ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2012, № 1, с. 21-25
УДК: 553.99
ЭПОХИ ОБРАЗОВАНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ЯНТАРЯ В ПРИРОДЕ
© 2012 г. А. В. Иванова, С. А. Мачулина, Л. Б. Зайцева
Институт геологических наук Национальной академии наук Украины
01054 Киев, ул. О. Гончара, 55е;
E-mail: shekhun@igs-nas.org.ua Поступила в редакцию 18.01.2010 г.
Рассматривается вопрос о распространенности и генезисе янтареподобных смол. Для сравнения разновозрастных ископаемых смол, уточнения их генезиса и результатов влияния на них постдиа-генетических процессов использована диаграмма эволюции керогенов (атомные соотношения трех основных элементов: углерода, водорода и кислорода). На указанной диаграмме палеозойские и ме-зокайнозойские ископаемые смолы занимают разные области, что свидетельствует о большей степени преобразования смол из палеозойских отложений и о разной смолопроизводящей растительности палеозоя и мезо-кайнозоя. По положению точек на графике можно судить, под действием каких постдиагенетических процессов (магматизма, выветривания) шло преобразование некоторых ископаемых смол. Эпохи интенсивного сукциноза и появления янтаря в массовом количестве объясняются глобальными событиями, губительно изменявшими стабильные условия произрастания смоловыделяющей лесной растительности.
Изучение янтаря представляет значительный научный и практический интерес, так как до сих пор не решены однозначно вопросы его генезиса и геологического положения янтареносных отложений.
Месторождения и проявления янтареподобных смол известны на многих континентах, но особенно широко они распространены в Северном полушарии и, в частности, на территории Европы. Возраст проявлений — от палеозоя до современного. По литературным источникам собран значительный фактический материал по ископаемым смолам — 253 образца, из них 142 с данными элементного анализа [Орлов, Успенский, 1936; Сребродольский, 1980, 1984, 1988; Трофимов, 1965 и др.]. Этот материал представлен на карте-схеме (рис. 1). Масштаб карты-схемы и большая плотность проявлений янтареподобных смол не позволили показать все месторождения на территории Европы.
В каменных углях палеозойских отложений (в основном, среднего карбона) ископаемые смолы наблюдаются в виде прослойков, линз и округлых включений резинита. Такие проявления отмечены в Англии, Германии, Польше, Чехии.
В отложениях мезозоя ископаемые смолы встречены: 1) в песчано-глинистых углистых породах верхнего триаса — Австрия, Италия; 2) в каменных углях средней и верхней юры в виде продолговатых телец или прослоев — Грузия, Шотландия, Южно-Уссурийский край; 3) в песчано-
глинистых углесодержащих породах, чаще в бурых углях и лигнитах, в основном, верхнего мела в виде прослоев, округлых зерен и включений различной величины — Австрия, Венгрия, Испания, Румыния, Франция, Чехия, Россия, Ливан, Япония, Аляска, США, Канада, Гренландия.
Палеоген-неогеновые отложения наиболее богаты ископаемыми смолами, особенно эоцен-миоценовая эпоха. Их проявления известны как в коренном залегании в песчано-глинистых угленосных породах, чаще в самих бурых углях и лиг-нитах (первичные залежи), так и в россыпях в песчано-глинистых аллювиально-пролювиаль-ных, лагунно-дельтовых и прибрежно-морских и морских образованиях (вторичные залежи) в виде включений различной формы и размеров. Они широко распространены в основном в Северном полушарии: в Европе (Австрия, Англия, Венгрия, Германия, Греция, Дания, Италия, Польша, Россия, Румыния, Украина, Финляндия, Франция, Чехия, Швеция), Азии (Бирма, Казахстан, Китай, Россия, Таиланд, Япония) и Северной Америке (Гренландия, Доминиканская республика, Канада, Мексика, США). В Южном полушарии янта-реподобные смолы известны лишь в Южной Америке (Аргентина, Чили), на о-вах Калимантан и Новая Зеландия.
Присутствие янтаря в четвертичных аллюви-ально-пролювиальных, аллювиально-дельтовых, аллювиально-ледниковых и озерно-болотных отложениях связано с размывом близлежащих ко-
ренных янтареносных пород. Россыпи четвертичного возраста развиты в Европе (Белоруссия, Россия, Украина), Америке (Колумбия, США).
Источником смолы (живицы) являлась растительность соответствующих эпох, обладающая способностью к смолообразованию. Наличие ископаемой смолы в углях карбона связано, по мнению Э. Штаха с соавторами [1978], с кордаитовы-ми класса хвойных. Наибольшего расцвета они достигли в карбоне на территории, соответствующей современной Европе, и составляли значительную часть заболоченных приморских лесов [Жизнь растений, 1978].
В мезозойскую эру смолообразующими растениями были, вероятно, в основном голосеменные подкласса хвойных. В Северном полушарии эту роль могли выполнять араукариевые, сосновые и тиссовые, в Южном — подокарповые. У араукари-евых смола откладывалась в трахеидах, окаймляющих лучи. В коре их стебля, иногда в большом количестве, встречаются каналы, наполненные смолой. Под пучком листа сосредоточены смоляные каналы у тиссовых. У подокарповых смоляные каналы имеются в листьях, длина которых достигает 35 см, и часто встречаются паренхим-ные клетки, содержащие смолу.
Постоянное наличие нормальных смоляных каналов во вторичной древесине характерно только для семейства сосновых. Но огромное большинство хвойных, не имеющих нормальных смоляных каналов в древесине, обладают способностью производить травматические смоляные каналы в ответ на неблагоприятные условия произрастания (повреждение ствола; болезни, вызываемые насекомыми и грибками; повышенный ультрафиолетовый фон; перепады температу-рыж; изменение геохимии почв и др.) [Жизнь растений, 1978; Фракей, 1990].
Палеоген-неогеновый период характеризуется большим разнообразием растительности. Переживают расцвет кипарисовые и сосновые подкласса хвойных (Северное полушарие) [Жизнь растений, 1978], широкое распространение приобретают покрытосеменные, в частности, цветковые семейства бурзеровых и гамамелисовых [Фракей, 1990]. Интересной особенностью бурзе-ровых является наличие многочисленных секреторных каналов во флоэме, в которых накапливаются смолы и бальзамы [Жизнь растений, 1981]. Гамамелисовые, в частности ликвидамбаровые, характеризуются наличием смоляных каналов в сердцевине стебля, откуда они проходят в корни и жилки листьев. Они также обильно выделяют смолу при повреждении коры [Жизнь растений, 1980]. Отмеченным разнообразием растительности, по-видимому, объясняется более широкое распространение янтареподобных смол в палео-
ген-неогене, причем не только в Северном, но и в Южном полушарии.
Анализ условий нахождения янтаря свидетельствует о том, что в зависимости от палеогеографических условий и тектонической обстановки мест произрастания "янтарного леса" способ образования и расположение ископаемых смол в природе могли несколько различаться. Смола, вытекающая из дерева или освободившаяся из гниющей древесины, переносилась реками и временными потоками в водоем, где захоронялась и претерпевала дальнейшие преобразования в окислительно-восстановительной обстановке. При заболачивании территории произрастания янтареобразую-щей растительности формировались янтаренос-ные торфяники. Они могли размываться с переносом смолы, как и в предыдущем случае. Янтареносные торфяники захоронялись, переходя в дальнейшем в бурые угли, которые, если не создавались условия для их последующего размыва, становились вместилищем ископаемых смол. Об этом свидетельствует большое количество включений янтаря в бурых углях мезо-кайнозой-ского возраста.
Результаты сравнения элементного состава янтаря различных эпох его образования содержат важную генетическую информацию. Для сравнения разновозрастных ископаемых смол и построения схемы их эволюции в истории Земли использованы атомные соотношения трех основных элементов: углерода (С), водорода (Н) и кислорода (О). Параметры Н/С и О/С изначально были положены в основу диаграммы Д. ван Кре-велена [Кгеуе1еп, 1961] для характеристики углей и процессов, происходящих при углефикации органического вещества (ОВ), а затем для изучения керогенов нефтегазоматеринских пород [Тиссо, Вельте, 1978]. На диаграмме (рис. 2) показаны эволюционные кривые главных типов керогена и соответствующих им групп мацералов в углях.
Кероген I типа содержит большое количество алифатических цепочек при небольшом содержании ароматических ядер, имеет высокие значения Н/С и низкие О/С. Кероген состоит из липи-дов, образовавшихся из водорослевого материала или из ОВ, подвергшегося интенсивному биологическому разложению и соответствует на диаграмме Ван Кревелена микрокомпоненту углей альгиниту.
Кероген II типа содержит больше ароматических и нафтеновых структур, имеет относительно высокие значения Н/С и низкие О/С. Он обычно связан с ОВ морского происхождения (фито- и зоопланктон, бактерии), отложившимся в восстановительной обстановке и характеризующимся повышенным содержанием серы, соответствует микрокомпоненту экзиниту. В отличие от ОВ морского происхождения, этот компонент, по-
24
ИВАНОВА и др.
0 0.1 0.2 0.3 0/С(ат)
Рис. 2. Положение янтареподобных смол на диаграмме эволюции керогенов: 1 — изолинии приблизительных значений показателя отражения витринита (0.5—2.0%); 2 — границы поля керогена; 3 — эволюционные кривые (I — III); 4— 7 — ископаемые смолы: 4 — палеозойского, 5 — мезозойского, 6 — палеоген-неогенового, 7 — четвертичного возраста.
видимому, не претерпел биохимических превращений.
Кероген III типа содержит конденсированные полиароматические структуры и кислородсодержащие функциональные группы. Характеризуется низкими значениями Н/С и высокими исходными значениями О/С. ОВ происходит из высших наземных растений и соответствует микрокомпоненту витриниту.
На диаграмме показаны три последовательные стадии разложения и преобразования ОВ по мере его погружения: диагенез (протокатагенез, по Н.Б. Вассоевичу [1957]), катагенез (мезокатаге-нез) и метагенез (апокатагенез).
Палеозойские ископаемые смолы относятся к зоне катагенеза, в области ¡-ой и П-ой эволюционных кривых основных типов углеродистых веществ. Мезо-кайнозойские смолы занимают на графике область выше Т-
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.