Кузнецов Виталий Германович — доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры литологии; ведущий научный сотрудниктел.: +7 (499) 507-85-77, +7 (495) 330-39-42
SPIN-код: 9477-8454
65, Ленинский проспект, г. Москва 119991, Россия
3, ул. Губкина, г. Москва 119333, Россия
Vitaly G. Kuznetsov — Dr. of Sci. (Geol.-Mineral.), Prof. of the Department of Lithology; Leading Researcher at the
65, Leninsky Prospekt, Moscow 119991, Russia3, Gubkin str., Moscow 119333, Russiatеl.: + 7 (499) 507-85-77, + 7 (905) 708-47-57
SPIN-code: 9477-8454
Журавлева Лилия Маратовна — кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры литологии
тел.: + 7 (499) 507-85-77, + 7 (905) 708-47-57
SPIN-код: 1266-2519
65, Ленинский проспект, г. Москва 119991, Россия
Liliya M. Zhuravleva — Cand. of Sci. (Geol.-Mineral.), Assoc. Prof. of the Department of Lithology
65 Leninsky Prospekt, Moscow 119991, Russiatеl.: + 7 (499) 507-85-77, + 7 (905) 708-47-57
SPIN-code: 1266-2519
Введение. До относительно недавнего времени все карбонатные породы подразделялись на две группы: органогенные и хемогенные. Первые — породы, наполовину состоящие из скелетных остатков. Это проблема биологическая. К хемогенным вначале относились все карбонатные породы кристаллической структуры. Позднее «хемогенность» образования была оставлена только за пелитоморфными и микрозернистыми разностями, а яснокристаллические структуры были признаны результатом вторичной перекристаллизации. Однако чисто химическое осаждение карбонатного материала за счет превышения предела растворимости из океанических вод невозможно. Оно происходит либо биогенным путем в виде создания карбонатных скелетов, либо биохимическим, в результате изменения кислотно-щелочных свойств среды. Последнее реализуется за счет нарушения карбонатного равновесия между содержащимися в растворенном виде бикарбонатами кальция и магния с одной стороны, и растворенным в воде углекислым газом с другой. Удаление последнего в результате жизнедеятельности фотосинтезирующих организмов нарушает динамическое равновесие, ведет к повышению щелочности и осаждению карбонатов, причем вначале кальциевых, а при более высоких значениях pH и магнезиальных. Наряду с растениями подобную функцию выполняют и микробиальные сообщества.Цель. В данной работе приводится результат некоторого обобщения и систематизации накопленного материала, посвященного исследованиям подобных форм.Материалы и методы. Исследовались карбонатные породы разного возраста — от венда и нижнего кембрия Сибирской платформы до неогена Крыма и осадков современных океанов, с использованием макроскопических и, главным образом, микроскопических методов изучения и описания конкретных объектов, литературный материал.Результаты. Одной из форм осаждения карбонатного материала являются коккоидные, трубчатые, волокнистые образования — своеобразные «скелеты» бактерий. Одновременно бактериальные сообщества выделяют внеклеточное полимерное вещество — гликокаликс, на котором в значительной мере и фиксируются образующиеся субмикроскопические выделения карбонатных минералов. При этом могут формироваться специфические листовидные и пластинчатые выделения карбонатного материала. Что касается обстановок, где реализуются подобные механизмы, то они крайне разнообразны. Микробиолиты образуются в водоемах от пресноводных до существенно и даже аномально осолоненных, во взвеси и на дне бассейнов, на стадии собственно седиментации и уже в осадке в процессах диагенеза. Наиболее известным примером последних являются различные конкреции.Заключение (выводы). Процесс образования осадочного материала и его осаждение оказываются несколько различными. Образование твердой фазы определяется результатами биохимической деятельности микробиальной биоты, и прежде всего созданием геохимических условий, способствующих появлению твердого карбонатного материала. Фиксация же его в осадке реализуется либо в виде «скелетных» форм — шарообразных (кокколиты), трубчатых, в том числе в виде тубифитов, либо осаждением в результате сорбции на гликокаликсе, либо образованием различных, как изолированных, обособленных форм — микросгустков (тромболитов), оолитов, онколитов, так и слоистых (стороматолиты).
Introduction. Until relatively recently, all carbonate rocks have been divided into organogenic and chemogenic rocks. The former group includes those half-composed of skeletal remains, thus representing a biological problem. The group of chemogenic carbonate rocks initially included all carbonate rocks with a crystalline structure. Later, the “chemogenicity” of formation was attributed only to pelitomorphic and microgranular varieties, while pure crystalline structures were recognised as the result of secondary recrystallization. However, the purely chemical precipitation of carbonate material from ocean waters by exceeding the solubility limit appears to be impossible. It occurs either biogenously during the formation of carbonate skeletons or biochemically as a result of changes in the acidity or alkalinity of the medium. The latter is typically implemented due to a carbonate disequilibrium between, on the one hand, the dissolved bicarbonates of calcium and magnesium and, on the other, water-dissolved carbon dioxide. The removal of the latter by photosynthetic organisms disturbs the dynamic balance and leads to an increased alkalinity and precipitation of carbonates, firstly calcium and then magnesium ones at higher pH values. Along with plants, microbial communities perform a similar function.Aim. The paper presents the results of generalization and systematization of accumulated research data on the abovementioned forms.Materials and methods. In addition to literature materials, carbonate rocks of various ages — from the Vendian and Lower Cambrian of the Siberian platform to the Crimea Neogene and sediments of contemporary oceans — were examined using macro- and microscopic (mainly) methods of studying and describing specific objects.Results. Сoccoid, tubular and fibrous formations, i.e. particular bacterial “skeletons”, represent one precipitation form. At the same time, bacterial communities produce glycocalyx, representing an extracellular polymer substance, which forms a basis for submicroscopic precipitates of carbonate minerals. In this case, specific sheet- and plate-like carbonate material precipitates can be formed. The environments for implementing such mechanisms are highly diverse. Microbiolites can be formed in water bodies, including from fresh to substantially and even abnormally saline waters, in suspended matter and at the bottom of basins, both at the stage of sedimentation and during further diagenetic processes. The most famous example of the latter are various nodules.Conclusions. The processes of sediment formation and material deposition are somewhat different. The formation of a solid phase is determined by the biochemical activity of microbiota and, first of all, the creation of geochemical conditions that contribute to the appearance of a solid carbonate material. However, the fixation of this material in a sediment is implemented either in “skeletal” ball-shaped (coccolites) and tubular (tubiphytes) forms, or by precipitation as a result of absorption on glycocalyx, or by the formation of various — both isolated individual (thrombolite microclusters, oolites and oncolites) and laminar (stromatolites) — forms.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.