Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Возникновение биосферы





Нефть и все другие горючие полезные ископаемые, так же как рассеянное органическое вещество осадочных пород, генети­чески связаны с живым веществом нашей планеты, с биосферой прошлых геологических эпох. Проблема происхождения нефти, нижний возрастной предел ее образования тесно связаны с воз­растом возникновения жизни на Земле. Согласно наиболее рас­пространенной гипотезе, Земля возникла 4,8-5 млрд лет назад в результате слипания первичного вещества холодных тел — плане-тознмалей, затем произошел ее разогрев вследствие повышенной теплогенерации. Источники энергии — радиоактивный распад, импактные воздействия, ультрафиолетовое излучение, сейсмич­ность, приливные возмущения и др. В результате произошла дифференциация вещества первичной Земли и сформировались ядро, мантия и земная кора, близкая по составу к современной. Дифференциация вещества вызвала выделение газов и формиро­вание первичных океанов и атмосферы. Первичная атмосфера от-личачась от современной. Она имела восстановительный харак­тер, в ее составе были гелий и водород, которые быстро улетучи­лись, метан, пары воды, аммиак, СО, СО2. Свободный кислород отс\тствовал. За счет высокой активности этих веществ, оче­видно, образовывались полимеры, содержащие С, N, О и другие онофильные элементы, т.е. первые органические вещества возни­кали путем абиогенного синтеза.

Идея о том, что современные биологические молекулы могли в прошлом возникнуть абиогенным путем, была высказана впер­вые А.И. Опариным, затем Дж. Холдейном еще в середине 20-х годов XX в. Экспериментальные работы в этом направлении на­чалась только в 50-х годах в разных лабораториях. Наиболее сен­сационный результат был получен в лаборатории Чикагского университета Стэнли Миллером, который в результате облучения УФ-лучами газовой смеси, содержащий метан, аммиак, водород и воду, а также использованием электрического разряда синтезиро­вал мочевину, муравьиную кислоту и формальдегид. Затем были


золучены аминокислоты, альдегиды, аденин, глицин и другие органические соединения. К настоящему времени абиогенным путем синтезирован весь ряд аминокислот, входящих в белки.



В чем же разница живого и неживого вещества? Синтезиро-юнные в лабораториях, видимо, как и существующие на первич-яой Земле сгустки белка, не могли воспроизводить себе подоб­ных. Для этого необходима «матрица», каковой в биологических клетках и являются ДНК и РНК, т.е. основные молекулы жиз­ни — биополимеры: белки (полипептиды) и ДНК и РНК (поли-нуклеиды). Основной признак жизни — самовоспроизведение, самообновление белковых тел, в основе которых лежит самореп-дикация или удвоение молекулы ДНК с передачей рождающейся клетке генетической информации. Академик В.И. Гольданский, определяя жизнь как «форму существования биополимерных тел iсистем), способных к саморепликации в условиях постоянного обмена веществ и энергией с окружающей средой», подчеркивал, что это не единственная особенность, отличающая биоорганичес­кий мир от неживой природы.

Второе важное отличие живой природы состоит в хиральной чистоте биополимеров (Гольданский, 1986). В чем же суть этого отличия? Хиральность (от греч: xeip — рука) — способность моле­кул образовывать зеркально-антиподные изомеры, которые назы­вают оптическими изомерами. Они отличаются друг от друга тем, что вращают плоскость поляризованного света в противополож­ные стороны: в правую D-изомеры — правые, в левую — L-изо-меры — левые. Живой природе присуща практически абсолютная хиральная чистота: белки содержат только левые аминокислоты, а нуклеиновые кислоты — только правые сахара. В исходном предбиологическом органическом веществе зеркальных антипо­дов не существовало, т.е. «правые» и «левые» изомеры присут­ствовали в равных количествах. Такие смеси называются рацеми­ческими. Это подтверждено многочисленными экспериментами по синтезу органических веществ, проводимых более 40 лет в разных лабораториях мира. В результате каких сил и процессов была разрушена оптическая симметрия органических молекул — это до сих пор нерешенный вопрос для биохимиков, химиков, биологов и геохимиков.

На вопрос «когда появилась жизнь?» очевиден ответ — когда появилась ДНК, и РНК внедрилась в структуру синтезированно­го белка. Свидетельства существования биологической жизни в породах раннепротерозойского и архейского возраста получены в разных районах мира — шунгиты Карелии, метаморфические сланцы и метакварциты Гренландии, Южной Африки. Все они содержат Сорг; при помощи электронной микроскопии в них об­наружены форменные остатки, методом хроматомасс-спектромет-рии идентифицированы хемофоссилии.


К числу наиболее древних определений биогенного ОВ отно­сится формация Фиг-Три в Южной Африке, возраст которой 3,1 млрд лет. В кремнистых сланцах формации обнаружены фор­менные остатки, идентифицированные как «окаменелости бакте­рий». Хроматограмма экстракта из этих пород имеет нормальное распределение н-алканов С1425, в малых количествах присут­ствуют пристан и фитан (Кальвин, 1971). По-другому выглядит хроматограмма экстракта из более древних пород формации Онфервахт (возраст 3,7 млрд лет). На ней на фоне гладкой кри­вой выделяются отдельные пики, обычно свойственные н-алка-нам биогенного генезиса, т.е. эта хроматограмма идентифициру­ется как смесь абиогенных и биогенных УВ. М. Кальвин сделал это заключение с большой осторожностью, отдавая себе отчет в том, что для такого вывода (граница жизнь-преджизнь) требуют­ся очень веские доказательства. На рис. 3.1 приведена данная М. Кальвиным геохронологическая таблица химической и биоло­гической эволюции, на которой четкая граница между этими дву­мя важнейшими этапами в эволюции Земли отсутствует, она ле­жит в интервалах 3,1-3,7 млрд лет.



Анализ всех данных палеогеохимии, палеобиологии и геохи­мии, проведенный Дж. У. Шопфом, позволяет предположить, что жизнь появилась на Земле более 3,5 млрд лет назад и, вероятно, ранее этого рубежа в органическом мире уже были развиты такие явления, как анаэробная хемогетеротрофия и анаэробная фитоав-тотрофия (Соколов, Федонкин, 1988).

Считают, что первые организмы были анаэробные гетеротро-фы — бродильщики; они потребляли органические вещества, синтезированные абиогенным путем. Когда запас этих веществ был исчерпан, появились первые автотрофы. Они черпали энер­гию для жизни, расщепляя H2S, выделяя при этом серу, — окси-генный фотосинтез, или анаэробный хемосинтез; затем они научи­лись потреблять водород, расщепляя воду и выделяя кислород — оксигенный фотосинтез. Формирование ОВ протекало согласно реакциям:

Выделение кислорода в атмосферу и накопление его привело к формированию озонового слоя, благодаря которому жизнь смогла выйти на сушу.


Первые организмы (архебактерии, бактерии, цианобактерии) были прокариотами, т.е. у них отсутствовало ядро и половое де­ление, ДНК сосредоточена в центре клетки.

Существуют разные точки зрения, когда появился кислород в атмосфере. Согласно одной из них, накопление О2 в атмосфере шло медленно и плавно, достигнув современного уровня в тече­ние фанерозоя, так как прокариотная система не могла обеспе­чить более 1% свободного кислорода в атмосфере. Более распро­странена идея, что свободный кислород начал играть заметную роль в атмосфере начиная с 1,8-2,1 млрд лет назад — именно к этому времени приурочено появление красноцветных формаций, широко распространенных практически на всех континентах. Су­ществует также гипотеза, основанная на сходстве изотопного со­става серы фанерозойских и архейских образований, что аэроб­ная фотоавтотрофия существовала уже 2,9-3 млрд лет назад.


Эукариоты появились 1,5 млрд лет назад, они имели клетку с четко выраженным ядром; первые эукариоты были однополыми. В интервале 0,8-1,0 млрд лет появились разнополые эукариоты, которые дали толчок бурному развитию разных форм жизни; к концу протерозоя появились зеленые, бурые, красные водоросли. На границе кембрия-докембрия появление многоклеточных орга­низмов повлекло за собой бурное развитие жизни — фауны и флоры. Возможно, что бесскелетная фауна появилась раньше. В вендских отложениях (600 млн лет) найдены отпечатки крупных бесскелетных организмов (эдиакарская фауна), но точная при­надлежность этой группы ископаемых не определена. Первые на­земные растения фиксируются в конце силура, расцвет их начи­нается с карбона и продолжается с постоянным увеличением ви­дов вплоть до кайнозоя, с начала кайнозоя — млекопитающие, а в конце кайнозоя — человек (Homo sapiens) — вершина эволю­ции живого вещества.

Основные биопродуценты и их эволюция

Несмотря на единство элементного и компонентного соста­вов различных представителей живого вещества, в их химическом составе и молекулярной структуре наблюдаются заметные отли­чия.

Живое вещество любого участка суши или моря характеризу­ется определенными биоценозами. Биоценоз — это совокупность всех живых организмов (животных, растений, грибов и др.), со­вместно населяющих какой-либо участок суши и (или) водоема. В любом биоценозе по типу питания выделяются три группы организмов: продуценты, консументы и редуценты. Продуценты — живые организмы, производящие живое вещество из неживого, автотрофы, например зеленые растения, водоросли; консумен­ты — потребители, питающиеся ОВ продуцентов, — гетеротро-фы — все животные; редуценты — грибы и бактерии, разлагаю­щие ОВ как консументов, так и продуцентов, минерализую­щие его.

Основным продуцентом ОВ в современных водоемах являет­ся фитопланктон. Поскольку НМ потенциал ОВ в основном определяется долей липидных и липоидных компонентов в ис­ходном ОВ, то именно распределение этой группы соедине­ний в основных продуцентах представляет особый интерес (см. табл. 3.2). В табл. 3.4 приводится содержание липидов в разных группах водорослей. Повышенной концентрацией липидов отли­чаются диатомовые водоросли, по биопродуктивности первое место занимают так же диатомовые, затем следуют динофлагелла-ты, относящиеся к группе перидиней. Современные диатомовые водоросли синтезируют более 50% ОВ. Широкое распростране-


ние они получили с конца юрского периода, хотя некоторые ис­следователи считают, что первые диатомеи появились уже к нача­лу палеозоя. Диатомеи содержат повышенные концентрации внутриклеточных липидов (до 38% сухого веса); кроме того, ли-пиды входят в состав клеточных мембран и запасных систем. Состав липидов непостоянен, соотношение свободных и связан­ных жирных кислот, их распределение различны. Так, у диатомеи Sceletonema costatum в общем количестве липоидов жиры состав­ляют 34%, свободные жирные кислоты — 15%, глицериды — 11%, галактолипиды — 12%. Преобладают жирные кислоты с не-разветвленной цепью и четным числом атомов С, причем незна­чительно превалируют ненасыщенные кислоты: C16 — 70%, С14 — 10%, С20 — 5%, очень мало C18 и С22 (Барашков, 1972).

Характерной особенностью диатомовых и некоторых других водорослей (золотистых, желтозеленых, перидиней) является их способность накапливать в виде запасных веществ липиды, при­чем наиболее нейтральные. Благодаря отложению этого легкого резервного вещества диатомеи имеют достаточную подвижность, несмотря на наличие тяжелой кремниевой оболочки. Содержание и состав запасных липидов зависят от разных экологических фак­торов: освещенности, содержания минеральных веществ. Уста­новлено, что при недостатке азота, при голодании в диатоме-ях резко возрастает доля липидов в ОВ. Дополнительные накоп­ления липидов происходят в результате стрессовых ситуаций: об­лучение, холод, тепло, нарушение солевого обмена, воздействие химических стимуляторов. В эксперементальных условиях доля липидов возрастала до 70%. Важнейшим компонентом запасных


липидов являются длинноцепочные жирные кислоты, в основном ненасыщенные.

Накопив запасные вещества, водоросль может их сама израс­ходовать в процессе жизнедеятельности. Для того чтобы запасные липиды попали в осадок, необходимо отмирание организма в мо­мент накопления этих резервных веществ. Таким образом, на со­став ОВ осадка влияют не столько экологические условия жизни основных биопродуцентов, сколько условия их отмирания, т.е танатоценозы.

Следующая по численности группа альгофитопланктона пред­ставлена динофлагеллатами, относящимися к группе периденей. или панцирных жгутиконосцев. Перидинеи в массовых количест­вах встречаются в основном в теплых морях. В их клетках не­сколько повышено содержание липидов — от 3 до 18%, в сред­нем 11%. В составе жирных кислот присутствуют С18, С20, С22. резко преобладает C18 (до 57%). Установлены также стероиды. Характерный биомаркер — 4-метилстероид, обнаруженный в по­вышенных концентрациях в ОВ рэтских горючих сланцев Запад­ной Англии, рассматривается как показатель исходной биомассы динофлагеллат. Расцвет перидинеи был в поздней юре и мелу, в кайнозое их распространение пошло на спад, но и в современ­ных водоемах, морских и пресноводных, они еще достаточно ши­роко развиты. Единичные их формы описаны в силуре в Черно­гории, но широкое распространение типичные перидинеи полу­чили только с юрского периода.

Золотистые водоросли более распространены среди ископае­мых форм, окраска их обусловлена наличием желтого фермен­та — финохризина. Примитивные формы золотистых водорослей известны с кембрия, более сложные — с мела. Наиболее распрост­ранены два подкласса: коколитофориды (coccolitophorea) — очень мелкие нанопланктонные формы, обитающие в теплых морях и образующие известковый ил; силикофлагеллаты (silicoflu-gellaiae) — водоросли с кремниевой функцией, кремниевые жгу­тиковые. Эти водоросли достигли широкого распространения с сенона, встречаются они и в отложениях юры, имеются сведения о нахождении примитивных форм в ордовике. Это очень мелкие, исключительно морские формы, обитают в основном в области литорали. В биохимическом составе этих водорослей изучены только жирные кислоты; их состав: C18 — 16—27%,С14 — 11%, С16 — 7-10%. Вкачестве резервных веществ современные формы накапливают липиды.

Жвлтозеленые водоросли значительно менее распространены; они играют важную роль в формировании озерных отложений, обогащенных ОВ. Свое название эта группа водорослей получила благодаря содержанию наряду с хлорофиллом желтых пигмен­тов — ксантофилла и каротина. Желтозеленые водоросли обнару-


хивают большое сходство с зелеными водорослями. Особый ин­терес представляет водоросль Batryococcus, широко распростра­ненная в современных сапропелевых илах и ископаемых сапро-зелитах, в горючих сланцах, как озерных, так и морских. Так, со­держание УВ в варпалотских горючих сланцах Венгрии прямо пропорционально количеству остатков водорослей Batryococcus. Батриококкус является породообразующей водорослью так назы­ваемых торбанитов — озерных горючих сланцев Австралии перм­ского возраста.

Способность накапливать этими водорослями в особых усло-зиях липиды в больших количествах может быть использова­на для получения синтетической нефти. Ученые Иерусалима в лаборатории получили углеводороды из водорослей Batryococcus, выращенных в теплой соленой воде. В США были выполне­ны подобные эксперименты: в воду, населенную водорослями Batryococcus, добавляли азот, микроэлементы и продували диок­сид углерода, при этом резко возрастала биопродуктивность во­дорослей и содержание в них липидов. Квадратный метр поверх­ности такого водоема ежедневно может производить 50 г ОВ, из них 70% составляют липиды, 80% которых используется для по­лучения дизельного топлива.

Наиболее широкое стратиграфическое распространение свой­ственно синезеленым водорослям. Они относятся к прокариотам, что сближает их с бактериями. Есть и другие признаки, более свойственные бактериям: строение клеточной стенки, наличие газовых вакуолей, способность к фиксации азота и др. В настоя­щее время их чаще называют цианобактериями. Они существуют на Земле более 3 млрд лет. Автотрофные формы при фотосинтезе используют СО2 и выделяют кислород; благодаря их жизнедея­тельности была создана кислородная атмосфера Земли. В течение всей истории своего развития они не претерпели изменений. В протерозойских бассейнах они были подавляющей формой жиз­ни и поставщиком ОВ. Многими исследователями отмечались консервативность цианобактерий, их экологическая выносли­вость. Синезеленый цвет определяется наличием синего и бурого пигментов в сочетании с хлорофиллом. Некоторые формы имеют и другие пигменты - от красного до черного. Эти водоросли ток­сичны, хищны, подавляют развитие других водорослей и зоо­планктона, радиорезистентны, приспособлены жить в темноте, в горячих и холодных водах. Очень важным свойством этих водо­рослей является антибактериальное действие их липидов (циано-фитина и хлороллина). Это предопределило устойчивость ОВ си-незеленых (как и некоторых зеленых водорослей) к микробному разрушению. Цианобактерий представлены как одноклеточными, так и многоклеточными формами.


В цианобактериях обнаружены чрезвычайно устойчивые био­полимеры, но существенно иного типа, чем в батриококкусах. Эти биополимеры образуются в оболочке клеток живого вещества и характеризуются аморфной структурой, благодаря им формирует­ся аморфный кероген. Такие структуры керогена встречены как в современных осадках, так и в страмотолитах докембрийского воз­раста. Благодаря этому ОВ синезеленых водорослей имеет доста­точно постоянный и устойчивый состав, оно несколько обеднено гетероэлементами и обогащено водородом. Несмотря на невысо­кое в среднем содержание липидных компонентов (до 12%), оно характеризуется высоким нефтематеринским потенциалом.

Основную массу ОВ поставляют продуценты — основа пище­вой цепи. Следующая группа пищевой цепи — копеподы, круп­нейшая группа зоопланктона. Копеподы питаются непосред­ственно фитопланктоном, видимо, поэтому существует сходство между составом липидной фракции копепод и фитопланктона. Изопреновый углеводород — пристан, присутствующий во мно­гих современных осадках, видимо, имеет тот же источник — он является основным компонентом жировых телец копепод из от­ряда Calonoida.

При переходе по пищевой цепи от продуцента к следующему звену пищевой цепи масса ОВ сокращается на порядок. В ряду фитопланктон → копеподы → рыбы → хищники масса ОВ сокра­тилась в 1000 раз. Несмотря на это отдельные группы зоопланк­тона, видимо, вносят заметный вклад в ОВ и (или) влияют на его исходный состав. Так, ОВ силурийских граптолитовых сланцев характеризуется повышенными содержаниями азота за счет зооп­ланктона.

Вклад бактериального ОВ в исходное ОВ неоднозначно оце­нивается различными исследователями. Ведущая роль бактерий в преобразовании ОВ, в формировании окислительно-восстанови­тельной обстановки, в воздействии на минеральную составляю­щую породы признается всеми. Бактерии — наиболее распрост­раненные представители живого вещества. Благодаря им зона действия живого вещества расширяется до глубины в несколько километров, охватывает высокотемпературные (более 100°С) зо­ны, такие как области развития «курильщиков», горячие озера. На основании такой «повсюдности» бактерий было предложено выделять сферу их жизнедеятельности как бактериосферу (Соко­лов, 1993).

Бактерии — мельчайшие организмы (ультрапланктон), размер которых не превышает 5 мкм. Бактерии являются автотрофами, гетеротрофами и олиготрофами. Автотрофные бактерии включают фотосинтезирующие формы, использующие для синтеза ОВ из минеральных веществ солнечную энергию, и хемосинтезирую-щие, использующие для этой цели химическую энергию. Авто-


трофные бактерии — это нитрофикаторы, сульфатредуцирующие, железобактерии и др.

Большая часть бактерий — гетеротрофы, они существуют за счет органических веществ других организмов, за счет разложе­ния сложных органических молекул. Гетеротрофы, использующие для питания мертвые ОВ (некрому), называются сапрофитами, или гнилостными; те же бактерии, которые живут в теле живых организмов, называются паразитами.

По отношению к кислороду бактерии подразделяются на аэ­робные, развивающиеся в присутствии кислорода, анаэробные — при отсутствии свободного кислорода, факультативно-анаэроб­ные, растущие в тех и других условиях. Бактерии, развивающиеся в высокоминерализованных средах (более 100 г/л), называются галофильными. Анаэробные гетеротрофы — это метанобразующие, метанокисляюшие, молочнокислые, маслянокислые, гнилостные бактерии и др.

Характерной чертой бактерий является автолиз — самоунич­тожение своей некромы. Автолизу препятствует сорбция бактери­ального ОВ минеральными частицами и резко восстановительная обстановка. Возможно, что автолиз уничтожает не все ОВ бакте­рии, а только наиболее подверженные микробиальному окисле­нию компоненты, липидная же составляющая или часть ее сохра­няется.

Согласно расчетам Н.В. Лопатина, доля некромы бактерий в составе ОВ к концу диагенеза может составлять ориентировочно в илах озер до 25-35%, в мелководных морских заливах и лагунах 10-15%, в шельфовой зоне океана 5-10%, в океанических осадках менее 0,5% (Лопатин, 1982).

Таким образом, геохимическая роль бактерий заключается прежде всего в разложении огромных масс растительных и жи­вотных остатков. Велика роль их в круговороте С, N, P, S, Fe, Мn и др. С жизнедеятельностью бактерий связаны процессы био­деградации нефти и нафтидов, образования и разрушения серы и сульфидных руд, окисления метана в угольных месторождениях и т.д. Если вопрос о вкладе бактериального ОВ в исходное ОВ до сих пор дисскусионен, то участие липидной составляющей бакте­рий в формировании состава ОВ бесспорно.

Бактерии имеют изменчивый состав: 80% и более составляет вода, 20% — ОВ. По современным оценкам, 30-40% мертвого ОВ, потребляемого бактериями, идет на построение живого ве­щества самой бактерии, остальные 60-70% служат для получения энергии и после изменений превращаются в минеральные осад­ки. Их химический состав: С — 50%, О — 20%, Н — 8%, N — 5-10%, S — 1%, в малых количествах присутствуют магний, каль­ций, марганец, медь, цинк. Групповой состав: белки — 50-60%,


 

материал клеточных мембран — 20%, на 20-40% состоящих из липидов, 10% липиды, липоиды, 10% ДНК, РНК. Жирные кис­лоты, извлекаемые из бактерий, обычно представлены соедине­ниями ряда С1020, преобладают кислоты с разветвленной цепью: изо- и антеизоконфигурациями. Помимо жиров многие бактерии способны накапливать полифосфаты, полисахариды и серу. В составе ОВ бактерий отмечены также тритерпаны ряда гопана, в частности бисноргопаны, гаммацераны.

Высшие растения также являются поставщиком органическо­го вещества в исходное ОВ аквальных осадков. ОВ высших расте­ний представлено главным образом целлюлозой и лигнином, доля липоидных компонентов в них в целом мала. Однако замет­ное количество липидов и липоидов накапливается в листьях, спорах, пыльце, коре, плодах и семенах. Липиды высших расте­ний характеризуются некоторой специфичностью, например, сре­ди н-алканов от С10 до С40 отмечается повышенная концентра­ция УВ высокомолекулярных — С2729, а также значительное (до 10 раз) преобладание нечетных УВ над четными. В строении нерастворимой части керогена участвуют компоненты углеводов, белков и лигнина.

Состав и тип захороняющегося в осадках ОВ определяется прежде всего соотношением разных групп организмов-поставщи­ков, фациальной и физико-химической обстановками осадкона-копления. Абстрагируясь от условий осадконакопления, просле­дим, как химический состав ОВ осадка в значительной степени изменялся в зависимости от эволюционного уровня развития групп организмов-поставщиков ОВ.

Биохимические предшественники нефти (рис. 3.2) могли на­ходиться только в кайнозойском бассейне, т.е. в бассейне того времени, к которому сформировались все известные ныне груп­пы растений и животных.

Химический состав ископаемых осадков в какой-то степени отражает биоценозы, вернее, танатоценозы соответствующих гео­логических эпох.

В додевонское время основными поставщиками ОВ были синезеленые и прочие водоросли и бактерии, высшие растения от­сутствовали, поэтому в отложениях додевонского времени пыль­ца, кутикула, витринит, растительные воски не наблюдаются. В ОВ этих отложений нет подавляющего превосходства нечетных УВ среди высших нормальных алканов. Сравнивая химический состав ОВ отложений разного возраста (имеется в виду ОВ, не измененное или мало измененное в катагенезе), далеко не всегда можно определить «возрастные» отличия или специфику исход­ного ОВ, поскольку все планктоногенное ОВ в отложениях раз­личного возраста сформировано за счет фитопланктона и бакте-

 

 



рий; все остальные поставщики ОВ — незначительная примесь, которая может и не сказаться на химическом составе захоронен­ного ОВ.

Заметные отличия в химическом составе ОВ фиксируются только для двух крайних типов: 1) планктоногенного, образован­ного за счет жизнедеятельности фитопланктона и бактерий, чис­то сапропелевого; 2) органического вещества наземного проис­хождения, образованного за счет высших растений, гумусового или арконового ОВ. Помимо отличий в углеводородной части меняется валовый химический состав, что приводит, в частности, к изменению величины Н/Сат; для сапропелевого (I тип кероге-на) ОВ она составляет 1,7-1,9, в то время как в более аромати­ческом обогащенном кислородом гумусовом ОВ (III тип кероге-на) величина этого отношения не превышает 1,1.

Известно, что климат и температура воды влияют на жизне­деятельность организмов и состав образованных исходным ОВ продуктов. Так, снижение среднегодовых температур, происходя­щее в связи с похолоданием от кембрия до современного перио­да, повлияло на структуру масел исходного ОВ в направле­нии повышения содержания ненасыщенных жирных кислот, присущих данному виду. Поскольку экспериментально установ­лено, что насыщенные жирные кислоты — источник алканов, а ненасыщенные — нафтеновых УВ, то соотношение алканы/цик-ланы, производных насыщенных и ненасыщеных кислот, синте­зируемых растениями, контролируется температурой среды обитания.

Характер распределения некоторых биомаркеров (стеранов С28 и С29) в УВ фракции морского ОВ и нефтей различного воз­раста в геологической истории позволил наметить их генетичес­кую связь с эволюцией основных продуцентов ОВ (рис. 3.3). Эта эмпирически установленная закономерность — увеличение отно­шения стеранов С2829 от кембрия к кайнозою — не объясняет характер распределения стеранов в докембрийском ОВ и нефтях. На эмпирической кривой докембрийскому ОВ соответствуют низкие значения этого отношения, какие наблюдались в извест­ных ранее нефтях докембрия. В результате исследований послед­них лет ОВ рифейских отложений и нефтей Восточно-Европей­ской платформы было идентифицированы ОВ и нафтиды с рав­номерным распределением стеранов, т.е. отношения стеранов С2829 ~ 1, что соответствует ОВ динофлагеллат, появившихся много позже.

До сих пор состав исходных биопродуцентов докембрия изу­чен крайне слабо. Не исключено, что в докембрии существовали предшественники динофлагеллат, биохимический цикл которых был сходен, что и предопределило соответствующее распределе­ние биомаркеров. Таким образом, данные об углеводородном со-


ставе, характере распределения биомаркеров позволяют решать и (или) поставить обратную задачу: каковы же были биопродуцен­ты прошлых геологических эпох, особенно это касается ОВ наи­более древних и менее изученных до кембрийских отложений.








Date: 2015-04-23; view: 440; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 year. (0.015 sec.) - Пожаловаться на публикацию