Биогенные структуры эндогенного происхождения

Во многих осадочных породах фауна является составной частью. Организмы могут быть второстепенным компонентом в породе или, как, например, в некоторых разновидностях известняков, могут быть преобладающим элементом. В нашу задачу не входит анализ биологических аспектов остатков фауны (морфологии и таксономии) и их стратиграфического значения, мы рассматриваем органические остатки в качестве составной части породы. Петрограф должен уметь различать обломки организмов в шлифе и по их составу, сохранности и характеру залегания делать соответствующие выводы о происхождении изучаемой породы.

Здесь мы не рассматриваем крупные постройки органического происхождения. Мы исключили также различные механические отпечатки, следы и ходы организмов, нарушения слоистости, вызванные их жизнедеятельностью, и даже такие формы, как строматолиты, происхождение которых также связано с жизнедеятельностью организмов. Здесь мы останавливаемся на характеристике фауны и ее обломков как составных частях каркаса грубообломочных отложений. Мы должны знать происхождение скелетных обломков, т. е. какие организмы они представляют — водоросли, фораминиферы, кораллы и т. д.

Интерес к петрологии известняков, наблюдаемый последние двадцать лет, стимулировал исследователей к изучению этих вопросов. Несмотря на то что Сорби первым описал петрографическую природу органических остатков, до недавнего времени этой проблеме уделялось мало внимания. Здесь дается общая характеристика вопроса, для более подробных сведений рекомендуем познакомиться с несколькими монографиями.



Фаунистические остатки являются свидетельством жизни прошлых эпох. Они могут захороняться в неизмененном виде, как, например, наиболее устойчивые остатки — кости, зубы и раковины. Большинство раковин и подобных им образований в первичной форме сложены карбонатом кальция, но даже их состав непостоянный, в нем колеблется содержание магния и других химических элементов. Остальные раковины состоят из фосфора, кремнезема или хитина.

Органические остатки изменяются в различной степени. Часть карбонатных раковин выщелачивается, другие перекристаллизовываются и утрачивают первоначальное строение, кости и аналогичные остатки могут обогащаться фтором. Материал растительного происхождения, например целлюлоза, нацело разрушается и в древних породах превращается в тонкие углистые примазки. Растительные ткани, хитиноподобные материалы и даже мягкие животные ткани могут тоже сильно измениться. Такие органические остатки в породе выглядят как углистые пленки — остаточная часть органического вещества, подвижные компоненты которого улетучились в анаэробных условиях. Углефицированные растительные остатки встречаются в большом количестве в аргиллитах, залегающих в разрезах угольных пластов. Многочисленные обломки унифицированного дерева найдены в глинах и песчаниках. В некоторых случаях, например в «минеральном древесном угле» (фюзен) и в «угольных шарах», перегородки клеток ткани углефицированы, а сами клетки заполнены минеральным образованием, обычно кальцитом. Некоторые из органических остатков исключительной сохранности получили широкую известность. Граптолиты в ордовикских сланцах и черных глинах сохраняются в виде тонких угольных пленок.

Органические постройки могут быть полностью замещены, и современный химический состав фаунистических остатков совершенно не связан с первоначальным. Такие замещения (окаменелости) по сути дела представляют собой скопления мелких минеральных компонентов породы, которые играют такую же геохимическую роль, как конкреции, желваки и т. д. Среди материалов, замещающих фаунистические остатки, встречаются кремнезем, карбонаты к сульфиды железа. При подобных замещениях характер строения органических остатков может сохраняться в деталях.

Во многих случаях не сохраняется ни первоначальный органический остаток, ни продукт его замещения. Вместо них устанавливаются полости, называемые отпечатками, оставленные растворившейся раковиной. Отпечатки сохраняют форму и внутреннюю скульптуру первоначального органического остатка. Если отпечаток заполняется инородным веществом, то получается слепо к. На них также видны внешние черты строения первоначальной раковины (но не ее внутреннее строение). Заполнение внутренности двустворок часто называют внутренним слепком (ядром). В строгом смысле понятий это внутренний отпечаток раковин.

Фекальные комочки, или выделения (главным образом пелеципод), установлены в современных морских отложениях и в некоторых осадочных породах, где они литифицированы. Комочки представляют собой остатки жизнедеятельности илоядных форм и поэтому сложены алевролитовыми и глинистыми частицами, сцементированными органическим веществом. Некоторые из них рыхлые и легко разрушаются, другие минерализуются и становятся составной частью осадочной породы. В отдельных случаях значительная часть отложений, от 30 до 50%, состоит из таких комочков. Комочки могут замещаться глауконитом или пиритом, а также служат ядрами для скопления фосфатов. Часто встречаются комочки простой округлой формы и размером до 1 мм. Многие исследователи находили их в древних отложениях, в основном в известняках, но происхождение комочков не всегда устанавливается однозначно. Реже встречаются сгустки цилиндрической формы, осложненные продольными и поперечными выступами или теми и другими вместе. Большинство фекальных комочков лишены внутреннего строения и во многих случаях либо пропускаются исследователем, либо принимаются за образования неорганического происхождения.

Копролиты — более крупные сгустки, происхождение которых, вероятно, аналогично фекальным комочкам. Бакланд был первым исследователем, который установил фекальное происхождение этих органических остатков и описал их залегание в лейасовых отложениях Англии еще в 1835 г. Подробно литература о копролитах рассмотрена в работе Амстуца.

Копролиты обычно представляют собой светло- и темно-коричневые до черных, округлые или вытянутые образования длиной от 1 до 15 см, поверхность которых осложнена кольцеобразными завитками. Продольные царапины или штриховка наблюдаются редко. Коричневый стекловатый материал многих копролитов представлен фосфатом, оптически изотропным, с показателем преломления как у коллофана (1,58—1,62). Брэдли показал, что копролиты в свите Бриджер (эоцен) в Вайоминге, вероятно, имеют карбонатно-апатитовый состав (франколит). Амстуц описал копролиты, сложенные лимонитом, но с сидерктовым ядром, возможно за счет которого образовался лимонит. Очевидно, сидерит заместил первичный материал копролитов. Как правило, копролиты относительно редко встречаются в осадочных породах, исключение составляют неморские третичные отложения, содержащие многочисленные останки млекопитающих.