Д. Рауп, С. Стэнли. «Основы Палеонтологии»

Большинство морских беспозвоночных, имеющих скелет, выделяют карбонат кальция в одной или нескольких следующих модификациях: низкомагнезиальный кальцит, высокомагнезиальный кальцит и арагонит. Разграничение двух первых модификаций достаточно произвольно (при содержании изоморфного магния ниже 4% кальцит считается низкомагнезиальным, а при содержании его выше 4% — высокомагнезиальным). В решетке арагонита содержание магния никогда не бывает значительным. Распределение трех модификаций карбоната кальция в скелетах ныне живущих беспозвоночных показано в табл. 9.

Как высокомагнезиальный кальцит, так и арагонит неустойчивы по сравнению с низкомагнезиальным кальцитом при температурах и давлениях, существующих на поверхности Земли. В морской воде, однако, они обычно не изменяются, оставаясь в состоянии, получившем название «метастабильного». Если эти минералы подвергаются действию пресной воды в субаэральных условиях, то они преобразуются в низкомагнезиальный кальцит и другие минералы.

Арагонит, содержащийся в скелетах, в ряде случаев превращается в низкомагнезиальный кальцит без видимого изменения микроструктуры. Однако обычно он полностью растворяется кислыми водами, и в породе при этом образуются пустоты. Растворенный карбонат кальция часто отлагается между первичными зернами осадка в виде срастающихся кристаллов низкомагнезиального кальцита. Эти кристаллы цементируют или литифицируют карбонатные осадки в известняки. По-видимому, обильный известковистый цемент в песчаниках также возникает в результате растворения карбонатных ископаемых. Корочки вторичного кальцита в известняках часто обволакивают зерна арагонита до их растворения, а впоследствии, когда зерна растворятся, образуются отпечатки (фото XXXIX).

ТАБЛИЦА 9. Распределение различных модификаций карбоната кальция в скелетах морских беспозвоночных [25]¹)

Организм	Арагонит	Арагонит и кальцит	Кальцит	Высоко магнезиальный кальцит	Высоко магнезиальный кальцит и арагонит
Фораминиферы
Донные	Р			О
Пелагические			О
Губки				O
Кораллы
Шестилучевые	О
Восьмилучевые	Р			О
Мшанки	О			Р	О
Брахиоподы			O	Р
Иглокожие				О
Моллюски
Брюхоногие	О	О
Двустворчатые	О	О	О
Головоногие	О			Р
Черви	О			О	О
Членистоногие
Десятиногие раки				О
Остракоды			О	Р
Усоногие раки			O	Р
Водоросли
Донные	О			О
Пелагические			О

1) О — обычен; Р — редок.

В субаэральных условиях высокомагнезиальный кальцит имеет тенденцию превращаться в низкомагнезиальный без значительного растворения. Ионы магния просто выносятся водными растворами и замещаются ионами кальция без существенного изменения микроструктуры скелетных остатков. В отсутствие растворения высокомагнезиальный кальцит может преобразоваться в устойчивую фазу — доломит (характеризующийся приблизительно равным содержанием кальция и магния) или в низкомагнезиальный кальцит. Подобный процесс, приводящий к избирательной доломитизации высокомагнезиального кальцита окаменелостей, наблюдается в некоторых породах (фото XXXVIII).

Использование геохимиками карбоната ископаемых для объяснения процессов диагенеза аналогично использованию в структурной геологии деформированных окаменелостей для расшифровки геологических процессов. Однако очень часто ископаемые скелетные остатки в породе настолько обильны, что оказывают влияние на ход диагенеза. В таких случаях геохимик, изучающий осадочные породы, не может дать полное и точное объяснение процесса диагенеза, не обратившись к рассмотрению биологических факторов. Весьма вероятно, что эволюционные изменения в типе скелетного материала, вырабатывавшегося организмами, соответствующим образом сказывались на диагенезе. Например, процент таксонов беспозвоночных, вырабатывающих арагонит, в палеозое был, очевидно, гораздо ниже, чем сейчас. Поэтому преобладание кальцитовых скелетов в палеозое, возможно, отразилось на характере диагенеза палеозойских известняков.

Выводы и перспективы дальнейших исследований

При подготовке палеонтологов приходится все в большей мере обращаться к данным и методам других наук; в связи с этим рассмотренные в этой главе исследования привлекают особое внимание. Подобное взаимопроникновение наук вовсе не означает, что чисто описательные палеонтологические исследования утратят свое значение. Напротив, все упомянутые здесь специальные исследования возможны лишь благодаря накоплению огромной массы описательных данных. Мы можем, таким образом, считать исследования, рассмотренные в этой главе, «побочным продуктом» биологического изучения ископаемых. Несомненно, большинство предстоящих в будущем важных открытий потребует как глубокого понимания исследуемой проблемы, так и использования сопредельных наук. Пример такого сочетания продемонстрировал Уэллс, когда он понял, что наличие 400 поясков в годичном приращении скелетов девонских кораллов не было ни отклонением, ни ошибкой исследования, а, напротив, представляло собой научные данные, которые можно было использовать для подтверждения результатов астрономического процесса.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ager D.V., Principles of Paleoecology, New York, McGraw-Hill, 1963,. 371 p.

2. American Commission on Stratigraphic Nomenclature, Code of stratigraphic nomenclature, Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., 45, 645—665 (1961).

3. Arkell W. J., Jurassic Geology of the World, London, Oliver and Boyd, 1956, 806 p.

4. Arkell W.J., Introduction to Mesozoic Ammonoidea. In: Moore R.C., ed., Treatise on Invertebrate Paleontology, Boulder, Colo., Geological Society of America and University Press of Kansas, Part. L, Mollusca, 4, 81 — 129 (1957).

5. Bakker R.T., The superiority of dinosaurs, Discovery (Peabody Mus. Nat. Hist.), 3, 11—22 (1968).

6. Barghoorn E.S., Schopf J.W., Microorganisms from the Late Precambrian of central Australia, Science, 150, 337—339 (1965).

7. Barghoorn E.S., Schopf J.W., Microorganisms three billion years old from the Precambrian of South Africa, Science, 152, 758—763 (1966).

8. Barghoorn E.S., Tyler S.A., Microorganisms from the Gunflint Chert, Science, 147, 563—577 (1965).

9. Barker R.M., Microtextural variation in pelecypod shells, Malacologia, 2, 69—86 (1964).

10. Bell W. C., Kay M., Murray G.E., Wheeler H.E., Wilson J.A., Note 25 — Geochronologic and chronostratigraphic units, Bull. Amer. Assoc. Petrol. Geol., 45, 666—670 (1961).

11. Berkner L.V., Marshall L.C., The history of growth of oxygen in the earth's atmosphere. In: Brancazio P.J. and Cameron A.G. W., eds., The Origin and Evolution of Atmospheres and Oceans, New York, Wiley, 1964, 102—126.

12. Berry W.B. N., Growth of a Prehistoric Time Scale, San Francisco, W.H. Freeman and Company, 1968, 158 p.

13. Best R.V., Intraspecific. variation in Encrinurus ornatus, Jour. Paleont., 35, 1029—1040 (1961).

14. Beurlen K., Der Faunenschnitt an der Perm-Trias-Grenze, Z. Deut. Geol. Ges., 108, 88—99 (1956).

15. Blackwelder R.E.. Taxonomy: A Text and Reference Book, New York, Wiley, 1967, 698 p.

16. Bonner J.T., Morphogenesis, Princeton, Princeton University Press, 1952, 296 p.

17. Boucot A.J., Brace W., deMar R., Distribution of brachiopod and pelecypod shells by currents, Jour. Sedim. Petrology, 28, 321 — 332 (1858).

18. Brinkmann R., Statistisch-biostratigraphische Untersuchungen an mitteljurassischen Ammoniten über Artbegriff und Stammesentwicklung, Göttingen, Abhandlung Gesell. Wiss., Vol. 13, No. 3 (1929).

19. Brown C.A., Palynological Techniques, Baton Rouge, La., C.A. Brown, 1960, 188 p.

20. Bulman O.M. B., Programme-evolution in the graptolites, Biol. Rev., 8, 311—334 (1933).

21. Callomon J. Н., Sexual dimorphism in Jurassic ammonites, Trans. Leicester Lit. Philos. Soc., 57, 21—56 (1963).

22. Camp C.L., Hanna G.D., Methods in Paleontology, Berkeley, University of California Press, 1937, 153 p.

23. Campbell K.S.W., A Lower Carboniferous brachiopod-coral fauna from New South Wales, Jour. Paleont., 31, 34—98 (1957).

24. Carpenter F.M. The geological history and evolution of insects, Amer. Scientist., 41, 256—270 (1953).

25. Chave K.E., Skeletal durability and preservation. In: Imbrie J. and Newell N.D.,eds., Apporoaches to Paleoecology, New York, Wiley, 1964, p. 377—387.

26. Clark M.G., Shaw A.B., Paleontology of northwestern Vermont. XV, Jour. Paleont., 42, 382—396 (1968).

<<   [1] ... [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]  >>