30.04.2018

Изотопный состав карбонатных скоплений


В водах открытого океана, как уже было показано, содержания двух стабильных изотопов углерода (13C и 12C) и двух из трех стабильных изотопов кислорода (18O и 16O) весьма однородны.

В то же время известно, что в прибрежных водах отношения С13/С12 и 18О/16О меньше, чем в водах открытого океана. Эти различия объясняются (1) большей летучестью 12C и 16O при испарении вод и (2) разбавлением морских вод пресными дождевыми, обедненными 18O и обогащенными 12C.

Урей с соавторами заключили, что отношение 18О/16О в карбонатных образованиях зависит от температуры и не зависит от биохимических условий или минерального состава. Поэтому в морских карбонатных минералах, осажденных в условиях равновесия с морской водой, отношения изотопов углерода и кислорода могут служить индикатором среды отложения.

К сожалению, подобно большинству других геологических выводов практическое применение отношения изотопов кислорода осложнено рядом следующих трудностей:

1. Хотя довольно надежно установлено, что карбонаты осаждаются организмами в равновесных условиях с окружающей морской водой, необходимо доказать, что перекристаллизация осадка или диффузионные явления не приводили к изменению первичных соотношений изотопов кислорода.

2. Температура, при которой карбонат осаждается известьвыделяющим организмом, может значительно отличаться от среднегодовой температуры среды отложения. При этом необходимо учитывать и изменение температуры во время роста организмов. Так, например, Эпштейн и Ловенстам показали, что отношения изотопов кислорода существенно различаются в разных зонах нарастания раковин некоторых видов Бермудских моллюсков. Некоторые виды выделяют CaСO3 круглогодично, тогда как другие — только в определенные периоды.

3. Следует учитывать приспособляемость организмов к неблагоприятным изменениям среды, которые могут заставить животные организмы либо мигрировать в более благоприятные участки, либо, если они ведут прикрепленный образ жизни, привести к их гибели. Очевидно, что простая фиксация определенного организма в осадке еще не указывает на то, что отношения изотопов раковины дадут абсолютную информацию о температурных условиях среди отложений. Организмы, постоянно прикрепленные к морскому дну и весьма слабо приспосабливающиеся к изменениям физикохимических условий среды, представляют собой идеальный материал для определения температуры воды по изотопному составу биогенных карбонатных минералов.

Хотя интерпретация отношений устойчивых изотопов в скелетных остатках организмов еще очень сложна, тем не менее это очень перспективный метод, который уже нашел ряд интересных практических применений. Например, Ловенстам и Эпштейн изучили условия образования игольчатого арагонита на Большой Багамской банке и заключили, что изотопный состав этого минерала лучше всего объясняется с точки зрения органической садки карбонатов. Однако такая интерпретация оспаривалась Клаудом.

Гросс сопоставил отношения 18О/16О и 13С/12С диагенетически измененных известняков Бермудских островов и современных морских осадков в прибрежных районах и пришел к выводу, что в зоне залегания пресных вод эти отношения изменяются. Тафту и Гарбауху удалось сопоставить известковую глину, залегающую под осадками солоноватых вод в заливе Уайтуотер во Флориде, с современными осадками болот Эверглейд на основании минерального состава и повышенного содержания изотопа 13C.

Отношения изотопов продолжают использовать в качестве палеотемпературных индикаторов и, хотя все еще имеют место противоречивые толкования аналитических данных, этому методу принадлежит большое будущее.





Яндекс.Метрика