÐÀÍ,
2Èíñòèòóò ïðîáëåì õèìè÷åñêîé ôèçèêè ÐÀÍ, ×åðíîãîëîâêà, Ðîññèÿ
êîðå, â òîì ÷èñëå ãàçî-íåôòÿíûå çàëåæè îñàäî÷íûõ äåïðåññèé íà êîíòèíåíòàëüíûõ îáðàìëåíèÿõ îêåàíîâ è îêðàèííûõ ìîðåé. Îêèñëèòåëüíàÿ îáñòàíîâêà ïðè-ïîâåðõíîñòíûõ ñòðóêòóð ñïîñîáñòâóåò îòäåëåíèþ îò íèõ âîäû: 2Ñ2Í6 + Î2 = 2Ñ2Í4 + 2Í2Î, 6Ñ2Í6 + 3Î2 =
= 2Ñ6Í6 + 6Í2Î è äð. è îáðàçîâàíèþ èõ áåäíûõ âîäî-ðîäîì òèïîâ: àöåòèëåíà Ñ2Í2 è åãî ïðîèçâîäíûõ — ïîëèèíîâ (Ñ6Í2—Ñ22Í2), áåíçîëà Ñ6Í6, è åãî ïðîèç-âîäíûõ — êîðîíåíîâ (Ñ24Í12—Ñ54Í18), ñîäåðæàùèõ áåíçîëüíûå êîëüöà è áîëåå êðóïíûå ãðóïïèðîâêè ãðà-ôèòîâîé ñåòêè.
Ðåàêöèè îáðàçîâàíèÿ è ïðåîáðàçîâàíèÿ óãëåâîäî-ðîäîâ ñîïðîâîæäàþòñÿ äåãèäðàòàöèåé —
ýíäîòåðìè-÷åñêèì ýíäîãåííûì ïðîöåññîì. Ñ îõëàæäåíèåì ôëþ-èäîâ ýíåðãèè äëÿ åãî îñóùåñòâëåíèÿ ñòàíîâèòñÿ íå-äîñòàòî÷íî, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ðàçâèâàþòñÿ
ïðîòèâî-ïîëîæíûå ïðîöåññû ãèäðàòàöèè è îêèñëåíèÿ óãëåâî-äîðîäîâ âî ôëþèäàõ ïðèâîäÿùèå ê àáèîãåííîé ãåíå-ðàöèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé: ÑÍ + Í2Î = Í3ÑÎ, ÑÍ3 + 0,5Î2 = Í3ÑÎ, ÑÍ2 + 0,5Î2 = Í2ÑÎ, ÑÍ2 + Î2 =
= Í2ÑÎ2 è äð.
Íà äèàãðàììå (ðèñóíîê), ïðåäñòàâëÿþùåé ñèñòåìó Í-Ñ-Î íàãëÿäíî îòðàæåíî ñîîòâåòñòâèå îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé è óãëåâîäîðîäîâ ïî âîäîðîäíûì ÷èñëàì (ÑÍ4—Í4ÑÎ, ÑÍ3—Í3ÑÎ, ÑÍ2—Í2ÑΗÍ2ÑÎ2 è äð.), ïîä÷åðêèâàþùåå èõ ãåíåòè÷åñêóþ îáùíîñòü. Ðàçëè÷èå ïî ñîäåðæàíèþ êèñëîðîäà îòðàæàåò èõ ðàñïðåäåëåíèå ïî îêèñëèòåëüíûì ôàöèÿì (I—V). Ãëàâíàÿ çàêîíîìåð-íîñòü âõîæäåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé â ñèñòåìó Í-Ñ-Î âûðàæàåòñÿ èõ ðàñïîëîæåíèåì íà ïåðåñå÷åíèÿõ êîííîä, ñâÿçûâàþùèõ ñîñòàâû ïðîñòûõ ñîåäèíåíèé äðóã ñ äðóãîì è óãëåâîäîðîäàìè. Ýòî îòðàæàåò èõ ãåíå-òè÷åñêóþ ïðèðîäó, òàê êàê èõ ñîñòàâû âîçíèêàþò è äóá-ëèðóþòñÿ ïóòåì ïðèñîåäèíåíèÿ ïðîäóêòîâ ðåàêöèé ïîñëåäîâàòåëüíî ïðèñîåäèíÿåìûõ ê ðàíåå îáðàçîâàí-íîìó âåùåñòâó ñ îáðàçîâàíèåì åãî ïîëèìåðîâ. Íà ðè-ñóíîê âûíåñåí ïðèìåð, (Í2ÑÎ)n, ïðåäñòàâëåííûé ìíî-æåñòâîì âåùåñòâ, ïîðîæäàåìûõ ïîñëåäîâàòåëüíûì ïðèñîåäèíåíèåì Í2ÑÎ, âîçíèêàþùåãî â ðåçóëüòàòå ðàç-ëè÷íûõ ðåàêöèé: Í2ÑÎ ôîðìàëüäåãèä, (Í2ÑÎ)2 ãëèêî-ëüàëüäåãèä è åãî èçîìåð óêñóñíàÿ êèñëîòà, (Í2ÑÎ)3 ìîëî÷íàÿ êèñëîòà, (Í2ÑÎ)4 òåòðîçû, (Í2ÑÎ)5 ïåíòîçû è äð. Ïðåäáèîëîãè÷åñêîå çíà÷åíèå ôîðìàëüäåãèäà ïðåä-ïîëàãàåòñÿ â áèîëîãèè íà ïðîòÿæåíèè óæå ïî÷òè ñòà ëåò.
 äðóãèõ ñëó÷àÿõ ðÿäû ìîãóò áûòü ïðåäñòàâëåíû ôðàãìåíòàðíî èëè èìåòü òîëüêî òåîðåòè÷åñêîå çíà÷å-íèå, êîãäà ðåàêöèè, íàìå÷àåìûå êîííîäàìè, íå ðåàëè-çóþòñÿ. Òàê, íàïðèìåð, ñîñòàâ Í3ÑÎ ïðåäñòàâëåí òîëü-êî äèìåðîì (Í3ÑÎ)2 — ýòèëåíãëèêîëåì Ñ2Í6Î2. Íà äèàãðàììå âèäíà ïðèóðî÷åííîñòü åãî ñîâìåñòíî ñ àöå-òàëüäåãèäîì ÑÍ3ÑÎÍ (Í2ÑÎ0,5) ê êîííîäå ñâÿçûâàþ-ùåé Í2Î è ãðóïïó áåäíûõ âîäîðîäîì óãëåâîäîðîäîâ ÑÍ, ïðåäñòàâëåííóþ àöåòèëåíîì (ÑÍ)2 è áåíçîëîì (ÑÍ)6. Áëèçêî ê ýòîé êîííîäå íàõîäèòñÿ è ñðåäíèé ñî-ñòàâ æèâîãî âåùåñòâà, ÷òî îïðåäåëÿåò åå âàæíîå
çíà-÷åíèå ïðè ðàññìîòðåíèè ïðîáëåìû ïðîèñõîæäåíèÿ æèçíè. Îðãàíè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ (ÑÍ3ÑÎÍ è Ñ2Í6Î2), ïðèóðî÷åííûå ê ýòîé êîííîäå, îòíîñÿòñÿ ê ïðîäóêòàì ïîñëåäîâàòåëüíîé ãèäðàòàöèè áåíçîëà (èëè àöåòèëå-íà): 2ÑÍ + Í2Î = ÑÍ3ÑÎÍ è ÑÍ3ÑÎÍ + Í2Î = Ñ2Í6Î2. Àöåòàëüäåãèä, êàê ïðîäóêò íåïîñðåäñòâåííîé ãèäðà-òàöèè áåíçîëà, äîëæåí â çíà÷èòåëüíî áîëüøåé ñòåïå-íè, ÷åì ýòèëåíãëèêîëü, íàñëåäîâàòü àòîìíóþ ñòðóêòó-ðó áåíçîëà, õàðàêòåðèçóþùóþñÿ îòíîñèòåëüíî âûñî-êîé óïîðÿäî÷åííîñòüþ áëàãîäàðÿ íàëè÷èþ â åãî àòîì-íîé ñòðóêòóðå áåíçîëüíûõ êîëåö ãðàôèòîâîé ñåòêè.
Ñîîòâåòñòâåííî è ïðîäóêòû ãèäðàòàöèè àöåòàëüäåãè-äà è ýòèëåíãëèêîëÿ äîëæíû ðàçëè÷àòüñÿ â ðàññìàòðè-âàåìîì îòíîøåíèè. Ïðîèçâîäíûå àöåòàëüäåãèäà äîë-æíû áûòü áëèæå ê áèîãåííûì ñòðóêòóðàì, âîçíèêàþ-ùèì â ðåçóëüòàòå òàê íàçûâàåìîãî àñèììåòðè÷íîãî ñèíòåçà” (óïîðÿäî÷åííîãî, íèçêîýíòðîïèéíîãî). Ïðåä-Ñèñòåìà Í-Ñ-Î, ïðåäñòàâëåííàÿ ïðîñòûìè âåùåñòâàìè (1), óãëåâîäîðîäàìè (2) è îðãàíè÷åñêèìè ñîåäèíåíèÿìè (3). ×åðíûì ðîìáîì (4) îáîçíà÷åí ñðåäíèé ñîñòàâ æèâîãî âåùåñòâà (ïî À. Ï. Âèíîãðàäîâó). Ðèìñêèìè öèôðàìè I — V îáîçíà÷åíû
îêèñëèòåëüíûå ôàöèè. Ôîðìóëû âñåõ óãëåðîäíûõ ñîåäèíåíèé ðàññ÷èòàíû íà îäèí àòîì óãëåðîäà
ïîëàãàëîñü, ÷òî îí âîçíèêàë ïîä âëèÿíèåì âíåøíèõ ôàêòîðîâ (ïîëÿðèçîâàííîãî ñâåòà, îïòè÷åñêè àêòèâíûõ êðèñòàëëîâ). Ïðåäëàãàåìàÿ óãëåâîäîðîäíî —
îðãàíè-÷åñêàÿ ìîäåëü îòðàæàåò ðàçâèòèå ýòîãî ôàêòîðà â ïðî-öåññå ñàìîãî àáèîãåííîãî ñèíòåçà îðãàíè÷åñêèõ ñî-åäèíåíèé çà ñ÷åò âîâëåêàåìûõ â ýòîò ïðîöåññ áåäíûõ âîäîðîäîì óãëåâîäîðîäîâ (áåíçîë, êîðîíåí), îáëàäà-þùèõ àíèçîòðîïèåé àòîìíîé ñòðóêòóðû, ïåðåõîäíîé ê ãðàôèòó. Àáèîãåííûé ñèíòåç îðãàíè÷åñêèõ
ñîåäèíå-íèé ðàçíîîáðàçíî ïðåäñòàâëåí â êîñìè÷åñêèõ îáúåê-òàõ, íî ýâîëþöèÿ åãî â êà÷åñòâåííî îòëè÷íûé áèîãåí-íûé ñèíòåç ñâîéñòâåííà òîëüêî Çåìëå áëàãîäàðÿ åå óíèêàëüíîìó ïîëîæåíèþ îòíîñèòåëüíî Ñîëíöà, îáåñ-ïå÷èâàþùåìó îáðàçîâàíèå ãèäðîñôåðû. Áèîãåííûé ñèíòåç âûõîäèò çà ðàìêè Í-Ñ-Î ñèñòåìû, ðàññìîòðåí-íîé â íàñòîÿùåì äîêëàäå, ïðèâîäÿ ê îáðàçîâàíèþ îðãà-íè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ñëîæíîé àòîìíîé ñòðóêòóðû, áîãàòîé àçîòîì, ôîñôîðîì, ñåðîé.
Ñóùíîñòü êîýâîëþöèè ìèíåðàëüíîãî è
áèîëîãè-÷åñêîãî ìèðîâ ìîæíî òðàêòîâàòü êàê âçàèìîñâÿçàííîå ðàçâèòèå, íå íàðóøàþùåå îáùèé òðåíä óâåëè÷åíèÿ äèôôåðåíöèàöèè, ðàçíîîáðàçèÿ, óñëîæíåíèÿ ñòðóêòóð è ñâÿçåé, ïîâûøåíèÿ èíôîðìàöèîííîé åìêîñòè, âñå-ãî òîâñå-ãî, ÷òî õàðàêòåðíî äëÿ ñàìîîðãàíèçóþùèõñÿ îò-êðûòûõ ñèñòåì. Îáùíîñòü ýâîëþöèîííîé ñóäüáû ìè-íåðàëüíîãî è áèîëîãè÷åñêèõ ìèðîâ ïëàíåòû Çåìëÿ îïðåäåëÿåòñÿ èõ âêëþ÷åííîñòüþ â åäèíóþ ñèñòåìó êîìè÷åñêîãî óðîâíÿ, îáùåé ïîä÷èí¸ííîñòüþ öèêëàì ãàëàêòè÷åñêîãî ãîäà. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, îòìå÷àåòñÿ îïðåäåëåííàÿ àâòîíîìíîñòü, èíäèâèäóàëüíîñòü äèíà-ìèêè ðàçâèòèÿ ýâîëþöèîííûõ ïðîöåññîâ.
 öåëîì äèíàìèêà ãåîëîãî-áèîñôåðíîé ýâîëþöèè ÿâëÿåòñÿ ïðÿìûì ñëåäñòâèåì èçìåíåíèé ýíåðãåòè÷åñ-êîãî áàëàíñà Çåìëè. Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå ïðè-ìåðíîå ðàâåíñòâî âàëîâîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî áþäæåòà áèîñôåðû è âñåé âíóòðåííåé ýíåðãèè Çåìëè. Áèîòà èñïîëüçóåò ýíåðãåòèêó Ñîëíöà, êîòîðàÿ áîëåå ÷åì â 4000 ðàç ïðåâûøàåò ñîâðåìåííûé òåïëîâîé ïîòîê Çåì-ëè — 44,3 ÒÂò (ÒåðàÂàòò, Ò = 1012). Íî óòèëèçèðóåò-ñÿ áèîñôåðîé ïðèìåðíî ëèøü 0,02 % ýíåðãèè Ñîëí-öà, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ~ 80 % ìîùíîñòè ñîâðåìåííîãî òåïëîâîãî ïîòîêà. Êðîìå ñîëíå÷íîé ýíåðãèè áèîòà äî-ïîëíèòåëüíî ïîäïèòûâàåòñÿ ýíäîãåííîé ýíåðãèåé íåäð.  ðèôòîâûõ äîëèíàõ ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèõ õðåáòîâ ñîâðåìåííîãî îêåàíà íà ãëóáèíàõ 2—4 êì âîêðóã ÷åðíûõ êóðèëüùèêîâ, ãäå áüþò ôîíòàíû íàãðå-òîé äî 300—400 °Ñ íàñûùåííîé ñóëüôèäàìè âîäû, êî-ëè÷åñòâî áèîìàññû äîñòèãàåò 10 000 ã/ì2, â òî âðåìÿ êàê â îòäàëåíèè â îêåàíå âñåãî ëèøü 0,n ã/ì2 è ìåíåå.
Ýíåðãåòèêà, îáåñïå÷èâàþùàÿ ÷åðíûõ êóðèëüùèêîâ ñðåäèííî-îêåàíè÷åñêèõ õðåáòîâ, ñîñòàâëÿåò îêîëî 20 % ìîùíîñòè òåïëîâîãî ïîòîêà. Òàêèì îáðàçîì, â ñðåäíåì, îáùàÿ ìîùíîñòü èñïîëüçóåìîé æèâûìè îðãà-íèçìàìè ýêçîãåííîé è ýíäîãåííîé ýíåðãèè ïðèìåðíî ðàâíà âñåìó ñîâðåìåííîìó òåïëîâîìó ïîòîêó èç íåäð Çåìëè. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ìàññà æèâîãî âåùåñòâà áèîñôå-ðû (â ïåðåñ÷åòå íà ñóõîå âåùåñòâî) ñîñòàâëÿåò âñåãî 1,8—2,5·1018 ã è ýòà ìàññà àêêóìóëèðóåò êîëè÷åñòâî ýíåðãèè ïðèìåðíî ðàâíîå êîëè÷åñòâó âûäåëÿåìîé âñåé