2
СОДЕРЖАНИЕ Стр-
ВВЕДЕНИЕ .................................................. 4
Глава I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЕИОГЕОХИМИИ СТАБИЛЬНЫХ
ИЗОТОПОВ КИСЛОРОДА И УГЛЕРОДА ОРГАНОГЕННЫХ КАРБОНАТОВ
И ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О КАЛЬЦИФИКАЦИИ У БЕСПОЗВОНОЧНЫХ .........8
1.1. Исследования соотношений изотопов кислорода 180/160 в карбонатных скелетах моллюсков и других беспозвоночных .......................................... 8
то то
1.2. Изотопный состав углерода (С/ С) биогенных карбонатов ........................................ 14
1.3. Современные представления о биоминирализации у беспозвоночных ........................................... 18
1.4. Биологическое фракционирование изотопов при формировании карбонатных скелетов беспозвоночными.... 26
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ................... 33
2.1.Материал исследований ............................. 33
2.2. Условия опытов по содержанию беспозвоночных в лабораторном аквариуме ..................................... 39
2.3. Отбор и подготовка проб раковинного вещества для изотопного анализа ................................... 42
2.4. Методика изотопного анализа кислорода и углерода
в карбонатах ....................................... 48
Глава 3. СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА РАКОВИН СОВРЕМЕННЫХ МОРСКИХ МОЛЛЮСКОВ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ
БЕСПОЗВОНОЧНЫХ ......................................... 50
3.1. Вариации изотопного состава раковин моллюсков,выращенных в условиях лабораторного эксперимента .... 53
3.2. Изотопный состав раковин глубоководных моллюсков Охотского и Японского морей .............................. 59
3
Стр.
3.3. Влияние особенностей организмов на изотопный состав карбонатных скелетов ................................... 70
3.4. Выводы .............................................. 84
Глава 4. ЗАВИСИМОСТЬ 8 180 ОРГАНОГЕННОГО КАРБОНАТА ОТ
ТЕМПЕРАТУРЫ И ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОТОПНОГО СОСТАВА РАКОВИН МОЛЛЮСКОВ ............................................... 87
4.1. Экспериментальная проверка зависимости 8 180 биогенного карбоната от температуры на монотаксон-
ной основе ............................................. 87
4.2. Влияние неравновесного биологического фракционирования на зависимость & 180 биогенного карбоната
от температуры ......................................... 91
4.3. Формирование изотопного состава карбонатных раковин моллюсков ............................................... 96
4.4. Выводы ............................................... 103
Глава 5. ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ РАКОВИН КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ
РЕКОНСТРУКЦИИ АБИОТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЗВИТИЯ МОЛЛЮСКОВ ВНУТРИКОНТИНЕНТАЛЬНЫХ МОРСКИХ ПАЛЕОБАССЕЙНОВ ........... 106
5.1. Состав стабильных изотопов в раковинах современных двустворчатых моллюсков как индикатор гидрологических характеристик внутренних морей .................... 106
5.2. Изотопный состав ископаемых раковин двустворчатых моллюсков и изотопная история вод позднемиоценовых морей Паратетиса ........................................... III
5.3. Выводы ............................................... 124
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................... 126
ЛИТЕРАТУРА .................................................... 129
ПРИЛОЖЕНИЕ ..................................................... 150
15
равновесии с атмосферным CQg, составляет около +2°/оо ( Кгоор-nick, 1980). В процессе фотосинтеза происходит значительное биологическое фракционирование изотопов углерода, в результате чего 8 13С большинства наземных растений составляет от -22 до -32°/оо
(для водорослей диапазоны 8 от -10 до -19°/оо). Уровень обед-
13
нения органического вещества автотрофов изотопом С сохраняется в последующих звеньях пищевой цепи и в среднем для органического углерода биосферы характерны значения S’ *3С от -15 до -35°/оо (Галимов, 1981). Соответственно обеднены изотопом и получающиеся в результате окисления органического вещества COg, HgCOg и HCOg. С грунтовыми водами в реки и озера попадает большое количество изотопно легкой углекислоты органического происхождения, в результате чего бикарбонат речных и озерных вод имеет $ от -9 до -14°/оо (Галимов, 1981).
Карбонат, образующийся в изотопном равновесии в морских или пресных водах отражает & растворенного бикарбоната. Были обнаружены значительные различия по 8 между карбонатными породами и раковинами моллюсков пресноводного и морского происхождения ( Clayton, Degens, 1959; Keith et al., 1964). На основании изучения изотопного состава большого количества современных и ископаемых известняков и раковин М.Кейт и Д.Вебер ( Keith, Weber, 1964) предложили уравнение для определения генезиса осадочных карбонатов по § *®0 и 8 ^С.
Z = 2.0А8 +50) + 0.49&(8,80+5Q) (2)
Известняки со значениями 2 > 120 могут идентифицироваться как
морские, 2 < 120 - как пресноводные, а 2 ~ 120 - как переходные. Определения S раковин моллюсков и карбонатов из различных слоев пурбекских отложений Англии позволили определить моменты максимального и минимального влияния морских вод на обстановку
16
осадконакопления ( Allen, Keith, 1965).
Р.Ллойд (Lloyd, 1964), исследовав изотопный состав раковин современных моллюсков из Флоридского залива, установил зависимость S 13С раковин и 8 13С органического углерода донных осадков от удаленности от берегов, покрытых мангровыми зарослями, которые являются источником изотопнолегкого органического вещества. М.Кейт и Р.Паркер показали определенную тенденцию в изменении 8 и 8 13С раковин моллюсков в переходной зоне "река - море" при впадении р. Миссисипи в Мексиканский залив (Keith, Parker, 1965). Более детально изучена связь между изотопным составом раковин и соленостью вод на примере эстуариев Западной Шельды и Зюдерзее (Mook, Vogel, 1968; Mook, 1971; Eisma et al., 1976). Показано, что: I) в эстуариях с быстро текущими солоноватыми водами существует линейная зависимость между & ^3С растворенного в воде бикарбоната (изменяющемся от -12,0 до +1,0°/оо по мере приближения к морю) и соленостью, так же как между S воды и соленостью; 2) состав раковин двустворчатых моллюсков, собранных вдоль эстуария, отражает указанную зависимость 8 *3С бикарбоната и 8 воды от солености. Используя эти выводы,
Б.Мук (Mook, 1971) предложил графический метод определения палеотемпературы и солености воды, который был применен для реконструкции условий осадконакопления при образовании четвертичных формаций Новой Зеландии ( Seward, 1978) и плейстоценовых отложений заливов Японского моря (Игнатьев и др., 1980а). Следует отметить, что при малой скорости обновления вод в эстуарии происходит частичное уравновешивание растворенной в воде углекислоты с атмосферным С02, что приводит к увеличению S' *3С раковин обитающих в эстуарии моллюсков и уменьшению наклона графика S *3С/&*30, что хорошо видно на примере Зюдерзее (Mook, Vogel, 1968).
- Київ+380960830922