Историческая геология_03_Биофац_анализ_студ

Биофациальный анализ

Общие положения

Изучение ископаемых организмов дает нам ценнейшие сведения о физико-географических обстановках геологического прошлого. Фаунистические и флористические остатки служат индикаторами обстановок осадконакопления, так как животные и растения отвечают даже на незначительные колебания физико-химических характеристик среды. Вслед за изменением внешних условий меняется облик организмов и количественные соотношения разных экологических групп. Реакцией на значительное изменение условий в сторону неблагоприятных может быть и полное исчезновение (вымирание) как отдельных групп, так и целых сообществ.

Изучением взаимосвязи древних организмов со средой их обитания занимается раздел палеонтологии – палеоэкология. В ее задачу входит восстановление условий обитания организмов и их образа жизни, что позволяет, в свою очередь, восстанавливать условия осадконакопления. Поскольку большинство организмов как бы несет на себе «печать» среды обитания, свои выводы палеоэкология основывает главным образом на актуалистических наблюдениях, то есть на сравнении морфологии и образа жизни современных и древних организмов и их фациальной приуроченности. Поэтому геологу, изучающему осадочные породы важно не только представлять себе облик ископаемых организмов, но и хорошо знать образ жизни современных.

Биофациальный анализ – необходимый элемент фациального анализа отложений, содержащих органические остатки.

Для правильных выводов об условиях осадконакопления необходимы наблюдения не только над отдельными организмами, но и над целыми сообществами. Необходимо анализировать систематический состав всего комплекса организмов, количество растений и животных разных групп, их жизненные формы, степень сохранности, расположение и дополнить это все

данными о литологическом составе пород, их структуре и текстуре. Весь комплекс этих наблюдений помогает найти современные аналоги древних сообществ и определять многие параметры древней среды осадконакопления.

Чаще всего в ископаемом состоянии сохраняются остатки морских организмов. Обычно они встречаются в виде целых скелетов или их фрагментов, а также в виде отпечатков следов жизнедеятельности. Целые скелеты принадлежат, как правило, беспозвоночным организмам, скелетные остатки крупных организмов (прежде всего, позвоночных) встречаются в виде фрагментов. В континентальных толщах органические остатки встречаются значительно реже. Они представлены остатками растений, животных, следов жизнедеятельности. Лучше всего в континентальных отложениях сохраняются остатки растений и насекомых.

Большинство палеонтологических остатков представлено обитателями древних морей, поэтому наблюдения над ископаемыми чаще всего позволяют восстанавливать размеры, положение и форму именно морских палеобассейнов и такие их параметры, как соленость, температура, глубина, газовый режим, подвижность воды, характер дна, скорость осадконакопления, направление донных течений.

В соответствии с расселением организмов в современных и древних океанических бассейнах можно выделить следующие зоны: супралитораль,

литораль, сублитораль, которые составляют неритическую провинцию, и эпибатиаль, батиаль, абиссаль и хадаль (или ультраабиссаль), которые составляют океаническую провинцию (рис. 1, 2).

Рис. 1. Биономические зоны океанических бассейнов

Рис. 2. Распределение жизни по биономическим зонам

Организмы, живущие на дне, названы бентосными, а обитающие в толще воды – пелагическими.

Среди бентосных организмов различают свободно лежащие, подвижные ползающие, зарывающиеся и прикрепленные формы. Также выделяют

эпибентос (организмы, живущие на поверхности дна) (рис. 3–5) и эндобентос или инфауну – животных, обитающих в донном грунте (рис. 6).

Рис. 3. Эпибентос – подвижные и прикрепленные организмы, обитающие на поверхности дна

Рис. 4. Рифостроящие кораллы - прикрепленный бентос

Рис. 5. Морские ежи и морские звезды – представители подвижного бентоса

Рис. 6. Инфауна (эндобентос) – зарывающиеся донные организмы

Среди пелагических организмов выделяют планктонные, нектонные и плейстонные. Пелагические организмы особенно многочисленны в верхнем слое воды до глубины 200 м.

Планктонные организмы свободно парят в воде и легко переносятся течениями. Различают планктон растительный (фитопланктон) (рис. 7) и животный (зоопланктон) (рис. 8).

Рис. 7. Некоторые представители современного фитопланктона: а, б, в, г, д, е, ж - диатомеи (увеличение 100-500 раз); з, и, к - динофлагелляты (увеличение 25-300 раз); л, м - кокколитофориды (увеличение 1200 раз)

Рис. 8. Некоторые представители современного зоопланктона: а - калянус (увеличение 12 раз); б - сагитта (увеличение

0,5 раза); в - капшак;

г- блоха-прыгун (увеличение 2 раза);

д- крылоногий моллюск (увеличение 0,5 раза); е - пирозома - светляк (увеличение 0,17

раза); ж - томоптерикс - червь (увеличение 0,5 раза); з, и - оболочники (увеличение 0,3 раза)

http://underwater.su/books/

Нектонные организмы активно плавают в толще воды и встречаются на разных глубинах (головоногие моллюски, рыбы, пресмыкающиеся, млекопитающие) (рис. 1). Плейстонные (растения и животные) обитают на поверхности воды, или частично погружены в воду, т. е. обитают одновременно в водной и воздушной среде) (рис. 9) .

Рис. 9. Представитель плейстона – сифонофора Fisalia (португальский кораблик) на поверхности воды

Все организмы делятся на автоторфные и гетеротрофные.

Автотрофные организмы (продуценты) – организмы, синтезирующие из неорганических веществ необходимые для жизни органические вещества. К автотрофным относятся высшие растения (кроме паразитных и сапрофитных), водоросли и некоторые бактерии. Гетеротрофные организмы (консументы) –

организмы, не способные синтезировать органические вещества из неорганических, они потребляют органические вещества в готовом виде (растительноядные, плотоядные и всеядные животные). По способу питания консументы могут быть хищниками, падалеядами, илоядами, фильтраторами и соскребателями.

Для восстановления любых обстановок осадконакопления наблюдения над органическими остатками начинают еще в поле. В дальнейшем их продолжают в лабораторных условиях.

В поле составляют общее описание разреза, при этом отмечают характерные особенности ориктоценоза (рис. 10), т. е. всего комплекса ископаемых организмов в данном местонахождении.

Рис. 10. Схема преобразования биоценоза в ориктоценоз

Естественно, в поле изучают только те остатки организмов, которые можно различить невооруженным глазом.

При этом:

-определяют характер расположения организмов в слое и по площади;

-устанавливают систематическую принадлежность организмов (до класса, отряда, семейства, рода, если возможно);

-оценивают их количество (процентное содержание органических остатков в породе и процентное соотношение представителей разных групп);

-определяют тип сохранности органических остатков (целые скелеты, их фрагменты, ядра, отпечатки, детрит).

Все это позволяет установить, является ли захоронение организмов

прижизненным, или оно образовалось в результате посмертного переноса.

В первом случае говорят о частично сохранившемся палеобиоценозе, т. е. населении участка палеобассейна со свойственными ему условиями. Во втором

–о танатоценозе, т. е. о посмертном скоплении организмов, принесенных из разных зон существования.

Палеобиоценозы (ископаемые биоценозы) характеризуются автохтонным залеганием организмов в положении роста (рис. 11, 12). Палеобиоценоз включает целые скелеты без следов сортировки и переноса (дробления, окатывания).

Рис. 11. Фрагмент палеобиоценоза – остатки мшанок и брахиопод в прижизненном положении (при жизни брахиоподы прикреплялись к колонии мшанок)

Рис. 12. Прижизненное захоронение морских лилий – часть палеобиоценоза

Танатоценозы отличаются аллохтонным залеганием органических остатков (рис. 13, 14). Для них обычны признаки механической обработки скелетов (дробление, окатывание и сортировка). В одном местонахождении могут встречаться остатки организмов, которые никогда не обитали вместе (бентос, планктон, нектон).

.

Рис. 13. Танатоценоз – скопление организмов в результате посмертного переноса (присутствуют как целые скелеты, так и фрагменты скелетов)